JP2016111602A - Monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、監視システムに係り、さらに詳しくは、対象物によって反射された検出光を受光して監視エリア内の侵入物を検知する監視システムに関する。 The present invention relates to a monitoring system, and more particularly to a monitoring system that receives detection light reflected by an object and detects an intruder in a monitoring area.
エリア監視センサは、監視エリア内に侵入した侵入物、例えば、人を検知し、工作機械などの外部機器の動作を停止させるための停止信号を出力するセンサである(例えば、特許文献1及び2)。例えば、エリア監視センサは、検出光を生成する投光部と、回転軸を中心として検出光を周方向に走査させる走査部と、対象物によって反射された検出光を受光し、検出信号を生成する受光部とを備える。侵入物検知は、検出信号に基づいて対象物までの距離を求め、距離と検出光の走査角とから対象物の位置を特定することによって行われる。
The area monitoring sensor is a sensor that detects an intruder that has entered the monitoring area, such as a person, and outputs a stop signal for stopping the operation of an external device such as a machine tool (for example,
上述した様なエリア監視センサでは、検出光を走査させるスキャン面を視認することが困難である。このため、従来のエリア監視センサは、床などの設置面に対し、スキャン面が傾いた状態で設置されたとしても、そのことに気づき難いという問題があった。また、従来のエリア監視センサでは、検出光の走査範囲を視認することが困難である。このため、向きの調整が容易ではなく、監視エリアを正しくカバーすることができない状態で設置してしまうという問題もあった。 In the area monitoring sensor as described above, it is difficult to visually recognize the scan surface that scans the detection light. For this reason, even if the conventional area monitoring sensor is installed in a state where the scan surface is inclined with respect to the installation surface such as the floor, there is a problem that it is difficult to notice that. Also, with the conventional area monitoring sensor, it is difficult to visually recognize the scanning range of the detection light. For this reason, it is not easy to adjust the orientation, and there is a problem that the monitor area is not installed correctly.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スキャン面の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面が傾いた状態でエリア監視センサが設置されるのを防止することができる監視システムを提供することを目的とする。また、検出光の走査範囲を容易に識別することができ、エリア監視センサの向きの調整を容易化した監視システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can easily identify the position of the scan surface and prevent the area monitoring sensor from being installed with the scan surface tilted with respect to the installation surface. An object of the present invention is to provide a monitoring system that can do this. It is another object of the present invention to provide a monitoring system that can easily identify the scanning range of the detection light and easily adjust the direction of the area monitoring sensor.
第1の本発明による監視システムは、検出光を生成する投光手段と、対象物によって反射された上記検出光を受光し、検出信号を生成する受光手段と、回転軸を中心として、上記回転軸と交差するスキャン面に沿って上記検出光を周方向に走査させる走査手段と、上記検出信号に基づいて、対象物までの距離を求める測距手段と、上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に基づいて、監視エリア内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する侵入検知手段と、上記監視エリアを撮影し、カメラ画像を生成する撮像手段と、上記スキャン面における対象物の位置を示す測距線を上記カメラ画像上に表示する測距位置表示手段とを備えて構成される。 A monitoring system according to a first aspect of the present invention includes a light projecting unit that generates detection light, a light receiving unit that receives the detection light reflected by an object and generates a detection signal, and the rotation about a rotation axis. Scanning means for scanning the detection light in a circumferential direction along a scan plane intersecting the axis; distance measuring means for obtaining a distance to the object based on the detection signal; distance to the object and the detection Based on the scanning angle of the light, intrusion detection means for detecting an intruder in the monitoring area and generating a stop signal for stopping the operation of the external device, and imaging for capturing the monitoring area and generating a camera image And a distance measurement position display means for displaying a distance measurement line indicating the position of the object on the scan plane on the camera image.
この様な構成によれば、監視エリアが撮影されたカメラ画像上に測距線を表示するので、測距線によってスキャン面の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像上の測距線によって容易に識別することができる。 According to such a configuration, since the distance measuring line is displayed on the camera image in which the monitoring area is photographed, the position of the scan plane can be easily identified by the distance measuring line. Also, the scanning range of the detection light can be easily identified by the distance measurement line on the camera image.
第2の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、上記スキャン面よりも上記回転軸方向の上側に配置されるように構成される。この様な構成によれば、検出光のスキャン面と撮像手段との間に回転軸方向の視差が生じるので、スキャン面を俯瞰するカメラ画像を得ることができる。このため、カメラ画像を表示した際に、スキャン面上の測距線について遠近感を得易くすることができる。 The monitoring system according to the second aspect of the present invention is configured such that, in addition to the above configuration, the imaging unit is disposed above the scan plane in the rotation axis direction. According to such a configuration, a parallax in the rotation axis direction is generated between the scan surface of the detection light and the imaging unit, so that a camera image overlooking the scan surface can be obtained. For this reason, when a camera image is displayed, a sense of perspective can be easily obtained for the distance measurement line on the scan plane.
第3の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリアを示す枠線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示するように構成される。この様な構成によれば、監視エリアと測距線との位置関係をカメラ画像上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリアとして適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。 In addition to the above configuration, the monitoring system according to the third aspect of the present invention is configured such that the ranging position display means displays a frame line indicating the monitoring area on the camera image together with the ranging line. According to such a configuration, since the positional relationship between the monitoring area and the distance measurement line can be confirmed on the camera image, it is easily identified whether or not the desired area is appropriately set as the monitoring area. be able to.
第4の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリア内の測距線を監視エリア外の測距線とは異なる表示態様で表示するように構成される。この様な構成によれば、スキャン面上の対象物の位置が監視エリア内であるか否かを容易に識別することができる。 In addition to the above configuration, the monitoring system according to the fourth aspect of the present invention is configured such that the ranging position display means displays the ranging line in the monitoring area in a display mode different from the ranging line outside the monitoring area. Is done. According to such a configuration, it is possible to easily identify whether or not the position of the object on the scan surface is within the monitoring area.
第5の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記対象物までの距離に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせるように構成される。この様な構成によれば、カメラ画像を表示した際に、スキャン面上の測距線について遠近感を得易くすることができる。 In addition to the above configuration, the monitoring system according to the fifth aspect of the present invention is configured such that the ranging position display means changes the display mode of the ranging line according to the distance to the object. According to such a configuration, it is possible to easily obtain a sense of perspective with respect to the distance measurement line on the scan plane when a camera image is displayed.
第6の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリア内の侵入物の検知に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせるように構成される。この様な構成によれば、カメラ画像を表示した際に、侵入物の有無を測距線によって容易に識別することができる。 In addition to the above configuration, the monitoring system according to the sixth aspect of the present invention is configured such that the ranging position display means changes the display mode of the ranging line according to detection of an intruder in the monitoring area. The According to such a configuration, when a camera image is displayed, the presence or absence of an intruding object can be easily identified by a distance measuring line.
第7の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記スキャン面における直交座標の座標軸に平行な2以上のグリッド線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示するように構成される。この様な構成によれば、スキャン面上の位置関係を把握し易いので、監視エリアを設定し易くし、或いは、編集し易くすることができる。 In the monitoring system according to a seventh aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the ranging position display means displays two or more grid lines parallel to the coordinate axis of the orthogonal coordinates on the scan plane on the camera image together with the ranging line. Configured to display. According to such a configuration, the positional relationship on the scan plane can be easily grasped, so that the monitoring area can be easily set or edited.
第8の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記監視エリア内の侵入物が検知された際に撮影された上記カメラ画像を侵入物の位置情報とともに検知履歴として記憶する検知履歴記憶手段と、上記侵入物の位置情報に基づいて、侵入物の位置を上記検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する検知履歴表示手段とを備えて構成される。 In addition to the above configuration, the monitoring system according to the eighth aspect of the present invention is a detection history storage means for storing the camera image taken when an intruder in the monitoring area is detected, together with position information of the intruder, as a detection history. And a detection history display means for displaying the position of the intruder on the camera image stored as the detection history based on the position information of the intruder.
この様な構成によれば、監視エリア内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶されたカメラ画像によって容易に確認することができる。このため、停止信号が生成された原因を詳細に知ることができる。 According to such a configuration, an intruder that has entered the monitoring area can be easily confirmed by a camera image stored as a detection history. For this reason, it is possible to know in detail the cause of the stop signal being generated.
第9の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段により生成されたカメラ画像を順次に記憶するとともに、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去されるカメラ画像バッファを備え、上記撮像手段が、動画像からなるカメラ画像を生成し、上記検知履歴記憶手段が、上記監視エリア内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像を検知履歴として記憶するように構成される。 A monitoring system according to a ninth aspect of the present invention includes, in addition to the above-described configuration, a camera image buffer that sequentially stores camera images generated by the imaging unit and periodically deletes camera images with old shooting times, The imaging means generates a camera image consisting of a moving image, and the detection history storage means detects a moving image of a certain length of time taken with the time when an intruder in the monitoring area is detected. Configured to store as
この様な構成によれば、監視エリア内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶された動画像によって確認することができる。このため、侵入物の解析を容易化することができる。また、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去されるので、記憶容量が増大するのを抑制することができる。 According to such a configuration, an intruder that has entered the monitoring area can be confirmed by a moving image stored as a detection history. For this reason, analysis of an intruder can be facilitated. In addition, since camera images with old shooting times are periodically deleted, an increase in storage capacity can be suppressed.
第10の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、互いに向きを異ならせて配置された2以上のカメラにより構成され、上記検知履歴記憶手段が、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶し、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶しないように構成される。 In the monitoring system according to a tenth aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the imaging unit includes two or more cameras arranged in different directions, and the detection history storage unit defines the position of an intruder. A camera image captured by a camera included in the corner is stored as a detection history, and a camera image captured by a camera that does not include the position of the intruding object is not stored as a detection history.
この様な構成によれば、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されないので、記憶容量が増大するのを防止することができる。 According to such a configuration, since a camera image taken by a camera that does not include the position of the intruder within the angle of view is not stored as a detection history, an increase in storage capacity can be prevented.
第11の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、互いに向きを異ならせて配置された2以上のカメラにより構成され、上記検知履歴表示手段が、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示するように構成される。 According to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the imaging system includes two or more cameras arranged in different directions, and the detection history display unit displays the position of an intruder. A camera included in the corner is selected, and the position of the intruder is displayed on the camera image captured by the camera.
この様な構成によれば、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する際に、侵入物の位置を画角内に含むカメラが自動的に選択されるので、侵入物の解析を容易化することができる。 According to such a configuration, when the position of the intruder is displayed on the camera image stored as the detection history, the camera that includes the position of the intruder within the angle of view is automatically selected. Can be easily analyzed.
第12の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、画角が上記検出光の走査範囲をカバーする1つの魚眼レンズ付き広角カメラにより構成される。この様な構成によれば、結像レンズやイメージセンサを複数個用意する必要がないので、撮像手段の構成を簡素化することができる。 In a monitoring system according to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the imaging unit includes a single wide-angle camera with a fisheye lens whose field angle covers the scanning range of the detection light. According to such a configuration, it is not necessary to prepare a plurality of imaging lenses and image sensors, so that the configuration of the imaging unit can be simplified.
本発明による監視システムによれば、監視エリアが撮影されたカメラ画像上に測距線を表示するので、測距線によってスキャン面の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面が傾いた状態でエリア監視センサが設置されるのを防止することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像上の測距線によって容易に識別することができ、エリア監視センサの向きの調整を容易化することができる。 According to the monitoring system of the present invention, since the distance measuring line is displayed on the camera image in which the monitoring area is photographed, the position of the scanning surface can be easily identified by the distance measuring line, and the installation surface is scanned. It is possible to prevent the area monitoring sensor from being installed with the surface inclined. Also, the scanning range of the detection light can be easily identified by the distance measurement line on the camera image, and the adjustment of the direction of the area monitoring sensor can be facilitated.
まず、本発明が前提とする監視システムの概略構成について、図1〜図4を用いて以下に説明する。 First, a schematic configuration of a monitoring system assumed by the present invention will be described below with reference to FIGS.
<監視システム100>
図1は、本発明の実施の形態による監視システム100の一構成例を示したシステム図である。この監視システム100は、監視エリア内の侵入物を光学的に検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成するエリア監視センサ1と、監視エリアや走査条件などを設定するためのPC(パーソナルコンピュータ)200とにより構成される。
<Monitoring system 100>
FIG. 1 is a system diagram showing a configuration example of a monitoring system 100 according to an embodiment of the present invention. The monitoring system 100 optically detects an intruder in the monitoring area and generates a stop signal for stopping the operation of the external device, and sets a monitoring area, a scanning condition, and the like. And a PC (personal computer) 200.
エリア監視センサ1は、光走査型のセーフティセンサであり、インターフェース部10及びセンサ本体部20により構成される。インターフェース部10は、ユーザ操作を受け付け、動作状態などを表示する入出力ユニットである。センサ本体部20は、検出光を投光し、対象物によって反射された検出光を受光して対象物までの距離を求める計測ユニットである。
The
PC200は、画面表示部201、キーボード202及びマウス203を備えた端末装置であり、監視エリアをエリア監視センサ1に設定するためのアプリケーションプログラムがインストールされている。エリア監視センサ1とPC200とは、通信ケーブル204を介して接続される。
The
<生産システム>
図2は、図1のエリア監視センサ1を含む生産システムの一構成例を示した斜視図である。この生産システムは、防護柵A2で仕切られた領域内に搬送装置や作業ロボットA1が配置され、作業ロボットA1の作業エリアなど、機械設備周辺のエリアが監視エリア2として設定され、監視エリア2内の侵入物がエリア監視センサ1によって検知される。例えば、エリア監視センサ1は、光走査型のセーフティセンサである。
<Production system>
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a production system including the
エリア監視センサ1は、検出光を走査させることによって監視エリア2を監視し、機械設備の制御盤を操作するオペレータA3などの侵入物を検知して、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する。監視エリア2は、エリア監視センサ1が設置される設置面内の領域、例えば、水平な床面内の領域により構成される。侵入物の検知は、対象物によって反射された検出光を受光して対象物までの距離を求め、距離と検出光の走査角とから対象物の位置を特定することによって行われる。
The
停止信号は、監視エリア2の周辺で稼働する作業ロボットA1を停止させる制御信号として用いられる。例えば、エリア監視センサ1は、OSSD(Output Signal Switching Device)を有し、監視エリア2内に侵入物が存在していない状態では、OSSDがオン状態になり、動作許可信号が出力される。一方、監視エリア2内に侵入物が存在している状態では、OSSDがオフ状態になり、動作不許可信号が停止信号として出力される。
The stop signal is used as a control signal for stopping the work robot A1 operating in the vicinity of the
<エリア監視センサ1>
図3は、図1のエリア監視センサ1の構成例を示した図であり、インターフェース部10をセンサ本体部20から分離させることができる分離型のセーフティセンサが示されている。図中の(a)には、エリア監視センサ1を前方から見た場合が示され、(b)には、インターフェース部10が示されている。
<
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
このエリア監視センサ1は、各種情報を表示し、ユーザ操作を受け付けるインターフェース部10と、検出光を生成し、水平なスキャン面3に沿って検出光を走査させるセンサ本体部20とにより構成される。インターフェース部10は、センサ本体部20の上面に配置されている。
The
検出光には、例えば、波長が赤外領域のレーザー光が用いられる。検出光は、一定周期で繰返し走査される。センサ本体部20には、監視エリア2を撮影するためのカメラ21及び22と、動作状態を表示するためのインジケータ23及び24とが配設されている。また、センサ本体部20のスキャナ部25には、走査用のミラーを保護するための保護カバー26が取り付けられている。検出光は、上記ミラーの回転軸を中心として周方向に走査される。スキャン面3は、上記回転軸と直交する。
For example, laser light having a wavelength in the infrared region is used as the detection light. The detection light is repeatedly scanned at a constant period. The
カメラ21,22、インジケータ23及び24は、スキャナ部25よりも上側に配置されている。つまり、カメラ21及び22は、スキャン面3よりも上記回転軸方向の上側に配置される。この様な構成により、スキャン面3とカメラ21及び22との間に回転軸方向の視差が生じるので、スキャン面3を俯瞰するカメラ画像を得ることができる。
The cameras 21 and 22 and the indicators 23 and 24 are arranged above the
カメラ21及び22は、いずれも水平方向に向けて配置され、互いに向きを異ならせた撮像装置であり、水平面内においてインジケータ23及び24を挟んでセンサ本体部20の左側及び右側にそれぞれ配置されている。インジケータ23は、侵入物の検出の有無を表示する表示灯である。例えば、インジケータ23には、OSSDの出力状態などが表示される。インジケータ24は、エラー状態を表示する表示灯である。
The cameras 21 and 22 are both imaging devices arranged in the horizontal direction and having different directions, and are arranged on the left side and the right side of the sensor
インターフェース部10には、画面表示部11、ケーブル接続口12、操作部13及びインジケータ部14が配設されている。画面表示部11は、侵入物の検知結果、監視状況、カメラ21又は22により撮影されたカメラ画像、入力情報等を画面表示する表示装置である。例えば、画面表示部11には、LCD(液晶ディスプレイ)が用いられる。
The interface unit 10 includes a screen display unit 11, a
ケーブル接続口12は、パーソナルコンピュータなどの外部機器に接続し、通信を行うための入出力端子部であり、信号ケーブルが着脱可能に接続される。操作部13は、監視エリア2を設定する際の数値入力、メニュー項目の選択、動作モードの切替、カメラ画像の切替等に用いる2以上の操作ボタンにより構成される。インジケータ部14は、動作状態を表示するための2以上の表示灯により構成され、OSSDの出力状態等が表示される。
The
インターフェース部10は、センサ本体部20と通信を行い、センサ本体部20から離間した位置にあっても、監視エリア2を設定し、或いは、侵入物の検知結果や監視状況を確認することができる。
The interface unit 10 communicates with the sensor
図4は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を示した図であり、画面表示部11に表示される運転画面31、モニター画面32及び設定画面33が示されている。このエリア監視センサ1は、ユーザ操作に基づいて、運転モード、モニターモード及び設定モード間で動作モードを切り替える。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the
運転モードは、監視エリア2内の侵入物を検知して停止信号を出力する動作モードであり、運転画面31が画面表示部11に表示される。この運転画面31には、運転中であることを示すメッセージが表示されている。
The operation mode is an operation mode in which an intruder in the
モニターモードは、入出力状態、エリア監視状況及び検知履歴を表示する動作モードであり、モニター画面32が画面表示部11に表示される。このモニター画面32には、入出力状態、エリア監視状況又は検知履歴のいずれかを選択するためのメニュー項目が表示されている。
The monitor mode is an operation mode for displaying the input / output state, the area monitoring status, and the detection history, and the
メニュー項目「1.入出力状態」を選択すれば、OSSDの出力状態、EDM(外部機器モニタリング)の入力状態などをモニターすることができる。メニュー項目「2.エリア監視状況」を選択すれば、監視エリアの形状、サイズ、対象物までの距離、検出光の走査範囲などをモニターすることができる。メニュー項目「3.検知履歴」を選択すれば、OSSDがオフ状態に移行する際に取得されたカメラ画像、侵入物の位置、検知時刻などを検知履歴として表示することができる。 If the menu item “1. Input / output state” is selected, the OSSD output state, EDM (external device monitoring) input state, and the like can be monitored. If the menu item “2. Area monitoring status” is selected, the shape and size of the monitoring area, the distance to the object, the scanning range of the detection light, and the like can be monitored. When the menu item “3. Detection history” is selected, a camera image, an intruder position, a detection time, and the like acquired when the OSSD shifts to the off state can be displayed as a detection history.
設定モードは、監視エリア2を指定するためのパラメータや外部入力の設定を行う動作モードであり、設定画面33が画面表示部11に表示される。この設定画面33には、パラメータ設定、外部入力設定又はその他の設定のいずれかを選択するためのメニュー項目が表示されている。
The setting mode is an operation mode in which parameters for specifying the
メニュー項目「1.パラメータ設定」を選択すれば、監視エリア2を指定するための入力画面を表示することができる。メニュー項目「2.外部入力設定」を選択すれば、EDM用の入力画面を表示することができる。メニュー項目「3.その他の設定」を選択すれば、分解能や応答時間を設定することができる。
If the menu item “1. Parameter setting” is selected, an input screen for designating the
次に、本発明による監視システム100の特徴部分の構成について、図5〜図11を用いて以下に説明する。 Next, the structure of the characteristic part of the monitoring system 100 by this invention is demonstrated below using FIGS.
<監視エリア2>
図5は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を模式的に示した説明図であり、カメラ22の撮影方向4及び検出光の走査範囲5と対象物Bとの位置関係が示されている。エリア監視センサ1は、水平な床面などに設置される。監視エリア2は、水平面上に座標軸を定めることによって指定される。
<
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of the operation of the
例えば、エリア監視センサ1を中心とし、エリア監視センサ1の前後方向をY軸、Y軸と直交する左右方向をX軸とする直交座標が定められ、監視エリア2は、座標軸ごとの座標成分を用いて指定される。この例では、エリア監視センサ1を頂点の一つとする五角形状の領域が監視エリア2として指定されている。
For example, orthogonal coordinates with the
検出光は、エリア監視センサ1を中心とする径方向の外側に向けて出射され、水平面に沿って周方向に走査される。エリア監視センサ1では、180°を超える走査範囲5を監視することができる。
The detection light is emitted outward in the radial direction with the
対象物Bは、機械設備や建屋の壁である。対象物Bによって反射された検出光を受光することにより、エリア監視センサ1から対象物Bまでの距離が求められる。例えば、対象物Bまでの距離は、検出光のTOF(Time Of Flight:飛行時間)を計測することによって求められる。
The object B is a machine facility or a building wall. By receiving the detection light reflected by the object B, the distance from the
カメラ22は、エリア監視センサ1の上方から見て、Y軸よりも右側の領域に撮影方向4が向けられている。カメラ22により撮影されたカメラ画像を画面表示部11に表示することにより、監視エリア2と対象物Bとの位置関係を確認することができる。なお、カメラ21は、エリア監視センサ1の上方から見て、Y軸よりも左側の領域に撮影方向4が向けられている。
In the camera 22, the shooting direction 4 is directed to a region on the right side of the Y axis when viewed from above the
<カメラ画像6>
図6は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を示した図であり、モニター画面32に表示されるカメラ画像6が示されている。このカメラ画像6は、カメラ22により撮影された撮影画像であり、スキャン面3における対象物Bの位置を示す測距線7と、監視エリア2を示す枠線8とが重畳されている。
<
FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation of the
測距線7は、スキャン面3の境界線を示す図形である。この測距線7は、対象物Bまでの距離と検出光の走査角とに基づいて、対象物Bの3次元空間内における位置を特定し、その3次元位置とカメラ22の画角との位置関係に基づいて、対象物Bのカメラ画像における2次元位置を特定することにより、表示される。
The
このエリア監視センサ1では、対象物Bまでの距離に応じて、測距線7の表示態様を異ならせている。例えば、測距線7は、多数のドットにより構成され、ドットの大きさ、濃度、色又は配列ピッチが対象物Bまでの距離に応じて異なる。この例では、距離が遠いほど、ドットを小さくし、かつ、配列ピッチを拡げている。この様な構成により、カメラ画像6を表示した際に、スキャン面3上の測距線7について遠近感を得易くすることができる。
In the
なお、測距線7を多数の線分により構成し、線分の太さ、濃度、色又は配列ピッチを対象物Bまでの距離に応じて異ならせるような構成であっても良い。また、測距線7を連続する線により構成し、線の太さ、濃度又は色を対象物Bまでの距離に応じて異ならせるような構成であっても良い。
The
枠線8は、スキャン面3における監視エリア2の位置を示す図形である。枠線8は、監視エリア2の3次元空間内における位置を特定し、その3次元位置とカメラ22の画角との位置関係に基づいて、監視エリア2のカメラ画像における2次元位置を特定することにより、表示される。
A
この様な枠線8を測距線7とともにカメラ画像6上に表示することにより、監視エリア2と測距線7との位置関係をカメラ画像6上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリア2として適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。
By displaying such a
図7は、モニター画面32に表示されるカメラ画像6の他の一例を示した図である。図中の(a)には、床面に対して前側に傾けた状態でエリア監視センサ1を設置した場合が示されている。また、図中の(b)には、床面に対して右側に傾けた状態でエリア監視センサ1を設置した場合が示されている。
FIG. 7 is a view showing another example of the
監視エリア2が撮影されたカメラ画像6上に測距線7を表示することにより、測距線7によってスキャン面3の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像6上の測距線7によって容易に識別することができる。このため、この様なカメラ画像6をモニター画面32に表示することにより、スキャン面3が床面に対して傾いているか否かや、スキャン面3の高さが適切であるか否かを容易に判別することができる。従って、床面に対して傾いた状態でエリア監視センサ1が設置されるのを防止することができるとともに、高さ調整を容易化することができる。
By displaying the
図8は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を示した図であり、対象物Bの一部が監視エリア2内に存在する場合が示されている。このエリア監視センサ1では、監視エリア2の内側と外側とで測距線7の表示態様を異ならせる。例えば、測距線7を構成するドットの色又は形状を異ならせる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the operation of the
この例では、枠線8よりも内側に位置する測距線7が白抜きのドットにより表示され、枠線8よりも外側に位置する測距線7が黒塗りのドットにより表示されている。この様な構成により、スキャン面3上の対象物Bの位置が監視エリア2内であるか否かを容易に識別することができる。
In this example, the
<スキャナ画像40>
図9は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を示した図であり、モニター画面32に表示されるスキャナ画像40が示されている。スキャナ画像40は、対象物Bの検知結果を示す平面図形により構成され、対象物Bまでの距離と検出光の走査角とに基づいて生成される。スキャナ画像40は、検出光の走査ごとに生成される。
<
FIG. 9 is a diagram showing an example of the operation of the
スキャナ画像40には、エリア監視センサ1を中心とする直交座標のX軸41及びY軸42と、検出光の走査範囲5よりも外側であることを示す非走査領域43と、監視エリア2を示す領域44と、カメラ22の画角45を示す直線と、対象物Bの位置を示す測距線46とが表示されている。非走査領域43は、エリア監視センサ1を頂点とする三角形状の領域により構成される。
The
この様なスキャナ画像40をモニター画面32に表示することにより、対象物Bと監視エリア2との位置関係を領域44及び測距線46によって確認することができるので、監視エリア2が適切に設定されているか否かを容易に判別することができる。
By displaying such a
図10は、図3のエリア監視センサ1の動作の一例を示した図であり、複数のグリッド線50〜52を測距線7とともにカメラ画像6上に表示する場合が示されている。グリッド線50〜52は、スキャン面3における直交座標の座標軸に平行な直線により構成される。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation of the
このカメラ画像6には、Y軸を示すグリッド線50と、X軸に平行な3本のグリッド線51と、Y軸に平行な3本のグリッド線52とが測距線7とともに表示されている。この様なグリッド線50〜52を表示することにより、スキャン面3上の位置関係を把握し易いので、監視エリア2を設定し易くし、或いは、編集し易くすることができる。
In this
図11は、図3のエリア監視センサ1内の機能構成の一例を示したブロック図である。このエリア監視センサ1は、走査制御部101、ミラー102、投光部103、投光制御部104、ロータリーエンコーダ105、受光部111、測距部112、侵入検知部113、設定データ記憶部114、カメラ画像バッファ115、測距位置表示部116、検知履歴生成部121、検知履歴記憶部122及び検知履歴表示部123により構成される。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a functional configuration in the
投光部103は、検出光を生成し、ミラー102に向けて出射する光源装置である。ミラー102は、投光部103から入射される検出光を対象物Bに向けて反射する走査用の反射鏡であり、回転軸を中心として回転する。受光部111は、対象物Bによって反射された検出光を受光し、検出信号を生成する。
The
走査制御部101は、ミラー102を回転させる電動モータを駆動し、検出光の走査角を制御する。走査制御部101及びミラー102は、回転軸を中心として、回転軸と交差するスキャン面3に沿って検出光を周方向に走査させる走査手段である。
The
ロータリーエンコーダ105は、ミラー102の回転角を検出し、回転パルス信号を生成する回転検出装置である。投光制御部104は、ロータリーエンコーダ105の回転パルス信号に基づいて、投光部103を制御し、検出光の投光タイミングを調整する。例えば、ミラー102が360°/1000だけ回転するごとに、検出光が出射される。
The
測距部112は、受光部111からの検出信号に基づいて、対象物Bまでの距離を求める。具体的には、検出信号をロータリーエンコーダ105の回転パルス信号と比較し、検出光を投光したときから受光されるまでの遅延時間を特定することにより、対象物Bまでの距離が算出される。投受光の遅延時間は、検出光が出射されるごとに計測される。
The
侵入検知部113は、対象物Bまでの距離及び検出光の走査角に基づいて、監視エリア2内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する。検出光の走査角は、ロータリーエンコーダ105の回転パルス信号に基づいて、特定される。また、対象物Bが監視エリア2内に存在するか否かは、対象物Bまでの距離と検出光の走査角とから対象物Bの2次元位置を特定することによって判別される。
The
設定データ記憶部114には、監視エリア2の2次元位置を示す位置情報が設定データとして保持される。カメラ21及び22は、静止画像又は動画像からなるカメラ画像を生成する。
The setting
カメラ画像バッファ115は、カメラ21及び22により生成されたカメラ画像を順次に記憶するとともに、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去される記憶装置である。例えば、カメラ画像バッファ115は、リングバッファにより構成され、記憶領域がカメラ画像で満たされれば、撮影時刻が古いカメラ画像から順に新たに撮影されたカメラ画像によって上書きされる。
The
測距位置表示部116は、測距部112により算出された対象物Bまでの距離と、監視エリア2の位置情報とに基づいて、画面表示部11を制御し、スキャン面3における対象物Bの位置を示す測距線7をカメラ画像6上に表示する。このカメラ画像6は、画面表示部11に表示するための表示用画像であり、カメラ画像バッファ115に蓄積されたカメラ画像を縮小して作製される。
The ranging
この測距位置表示部116は、監視エリア2を示す枠線8を測距線7とともにカメラ画像6上に表示する。また、測距位置表示部116は、監視エリア2内の測距線7を監視エリア2外の測距線7とは異なる表示態様で表示する。さらに、測距位置表示部116は、対象物Bまでの距離に応じて、測距線7の表示態様を異ならせる。
The distance measurement
カメラ画像6の表示倍率又は縮尺は、カメラ画像バッファ115に蓄積されたカメラ画像を縮小してカメラ画像6を作製する際の縮小率を調整することにより、変更することができる。従って、カメラ画像6は、画角内の任意の領域を拡大させることができる。
The display magnification or scale of the
検知履歴生成部121は、監視エリア2内の侵入物が検知された際に撮影されたカメラ画像をカメラ画像バッファ115から読み出し、当該カメラ画像と侵入検知部113による検知情報とに基づいて、検知履歴を生成する。検知履歴記憶部122には、監視エリア2内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像からなるカメラ画像と、侵入物の2次元位置を示す位置情報とが検知履歴として記憶される。
The detection
この検知履歴記憶部122には、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像が検知履歴として記憶され、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されない。侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されないので、記憶容量が増大するのを防止することができる。
In the detection
検知履歴表示部123は、ユーザ操作に基づいて検知履歴記憶部122から侵入物の位置情報を読み出し、当該侵入物の位置情報に基づいて画面表示部11を制御し、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する。このカメラ画像も、画面表示部11に表示するための表示用画像であり、検知履歴記憶部122に蓄積されたカメラ画像を縮小して作製される。
The detection
検知履歴を示すカメラ画像の表示倍率又は縮尺は、カメラ画像バッファ115に蓄積されたカメラ画像を縮小して表示用画像を作製する際の縮小率を調整することにより、変更することができる。従って、検知履歴のカメラ画像は、画角内の任意の領域を拡大させることができる。
The display magnification or scale of the camera image indicating the detection history can be changed by adjusting the reduction ratio when the display image is produced by reducing the camera image stored in the
本実施の形態によれば、監視エリア2が撮影されたカメラ画像6上に測距線7を表示するので、測距線7によってスキャン面3の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲5もカメラ画像6上の測距線7によって容易に識別することができる。
According to the present embodiment, since the
また、監視エリア2と測距線7との位置関係をカメラ画像6上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリア2として適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。
In addition, since the positional relationship between the
また、監視エリア2内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶されたカメラ画像によって容易に確認することができるので、停止信号が生成された原因を詳細に知ることができる。さらに、監視エリア2内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶された動画像からなるカメラ画像によって確認することができるので、侵入物の解析を容易化することができる。特に、カメラ画像が侵入物の検知時刻を含む一定の時間長の動画像からなるので、侵入物が検知されるまでの監視エリア2周辺の様子と、侵入物が検知された後の監視エリア2周辺の様子とをカメラ画像によって確認することができる。
In addition, since the intruder that has entered the
なお、本実施の形態では、エリア監視センサ1が画面表示部11を備え、測距線7を重畳したカメラ画像6が画面表示部11に表示される場合の例について説明したが、本発明は、監視システム100の構成をこれに限定するものではない。例えば、測距線7を重畳したカメラ画像6をPC200に表示するような構成のものも本発明には含まれる。測距線7を重畳したカメラ画像6をPC200の画面表示部201に表示することにより、エリア監視センサ1が画面表示部11を備えていない場合であっても、スキャン面3の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面3が傾いた状態でエリア監視センサ1が設置されるのを防止することができる。
In the present embodiment, an example in which the
また、本実施の形態では、対象物までの距離に応じて測距線7の表示態様を異ならせる場合の例について説明したが、本発明は、測距線7の表示方法をこれに限定するものではない。例えば、監視エリア2内の侵入物の検知に応じて、測距線7の表示態様を異ならせても良い。具体的に説明すれば、監視エリア2内に侵入物が存在する場合と存在しない場合とで、測距線7を構成するドットの大きさ又は線の太さを異ならせ、或いは、測距線7の濃度又は色を異ならせる。
Further, in the present embodiment, the example in which the display mode of the
また、本実施の形態では、侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像からなるカメラ画像が検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴として記憶するカメラ画像をこれに限定するものではない。例えば、侵入物が検知された直後に撮影されたカメラ画像、又は、侵入物が検知される直前に撮影されたカメラ画像を含む1又は2以上の静止画像からなるカメラ画像を検知履歴として記憶するような構成であっても良い。 Further, in the present embodiment, an example has been described in which a camera image composed of a moving image of a certain length of time that is captured with a time when an intruder is detected is stored as a detection history. The camera image stored as the detection history is not limited to this. For example, a camera image taken immediately after an intruder is detected or a camera image made up of one or more still images including a camera image taken immediately before an intruder is detected is stored as a detection history. Such a configuration may be adopted.
また、本実施の形態では、侵入物の位置を画角内に含むカメラにより撮影されたカメラ画像だけが検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴として記憶するカメラ画像をこれに限定するものではない。例えば、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像も検知履歴として記憶し、検知履歴表示部123は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示するような構成であっても良い。この様な構成によれば、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する際に、侵入物の位置を画角内に含むカメラが自動的に選択されるので、侵入物の解析を容易化することができる。
In the present embodiment, an example has been described in which only a camera image captured by a camera that includes the position of an intruder within the angle of view is stored as a detection history. However, the present invention stores the detection history as a detection history. The camera image is not limited to this. For example, a camera image taken by a camera that does not include the position of the intruder within the angle of view is also stored as a detection history, and the detection
また、本実施の形態では、センサ本体部20が2つのカメラ21及び22を有する場合の例について説明したが、本発明は、監視エリア2を撮影する撮像手段の構成をこれに限定するものではない。例えば、撮像手段が、画角が検出光の走査範囲5をカバーする1つの魚眼レンズ付き広角カメラからなるような構成であっても良い。
In the present embodiment, an example in which the sensor
また、本実施の形態では、監視エリア2が撮影されたカメラ画像6上に測距線7を表示することにより、エリア監視センサ1が設置面に対してスキャン面3が傾いた状態で設置されるのを防止する場合の例について説明したが、本発明は、カメラ画像6の使用方法をこれに限定するものではない。例えば、電源投入の直後に撮影されたカメラ画像をメモリに蓄積されたカメラ画像と照合することにより、エリア監視センサ1の設置位置のずれを検知し、エラー出力を行うような構成であっても良い。
In this embodiment, the
また、本実施の形態では、侵入物が検知された際に撮影されたカメラ画像が検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴の構成をこれに限定するものではない。例えば、侵入物が検知された時刻を含むスキャナ画像40を侵入物の位置情報とともに検知履歴として記憶し、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたスキャナ画像40上に表示するような構成であっても良い。
In the present embodiment, an example in which a camera image taken when an intruder is detected is stored as a detection history has been described. However, the present invention limits the configuration of the detection history to this. is not. For example, the
100 監視システム
1 エリア監視センサ
10 インターフェース部
11 画面表示部
12 ケーブル接続口
13 操作部
14 インジケータ部
20 センサ本体部
21,22 カメラ
23,24 インジケータ
25 スキャナ部
26 保護カバー
31 運転画面
32 モニター画面
33 設定画面
40 スキャナ画像
43 非走査領域
44 監視エリアを示す領域
45 カメラの画角
46 測距線
50〜52 グリッド線
101 走査制御部
102 ミラー
103 投光部
104 投光制御部
105 ロータリーエンコーダ
111 受光部
112 測距部
113 侵入検知部
114 設定データ記憶部
115 カメラ画像バッファ
116 測距位置表示部
121 検知履歴生成部
122 検知履歴記憶部
123 検知履歴表示部
200 PC
2 監視エリア
3 スキャン面
4 撮影方向
5 走査範囲
6 カメラ画像
7 測距線
8 枠線
A1 作業ロボット
A2 防護柵
A3 オペレータ
B 対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
2 Monitoring Area 3 Scanning Surface 4 Imaging Direction 5
Claims (12)
対象物によって反射された上記検出光を受光し、検出信号を生成する受光手段と、
回転軸を中心として、上記回転軸と交差するスキャン面に沿って上記検出光を周方向に走査させる走査手段と、
上記検出信号に基づいて、対象物までの距離を求める測距手段と、
上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に基づいて、監視エリア内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する侵入検知手段と、
上記監視エリアを撮影し、カメラ画像を生成する撮像手段と、
上記スキャン面における対象物の位置を示す測距線を上記カメラ画像上に表示する測距位置表示手段とを備えたことを特徴とする監視システム。 A light projecting means for generating detection light;
A light receiving means for receiving the detection light reflected by the object and generating a detection signal;
Scanning means for scanning the detection light in the circumferential direction along a scan plane intersecting the rotation axis around the rotation axis;
Ranging means for obtaining the distance to the object based on the detection signal;
Based on the distance to the object and the scanning angle of the detection light, intrusion detection means for detecting an intruder in the monitoring area and generating a stop signal for stopping the operation of the external device;
Imaging means for photographing the monitoring area and generating a camera image;
A monitoring system comprising: a distance measuring position display means for displaying a distance measuring line indicating the position of the object on the scan plane on the camera image.
上記侵入物の位置情報に基づいて、侵入物の位置を上記検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する検知履歴表示手段とを備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の監視システム。 A detection history storage means for storing the camera image taken when an intruder in the monitoring area is detected together with the position information of the intruder as a detection history;
8. A detection history display means for displaying the position of the intruder on the camera image stored as the detection history based on the position information of the intruder. The monitoring system described.
上記撮像手段は、動画像からなるカメラ画像を生成し、
上記検知履歴記憶手段は、上記監視エリア内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像を検知履歴として記憶することを特徴とする請求項8に記載の監視システム。 A camera image buffer that sequentially stores camera images generated by the imaging means and periodically deletes camera images with old shooting times,
The imaging means generates a camera image composed of a moving image,
9. The monitoring according to claim 8, wherein the detection history storage unit stores, as a detection history, a moving image having a certain length of time taken with a time when an intruder in the monitoring area is detected. system.
上記検知履歴記憶手段は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶し、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶しないことを特徴とする請求項8又は9に記載の監視システム。 The imaging means is composed of two or more cameras arranged in different directions,
The detection history storage means stores, as a detection history, a camera image taken by a camera whose intruder position is included in the angle of view, and a camera image taken by a camera not containing the position of the intruder in the angle of view. Is not stored as a detection history. The monitoring system according to claim 8 or 9.
上記検知履歴表示手段は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示することを特徴とする請求項8又は9に記載の監視システム。 The imaging means is composed of two or more cameras arranged in different directions,
10. The detection history display means selects a camera in which the position of an intruder is included within an angle of view, and displays the position of the intruder on a camera image photographed by the camera. The monitoring system described in.
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