JP5624211B2 - 移動物体を安全に識別する方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動物体の取得および識別を安全に行う方法に主に関する。

材料の供給、生成物および追跡についての引続いた知見（ＣｏＫ）の提供について、特に原子力安全性関連分野において、懸念がかつて無いほど増している。実際、例えばＵＦ６シリンダー輸送および保存について引続いた知見を確保することが、現在までＩＡＥＡにおいて実質的に困難であることが分かっている。保存されている非密封シリンダーの制御も困難となっている。

識別は、監視モジュールの一部として必要な構成要素の１つである。監視モジュールには、計量器およびカメラ監視も含まれる。現在、ＵＦ６シリンダーの識別は、スチール製ＩＤプレートを用いて手作業によって行うことしかできない。前記ＩＤプレートは、シリンダー前部の所定位置に溶接されるかリベット固定されるかまたはボルト固定されており、任意の合理的な方法によって認証することができない。そのため、シリンダーを明確に識別および整理するための作業量が多大になっている。なぜならば、ＩＡＥＡ検査官は、二重帳簿（すなわち、（信頼性のある紙ラベリングによる認証の無い）施設識別コードと、当該シリンダーの製造業者ラベリング）を維持しなければならないからである。

既存の監視カメラの利用は実行不可能である。なぜならば、既存の監視一意の識別を得るには、カメラ解像度が低過ぎるからである。ＩＡＥＡによって行われている第２のアプローチとして、専用の一意の識別タグ（ＬＢＩＭＳプロジェクト）の利用がある。しかし、このアプローチの場合、有意な欠陥が複数ある：すなわち、第１にタグの改ざんが明らかに懸念される。第２に、シリンダーへのタグ取付を高速、信頼性高く、コスト効率良くかつ恒久的に行う方法を発見することが極めて困難であることが判明している。

本発明の目的は、移動物体の測定および一義的識別を非接触様態で行うための方法およびデバイスを提供することである。さらに、前記方法およびデバイスは、測定および識別領域に携わり得る人員全てに対して安全である。最後に、前記方法は、前記物体の移動が決定されていない条件にも適用される。

上記目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。

上記した問題のうち少なくとも一部を解消するために、本発明は、非接触取得および測定の方法を提案する。前記方法は、識別領域内において移動している三次元物体を識別する。前記方法は、以下のステップを含む：
（１）移動物体の存在を検出するステップであって、前記検出は、第１の目に安全なレーザカメラシステムまたは好適には第１の目に安全なレーザ範囲検出器システムによって前記識別領域を走査することによって行われる、ステップと、
（２）識別対象物体と、非識別対象物体とを区別するステップと、
（３）識別対象物体に対して、第２のレーザカメラシステムを起動させ、前記物体の速度および位置を前記第２のレーザカメラシステムによって決定するステップと、
（４）前記識別対象物体が前記識別領域内の活性測定領域内に配置された位置に到達すると、第３のレーザカメラシステムを起動させて、前記物体の範囲データを取得するステップ。

障害物の検出または移動物体の監視（例えば、そのサイズおよび／または形状の決定）のためのレーザカメラシステムを用いることが公知である。このようなシステムは通常は、ラインスキャナに基づくことが多い。前記ラインスキャナは、回転段および／または平行移動段あるいは固定セットアップ上に取り付けられる。前記回転段および／または平行移動段により、前記物体の前方において前記スキャナが移動される。あるいは、前記固定セットアップにおいては、前記スキャナそのものは静止状態で保持され、前記物体がコンベヤベルトなどによって前記スキャナの前方において搬送される。

よって、公知のシステムの基盤となるセットアップにおいては、前記スキャナの移動または走査対象物体の移動が既知であるため、処理がさらに直接的なものとなる。

例えば、ＵＳ５，９９１，０４１号において記載されている方法および装置の場合、移動コンベヤ上の物体のサイズの測定を光ダイオード光カーテンを用いて行う。すなわち、前記物体の高さを２つのレーザ範囲検出器によって測定する。前記２つのレーザ範囲検出器は、光検出カメラおよびパルスタコメータを用いて、前記コンベヤ上の前記物体の長さおよび幅を測定する。

しかし、前記物体のサイズを得るためには、前記コンベヤの速度を一定にすることが好適であり、あるいは、前記コンベヤの速度が可変である場合は前記速度を常に把握しておく必要がある。さらに、前記物体のサイズは前記検出システムに対する前記物体の（既知の）直線速度から得ているため、実際の移動を１つの（既知の）方向（例えば、コンベヤの方向）に限定する必要がある。そのため、この方法の場合、物体がコンベヤによって所定の様態で移動している場合にしか適用することができない。

極めて類似するシステムが、ＵＳ２００７／０１８１６８５Ａ１中に記載されている。しかし、このシステムの場合、主な目的はパッケージの識別および測定であり、識別自体は、パッケージに取り付けられたバーコードの検出によって行われる。前記検出は、前記パッケージのうちどの側部にバーコードが配置されているのかを考慮せずに行われる。この記載のシステムはコンベヤ型システムでもあり、検出対象物品は制限区域またはトンネルを通じて送られる。しかし、導入部において既述した通り、用途によっては適用識別手段（例えば、ラベル、バーコード）の改ざんが問題となっており、システム信頼性の低下に繋がる。

さらに、移動物体を識別するために目に安全なレーザを利用することが（特に安全面において）一般的に望ましいものの、さらなる局面（例えば、雰囲気光条件または光条件の変化）においては、特にスペースがより大型になりかつより非専用に利用される場合において、三次元物体の一義的識別がさらに不明確となる。

よって、本発明者らは、実際の移動物体の識別（すなわち、前記移動物体の存在の監視だけでなく、さらにはその一般的形状およびサイズ特性の決定）を（特に監視対象領域がある程度の範囲に及んでいる場合に）目に安全なレーザによって行うことができないという問題に直面していた。

しかし、本発明者らによれば、強力ななレーザを用いることにより、大型移動物体の表面マップをもマイクロメータ単位で得ることが可能となり、これにより移動物体の一義的識別の基盤が得られることが分かった。実際、取得分解能が充分に高い場合、事前に同一であることが分かっている各物体も一意であり、よって一義的に識別可能であることが分かっている。しかし、より広い領域またはより長い距離においては、共通の目に安全なレーザから出射される光は、満足な結果および信頼性を得るには不十分である。

それにも関わらず、前記目に安全なレーザシステムをより強力なレーザシステムと交換しただけでは、ほとんどの用途においては不十分である（特に、監視対象となる活性領域がより大型でありかつ比較的自由にアクセス可能である場合）。なぜならば、人員がレーザデバイスの活性領域に進入した際にいつでも前記領域を除外することは不可能であるからである。実際、大型の領域は、所定の物体の通過場所としての用途に加えて他の用途にも用いられることが多く、不注意による進入があり得、また状況および危険性を認識していない人が進入する場合もある。

よって、上記した問題を解消するために、本発明によって提案される方法は、目に安全なレーザを用いて、より大型の安全領域を監視する。前記より大型の安全領域は、いわゆる識別領域を特に含む。前記監視のための目に安全なシステムは、より強力な第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムへと動作可能に接続される。前記第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムは、デフォルトでは不活性化状態である。前記第１の（目に安全な）レーザシステムと関連付けられたカメラまたは検出器は、前記領域全体のデータ（画像または空間情報）を恒久的に取得する。移動物体が前記領域に到達すると、その後取得されたデータ（画像または空間情報）において相互に差異が発生し、これにより移動物体の存在を示す。

第２のステップにおいて、前記方法を用いれば、識別対象でありよって安全に識別される物体と、識別対象ではない物体（例えば、識別対象に含まれない物体または前記領域内において移動している人員）との間の区別が可能となる。よって、識別対象に含まれない物体または人が前記識別領域へ進入した場合、前記目に安全なレーザを除くレーザデバイス全てを不活性化する（かまたは不活性化状態とする）必要がある。

その結果、本発明の文脈において、「物体」（単数または複数）という用語は、無生物または物品のいずれかであることが理解されるべきである。さらに、レーザ活性領域内の物体は、事前に２つのグループに分類することができる（すなわち、識別対象物体および非識別対象物体（すなわち、第２のレーザおよび第３のレーザによって取得および／または識別すべき物体あるいは取得および／または識別すべきではない物体））。

実際、非識別対象物体は、識別対象として安全ではない物体であるか、または、活性領域内に無いものと考えられる物体（すなわち、識別対象としての安全性が不確定である物体）あるいは物体領域内にあるものとして考えられるが識別目的には無関係であるとみなされるもの（すなわち、識別が不要な物体）である。

識別対象として安全ではない物体は、目に安全なレーザよりも強力なレーザ（すなわち、クラス１またはクラス１Ｍよりも強力なレーザ）に起因して損傷を受け得る物体である。そのため、対象とみなされかつこのようなレーザ安全に取得および／または識別可能である物体を「識別対象物体」または「走査可能物体」と呼ぶ。一方、対象ではないとみなされ物体または強力なレーザによる損傷の原因となり得る物体を「非識別対象物体」と呼ぶ。

移動物体について取得された一般データが予測される「走査可能」な（識別対象）物体のデータに対応する場合、第２のレーザカメラシステムが起動され、前記物体の速度および位置を検出する。この情報は、実際の測定に必要なだけでなく、この測定を開始するタイミングを決定する（すなわち、前記物体が測定開始に適した位置に来たことを決定する）のにも必要である。

前記実際の測定および識別は、活性測定領域内の範囲データ測定領域内を移動している物体の詳細な範囲データの取得に基づく。

本方法は、コンベヤが不要である点において特に有利である点に留意されたい。しかし、この汎用性の高い方法は、所定の方式（例えば、コンベヤ）によって物体搬送を行う場合にも適用可能である。

本方法において、第１のレーザカメラシステム、第２のレーザカメラシステムおよび／または第３のレーザカメラシステムは、関連付けられたカメラ（好適には３Ｄカメラ）を用いたレーザ三角測量に基づき得る。前記レーザ三角測量に基づいたレーザカメラシステムは好適には、レーザ方向をほぼまたは実質的に横断する方向において物体が移動するように、配置される。

特に好適な実施形態において、前記第１のレーザカメラシステムは、レーザ範囲検出システム（レーザ範囲検出器としても知られる）（詳細には、飛行時間測定原理に基づいたレーザ範囲検出システム）である。

前記第１のレーザカメラシステム、第２のレーザカメラシステムおよび／または第３のレーザカメラシステムのいずれかは、必要であるかまたは望ましい場合、複数の空間的に分離されたレーザカメラ／検出器デバイスを含み得る。詳細には、サイズおよび形状が異なりかつ種類も異なる物体を識別する場合、１つよりも多くの第３のレーザカメラ／検出器デバイスが用いられ得る。

前記第１の目に安全なレーザは、クラス１またはクラス１Ｍ（好適にはクラス１）のレーザであり、前記第２のレーザおよび第３のレーザは、少なくともクラス２のレーザである（例えば、クラス２、２Ｍ、３Ｒ、３Ｂまたは４（好適には、少なくとも前記第３のレーザは少なくともクラス３のレーザ（例えば、クラス３Ｒまたは好適には３Ｂまたはさらにはクラス４のレーザ（ＩＥＣ６０８２５−１に従ったレーザクラス））である。

詳細には、前記第１の目に安全なシステムは、例えばシステムであり得る（例えば、ＳＩＣＫから市販されているＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳ（クラス１））。物体の速度および位置を決定するために用いられる第２のシステム好適には、ルーラー型レーザカメラシステムである（例えば、ＳＩＣＫ／ＩＶＰルーラー１２００（クラス２Ｍ））。第３のレーザカメラシステムは実際の測定に用いられ、充分な分解能を有する画像またはデータを提供する。よって、この第３のシステムは好適には、高出力レーザ（好適にはクラス３または４）を用いる。このようなシステムの実際的な例として、ＳＩＣＫ／ＩＶＰ３ＤカメラレンジャーＥであり、１００ｍＷラインプロジェクタまたは３０〜６０°の開口角度を有する。

上記方法の好適な実施形態において、前記存在を検出するステップ（１）は、以下のサブステップを含む：
（１ａ）前記識別領域を少なくとも１つのクラス１の安全レーザビーム源によって走査し、各源と関連付けられた画像取得デバイスを用いて画像をレーザ三角測量によって取得するサブステップと、
（１ｂ）連続的に取得された画像を取得画像保存デバイス内に保存するサブステップと、
（１ｃ）前記識別領域内の移動物体の存在を識別するサブステップであって、前記識別は、逐次的に取得された画像を比較して前記画像の変化を検出することによって行われる、サブステップと、
（１ｄ）変化が検出されなかった場合、サブステップ（１ａ）に戻るサブステップ。

好適な代替例において、前記存在を検出するステップ（１）は、以下のサブステップを含む：
（１ａ’）少なくとも１つのクラス１の安全レーザビーム源を用いて前記識別領域を走査し、各源と関連付けられた範囲取得デバイスを用いて空間情報を飛行時間測定原理に基づいて取得するサブステップと、
（１ｂ’）前記範囲取得デバイスからの逐次情報を分析し、物体の存在を示す「ヒット」を評価するサブステップであって、前記評価は、複数の事前規定された実質的に矩形のゾーンにおいて行われ、前記ゾーンの各長手方向軸は、前記識別対象である移動物体の移動方向に対してほぼまたは実質的に閉口である、サブステップと、
（１ｃ’）いくつかのゾーン内において検出されたヒットと、他のゾーン内のヒットの不在（すなわち、移動中の「走査可能」物体の確実な検出）に基づいて、変化を識別するサブステップと、
（１ｄ’）変化が検出されなかった場合、サブステップ（１ａ’）に戻るサブステップ。

逐次的に取得されたデータ（画像または空間情報）の比較および分析は好適には、既知のプロシージャを用いて処理ユニット内において行われる。データ保管を行うデバイスおよび処理ユニットは、第１のレーザ範囲検出またはカメラレーザシステムの一部であってもよいし、あるいは、３つのシステム全て間において共有してもよい。一般的に、前記処理ユニットは、産業用コンピュータであり、適切なソフトウェアを実行することにより、監視システムコントローラの役割を果たす。

上記方法は、区別ステップ（２）において以下のサブステップをさらに含み得る：
（２ａ）逐次的に取得されたデータ（画像または空間情報）およびその変化を１組の基準と比較するサブステップであって、前記１組の基準は、識別対象である移動物体の形状を規定する、サブステップと、
（２ｂ）前記変化が前記基準のいずれにも対応しない場合、活性状態の第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムを全て不活性化し、ステップ（１）（好適にはサブステップ（１ａ）または（１ａ’））へと戻るサブステップ。

よって、移動物体の存在が検出された場合、前記データ（画像または空間情報）を前記処理ユニット内においてさらに分析することにより、実際の測定を開始すべきかまたは前記検出された物体が「走査可能」物体に対応していないかを決定することができる。これはもちろん、人が前記領域に入った場合に行われるものである。：第２のシステムおよび第３のシステムを示す活性測定は開始されず、測定の実行中においては、第２のシステムおよび第３のシステムは即時に不活性化される。

しかし、さらなる好適な実施形態においては、前記区別は、識別対象物体および非識別対象物体だけではなく、前記識別対象物体内の１種類よりも多くの物体について行われる。そのため、前記１組の基準は、例えばサイズおよび／または形状が異なる異なる種類の物体（例えば、異なるサイズのコンテナ）を示し得る。前記物体が前記所定の基準のうちいずれかに適合する場合、前記システムは、前記物体を識別対象として結論付け、次のステップへと進む。

移動物体の識別を正確に行うためには、測定時において当該物体の速度および位置を常に把握しておくことが必要である。本発明においては、前記物体に直接的または間接的に接触することなくこの決定を行う。さらに、上記したように、前記物体の速度（および位置）をコンベヤなどによって規定または事前設定しておく必要も無い。

よって、前記物体の速度および位置を決定するステップ（３）は、以下のサブステップを含む：
（３ａ）さらにクラス２〜４のレーザビーム源を起動させて、前記識別領域内の活性測定領域と、前記源と関連付けられた画像取得デバイスとを走査するサブステップと、
（３ｂ）連続的に取得された画像を取得画像保存デバイス中に保存するサブステップと、
（３ｃ）逐次的に取得された画像を比較して、前記移動物体の速度および位置を決定するサブステップと、
（３ｄ）前記移動物体が前記活性測定領域内の範囲データ測定領域内の位置に到達した場合、測定ステップ（４）を活性化させ、前記移動物体が前記範囲データ測定領域から退出した場合、ステップ（４）を不活性化させるサブステップ。

さらなる実施形態において、前記方法は、ステップ（４）において、以下のサブステップをさらに含む。
（４ａ）少なくとも１つのクラス２〜４のレーザビーム源を起動させ、前記活性測定領域内の範囲データ測定領域を走査し、各源と関連付けられた範囲データ取得デバイスを用いて範囲データをレーザ三角測量に基づいて取得するサブステップと、
（４ｂ）取得された前記物体の範囲データを範囲データ保存デバイス中に保存するサブステップ。

物体について取得された範囲データは、当該の特定の物体についての特定のデータであるため、当該物体の一義的識別が容易になる。

さらなる好適な方法において、前記測定するステップ（４）は、以下のサブステップも含む：
（４ｃ）前記物体について取得された範囲データと、先行取得されたデータとを比較して、既知である物体を識別するサブステップ。

先行取得されたデータとの比較により、既に識別されている物体を認識することが可能となる。その結果、多くの安全関連分野（特に、核物質の移動および保管の分野）において必要となるような引続いた知見を得ることが可能となる。

領域内におけるセキュリティのさらなる向上と、識別領域の周囲において働いている人員の意識の刺激とを可能にするために、前記方法は、視覚安全信号および／または音声安全信号を活性化させた後、第３のレーザカメラシステムまたは好適には第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムを起動させるステップをさらに含む。前記視覚安全信号および／または音声安全信号は好適には、前記第３のレーザカメラシステムが起動されたときまたは好適には前記第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムが起動される度に、活性化される。

前記方法は、複数の分野および用途において用いることが可能である。しかし、本方法が適切に用いられる分野としては、ＵＦ６シリンダー（例えば、トロリー上のＵＦ６シリンダー）の識別である。

本発明について、識別領域内において移動している三次元物体の識別のための、非接触取得、測定および識別のための方法を参照して説明してきたが、本明細書中に記載の方法と、本明細書中に記載の任意の１つ以上の特定の実施形態または特徴とを実行するためのデバイスも本発明に含まれることが明らかである。

よって、好適なデバイスは、識別領域を走査することが可能な第１の目に安全なレーザ範囲検出器システムと、前記識別領域内のより小さな領域を走査することが可能な第２のレーザカメラシステムと、前記識別領域内のより小さな領域を走査することが可能な第３のレーザカメラシステムと、保存デバイスと、処理ユニットとを含む。前記第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムの活性化および不活性化は、前記第１のレーザ範囲検出器システムからの連続的に取得された画像／空間情報に基づいて、前記処理ユニットによって制御される。

以下、本発明の特に好適な実施形態について、添付図面を例示のため参照しながら説明する。

本発明の好適な実施形態による、ＵＦ６シリンダーを識別するためのシステムの概略図である。 本発明の方法において用いられる活性領域の平面図である。 ＵＦ６シリンダーのためのデータ範囲取得システムの模式図である。 本発明の好適な実施形態の方法の図である。

本発明のさらなる詳細および利点は、以下のいくつかの非限定的な実施形態についての詳細な記載を添付図面と共に参照すれば、明らかとなる。

本発明の好適な実施形態は、ＵＦ６シリンダーの識別に関連する。ＵＦ６シリンダーは、トロリー上に載置された状態で搬送され、相互作用する別個の複数のサブシステムに基づく。取得部分のサブシステムおよびハードウェアコンポーネントの簡単な説明およびレイアウトを図１に示す。

これらのコンテナは、トロリーに載置された状態で移動ホールを通じて搬送される。前記移動ホールは、異なる埋設領域１、２および３に分割されている。これらの領域は、前記システムが本文書中に記載のような特定の作用を行う際に用いられる。図２は、前記移動ホールの図であり、多様な領域を示す。図中、識別領域１は活性測定領域２を含み、活性測定領域２は範囲データ測定領域３を含む。

前記安全サブシステムは、レーザ光による影響を受け得る走査時において接近してくる人を識別するように、設計される。安全サブシステム１１は、産業用安全デバイスに基づく（例えば、ＳｉｃｋＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳ）。また、安全サブシステム１１は、全レーザ発光デバイスのための電力へ電気的に接続される。すなわち、走査時において、接近してくる物体をセンサが検出した場合、レーザ出力は即座にオフに切り換えられる。

前記ハードウェアは、目に安全なＳＩＣＫＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳに基づく。ＳＩＣＫＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳは常にオン状態であり、測定ステーションとトロリーとの間の通過を走査時において監視する。このシステムは、全出力レーザへと電気的に接続される。

ＵＦ６シリンダー認識器／区別器は、常にオンにされる。ＵＦ６シリンダー認識器／区別器は、前記自律安全サブシステムと共に前記ハードウェアを共有し、接近してきているＵＦ６シリンダー２１がどの種類であるか（ＩＰＣ、３０Ｂ、４８Ｙ）を識別し、前記移動ホール内のＵＦ６シリンダーを大まかに追跡する。前記埋設センサは、ＳＩＣＫＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳに基づき、前記ホールにおいてほぼ１８０°の視野を維持する（図２を参照）。受信されたパターンを連続的に検査することにより、前記サブシステムは、トロリー２０上のＵＦ６シリンダー２１について、その種類と、前記測定ステーションに接近した時間とを識別することができる。ＵＦ６シリンダーのみを識別する誤検出フィルタが配置される。すなわち、前記移動ホール内において人が通過している場合、連続的走査動作は行われない。

上記と同じハードウェアは、目に安全なＳＩＣＫＳ３０００プロフェッショナルＣＭＳに基づく。データ受信は、システムコンピュータによって行われる。前記システムコンピュータは、データ処理を連続的に維持し、常にオン状態となっている。前記システムコンピュータは、以下のイベントが発生した旨を他のサブシステムへ通知する：
・（未知の種類の）新規ＵＦ６シリンダー２１が識別された場合、
・Ｘ型のＵＦ６シリンダー（Ｘ＝｛ＩＰＣ、３０Ｂ、４８Ｙ｝）が活性測定領域２に進入しようとしている場合、
・ＵＦ６シリンダーが活性測定領域２から退出しようとしている場合。

前記トロリースーパーバイザーは、トロリー２０が活性測定領域２内に留まっている間、トロリー２０を検出および監視する。このサブシステムは、トロリー２０の速度を識別し、活性データ取得の開始および停止が必要となった場合、ＵＦ６シリンダー範囲データ収集器と通信する。

前記トロリースーパーバイザーは、トロリー速度および位置の識別のためにＳＩＣＫ／ＩＶＰルーラー１２００（レーザクラス２Ｍ）を用いており、地上から数デシメートルだけ上方において水平方向にアライメントされる。トロリー２０が活性測定領域２に進入したときにのみ、前記レーザが開始され、トロリー２０が活性測定領域２から退出する度に、前記レーザはオフにされる。

前記ハードウェアは、ＳＩＣＫ／ＩＶＰルーラーＥ１２００に基づく。ＳＩＣＫ／ＩＶＰルーラーＥ１２００は、トロリー２０が活性測定領域２内を通過している際に起動され、活性測定領域２内におけるトロリー速度および位置を監視する。前記ハードウェアは、活性測定の開始および停止について、他のサブシステムに通知する。

ＵＦ６シリンダー範囲データ収集器サブシステム１３は、範囲データ取得を管理する。３つの異なる可能なＵＦ６シリンダーが存在しており、これら３つのＵＦ６シリンダーは全て直径が異なりかつ前記ステーションからオフセットしているため、３つの異なる三角測量センサがキャビネット内に維持される（図３を参照）。到着してくるＵＦ６シリンダーの種類に基づいて、適切なシステムを範囲データ取得のために選択する。各システムは、較正されたカメラレーザ対に基づく。前記カメラはＳＩＣＫ／ＩＶＰ３ＤカメラレンジャーＥであり、前記ラインレーザプロジェクタは、１００ｍＷラインプロジェクタト（開口（発散）角度は、シリンダーに応じて３０〜６０°）である。レーザ−ラインは、垂直方向に投射される。

前記ハードウェアは、線形投影レーザ（６６０ｎｍ中心波長、ダイオード出力１００ｍＷ、レーザクラス３Ｂ）およびＳＩＣＫＩＶＰ３ＤカメラレンジャーＥ５０に基づく。前記ハードウェアは、活性測定領域２内をトロリーが通過する際に起動され、また、さらなる識別タスクのためにＵＦ６シリンダー上の範囲データを取得する。

前記システムは、上記と同じ活動を繰り返す。プロシージャの主要な流れの概要を図４中のフローチャート中に示す。

全てのサブシステムを起動させ、機能を確認する。

シリンダーモニタは、識別領域に進入しているシリンダーが無いかどうかを積極的に探索する。その他のサブシステムは、休止状態である。

前記シリンダーモニタは、シリンダーがＸ型であると識別し、前記シリンダーの追跡を開始する。他のサブシステムは、接続せよとの通知を受ける（レーザは非オン）。

トロリーモニタは、活性測定の開始が可能なトロリーの移動を積極的に追跡する。

前記トロリーが範囲データ測定領域内にある間はずっと、前記測定が活性化される。

前記トロリーが前記活性測定領域から出て行くまで、前記トロリーモニタは前記トロリーを追跡し続ける。

本システムにおいては、レーザの使用は必須である。取得技術は好適には、三角測量に基づく（特に、特定の３Ｄカメラおよびレーザ光を用いたもの）。特定の強度の光を物体上に投射することが必要であり、これにより、カメラが他の光源（例えば、太陽、雰囲気光）に関連する光のみを識別することが可能となる。高信号／ノイズ比を達成するために、あらゆる手段がとられる。すなわち、レーザによって狭帯域幅でありかつ集束可能な光源を提供し、このような光源を前記システムの視点において最適な出力レベルに調整することを可能とする。前記カメラは、適合する波長フィルタを維持し、これにより、前記システムに最適な作動条件を提供する。

この第３のシステムにおいて用いられるレーザは、最大ダイオード出力１００ｍＷと共に用いられる。すなわち、アパチャからの光出力は、全ての出射光を考慮して、約８０ｍＷとなる。

レーザ安全クラスおよびその使用に関連する国際規制として、ＩＥＣ６０８２５−１がある。

大まかな方法として、一定の非パルス条件下において可視レーザから眼へと出射されるエネルギー量は１ｍＷ未満であるべきであると考えればよい。極端な場合における眼の開口部の直径は７ｍｍであることを考えれば、この直径の穴を通過するエネルギー量は、危険性を考える際の良い目安となる。

参照符号：
１：識別領域
２：活性測定領域
３：範囲データ測定領域
１１：第１の目に安全なレーザカメラシステム（すなわち、第１の目に安全なレーザ範囲検出器システム）
１２：第２のレーザカメラシステム
１３：第３のレーザカメラシステム
２０：トロリー
２１：ＵＦ６シリンダー

Claims (16)

1. 識別領域内において移動している三次元物体を識別するための非接触取得および測定方法であって、
   （１）第１の目に安全なレーザカメラシステムによって前記識別領域を走査することにより、移動物体の存在を検出するステップと、
   （２）安全に識別される物体と、非識別対象物体とを区別するステップと、
   （３）識別対象物体について、第２のレーザカメラシステムを起動させ、前記第２のレーザカメラシステムによって前記物体の速度および位置を決定するステップと、、
   （４）前記識別対象物体が前記識別領域内の活性測定領域内に配置された位置に到達した場合、第３のレーザカメラシステムを起動させて、前記物体の範囲データを取得するステップと、
   を含み、
   前記第１の目に安全なレーザカメラシステムのレーザは、クラス１またはクラス１Ｍのレーザであり、前記第２のレーザカメラシステムのレーザおよび第３のレーザカメラシステムのレーザはそれぞれ、少なくともクラス２以上のクラスのレーザであり、前記第３のレーザカメラシステムのレーザは好適には、クラス３または４のレーザである、
   方法。
2. 前記第１のレーザカメラシステムはレーザ範囲検出器システムであり、好適には飛行時間測定原理に基づく、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のレーザカメラシステムおよび／または第３のレーザカメラシステムは、レーザ三角測量および３Ｄカメラに基づく、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１のレーザカメラシステム、第２のレーザカメラシステムおよび／または第３のレーザカメラシステムは、複数の空間的に分離されたレーザカメラデバイスを含む、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１の目に安全なレーザカメラシステムのレーザはクラス１のレーザであり、前記第２のレーザカメラシステムのレーザおよび第３のレーザカメラシステムのレーザはそれぞれ、少なくともクラス３以上のクラスのレーザである、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の方法。
6. 前記存在を検出するステップ（１）は、
   （１ａ）少なくとも１つのクラス１安全レーザビーム源を用いて前記識別領域を走査し、各レーザビーム源と関連付けられた画像取得デバイスを用いてレーザ三角測量に基づいて画像を取得するサブステップと、
   （１ｂ）連続的に取得された画像を取得画像保存デバイス内に保存するサブステップと、
   （１ｃ）前記識別領域内における移動物体の存在を識別するサブステップであって、前記識別は、逐次的に取得された画像を比較して前記画像内の変化を検出することにより行われる、サブステップと、
   （１ｄ）変化が検出されなかった場合、サブステップ（１ａ）に戻るサブステップと、
   を含む、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の方法。
7. 存在を検出するステップ（１）は、
   （１ａ’）少なくとも１つのクラス１または１Ｍの目に安全なレーザビーム源によって前記識別領域を走査し、各レーザビーム源と関連付けられた範囲取得デバイスを用いて好適には飛行時間測定原理に基づいて空間情報を取得するサブステップと、
   （１ｂ’）前記範囲取得デバイスからの逐次的に取得された空間情報を分析し、１つ以上の事前規定された矩形のゾーン内の物体の存在を評価するサブステップであって、前記矩形のゾーンの各長手方向軸は、前記移動物体の移動方向に対して実質的に平行である、サブステップと、
   （１ｃ’）いくつかのゾーン内において検出された物体の存在と、他のゾーン内のヒットの不在とに基づいて、変化を識別するサブステップと、
   （１ｄ’）変化が検出されなかった場合、サブステップ（１ａ’）に戻るサブステップと、
   を含む、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の方法。
8. 前記区別するステップ（２）は、
   （２ａ）逐次的に取得された画像およびその変化を１組の基準と比較するサブステップであって、前記１組の基準は、識別対象である移動物体の形状を規定する、サブステップと、
   （２ｂ）前記変化が前記基準のうちいずれにも該当しない場合、活性化状態である第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステム全てを不活性化させ、ステップ（１）に戻るサブステップと、
   を含む、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の方法。
9. 前記速度および位置を決定するステップ（３）は、
   （３ａ）さらなるクラス２のレーザビーム源を活性化させて、前記識別領域内の活性測定領域および前記クラス２のレーザビーム源と関連付けられた画像取得デバイスを走査させるサブステップと、
   （３ｂ）連続的に取得された画像を取得画像保存デバイス内に保存するサブステップと、
   （３ｃ）逐次的に取得された画像を比較して、前記移動物体の速度および位置を決定するサブステップと、
   （３ｄ）前記移動物体が前記活性測定領域内の範囲データ測定領域内の位置に到達した場合、前記測定ステップ（４）を活性化させ、前記移動物体が前記範囲データ測定領域から退出した場合、前記ステップ（４）を不活性化させるサブステップと、
   を含む、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の方法。
10. 前記測定ステップ（４）は、
    （４ａ）少なくとも１つのクラス３のレーザビーム源を活性化させて、前記活性測定領域内の範囲データ測定領域を走査させ、各レーザビーム源と関連付けられた範囲データ取得デバイスを用いてレーザ三角測量に基づいて範囲データを取得するサブステップと、
    （４ｂ）取得された前記物体の範囲データを範囲データ保存デバイス内に保存するサブステップと、
    を含む、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の方法。
11. 前記測定ステップ（４）は、
    （４ｃ）前記取得された物体の範囲データと、先行取得されたデータとを比較して、既知である物体を識別するサブステップ、
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 視覚安全信号および／または音声安全信号を活性化させた後、第３のレーザカメラシステムまたは好適には第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムを活性化させるサブステップをさらに含む、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の方法。
13. 第３のレーザカメラシステムが活性である場合または好適には第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムが活性であるとき、前記視覚安全信号および／または音声安全信号は継続される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記移動物体は、ＵＦ６シリンダーであり、詳細にはトロリー上のＵＦ６シリンダーである、請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法を行うためのデバイス。
16. 識別領域を走査することが可能な第１の目に安全なレーザ範囲検出システムと、前記識別領域内のより小型の領域を走査することが可能な第２のレーザカメラシステムと、前記識別領域内のより小型の領域を走査することが可能な第３のレーザカメラシステムと、保存デバイスおよび処理ユニットとを備え、前記第２のレーザカメラシステムおよび第３のレーザカメラシステムの活性化および不活性化は、前記第１のレーザ範囲検出システムから連続的に取得されたデータに基づいて、前記処理ユニットによって制御される、請求項１５に記載のデバイス。

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