JP6892670B2

JP6892670B2 - 対象物検出装置

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Publication number: JP6892670B2
Application number: JP2016234323A
Authority: JP
Inventors: 翔太中島
Original assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY
Current assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: JP2018091688A

Description

この発明は、一次元輝度分布検知装置を用いて監視対象空間内における対象者又は対象物体（以下、両者を合わせて「対象物」という。）の有無、位置又は動作状態を的確に把握することができる対象物検出装置に関するものである。

監視対象空間内における対象物の有無、位置又は動作状態を把握するには、通常のカメラを用いた二次元画像が使用されているが、プライバシー保護の面から居宅などでの使用が制限されている。
そこで、本発明者らは、この発明に先立ち、二次元画像を用いずに監視対象空間内における対象物の有無、位置又は動作状態を把握することを目的として、ロッドレンズやスリットとラインセンサを利用した一次元輝度分布検知装置を提案した。
特許文献１（特開２０１５−１６３８６８号公報）は、それらの提案の中の一つであり、監視対象空間(3)に対向する位置にラインセンサ(1)を設置するとともに、ラインセンサ(1)を含み監視対象空間側に延びる延長平面(5)と交差するスリット(2)を配置し、ラインセンサ(1)の長手方向に配置されている複数の受光素子からの光強度信号に基づいて、監視対象空間(3)における対象物の有無又はラインセンサ(1)の長手方向に沿う方向における対象物の位置を判別するものである（特に、図１を参照）。
そして、対象物の有無や位置の判別は、監視対象空間(3)に対象物が無い場合におけるＡＤＵ値と、対象物が存在している場合におけるＡＤＵ値との差分を検証する方法、すなわち背景差分法によって行っている（特に、段落００２８〜００３２及び図３〜６を参照）。
そのため、ラインセンサの設置環境によっては背景の明るさや外乱光の変化によって、背景の輝度分布が変化し正確に対象物を検知できないことがあった。

また、特許文献２（特許第３６２５４４０号公報）に記載されるように、カメラにより撮像された画像から物体を検出するに際して、背景差分法とフレーム間差分法が用いられること、背景差分法とフレーム間差分法には長所と短所があり、例えば、カメラの画面手前ではフレーム間差分法を、画面奥では背景差分法を適用することによって、侵入物体検出性能を向上できること等が従来知られている（特に、段落０００２、０００９及び００１７を参照）。

特開２０１５−１６３８６８号公報特許第３６２５４４０号公報

しかし、スリット若しくはロッドレンズ及びラインセンサを利用した一次元輝度分布検知装置によって、対象物の有無、位置又は動作状態を把握するに際しては、背景差分法とフレーム間差分法を併用したり使い分けたりすることは、これまで行われていない。
また、特許文献２に記載されているように、画面手前ではフレーム間差分法を、画面奥では背景差分法を適用しようとしても、特許文献１記載の一次元輝度分布検知装置では、水平に移動する対象物の動作状態を把握する場合、ラインセンサ(1)を水平に配置するため、図１（特許文献１の図１と同じ）から分かるように、監視対象空間(3)の上下に沿う線(例えばR1-R2-R3のライン)からの光は、いずれも１つの受光素子に入射することとなり、監視対象空間(3)を上下方向に分割して処理することはできない。
さらに、一次元輝度分布検知装置を複数台用いて処理しようとしても、一次元輝度分布検知装置の上下方向における検知範囲は、ラインセンサ(1)とスリット(2)の長さ及びラインセンサ(1)とスリット(2)の距離で決まるため、監視対象空間(3)を上下方向には自由に分割することができない。

この発明は、対象物の有無、位置又は動作状態を把握するに際して、一次元輝度分布検知装置の設置環境によらず、対象物検出装置の検出性能を向上させることを第１の目的としてなされたものであり、複数台の一次元輝度分布検知装置を用いて対象物の有無、位置又は動作状態を把握するに際して、監視対象空間を自由に分割できるようにすることを第２の目的としてなされたものである。

請求項１に係る発明は、スリット若しくはロッドレンズ及びラインセンサを有する一次元輝度分布検知装置を用いて監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を監視するための対象物検出装置であって、
前記監視対象空間に対象物が無い場合において、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する背景値記憶手段と、
少なくとも現時点及び現時点より所定時間前において前記各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する実測値記憶手段と、
前記実測値記憶手段に記憶された現時点及び現時点より所定時間前における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、フレーム間差分判別結果情報を出力するフレーム間差分判別手段と、
前記背景値記憶手段に記憶された背景光強度及び前記実測値記憶手段に記憶された現時点における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、背景差分判別結果情報を出力する背景差分判別手段と、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報のいずれか一方に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する対象物監視情報報知手段を備え、
前記対象物監視情報報知手段は、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいる場合には、該フレーム間差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を報知し、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいない場合には、前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知し、
前記背景差分判別結果情報に基づく報知の直前に報知された前記フレーム間差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の位置を特定し、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得して、前記背景値記憶手段に記憶されている光強度のうち、特定された前記対象物の位置以外に対応する光強度を補正する補正手段を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、スリット若しくはロッドレンズ及びラインセンサを有する一次元輝度分布検知装置を用いて監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を監視するための対象物検出装置であって、
前記監視対象空間に対象物が無い場合において、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する背景値記憶手段と、
少なくとも現時点及び現時点より所定時間前において前記各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する実測値記憶手段と、
前記実測値記憶手段に記憶された現時点及び現時点より所定時間前における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、フレーム間差分判別結果情報を出力するフレーム間差分判別手段と、
前記背景値記憶手段に記憶された背景光強度と前記実測値記憶手段に記憶された現時点における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、背景差分判別結果情報を出力する背景差分判別手段と、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報のいずれか一方又は両方に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する対象物監視情報報知手段を備え、
前記一次元輝度分布検知装置は、第１一次元輝度分布検知装置と第２一次元輝度分布検知装置を有しており、
前記フレーム間差分判別手段は、前記第１一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別してフレーム間差分判別結果情報を出力し、
前記背景差分判別手段は、前記第２一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別して背景差分判別結果情報を出力し、
前記対象物監視情報報知手段は、前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の対象物検出装置において、前記第１一次元輝度分布検知装置及び前記第２一次元輝度分布検知装置の少なくとも一方は、前記スリット若しくは前記ロッドレンズの受光範囲を制御する受光範囲制御手段を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明の対象物検出装置によれば、現時点及び現時点より所定時間前における光強度に基づいて監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、フレーム間差分判別結果情報を出力するフレーム間差分判別手段と、背景光強度及び現時点における光強度に基づいて監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、背景差分判別結果情報を出力する背景差分判別手段とを併用し、対象物監視情報報知手段によって、フレーム間差分判別結果情報及び背景差分判別結果情報のいずれか一方に基づき、監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知するので、一次元輝度分布検知装置の設置環境によらず、対象物の検出性能を向上させることができる。
また、対象物監視情報報知手段は、フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいる場合には、そのフレーム間差分判別結果情報に基づいて、監視対象空間における対象物の動作状態を報知し、フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいない場合には、背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報に基づいて、監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知するので、上記の効果に加え、背景の明るさや外乱光の変化による影響を受けにくいフレーム間差分判別結果情報に基づく報知が優先され、一次元輝度分布検知装置の設置環境が背景値の変化しやすい環境であっても、正確に対象物の動作状態を検知することができる。

請求項２に係る発明の対象物検出装置では、一次元輝度分布検知装置は、第１一次元輝度分布検知装置と第２一次元輝度分布検知装置を有しており、フレーム間差分判別手段は、第１一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、背景差分判別手段は、第２一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、対象物監視情報報知手段は、フレーム間差分判別結果情報及び背景差分判別結果情報に基づいて、監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する。
すなわち、請求項２に係る発明の対象物検出装置によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、背景の明るさや外乱光の変化の影響を受けやすい監視対象空間に対しては第１一次元輝度分布検知装置を用い、背景の明るさや外乱光の変化の影響を受けにくい監視対象空間に対しては第２一次元輝度分布検知装置を用いて、監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を検知して報知を行うので、対象物検出装置の検出性能をより向上させることができる。

請求項３に係る発明の対象物検出装置によれば、請求項２に係る発明の効果に加え、第１一次元輝度分布検知装置及び第２一次元輝度分布検知装置の少なくとも一方は、スリット若しくはロッドレンズの受光範囲を制御する受光範囲制御手段を備えているので、２台の一次元輝度分布検知装置を用いて対象物の有無、位置又は動作状態を把握するに際して、監視対象空間を的確に分割することができる。

実施例１に係る対象物検出装置のラインセンサ１、スリット２及び監視対象空間３からラインセンサ１に入射する光の関係を示す図。実施例１に係るラインセンサ１とスリット２と監視対象空間３の水平断面図。対象物が監視対象空間３内に存在していない場合において、実施例１に係るラインセンサ１の各受光素子によって検知される光強度を示すグラフ。対象物が監視対象空間３の右側に位置している場合において、実施例１に係るラインセンサ１の各受光素子によって検知される光強度を示すグラフ。対象物が監視対象空間３の中央に位置している場合において、実施例１に係るラインセンサ１の各受光素子によって検知される光強度を示すグラフ。対象物が監視対象空間３の左側に位置している場合において、実施例１に係るラインセンサ１の各受光素子によって検知される光強度を示すグラフ。対象物が図４の位置から図５の位置に移動した場合における、光強度のフレーム間差分値を示すグラフ。対象物が図５の位置から図６の位置に移動した場合における、光強度のフレーム間差分値を示すグラフ。実施例１に係る対象物検出装置の全体構成を示す図。実施例２に係る対象物検出装置のラインセンサ１ａ及び１ｂ、スリット２ａ及び２ｂ並びに監視対象空間３からラインセンサ１ａ及び１ｂに入射する光の関係を示す図。実施例２に係る対象物検出装置の全体構成を示す図。

以下、実施例１及び２によって本発明の実施形態を説明する。

図１は、実施例１に係る対象物検出装置のラインセンサ１、スリット２及び監視対象空間３からラインセンサ１に入射する光の関係を示している。
ラインセンサ１は、長さ２８．５ｍｍで長手方向に２０６８個の受光素子が並んでおり、ほぼ水平に設置される。
スリット２は、幅４０ｍｍ、高さ２５ｍｍ、厚さ１ｍｍの平板の中央に側辺と平行に長さ１１ｍｍ、幅１ｍｍの細長い孔を開けて形成されており、ラインセンサ１の長手方向に延びる直線４を含み監視対象空間３に向かって水平に延びる延長平面５と垂直に交差している。すなわち、スリット２は鉛直方向に配置されている。
また、延長平面５とスリット２はスリット２の中央で交差している。

そして、図１に示すように監視対象空間３の背面が平面の壁６であると仮定した場合、ラインセンサ１で輝度を計測できる監視対象空間３は、ラインセンサ１の左端とスリット２の下端を通る直線が壁６と交差する点Ｒ１、ラインセンサ１の右端とスリット２の下端を通る直線が壁６と交差する点Ｌ１、ラインセンサ１の左端とスリット２の上端を通る直線が壁６と交差する点Ｒ３、ラインセンサ１の右端とスリット２の上端を通る直線が壁６と交差する点Ｌ３、スリット２の下端及びスリット２の上端の６点で囲まれる空間となる。

監視対象空間３の壁６の幅Ｘ及び高さＹは、図２に示すようにラインセンサ１の長さをｘ、スリット２の長さをｙ、ラインセンサ１とスリット２の距離をｄ、スリット２と壁６の距離をＤとし、スリット２の幅sを無視した場合、次の式で表される。
Ｘ＝ｘ×Ｄ／ｄ
Ｙ＝ｙ×Ｄ／ｄ

なお、検知できる幅Ｘはスリット２の幅s及び平板の厚さｔにも関係し、検知できる角度をθ（ｄｅｇ）とすると、θ及びＸは次の式で求められる。
θ＝ａｒｃｔａｎ｛ｄ／（ｘ／２＋ｓ／２）｝
ただし、下限はａｒｃｔａｎ（ｔ／ｓ）
Ｘ＝２×Ｄ×ｔａｎ（９０°−θ）
ここで、実施例１においては、ｄ＝１５．４７ｍｍ、t＝１ｍｍ、ｘ＝２８．５ｍｍであるので、これらの値を上記の式に代入するとともにｓ＝０とすると、θ＝４７°となる。
そして、ａｒｃｔａｎ（１／ｓ）が４７°となるsは０．９２ｍｍと計算されるので、ｓが０．９２ｍｍ以上あれば、検知角度θが下限にかかることはない。そのため、実施例１においてはスリット幅を１ｍｍとしてある。

監視対象空間３に対象物が無い場合に、ラインセンサ１の左端にある受光素子Ｓ１に入射する光強度は、図１に示すように、Ｒ１からＲ２を通ってＲ３に至る線上の壁で反射される光の強度の和となり、ラインセンサ１の中央にある受光素子Ｓ２に入射する光強度は、同じく図１のＣ１からＣ２を通ってＣ３に至る線上の壁で反射される光の強度の和となり、ラインセンサ１の右端にある受光素子Ｓ３に入射する光強度は、同じく図１のＬ１からＬ２を通ってＬ３に至る線上の壁で反射される光の強度の和となる。

図３は、監視対象空間３に対象物が無い場合において、各受光素子で発生する電荷量に対応するＡＤＵ値のグラフである。横軸は受光素子が左側から何番目かを示し、縦軸の単位はＡＤＵである。
受光素子で発生する電荷量は入射する光の強度によって変化するので、図３は各受光素子によって検知される光強度を示すグラフということができる。

図４は、監視対象空間３の右側に対象物が存在している場合における図３と同様のグラフである。
通常、対象物は壁より反射率が低いので、図１から分かるように、監視対象空間３の右側に対象物が存在している場合、その対象物の存在している位置に対応するラインセンサ１の左側にある受光素子によって検知される光強度が下がることとなる。
そのため、グラフの左側の一部において点線で示す図３のグラフよりＡＤＵ値が下がっている。

図５は、監視対象空間３の中央に対象物が存在している場合における図３と同様のグラフである。
この場合、グラフの中央において点線で示す図３のグラフよりＡＤＵ値が下がっている。

図６は、監視対象空間３の左側に対象物が存在している場合における図３と同様のグラフである。
この場合、グラフの右側の一部において点線で示す図３のグラフよりＡＤＵ値が下がっている。

図４〜６においては、対象物が監視対象空間３の左右方向のどこに存在しているかによって、その位置に対応した部分のＡＤＵ値が下がっているが、対象物が光を発している場合や、反射率の高いものである場合には、図３のグラフよりＡＤＵ値が上がる場合もある。
しかし、いずれにしても対象物が存在している場合には、図３のグラフに対して何らかの変動が生じるので、図３のグラフにおけるＡＤＵ値（背景値）と実測されたＡＤＵ値（実測値）との差分を検証すれば、対象物が監視対象空間３の左右方向のどこに存在しているかを判別することができる。
また、本実施例１では監視対象空間３の鉛直方向における光強度の和を各受光素子で検出するので、立っていた対象物が倒れたりして横になった場合、左右方向の限定された位置のＡＤＵ値が非常に低い状態から、左右方向の対象物が倒れている位置のＡＤＵ値が少し低い状態に変化することになる。そして、このようなＡＤＵ値の変化を把握することによって、対象物が立った状態から横になった状態に変化したことを判別することもできる。

以上の説明は、背景値と実測値との差分を検証する背景差分法についてのものであるが、背景値が変化しやすい環境である場合には、実測値を時系列的に記憶しておき、現在のＡＤＵ値と直前に実測されたＡＤＵ値とのフレーム間差分値を検証するフレーム間差分法を用いた方が、正確に対象物の動作状態を検知することができる。

例えば、図１の監視対象空間３を右側から左側に対象物が移動した場合、ＡＤＵ値は図４、図５、図６の順に変化するが、図５を現在、図４を直前として図５のＡＤＵ値と図４のＡＤＵ値との差分をとれば図７に示すフレーム間差分値のグラフとなり、図６を現在、図５を直前として図６のＡＤＵ値と図５のＡＤＵ値との差分をとれば図８に示すフレーム間差分値のグラフとなる。
この例では、フレーム間差分値がマイナスになっているところが対象物の直前の位置、プラスになっているところが対象物の現在の位置と対応している。
すなわち、図７からは対象物が向かって右寄りの位置からほぼ中央に移動したことが分かり、図８からは対象物がほぼ中央の位置から向かって左寄りの位置に移動したことが分かる。

ただし、フレーム間差分法では対象物が静止していると、現在のＡＤＵ値と直前に実測されたＡＤＵ値との差分は０となるため、対象物の検知ができない。
そこで、そのような場合においては、背景差分法を用いて対象物の有無や位置の検証を行うように切り替える。
なお、フレーム間差分法によって対象物が静止する直前の位置を特定できる場合において、背景差分法による対象物の有無や位置の検証を行うように切り替えた時、その特定された位置以外で有意な背景差分値が生じていれば、そこは背景の輝度が変化している箇所と考えられるので、その箇所について図３に示す監視対象空間３に対象物が無い場合におけるＡＤＵ値を補正すると外乱光の影響を軽減できる。

図９は、実施例１に係る対象物検出装置の全体構成を示す図である。
実施例１に係る対象物検出装置は、監視対象空間３からの光を絞り込むスリット２と、スリット２を通過した光の強度を検出するラインセンサ１と、ラインセンサ１の各受光素子における受光量に応じた光強度信号を受けて、監視対象空間３内における対象物の有無、位置及び動作状態を判別し、その報知を行うための情報を送信する判別手段７を備えている。

判別手段７は、監視対象空間に対象物が無い場合においてラインセンサ１の各受光素子が検知した光強度信号（以下「背景値信号」という。）を記憶する背景値記憶手段８と、所定時間毎にラインセンサ１の各受光素子が検知した光強度信号（以下「実測値信号」という。）を受光素子毎の時系列データとして記憶する実測値記憶手段９と、受光素子毎の時系列データに基づいてフレーム間差分法により対象物の動作状態を判別するか、背景値信号と一時点における実測値信号に基づいて背景差分法により対象物の有無、位置及び動作状態を判別するかして、それらの判別結果に基づく報知情報を作成するＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０からの報知情報に基づいて表示制御情報を表示手段１２に送信する表示制御手段１１を有している。

表示手段１２は、表示制御手段１１からの表示制御情報を受信して、対象物の有無、位置及び動作状態についての情報を表示するものであって、対象物検出装置とともに設けても良いし、対象物検出装置から離れた位置に設けても良い。
表示装置１２には、対象物の有無、位置及び動作状態を表示するが、その表示態様としては、（１）文字や記号による表示、（２）監視対象空間３を示すエリア表示を行うとともに、そのエリア表示内に対象物の有無や位置に応じた画像の表示を行うビジュアル表示、（３）光強度信号をグラフ化した表示等がある。
そして、これらの表示態様の中から利用者のニーズに合わせて１つ又は複数の表示を適宜選択して表示させれば良い。

また、判別手段７は実測値記憶手段９を有しているので、判別装置７に対する指示入力手段を追加することにより、過去の指定した時間における対象物の有無、位置及び動作状態についての情報を表示手段１２に表示させることもできる。
さらに、指定した時間から所定時間ずつ前又は後の時間における対象物の有無及び位置を、連続的に表示させることによって、対象物の動作状態を追跡することができる。
そうした場合、所定時間を長くとれば、長時間にわたる対象物の動作状態の追跡を短時間で行うことができ、逆に所定時間を短くとれば、特に注視したい時間における対象物の動作状態の詳細な追跡を行うことができる。

図１０は実施例２に係る対象物検出装置のラインセンサ１ａ及び１ｂ、スリット２ａ及び２ｂ並びに監視対象空間３からラインセンサ１ａ及び１ｂに入射する光の関係を示している。
実施例２に係る対象物検出装置は、一次元輝度分布検知装置を上下に配置したものであり、上側の一次元輝度分布検知装置はラインセンサ１ａ及びスリット２ａを有し、背景の輝度分布が変化しやすい空間に向けて配置され、下側の一次元輝度分布検知装置はラインセンサ１ｂ及びスリット２ｂを有し、背景の輝度分布が変化しにくい空間に向けて配置されている。
そして、スリット２ａ及び２ｂは、監視対象空間３を適宜上下方向に分割し、ラインセンサ１ａ及び１ｂが所望の空間のみから光を受光できるようにするため、それぞれの長さ（上端及び／又は下端の高さ）を調節できるようになっている。
また、それぞれの一次元輝度分布検知装置は、上下に組み合わせられるようにするため、下縁面に溝条、上縁面に突条が形成されている。
なお、その他の構成は、図１に示す実施例１に係る対象物検出装置と同様である。

図１１は、実施例２に係る対象物検出装置の全体構成を示す図である。
なお、スリットとラインセンサが２つある以外は、実施例１に係る対象物検出装置と同様の構成となっているので、スリットとラインセンサ以外については同じ番号を用いる。
そして、実施例２に係る対象物検出装置は、輝度分布が変化しやすい監視対象空間３からの光を絞り込むスリット２ａ、スリット２ａを通過した光の強度を検出するラインセンサ１ａ、輝度分布が変化しにくい監視対象空間３からの光を絞り込むスリット２ｂ、スリット２ｂを通過した光の強度を検出するラインセンサ１ｂ、ラインセンサ１ａ及び１ｂの各受光素子における受光量に応じた光強度信号を受けて、監視対象空間３内における対象物の有無、位置及び動作状態を判別し、その報知を行うための情報を送信する判別手段７を備えている。

判別手段７は、監視対象空間に対象物が無い場合においてラインセンサ１ａ及び１ｂの各受光素子が検知した光強度信号（背景値信号）を記憶する背景値記憶手段８と、所定時間毎にラインセンサ１ａ及び１ｂの各受光素子が検知した光強度信号（実測値信号）を受光素子毎の時系列データとして記憶する実測値記憶手段９と、受光素子毎の時系列データに基づいてフレーム間差分法により対象物の動作状態を判別するか、背景値信号と一時点における実測値信号に基づいて背景差分法により対象物の有無、位置及び動作状態を判別するかして、それらの判別結果に基づく報知情報を作成するＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０からの報知情報に基づいて表示制御情報を表示手段１２に送信する表示制御手段１１を有している。

そして、実施例２においては、上側の一次元輝度分布検知装置は背景の輝度分布が変化しやすい空間に向けて配置されているので、ラインセンサ１ａが検知した光強度信号に基づく対象物の判別においては通常フレーム間差分法を用い、フレーム間差分法で対象物の動作状態が判別できない場合又はできなくなった場合に背景差分法に切り替えて対象物の有無、位置及び動作状態の判別を行う。
また、下側の一次元輝度分布検知装置は背景の輝度分布が変化しにくい空間に向けて配置されているので、ラインセンサ１ｂが検知した光強度信号に基づく対象物の判別においては背景差分法を用いて対象物の有無、位置及び動作状態の判別を行う。
なお、表示制御手段１１、表示装置１２及び表示装置１２への表示態様等については、実施例１に係る対象物検出装置と同様である。

実施例１及び２の対象物検出装置に関する変形例を列記する。
（１）実施例１及び２においては、スリット２（実施例２においてはスリット２ａ及び２ｂ）を有する一次元輝度分布検知装置を用いたが、スリットに代えてロッドレンズとしても良く、使用環境に応じてスリットとロッドレンズを選択できるようにしても良い。
そして、スリットとロッドレンズを選択できるようにする場合、スリットの背面側にマウント部材を設け、ロッドレンズや可視光のみ又は赤外光のみを透過可能なカバー体を着脱可能に保持できるようにしても良く、また、スリットに隣接させてロッドレンズを設けるとともにどちらか一方を遮蔽できるようにしても良い。

（２）実施例１及び２においては、ラインセンサ１（実施例２においてはラインセンサ１ａ及び１ｂ）を水平方向に、スリット２（実施例２においてはスリット２ａ及び２ｂ）を鉛直方向に配置しているが、利用環境（例えば対象物が上下に移動する場合）によっては、ラインセンサを鉛直方向、スリットを水平方向に配置しても良い。
（３）実施例１及び２においては、ラインセンサ１（実施例２においてはラインセンサ１ａ及び１ｂ）及びスリット２（実施例２においてはスリット２ａ及び２ｂ）を独立に配置しているが、両者を所定の位置関係が保たれるように支持する支持部材を設けても良い。
そうした場合、その支持部材を適宜の位置に配置することで、ラインセンサとスリットを容易に適正な位置関係に置くことができる。
特に、実施例２においては、ラインセンサ１ａ及び１ｂが所望の空間のみから光を受光できるようにするため、ラインセンサとスリットとの位置関係を調整できるようにする調整部材を設けるとより良い。

（４）実施例１及び２の実測値記憶手段９は、所定時間毎にラインセンサ１（実施例２においてはラインセンサ１ａ及び１ｂ）の各受光素子が検知した実測値信号を順次時系列データとして記憶しているが、少なくとも現時点及び現時点より所定時間前における実測値信号を受光素子毎に記憶できるものであれば良い。
また、時系列データが実測値記憶手段９の容量を超えた場合には、古いデータを削除したり一定時間以上経過した時系列データを間引いたりして新たなデータを記憶できるようにすれば良い。
（５）実施例１及び２においては、対象物の有無、位置及び動作状態を表示手段１２で報知しているが、表示手段１２に代えて又は追加してスピーカーを設けても良い。
そうした場合、表示による報知に代えて又は追加して、音による報知を行うことができる。

（６）実施例２においては、監視対象空間３の上側に背景の輝度分布が変化しやすい空間があり、監視対象空間３の下側に背景の輝度分布が変化しにくい空間があるという想定で上下に２つの一次元輝度分布検知装置を配置し、ラインセンサ１ａが検知した光強度信号に基づく対象物の判別においては通常フレーム間差分法を用い、ラインセンサ１ｂが検知した光強度信号に基づく対象物の判別においては背景差分法を用いたが、２つの一次元輝度分布検知装置の配置は、監視対象空間３の状況に応じて、左右に配置しても良く、交差する面の各々に対向させて配置しても良い。
また、３つ以上の一次元輝度分布検知装置を配置しても良い。

（７）実施例２においては、一次元輝度分布検知装置のスリット２ａ及び２ｂの長さ（上端及び／又は下端の高さ）を調節できるようにしたが、長さは調整できなくても良い。
そして、スリット２ａ及び２ｂの長さが調整できない場合には、スリット２ａとラインセンサ１ａ又はスリット２ｂとラインセンサ１ｂとの距離を調整して、監視対象空間３が適切に上下方向に分割されるようにすれば良い。
（８）実施例２の一次元輝度分布検知装置には、上下に組み合わせられるようにするため、下縁面に溝条、上縁面に突条を形成したが、溝条や突条は形成しなくても良く、溝条や突条に代えて他の接続手段を用いても良い。
また、他の接続手段を用いる場合には２つの一次元輝度分布検知装置の位置関係を適宜変更できるようにするとより良い。

１、１ａ、１ｂラインセンサ２、２ａ、２ｂスリット
３監視対象空間４、４ａ、４ｂラインセンサの長手方向に延びる直線
５、５ａ、５ｂ監視対象空間３に向かって水平に延びる延長平面
６、６ａ、６ｂ壁７判別手段８背景値記憶手段
９実測値記憶手段１０ＣＰＵ１１表示制御手段１２表示手段
ｄラインセンサ１とスリット２の距離Ｄスリット２と壁６の距離
ｓスリット２の幅ｘラインセンサ１の長さＸ壁６の幅

Claims

スリット若しくはロッドレンズ及びラインセンサを有する一次元輝度分布検知装置を用いて監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を監視するための対象物検出装置であって、
前記監視対象空間に対象物が無い場合において、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する背景値記憶手段と、
少なくとも現時点及び現時点より所定時間前において前記各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する実測値記憶手段と、
前記実測値記憶手段に記憶された現時点及び現時点より所定時間前における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、フレーム間差分判別結果情報を出力するフレーム間差分判別手段と、
前記背景値記憶手段に記憶された背景光強度と前記実測値記憶手段に記憶された現時点における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、背景差分判別結果情報を出力する背景差分判別手段と、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報のいずれか一方に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する対象物監視情報報知手段を備え、
前記対象物監視情報報知手段は、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいる場合には、該フレーム間差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を報知し、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報が対象物の動作を示す情報を含んでいない場合には、前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知し、
前記背景差分判別結果情報に基づく報知の直前に報知された前記フレーム間差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の位置を特定し、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得して、前記背景値記憶手段に記憶されている光強度のうち、特定された前記対象物の位置以外に対応する光強度を補正する補正手段を備えている
ことを特徴とする対象物検出装置。
スリット若しくはロッドレンズ及びラインセンサを有する一次元輝度分布検知装置を用いて監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を監視するための対象物検出装置であって、
前記監視対象空間に対象物が無い場合において、前記一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する背景値記憶手段と、
少なくとも現時点及び現時点より所定時間前において前記各受光素子が検知した光強度を取得し記憶する実測値記憶手段と、
前記実測値記憶手段に記憶された現時点及び現時点より所定時間前における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別し、フレーム間差分判別結果情報を出力するフレーム間差分判別手段と、
前記背景値記憶手段に記憶された背景光強度と前記実測値記憶手段に記憶された現時点における光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別し、背景差分判別結果情報を出力する背景差分判別手段と、
前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報のいずれか一方又は両方に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する対象物監視情報報知手段を備え、
前記一次元輝度分布検知装置は、第１一次元輝度分布検知装置と第２一次元輝度分布検知装置を有しており、
前記フレーム間差分判別手段は、前記第１一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の動作状態を判別してフレーム間差分判別結果情報を出力し、
前記背景差分判別手段は、前記第２一次元輝度分布検知装置の各受光素子が検知する光強度に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を判別して背景差分判別結果情報を出力し、
前記対象物監視情報報知手段は、前記フレーム間差分判別手段から出力されるフレーム間差分判別結果情報及び前記背景差分判別手段から出力される背景差分判別結果情報に基づいて、前記監視対象空間における対象物の有無、位置又は動作状態を報知する
ことを特徴とする対象物検出装置。
前記第１一次元輝度分布検知装置及び前記第２一次元輝度分布検知装置の少なくとも一方は、前記スリット若しくは前記ロッドレンズの受光範囲を制御する受光範囲制御手段を備えている
ことを特徴とする請求項２に記載の対象物検出装置。