JPH01232497A - Intruder sensor using fiber grating - Google Patents
Intruder sensor using fiber gratingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光ファイバ及びレーザを用い2侵入音検知器
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] This invention relates to a two-intrusion sound detector using an optical fiber and a laser.
従来、光ファイバを利用した侵入者検知器として、例え
ば光ファイバを床面に配設し、この光ファイバが浸入者
の体重や移動によって直接的又は間接的に微小変形し、
光ファイバを透過する光の頻度や位相が変化することに
より侵入者を検知する装置があった。Conventionally, intruder detectors using optical fibers include, for example, an optical fiber placed on the floor, and this optical fiber is directly or indirectly deformed by the weight or movement of the intruder.
There is a device that detects an intruder by changing the frequency or phase of light that passes through an optical fiber.
〔発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記し北従来装置では、侵入者以外の原
因によっても光ファイバが微小変形し、侵入者の場合と
侵入者でない場合との識別が難しいという課題があっ九
。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional device described above, there is a problem in that the optical fiber is slightly deformed due to causes other than the intruder, and it is difficult to distinguish between cases where there is an intruder and cases where there is no intruder. Nine.
この発明は上記のような課題を解決する友めに成された
ものでるり、侵入者の場合とそれ以外の場合の識別が容
易で、侵入者の検知を正確に行うことができるフチイノ
4グレーテイングを用いた侵入者検知器を得ることを目
的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to easily distinguish between intruders and other cases, and to accurately detect intruders. The purpose of this study is to obtain an intruder detector using teiging.
この発明に係るファイバグレーティングを用いた侵入者
検知器は、レーザ光を入射されてスポットビームを出射
するファイバグレーティングと、このスポットビームの
投影スポットをモニタする撮像機と、モニタされたスポ
ット投影画像を一定時間毎に記憶するフレームメモリと
、フレームメモリに記憶され之スポット投影画像と検出
対象物体がない場合のスポット投影画像を比較して移動
スポットを検出し、このスポットの移動状況から侵入物
体のおおよその形状を認識するデータ処理手段を設けた
ものである。An intruder detector using a fiber grating according to the present invention includes a fiber grating that receives a laser beam and emits a spot beam, an image pickup device that monitors a projected spot of this spot beam, and a monitored spot projected image. A moving spot is detected by comparing the frame memory stored at regular intervals with the spot projected image stored in the frame memory and the spot projected image when there is no object to be detected, and from the moving status of this spot, an approximate estimate of the intruding object is detected. It is equipped with data processing means that recognizes the shape of.
この発明におけるファイバグレーティングは、゛ レ
ーザ光を入射されてるるパターンに分割されたスポット
ビームを出射する。このスポットビームの投影スポット
を撮像機によりモニタし、モニタしたスポット投影画像
をメモリにより一定時間毎に記憶する。データ処理手段
は、この記憶されたスポット投影画像と別のメモリに予
め記憶され比検出対象物体がない場合のスポット投影画
像を比較して移動スポットを検出し、この移動スポット
の数や移wJ量等から侵入物体のおおよその形状を検出
する。又、データ処理手段は、この侵入物体の大きさが
所定の大きさを越える場合に侵入者と判定する。The fiber grating according to the present invention emits a spot beam divided into patterns on which laser light is incident. The projected spot of this spot beam is monitored by an imaging device, and the monitored spot projected image is stored in a memory at regular intervals. The data processing means detects moving spots by comparing the stored spot projection image with a spot projection image stored in advance in another memory in the case where there is no object to be detected, and detects the number of moving spots and the amount of movement wJ. Detect the approximate shape of the intruding object from etc. Further, the data processing means determines that the intruding object is an intruder when the size of the intruding object exceeds a predetermined size.
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第1
図はこの実施例による侵入者検知器の構成を示し、lは
レーザ駆動部、2はレーザ駆動部1に駆動され、赤外線
レーザ光を出射するレーザダイオードである。3はファ
イバグレーティングであり、第2図に示すように小径の
光ファイバ3a。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows the configuration of the intruder detector according to this embodiment, where 1 is a laser drive section, and 2 is a laser diode driven by the laser drive section 1 to emit an infrared laser beam. 3 is a fiber grating, which is a small diameter optical fiber 3a as shown in FIG.
3bをそれぞれ並行にならべてファイバグレート3c、
3dを形成し、このファイバグレート3C23dを各フ
ァイバ3a 、3bの方向が直父するように密着させて
配設する。ファイバグレーティングは、赤外線レーザ光
8を入射され、その回折作用により反対側からある・々
ターンに分割され九スポットビーム9を出射する。4は
スポットビーム9の床などへの投影スポラ)10をモニ
タする撮像機(例えばCODカメラ)、5はモニタされ
たスポット投影画像(スボ、ットアレイ)を一定時間毎
に記憶するフレームメモリ、7は検出対象となる物体の
ない状態におけるスポット投影画像の各スポット位置デ
ータを記憶する参照データ用メモリ、6はフレームメモ
リ5及び参照データ用メモリ7に記憶されたスポット投
影画像を比較し、データ処理を行うデータ処理部でめる
。3b are arranged in parallel to form fiber grades 3c,
3d is formed, and this fiber grating 3C23d is placed in close contact with the fibers 3a and 3b so that their directions are directly aligned. The fiber grating receives an infrared laser beam 8, which is divided into several turns from the opposite side by its diffraction effect, and emits nine spot beams 9. 4 is an imaging device (for example, a COD camera) that monitors the projection of the spot beam 9 onto the floor etc. 10; 5 is a frame memory that stores the monitored spot projection image (substrate array) at regular intervals; 7 is a A reference data memory 6 stores each spot position data of a spot projection image in a state where there is no object to be detected, and 6 compares the spot projection images stored in the frame memory 5 and the reference data memory 7 and performs data processing. It is determined by the data processing unit that performs the processing.
次に、上記構成の動作を説明する。レーザダイオード2
はレーザ駆動部lにより駆動され、赤外線レーザ光を出
射する。ファイバグレーティング3はこの赤外線レーザ
光8を入射され、その反対側から回折作用により規則正
しく分割されたスポットビーム9を出射する。スポット
ビーム9は床などに投影されて投影スポット10を形成
し、撮像機、4はこの投影スポラ)10をモニタし、そ
のスポット投影画像を一定時間毎にフレームメモリ5に
記憶させる。Next, the operation of the above configuration will be explained. laser diode 2
is driven by a laser drive unit l and emits an infrared laser beam. The fiber grating 3 receives this infrared laser beam 8, and emits from the opposite side a spot beam 9 that is regularly divided by diffraction. The spot beam 9 is projected onto the floor or the like to form a projection spot 10, and the image pickup device 4 monitors this projection spora) 10 and stores the spot projection image in the frame memory 5 at regular intervals.
第3図(a)は検出対象物体がない場合のスポット投影
画像の一例を示し、該画像が参照データ用メモリに記憶
されている。第3図(b)は侵入物体により一部のスポ
ットが移動した場合のスポット投影画像の一例を示し、
第3図(c)は第3図(a)と第3図(b)を比較して
移動スポットのみを抽出したスポット投影画像を示す。FIG. 3(a) shows an example of a spot projection image when there is no object to be detected, and this image is stored in the reference data memory. FIG. 3(b) shows an example of a spot projection image when some spots are moved by an invading object,
FIG. 3(c) shows a spot projection image in which only moving spots are extracted by comparing FIG. 3(a) and FIG. 3(b).
ここで、フレームメモリ5が記憶し次最新のスポット投
影画像が第3図(b)の画1家でるるとすると、データ
処理部6はwJ3図(a)。Here, assuming that the latest spot projection image stored in the frame memory 5 is the image 1 shown in FIG. 3(b), the data processing unit 6 outputs the image shown in FIG.
(b)の画像におけるスポット位置データを比較し、第
3図(C)に示す移動スポットのみの画像を抽出する。The spot position data in the image of (b) is compared, and the image of only the moving spot shown in FIG. 3(c) is extracted.
この移動スポットにある演算を施すことにより、第5図
(a)に示すように侵入物体の二次元的なおおよその形
状が検出される。By performing a certain calculation on this moving spot, the approximate two-dimensional shape of the intruding object is detected as shown in FIG. 5(a).
第4図は移動スポットの移動量の計算に関する説明図で
、11は床面、12は撮像機4のイメージプレーン、1
3は侵入物体である。床面11においてXYZの直角座
標を想定し、イメージプレーン12においてUVZの直
角座標を想定する。FIG. 4 is an explanatory diagram regarding the calculation of the amount of movement of the moving spot, in which 11 is the floor surface, 12 is the image plane of the imaging device 4, and 1
3 is an invading object. Assume XYZ orthogonal coordinates on the floor surface 11, and assume UVZ orthogonal coordinates on the image plane 12.
又、イメージプレーン12の中心νUち2軸からV座標
方向でdの距離の位置にファイ/ぐグレーティング3の
中心があり、床面11から7アイ/(グレーティング3
までの高さをり、ファイバグレーティング3からイメー
ジプレーン12までの高さをlとする。ファイバグレー
ティング3がらのスポットビーム9により床面11上に
形成されたn番目の投影スポットを5(n)= (Xn
、 Yn 、 Zn )、 このs (n)に対応し
てイメージプレーン12上に形成されたスポットを5(
n)= (Un 、 Vn 、 Zn ) 、スポット
5(n)が侵入物体13に当って移動したスポットをs
’ (n)= (X’n 、 Y’n 、 Z’n )
、り′(旬に対応しテイメーシクレーン12上に形成さ
れたスポットを8’(n)= (U’n 。Also, the center of the fi/g grating 3 is located at a distance d from the center νU of the image plane 12 in the V coordinate direction, and the center of the grating 3 is located 7 eyes/(the grating 3
Let the height from the fiber grating 3 to the image plane 12 be l. The n-th projection spot formed on the floor surface 11 by the spot beam 9 of the fiber grating 3 is 5(n)=(Xn
, Yn, Zn), and the spot formed on the image plane 12 corresponding to s(n) as 5(
n) = (Un, Vn, Zn), the spot where spot 5(n) hit the intruding object 13 and moved is s
' (n) = (X'n, Y'n, Z'n)
, ri' (the spot formed on the timing crane 12 corresponding to the season is 8'(n) = (U'n).
V’n 、 Z’n )とする。5(n)からs’(n
)への移動スポットの移動量は、5(n)からS’(旬
への移動量及びd、h。V'n, Z'n). 5(n) to s'(n
) is the amount of movement of the spot from 5(n) to S' (the amount of movement to season and d, h.
lによって計算することができる。他の移動スポットの
移動量も同様にして計算され、この移動量に基づいて全
ての移動スポットに対しである演算を施すことにより侵
入物体の三次元的なおおよその形状(例えば第5図(b
) 、 (e)に示す形状)が検出される。このように
して検出された二次元的、三次元的なおおよその形状が
所定の大きさを越えるとき、データ処理部6は侵入物体
を侵入者と判定し、図示しない外部装置へ侵入者υ報信
号Sを出力する。It can be calculated by l. The amount of movement of the other moving spots is calculated in the same way, and a certain calculation is performed on all the moving spots based on this amount of movement to obtain the approximate three-dimensional shape of the intruding object (for example, Fig. 5 (b)
), the shape shown in (e)) is detected. When the approximate two-dimensional or three-dimensional shape detected in this way exceeds a predetermined size, the data processing unit 6 determines that the intruding object is an intruder, and reports the intruder to an external device (not shown). Outputs signal S.
又、一定時間毎(例えばビデオ信号送信サイクル)に取
り入れられる検知範囲の最新画像に対して上記各演算処
理を繰返すことにより、第5図(d)に示すように侵入
物体の行動軌跡を検出することができる。このように、
この実施例では、侵入物体のおおよその形状及び移動状
況を実時間で検出することができ、これらの情報も侵入
者警報と併せて外部装置へ出力することができる。Furthermore, by repeating each of the above calculation processes on the latest images of the detection range that are taken in at regular intervals (for example, video signal transmission cycles), the action locus of the intruding object is detected as shown in FIG. 5(d). be able to. in this way,
In this embodiment, the approximate shape and movement status of an intruding object can be detected in real time, and this information can also be output to an external device together with an intruder alarm.
以上のようにこの発明によれば、赤外線レーザ光をファ
イバグレーティングによりろるノ9ターンに分割し、分
割された各スポットビームのスポット投影画像における
スポットの移動状況から侵入者の検知を行っており、ス
ポット投影画像により空間を粗く分解することによって
、分解層の低い形状認識ではあるが侵入物体のおおよそ
の形状を検出することができ、侵入者の識別を容易に確
実に行うことができる。又、複雑な画像処理を必要とし
ないので処理時間の短縮化が可能となり、侵入者のおお
よその形状及び移動の軌跡を実時間で検出することがで
きる。さらに、これらの侵入者に関する情報を遠隔地へ
伝送する場合に、侵入者の形状の構成要素(長軸長、短
軸長、高さ等〕や検知範囲内における座標を送れば良く
、侵入者に関する情報を外部装置へ実時間で送信するこ
とができ、遠隔地においても侵入者の挙動を瞬時に把握
することができる。As described above, according to the present invention, an infrared laser beam is divided into nine turns by a fiber grating, and an intruder is detected from the movement status of the spot in the spot projection image of each divided spot beam. By coarsely decomposing the space using spot projection images, the approximate shape of the intruding object can be detected, although the shape recognition of the decomposition layer is low, and the intruder can be easily and reliably identified. Further, since no complicated image processing is required, the processing time can be shortened, and the approximate shape and movement trajectory of the intruder can be detected in real time. Furthermore, when transmitting information about an intruder to a remote location, it is only necessary to send the components of the intruder's shape (major axis length, short axis length, height, etc.) and coordinates within the detection range. information can be sent to external devices in real time, and the behavior of intruders can be instantly grasped even in remote locations.
第1図はこの発明による侵入者検知器の徊成図、第2図
はこの発明によるファイバグレーティングの概略斜視図
、第3図(a)〜(Cンはこの発明におけるそれぞれ侵
入物体のない場合、侵入物体のるる場合及び移動スポッ
トのみを抽出した場合のスイット投影画像の一例を示す
図、第4図はこの発明におけるスポット移動量算出の九
めの説明図、第5図(a)〜(d)はこの発明における
スポットの移動状況から検出される侵入物体のおおよそ
の形状及び移動軌跡を示す図である。
■・・・レーザ駆動部、2・・・レーザダイオード、3
・・・ファイバグレーティング、4・・・撮像機、5・
・・フレームメモリ、6・・・データ処理部、7・・・
参照データ用メモリ、8・・・レーザ光、9・・・スポ
ットビーム、10・・・投影ス、11ット。
第1図
1:レーザ駆動部
4:撮像機
5:フレームメモリ
6:データ処理部
7:参照データ用メモリ
第2図
第3図
((7) (b) (C)第4図
第5図FIG. 1 is a diagram of the intruder detector according to the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view of the fiber grating according to the present invention, and FIGS. , a diagram showing an example of a switch projection image when an intruding object is present and when only a moving spot is extracted, FIG. 4 is a ninth explanatory diagram of spot movement amount calculation in this invention, and FIGS. 5(a) to ( d) is a diagram showing the approximate shape and movement locus of an intruding object detected from the movement status of the spot in the present invention. ■... Laser drive unit, 2... Laser diode, 3
...Fiber grating, 4...Imaging device, 5.
... Frame memory, 6... Data processing section, 7...
Reference data memory, 8...Laser light, 9...Spot beam, 10...Projection, 11 points. Figure 1 1: Laser drive unit 4: Imager 5: Frame memory 6: Data processing unit 7: Reference data memory Figure 2 Figure 3 ((7) (b) (C) Figure 4 Figure 5
Claims (1)
されてあるパターンに分割されたスポットビームを出射
するファイバグレーティングと、該スポットビームの投
影スポットをモニタする撮像機と、該撮像機より得られ
るスポット投影画像を一定時間毎に記憶するフレームメ
モリと、検出対象となる物体がない状態における該スポ
ット投影画像の各スポット位置データを記憶する参照デ
ータ用メモリと、フレームメモリに一定時間毎に記憶さ
れたスポット投影画像の各スポット位置データと参照デ
ータ用メモリに記憶された各スポット位置データとを比
較して移動スポットを検出し、このスポットの移動状況
から侵入物体のおおよその形状を認識し、該形状が所定
の大きさを越える場合に物体を侵入者と判断するデータ
処理手段を備えたことを特徴とするファイバグレーティ
ングを用いた侵入者検知器。A laser that emits an infrared laser beam, a fiber grating that receives the laser beam and outputs a spot beam divided into a certain pattern, an imager that monitors a projected spot of the spot beam, and a fiber grating that emits a spot beam that is divided into a certain pattern. A frame memory that stores spot projection images at regular time intervals, a reference data memory that stores spot position data of each spot projection image in a state where there is no object to be detected, and a frame memory that stores spot projection images at regular time intervals. A moving spot is detected by comparing each spot position data of the spot projection image and each spot position data stored in the reference data memory, and the approximate shape of the intruding object is recognized from the movement status of this spot. An intruder detector using a fiber grating, characterized in that it is equipped with a data processing means that determines an object to be an intruder if its shape exceeds a predetermined size.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5848188A JPH01232497A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Intruder sensor using fiber grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5848188A JPH01232497A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Intruder sensor using fiber grating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01232497A true JPH01232497A (en) | 1989-09-18 |
Family
ID=13085623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5848188A Pending JPH01232497A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Intruder sensor using fiber grating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01232497A (en) |
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