JPH09245269A - 物体検知システム - Google Patents

物体検知システム

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JPH09245269A
JPH09245269A JP4873496A JP4873496A JPH09245269A JP H09245269 A JPH09245269 A JP H09245269A JP 4873496 A JP4873496 A JP 4873496A JP 4873496 A JP4873496 A JP 4873496A JP H09245269 A JPH09245269 A JP H09245269A
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JP
Japan
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background
light
camera
scanning
image
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Pending
Application number
JP4873496A
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English (en)
Inventor
Jusaku Atsumi
重作 渥美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Atsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動物体に限らず、静止物体をも精度よく検
知する。 【解決手段】 走査装置3により光源2からの単一波長
の光ビームを所定の範囲に渡って走査する。カメラ4の
前面には光源2からの単一波長の光のみを透過するフィ
ルタ5が設けられているので、カメラ4は走査された光
ビームが背景1や背景1の前にある物体によって反射さ
れた反射光を受光することになる。制御装置6は、カメ
ラ4からの画像を画像メモリ7に取り込んで、背景メモ
リ8に格納されている背景画像と比較する。そして、比
較の結果何等かの物体が存在すると判断すると、検出信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、防犯警備システム
における侵入者の検知、あるいは自動ドアの開閉制御シ
ステムにおける人の検知等に適用して好適な物体検知シ
ステムに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】防犯警
備システムにおける侵入者の検知、あるいは自動ドアの
開閉制御システムにおける人の検知には熱線センサが広
く採用されている。
【0003】しかし、熱線センサは、熱線の変化量を検
知するものであるので、実際には人の移動がなくても視
野内の一部で何等かの原因により温度が変化した場合に
はそれを検知してしまうという問題がある。
【0004】また、上記の理由によって熱線センサは静
止した人を検知できないという問題も生じる。これは自
動ドアの開閉制御システムにおいては大きな問題となる
ことはよく知られている。
【0005】これに対して、監視カメラで撮像した画像
に基づいて物体を検知する手法も種々提案されている。
そのための一つの手法としてはフレーム間差分あるいは
フィールド間差分をとり、その差分画像から移動物体を
検知する手法が考えられるが、このような手法では外来
光等によって当該監視カメラの視野内の輝度が変化すれ
ば、その輝度変化分が差分画像に現れるので、実際には
人の動きがない場合であっても誤って移動物体を検知し
た旨を示す信号が出力されてしまうという問題があっ
た。
【0006】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、外来光の影響を受けず、従来よりも精度よく物体
を検知でき、しかも静止している物体をも検知できる物
体検知システムを提供することを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の物体検知システムは、所定の波長
を有するビームを発生する光源と、光源からのビームを
走査する走査手段と、前記ビームの反射光を受光する受
光手段と、前記ビームの走査範囲の背景にビームを走査
したときに受光手段で得られた信号を背景データとして
記憶する背景メモリと、受光手段の出力信号と背景メモ
リに記憶されている背景データとを比較することによっ
て前記受光手段の視野内に通常は存在しない物体がある
か否かを判断する制御手段とを備えることを特徴とす
る。
【0008】また、請求項2記載の物体検知システム
は、請求項1記載の物体検知システムにおいて、受光手
段は固体撮像素子を用いたテレビジョンカメラであるこ
とを特徴とする。
【0009】更に、請求項3記載の物体検知システム
は、請求項1記載の物体検知システムにおいて、受光手
段は半導体位置検出素子であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係る物体検
知システムの一実施形態を示す図であり、図中、1は背
景、2は光源、3は走査装置、4はカメラ、5はフィル
タ、6は制御装置、7は画像メモリ、8は背景メモリを
示す。
【0011】光源2は所定の波長を有する光ビームを発
するものであり、例えばレーザ、LED等を用いること
ができる。ここで、光源2は近赤外線等の不可視光を発
するものであることが望ましい。
【0012】走査装置3は光源2からの光ビームをラス
ター走査するものである。このような走査装置は周知で
あるので詳細な説明は省略する。
【0013】カメラ4は、CCDを用いたテレビジョン
カメラであり、このカメラ4の前面には光源2が発する
光ビームのみを透過する単波長のフィルタ5が設けられ
ている。従って、カメラ4は、走査装置3によって走査
された光源2からの光ビームが背景1や背景1の前にあ
る物体によって反射された反射光を受光するものであ
る。
【0014】なお、光源2はカメラ4が感度を有する波
長領域の光ビームを発する必要があることは当然である
が、CCDは近赤外の領域に感度を有しているので光源
2として近赤外線を用いることは有効である。
【0015】走査装置3による光ビームの走査範囲はカ
メラ4の視野を含むように設定すればよいが、ここでは
カメラ4の視野を全て含み、しかもカメラ4の視野より
も広い範囲について行われるように設定されているもの
とする。例えば、いま、図1に示す背景1が壁面であ
り、カメラ4の視野が図2の10で示すように壁から床
にかけた範囲にあるとすると、走査装置3は図2の11
で示すようにカメラ4の視野10よりも広い範囲を走査
するようになされているとするのである。
【0016】制御装置6はプロセッシングユニット及び
その周辺回路で構成され、走査装置3、カメラ4を制御
すると共に、後述する物体検知の処理を行う。
【0017】画像メモリ7は、カメラ4で撮像された画
像を一旦格納するためのものであり、1フィールド分の
画像を記憶できる容量を有していればよい。
【0018】背景メモリ8には、背景のみを光源2から
の光ビームで走査したときの背景1からの反射光をカメ
ラ4で受光し、撮像したときの画像(以下、これを背景
画像と称す)が格納されている。
【0019】さて、制御装置6は、走査装置3による光
ビームの1回のラスター走査がカメラ4の1フィールド
の期間内に行われるように、走査装置3とカメラ4の動
作のタイミングを制御する。
【0020】そして、制御装置6は、カメラ4から画像
信号を取り込んで画像メモリ7に書き込み、その画像と
背景メモリ8に格納されている背景画像とを比較し、通
常にはカメラ4の視野内に存在しない物体が存在するか
否かを判断し、物体が存在していると判断できる場合に
は検出信号を出力する。
【0021】具体的には、画像メモリ7に格納した画像
と背景画像との差分をとり、更にその差分画像を2値化
することによって当該差分画像に含まれている低レベル
のノイズ等を除去して有意な差分を有する画素のみを抽
出し、その有意の差分を有する画素が一箇所に所定の個
数以上塊集している場合に、カメラ4の視野内に通常は
存在しない物体があると判断し、検出信号を出力するよ
うにすればよい。
【0022】この検出信号は、当該物体検知システムが
防犯警備システムにおける侵入者の検知に用いた場合に
は侵入者があることを示す信号として用いることがで
き、また当該物体検知システムが自動ドアの開閉制御に
用いた場合には自動ドアを開けるための信号として用い
ることができる。
【0023】そして、以上のようにカメラ4から取り込
んだ1フィールドの画像について物体検知の処理が終了
すると、制御装置6はカメラ4から1フィールドの画像
信号を取り込み、上記の物体検知の処理を行う動作を繰
り返す。
【0024】以上のようにこの物体検知システムは、光
源2から発せられた特定の波長を有する光ビームを走査
し、背景や物体によって反射された反射光をカメラ4で
受光し、その受光した画像と予め用意されている背景画
像との比較によって物体の検知を行うものであり、特定
の単一の波長の光による画像を用いているので外来光の
影響を排除することができるばかりでなく、背景のみの
場合と何等かの物体が存在する場合とでは光ビームの走
査による反射は大きく異なるので物体の検知を従来より
も精度よく行うことができ、しかも移動物体に限らず静
止物体をも検知することができるものである。
【0025】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、次に他の実施形態について説明する。上記実施形
態においては、光源2から発せられた特定の波長を有す
る光ビームを走査し、背景1や背景1の前にある物体に
よって反射された反射光をカメラ4で受光したが、この
実施形態では半導体位置検出素子(PSD:positionse
nsitive detector :以下、PSCと記す)で受光す
る。
【0026】PSDも近赤外の領域に感度を有している
ので、この実施形態においても光源2として近赤外線を
用いることは有効である。なお、PSDの構成及びその
動作については周知であるので詳細な説明は省略する。
【0027】その構成例を図3に示す。図中、15はP
SD、16は座標メモリ、17は背景メモリを示す。な
お、図1と同等の構成要素については同一の符号を付
す。
【0028】この場合には走査装置3はラスター走査で
はなく、図4に示すように走査範囲18内の黒丸で示す
照射ポイント位置だけを予め定められた順序で、予め定
められた時間間隔で間欠的に光ビームを照射するように
なされる。なお、以下においては光ビームが照射される
位置を照射位置と称し、走査範囲18内の全ての照射位
置に光源2からの光ビームを照射することを面走査と称
することにする。
【0029】座標メモリ16にはPSD15から出力さ
れる座標値が格納される。即ち、いま走査装置3によっ
てある照射位置に光ビームが照射され、そのときの背景
1からの反射光あるいは背景1の前にある物体からの反
射光がPSD15の受光面のある位置に入射したとする
と、PSD15からは当該受光面における反射光の入射
位置の座標値が出力されることになるが、その座標値を
座標メモリ16に格納するのである。
【0030】従って、走査装置3による1回の面走査が
終了すると、座標メモリ16には光ビームの照射位置の
数だけの座標値が格納されることになる。
【0031】背景メモリ17には、背景のみを光源2か
らの光ビームで面走査したときの背景1からの反射光を
PSD15で受光したときに得られる座標値(以下、こ
れを背景座標値と称す)が格納されている。従って、背
景メモリ17には1回の面走査での光ビームの照射位置
の数だけの座標値が格納されているものである。
【0032】さて、制御装置6は走査装置3を制御して
面走査を開始させるが、このときに各照射位置に光ビー
ムが照射される度毎にPSD15から座標値が出力され
るので、その座標値を座標メモリ16に順番に格納す
る。
【0033】そして、制御装置6は、1回の面走査が終
了すると、座標メモリ16に格納されている座標値と背
景メモリ17に格納されている背景座標値とを比較し、
PSD15の視野内に通常は存在しない物体が存在する
か否かを判断し、物体が存在していると判断できる場合
には検出信号を出力する。
【0034】具体的には、座標メモリ16に格納した座
標値が背景座標値と異なる領域が所定の大きさ以上のま
とまりとなっている場合に、PSD15の視野内に通常
は存在しない物体があると判断し、検出信号を出力する
ようにすればよい。
【0035】この検出信号は、当該物体検知システムが
防犯警備システムにおける侵入者の検知に用いた場合に
は侵入者があることを示す信号として用いることがで
き、また当該物体検知システムが自動ドアの開閉制御に
用いた場合には自動ドアを開けるための信号として用い
ることができることは明らかである。
【0036】そして、以上のようにPSD15から取り
込んだ1回の面走査における座標値についての物体検知
の処理が終了すると、制御装置6は走査装置3を制御し
て次の面走査を行わせ、そのときのPSD15の出力を
取り込み、上記の物体検知の処理を行う動作を繰り返
す。
【0037】以上のようにこの物体検知システムは、光
源2から発せられた特定の波長を有する光ビームを走査
し、背景や背景の前にある物体によって反射された反射
光をPSD15で受光し、そのときに得られた座標値と
予め用意されている背景座標値とを比較することによっ
て物体の検知を行うものであり、特定の単一の波長の光
を用いているので外来光の影響を排除することができる
ばかりでなく、背景のみの場合と背景以外の何等かの物
体が存在する場合とでは光ビームの走査による反射は大
きく異なるので、物体の検知を従来よりも精度よく行う
ことができ、しかも移動物体は勿論、静止物体をも検知
することができるものである。
【0038】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく種
々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る物体検知システムの一実施形態
を示す図である。
【図2】 図1の構成における走査装置3による走査範
囲とカメラ4の視野との関係を示す図である。
【図3】 本発明に係る物体検知システムの他の実施形
態を示す図である。
【図4】 図3の構成における走査装置3による面走査
を説明するための図である。
【符号の説明】
1…背景、2…光源、3…走査装置、4…カメラ、5…
フィルタ、6…制御装置、7…画像メモリ、8…背景メ
モリ、15…PSD、16…座標メモリ、17…背景メ
モリ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の波長を有するビームを発生する光源
    と、 光源からのビームを走査する走査手段と、 前記ビームの反射光を受光する受光手段と、 前記ビームの走査範囲の背景にビームを走査したときに
    受光手段で得られた信号を背景データとして記憶する背
    景メモリと、 受光手段の出力信号と背景メモリに記憶されている背景
    データとを比較することによって前記受光手段の視野内
    に通常は存在しない物体があるか否かを判断する制御手
    段とを備えることを特徴とする物体検知装置。
  2. 【請求項2】前記受光手段は固体撮像素子を用いたテレ
    ビジョンカメラであることを特徴とする請求項1記載の
    物体検知システム。
  3. 【請求項3】前記受光手段は半導体位置検出素子である
    ことを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。
JP4873496A 1996-03-06 1996-03-06 物体検知システム Pending JPH09245269A (ja)

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JP4873496A JPH09245269A (ja) 1996-03-06 1996-03-06 物体検知システム

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003272061A (ja) * 2002-03-13 2003-09-26 Omron Corp 監視装置
DE10244162A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-01 Sick Ag Auslösen von Bildaufnahmen
FR2978278A1 (fr) * 2011-07-22 2013-01-25 Hymatom Procede et dispositif de securite

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