JPS62115388A - 測距型異常監視センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は測距方式を利用して監視すべき物体までの距離
を測定して距離データの変化から異常を監視する測距型
異常監視センサに関するものである。

［背景技術１ 従来より異常状態を監視、例えば盗難防止に用いられる
装置としてはテレビカメラ晋を設置して状況をモニタす
る装置があるが、これは人間が常時モニタ装置を見てお
く必要があり不便であった。

そこで上記装置にモーシタンディテクタ等を接続して自
動的に警報を出すシステムを採用するようになっている
が、これは設定されたウィンド内の輝度変化の割合を見
るもので背景と輝度差のない物体では検知しにくく、ま
た影などの影響で誤動作する問題があった。またこの他
には振動センサによって監視する方法もあるが、これは
監視対象となる物体の−っ−っに振動センサを設置せね
ばならないとともに、監視対象が変わる度に設置し［発
明の目的１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、輝度差による感度変化をなくし、ま
た監視対象を変えた場合にも簡単に監視領域を変えられ
る測距型異常監視センサを提供することにある。

〔発明の開示１ （構成） 本発明は監視領域に一点乃至２次元の広がりを持って光
を投光し監視領域に存在する物体にて反射された光を受
光する光学系、及び光学系の受光信号から監視領域に存
在する物体本での距離を演算処理して求める処理回路か
らなる測距部と、監視領域にて異常が発生していない状
態において測距部にて求めた距離データを参照データと
して記憶する参照データ記憶部と、上記測距部にて一定
時間毎に測定される距離データを逐次新たに記憶してい
く現在データ記憶部と、該現在データ記憶部に記憶され
た距離データと参照データ記憶部に記憶された距離デー
タとを比較して監視領域に異常があるかどうかを判定す
る比較判定部と、該比較判定部出力にて警報信号を出力
する警報出力部とを備え、予め監視物体までの距離を測
定して記憶しておき、この記憶部されたデータと現在測
定された監視物体までの距離データとを比較して自動的
に警報を出力することにより、出力輝度差による感度変
化をなくし、しかも監視対象を変えた場合にも簡単に監
視領域を変えられる測距型異常監視センサを開示する。

（実施例１） 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図であり、
本実施例はｆＩＳ１図に示すように監視領域に存在する
監視物体Ａまでの距離を光にて測定する測距部１と、測
距部１にて測定した距離データを逐次記憶する現在デー
タ記憶部２と、予め測定された監視物体Ａまでの基準と
なる距離データを記憶する参照データ記憶部５と、現在
データ記憶部２に記憶された距離データと参照データ記
憶部５に記憶された基準となる距離データとを比較して
監視物体Ａに異常がないかどうかを判定する比較判定部
３と、この比較判定部３出力に従って警報器等を駆動す
る警報出力部４とで構成されている。尚測距部１と参照
データ記憶部５との間には測距型異常監視センサを設置
した際に予め測距部１にて測定した監視物体Ａまでの距
離データを参照データ記憶部５に入力するためのスイッ
チＳＷを設けである。さらに、測距部１は監視物体へま
での距離データを得るための光学系１ａ、及び光学Ｍ１
ａで得た信号を処理して監視物体Ａ京での。

距離を求める処理回路１ｂにて構成され、例えば第２図
に示す構成となっている。第２１！ｌに示すように光学
系１ａは発振器７の発振出力である周波数に基づいた光
をコリメータレンズ８を通して発する発光素子６を備え
た投光部と、発光素子６の発する光の一部を光ファイバ
９を通して直接受光する受光素子１０、及び発光素子６
から発せら監視物体Ａにて反射された光をコンデンサレ
ンズ１６を通して受光する受光素子１７を備えた受光部
とで構成されている。そして、処理回路１１）は受光素
子１０．１７にて受光された光を夫々増幅する増幅器１
１．１８と、この増幅器１１．１８出力を夫々発光素子
６の発光信号の周波数を決定する発振器７より僅かに低
い周波数の信号を発振Ｔる発振ｌ！１５出力と混合する
ミ斗す１２，１９と、ミキサ１２，１９出力から発振器
７と発振器１５との周波数差分の周波数を抽出するロー
パスフィルタ１３．２０と、ローパスフィルタ１３．２
０出力をリミットがかかるまで増幅してローパスフィル
タ１３．２０出力を矩形波に変換するリミットアンプ１
４．２１と、リミットアンプ１４．２１出力から位相差
を検出する排他的論理和回路２２と、この排他的Ｗｋ理
相和回路２２出力発振器７，１５の周波数差の周波数の
逆数の整数倍の時間のパルス幅を持ったパルスを発生す
るデートパルス発生回路２３出力及びクロック信号を発
生するクロック発生回路２４出力との論理積を行うアン
ド回路２５と、このアンド回路２５出力をカウントする
カウンタ２６とで構成されている。ここでデートパルス
発生回路２３のデートパルス発生動作及び現在データ記
憶部２の記憶動作は比較判定部３にて制御されている。

以下本実施例の動作に関して説明する。まず、測距部１
の動作から説明する。発振器７出力に従って発光素子６
から発せられる光の一部は光ファイバ９を介して直接受
光素子１０にて受光され、残りの光は監視物体へにて反
射されて受光素子１７に受光される。この受光素子１０
．１７にて受光され光−電気信号変換された信号は光の
行路差に応じた位相ずれを生じている。これらの受光信
号は夫々増幅器１１．１８で増幅された後、発振器１５
の発振出力とミキサ１２．１９にて混合され、さらにロ
ーパスフィルタ１３，２０及シリミツトアンプ１４．２
１を介して矩形波に変換される。

このときリミットアンプ１４．２１出力である矩形波に
は増幅器１１．１８の出力の位相が保持されている。こ
のリミットアンプ１４．２１出力は排他的論理和回路２
２にて排他的論理和を行なわれることにより、両リミッ
トアンプ１４．２１の位相差に応じたパルス幅を持った
信号に変換され−る。さらにこの排他的論理和回路２２
出力とデートパルス発生回路２３出力及びクロック発生
回路２４出力とで論理和を甘うことにより、排他的論理
和回路２２出力を分割したパルスを作成し、このパルス
をカウンタ２６でカウントする。この場合カウンタ２６
の出力は発光素子６から受光素子１０までの行路長と、
発光素子６から監視物体Ａを介した受光素子１７までの
行路長との差に比例し、つまり監視物体Ａまでの距離に
応じた出力となり、この出力から監視物体へまでの距離
を測定できるものある。

以上が測距部１の動作説明であるが、次に全体動作につ
いで説明する。本実施例の測距型異常監視センサを設置
すると、まず監視物体へに発光素子６の光を当て監視物
体Ａまでの距離を測定し、上述の測距部１のカウンタ２
６のカウント動作が終了、つまりデートパルス発生回路
２３のデートパルスが停止すると同時にスイッチＳＷを
オンし、参照データ記憶部５に々ウンタ２６のカウント
値を記憶させる。このとき同時に現在データ記憶部２に
もカフンタ２６のカウント値が入力される。

その後スイッチＳＷをオフし、参照データ記憶部５に以
降の測距部１にて測定された距離データが入力されない
ようにする。そして現在データ記憶部２及び参照データ
記憶部５に記憶された距離データは比較判定部３に入力
されて比較される。そして比較判定部３の比較判定が終
了後、測距部１に比較終了信号が入力され、測距部１の
デートパルス発生回路２３を動作させて再度デートパル
ス信号を発生させ、監視物体Ａの距離を測定させるとと
もに、現在データ記憶部５の記憶内容をクリアさせる。

次に測距部１にて測定した距離データを現在データ記憶
部２のみに記憶させ、再び比較判定部３にて現在データ
記憶部２及び参照データ記憶部５の距離データを比較す
ることにより、監視物体Ａの異常を監視するものである
。このようにして以降測距部１にて測定した距離データ
を現在データ記憶部２に記憶して比較判定部３にて参照
データ記憶部５の参照データと比較する動作が繰り返さ
れる。そして、現在データ記憶部２と参照データ記憶部
５との距離データが異なるとき警報出力部４から警報信
号が出力されるものである。

尚、本実施例においては測距部１として光波測距方式を
用いたが、三角測距方式等を用いても良いことはいうま
でもない。

（実施例２） 第３図は本発明の他の実施例を示す図であ【）、上記実
施例１においては１本のビームによって監視を行ったが
、本実施例においては発光素子６を多数個用いて、発光
素子６と同数の参照データ記憶部５を用いることにより
、多数の監視物体Ａの監視を行うものである。本実施例
の光学系１ａは発振器７出力に基づき発光する発光素子
６１〜６ｎを備え、この発光素子６．〜６ｎはスイッチ
ＳＷ、。

〜Ｓ　Ｗ　＋　ｎを介して発振器７と接続されている。

そして夫々の発光素子６．〜６ｎの光を平行光にて監視
物体Ａに投光するためのコリメータレンズ８１〜８ｎが
夫々設けてあり、発光素子６．〜６ｎの発光する光の一
部を光ファイバ９１〜９ｎを介して直接に受光する受光
素子１０を備え、また監視物体へにて反射された光をコ
ンデンサレンズ１６を介して受光する受光素子１７を備
えているものである。そして測距部１はこの光学系１ａ
を除く第２図と同様の構成の処理回路１ｂを備えている
。

次に、本実施例では複数個の参照データ記憶部５、〜５
ｎを備え、各参照データ記憶部５．〜５ｎは測ｙＥ郁１
との間にスイッチＳＷ、、〜５Ｗ２ｎを介して接続され
るとともに、スイッチＳ　Ｗ３＋　−Ｓ　Ｗ３ｎを介し
て比較判定部３に接続されている。尚現在データ記憶部
２は測距部１と比較判定部３との間に第１の実施例と同
様に挿入され、また比較判定部３出力には警報出力部４
が接続されている。

以下動作を説明する。まず測距型異常監視センサを設置
したとき、上記ｔＪ４ｉの実施例と同様に参照データと
しての距離データを測定する。このとき発光素子６．〜
６０毎にスイッチＳＷ、、〜ＳＷ、ｎ。

Ｓ　Ｗ　２１−　Ｓ　Ｗ　２　ｎ　−Ｓ　Ｗ　３１−　
Ｓ　Ｗ　３　ｎの切換を次のように行う。まず発光素子
６．にて投光するとき、スイッチｓｗ、、、ｓｗ２□Ｓ
　Ｗ　３１を同期してオン、オフさせ、実施例１と同様
にして参照データ記憶部５．に参照距離データを記憶す
る。以降発光素子６□にて投光するとき、スイッチＳＷ
、２．ＳＷ、、。

Ｓ　Ｗ　３２を同期してオンオフ、・・・、・・・とい
ったように総ての参照データ記憶部６１〜６ｎに各監視
物体Ａまでの参照距離データを記憶して行く。その後、
再び発光素子６１から投光するようにスイッチＳＷ、を
オンするとともに、このスイッチＳ　Ｗ　＋　＋と同期
してスイッチＳ　Ｗ　ｓ　＋をオンし、現在データ記憶
部２の距離データを書き替えて行く、尚、スイッチＳ　
Ｗ　２１〜Ｓ　Ｗ　２　ｎは一旦参照データが記憶され
た後には上述の第１の実施例と同様に参照データが書き
替えられないようにオフ状態を維持している。

比較判定部３にて現在データ記憶部２に記憶している距
離データと参照データ記憶部５、に記憶しである距離デ
ータを比較判定して行（。以下、同様にスイッチＳ　Ｗ
　ｌ　２　、Ｓ　Ｗ　３２とを同期して現在データ記憶
部２に発光素子６□により投光された光により測定され
た距離データを新たに記憶するというようにスキャンニ
ングしてい（。このようにすれば複数の監視物体Ａまで
の異常を検知することができるものである。この場合に
は発光素子６１〜６．ｎのビーム投光方向は自由に選択
することができる。また上記構成ではどの監視物体Ａに
異常が発生したかを検出できるが、その必要がない場合
には発光素子６１〜６ｎを順にスキャンニングし、−通
りスキャンニングし終わるまで処理回路１ｂのカウンタ
２６にてカウントを続け、各監視物体Ａまでの距離の総
和を比較することにより、参照データ記憶部５１〜５１
を一つにすることも可能である。この場合には測距誤差
が多点を測定することにより低減され、誤報の低減にも
つながるものである。

（実施例３） 第４図は本発明のさらに他の実施例を示す図であり、本
実施例は単ビームを２次元走査して距離画像データを得
て、上述の第１及び第２の実施例と同様に予め求めてお
いた参照画像データを７レームメモリ等に記憶しておき
、参照画像データとの現在画像データとの差をとり、値
の変わった画素の数によって警報を発するようにしたも
のである。たとえば監視物体Ａが部屋２７の図示する場
所にあるとすると、図中四角の破線の枠にて囲んだ部分
をウィンド２８とし、このウィンド２８の中だけをビー
ム走査する。このようにすれば処理時間を短くできる。

またウィンド２８内の光の濃度の総和によって比較すれ
ば、距離誤差を低減でき、高速にて信号処理できる。さ
らに距離が分かつているために、その監視物体Ａの実際
の大きさも知ることができ、実際の大きさの情報から異
常を検知することも可能である。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、監視領域に一点乃至２次元の広
がりを持って光を投光し監視領域に存在する物体にて反
射された光を受光する光学系、及び光学系の受光信号か
ら監視領域に存在する物体までの距離を演算処理して求
める処理回路からなる測距部と、監視領域にて異常が発
生していない状態において測距部にて求めた輩し離デー
タを参照データとして記憶する参照データ記憶部と、上
記測距部にて一定時間毎に測定される距離データを逐次
新たに記憶していく現在データ記憶部と、該現在データ
記憶部に記憶された距離データと参照データ記憶部に記
憶された距離データとを比較して監視領域に異常がある
かどうかを判定する比較判定部と、該比較判定部出力に
て警報信号を出力する警報出力部とを備えているので、
物体までの距離にて監視領域に異常がないかを検出でき
、背景物体にて反射された反射光の輝度にて背景物体の
異常を検出するもののように背景物体と輝度差のない物
体を検知しなかりたり、影にて誤動作したりすることが
なく、また例えば背景物体に一つの物体を監視する場合
に監視物体を移動したり、あるいは別の物体を監視する
ような変更に対しても、測距型異常監視センサの監視方
向を変更し、参照データ記憶部の記憶内容を変更する簡
単な操乍で対応できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
同上の測距部の具体回路構成図、第３図は本発明の他の
実施例を示す回路構成図、第４図は本発明のさらに他の
実施例の動作状態を示す説明図である。 １は測距部、１ａは光学系、１ｂは処理回路、２は現在
データ記憶部、３は比較判定部、４は警報出力部、５は
参照データ記憶部、Ａは監視物体である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 Ｓ＄！ｊ４ｖ！Ｊ 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月２８日 へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）監視領域に一点乃至２次元の広がりを持って光を
   投光し監視領域に存在する物体にて反射された光を受光
   する光学系、及び光学系の受光信号から監視領域に存在
   する物体までの距離を演算処理して求める処理回路から
   なる測距部と、監視領域にて異常が発生していない状態
   において測距部にて求めた距離データを参照データとし
   て記憶する参照データ記憶部と、上記測距部にて一定時
   間毎に測定される距離データを逐次新たに記憶していく
   現在データ記憶部と、該現在データ記憶部に記憶された
   距離データと参照データ記憶部に記憶された距離データ
   とを比較して監視領域に異常があるかどうかを判定する
   比較判定部と、該比較判定部出力にて警報信号を出力す
   る警報出力部とを備えて成る測距型異常監視センサ。