JPWO2019244672A1 - 物体検知装置 - Google Patents
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Abstract
検知範囲を定めることができるにもかかわらず、作業員による現場での煩雑な作業を必要とせず、かつ、部品点数の低減が可能な物体検知装置を提供する。互いに異なる検知エリア(A1,A2)内から検知線を受信する少なくとも2つのセンサユニット(31,32)であって、互いに異なる検知エリアが上下方向に位置し、これら検知エリア(A1,A2)の中心線(C1,C2)が互いに異なる斜め下方に延びる、少なくとも2つのセンサユニット(31,32)と、少なくとも2つのセンサユニット(31,32)が受信した検知線の受信量それぞれに相当する少なくとも2つの検知信号(SA1,SA2)の1つまたは2つ以上に基づいて、検知範囲における物体を検知する物体検知判定手段(62)であって、検知範囲が、少なくとも2つの検知信号(SA1,SA2)に関する基準(F1th)を設定することによって定められている物体人体検知判定手段(62)とを備える。
Description
本出願は、2018年6月19日出願の特願2018−116009の優先権を主張するものであり、それらの全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
本発明は、物体を検知する物体検知装置に関する。
従来、図10に示すように、例えば壁面150に取り付けられる受動型PIR(受動型赤外線)方式の人体検知装置101には、1つのセンサユニット131が設けられている。センサユニット131の受光素子(図示せず)は地面Gに向けて受光方向が合わせられて検知エリアAAが定められている(特許文献1参照)。そして、人体検知装置101から検知エリアAA内の人体検知距離LAまでの範囲が、人体Hを検知するための検知範囲となる。
ここで、検知範囲は人体検知装置101の用途などに応じて異なる。そのため、一般にセンサユニット131の受光素子(図示せず)の向きを複数段階のいずれかに設定するための調節機構(図示せず)が人体検知装置101に設けられている。この調節機構が操作されると、検知エリアAAが遠方方向D1や近接方向D2にシフトされる。このようにして、人体検知距離LAつまり検知範囲が変更される。
しかし、人体検知距離LAを調節するためには、現場で作業員が調節機構を操作しなければならず、煩雑な作業が必要である。また、調節機構が設けられていると、人体検知装置101の部品点数が多くなってしまう。
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、検知範囲を定めることができるにもかかわらず、作業員による現場での煩雑な作業を必要とせず、かつ、部品点数の低減が可能な物体検知装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明に係る物体検知装置は、
互いに異なる検知エリア内から検知線を受信する少なくとも2つのセンサユニットであって、前記互いに異なる検知エリアが上下方向に位置し、これら検知エリアの中心線が互いに異なる斜め下方に延びる、少なくとも2つのセンサユニットと、
前記少なくとも2つのセンサユニットが受信した検知線の受信量それぞれに相当する少なくとも2つの検知信号の1つまたは2つ以上に基づいて、検知範囲における物体を検知する物体検知判定手段であって、前記検知範囲が、前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することによって定められている物体検知判定手段とを備える。
互いに異なる検知エリア内から検知線を受信する少なくとも2つのセンサユニットであって、前記互いに異なる検知エリアが上下方向に位置し、これら検知エリアの中心線が互いに異なる斜め下方に延びる、少なくとも2つのセンサユニットと、
前記少なくとも2つのセンサユニットが受信した検知線の受信量それぞれに相当する少なくとも2つの検知信号の1つまたは2つ以上に基づいて、検知範囲における物体を検知する物体検知判定手段であって、前記検知範囲が、前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することによって定められている物体検知判定手段とを備える。
前記中心線は、ほぼ同一の鉛直平面内で互いに異なる斜め方向に延びていてもよい。
この構成によれば、少なくとも2つのセンサユニットが、互いに異なる検知エリア内から検知線を受信し、前記互いに異なる検知エリアが上下方向に位置し、これら検知エリアの中心線が互いに異なる斜め下方に延びることにより、センサユニットが1つだけ設けられた場合に比べて全体として遠近方向に広い検知エリアを実現できる。この広い検知エリアから、少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することによって検知範囲が定められるため、検知エリア自体を変える必要がない。したがって、物体検知距離を調節するための煩雑な作業を必要としない。また、調節機構を物体検知装置に設ける必要がないため、物体検知装置の部品点数を低減できる。
前記「異なる検知エリア」は、好ましくは、いずれも物体検知装置に対して固定の検知エリアである。物体検知装置に対して固定の検知エリアであれば、物体検知距離を調節するための調節機構が物体検知装置に設けられる必要性が全くなくなる。ただし、「物体検知装置に対して固定の検知エリア」とは、互いに異なる検知エリアの相対的な位置関係が変わらないことを意味する。例えば、物体検知装置自体を動かして各検知エリアの絶対的な位置がずれたとしても、各検知エリアは物体検知装置に対して固定である。
「前記少なくとも2つのセンサユニットが受信した検知線の受信量それぞれに相当する少なくとも2つの検知信号」は、物体までの距離に関する情報以外の情報からなってもよい。すなわち、各検知線は、その特性からは物体までの距離が得られないものであっても、これら検知線からの検知信号に関する基準を設定することによって検知範囲を定めるため、正確に検知範囲における物体を検知することが可能になる。
一実施形態に係る物体検知装置は、前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することが、前記少なくとも2つの検知信号を適用する所定の1つまたは複数の演算式の演算結果に対するしきい値を設定することであってもよい。
この構成によれば、前記少なくとも2つの検知信号を適用する所定の1つまたは複数の演算式の演算結果に対するしきい値を設定することによって検知範囲が定められるため、数値からなるしきい値を指定するだけで検知範囲を定めることができる。数値の指定であれば、調節機構の操作に比べて作業が簡単である。特に、物体検知装置に通信手段が設けられていれば、数値は遠隔操作で指定可能である。また、調整機構によって受光素子の向きを設定する従来例の場合、調整機構は所定の複数段階のいずれかに設定されるため検知範囲を段階的にしか変更できないが、数値の指定であれば、細かく検知範囲を定めることができる。
前記所定の1つまたは複数の演算式は、前記少なくとも2つの検知信号の一部または全てをパラメータとする1つの関数を含んでもよい。この構成によれば、前記パラメータとして前記少なくとも2つの検知信号の一部または全てを関数に代入するだけで演算結果が求められる。したがって、この関数の出力が物体検知距離を一意に決定するものであれば、少なくとも2つの検知信号から容易に物体検知距離を求めることができる。
一実施形態に係る物体検知装置は、前記1つの関数が、前記少なくとも2つの検知信号のうちの2つの検知信号を前記パラメータとして、これらの比を求める関数であってもよい。この構成によれば、前記少なくとも2つの検知信号の比を求める関数から検知範囲が定められるため、その検知範囲はほとんど変動しない。これは、物体検知以外の要因で検知線の受信量が変動した場合、前記少なくとも2つの検知信号全ての大きさが変動するため、前記比は、これら変動を打ち消すことができるからである。したがって、演算結果は、物体検知以外の要因による、検知線の受信量の変動の影響を受けにくい。
代わりの実施形態に係る物体検知装置は、前記1つの関数が、前記少なくとも2つの検知信号のうちの2つの検知信号を前記パラメータとして、これらの差を求める関数であってもよい。この構成によれば、前記少なくとも2つの検知信号に同量の雑音成分が含まれている場合に、差を求める関数によって雑音成分が打ち消される。そのため、演算結果は雑音成分による影響を受けにくい。
一実施形態に係る物体検知装置は、前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することが、前記少なくとも2つの検知信号の少なくとも1つに検知しきい値を設定することであってもよい。この構成によれば、前記少なくとも2つの検知信号の少なくとも1つに検知しきい値を設定することよって検知範囲が定められるため、容易に任意の検知範囲を定めることができる。
請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
第1から5の実施形態に係る物体検知装置およびその周辺領域を示す側面図である。
図1の物体検知装置の分解斜視図である。
図2の物体検知装置のセンサ本体の分解斜視図である。
第1から4の実施形態に係る物体検知装置の概略ブロック図である。
いくつかの実施形態の原理を示す図であり、ダイアグラム(a)は検知エリアを示す側面図、ダイアグラム(b)は2つの検知信号値を距離に対して示すグラフ、ダイアグラム(c)は第1の実施形態に係る物体検知装置による演算結果を距離に対して示すグラフである。
第2の実施形態に係る物体検知装置による演算結果を距離に対して示すグラフである。
第3の実施形態に係る物体検知装置による演算結果を距離に対して示すグラフである。
第4の実施形態に係る物体検知装置による演算結果を距離に対して示すグラフである。
第5の実施形態に係る物体検知装置の概略ブロック図である。
従来の物体検知装置およびその周辺領域を示す側面図である。
以下、いくつかの実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
図1に、第1から第5の実施形態に係る物体検知装置1を示す。なお、以下、各実施形態において、物体検知装置1が一例として人体を検知する人体検知装置であるものとして説明する。人体検知装置1は、例えば防犯警報装置の起動スイッチとして用いられる。図示の例では、人体検知装置1は、家屋における外側の壁面50に取り付けられ、その高さは平均的な人体の腰の高さ付近である。もっとも、人体検知装置1は、いかなる場所や高さに設けられてもよい。人体検知装置1は、水平方向検知エリアA0、第1の斜め方向検知エリア(以下、単に「第1の検知エリア」と呼ぶ。)A1、および第2の斜め方向検知エリア(以下、単に「第2の検知エリア」と呼ぶ。)A2を検知エリアとする。
水平方向検知エリアA0の中心線C0は水平方向HDに延び、この検知エリアA0は地面Gに達しない。第1および第2の検知エリアA1,A2それぞれの第1および第2の中心線C1,C2は、鉛直平面内で互いに異なる斜め下方に延びる。図示の例では、第1の中心線C1よりも第2の中心線C2が下方であるため、第1の検知エリアA1が第2の検知エリアA2よりも人体検知装置1に対して遠方に構成されている。
水平方向検知エリアA0、第1および第2の検知エリアA1,A2は、上下方向に位置する。すなわち、水平方向検知エリアA0、第1および第2の検知エリアA1,A2は、順番に上方から下方に位置する。したがって、これらエリアA0,A1,A2の中心線C0〜C2はほぼ同一鉛直平面内に位置する。
図2に人体検知装置1の分解斜視図を示す。人体検知装置1は、センサ本体3およびブラケット4からなる。ブラケットの背面4aが壁面50(図1)に取り付けられる。センサ本体3は、センサカバー11およびバックボックス12とからなるケース13を有する。センサ本体3には、水平方向用センサユニット30、第1の検知エリア用センサユニット31、および第2の検知エリア用センサユニット32が構成されている。
図3に示すように、センサ本体3はさらにセンサ基板14を備える。センサ基板14はバックボックス12の収納空間12aに取り付けられてセンサカバー11でその前面が覆われる。このようにして、センサ基板14はケース13に収納される。
センサ基板14には、水平方向検知エリアA0(図1)用の水平方向用検知素子20、第1の検知エリアA1(図1)用の第1の斜め方向用検知素子21、および第2の検知エリアA2(図1)用の第2の斜め方向用検知素子22が取り付けられている。本実施形態において、検知素子20〜22は焦電素子であり、赤外線(検知線)を受信する。これら検知素子21〜23は上下方向一列に配置されている。基板14の上側14aにおいて、水平方向用検知素子20の直上に第2の斜め方向用検知素子22が位置する。第1の斜め方向用検知素子21は基板14の下側14bに位置する。水平方向用検知素子20および第1の斜め方向用検知素子21は水平方向前方を向いているのに対して、第2の斜め方向用検知素子22は斜め下前方を向いている。本実施形態における人体検知装置1は、検知素子20〜22の向きを調節するための調節機構を有さない。もっとも、調節機構が設けられていてもよい。
センサカバー11の前面には、水平方向検知エリアA0(図1)からの赤外線を集光するための水平方向用レンズ40、第1の検知エリアA1(図1)からの赤外線を集光するための第1の斜め方向用レンズ41、および第2の検知エリアA2(図1)からの赤外線を集光するための第2の斜め方向用レンズ42が設けられている。図示の例では、レンズ40〜42はフレネルレンズである。水平方向用レンズ40と第2の斜め方向用レンズ42とは単一のフレネルレンズによって実現されている。水平方向用レンズ40と第2の斜め方向用レンズ42を兼ねたこのフレネルレンズの下方に、第1の斜め方向用レンズ41が位置する。
水平方向用レンズ40、第1の斜め方向用レンズ41、および第2の斜め方向用レンズ42は、それぞれ、水平方向用検知素子20、第1の斜め方向用検知素子21、および第2の斜め方向用検知素子22と組み合わされて、水平方向用センサユニット30(図2)、第1の検知エリア用センサユニット31(図2)、および第2の検知エリア用センサユニット32(図2)をそれぞれ構成する。具体的には、レンズ40〜42がそれぞれ検知エリアA0〜A2(図1)における赤外線を焦電素子20〜22集光させることにより、センサユニット30〜32(図2)がそれぞれ検知エリアA0〜A2(図1)における赤外線を受光する。
人体検知装置1は、さらに、バックボックス12にマイクロコンピュータを含む回路基板(図示せず)を備える。図4のブロック図を参照して、この回路基板に実現される処理装置60について説明する。
処理装置60は、水平方向検知判定手段61、斜め方向検知判定手段(物体検知判定手段)62、AND処理手段63、および検知出力手段64を備える。処理装置60は、また、水平方向検知用しきい値SA0thを記憶する水平方向しきい値記憶手段65および斜め方向検知用しきい値(演算結果しきい値)F1thを記憶する斜め方向しきい値記憶手段66を備える。演算結果しきい値F1thは、後述するように、第1および第2の検知信号値SA1,SA2に関する基準である。演算結果しきい値F1thを設定することにより、第1および/または第2の検知エリアA1,A2(図1)の範囲内に検知範囲が定められる。
水平方向検知判定手段61には、水平方向用センサユニット30から水平方向検知信号値SA0が入力される。水平方向検知判定手段61は水平方向検知信号値SA0を水平方向検知用しきい値SA0thと比較する。水平方向検知判定手段61は、水平方向検知信号値SA0がこのしきい値SA0th以上であれば水平方向検知信号SF0を「オン」にしてAND処理手段63に出力する。なお、水平方向検知信号SF0はフラグなどからなり、例えば「オン」または「オフ」のような2値のいずれかからなる信号である。
斜め方向検知判定手段62には、第1の検知エリア用センサユニット31から第1の斜め方向検知信号値(以下、単に「第1の検知信号値」と称する。)SA1が入力され、第2の検知エリア用センサユニット32から第2の斜め方向検知信号値(以下、単に「第2の検知信号値」と称する。)SA2が入力される。これら検知信号値SA0〜SA2は、それぞれ、焦電素子20〜22が受光した赤外線の受光量に相当するレベルの信号である。斜め方向検知判定手段62は、後述するように、第1および第2の検知信号値SA1,SA2に基づいて、検知範囲における人体を検知する。
斜め方向検知判定手段62は、演算式適用部62aおよび演算結果比較部62bを有する。演算式適用部62aは第1および第2の検知信号値SA1,SA2を所定の演算式に適用する。つまり、第1および第2の検知信号値SA1,SA2をパラメータとする1つの関数(演算式)に、実際の検知信号値を代入する。演算結果比較部62bはこの演算結果を斜め方向検知用しきい値(演算結果しきい値)F1thと比較する。演算結果がこのしきい値F1th以上であれば斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてAND処理手段63手段に出力する。なお、斜め方向検知信号SF1はフラグなどからなり、例えば「オン」または「オフ」のような2値のいずれかからなる信号である。
AND処理手段63は、「オン」の水平方向検知信号SF0と「オン」の斜め方向検知信号SF1を共に受けると、人体検知信号を検知出力手段64に出力する。AND処理手段63が、斜め方向検知信号SF1だけでなく水平方向検知信号SF0も参照するため、検知範囲内に入り込んだ小動物などを誤って検知することを防止できる。これは、水平方向検知エリアA0(図1)は小動物が入り込まないような高さに形成されているからである。もっとも、水平方向検知エリアA0は省略されてもよい。この場合、水平方向用センサユニット30、水平方向検知判定手段61、AND処理手段63、および水平方向しきい値記憶手段65が省略される。
検知出力手段64は、人体検知装置1内の出力装置71に信号を出力する。この信号を出力装置71が受けると、検知範囲内で人体を検知したことを人体検知装置1の外部に報知する。出力装置71としては、人体検知装置1が防犯装置であれば、警備システムへの報知手段であってもよい。出力装置71は、LEDを発光させることによって警報を発する。代替の実施形態において、出力装置71は人体を検知したことを示す信号を無線で送信するための無線送信器であってもよい。さらに代替の実施形態において、出力装置71は照明装置(図示せず)のような別の装置に接続された配線であってもよい。照明装置は、この配線を介して人体を検知したことを示す信号を受信すると、照明を点灯する。
人体検知装置1の外部には、斜め方向しきい値記憶手段66に記憶する斜め方向検知用しきい値F1thを設定するための検知範囲設定手段72が設けられている。検知範囲設定手段72は、例えばブルートゥース(登録商標)を介して人体検知装置1と無線通信可能な、スマートフォンのような携帯端末に実装されていてもよい。代わりに、例えば無線送信器を介して人体検知装置1と無線通信可能なコンピュータに実装されていてもよい。無線送信器は、出力装置71を兼ねていても、いなくてもよい。なお、水平方向検知用しきい値SA0thは、斜め方向検知用しきい値F1thとは異なり、固定値または人体検知装置1自体で設定される。もっとも、水平方向検知用しきい値SA0thも検知範囲設定手段72によって設定されてもよい。
次に、演算式適用部62aが用いる前記所定の演算式について図5のダイアグラム(a)〜(c)を参照して詳述する。これら図5のダイアグラム(a)〜(c)は、紙面横方向において、人体検知装置1からの水平距離Lを示す。図5のダイアグラム(a)〜(c)の間で、紙面横方向の距離Lは一致している。その上で、図5のダイアグラム(a)の検知エリアA1,A2内の距離Lで人体Hが検知される際の検知信号SA1,SA2、つまり人体検知距離Lに対する検知信号SA1,SA2に関するグラフを、図5のダイアグラム(b)および(c)に示す。なお、図5のダイアグラム(a)はいくつかの実施形態の原理を示すための図であるため、水平方向検知エリアA0(図1)の図示は省略する。
図5のダイアグラム(b)は、具体的には、人体検知距離Lに対する第1および第2の検知信号値SA1,SA2のグラフを示す。図5のダイアグラム(b)において縦軸は信号値を示すが、この信号値は最大値を100とする正規化値である。丸のプロットの折れ線は第1の検知信号値SA1を示し、四角のプロットの折れ線は第2の検知信号値SA2を示す。図5のダイアグラム(b)に、さらに、検知信号しきい値SAthを三角のプロットの直線で示す。なお、グラフの縦軸は正規化値であるため、検知信号値SA1,SA2や検知信号しきい値SAthも、これら符号で示しているが、グラフの値はそれらの正規化値である。
ここで、検知信号値SA1,SA2は人体Hによって遮られた赤外線の割合に等しい。そのため、第1の検知信号値SA1は、人体検知距離Lが、距離L1つまり検知エリアA1が地面Gに届く近い方の境界地点における距離L1よりも大きいと、人体検知距離Lに負の傾きで比例する。つまり人体検知距離Lが大きいほど赤外線が遮られる割合が小さい。第1の検知信号値SA1は、人体検知距離Lが距離L1以下では、赤外線は人体によって必ず遮られるため最大値つまり100%である。
第2の検知信号値SA2は、人体検知距離Lが距離L1つまり検知エリアA2が地面Gに届く遠い方の境界地点における距離L1よりも大きいと、検知エリアA1を外れているためゼロである。第2の検知信号値SA2は、人体検知距離Lが、距離L2つまり検知エリアA2が地面Gに届く近い方の境界地点における距離L2よりも大きく、かつ距離L1以下であれば、人体検知距離Lに負の傾きで比例する。つまり人体検知距離Lが大きいほど赤外線が遮られる割合が小さい。第2の検知信号値SA2は、人体検知距離Lが距離L2以下では、赤外線は人体によって必ず遮られるため最大値つまり100%である。
本実施形態において、図4の演算式適用部62aが用いる演算式F1は、第2の検知信号値SA2に対する第1の信号値SA1の比からなる。つまり、演算式F1は、F1=SA2/SA1である。
図5のダイアグラム(c)に、この演算式F1の演算結果、つまりF1=SA2/SA1を人体検知距離Lに対して示す。演算式F1は、検知エリアA1,A2において人体検知以外の要因によって第1および第2の検知信号値SA1,SA2が変動したとしても、この変動を打ち消すことができる。具体的には、図5のダイアグラム(b)に示すように、第2の検知信号値SA2に対して検知用しきい値SAthを指定した場合、人体検知以外の要因で第2の検知信号値SA2が変動して検知用しきい値SAthとの交点がずれて人体検知しきい値距離Lthがずれてしまう可能性があるのに対して、図5のダイアグラム(c)に示すように、演算式F1に対して演算結果しきい値F1thを指定した場合には、人体検知以外の要因による第1および第2の検知信号値SA1,SA2の変動が打ち消されるため、人体検知しきい値距離Lthがずれることはほとんどない。検知範囲つまり人体検知装置1から人体検知しきい値距離Lthまでの範囲も、人体検知以外の要因によって変化することはほとんどない。なお、人体検知以外の要因としては、周囲温度の変化のような環境要因がある。
この前提を踏まえて、図4に戻って、本実施形態に係る人体検知装置1の処理について説明する。
<検知範囲の設定>
人体検知装置1を現場に設置後、その運用前に検知範囲設定手段72から検知範囲を設定する。具体的には、斜め方向しきい値記憶手段66に記憶する斜め方向検知用しきい値F1thを設定する。この斜め方向検知用しきい値は演算結果しきい値F1thである。例えば、検知範囲設定手段72を操作するオペレータが、人体検知装置1の用途に応じて人体検知しきい値距離Lthを指定する。人体検知装置1は、この人体検知しきい値距離Lthを演算結果しきい値F1thに変換して斜め方向しきい値記憶手段66に記憶する。もっとも、演算結果しきい値F1thに変換せずに人体検知しきい値距離Lthをそのまま記憶手段66に記憶してもよい。
人体検知装置1を現場に設置後、その運用前に検知範囲設定手段72から検知範囲を設定する。具体的には、斜め方向しきい値記憶手段66に記憶する斜め方向検知用しきい値F1thを設定する。この斜め方向検知用しきい値は演算結果しきい値F1thである。例えば、検知範囲設定手段72を操作するオペレータが、人体検知装置1の用途に応じて人体検知しきい値距離Lthを指定する。人体検知装置1は、この人体検知しきい値距離Lthを演算結果しきい値F1thに変換して斜め方向しきい値記憶手段66に記憶する。もっとも、演算結果しきい値F1thに変換せずに人体検知しきい値距離Lthをそのまま記憶手段66に記憶してもよい。
<人体検知処理>
人体検知装置1の運用中は、演算式適用部62aが、第1および第2の検知エリア用センサユニット31,32それぞれから与えられる第1および第2の検知信号値SA1,SA2を演算式F1に適用する。演算結果比較部62bは、第1および第2の検知信号値SA1,SA2の演算結果SA2/SA1と、演算結果しきい値F1thとを比較する。演算結果F1が演算結果しきい値F1th以上であれば、斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてAND処理手段63手段に出力する。人体検知装置1と人体検知しきい値距離Lthとの間に人体が存在する場合には、水平方向検知判定手段61も水平方向検知信号SF0を「オン」にしてAND処理手段63に出力するため、AND処理手段63が人体検知信号を検知出力手段64に出力する。検知出力手段64は、出力装置71を介して、検知範囲内で人体を検知したことを人体検知装置1の外部に報知させる。なお、検知範囲を定める人体検知しきい値距離Lthは検知範囲設定手段72を介して運用中に更新されてもよい。
人体検知装置1の運用中は、演算式適用部62aが、第1および第2の検知エリア用センサユニット31,32それぞれから与えられる第1および第2の検知信号値SA1,SA2を演算式F1に適用する。演算結果比較部62bは、第1および第2の検知信号値SA1,SA2の演算結果SA2/SA1と、演算結果しきい値F1thとを比較する。演算結果F1が演算結果しきい値F1th以上であれば、斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてAND処理手段63手段に出力する。人体検知装置1と人体検知しきい値距離Lthとの間に人体が存在する場合には、水平方向検知判定手段61も水平方向検知信号SF0を「オン」にしてAND処理手段63に出力するため、AND処理手段63が人体検知信号を検知出力手段64に出力する。検知出力手段64は、出力装置71を介して、検知範囲内で人体を検知したことを人体検知装置1の外部に報知させる。なお、検知範囲を定める人体検知しきい値距離Lthは検知範囲設定手段72を介して運用中に更新されてもよい。
以上説明した本実施形態に係る人体検知装置によれば、広い検知エリアA1,A2から2つの検知信号値SA1,SA2に関する基準を設定することによって検知範囲が定められるため、検知エリア自体を変える必要がない。したがって、人体検知距離を調節するための煩雑な作業を必要としない。また、調節機構を人体検知装置に設ける必要がないため、人体検知装置の部品点数を低減できる。
演算式F1の演算結果に対するしきい値F1thを設定することによって検知範囲が定められるため、数値を指定するだけで検知範囲を定めることができる。数値の指定であれば、調節機構の操作に比べて作業が簡単である。特に、人体検知装置に通信手段が設けられていれば、数値は遠隔操作で指定可能である。さらに、調整機構によって受光素子の向きを設定する従来例の場合、調整機構は所定の複数段階のいずれかに設定されるため検知範囲を段階的にしか変更できないが、数値の指定であれば、細かく検知範囲を定めることができる。
さらに、2つの検知信号値SA1,SA2の比を求める演算式F1から検知範囲が定められるため、その検知範囲はほとんど変動しない。これは、人体検知以外の要因で検知線の受信量が変動した場合、前記比F1=S2/S1は、これら変動を打ち消すことができるからである。したがって、演算結果は人体検知以外の要因による検知線の受信量の変動の影響を受けにくい。
次に、第2〜第4の実施形態に係る人体検知装置について説明する。第2〜第4の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図4の斜め方向検知判定手段62の演算式適用部62aが第1および第2の検知信号値SA1,SA2を適用する演算式である。具体的には、第2の実施形態に係る人体検知装置における演算式F2は、乗数を求めるF2=SA1×SA2であり、第3の実施形態に係る人体検知装置における演算式F3は、和を求めるF3=SA1+SA2であり、第4の実施形態に係る人体検知装置における演算式F4は、差を求めるF4=SA1−SA2である。
なお、第4の実施形態の演算式F4では、第1および第2の検知信号値SA1,SA2に同量の雑音成分が含まれている場合に、これら雑音成分が打ち消される。そのため、演算結果は雑音成分による影響を受けにくい。
これら第2〜第4の実施形態に係る人体検知装置それぞれの演算式F2〜F4の演算結果を、それぞれ図6〜図8に示す。第1の実施形態と同様に、オペレータが人体検知装置1の用途に応じて人体検知しきい値距離Lthを指定し、人体検知装置1がこの人体検知しきい値距離Lthを演算結果しきい値F2th,F3thまたはF4thに変換して斜め方向しきい値記憶手段66(図4)に記憶する。もっとも、演算結果しきい値F2th,F3thまたはF4thに変換せずに人体検知しきい値距離Lthをそのまま記憶手段66(図4)に記憶してもよい。
なお、第1〜第4の実施形態に係る人体検知装置で用いられる演算式F1〜F4は単なる例示に過ぎない。したがって、第1および第2の検知信号値SA1,SA2が代入される演算式であれば、いかなる演算式が用いられてもよい。例えば、第2の実施形態の演算式F3と第4の実施形態の演算式F4は、SA1とSA2に重み付けをしてもよい。すなわち、F3=α1SA1+α2SA2(ここで、α1およびα2は係数任意の係数であり、1以上でも1未満でもあり得る)であってもよく、かつ、F4=β1SA1−β2SA2(ここで、β1およびβ2は任意の係数であり、1以上でも1未満でもあり得る)であってもよい。また、各実施形態では、演算式適用部62aは、第1および第2の検知信号値SA1,SA2に1つの演算式を適用するものとしたが、複数の演算式を適用してもよい。
さらに、検知範囲の設定では、演算式の演算結果に対するしきい値を設定する代わりに、等式または条件式に代入される値つまりパラメータを設定してもよい。その場合、演算式適用部62aは、人体検知処理において、この等式または条件式に第1および第2の検知信号値SA1,SA2を代入し、等式または条件式を満足した場合に、斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてもよい。
次に、第5の実施形態に係る物体検知装置について説明する。なお、これら実施形態において、第1〜第4の実施形態に関して説明した構成要素と共通する構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。また、本実施形態においても、物体検知装置1Aが、一例として人体を検知する人体検知装置であるものとして説明する。
図9に示すように、第5の実施形態に係る人体検知装置1Aが第1から第4の実施形態に係る人体検知装置1(図4)と異なる点は、処理装置60の斜め方向検知判定手段62A、および斜め方向しきい値記憶手段66Aである。本実施形態に係る人体検知装置1Aは、さらに、斜め方向しきい値記憶手段66Aが記憶する斜め方向検知用しきい値が、第1の検知信号値SA1と第2の検知信号値SA2のいずれのためのものであるかを示すしきい値種別記憶手段68を有する。
斜め方向検知判定手段62Aは、第1および第2の検知信号値SA1,SA2のいずれか一方に基づいて、検知範囲における人体を検知する。この検知範囲は、第1および第2の検知信号値SA1,SA2に関する基準を設定することによって定められている。
本実施形態に係る人体検知装置1Aの処理について説明する。
<検知範囲の設定>
人体検知装置1Aを現場に設置後、その運用前に検知範囲設定手段72から検知範囲を設定する。具体的には、斜め方向しきい値記憶手段66Aに記憶する斜め方向検知用しきい値SAthを設定する。この斜め方向検知用しきい値は図5のダイアグラム(b)の斜め方向検知用しきい値SAthである。例えば、検知範囲設定手段72を操作するオペレータが、人体検知装置1の用途に応じて人体検知しきい値距離Lthを指定する。人体検知装置1は、この人体検知しきい値距離Lthを検知信号しきい値SAthに変換して斜め方向しきい値記憶手段66に記憶するとともに、記憶された斜め方向検知用しきい値SAthが、第2の検知信号値SA2のためのものであることを示す値をしきい値種別記憶手段68に記憶する。
人体検知装置1Aを現場に設置後、その運用前に検知範囲設定手段72から検知範囲を設定する。具体的には、斜め方向しきい値記憶手段66Aに記憶する斜め方向検知用しきい値SAthを設定する。この斜め方向検知用しきい値は図5のダイアグラム(b)の斜め方向検知用しきい値SAthである。例えば、検知範囲設定手段72を操作するオペレータが、人体検知装置1の用途に応じて人体検知しきい値距離Lthを指定する。人体検知装置1は、この人体検知しきい値距離Lthを検知信号しきい値SAthに変換して斜め方向しきい値記憶手段66に記憶するとともに、記憶された斜め方向検知用しきい値SAthが、第2の検知信号値SA2のためのものであることを示す値をしきい値種別記憶手段68に記憶する。
<人体検知処理>
人体検知装置1の運用中は、斜め方向検知判定手段62Aが、第1および第2の検知信号値SA1,SA2のうち、しきい値種別記憶手段68に記憶されている値に応じて一方を用いる。例えば、斜め方向検知用しきい値SAthが第2の検知信号値SA2のためのものであることを示していれば、第2の検知信号値SAと、斜め方向しきい値記憶手段66に記憶されている検知信号しきい値SAthとを比較する。第2の検知信号値SA2が検知信号しきい値SAth以上であれば、斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてAND処理手段63手段に出力する。
人体検知装置1の運用中は、斜め方向検知判定手段62Aが、第1および第2の検知信号値SA1,SA2のうち、しきい値種別記憶手段68に記憶されている値に応じて一方を用いる。例えば、斜め方向検知用しきい値SAthが第2の検知信号値SA2のためのものであることを示していれば、第2の検知信号値SAと、斜め方向しきい値記憶手段66に記憶されている検知信号しきい値SAthとを比較する。第2の検知信号値SA2が検知信号しきい値SAth以上であれば、斜め方向検知信号SF1を「オン」にしてAND処理手段63手段に出力する。
以上説明した第5の実施形態に係る人体検知装置1Aによれば、第1から4の実施形態に係る人体検知装置1と同様に、広い検知エリアA1,A2から、検知信号値SA1,SA2に関する基準を設定することによって検知範囲が定められるため、検知エリア自体を変える必要がない。また、第1または第2の検知信号SA2(SA1)に検知しきい値を設定することで、容易に任意の検知範囲を定めることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。
例えば、検知範囲設定手段72は、人体検知装置1(1A)内の構成要素であってもよい。人体検知装置1(1A)は、防犯警報装置の起動スイッチ以外のいかなる用途に対しても利用可能である。また、斜め方向に検知エリアA1,A2を構成するものとして2つの検知エリア用センサユニット31,32を示したが、2つ以上であればいくつ検知エリア用センサユニットを有してもよい。斜め検知エリアA1,A2は、互いに重なっていても離れていてもよい。ただし、離れずに接しているかまたは重なっているのが好ましい。
物体検知装置1(1A)は、人体検知装置に限定されず、いかなる物体検知に対しても適用可能である。例えば、人体に加えて車両を検知するものであってもよい。
検知線は具体的には電磁波であり、好ましくは赤外線である。もっとも、赤外線以外の電磁波であってもよい。例えば、検知線はマイクロ波のような電波またはレーザであってもよい。もっとも、検知線は、好ましくは、その特性からは物体までの距離が得られないものである。なお、その特性から物体までの距離が得られる検知線は、例えば、対象物によって反射された反射波が対象物までの距離を示す検知線である。
1(1A) 物体検知装置
31,32 センサユニット
62 物体検知判定手段
A1,A2 検知エリア
C1,C2 中心線
HD 水平方向
SA1,SA2 検知信号
H 物体(人体)
31,32 センサユニット
62 物体検知判定手段
A1,A2 検知エリア
C1,C2 中心線
HD 水平方向
SA1,SA2 検知信号
H 物体(人体)
Claims (6)
- 互いに異なる検知エリア内から検知線を受信する少なくとも2つのセンサユニットであって、前記互いに異なる検知エリアが上下方向に位置し、これら検知エリアの中心線が互いに異なる斜め下方に延びる、少なくとも2つのセンサユニットと、
前記少なくとも2つのセンサユニットが受信した検知線の受信量それぞれに相当する少なくとも2つの検知信号の1つまたは2つ以上に基づいて、検知範囲における物体を検知する物体検知判定手段であって、前記検知範囲が、前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することによって定められている物体検知判定手段とを備えた物体検知装置。 - 請求項1に記載の物体検知装置において、
前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することが、前記少なくとも2つの検知信号を適用する所定の1つまたは複数の演算式の演算結果に対するしきい値を設定することである物体検知装置。 - 請求項1または2に記載の物体検知装置において、
前記所定の1つまたは複数の演算式が、前記少なくとも2つの検知信号の一部または全てをパラメータとする1つの関数を含む物体検知装置。 - 請求項3に記載の物体検知装置において、
前記1つの関数が、前記少なくとも2つの検知信号のうちの2つの検知信号を前記パラメータとして、これらの比を求める関数である物体検知装置。 - 請求項3に記載の物体検知装置において、
前記1つの関数が、前記少なくとも2つの検知信号のうちの2つの検知信号を前記パラメータとして、これらの差を求める関数である物体検知装置。 - 請求項1に記載の物体検知装置において、
前記少なくとも2つの検知信号に関する基準を設定することが、前記少なくとも2つの検知信号の少なくとも1つに検知しきい値を設定することである物体検知装置。
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