WO2020095383A1 - 監視システム、監視装置、監視方法、及びコンピュータ可読媒体 - Google Patents

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WO2020095383A1
WO2020095383A1 PCT/JP2018/041348 JP2018041348W WO2020095383A1 WO 2020095383 A1 WO2020095383 A1 WO 2020095383A1 JP 2018041348 W JP2018041348 W JP 2018041348W WO 2020095383 A1 WO2020095383 A1 WO 2020095383A1
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pattern
monitoring
optical fiber
fence
state
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PCT/JP2018/041348
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小島　崇
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日本電気株式会社
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/12—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires
    • G08B13/122—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires for a perimeter fence
    • G08B13/124—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires for a perimeter fence with the breaking or disturbance being optically detected, e.g. optical fibers in the perimeter fence
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19639—Details of the system layout
    • G08B13/19641—Multiple cameras having overlapping views on a single scene

Definitions

  • the present disclosure relates to a monitoring system, a monitoring device, a monitoring method, and a computer-readable medium.
  • an abnormality in a monitoring target such as a fence is often detected by a surveillance staff member in a surveillance room monitoring the camera images of a plurality of cameras.
  • a surveillance staff member determines that the surveillance subject has a suspicious point, he or she points the camera toward the surveillance subject and zooms up to detect an abnormality in the surveillance subject.
  • the abnormality of the monitoring target is detected manually, it takes a lot of cost and time, which may delay the detection and the countermeasure of the abnormality. Therefore, recently, there has been proposed a system for monitoring the abnormality of the monitoring target using an optical fiber (for example, Patent Documents 1 to 3).
  • an FBG Fiber Bragg Grating
  • an OTDR Optical Time Domain Domain Reflectometry
  • An intruder who intends to break the fence is detected by an intruder of the FBG method
  • an intruder of an OTDR method is detected by an intruder of the FBG method.
  • An ITV (Industrial Television) monitoring system provided in the monitoring room directs the shooting direction of the ITV camera to the detection position based on the detection position information included in the intrusion detection signal from the intrusion detector.
  • Patent Documents 1 to 3 have a problem that it is necessary to use a special optical fiber called an FBG type optical fiber. Further, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that it is necessary to use an OTDR type optical fiber together with an FBG type optical fiber. Further, the technique described in Patent Document 3 has a problem that it is necessary to lay a plurality of optical fibers and receive reflected waves from the plurality of optical fibers.
  • an object of the present disclosure is to solve the above-described problems, and to use a monitoring system, a monitoring device, and a monitoring method capable of detecting the state of a monitoring target without using a special structure for detecting the state of the monitoring target. And providing a computer-readable medium.
  • a monitoring system A cable containing an optical fiber, From at least one optical fiber included in the cable, receiving a light signal including a pattern according to the state of the monitoring target, a receiving unit that detects the pattern from the received optical signal, A control unit that detects the state of the monitoring target based on the pattern; Equipped with.
  • a monitoring device A receiving unit that receives an optical signal including a pattern corresponding to a state of a monitoring target from at least one optical fiber included in the cable, and detects the pattern from the received optical signal; A control unit that detects the state of the monitoring target based on the pattern; Equipped with.
  • a monitoring method is A monitoring method using a monitoring device, From at least one optical fiber included in the cable, receives an optical signal including a pattern according to the state of the monitored object, and detects the pattern from the received optical signal, The state of the monitoring target is detected based on the pattern.
  • a non-transitory computer-readable medium comprises On the computer, A procedure of receiving an optical signal including a pattern corresponding to a state of a monitoring target from at least one optical fiber included in the cable, and detecting the pattern from the received optical signal; A procedure of detecting the state of the monitoring target based on the pattern, A program for executing is stored.
  • the monitoring target to be monitored is a fence, but the monitoring target is not limited to the fence.
  • the monitoring system according to the present embodiment monitors the fence 10 and its surroundings, and includes an optical fiber cable 20, a monitoring device 30, and a camera 40.
  • the monitoring device 30 also includes an optical fiber detection unit 31 and a control unit 32.
  • the fence 10 may be composed of one fence 10, but in the present embodiment, it is assumed that a plurality of fences 10 are connected.
  • the optical fiber detection unit 31 is an example of a reception unit.
  • the optical fiber cable 20 is a cable formed by coating one or more optical fibers, is laid on the fence 10, and is buried in the ground along the fence 10. Specifically, the optical fiber cable 20 extends from the optical fiber detection unit 31 along the fence 10, is folded back at the folding point, and returns to the optical fiber detection unit 31. Of these, one between the optical fiber detection unit 31 and the turning point is laid on the fence 10, and the other is buried along the fence 10 in the ground.
  • the method of laying / buying the optical fiber cable 20 shown in FIG. 1 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the camera 40 is a camera that captures an area in which the fence 10 is installed, and is realized by, for example, a fixed camera, a PTZ (Pan Tilt Zoom) camera, or the like.
  • the monitoring system monitors the fence 10 and its surroundings by using an optical fiber sensing technology that uses an optical fiber as a sensor.
  • the optical fiber detection unit 31 makes pulsed light incident on at least one optical fiber included in the optical fiber cable 20. Then, as the pulsed light is transmitted through the optical fiber in the direction of the fence 10, backscattered light is generated for each transmission distance. The backscattered light returns to the optical fiber detector 31 via the same optical fiber.
  • the optical fiber detection unit 31 enters the pulsed light in the clockwise direction, receives the backscattered light for this pulsed light from the clockwise direction, and enters the pulsed light in the counterclockwise direction. , The backscattered light for this pulsed light is received from the counterclockwise direction. Therefore, the optical fiber detection unit 31 receives the backscattered light from two directions.
  • the fence 10 vibrates when an event such as a person gripping the fence 10 and shaking it occurs, and the vibration of the fence 10 is transmitted to the optical fiber.
  • the vibration pattern of the vibration of the fence 10 transmitted to the optical fiber is a dynamically changing fluctuation pattern, and varies depending on the types of events occurring in the fence 10 and its surroundings.
  • the following event is assumed as the predetermined event that occurs in the fence 10 and its surroundings.
  • a person grabs and swings the fence 10 (2) A person hits the fence 10 (3) A person climbs the fence 10 (4) A person hangs a ladder on the fence 10 and climbs a ladder. (5) People and animals wander around the fence 10. (6) People dig around the fence 10
  • the backscattered light received from the optical fiber in the optical fiber detector 31 has a pattern according to the state of the fence 10 and its surroundings, that is, a pattern according to events occurring in the fence 10 and its surroundings. Is included. Therefore, in the present embodiment, by utilizing the fact that the pattern according to the state of the fence 10 and its surroundings is included in the backscattered light, the state of the fence 10 and its surroundings is detected by the method described below. Specifically, it is detected whether or not a predetermined event has occurred in the fence 10 and its surroundings.
  • the optical fiber detection unit 31 determines the position of the fence 10 where the backscattered light is generated based on the time difference between the time when the pulsed light is incident on the optical fiber and the time when the backscattered light is received from the same optical fiber. Can be specified. Further, in the present embodiment, as described above, the fence 10 is configured by connecting a plurality of fences 10. Therefore, as illustrated in FIG. 2, the optical fiber detection unit 31 holds position information indicating the installation position (here, the distance from the optical fiber detection unit 31) of each of the plurality of fences 10 and the installation area. Therefore, the fence 10 in which the backscattered light is generated can be specified from the plurality of fences 10. In addition, the optical fiber detection unit 31 can detect the intensity of vibration of the specified fence 10 by detecting the received backscattered light with a distributed vibration sensor (Distributed Vibration Sensor).
  • a distributed vibration sensor distributed Vibration Sensor
  • the optical fiber detection unit 31 can generate, for example, vibration data as shown in FIG. 3 as sensing data.
  • the horizontal axis indicates the position (distance from the optical fiber detection unit 31), and the vertical axis indicates the passage of time.
  • vibration occurs at a position about 400 m away from the optical fiber detection unit 31.
  • the optical fiber detection unit 31 can define the dynamic unique pattern of this vibration by detecting the intensity of this vibration, the vibration position, the transition of the fluctuation of the frequency, and the like.
  • the optical fiber detection unit 31 also detects a dynamic variation pattern of sound and temperature together to detect a complex unique pattern of the fence 10 and its surroundings, and further detects a highly sensitive and complicated operation or state. It becomes possible to detect.
  • control unit 32 performs machine learning (for example, deep learning) on a vibration pattern when a predetermined event occurs in the fence 10 and its surroundings, and a learning result of the machine learning (initial learning). Model) is used to detect whether a predetermined event has occurred in the fence 10 and its surroundings.
  • machine learning for example, deep learning
  • Model is used to detect whether a predetermined event has occurred in the fence 10 and its surroundings.
  • FIG. 4 a plurality of vibration patterns when a predetermined event occurs in the fence 10 and its surroundings are prepared.
  • the control unit 32 inputs a plurality of vibration patterns and teacher data, which is fence event information indicating a predetermined event occurring in the fence 10 and its surroundings when the vibration patterns are present (steps S1 and S2). ).
  • FIG. 5 shows an example of fence event information serving as teacher data.
  • the fence event information is held by the control unit 32.
  • the control unit 32 performs matching and classification of the two (step S3) and performs supervised learning (step S4). Thereby, an initial learning model is obtained (step S5). If this initial learning model inputs a vibration pattern corresponding to an event occurring in the fence 10 and its surroundings, there is a possibility that the event corresponds to any one of predetermined events, if any. It becomes a model in which a predetermined event is output. Alternatively, the initial learning model may be a model in which a certain event that may be applicable and a confidence that the certain event occurs are output.
  • the control unit 32 first acquires from the optical fiber detection unit 31 a vibration pattern according to an event occurring in the fence 10 and its surroundings. Subsequently, the control unit 32 inputs the vibration pattern into the initial learning model. As a result, the control unit 32 obtains a predetermined event that may be applicable as the output result of the initial learning model, and thus detects that the predetermined event has occurred. Further, when the reliability is obtained together with a predetermined event that may be applicable as the output result of the initial learning model, the control unit 32 generates the predetermined event if the reliability is equal to or higher than the threshold value. It should be detected that there is.
  • the vibration pattern when a predetermined event occurs in the fence 10 and its surroundings is machine-learned, and the learning pattern of the machine learning is used to generate the vibration pattern in the fence 10 and its surroundings. Detecting a predetermined event that is occurring. It may be difficult for human analysis to extract a feature for detecting an event occurring in and around the fence 10 from the data. In the present embodiment, by constructing a learning model from a large number of patterns, it is possible to detect a predetermined event occurring in the fence 10 and its surroundings with high accuracy even if it is difficult for human analysis. You can
  • a learning model may be generated based on two or more teacher data in the initial state. Further, this learning model may newly learn a newly detected pattern. At that time, the detailed condition for detecting a predetermined event occurring in the fence 10 and its surroundings may be adjusted from the new learning model.
  • the monitoring system includes a plurality of cameras 40 (three cameras 40A to 40C in FIG. 6) and monitors the entire area where the fence 10 is installed.
  • the display unit 50 may be installed in a surveillance room or the like. It should be noted that a plurality of cameras 40 may be installed so that the entire area where the fence 10 is installed can be photographed, and the number of installed cameras and the installation interval are not particularly limited. For example, when a high-performance camera 40 having a long maximum shooting distance is used, the number of installed units can be reduced and the installation interval can be lengthened.
  • the control unit 32 holds camera information indicating the installation position (distance from the optical fiber detection unit 31) of each of the plurality of cameras 40, the photographable area, and the like. Further, the control unit 32 can acquire the position information of each of the plurality of fences 10 as shown in FIG. 2 from the optical fiber detection unit 31. Therefore, when the control unit 32 detects a predetermined event occurring in the fence 10 and its surroundings as described above, based on the above-described camera information and position information of the fence 10, among the plurality of cameras 40. The camera 40 that captures an area including the fence 10 in which a predetermined event is detected is specified, and the identified camera 40 is controlled.
  • control unit 32 controls the angle (azimuth angle, elevation angle) of the camera 40, the zoom magnification, and the like. Further, the control unit 32 may change the control of the camera 40 according to the pattern of the detected state. For example, the control unit 32 may track a motion with a higher degree of urgency (for example, digging around, getting over, etc.) with a plurality of cameras 40, or use a zoom or the like to specify a face or person in more detail.
  • the camera 40 may be controlled.
  • control unit 32 may control, of the plurality of cameras 40, two or more cameras 40 that shoot an area including the fence 10 in which a predetermined event is detected.
  • the function may be divided for each camera 40.
  • at least one of the two or more cameras 40 captures a face of a person existing in the above-described area, and the captured face image is utilized for face authentication, so that at least one of the two or more cameras 40.
  • At least one of the cameras 40 may take an image of the entire area described above and use the taken image for behavior monitoring of a person or an animal present in the area.
  • the two or more cameras 40 may change the angle and shoot the area.
  • at least one camera 40 of the two or more cameras 40 may perform shooting to complement the shooting of another camera 40.
  • the control unit 32 when the camera 40 has a blind spot in the above area that cannot be taken by another camera 40, the blind spot may be taken.
  • the control unit 32 additionally controls a camera 40 having a night-vision function such as an infrared camera instead of the camera 40 that captures the area, or controls the camera 40. You may switch to night vision mode.
  • the control unit 32 controls the spotlight 70. For example, when a predetermined event is detected in an area photographed by the camera 40A, the light of the spotlight 70 is detected in the area. You may control so that it may apply.
  • control unit 32 of the camera 40 photographing the area including the sensing data image showing the sensing data generated by the optical fiber detection unit 31 and the fence 10 in which a predetermined event is detected based on the sensing data.
  • a camera image or the like may be displayed on the display unit 50.
  • the display content is not limited.
  • the computer 60 includes a processor 601, a memory 602, a storage 603, an input / output interface (input / output I / F) 604, a communication interface (communication I / F) 605, and the like.
  • the processor 601, the memory 602, the storage 603, the input / output interface 604, and the communication interface 605 are connected by a data transmission path for transmitting / receiving data mutually.
  • the processor 601 is an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory 602 is a memory such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).
  • the storage 603 is a storage device such as a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a memory card. Further, the storage 603 may be a memory such as RAM or ROM.
  • the storage 603 stores a program that realizes the functions of the optical fiber detection unit 31 and the control unit 32 included in the monitoring device 30.
  • the processor 601 implements the functions of the optical fiber detection unit 31 and the control unit 32 by executing each of these programs.
  • the processor 601 may execute these programs after reading them onto the memory 602, or may execute them without reading them onto the memory 602.
  • the memory 602 and the storage 603 also play a role of storing information and data held by the optical fiber detection unit 31 and the control unit 32.
  • Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer readable media are magnetic recording media (eg, flexible disk, magnetic tape, hard disk drive), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disk), CD-ROM (Compact-Disc-Read-Only Memory). , CD-R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (RandomAccess Memory) )including.
  • the program may be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media.
  • Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the transitory computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • the input / output interface 604 is connected to the display device 6041, the input device 6042, and the like.
  • the display device 6041 is a device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube) display that displays a screen corresponding to the drawing data processed by the processor 601.
  • the input device 6042 is a device that receives an operation input of an operator, and is, for example, a keyboard, a mouse, a touch sensor, or the like.
  • the display device 6041 and the input device 6042 may be integrated and realized as a touch panel.
  • the computer 60 may include a sensor (not shown) including a distributed vibration sensor, and the sensor may be connected to the input / output interface 604.
  • the display unit 50 may be connected to the input / output interface 604.
  • the communication interface 605 transmits / receives data to / from an external device.
  • the communication interface 605 communicates with an external device via a wired communication path or a wireless communication path.
  • the optical fiber detector 31 makes pulsed light incident on at least one optical fiber included in the optical fiber cable 20 (step S11). Subsequently, the optical fiber detection unit 31 receives the backscattered light including the pattern according to the state of the fence 10 and its surroundings from the same optical fiber as the pulsed light is incident, and from the received backscattered light. A pattern corresponding to the state of the fence 10 and its surroundings is detected (step S12). Specifically, the pattern corresponding to the event occurring in the fence 10 and its surroundings is detected. At this time, as described above, the optical fiber detection unit 31 detects the intensity of vibration caused by the event occurring in the fence 10 and its surroundings, the vibration position, the transition of the fluctuation of the frequency, etc. The dynamic fluctuation pattern of 10 and its surroundings is detected. Alternatively, the optical fiber detection unit 31 may detect a complex unique pattern of the fence 10 and its surroundings by further detecting a dynamic fluctuation pattern of sound or temperature.
  • control unit 32 detects the state of the fence 10 and its surroundings based on the pattern detected by the optical fiber detection unit 31 (step S13). Specifically, it is detected whether or not a predetermined event has occurred in the fence 10 and its surroundings. At this time, the control unit 32 may detect whether or not a predetermined event has occurred in the fence 10 and its surroundings by the method based on the machine learning described above.
  • the backscattered light including the pattern according to the state of the fence 10 and its surroundings is received, A pattern is detected from the received backscattered light, and the state of the fence 10 and its surroundings is detected based on the detected pattern.
  • a special optical fiber called an FBG optical fiber is used as in Patent Documents 1 to 3. It is not necessary to use an OTDR type optical fiber together with an FBG type optical fiber as in Patent Documents 1 and 2 or to lay a plurality of optical fibers as in Patent Document 3. Therefore, the condition of the fence 10 and its surroundings can be detected without using a special structure for detecting the condition of the fence 10 and its surroundings. Further, since no special structure is required, the surveillance system can be constructed at low cost.
  • the state of the fence 10 and its surroundings is detected based on the pattern included in the backscattered light, which corresponds to the state of the fence 10 and its surroundings. That is, in the present embodiment, for example, unlike Cited Document 3, the state is not divided based on the strength of vibration or the magnitude of the frequency (for example, the vibration is large, the frequency is high, and the state is specified).
  • the state of the fence 10 and its surroundings is detected by dynamically performing pattern analysis of those changes (for example, transition of changes in the intensity of vibration). Therefore, it is possible to detect the fence 10 and its surroundings with high accuracy.
  • the state of the fence 10 and its surroundings is detected based on the pattern included in the backscattered light according to the state of the fence 10 and its surroundings, contact with the fence 10 is made. Even with a weak change such as an event around the fence 10 that is not accompanied, it is clearly separated from other noise components such as wind by detecting the dynamic pattern change, and the state in which the event is occurring is highly accurate. It is possible to detect.
  • the FBG type optical fibers used in Patent Documents 1 to 3 have a structure in which grating portions are provided at regular intervals, and "points" provided with the grating portions detect intruders.
  • a dynamic fluctuation pattern such as the vibration pattern of FIG. 4 is detected as a “line” to detect the state of the fence 10, and therefore, compared to Patent Documents 1 to 3. , The resolution and sensitivity are high, and the detection accuracy is high.
  • the optical fiber sensing technology using the optical fiber as the sensor is used. Therefore, advantages such as being unaffected by electromagnetic noise, requiring no power supply to the sensor, being excellent in environmental resistance, and facilitating maintenance are obtained.
  • the monitoring target is the fence 10 (and its periphery) has been described, but the monitoring target is not limited to the fence 10 (and its periphery).
  • the installation destination to be monitored may be an airport, a port, a plant, a nursing facility, a company building, a border, a nursery school, a home, or the like.
  • the monitoring target may be a wall, a pipeline, an electric pole, a civil engineering structure, or the like.
  • the installation destination or the burying destination of the optical fiber cable 20 when monitoring the monitoring target may be a wall, a pipeline, a telephone pole, a civil engineering structure, a floor, etc., in addition to the fence and the underground.
  • the fence 10 installed in a nursing facility is monitored, as a predetermined event that occurs in the fence 10, a person hits the fence 10, a person is caught by the fence 10 due to injury or the like, or a person escapes. In order to do so, it is possible to climb the fence 10.
  • the fence 10 is described as vibrating when a predetermined event occurs, but when these events occur, the fence 10 also changes in sound, temperature, strain, stress, and the like. , These changes are also transmitted to the optical fiber. Further, the patterns of sound, temperature, strain, stress, etc. are also dynamically changing patterns, which differ according to the type of event occurring in the fence 10. Therefore, the optical fiber detection unit 31 uses, in addition to the distributed vibration sensor, a distributed acoustic sensor (Distributed Acoustic Sensor), a distributed temperature sensor (Distributed Temperature Sensor), and the like, vibration, sound, temperature, and strain / stress. And the like to generate sensing data, and the control unit 32 causes the fence 10 to generate an event based on the sensing data that reflects changes such as vibration, sound, temperature, and strain / stress. May be detected. Thereby, the detection accuracy can be further improved.
  • a distributed acoustic sensor distributed Acoustic Sensor
  • a distributed Temperature Sensor distributed Temperature Sensor
  • the control unit 32 controls the angle of the camera 40 that captures an area including the fence 10, the zoom magnification, and the like. However, the control may be continued even after a predetermined event has occurred. For example, the control unit 32 may control the camera 40 to track a person, an animal, a car, etc. existing in the above area. Further, the control unit 32 controls, when a person who is wandering around the fence 10 leaves an object such as a suspicious object and leaves, and controls the camera 40 to photograph the object, and the other cameras 40. It may be controlled to track the person.
  • the optical fiber detection unit 31 and the control unit 32 of the monitoring device 30 may be provided separately from each other.
  • the optical fiber detection unit 31 may be provided in the communication carrier station building, and the monitoring device 30 including the control unit 32 may be provided outside the communication carrier station building.
  • the present invention is not limited to this.
  • the optical fiber detection unit 31 is provided in the communication carrier station building, and the optical fiber cable 20 is shared between the existing communication equipment provided inside the communication carrier station building and the optical fiber detection unit 31. good.
  • one optical fiber detector 31 is provided in each of the plurality of communication carrier stations, and the optical fiber cable 20 is provided between the plurality of optical fiber detectors 31 provided in each of the plurality of communication carrier stations. You may share.
  • a plurality of optical fiber detection units 31 may be provided in one communication carrier station, and the optical fiber cable 20 may be shared between the plurality of optical fiber detection units 31.
  • a cable containing an optical fiber From at least one optical fiber included in the cable, receiving a light signal including a pattern according to the state of the monitoring target, a receiving unit that detects the pattern from the received optical signal, A control unit that detects the state of the monitoring target based on the pattern; Monitoring system with.
  • the control unit is Learning a pattern according to the state of the monitoring target, based on the learning result and the pattern included in the optical signal received by the receiving unit, to detect the state of the monitoring target, The monitoring system according to attachment 1.
  • the control unit is Controlling a camera that captures an area including the monitoring target among the plurality of cameras; The monitoring system according to appendix 1 or 2.
  • the control unit is Controlling two or more cameras of the plurality of cameras that capture an area including the monitoring target; The monitoring system according to attachment 3.
  • the control unit is At least one camera of the two or more cameras captures a face of a person existing in the area, and at least one camera of the two or more cameras controls to capture the entire area, The monitoring system according to attachment 4.
  • the pattern is a dynamically fluctuating pattern, The monitoring system according to any one of appendices 1 to 5.
  • a receiving unit that receives an optical signal including a pattern corresponding to a state of a monitoring target from at least one optical fiber included in the cable, and detects the pattern from the received optical signal;
  • a control unit that detects the state of the monitoring target based on the pattern;
  • Monitoring device The control unit is Learning a pattern according to the state of the monitoring target, based on the learning result and the pattern included in the optical signal received by the receiving unit, to detect the state of the monitoring target, The monitoring device according to attachment 7.
  • the control unit is Controlling a camera that captures an area including the monitoring target among a plurality of cameras, The monitoring device according to appendix 7 or 8.
  • the control unit is Controlling two or more cameras of the plurality of cameras that capture an area including the monitoring target; The monitoring device according to attachment 9.
  • the control unit is At least one camera of the two or more cameras captures a face of a person existing in the area, and at least one camera of the two or more cameras controls to capture the entire area, The monitoring device according to attachment 10.
  • the pattern is a dynamically fluctuating pattern, The monitoring device according to any one of appendices 7 to 11.
  • a monitoring method using a monitoring device From at least one optical fiber included in the cable, receives an optical signal including a pattern according to the state of the monitored object, and detects the pattern from the received optical signal, Detecting the state of the monitoring target based on the pattern, Monitoring method.
  • Appendix 14 On the computer, A procedure of receiving an optical signal including a pattern corresponding to a state of a monitoring target from at least one optical fiber included in the cable, and detecting the pattern from the received optical signal; A procedure of detecting the state of the monitoring target based on the pattern, A non-transitory computer-readable medium that stores a program for executing.

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Abstract

本開示の監視システムは、光ファイバを含むケーブル（２０）と、ケーブル（２０）に含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象（１０）の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号からパターンを検出する受信部（３１）と、パターンに基づいて、監視対象（１０）の状態を検知する制御部（３２）と、を備える。

Description

監視システム、監視装置、監視方法、及びコンピュータ可読媒体
　本開示は、監視システム、監視装置、監視方法、及びコンピュータ可読媒体に関する。
　従来、フェンス等の監視対象の異常検出は、監視ルームにいる監視員が、複数のカメラのカメラ画像を監視することで行われていることが多い。例えば、監視員は、監視対象に不審な点があると判断すると、カメラの方向を監視対象に向け、ズームアップを行う等により、監視対象の異常を検出している。しかし、人の手によって監視対象の異常検出を行う場合、コスト・時間が多大にかかり、異常の発見や対処が遅れてしまうことがある。
　そのため、最近は、監視対象の異常を、光ファイバを用いて監視するシステムが提案されている（例えば、特許文献１～３）。
　特許文献１，２に記載の技術においては、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）方式の光ファイバをフェンスに敷設すると共に、ＯＴＤＲ（Optical Time-Domain Reflectometry）方式の光ファイバをフェンスに敷設し、フェンスを乗り越えようとする侵入者については、ＦＢＧ方式の侵入検知器で検知し、フェンスを破壊しようとする侵入者については、ＯＴＤＲ方式の侵入検知器で検知する。また、監視室に設けたＩＴＶ（Industrial Television）監視システムは、侵入検知器からの侵入検知信号に含まれる検知位置情報により、ＩＴＶカメラの撮影方向を検知位置に向ける。
　特許文献３に記載の技術においては、ＦＢＧ方式の複数の光ファイバをフェンスに敷設し、光ファイバにて発生する反射波の反射波シフト量が一定の閾値を越えたときにパルス信号を出力するようにしておく。また、フェンスに発生する事象を、フェンスの振動数や変動量等に応じて分類し、フェンスに発生する事象と、複数の光ファイバの各々におけるパルス信号の発生時間遅れや発生頻度と、を対応させたテーブルを用意しておく。そして、複数の光ファイバの各々におけるパルス信号の発生時間遅れや発生頻度と上述のテーブルとを突き合わせて、フェンスに発生している事象を検知する。
特開２００５－０３２２２４号公報 特開２００６－１７２３３９号公報 特開２００６－２０８０６１号公報
　しかし、特許文献１～３に記載の技術においては、ＦＢＧ方式の光ファイバという特殊な光ファイバを使用する必要があるという課題がある。また、特許文献１～２に記載の技術においては、ＦＢＧ方式の光ファイバと共に、ＯＴＤＲ方式の光ファイバを使用する必要があるという課題がある。また、特許文献３に記載の技術においては、複数の光ファイバを敷設し、複数の光ファイバから反射波を受信する必要があるという課題がある。
　そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、監視対象の状態を検知するための特殊構造を使用することなく、監視対象の状態を検知することができる監視システム、監視装置、監視方法、及びコンピュータ可読媒体を提供することにある。
　一態様による監視システムは、
　光ファイバを含むケーブルと、
　前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
　を備える。
　一態様による監視装置は、
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
　を備える。
　一態様による監視方法は、
　監視装置による監視方法であって、
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出し、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する。
　一態様による非一時的なコンピュータ可読媒体は、
　コンピュータに、
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する手順と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する手順と、
　を実行させるためのプログラムが格納される。
　上述の態様によれば、上述した課題を解決し、監視対象の状態を検知するための特殊構造を使用することなく、監視対象の状態を検知することができるという効果が得られる。
実施の形態に係る監視システムの構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るフェンス位置情報の一例を示す図である。 実施の形態に係る光ファイバ検知部により生成される振動データの一例を示す図である。 実施の形態に係る制御部による機械学習の一例を示す図である。 実施の形態に係るフェンス事象情報の一例を示す図である。 実施の形態の変形例に係る監視システムの構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るカメラ情報の一例を示す図である。 実施の形態の変形例に係る監視システムの構成の他の例を示す図である。 実施の形態に係る監視装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る監視システムの動作フローの一例を示すフロー図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する実施の形態では、一例として、監視を行う監視対象がフェンスであるものとして説明するが、監視対象はフェンスに限定されるものではない。
＜実施の形態＞
＜実施の形態の構成＞
　まず、図１を参照して、本実施の形態に係る監視システムの構成について説明する。
　図１に示されるように、本実施の形態に係る監視システムは、フェンス１０及びその周辺を監視するものであり、光ファイバケーブル２０、監視装置３０、及びカメラ４０を備えている。また、監視装置３０は、光ファイバ検知部３１及び制御部３２を備えている。なお、フェンス１０は、１つのフェンス１０で構成されても良いが、本実施の形態では、複数のフェンス１０が接続されて構成されているものとする。また、光ファイバ検知部３１は、受信部の一例である。
　光ファイバケーブル２０は、１以上の光ファイバを被覆して構成されるケーブルであり、フェンス１０に敷設されると共に、フェンス１０に沿って地中に埋設されている。詳細には、光ファイバケーブル２０は、光ファイバ検知部３１からフェンス１０に沿って延び、折り返し点で折り返されて、光ファイバ検知部３１に戻ってくる。このうち、光ファイバ検知部３１と折り返し点との間の一方がフェンス１０に敷設され、他方がフェンス１０に沿って地中に埋設されている。ただし、図１に示される光ファイバケーブル２０の敷設・埋設方法は、一例であって、これに限定されるものではない。
　カメラ４０は、フェンス１０が設置されたエリアを撮影するカメラであり、例えば、固定カメラ、ＰＴＺ（Pan Tilt Zoom）カメラ等で実現される。
　本実施の形態に係る監視システムは、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用して、フェンス１０及びその周辺を監視する。
　具体的には、光ファイバ検知部３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの光ファイバにパルス光を入射する。すると、パルス光がフェンス１０の方向に光ファイバを伝送されることに伴い、伝送距離毎に後方散乱光が発生する。この後方散乱光は、同じ光ファイバを経由して光ファイバ検知部３１に戻ってくる。
　このとき、光ファイバ検知部３１は、時計回りの方向にパルス光を入射し、時計回りの方向から、このパルス光に対する後方散乱光を受信すると共に、反時計回りの方向にパルス光を入射し、反時計回りの方向から、このパルス光に対する後方散乱光を受信する。そのため、光ファイバ検知部３１は、２方向から後方散乱光を受信することになる。
　ここで、フェンス１０は、人がフェンス１０を掴んで揺らす等の事象が発生すると振動し、フェンス１０の振動は、光ファイバに伝達される。また、光ファイバに伝達されるフェンス１０の振動の振動パターンは、動的に変動する変動パターンとなっており、フェンス１０及びその周辺に発生している事象の種類に応じて異なってくる。本実施の形態１では、フェンス１０及びその周辺に発生する所定の事象として、例えば、以下のような事象を想定する。
（１）人がフェンス１０を掴んで揺らす
（２）人がフェンス１０を叩く
（３）人がフェンス１０をよじ登る
（４）人がフェンス１０に梯子を掛けて、梯子を登る。
（５）人や動物がフェンス１０周辺をうろつく。
（６）人がフェンス１０周辺を掘る
　そのため、光ファイバ検知部３１にて光ファイバから受信される後方散乱光には、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターン、すなわち、フェンス１０及びその周辺に発生している事象に応じたパターンが含まれる。そこで、本実施の形態では、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンが後方散乱光に含まれることを利用して、以下に示す方法で、フェンス１０及びその周辺の状態を検知する。具体的には、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているか検知する。
　光ファイバ検知部３１は、光ファイバにパルス光を入射した時刻と、同じ光ファイバから後方散乱光が受信された時刻と、の時間差に基づいて、その後方散乱光が発生したフェンス１０の位置を特定できる。また、本実施の形態では、上述のように、フェンス１０は、複数のフェンス１０が接続されて構成されている。そのため、図２に示されるように、光ファイバ検知部３１は、複数のフェンス１０の各々の設置位置（ここでは、光ファイバ検知部３１からの距離）や設置エリア等を示す位置情報を保持しておくことで、複数のフェンス１０の中から、その後方散乱光が発生したフェンス１０も特定できる。また、光ファイバ検知部３１は、受信された後方散乱光を分散型振動センサ（Distributed Vibration Sensor）にて検出することで、特定されたフェンス１０の振動の強度を検出できる。
　そのため、光ファイバ検知部３１は、例えば、図３に示されるような振動データを、センシングデータとして生成できる。なお、図３において、横軸は、位置（光ファイバ検知部３１からの距離）、縦軸は、時間経過を示している。
　図３に示される例では、光ファイバ検知部３１から約４００ｍ離れた位置に振動が発生している。光ファイバ検知部３１は、この振動の強弱、振動位置、振動数の変動の推移等を検出することによって、この振動の動的な固有パターンを定義することが可能となる。また、光ファイバ検知部３１は、音や温度の動的な変動パターンも共に検出することによって、フェンス１０及びその周辺の複合的な固有パターンを検出し、さらに高感度且つ複雑な動作や状態を検出することが可能となる。
　そこで本実施の形態では、制御部３２は、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているときの振動パターンを機械学習（例えば、深層学習等）し、機械学習の学習結果（初期学習モデル）を用いて、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているか検知する。
　まず、図４を参照して、機械学習の方法について説明する。
　図４に示されるように、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているときの振動パターンを複数準備する。制御部３２は、複数の振動パターンと、その振動パターンであるときにフェンス１０及びその周辺に発生している所定の事象を示すフェンス事象情報である教師データと、を入力する（ステップＳ１，Ｓ２）。図５に、教師データとなるフェンス事象情報の一例を示す。なお、フェンス事象情報は、制御部３２が保持する。
　続いて、制御部３２は、両者のマッチング及び分類を行って（ステップＳ３）、教師あり学習を行う（ステップＳ４）。これにより、初期学習モデルが得られる（ステップＳ５）。この初期学習モデルは、フェンス１０及びその周辺に発生している事象に応じた振動パターンを入力すると、その事象が所定の事象のいずれかに該当する可能性があれば、該当する可能性がある所定の事象が出力されるモデルとなる。又は、この初期学習モデルは、該当する可能性がある所定の事象と共にその所定の事象が発生している信頼度（confidence）が出力されるモデルであっても良い。
　続いて、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているか検知する方法について説明する。
　この場合、制御部３２は、まず、フェンス１０及びその周辺に発生している事象に応じた振動パターンを光ファイバ検知部３１から取得する。続いて、制御部３２は、その振動パターンを初期学習モデルに入力する。これにより、制御部３２は、初期学習モデルの出力結果として、該当する可能性がある所定の事象が得られるため、所定の事象が発生していると検知する。また、制御部３２は、初期学習モデルの出力結果として、該当する可能性がある所定の事象と共に信頼度が得られた場合には、信頼度が閾値以上であれば、所定の事象が発生していると検知すれば良い。
　上述のように、本実施の形態では、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているときの振動パターンを機械学習し、機械学習の学習結果を用いて、フェンス１０及びその周辺に発生している所定の事象を検知する。
　データからフェンス１０及びその周辺に発生している事象を検知するための特徴を抽出することが、人間による解析では困難な場合がある。本実施の形態では、大量のパターンから学習モデルを構築することにより、人間での解析では困難であった場合でも、フェンス１０及びその周辺に発生している所定の事象を高精度に検知することができる。
　なお、本実施の形態における機械学習においては、初期状態では、２つ以上の教師データに基づいて、学習モデルを生成すれば良い。また、この学習モデルには、新たに検出されたパターンを、新たに学習させても良い。その際、新たな学習モデルから、フェンス１０及びその周辺に発生している所定の事象を検知する詳細条件を調整しても良い。
　また、本実施の形態に係る監視システムは、図６に示されるように、カメラ４０を複数備えると共に（図６では、３つのカメラ４０Ａ～４０Ｃ）、フェンス１０が設置されたエリア全体を監視する監視ルーム等に設置される表示部５０を備えていても良い。なお、カメラ４０は、フェンス１０が設置されたエリア全体を撮影できるよう複数設置すれば良く、設置台数や設置間隔に特に制限はない。例えば、最長撮影距離が長い高性能なカメラ４０を使用する場合、設置台数を少なくすることができると共に、設置間隔を長くすることができる。
　制御部３２は、図７に示されるように、複数のカメラ４０の各々の設置位置（光ファイバ検知部３１からの距離）、撮影可能エリア等を示すカメラ情報を保持する。また、制御部３２は、光ファイバ検知部３１から、図２に示されるような複数のフェンス１０の各々の位置情報を取得可能である。そのため、制御部３２は、上述のようにして、フェンス１０及びその周辺に発生している所定の事象を検知すると、上述のカメラ情報やフェンス１０の位置情報に基づいて、複数のカメラ４０のうち、所定の事象が検知されたフェンス１０を含むエリアを撮影するカメラ４０を特定し、特定したカメラ４０を制御する。例えば、制御部３２は、カメラ４０の角度（方位角、仰角）、ズーム倍率等を制御する。また、制御部３２は、検知された状態のパターンに応じてカメラ４０の制御を変更しても良い。例えば、制御部３２は、より緊急度の高い動作等（例えば、周辺を掘る、乗り越える等）については、複数のカメラ４０で追跡したり、より詳細に顔、人物を特定するようにズーム等でカメラ４０を制御したりしても良い。
　また、制御部３２は、複数のカメラ４０のうち、所定の事象が検知されたフェンス１０を含むエリアを撮影する２つ以上のカメラ４０を制御しても良い。この場合、カメラ４０毎に機能を分けても良い。例えば、２つ以上のカメラ４０のうち少なくとも１つのカメラ４０は、上述のエリアに存在する人の顔を撮影することで、撮影された顔画像を顔認証に活用し、２つ以上のカメラ４０のうち少なくとも１つのカメラ４０は、上述のエリア全体を撮影することで、撮影された画像を、上述のエリアに存在する人や動物の行動監視に活用しても良い。また、２つ以上のカメラ４０同士は、アングルを変えてエリアを撮影しても良い。また、２つ以上のカメラ４０のうち少なくとも１つのカメラ４０は、別のカメラ４０の撮影を補完するための撮影を行っても良い。例えば、カメラ４０は、上述のエリア内に別のカメラ４０では撮影できない死角がある場合に、その死角を撮影しても良い。また、制御部３２は、夜間において、暗いエリアが存在する場合に、そのエリアを撮影するカメラ４０の代わりに、赤外線カメラ等の暗視機能付きのカメラ４０を追加で制御したり、カメラ４０を暗視モードに切り替えたりしても良い。また、制御部３２は、図８に示されるように、スポットライト７０を制御することとし、例えば、カメラ４０Ａで撮影するエリアに所定の事象が検知された場合、そのエリアにスポットライト７０の光をあてるように制御しても良い。
　また、制御部３２は、光ファイバ検知部３１により生成されたセンシングデータを示すセンシングデータ画像や、センシングデータに基づいて所定の事象が検知されたフェンス１０を含むエリアを撮影しているカメラ４０のカメラ画像等を、表示部５０に表示させても良い。ただし、表示内容に限定は無い。
　続いて以下では、図９を参照して、監視装置３０を実現するコンピュータ６０のハードウェア構成について説明する。
　図９に示されるように、コンピュータ６０は、プロセッサ６０１、メモリ６０２、ストレージ６０３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）６０４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）６０５などを備える。プロセッサ６０１、メモリ６０２、ストレージ６０３、入出力インタフェース６０４、及び通信インタフェース６０５は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。
　プロセッサ６０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ６０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。ストレージ６０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカードなどの記憶装置である。また、ストレージ６０３は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリであっても良い。
　ストレージ６０３は、監視装置３０が備える光ファイバ検知部３１及び制御部３２の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ６０１は、これら各プログラムを実行することで、光ファイバ検知部３１及び制御部３２の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ６０１は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ６０２上に読み出してから実行しても良いし、メモリ６０２上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ６０２やストレージ６０３は、光ファイバ検知部３１及び制御部３２が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。
　また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータ（コンピュータ６０を含む）に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　入出力インタフェース６０４は、表示装置６０４１や入力装置６０４２などと接続される。表示装置６０４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイのような、プロセッサ６０１により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置６０４２は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサなどである。表示装置６０４１及び入力装置６０４２は一体化され、タッチパネルとして実現されていても良い。なお、コンピュータ６０は、分散型振動センサを含む不図示のセンサなども備え、このセンサを入出力インタフェース６０４に接続した構成であっても良い。なお、表示部５０は、入出力インタフェース６０４に接続すれば良い。
　通信インタフェース６０５は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース６０５は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。
＜実施の形態の動作＞
　以下、本実施の形態に係る監視システムの動作について説明する。ここでは、図１０を参照して、本実施の形態に係る監視システムの動作フローについて説明する。
　図１０に示されるように、まず、光ファイバ検知部３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの光ファイバにパルス光を入射する（ステップＳ１１）。
　続いて、光ファイバ検知部３１は、パルス光を入射した光ファイバと同じ光ファイバから、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンを検出する（ステップＳ１２）。具体的には、フェンス１０及びその周辺に発生している事象に応じたパターンを検出する。このとき、光ファイバ検知部３１は、上述のように、フェンス１０及びその周辺に発生している事象により生じた振動の強弱、振動位置、振動数の変動の推移等を検出することによって、フェンス１０及びその周辺の動的な変動パターンを検出する。又は、光ファイバ検知部３１は、音や温度の動的な変動パターンをさらに検出することによって、フェンス１０及びその周辺の複合的な固有パターンを検出しても良い。
　その後、制御部３２は、光ファイバ検知部３１により検出されたパターンに基づいて、フェンス１０及びその周辺の状態を検知する（ステップＳ１３）。具体的には、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているか検知する。このとき、制御部３２は、上述した機械学習による方法で、フェンス１０及びその周辺に所定の事象が発生しているか検知すれば良い。
＜実施の形態の効果＞
　上述したように本実施の形態によれば、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの光ファイバから、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンを含む後方散乱光（光信号）を受信し、受信された後方散乱光からパターンを検出し、検出されたパターンに基づいて、フェンス１０及びその周辺の状態を検知する。このように、後方散乱光に含まれるパターンに基づいて、フェンス１０及びその周辺の状態を検知するため、特許文献１～３のように、ＦＢＧ方式の光ファイバという特殊な光ファイバを使用したり、特許文献１～２のように、ＦＢＧ方式の光ファイバと共に、ＯＴＤＲ方式の光ファイバを使用したり、特許文献３のように、複数の光ファイバを敷設したりする必要がない。よって、フェンス１０及びその周辺の状態を検知するための特殊構造を使用することなく、フェンス１０及びその周辺の状態を検知することができる。また、特殊構造を必要としないため、監視システムを安価に構築することができる。
　また、本実施の形態によれば、後方散乱光に含まれる、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンに基づいて、フェンス１０及びその周辺の状態を検知する。すなわち、本実施の形態は、例えば、引用文献３のように、振動の強弱や振動数の大小で状態を切り分ける（例えば、振動が大、振動数が高で、状態を特定する）のではなく、それらの変化を動的に（例えば、振動の強弱の変化の推移等）パターン分析することで、フェンス１０及びその周辺の状態を検知する。そのため、フェンス１０及びその周辺の状態を高精度に検知することが可能である。
　また、本実施の形態によれば、後方散乱光に含まれる、フェンス１０及びその周辺の状態に応じたパターンに基づいて、フェンス１０及びその周辺の状態を検知するため、フェンス１０へのコンタクトを伴わない、フェンス１０周辺の事象のような、微弱な変化についても、動的なパターン変動の検知により、風等の他のノイズ成分から明確に切り分け、その事象が発生している状態を高精度に検知することが可能である。
　また、特許文献１～３で用いるＦＢＧ方式の光ファイバは、一定間隔でグレーティング部を設けた構造であり、グレーティング部を設けた「点」で侵入者の検知を行うものである。これに対して、本実施の形態は、図４の振動パターンのような動的な変動パターンを「線」として捉えてフェンス１０の状態の検知を行うため、特許文献１～３と比較して、分解能や感度が高くなり、検知精度が高くなる。
　また、本実施の形態によれば、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用する。そのため、電磁ノイズの影響を受けない、センサへの給電が不要になる、環境耐性に優れる、メンテナンスが容易になる等の利点が得られる。
＜他の実施の形態＞
　なお、上述の実施の形態では、監視対象がフェンス１０（及びその周辺）である例について説明したが、監視対象は、フェンス１０（及びその周辺）に限定されない。まず、監視対象の設置先は、空港、港、プラント、介護施設、社屋、国境、保育所、自宅等であっても良い。また、監視対象は、フェンス以外に、壁、パイプライン、電柱、土木構造物等であっても良い。また、監視対象を監視する際の光ファイバケーブル２０の敷設先又は埋設先は、フェンス、地中以外に、壁、パイプライン、電柱、土木構造物、床等であっても良い。例えば、介護施設に設置されたフェンス１０を監視する場合、フェンス１０に発生する所定の事象としては、人がフェンス１０を叩く、人がけが等のためにフェンス１０によりかかる、人が脱走等のためにフェンス１０をよじ登る等が考えられる。
　また、上述の実施の形態では、フェンス１０は、所定の事象が発生すると振動すると説明したが、これらの事象が発生すると、フェンス１０には、音、温度、及び歪み・応力等の変化も生じ、これらの変化も光ファイバに伝達される。また、音、温度、及び歪み・応力等のパターンも、動的に変動する変動パターンとなっており、フェンス１０に発生している事象の種類に応じて異なる。そのため、光ファイバ検知部３１は、分散型振動センサの他、分散型音響センサ（Distributed Acoustic Sensor）及び分散型温度センサ（Distributed Temperature Sensor）等を用いて、振動、音、温度、及び歪み・応力等の変化を検出して、センシングデータを生成し、制御部３２は、振動、音、温度、及び歪み・応力等の変化が反映されたセンシングデータに基づいて、フェンス１０に発生している事象を検知しても良い。これにより、検知精度のさらなる向上を図れる。
　また、上述の実施の形態では、制御部３２は、フェンス１０に所定の事象が発生していると、そのフェンス１０を含むエリアを撮影するカメラ４０の角度、ズーム倍率等を制御することとしたが、所定の事象が発生した後も制御を継続しても良い。例えば、制御部３２は、上述のエリアに存在する人、動物、車等を追跡するようカメラ４０を制御しても良い。また、制御部３２は、フェンス１０周辺をうろついていた人が不審物等の物を置いて立ち去った場合、あるカメラ４０については、その物を撮影するよう制御し、その他のカメラ４０については、その人を追跡するよう制御しても良い。
　また、監視装置３０の光ファイバ検知部３１及び制御部３２を互いに分離して設けても良い。例えば、光ファイバ検知部３１を通信キャリア局舎に設け、制御部３２を含む監視装置３０を、通信キャリア局舎の外部に設けても良い。
　また、上述の実施の形態では、光ファイバ検知部３１は、１つのみ設けられ、また、光ファイバケーブル２０を占有しているが、これには限定されない。
　例えば、光ファイバ検知部３１を通信キャリア局舎に設け、通信キャリア局舎の内部に設けられている既存の通信設備と光ファイバ検知部３１との間で、光ファイバケーブル２０を共有しても良い。
　また、複数の通信キャリア局舎の各々に、光ファイバ検知部３１を１つずつ設け、複数の通信キャリア局舎の各々に設けられた複数の光ファイバ検知部３１の間で、光ファイバケーブル２０を共有しても良い。
　また、１つの通信キャリア局舎に、複数の光ファイバ検知部３１を設け、これら複数の光ファイバ検知部３１の間で、光ファイバケーブル２０を共有しても良い。
　以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　　　（付記１）
　光ファイバを含むケーブルと、
　前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
　を備える監視システム。
　　　（付記２）
　前記制御部は、
　前記監視対象の状態に応じたパターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
　付記１に記載の監視システム。
　　　（付記３）
　複数のカメラをさらに備え、
　前記制御部は、
　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影するカメラを制御する、
　付記１又は２に記載の監視システム。
　　　（付記４）
　前記制御部は、
　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影する２つ以上のカメラを制御する、
　付記３に記載の監視システム。
　　　（付記５）
　前記制御部は、
　前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリアに存在する人の顔を撮影し、前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリア全体を撮影するよう制御する、
　付記４に記載の監視システム。
　　　（付記６）
　前記パターンは、動的に変動する変動パターンである、
　付記１から５のいずれか１項に記載の監視システム。
　　　（付記７）
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
　を備える監視装置。
　　　（付記８）
　前記制御部は、
　前記監視対象の状態に応じたパターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
　付記７に記載の監視装置。
　　　（付記９）
　前記制御部は、
　複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影するカメラを制御する、
　付記７又は８に記載の監視装置。
　　　（付記１０）
　前記制御部は、
　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影する２つ以上のカメラを制御する、
　付記９に記載の監視装置。
　　　（付記１１）
　前記制御部は、
　前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリアに存在する人の顔を撮影し、前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリア全体を撮影するよう制御する、
　付記１０に記載の監視装置。
　　　（付記１２）
　前記パターンは、動的に変動する変動パターンである、
　付記７から１１のいずれか１項に記載の監視装置。
　　　（付記１３）
　監視装置による監視方法であって、
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出し、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
　監視方法。
　　　（付記１４）
　コンピュータに、
　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する手順と、
　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する手順と、
　を実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
　１０　フェンス
　２０　光ファイバケーブル
　３０　監視装置
　３１　光ファイバ検知部
　３２　制御部
　４０，４０Ａ～４０Ｃ　カメラ
　５０　表示部
　６０　コンピュータ
　６０１　プロセッサ
　６０２　メモリ
　６０３　ストレージ
　６０４　入出力インタフェース
　６０４１　表示装置
　６０４２　入力装置
　６０５　通信インタフェース
　７０　スポットライト

Claims (14)

  1. 　光ファイバを含むケーブルと、
    　前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
    　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
    　を備える監視システム。
  2. 　前記制御部は、
    　前記監視対象の状態に応じたパターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
    　請求項１に記載の監視システム。
  3. 　複数のカメラをさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影するカメラを制御する、
    　請求項１又は２に記載の監視システム。
  4. 　前記制御部は、
    　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影する２つ以上のカメラを制御する、
    　請求項３に記載の監視システム。
  5. 　前記制御部は、
    　前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリアに存在する人の顔を撮影し、前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリア全体を撮影するよう制御する、
    　請求項４に記載の監視システム。
  6. 　前記パターンは、動的に変動する変動パターンである、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の監視システム。
  7. 　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する受信部と、
    　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する制御部と、
    　を備える監視装置。
  8. 　前記制御部は、
    　前記監視対象の状態に応じたパターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
    　請求項７に記載の監視装置。
  9. 　前記制御部は、
    　複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影するカメラを制御する、
    　請求項７又は８に記載の監視装置。
  10. 　前記制御部は、
    　前記複数のカメラのうち、前記監視対象を含むエリアを撮影する２つ以上のカメラを制御する、
    　請求項９に記載の監視装置。
  11. 　前記制御部は、
    　前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリアに存在する人の顔を撮影し、前記２つ以上のカメラのうち少なくとも１つのカメラは、前記エリア全体を撮影するよう制御する、
    　請求項１０に記載の監視装置。
  12. 　前記パターンは、動的に変動する変動パターンである、
    　請求項７から１１のいずれか１項に記載の監視装置。
  13. 　監視装置による監視方法であって、
    　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出し、
    　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する、
    　監視方法。
  14. 　コンピュータに、
    　ケーブルに含まれる少なくとも１つの光ファイバから、監視対象の状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、受信された光信号から前記パターンを検出する手順と、
    　前記パターンに基づいて、前記監視対象の状態を検知する手順と、
    　を実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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