物体検出センサ
【課題】既設物の揺れによる侵入物体の誤検出を抑制しつつ、侵入物体を既設物の揺れと区別して検出可能な物体検出センサを提供する。
【解決手段】物体検出センサ２は、監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位とその複数の走査方位のそれぞれに対応する物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部２１と、複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部２４１と、複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部２４２と、バラツキ度に応じて、複数の走査方位のうち揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部２４４とを有する。
【解決手段】物体検出センサ２は、監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位とその複数の走査方位のそれぞれに対応する物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部２１と、複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部２４１と、複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部２４２と、バラツキ度に応じて、複数の走査方位のうち揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部２４４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探査信号を監視領域内に照射して、その反射信号を受信することで、監視領域内へ侵入した物体を検出する物体検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、屋外などの広域な監視領域に侵入した物体を検出するために、赤外光線、可視光線、超音波などの探査信号を監視領域内に照射して、監視領域内の物体からの反射信号を受信することにより、監視領域内の物体を検出する物体検出センサが開発されている。
そのような物体検出センサの一例は、光距離計の光を２次元スキャンさせるスキャン角度によって監視領域を設定し、監視領域内の侵入者を検知したとき、侵入者までの距離データ及び角度データを求め、その距離データ及び角度データにより侵入者の位置を算出する（例えば、特許文献１を参照）。そして特許文献１に開示されたセンサは、その位置を表す位置データによりカメラを旋回させて、侵入者の画像データをモニタに表示させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、屋外環境は一定ではなく、逐次変化し得る。例えば、監視領域内に植栽またはネットなど、一部が固定されていない既設物が存在する場合、風によってその既設物が揺れることがある。そのため、特許文献１に開示されているセンサのように、単純に距離データが変化すること、または移動量に基づいて監視領域内に侵入した不審物体を検出すると、このような既設物の揺れを不審物体の移動として誤検出してしまう可能性がある。特に強風時には、揺れが生じる既設物が多くなることで、センサによって距離の変化が検知される範囲が広くなったり、既設物の揺れによる距離の変化が大きくなる。その結果、物体検出センサが、揺れが生じた既設物を不審物体として誤検出することが多発してしまうおそれがあった。
一方で、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を防ぐために、常に不審物体として判定する基準を厳格に設定すると、物体検出センサが真に検出すべき不審物体の検出に失敗してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出可能な物体検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの形態として、監視領域に侵入した不審物体を、監視領域内で揺れる既設物と区別して検出する侵入判定部を有する物体検出センサが提供される。この物体検出センサは、監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位とその複数の走査方位のそれぞれに対応する物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部と、複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部と、複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部と、バラツキ度に応じて、複数の走査方位のうち揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部とを有する。
【０００７】
またこの物体検出センサは、複数の走査方位のうち、バラツキ度が所定の閾値以上となった回数を計数する揺れ観測部をさらに有することが好ましい。そして揺れ領域判定部は、複数の走査方位のうち、そのバラツキ度が所定の閾値未満となった回数に対してバラツキ度が所定の閾値以上となった回数が所定回数以上多い特定走査方位を揺れ領域に含まれると判定することが好ましい。
【０００８】
さらに、揺れ領域判定部は、特定走査方位を揺れ領域候補として検出し、揺れ領域候補のうちの隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求め、揺れ領域候補グループに含まれる揺れ領域候補の数が２以上の所定数以上となる場合、その揺れ領域候補グループを揺れ領域とすることが好ましい。
【０００９】
また侵入判定部は、複数の走査方位のそれぞれについて、監視領域に不審物体が存在しないときに生成された測距データである基準データの距離値から最新の測距データの距離値を減算した接近距離を求め、複数の走査方位のうち揺れ領域内に含まれない走査方位について、接近距離が第１の閾値以上である場合にその走査方位を不審物体候補点とし、一方、複数の走査方位のうち揺れ領域内に含まれる走査方位について、接近距離が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合にその走査方位を不審物体候補点とし、検出された不審物体候補点が連結されたグループに相当する走査方位に不審物体が存在すると判定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る物体検出センサは、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサを備えた警備システムの全体構成図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサの概略構成図である。
【図３】（ａ）は、植栽及び不審人物が存在する監視領域の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）において植栽が存在する領域に対応する走査角度における距離値の時間変動を示す概略図であり、（ｃ）は、（ａ）において不審人物が存在する領域に対応する走査角度における距離値の時間変動を示す概略図である。
【図４】特徴抽出処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】分散値算出処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】揺れ領域判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は、最新の測距データの一例を表し、（ｂ）は、基準データの一例を表し、（ｃ）は、走査角度ごとに、最新の測距データの距離値から基準データの距離値を引いた差分値の一例を表す。
【図８】侵入判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】侵入判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図１０】物体検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】警備装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一つの実施形態である物体検出センサを、図を参照しつつ説明する。この物体検出センサは、所定周期で監視領域の一端から他端までを探査信号で走査して、物体により反射された探査信号である反射信号を受信することにより、物体検出センサから見た方位を表す走査方位ごとに物体までの距離を測定した測距データを、１回の走査ごとに作成する。そしてこの物体検出センサは、走査方位ごとに距離値の時間的な変化を統計的に調べることで、監視領域内、あるいは監視領域近傍に設置された植栽またはネットなどの既設物が揺れている走査方位が含まれる揺れ領域を特定する。そしてこの物体検出センサは、揺れ領域における、監視領域内へ侵入した不審物体の検出基準を、揺れ領域以外の領域における検出基準よりも厳格に設定することで、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出する。
【００１３】
図１は、一つの実施形態に係る物体検出センサを備えた警備システムの全体システム構成を示す図である。図１に示すように、警備システム１は、建物１０１の敷地の一部に設定された監視領域１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ監視するように、建物１０１の周囲の３面において、それぞれ、建物１０１の屋外壁面またはポールなどに固定設置された３台の物体検出センサ２と、各物体検出センサ２と通信回線４を通じて接続され、建物１０１内に設置される警備装置３とを有する。
【００１４】
各物体検出センサ２は、監視領域１０２ａ〜１０２ｃ内に侵入した不審人物、不審車両といった不審物体を検知すると、侵入異常が発生したことを表す侵入異常信号を警備装置３へ送信する。侵入異常とは、監視領域１０２ａ〜１０２ｃ内に不審物体が侵入することにより、監視対象の建物１０１及び監視領域１０２ａ〜１０２ｃを含む監視区域の保全が損なわれ得る場合に相当する異常である。さらに各物体検出センサ２は、侵入異常信号とともに、物体検出センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。
警備装置３は、公衆通信回線５を介して監視センタ内に配置された監視センタ装置６と通信可能となっている。そして警備装置３は、何れかの物体検出センサ２から侵入異常信号を受信すると、その侵入異常信号を、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された建物の識別番号とともに、監視センタ装置６へ送信する。
【００１５】
なお、警備システム１が有する物体検出センサ２の数は３台に限られない。物体検出センサ２の数は、監視しようとする領域の形状、大きさ及びその領域内に予め存在する遮蔽物などに応じて適宜決定される。また物体検出センサ２の設置位置も、監視しようとする領域の形状または建物の位置及び形状などに応じて適宜設定される。
【００１６】
図２は、物体検出センサ２の概略構成図である。物体検出センサ２は、監視領域内に侵入した不審物体を検出する。そのために、物体検出センサ２は、検知部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。これらの各部は、金属または樹脂などによって形成された筺体２５に収容される。筺体２５の前面、すなわち、監視領域に向けられる側の面には、ガラスまたは透明プラスチックといった透光性を有する部材よりなる監視窓２６が設けられている。本実施形態では、監視窓２６は、検知部２１を略中心とする円弧状に形成されており、検知部２１を通る水平面における監視窓２６の表面上の各点と検知部２１間の距離は略同一となっている。しかし、他の実施形態では、監視窓２６は、平面状に形成されてもよい。
【００１７】
検知部２１は、探査信号を監視領域内へ照射し、反射信号を受光する。そして検知部２１は、反射信号を解析することにより、走査方位ごとに、物体検出センサ２から探査信号を反射した物体までの距離の測定値を含む測距データを作成する。そのために、検知部２１は、例えば、レーザ発振部２１１と、走査鏡２１２と、駆動部２１３と、受光部２１４と、測距データ生成部２１５とを有する。
【００１８】
レーザ発振部２１１は、探査信号として、例えば、約890nmの波長を持つ近赤外線のパルスレーザを発振する。そしてこのパルスレーザは走査鏡２１２へ向けて出力される。またレーザ発振部２１１は、測距データ生成部２１５へ、パルスレーザの位相情報を出力する。
走査鏡２１２は、例えば、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーであり、駆動部２１３により駆動されてその反射面の向きを変えることにより、一定周期（例えば、30msec）ごとにパルスレーザで監視領域全体を走査する。
【００１９】
本実施形態では、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、物体検出センサ２を中心とする所定の中心角度を持つ扇状の監視領域を、パルスレーザで水平に走査するように配置される。なお、所定の中心角度は、例えば、180°に設定される。走査鏡２１２で反射されたパルスレーザは、物体検出センサ２の筺体２５の前面に設けられた監視窓２６を通って、物体検出センサ２の外部へ向けて照射される。
なお、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、探査信号であるパルスレーザが、水平面に対して所定の俯角を持ち、物体検出センサ２から離れるほどパルスレーザが地面に近づくように配置されてもよい。
また、監視領域の走査は、監視領域の一方の端部から他方の端部まで同一方向に繰り返しパルスレーザを走査することによって行ってもよく、あるいは、１回の走査ごとにパルスレーザを走査する向きを反転させて行ってもよい。
【００２０】
駆動部２１３は、例えば、モータと、そのモータにより生じた回転駆動力を走査鏡２１２の回転軸に伝達する機構と、モータを制御するための回路とを有し、走査鏡２１２を走査周期に応じた等回転速度で回転駆動する。
また駆動部２１３は、現時点でパルスレーザが照射されている方向を表す角度情報を測距データ生成部２１５へ通知する。
【００２１】
受光部２１４は、例えば、CCD、CMOSまたはフォトダイオードといった受光素子を有し、レーザ発振部２１１の近傍に配置される。そして受光部２１４は、監視窓２６及び走査鏡２１２を介して、探査信号が照射された走査方位に沿って到来する反射信号を受光する。そして受光部２１４は、反射信号の強度に応じた値を持つ受光信号を測距データ生成部２１５へ出力する。
【００２２】
測距データ生成部２１５は、走査方位ごとに、物体検出センサ２から反射信号を反射した物体までの距離を測定し、走査方位とその距離との関係を表す測距データを生成する。そのために、測距データ生成部２１５は、プロセッサ及びその周辺回路を有する。そして測距データ生成部２１５は、例えば、Time Of Flight法に従って、受光信号から求めた反射信号の位相とレーザ発振部２１１から出力されたパルスレーザの位相との差を求め、その差に基づいて距離を測定する。なお、ある走査方位において受光部２１４が所定時間以内に反射回帰光を受光しない場合には、測距データ生成部２１５は、その走査方位にはパルスレーザの到達可能範囲内に物体が存在しないと判断し、その走査方位についての距離を、その旨を表す予め設定された擬似値とする。この擬似値は、例えば、物体検出センサ２から監視領域の外縁までの距離、またはパルスレーザ光による有効測定距離以上の適当な値に設定される。
【００２３】
測距データ生成部２１５は、１回の走査ごとに１個の測距データを生成する。そして１個の測距データには、例えば、監視領域全体に相当する角度範囲を所定の角度間隔で割った数に１を加えた数の走査角度と、その走査角度における距離が含まれる。例えば、監視領域全体に相当する角度範囲が180°であり、隣接する走査角度間の間隔が0.25°であれば、一つの測距データには、721個の走査角度と距離の組が含まれる。走査角度は、物体検出センサ２の設置位置を原点とし、所定の基準方位と走査方位とがなす角を表す。例えば、物体検出センサ２から監視領域を向いたときの正面方向が基準方位に設定され、基準方位に対して左右均等に90°ずつの角度範囲となるように監視領域が設定されると、走査角度は-90°〜90°の範囲内の値となる。
【００２４】
なお、検知部２１は、探査信号を水平及び垂直方向に２次元に走査し、走査方向と測定距離からなる３次元データを得るように構成してもよい。また、測距方法に関しては、公知の様々な方法を採用すればよく、例えば、位相差方式、三角測量方式などが利用できる。
検知部２１は、１回の走査が終了する度に、その走査について生成した測距データを制御部２４へ出力する。
【００２５】
通信部２２は、物体検出センサ２を通信回線４を介して警備装置３と通信可能に接続する。そのために、通信部２２は、物体検出センサ２と警備装置３とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そして通信部２２は、制御部２４により生成された侵入異常信号を警備装置３へ送信する。その際、通信部２２は、それらの信号とともに、物体検出センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。
【００２６】
記憶部２３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、物体検出センサ２で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。記憶部２３に記憶される情報には、例えば、監視領域情報と、基準データと、現状態情報とがある。さらに記憶部２３は、過去一定期間内に生成された測距データを記憶してもよい。
【００２７】
監視領域情報は、各物体検出センサ２が監視対象とする監視領域の範囲を示す情報であり、例えば、物体検出センサ２を中心として探査信号を走査する角度範囲と、所定の角度間隔（例えば、0.25°）で隔てられた走査角度ごとの物体検出センサ２から監視領域の外縁までの距離が含まれる。あるいは、監視領域情報は、物体検出センサ２の設置位置を原点とする２次元座標における、監視領域外縁上の所定距離で隔てられたサンプリング点ごとの位置、または監視領域外縁の座標を表す式の係数を含んでもよい。
監視領域情報は、例えば、物体検出センサ２の設置時、監視領域の画定時あるいは変更時などに、例えば通信部２２を介して接続される設定用端末（図示せず）または操作部（図示せず）を介して入力される。あるいは、監視領域情報は、物体検出センサ２の起動時など、監視領域内に予め存在する物体以外の他の物体が存在しないときに生成された測距データとしてもよい。
【００２８】
基準データは、監視領域内に侵入した不審物体を検出するために用いられる、監視領域内に予め存在する物体以外の他の物体が存在しないときに生成された測距データである。基準データは、例えば、物体検出センサ２の起動時、あるいは操作部または設定用端末を介して指示されたタイミングにおいて生成された測距データとすることができる。また制御部２４が、検知部２１により随時生成される測距データに基づいて、走査角度ごとに、過去一定期間内の出現頻度の最も高い距離値を選択し、その選択された距離値に書き換えることにより、基準データを更新してもよい。なお、基準データは、上記の監視領域情報として用いられてもよい。
【００２９】
現状態情報は、現時点における監視領域の状態を表す情報である。現時点において、監視領域が侵入異常が検知された侵入異常状態になっていれば、現状態情報は、侵入異常状態を表す値を持つ。一方、現時点において監視領域が何の異常も検知されていない正常状態であれば、現状態情報は、正常状態であることを表す値を持つ。例えば、侵入異常状態であれば、現状態情報の値は'1'に設定され、正常状態であれば、現状態情報の値は'0'に設定される。なお、現状態情報は、制御部２４が何らかの異常を検知したとき、あるいは、それ以前に検知されていた異常状態が解消したことを検知したとき、もしくは警備員などが設定端末あるいは操作部を介して異常状態が解消したことを示す操作を行ったときに、制御部２４により書き換えられる。
【００３０】
さらに記憶部２３は、揺れ領域を特定するために使用される距離変化量、揺れカウンタ及び揺れ領域候補フラグを記憶する。距離変化量、揺れカウンタ及び揺れ領域候補フラグの詳細については、制御部２４の関連する機能とともに説明する。
【００３１】
制御部２４は、少なくとも一つのプロセッサ、タイマ及びその周辺回路を有する。そして制御部２４は、物体検出センサ２の各部を制御する。また制御部２４は、測距データに基づいて、監視領域内に侵入した不審物体が存在するか否かを判定する。そのために、制御部２４は、特徴抽出部２４１と、分散処理部２４２と、揺れ観測部２４３と、揺れ領域判定部２４４と、侵入判定部２４５とを有する。これらの各部は、例えば、制御部２４が有するプロセッサ上で実行されるソフトウェアにより実現される機能モジュールとして、物体検出センサ２に実装される。
【００３２】
特徴抽出部２４１、分散処理部２４２、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、監視領域内または監視領域近傍に設置された植栽、ネットなどの既設物の揺れが観測される走査方位を含む揺れ領域を特定する。
【００３３】
図３（ａ）は、植栽及び不審人物が存在する監視領域の一例を示す概略図である。図３（ａ）において、物体検出センサ２から照射された、走査角度αにおける探査信号３０１は、植栽３１１によって反射されて物体検出センサ２により検知される。
図３（ｂ）は、走査角度αにおける距離値の時間変動を示す概略図である。図３（ｂ）において、横軸は時間経過を表し、縦軸は距離値を表す。そしてグラフ３２１は、走査角度αにおける距離値の時間変化を表す。植栽３１１が揺れると、探査信号を反射する部位（葉、幹など）が異なったり、あるいは探査信号を反射する部位自体の位置が変動する。そのため、図３（ｂ）に示されるように、植栽３１１が揺れている間、走査角度αにおける距離値は常に変動する。
【００３４】
一方、物体検出センサ２から照射された、走査角度βにおける探査信号３０２は、不審人物３１２によって反射されて物体検出センサ２により検知される。
図３（ｃ）は、走査角度βにおける距離値の時間変動を示す概略図である。図３（ｃ）において、横軸は時間経過を表し、縦軸は距離値を表す。そしてグラフ３２２は、走査角度βにおける距離値の時間変化を表す。不審人物３１２は、元々監視領域内に存在するのではなく、監視領域外から侵入し、何らかの不正行為をなす目的を持って監視領域内を移動する。そのため、図３（ｃ）に示されるように、走査角度βにおける距離値は、不審人物３１２がその走査角度βに相当する位置にいる期間３３１だけ、不審人物３１２が存在しない場合よりも近い値となる。そして不審人物３１２が存在しない期間３３２では、探査信号を反射する物体は固定されているため、距離値の時間変動はほとんど無い。
【００３５】
上記のように、揺れる既設物が存在する領域に対応する走査角度と、そのような既設物が存在しない領域に対応する走査角度とでは、観測される距離値の時間変動特性が異なる。
そこで特徴抽出部２４１は、制御部２４が測距データを受け取る度に、その測距データと過去に取得された測距データを比較して、走査角度ごとに既設物の揺れに応じた時間軸方向の距離変化の特徴を抽出する。
本実施形態では、特徴抽出部２４１は、距離変化の特徴として、時間方向における距離値の変化量、例えば、連続する走査で取得された二つの測距データ間で、走査角度ごとに距離値の差分値を算出する。なお、特徴抽出部２４１は、所定周期おき（例えば、1〜数周期おき）に取得された二つの測距データ間で走査角度ごとに距離値の差分値を算出してもよい。
また特徴抽出部２４１は、距離値の差分値の絶対値が、既設物の揺れによって想定される一走査周期における距離値の変化の最大値に相当する所定の閾値Th1（例えば、1000mm）以上となる場合、その差分値を0に置換してもよい。あるいは、特徴抽出部２４１は、その差分値を直近の所定回数（例えば30回）の走査について求められた距離値の差分値の平均値に置換してもよい。この閾値Th1以上となるほど距離値の差分値の絶対値が大きい場合、その走査角度に相当する位置に不審物体が侵入し、その不審物体の通過によって距離値が変化した可能性が高いためである。これにより、後述する分散処理部２４２により求められる、揺れ領域を特定するための指標として用いられる分散値が、当該走査角度については揺れ領域と判定され難い値となる。そのため、特徴抽出部２４１は、不審物体の検出に失敗する可能性を低下させることができる。
特徴抽出部２４１は、各走査角度における距離値の差分値を、距離変化量として記憶部２３に書き込む。
【００３６】
図４は、特徴抽出部２４１により実行される特徴抽出処理の動作を示すフローチャートである。なお、特徴抽出部２４１は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に特徴抽出処理を実行する。
特徴抽出部２４１は、制御部２４から最新の測距データを受け取ると、記憶部２３から１回前の走査の測距データを過去測距データとして読み込む（ステップＳ１０１）。
特徴抽出部２４１は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定する（ステップＳ１０２）。そして特徴抽出部２４１は、着目走査角度について、最新の測距データに含まれる距離値と過去測距データに含まれる距離値との差分値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
特徴抽出部２４１は、距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1以上か否か判定する（ステップＳ１０４）。距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1以上である場合、特徴抽出部２４１は着目する走査角度の距離値の差分値を0に置換する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０５の後、あるいはステップＳ１０４にて距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1未満である場合、特徴抽出部２４１は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ１０６）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、特徴抽出部２４１は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、特徴抽出部２４１は、各走査角度について求めた距離値の差分値を、その走査角度の距離変化量として記憶部２３に記憶する（ステップＳ１０７）。そして特徴抽出部２４１は、特徴抽出処理を終了する。なお、ステップＳ１０４及びＳ１０５の処理は省略されてもよい。
【００３８】
分散処理部２４２は、揺れ領域を特定するための指標として、走査角度ごとに、時間的な距離変化量のバラツキ度を算出する。例えば、分散処理部２４２は、各走査角度について、直近の所定回数（例えば、30回）の走査について求められた距離変化量を記憶部２３から読み出し、その距離変化量の分散値をバラツキ度として算出する。
既設物の揺れの無い、静的な走査角度については、距離値の差分値もほぼ0に集中しているので、この分散値は非常に小さな値となる。しかし、このような静的な走査角度に相当する監視領域内の位置を不審物体が横切ると、その横切った時点において距離値が瞬間的に変化するので、距離値の差分値もパルス的に一瞬大きな値となる。したがって、上記のように、距離値の差分値の絶対値が閾値Th1以上となってもその差分値を0に置換しなければ、分散値も、不審物体が横切った時点を含む期間だけ大きな値となる。
一方、既設物が揺れている領域に対応する走査角度では、距離値は既設物が揺れている間変化するので、距離値の差分値の絶対値も常にある程度の大きさを持つ。そして一般的に、既設物の揺れによる距離変化量は時間ごとに変化するので、距離値の差分値の大きさも一定ではない。その結果、分散値は、既設物が揺れている期間においては常に一定以上大きな値となる。
分散処理部２４２は、走査角度ごとに求めた分散値を記憶部２３に書き込む。
【００３９】
図５は、分散処理部２４２により実行される分散値算出処理の動作を示すフローチャートである。なお、分散処理部２４２は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に分散値算出処理を実行する。
分散処理部２４２は、記憶部２３から直近の所定回数の走査について求められた各走査角度の距離変化量を読み込む（ステップＳ２０１）。
分散処理部２４２は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定する（ステップＳ２０２）。そして分散処理部２４２は、着目走査角度における距離変化量の分散値を算出する（ステップＳ２０３）。なお、分散値σ2は、次式で表される。
σ2 ＝ Σ(si-sav)2/n
なお、siは、着目走査角度における各走査で算出された距離変化量であり、savは、着目走査角度における距離変化量の平均値であり、nは上記の所定回数である。
分散処理部２４２は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ２０４）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、分散処理部２４２は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、分散処理部２４２は、各走査角度について求めた分散値を記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０５）。そして分散処理部２４２は、分散値算出処理を終了する。
【００４０】
揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、既設物の揺れによって物体検出センサ２からの距離が時間的に変化する走査方位を含む揺れ領域を特定する。
そのために、揺れ観測部２４３は、走査角度αnごとに、距離値の時間的な変動が観測される頻度を表す揺れカウンタCn(n=1,...,M、ただしMは測距データに含まれる走査角度の総数)の値を求める。
本実施形態では、揺れ観測部２４３は、走査角度ごとに、最新の走査周期において求められた分散値を所定の分散閾値Thvと比較する。そして揺れ観測部２４３は、着目する走査角度nについて、分散値が分散閾値Thv以上であれば、その走査角度に対応する揺れカウンタCnの値を1加算する。一方、分散値が分散閾値Thv未満であれば、その走査角度に対応する揺れカウンタCnの値を1減算する。ただし、その減算処理によって揺れカウンタCnの値が0未満になる場合は、揺れカウンタCnの値は0とする。したがって、揺れが継続している期間が長くなるほど、揺れカウンタCnの値は大きくなる。なお、分散閾値Thvは、例えば、既設物について想定される揺れによる距離変化の平均値及び周期に相当する分散値に設定され、例えば、500に設定される。
【００４１】
揺れ領域判定部２４４は、走査角度ごとに求められた揺れカウンタCnの値に基づいて揺れ領域を特定する。
本実施形態では、揺れ領域判定部２４４は、揺れカウンタCnが所定の揺れ判定閾値Thc以上となった走査角度（本発明における特定走査方位）を、揺れ領域に含まれる可能性の有る揺れ領域候補として検出する。すなわち、着目走査角度について、分散値が分散閾値Thv以上となった回数が分散閾値Thv未満となった回数よりも揺れ判定閾値Thc以上多くなると、その着目走査角度は揺れ領域候補とされる。なお、揺れ判定閾値Thcは、例えば、20（すなわち、走査周期の20倍に相当する期間）に設定される。この揺れ判定閾値Thcは、揺れカウンタCnが交互に加算、減算を繰り返した場合には到達しない値として、少なくとも複数回連続して揺れカウンタCnが加算されたこと（すなわち、連続して揺れている）を判定する値とすることが好ましく、特に、連続的に揺れカウンタCnが加算された場合であっても到達するまでに一定周期観察可能となる値とすることが好適となる。
また既設物が揺れている場合、その既設物がある程度の大きさを有するので、距離値が変動する領域は一定の幅を持つ。そこで揺れ領域判定部２４４は、隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求める。そして揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域候補グループごとに含まれる揺れ領域候補数を求め、その揺れ領域候補数が所定の閾値以上であれば、揺れ領域候補グループを揺れ領域とする。所定の閾値は、2以上、例えば、8（隣接する走査角度の間隔が0.25°である場合、2°に相当）に設定される。なお、物体検出センサ２から監視領域の端までの距離が短いほど、同じ幅を持つ物体に対応する走査角度の範囲は広くなる。そこで、所定の閾値は、監視領域情報を参照して、物体検出センサ２から監視領域の端までの距離が短い走査角度ほど大きな値となるように、走査角度ごとに設定されてもよい。この場合、揺れ領域候補グループの中心に位置する走査角度に対応する閾値、あるいは揺れ領域候補グループに含まれる走査角度に対応する閾値のうちの最大値または最小値を、その揺れ領域候補グループが揺れ領域か否かを判定するために利用される閾値としてもよい。
【００４２】
図６は、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４により実行される揺れ領域判定処理の動作を示すフローチャートである。なお、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に揺れ領域判定処理を実行する。
制御部２４は、記憶部２３から各走査角度の分散値を読み出す（ステップＳ３０１）。
制御部２４は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定し、着目走査角度の分散値を揺れ観測部２４３へ渡す（ステップＳ３０２）。そして揺れ観測部２４３は、着目走査角度における分散値が分散閾値Thv以上か否か判定する（ステップＳ３０３）。分散値が分散閾値Thv以上であれば、揺れ観測部２４３は、着目走査角度の揺れカウンタCnに1加算する（ステップＳ３０４）。一方、分散値が分散閾値Thv未満であれば、揺れ観測部２４３は、着目走査角度の揺れカウンタCnから1減算する（ステップＳ３０５）。
【００４３】
ステップＳ３０４またはＳ３０５の後、揺れ領域判定部２４４は、揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc以上か否か判定する（ステップＳ３０６）。揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc以上であれば、揺れ領域判定部２４４は、着目走査角度に対応する揺れ領域候補フラグを、着目走査角度が揺れ領域候補であることを表す値（以下では、便宜上'ON'と表記する）に設定する（ステップＳ３０７）。一方、揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc未満であれば、揺れ領域判定部２４４は、着目走査角度に対応する揺れ領域候補フラグを、着目走査角度が揺れ領域候補ではないことを表す値（以下では、便宜上'OFF'と表記する）に設定する（ステップＳ３０８）。
制御部２４は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ３０９）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、ステップＳ３０２〜Ｓ３０９の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、揺れ領域判定部２４４は、例えば、ラベリング処理を行って、隣接する揺れ領域候補（すなわち、揺れ領域候補フラグが'ON'に設定された走査角度）同士を連結して一つの揺れ領域候補グループとする（ステップＳ３１０）。
揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域候補グループのうち、その揺れ領域候補グループに含まれる揺れ領域候補の数が所定の閾値以上となるグループを揺れ領域として特定する（ステップＳ３１１）。そして揺れ領域判定部２４４は、特定された揺れ領域の位置を表す情報、例えば、その揺れ領域の両端の走査角度、あるいは、その揺れ領域の一端の走査角度と、その揺れ領域に含まれる走査角度の数を揺れ領域情報として記憶部２３に記憶する。
ステップＳ３１１の後、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域判定処理を終了する。
【００４４】
侵入判定部２４５は、最新の測距データを受け取る度に、その最新の測距データと基準データを比較して、物体までの距離が相違しているところを抽出することで、監視領域内に侵入した不審物体を検知する。その際、侵入判定部２４５は、揺れ領域における不審物体の検出基準を、その他の領域における不審物体の検出基準よりも厳格化する。
【００４５】
図７（ａ）は、最新の測距データの一例を表し、図７（ｂ）は、基準データの一例を表す。また図７（ｃ）は、走査角度ごとに、最新の測距データの距離値から基準データの距離値を引いた差分値の一例を表す。図７（ａ）〜（ｃ）において、横軸は走査角度を表し、縦軸は距離値を表す。そして各点は、それぞれ、横軸で示された走査角度における距離値の測定値を表す。特に、図７（ａ）における点７０１〜７０３は、不審物体がいる走査角度の距離値を表す。また点７０４、７０５は、揺れ領域に含まれる走査角度の距離値を表す。その他の点は、固定された既設物までの距離値を表す。また図７（ｂ）における点７１１〜７１３は、監視領域内に不審人物が存在しない場合の図７（ａ）の点７０１〜７０３と対応する走査角度の距離値を表す。また点７１４、７１５は、図７（ａ）の点７０４、７０５に対応する走査角度の距離値を表す。そして図７（ｃ）における点７２１〜７２３は、距離値７０１〜７０３と距離値７１１〜７１３間の差分値を表す。同様に、点７２４、７２５は、距離値７０４、７０５と距離値７１４、７１５間の差分値を表す。
図７（ｃ）に示されるように、固定された既設物のみが存在する走査角度では、距離値の差分値の絶対値は小さな値となる。これに対して、不審物体が存在する領域７３０に含まれる走査角度では、距離値の差分値は負の値となり、かつ、その差分値の絶対値は、固定された既設物のみが存在する走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりも大きな値となる。また、揺れ領域に含まれる走査角度についても、距離値の差分値の絶対値は、固定された既設物のみが存在する走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりも大きな値となる。しかし揺れ領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値は、固定されていない既設物の揺れによって生じる距離値の最大変動幅以下の小さな値となる。このため、揺れ領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値は、監視領域内を自在に動き回ることができる不審物体が存在する領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりは、小さな値となる傾向が強い。
そこで、侵入判定部２４５は、上記の距離値の差分値の正負を反転させた値、すなわち、基準データの距離値から最新の測距データで観測された距離値を減算した値である接近距離に基づいて、監視領域内に不審人物が存在する可能性のある走査角度を検出する。この接近距離は、着目する走査角度において、最新の測距データ取得時に探査信号を反射した物体が、基準データ取得時に探査信号を反射した物体よりも物体検出センサ２に接近した距離を表す。その際、侵入判定部２４５は、揺れ領域については、不審物体が存在する可能性がある走査角度を検出するための接近距離についての閾値を、揺れ領域以外の領域における閾値よりも大きい値とする。
【００４６】
図８及び図９は、侵入判定部２４５により実行される侵入判定処理の動作フローチャートである。侵入判定部２４５は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に以下の侵入判定処理を実行する。
侵入判定部２４５は、未着目の走査角度の中から、着目する走査角度を設定する（ステップＳ４０１）。そして侵入判定部２４５は、着目する走査角度について、基準データに含まれる距離値から測距データに含まれる距離値を減算して接近距離Δを算出する（ステップＳ４０２）。
侵入判定部２４５は、記憶部２３に記憶されている揺れ領域情報を参照して、着目する走査角度が揺れ領域に含まれるか否か判定する（ステップＳ４０３）。着目する走査角度が揺れ領域に含まれない場合、侵入判定部２４５は、接近距離Δが所定距離L1以上か否か判定する（ステップＳ４０４）。なお、所定距離L1は、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値に相当する値、例えば、15cmに設定される。接近距離が所定距離L1以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する走査角度を侵入物体候補点として抽出する（ステップＳ４０６）。一方、ステップＳ４０４にて、接近距離ΔがL1未満であれば、着目走査点を侵入物体候補点に設定しない。
【００４７】
またステップＳ４０３にて、着目する走査角度が揺れ領域に含まる場合、侵入判定部２４５は、接近距離Δが所定距離L2以上であるか否か判定する（ステップＳ４０５）。なお、所定距離L2は、所定距離L1よりも大きい値、例えば、監視領域内または監視領域近傍に存在する既設物が強風などによって揺れることにより生じる距離変動の最大値よりも大きい値、例えば、2mに設定される。接近距離Δが所定距離L2以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する走査角度を侵入物体候補点として抽出する（ステップＳ４０６）。一方、ステップＳ４０５にて、接近距離ΔがL2未満であれば、着目走査点を侵入物体候補点に設定しない。
【００４８】
侵入判定部２４５は、未着目の走査角度が有るか否か判定する（ステップＳ４０７）。未着目の走査角度が有れば、侵入判定部２４５は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７の処理を繰り返す。
一方、未着目の走査角度がなければ、侵入判定部２４５は、隣接する侵入物体候補点についての距離値の差が所定値以内であれば、その隣接する侵入物体候補点を一つのグループにまとめるよう、ラベリング処理を行う（ステップＳ４０８）。なお、この所定値は、例えば10cmに設定される。
そして侵入判定部２４５は、グループごとの幅を求める（ステップＳ４０９）。例えば、グループの幅Wgは、余弦定理に従って、次式で算出される。
【数１】
ただし、d1は、グループの一方の端の侵入物体候補点における距離値であり、d2は、他方の端の侵入物体候補点における距離値である。またθは、測距データに含まれる、隣接する走査角度間の間隔である。そしてnは、そのグループに含まれる侵入物体候補点の数である。
【００４９】
侵入判定部２４５は、ラベリング処理によって作成されたグループのうち、グループの幅Wgが所定幅以上となるグループを、不審物体の可能性がある侵入物体候補グループとして選択する（ステップＳ４１０）。この所定幅も、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値、例えば、15cmに設定される。
侵入判定部２４５は、侵入物体候補グループの中心の侵入物体候補点に相当する走査角度及びその侵入物体候補点における距離値を、物体検出センサ２を原点とするその侵入物体候補グループの位置とし、その侵入物体候補グループの位置及び対応する測距データの取得時間を記憶部２３に記憶する。
【００５０】
図９に示されるように、侵入判定部２４５は、最新の測距データから求めた侵入物体候補グループのうち、未だ着目する侵入物体候補グループに設定されていないグループの中から着目する侵入物体候補グループを決定する（ステップＳ４１１）。そして侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループと、１回〜数回前の測距データについて求められた侵入物体候補グループである過去候補グループとの間でトラッキング処理を行って、着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ４１２）。なお、トラッキング処理として、公知の様々なトラッキング処理の何れかを採用できる。例えば、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループの位置に最も近い過去候補グループの位置を求め、それらの位置の差が、検出しようとする不審物体の想定される移動速度とそれら二つの候補グループの取得時刻の差との積として定められる移動可能距離以下であれば、着目する侵入物体候補グループとその過去候補グループは同一の物体に対応すると判定する。
【００５１】
着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在する場合、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループに対して、その過去候補グループに割り当てられた物体識別番号と同一の物体識別番号を割り当て、その物体識別番号を着目する侵入物体候補グループの位置と関連付けて記憶部２３に記憶する（ステップＳ４１３）。そして侵入判定部２４５は、同一の物体識別番号が割り当てられた、着目する侵入物体候補グループの位置と最も古い侵入物体候補グループの位置間の距離を、着目する侵入物体候補グループに相当する物体の移動距離として算出する（ステップＳ４１４）。
侵入判定部２４５は、その移動距離が所定値以上か否か判定する（ステップＳ４１５）。移動距離が所定値以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループは、監視領域に侵入した不審物体によるものであり、侵入異常が生じたと判定する（ステップＳ４１６）。そして侵入判定部２４５は、侵入異常信号を生成し、その侵入異常信号を制御部２４へ通知する。そして侵入判定部２４５は、侵入判定処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ４１２において、着目する侵入物体候補グループに対応する物体と同一の物体に対応する過去候補グループが存在しない場合、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループに対して、何れの過去候補グループに割り当てられた物体識別番号とも異なる新規な物体識別番号を関連付け、記憶部２３に記憶する（ステップＳ４１７）。
ステップＳ４１７の後、あるいはステップＳ４１５において移動距離が所定値未満である場合、侵入判定部２４５は、未着目の侵入物体候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ４１８）。未着目の侵入物体候補グループが存在する場合（ステップＳ４１８−Ｙｅｓ）、侵入判定部２４５は、ステップＳ４１１以降の処理を繰り返す。
一方、全ての侵入物体候補グループが既に着目する侵入物体候補グループに設定されている場合（ステップＳ４１８−Ｎｏ）、侵入判定部２４５は、侵入異常は発生していないと判定する。そして侵入判定部２４５は、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知し、侵入判定処理を終了する。
【００５３】
図１０は、制御部２４により実行される物体検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部２４は、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に物体検出処理を実行する。
制御部２４は、検知部２１から測距データを受け取る（ステップＳ５０１）。そして制御部２４は、測距データを記憶部２３に記憶する。また制御部２４は、測距データを特徴抽出部２４１及び侵入判定部２４５へ渡す。
【００５４】
特徴抽出部２４１は、特徴抽出処理を実行する（ステップＳ５０２）。そして特徴抽出部２４２は、走査角度ごとの距離変化量を求め、その距離変化量を記憶部２３に書き込む。なお特徴抽出処理の詳細は、図４とともに上述したとおりである。
次に、分散処理部２４２は、分散値算出処理を実行する（ステップＳ５０３）。そして分散処理部２４２は、走査角度ごとに、直近の所定周期の距離変化量に基づいて、距離変化量の分散値を算出し、その分散値を記憶部２３に書き込む。なお分散値算出処理の詳細は、図５とともに上述したとおりである。
【００５５】
走査角度ごとの分散値が求まると、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域判定処理を実行する（ステップＳ５０４）。そして揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は揺れ領域を特定する。なお、揺れ領域判定処理の詳細は、図６とともに上述したとおりである。
侵入判定部２４５は、侵入判定処理を実行する（ステップＳ５０５）。そして侵入判定部２４５は、監視領域内に侵入した不審物体を検出すると、侵入異常信号を生成し、制御部２４へ渡す。制御部２４は、侵入異常信号を受け取ったことを示すフラグを記憶部２３に記憶する。また侵入判定部２４５は、侵入異常が生じていないと判定すると、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知する。そして制御部２４は、その通知を受けた時刻を、侵入異常に関する正常復帰時刻として記憶部２３に記憶する。なお、侵入判定処理の詳細は、図８、９とともに上述したとおりである。
【００５６】
制御部２４は、未出力の侵入異常信号が有るか否か判定する（ステップＳ５０６）。例えば、制御部２４は、侵入異常信号を受け取ると、記憶部２３に記憶されている、侵入異常信号の前回送信時刻及び正常復帰時刻を参照する。そして制御部２４は、前回送信時刻後（初期状態においては初期時刻後）に正常復帰時刻が記録されていなければ、未出力であるとする。
未出力の侵入異常信号が有る場合、制御部２４は、その侵入異常信号を通信部２２を介して警備装置３へ出力する（ステップＳ５０７）。そして制御部２４は、その出力時刻を、出力した異常信号に対応する前回送信時刻として記憶部２３に記憶する。
ステップＳ５０７の後、あるいはステップＳ５０６にて侵入異常信号が既に出力されている場合、制御部２４は、物体検知処理を終了する。
【００５７】
さらに、制御部２４は、物体検出センサ２が正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に、通信部２２を介して警備装置３へ送信してもよい。
【００５８】
図１１は、警備装置３の概略構成図である。警備装置３は、操作部３１と、センサインターフェース部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、センタ通信部３５とを有する。
【００５９】
操作部３１は、例えば、複数の操作ボタンを有する。そしてその操作ボタンの何れかを利用者が押下することにより、操作部３１はその操作ボタンに割り当てられた所定の操作信号、または利用者の識別番号及び暗証番号といった各種の入力情報を制御部３４へ出力する。そして利用者は、操作部３１を操作することで、監視対象建物の警備状態を表す警備モードを変更できる。なお、警備モードの詳細については後述する。
【００６０】
センサインターフェース部３２は、警備装置３と物体検出センサ２とを通信可能に接続する。そのために、センサインターフェース部３２は、例えば、警備装置３と物体検出センサ２とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そしてセンサインターフェース部３２は、各種の異常信号及び物体検出センサ２の識別コードなどを物体検出センサ２から通信回線４を介して受信し、制御部３４へ渡す。
また警備装置３は、センサインターフェース部３２を介して、監視対象建物またはその周囲に設置された他のセンサ、例えば、建物の出入口に設置される開閉センサ、建物内に設置される人感センサと接続されていてもよい。この場合、センサインターフェース部３２は、他のセンサからの異常信号を受信して、制御部３４へ渡してもよい。
さらにセンサインターフェース部３２は、物体検出センサ２または他のセンサから、そのセンサが正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に受信し、そのセンサ状態情報を記憶部３３に記憶させてもよい。
【００６１】
記憶部３３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、警備装置３で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。
例えば、記憶部３３は、現在設定されている警備モードを表す警備モード情報、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された監視対象建物の識別番号、利用者の識別番号及び暗証番号を記憶する。また記憶部３３は、何れかの物体検出センサ２から受信した侵入種異常信号及びその侵入異常信号の受信時刻と、侵入異常信号を発した物体検出センサ２の識別番号とを関連付けた異常検知ログを記憶してもよい。さらに記憶部３３は、警備装置３に接続された各物体検出センサ２の現状態を表す現状態情報を記憶してもよい。この現状態情報は、例えば、物体検出センサ２が侵入異常が検出された状態となっているか、または何の異常も検知されていない正常状態となっているかを表す。さらに記憶部３３は、センサ状態情報を記憶してもよい。
【００６２】
制御部３４は、少なくとも一つのプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部３４は、警備装置３の各部を制御する。また制御部３４は、異常処理部３４１と、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定するモード設定部３４２とを有する。
【００６３】
異常処理部３４１は、現在設定されている警備モードにしたがって異常処理を行う。
本実施形態では、警備モードには、警備セットモードと警備解除モードが含まれる。
警備セットモードは、例えば、夜間、休日など、警備システム１が設置された建物及びその周囲に設定された監視領域を含む監視区域が無人となるときに設定される。
異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備セットモードであることを示している場合、何れかの物体検出センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信したとき、受信した異常信号と、警備装置３または警備装置３が設置された建物の識別コードとを含む異常通報信号を生成する。そして異常処理部３４１は、センタ通信部３５を介して監視センタ装置６へ異常通報信号を送信する。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を、受信した異常信号に応じて修正する。あるいは、異常処理部３４１は、操作部３１を介して何れかの物体検出センサ２の異常が解消されたことを示す操作信号を受信した場合、その物体検出センサ２に対応する現状態情報を、正常状態であることを示すように修正してもよい。
【００６４】
一方、警備解除モードは、例えば、平日の昼間など、監視区域内に正当な権限を有する利用者が居る場合に設定される。異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備解除モードであることを示している場合、何れかの物体検出センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信すると、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。しかし異常処理部３４１は、監視センタ装置６への異常通報信号を送信しない。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を修正しない。
【００６５】
モード設定部３４２は、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定する。具体的には、モード設定部３４２は、操作部３１から受け取った利用者の識別番号及び暗証番号が、記憶部３３に記憶されている何れかの利用者の識別番号及び暗証番号と一致すると、警備モードの変更を許可する。そしてモード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備セットモードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備セットモードを表す値に書き換える。一方、モード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備解除モードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備解除モードを表す値に書き換える。
【００６６】
なお、記憶部３３が、センサ状態情報を記憶している場合、モード設定部３４２は、そのセンサ状態情報を参照して、各センサが正常動作している場合に限り警備モードを警備セットモードに設定してもよい。そしてセンサ状態情報が、何れかのセンサが故障中であることを表している場合、モード設定部３４２は、図示しないモニタまたはスピーカを通じて、警備セットモードに設定できないこと、及び故障中であるセンサを通知してもよい。
【００６７】
センタ通信部３５は、警備装置３を公衆通信回線５に接続するためのインターフェース回路を有する。そしてセンタ通信部３５は、例えば、監視センタ装置６へ異常通報する場合、制御部３４の制御に従って、警備装置３と監視センタ装置６間の接続処理を行う。そしてセンタ通信部３５は、警備装置３と監視センタ装置６間で接続が確立された後、制御部３４から受け取った異常通報信号を公衆通信回線５を介して監視センタ装置６へ送信する。センタ通信部３５は、異常通報信号の送信が終わると、警備装置３と監視センタ装置６間の接続を開放する処理を行う。
【００６８】
以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサは、走査方位ごとに距離値の時間軸方向の変化を統計的に調べることで、監視領域内、あるいは監視領域近傍に設置された植栽またはネットなどの既設物が揺れている走査方位が含まれる揺れ領域を特定することができる。そしてこの物体検出センサは、揺れ領域における、監視領域内への侵入物体の検出基準を、揺れ領域以外の領域に対する検出基準よりも厳格に設定することで、既設物の揺れによる侵入物体の誤検出を抑制しつつ、侵入物体を既設物の揺れと区別して検出できる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
例えば、揺れ領域判定部は、揺れカウンタが揺れ判定閾値Thc以上となった走査角度そのものを揺れ領域としてもよい。あるいは揺れ領域判定部は、分散値が分散閾値Thv以上となった走査方位そのものを、揺れ領域としてもよい。この場合、分散処理部は、分散値そのものを用いても正確に揺れ領域を判定できるように、分散値を算出するための所定回数を、上記に実施形態よりも多く、例えば、10分〜1時間程度の期間において走査が実行される回数に設定してもよい。
また揺れ観測部は、着目する走査角度の分散値が分散閾値以上となった走査について、その旨を表すフラグをその走査及び着目する走査角度と関連付けて記憶部に記憶してもよい。この場合、揺れ領域判定部は、直近の一定期間T（例えば、10分間）に行われた各走査に対する上記のフラグの数を走査角度ごとに集計し、その合計が所定の閾値（例えば、T/2に相当する走査回数）以上となった走査角度を揺れ領域としてもよい。
また、特徴抽出部は、距離変化量として、走査角度ごとに二つの測距データ間で距離値の差分値を算出する代わりに、走査角度ごとに時間軸方向の距離微分値を算出するようにしてもよい。この場合、距離変化量として求めた距離微分値について分散処理部にてバラツキ度が算出され、距離微分値から算出されたバラツキ度に基づいて、揺れ観測部及び揺れ領域判定部により揺れ領域が特定される。
【００７０】
また、分散処理部は、走査角度ごとの距離変化量の分散値を算出する代わりに、距離変化量の標準偏差をバラツキ度として求めてもよい。そして揺れ観測部は、標準偏差が所定の標準偏差閾値以上となる場合に揺れカウンタを1加算し、標準偏差が所定の標準偏差閾値未満となる場合に揺れカウンタを1減算してもよい。この場合、標準偏差閾値は、上記の分散閾値の平方根に設定される。
また検知部は、近赤外光線以外の探査信号、例えば、可視光線、超音波、またはミリ波などを探査信号として照射するものでもよい。
このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 警備システム
２ 物体検出センサ
３ 警備装置
４ 通信回線
５ 公衆通信回線
６ 監視センタ装置
２１ 検知部
２２ 通信部
２３ 記憶部
２４ 制御部
２５ 筺体
２６ 監視窓
２１１ レーザ発振部
２１２ 走査鏡
２１３ 駆動部
２１４ 受光部
２１５ 測距データ生成部
２４１ 特徴抽出部
２４２ 分散処理部
２４３ 揺れ観測部
２４４ 揺れ領域判定部
２４５ 侵入判定部
３１ 操作部
３２ センサインターフェース部
３３ 記憶部
３４ 制御部
３５ センタ通信部
３４１ 異常処理部
３４２ モード設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探査信号を監視領域内に照射して、その反射信号を受信することで、監視領域内へ侵入した物体を検出する物体検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、屋外などの広域な監視領域に侵入した物体を検出するために、赤外光線、可視光線、超音波などの探査信号を監視領域内に照射して、監視領域内の物体からの反射信号を受信することにより、監視領域内の物体を検出する物体検出センサが開発されている。
そのような物体検出センサの一例は、光距離計の光を２次元スキャンさせるスキャン角度によって監視領域を設定し、監視領域内の侵入者を検知したとき、侵入者までの距離データ及び角度データを求め、その距離データ及び角度データにより侵入者の位置を算出する（例えば、特許文献１を参照）。そして特許文献１に開示されたセンサは、その位置を表す位置データによりカメラを旋回させて、侵入者の画像データをモニタに表示させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、屋外環境は一定ではなく、逐次変化し得る。例えば、監視領域内に植栽またはネットなど、一部が固定されていない既設物が存在する場合、風によってその既設物が揺れることがある。そのため、特許文献１に開示されているセンサのように、単純に距離データが変化すること、または移動量に基づいて監視領域内に侵入した不審物体を検出すると、このような既設物の揺れを不審物体の移動として誤検出してしまう可能性がある。特に強風時には、揺れが生じる既設物が多くなることで、センサによって距離の変化が検知される範囲が広くなったり、既設物の揺れによる距離の変化が大きくなる。その結果、物体検出センサが、揺れが生じた既設物を不審物体として誤検出することが多発してしまうおそれがあった。
一方で、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を防ぐために、常に不審物体として判定する基準を厳格に設定すると、物体検出センサが真に検出すべき不審物体の検出に失敗してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出可能な物体検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの形態として、監視領域に侵入した不審物体を、監視領域内で揺れる既設物と区別して検出する侵入判定部を有する物体検出センサが提供される。この物体検出センサは、監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位とその複数の走査方位のそれぞれに対応する物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部と、複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部と、複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部と、バラツキ度に応じて、複数の走査方位のうち揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部とを有する。
【０００７】
またこの物体検出センサは、複数の走査方位のうち、バラツキ度が所定の閾値以上となった回数を計数する揺れ観測部をさらに有することが好ましい。そして揺れ領域判定部は、複数の走査方位のうち、そのバラツキ度が所定の閾値未満となった回数に対してバラツキ度が所定の閾値以上となった回数が所定回数以上多い特定走査方位を揺れ領域に含まれると判定することが好ましい。
【０００８】
さらに、揺れ領域判定部は、特定走査方位を揺れ領域候補として検出し、揺れ領域候補のうちの隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求め、揺れ領域候補グループに含まれる揺れ領域候補の数が２以上の所定数以上となる場合、その揺れ領域候補グループを揺れ領域とすることが好ましい。
【０００９】
また侵入判定部は、複数の走査方位のそれぞれについて、監視領域に不審物体が存在しないときに生成された測距データである基準データの距離値から最新の測距データの距離値を減算した接近距離を求め、複数の走査方位のうち揺れ領域内に含まれない走査方位について、接近距離が第１の閾値以上である場合にその走査方位を不審物体候補点とし、一方、複数の走査方位のうち揺れ領域内に含まれる走査方位について、接近距離が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合にその走査方位を不審物体候補点とし、検出された不審物体候補点が連結されたグループに相当する走査方位に不審物体が存在すると判定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る物体検出センサは、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサを備えた警備システムの全体構成図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサの概略構成図である。
【図３】（ａ）は、植栽及び不審人物が存在する監視領域の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）において植栽が存在する領域に対応する走査角度における距離値の時間変動を示す概略図であり、（ｃ）は、（ａ）において不審人物が存在する領域に対応する走査角度における距離値の時間変動を示す概略図である。
【図４】特徴抽出処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】分散値算出処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】揺れ領域判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は、最新の測距データの一例を表し、（ｂ）は、基準データの一例を表し、（ｃ）は、走査角度ごとに、最新の測距データの距離値から基準データの距離値を引いた差分値の一例を表す。
【図８】侵入判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】侵入判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図１０】物体検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】警備装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一つの実施形態である物体検出センサを、図を参照しつつ説明する。この物体検出センサは、所定周期で監視領域の一端から他端までを探査信号で走査して、物体により反射された探査信号である反射信号を受信することにより、物体検出センサから見た方位を表す走査方位ごとに物体までの距離を測定した測距データを、１回の走査ごとに作成する。そしてこの物体検出センサは、走査方位ごとに距離値の時間的な変化を統計的に調べることで、監視領域内、あるいは監視領域近傍に設置された植栽またはネットなどの既設物が揺れている走査方位が含まれる揺れ領域を特定する。そしてこの物体検出センサは、揺れ領域における、監視領域内へ侵入した不審物体の検出基準を、揺れ領域以外の領域における検出基準よりも厳格に設定することで、既設物の揺れによる不審物体の誤検出を抑制しつつ、不審物体を既設物の揺れと区別して検出する。
【００１３】
図１は、一つの実施形態に係る物体検出センサを備えた警備システムの全体システム構成を示す図である。図１に示すように、警備システム１は、建物１０１の敷地の一部に設定された監視領域１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ監視するように、建物１０１の周囲の３面において、それぞれ、建物１０１の屋外壁面またはポールなどに固定設置された３台の物体検出センサ２と、各物体検出センサ２と通信回線４を通じて接続され、建物１０１内に設置される警備装置３とを有する。
【００１４】
各物体検出センサ２は、監視領域１０２ａ〜１０２ｃ内に侵入した不審人物、不審車両といった不審物体を検知すると、侵入異常が発生したことを表す侵入異常信号を警備装置３へ送信する。侵入異常とは、監視領域１０２ａ〜１０２ｃ内に不審物体が侵入することにより、監視対象の建物１０１及び監視領域１０２ａ〜１０２ｃを含む監視区域の保全が損なわれ得る場合に相当する異常である。さらに各物体検出センサ２は、侵入異常信号とともに、物体検出センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。
警備装置３は、公衆通信回線５を介して監視センタ内に配置された監視センタ装置６と通信可能となっている。そして警備装置３は、何れかの物体検出センサ２から侵入異常信号を受信すると、その侵入異常信号を、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された建物の識別番号とともに、監視センタ装置６へ送信する。
【００１５】
なお、警備システム１が有する物体検出センサ２の数は３台に限られない。物体検出センサ２の数は、監視しようとする領域の形状、大きさ及びその領域内に予め存在する遮蔽物などに応じて適宜決定される。また物体検出センサ２の設置位置も、監視しようとする領域の形状または建物の位置及び形状などに応じて適宜設定される。
【００１６】
図２は、物体検出センサ２の概略構成図である。物体検出センサ２は、監視領域内に侵入した不審物体を検出する。そのために、物体検出センサ２は、検知部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。これらの各部は、金属または樹脂などによって形成された筺体２５に収容される。筺体２５の前面、すなわち、監視領域に向けられる側の面には、ガラスまたは透明プラスチックといった透光性を有する部材よりなる監視窓２６が設けられている。本実施形態では、監視窓２６は、検知部２１を略中心とする円弧状に形成されており、検知部２１を通る水平面における監視窓２６の表面上の各点と検知部２１間の距離は略同一となっている。しかし、他の実施形態では、監視窓２６は、平面状に形成されてもよい。
【００１７】
検知部２１は、探査信号を監視領域内へ照射し、反射信号を受光する。そして検知部２１は、反射信号を解析することにより、走査方位ごとに、物体検出センサ２から探査信号を反射した物体までの距離の測定値を含む測距データを作成する。そのために、検知部２１は、例えば、レーザ発振部２１１と、走査鏡２１２と、駆動部２１３と、受光部２１４と、測距データ生成部２１５とを有する。
【００１８】
レーザ発振部２１１は、探査信号として、例えば、約890nmの波長を持つ近赤外線のパルスレーザを発振する。そしてこのパルスレーザは走査鏡２１２へ向けて出力される。またレーザ発振部２１１は、測距データ生成部２１５へ、パルスレーザの位相情報を出力する。
走査鏡２１２は、例えば、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーであり、駆動部２１３により駆動されてその反射面の向きを変えることにより、一定周期（例えば、30msec）ごとにパルスレーザで監視領域全体を走査する。
【００１９】
本実施形態では、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、物体検出センサ２を中心とする所定の中心角度を持つ扇状の監視領域を、パルスレーザで水平に走査するように配置される。なお、所定の中心角度は、例えば、180°に設定される。走査鏡２１２で反射されたパルスレーザは、物体検出センサ２の筺体２５の前面に設けられた監視窓２６を通って、物体検出センサ２の外部へ向けて照射される。
なお、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、探査信号であるパルスレーザが、水平面に対して所定の俯角を持ち、物体検出センサ２から離れるほどパルスレーザが地面に近づくように配置されてもよい。
また、監視領域の走査は、監視領域の一方の端部から他方の端部まで同一方向に繰り返しパルスレーザを走査することによって行ってもよく、あるいは、１回の走査ごとにパルスレーザを走査する向きを反転させて行ってもよい。
【００２０】
駆動部２１３は、例えば、モータと、そのモータにより生じた回転駆動力を走査鏡２１２の回転軸に伝達する機構と、モータを制御するための回路とを有し、走査鏡２１２を走査周期に応じた等回転速度で回転駆動する。
また駆動部２１３は、現時点でパルスレーザが照射されている方向を表す角度情報を測距データ生成部２１５へ通知する。
【００２１】
受光部２１４は、例えば、CCD、CMOSまたはフォトダイオードといった受光素子を有し、レーザ発振部２１１の近傍に配置される。そして受光部２１４は、監視窓２６及び走査鏡２１２を介して、探査信号が照射された走査方位に沿って到来する反射信号を受光する。そして受光部２１４は、反射信号の強度に応じた値を持つ受光信号を測距データ生成部２１５へ出力する。
【００２２】
測距データ生成部２１５は、走査方位ごとに、物体検出センサ２から反射信号を反射した物体までの距離を測定し、走査方位とその距離との関係を表す測距データを生成する。そのために、測距データ生成部２１５は、プロセッサ及びその周辺回路を有する。そして測距データ生成部２１５は、例えば、Time Of Flight法に従って、受光信号から求めた反射信号の位相とレーザ発振部２１１から出力されたパルスレーザの位相との差を求め、その差に基づいて距離を測定する。なお、ある走査方位において受光部２１４が所定時間以内に反射回帰光を受光しない場合には、測距データ生成部２１５は、その走査方位にはパルスレーザの到達可能範囲内に物体が存在しないと判断し、その走査方位についての距離を、その旨を表す予め設定された擬似値とする。この擬似値は、例えば、物体検出センサ２から監視領域の外縁までの距離、またはパルスレーザ光による有効測定距離以上の適当な値に設定される。
【００２３】
測距データ生成部２１５は、１回の走査ごとに１個の測距データを生成する。そして１個の測距データには、例えば、監視領域全体に相当する角度範囲を所定の角度間隔で割った数に１を加えた数の走査角度と、その走査角度における距離が含まれる。例えば、監視領域全体に相当する角度範囲が180°であり、隣接する走査角度間の間隔が0.25°であれば、一つの測距データには、721個の走査角度と距離の組が含まれる。走査角度は、物体検出センサ２の設置位置を原点とし、所定の基準方位と走査方位とがなす角を表す。例えば、物体検出センサ２から監視領域を向いたときの正面方向が基準方位に設定され、基準方位に対して左右均等に90°ずつの角度範囲となるように監視領域が設定されると、走査角度は-90°〜90°の範囲内の値となる。
【００２４】
なお、検知部２１は、探査信号を水平及び垂直方向に２次元に走査し、走査方向と測定距離からなる３次元データを得るように構成してもよい。また、測距方法に関しては、公知の様々な方法を採用すればよく、例えば、位相差方式、三角測量方式などが利用できる。
検知部２１は、１回の走査が終了する度に、その走査について生成した測距データを制御部２４へ出力する。
【００２５】
通信部２２は、物体検出センサ２を通信回線４を介して警備装置３と通信可能に接続する。そのために、通信部２２は、物体検出センサ２と警備装置３とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そして通信部２２は、制御部２４により生成された侵入異常信号を警備装置３へ送信する。その際、通信部２２は、それらの信号とともに、物体検出センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。
【００２６】
記憶部２３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、物体検出センサ２で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。記憶部２３に記憶される情報には、例えば、監視領域情報と、基準データと、現状態情報とがある。さらに記憶部２３は、過去一定期間内に生成された測距データを記憶してもよい。
【００２７】
監視領域情報は、各物体検出センサ２が監視対象とする監視領域の範囲を示す情報であり、例えば、物体検出センサ２を中心として探査信号を走査する角度範囲と、所定の角度間隔（例えば、0.25°）で隔てられた走査角度ごとの物体検出センサ２から監視領域の外縁までの距離が含まれる。あるいは、監視領域情報は、物体検出センサ２の設置位置を原点とする２次元座標における、監視領域外縁上の所定距離で隔てられたサンプリング点ごとの位置、または監視領域外縁の座標を表す式の係数を含んでもよい。
監視領域情報は、例えば、物体検出センサ２の設置時、監視領域の画定時あるいは変更時などに、例えば通信部２２を介して接続される設定用端末（図示せず）または操作部（図示せず）を介して入力される。あるいは、監視領域情報は、物体検出センサ２の起動時など、監視領域内に予め存在する物体以外の他の物体が存在しないときに生成された測距データとしてもよい。
【００２８】
基準データは、監視領域内に侵入した不審物体を検出するために用いられる、監視領域内に予め存在する物体以外の他の物体が存在しないときに生成された測距データである。基準データは、例えば、物体検出センサ２の起動時、あるいは操作部または設定用端末を介して指示されたタイミングにおいて生成された測距データとすることができる。また制御部２４が、検知部２１により随時生成される測距データに基づいて、走査角度ごとに、過去一定期間内の出現頻度の最も高い距離値を選択し、その選択された距離値に書き換えることにより、基準データを更新してもよい。なお、基準データは、上記の監視領域情報として用いられてもよい。
【００２９】
現状態情報は、現時点における監視領域の状態を表す情報である。現時点において、監視領域が侵入異常が検知された侵入異常状態になっていれば、現状態情報は、侵入異常状態を表す値を持つ。一方、現時点において監視領域が何の異常も検知されていない正常状態であれば、現状態情報は、正常状態であることを表す値を持つ。例えば、侵入異常状態であれば、現状態情報の値は'1'に設定され、正常状態であれば、現状態情報の値は'0'に設定される。なお、現状態情報は、制御部２４が何らかの異常を検知したとき、あるいは、それ以前に検知されていた異常状態が解消したことを検知したとき、もしくは警備員などが設定端末あるいは操作部を介して異常状態が解消したことを示す操作を行ったときに、制御部２４により書き換えられる。
【００３０】
さらに記憶部２３は、揺れ領域を特定するために使用される距離変化量、揺れカウンタ及び揺れ領域候補フラグを記憶する。距離変化量、揺れカウンタ及び揺れ領域候補フラグの詳細については、制御部２４の関連する機能とともに説明する。
【００３１】
制御部２４は、少なくとも一つのプロセッサ、タイマ及びその周辺回路を有する。そして制御部２４は、物体検出センサ２の各部を制御する。また制御部２４は、測距データに基づいて、監視領域内に侵入した不審物体が存在するか否かを判定する。そのために、制御部２４は、特徴抽出部２４１と、分散処理部２４２と、揺れ観測部２４３と、揺れ領域判定部２４４と、侵入判定部２４５とを有する。これらの各部は、例えば、制御部２４が有するプロセッサ上で実行されるソフトウェアにより実現される機能モジュールとして、物体検出センサ２に実装される。
【００３２】
特徴抽出部２４１、分散処理部２４２、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、監視領域内または監視領域近傍に設置された植栽、ネットなどの既設物の揺れが観測される走査方位を含む揺れ領域を特定する。
【００３３】
図３（ａ）は、植栽及び不審人物が存在する監視領域の一例を示す概略図である。図３（ａ）において、物体検出センサ２から照射された、走査角度αにおける探査信号３０１は、植栽３１１によって反射されて物体検出センサ２により検知される。
図３（ｂ）は、走査角度αにおける距離値の時間変動を示す概略図である。図３（ｂ）において、横軸は時間経過を表し、縦軸は距離値を表す。そしてグラフ３２１は、走査角度αにおける距離値の時間変化を表す。植栽３１１が揺れると、探査信号を反射する部位（葉、幹など）が異なったり、あるいは探査信号を反射する部位自体の位置が変動する。そのため、図３（ｂ）に示されるように、植栽３１１が揺れている間、走査角度αにおける距離値は常に変動する。
【００３４】
一方、物体検出センサ２から照射された、走査角度βにおける探査信号３０２は、不審人物３１２によって反射されて物体検出センサ２により検知される。
図３（ｃ）は、走査角度βにおける距離値の時間変動を示す概略図である。図３（ｃ）において、横軸は時間経過を表し、縦軸は距離値を表す。そしてグラフ３２２は、走査角度βにおける距離値の時間変化を表す。不審人物３１２は、元々監視領域内に存在するのではなく、監視領域外から侵入し、何らかの不正行為をなす目的を持って監視領域内を移動する。そのため、図３（ｃ）に示されるように、走査角度βにおける距離値は、不審人物３１２がその走査角度βに相当する位置にいる期間３３１だけ、不審人物３１２が存在しない場合よりも近い値となる。そして不審人物３１２が存在しない期間３３２では、探査信号を反射する物体は固定されているため、距離値の時間変動はほとんど無い。
【００３５】
上記のように、揺れる既設物が存在する領域に対応する走査角度と、そのような既設物が存在しない領域に対応する走査角度とでは、観測される距離値の時間変動特性が異なる。
そこで特徴抽出部２４１は、制御部２４が測距データを受け取る度に、その測距データと過去に取得された測距データを比較して、走査角度ごとに既設物の揺れに応じた時間軸方向の距離変化の特徴を抽出する。
本実施形態では、特徴抽出部２４１は、距離変化の特徴として、時間方向における距離値の変化量、例えば、連続する走査で取得された二つの測距データ間で、走査角度ごとに距離値の差分値を算出する。なお、特徴抽出部２４１は、所定周期おき（例えば、1〜数周期おき）に取得された二つの測距データ間で走査角度ごとに距離値の差分値を算出してもよい。
また特徴抽出部２４１は、距離値の差分値の絶対値が、既設物の揺れによって想定される一走査周期における距離値の変化の最大値に相当する所定の閾値Th1（例えば、1000mm）以上となる場合、その差分値を0に置換してもよい。あるいは、特徴抽出部２４１は、その差分値を直近の所定回数（例えば30回）の走査について求められた距離値の差分値の平均値に置換してもよい。この閾値Th1以上となるほど距離値の差分値の絶対値が大きい場合、その走査角度に相当する位置に不審物体が侵入し、その不審物体の通過によって距離値が変化した可能性が高いためである。これにより、後述する分散処理部２４２により求められる、揺れ領域を特定するための指標として用いられる分散値が、当該走査角度については揺れ領域と判定され難い値となる。そのため、特徴抽出部２４１は、不審物体の検出に失敗する可能性を低下させることができる。
特徴抽出部２４１は、各走査角度における距離値の差分値を、距離変化量として記憶部２３に書き込む。
【００３６】
図４は、特徴抽出部２４１により実行される特徴抽出処理の動作を示すフローチャートである。なお、特徴抽出部２４１は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に特徴抽出処理を実行する。
特徴抽出部２４１は、制御部２４から最新の測距データを受け取ると、記憶部２３から１回前の走査の測距データを過去測距データとして読み込む（ステップＳ１０１）。
特徴抽出部２４１は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定する（ステップＳ１０２）。そして特徴抽出部２４１は、着目走査角度について、最新の測距データに含まれる距離値と過去測距データに含まれる距離値との差分値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
特徴抽出部２４１は、距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1以上か否か判定する（ステップＳ１０４）。距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1以上である場合、特徴抽出部２４１は着目する走査角度の距離値の差分値を0に置換する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０５の後、あるいはステップＳ１０４にて距離値の差分値の絶対値が所定の閾値Th1未満である場合、特徴抽出部２４１は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ１０６）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、特徴抽出部２４１は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、特徴抽出部２４１は、各走査角度について求めた距離値の差分値を、その走査角度の距離変化量として記憶部２３に記憶する（ステップＳ１０７）。そして特徴抽出部２４１は、特徴抽出処理を終了する。なお、ステップＳ１０４及びＳ１０５の処理は省略されてもよい。
【００３８】
分散処理部２４２は、揺れ領域を特定するための指標として、走査角度ごとに、時間的な距離変化量のバラツキ度を算出する。例えば、分散処理部２４２は、各走査角度について、直近の所定回数（例えば、30回）の走査について求められた距離変化量を記憶部２３から読み出し、その距離変化量の分散値をバラツキ度として算出する。
既設物の揺れの無い、静的な走査角度については、距離値の差分値もほぼ0に集中しているので、この分散値は非常に小さな値となる。しかし、このような静的な走査角度に相当する監視領域内の位置を不審物体が横切ると、その横切った時点において距離値が瞬間的に変化するので、距離値の差分値もパルス的に一瞬大きな値となる。したがって、上記のように、距離値の差分値の絶対値が閾値Th1以上となってもその差分値を0に置換しなければ、分散値も、不審物体が横切った時点を含む期間だけ大きな値となる。
一方、既設物が揺れている領域に対応する走査角度では、距離値は既設物が揺れている間変化するので、距離値の差分値の絶対値も常にある程度の大きさを持つ。そして一般的に、既設物の揺れによる距離変化量は時間ごとに変化するので、距離値の差分値の大きさも一定ではない。その結果、分散値は、既設物が揺れている期間においては常に一定以上大きな値となる。
分散処理部２４２は、走査角度ごとに求めた分散値を記憶部２３に書き込む。
【００３９】
図５は、分散処理部２４２により実行される分散値算出処理の動作を示すフローチャートである。なお、分散処理部２４２は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に分散値算出処理を実行する。
分散処理部２４２は、記憶部２３から直近の所定回数の走査について求められた各走査角度の距離変化量を読み込む（ステップＳ２０１）。
分散処理部２４２は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定する（ステップＳ２０２）。そして分散処理部２４２は、着目走査角度における距離変化量の分散値を算出する（ステップＳ２０３）。なお、分散値σ2は、次式で表される。
σ2 ＝ Σ(si-sav)2/n
なお、siは、着目走査角度における各走査で算出された距離変化量であり、savは、着目走査角度における距離変化量の平均値であり、nは上記の所定回数である。
分散処理部２４２は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ２０４）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、分散処理部２４２は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、分散処理部２４２は、各走査角度について求めた分散値を記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０５）。そして分散処理部２４２は、分散値算出処理を終了する。
【００４０】
揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、既設物の揺れによって物体検出センサ２からの距離が時間的に変化する走査方位を含む揺れ領域を特定する。
そのために、揺れ観測部２４３は、走査角度αnごとに、距離値の時間的な変動が観測される頻度を表す揺れカウンタCn(n=1,...,M、ただしMは測距データに含まれる走査角度の総数)の値を求める。
本実施形態では、揺れ観測部２４３は、走査角度ごとに、最新の走査周期において求められた分散値を所定の分散閾値Thvと比較する。そして揺れ観測部２４３は、着目する走査角度nについて、分散値が分散閾値Thv以上であれば、その走査角度に対応する揺れカウンタCnの値を1加算する。一方、分散値が分散閾値Thv未満であれば、その走査角度に対応する揺れカウンタCnの値を1減算する。ただし、その減算処理によって揺れカウンタCnの値が0未満になる場合は、揺れカウンタCnの値は0とする。したがって、揺れが継続している期間が長くなるほど、揺れカウンタCnの値は大きくなる。なお、分散閾値Thvは、例えば、既設物について想定される揺れによる距離変化の平均値及び周期に相当する分散値に設定され、例えば、500に設定される。
【００４１】
揺れ領域判定部２４４は、走査角度ごとに求められた揺れカウンタCnの値に基づいて揺れ領域を特定する。
本実施形態では、揺れ領域判定部２４４は、揺れカウンタCnが所定の揺れ判定閾値Thc以上となった走査角度（本発明における特定走査方位）を、揺れ領域に含まれる可能性の有る揺れ領域候補として検出する。すなわち、着目走査角度について、分散値が分散閾値Thv以上となった回数が分散閾値Thv未満となった回数よりも揺れ判定閾値Thc以上多くなると、その着目走査角度は揺れ領域候補とされる。なお、揺れ判定閾値Thcは、例えば、20（すなわち、走査周期の20倍に相当する期間）に設定される。この揺れ判定閾値Thcは、揺れカウンタCnが交互に加算、減算を繰り返した場合には到達しない値として、少なくとも複数回連続して揺れカウンタCnが加算されたこと（すなわち、連続して揺れている）を判定する値とすることが好ましく、特に、連続的に揺れカウンタCnが加算された場合であっても到達するまでに一定周期観察可能となる値とすることが好適となる。
また既設物が揺れている場合、その既設物がある程度の大きさを有するので、距離値が変動する領域は一定の幅を持つ。そこで揺れ領域判定部２４４は、隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求める。そして揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域候補グループごとに含まれる揺れ領域候補数を求め、その揺れ領域候補数が所定の閾値以上であれば、揺れ領域候補グループを揺れ領域とする。所定の閾値は、2以上、例えば、8（隣接する走査角度の間隔が0.25°である場合、2°に相当）に設定される。なお、物体検出センサ２から監視領域の端までの距離が短いほど、同じ幅を持つ物体に対応する走査角度の範囲は広くなる。そこで、所定の閾値は、監視領域情報を参照して、物体検出センサ２から監視領域の端までの距離が短い走査角度ほど大きな値となるように、走査角度ごとに設定されてもよい。この場合、揺れ領域候補グループの中心に位置する走査角度に対応する閾値、あるいは揺れ領域候補グループに含まれる走査角度に対応する閾値のうちの最大値または最小値を、その揺れ領域候補グループが揺れ領域か否かを判定するために利用される閾値としてもよい。
【００４２】
図６は、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４により実行される揺れ領域判定処理の動作を示すフローチャートである。なお、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に揺れ領域判定処理を実行する。
制御部２４は、記憶部２３から各走査角度の分散値を読み出す（ステップＳ３０１）。
制御部２４は、最新の測距データに含まれる走査角度のうち、未着目の走査角度を着目走査角度に設定し、着目走査角度の分散値を揺れ観測部２４３へ渡す（ステップＳ３０２）。そして揺れ観測部２４３は、着目走査角度における分散値が分散閾値Thv以上か否か判定する（ステップＳ３０３）。分散値が分散閾値Thv以上であれば、揺れ観測部２４３は、着目走査角度の揺れカウンタCnに1加算する（ステップＳ３０４）。一方、分散値が分散閾値Thv未満であれば、揺れ観測部２４３は、着目走査角度の揺れカウンタCnから1減算する（ステップＳ３０５）。
【００４３】
ステップＳ３０４またはＳ３０５の後、揺れ領域判定部２４４は、揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc以上か否か判定する（ステップＳ３０６）。揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc以上であれば、揺れ領域判定部２４４は、着目走査角度に対応する揺れ領域候補フラグを、着目走査角度が揺れ領域候補であることを表す値（以下では、便宜上'ON'と表記する）に設定する（ステップＳ３０７）。一方、揺れカウンタCnが揺れ判定閾値Thc未満であれば、揺れ領域判定部２４４は、着目走査角度に対応する揺れ領域候補フラグを、着目走査角度が揺れ領域候補ではないことを表す値（以下では、便宜上'OFF'と表記する）に設定する（ステップＳ３０８）。
制御部２４は、全ての走査角度を着目走査角度に設定したか否か判定する（ステップＳ３０９）。何れかの走査角度が着目走査角度に設定されていなければ、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、ステップＳ３０２〜Ｓ３０９の処理を繰り返す。
一方、全ての走査角度が既に着目走査角度に設定されている場合、揺れ領域判定部２４４は、例えば、ラベリング処理を行って、隣接する揺れ領域候補（すなわち、揺れ領域候補フラグが'ON'に設定された走査角度）同士を連結して一つの揺れ領域候補グループとする（ステップＳ３１０）。
揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域候補グループのうち、その揺れ領域候補グループに含まれる揺れ領域候補の数が所定の閾値以上となるグループを揺れ領域として特定する（ステップＳ３１１）。そして揺れ領域判定部２４４は、特定された揺れ領域の位置を表す情報、例えば、その揺れ領域の両端の走査角度、あるいは、その揺れ領域の一端の走査角度と、その揺れ領域に含まれる走査角度の数を揺れ領域情報として記憶部２３に記憶する。
ステップＳ３１１の後、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域判定処理を終了する。
【００４４】
侵入判定部２４５は、最新の測距データを受け取る度に、その最新の測距データと基準データを比較して、物体までの距離が相違しているところを抽出することで、監視領域内に侵入した不審物体を検知する。その際、侵入判定部２４５は、揺れ領域における不審物体の検出基準を、その他の領域における不審物体の検出基準よりも厳格化する。
【００４５】
図７（ａ）は、最新の測距データの一例を表し、図７（ｂ）は、基準データの一例を表す。また図７（ｃ）は、走査角度ごとに、最新の測距データの距離値から基準データの距離値を引いた差分値の一例を表す。図７（ａ）〜（ｃ）において、横軸は走査角度を表し、縦軸は距離値を表す。そして各点は、それぞれ、横軸で示された走査角度における距離値の測定値を表す。特に、図７（ａ）における点７０１〜７０３は、不審物体がいる走査角度の距離値を表す。また点７０４、７０５は、揺れ領域に含まれる走査角度の距離値を表す。その他の点は、固定された既設物までの距離値を表す。また図７（ｂ）における点７１１〜７１３は、監視領域内に不審人物が存在しない場合の図７（ａ）の点７０１〜７０３と対応する走査角度の距離値を表す。また点７１４、７１５は、図７（ａ）の点７０４、７０５に対応する走査角度の距離値を表す。そして図７（ｃ）における点７２１〜７２３は、距離値７０１〜７０３と距離値７１１〜７１３間の差分値を表す。同様に、点７２４、７２５は、距離値７０４、７０５と距離値７１４、７１５間の差分値を表す。
図７（ｃ）に示されるように、固定された既設物のみが存在する走査角度では、距離値の差分値の絶対値は小さな値となる。これに対して、不審物体が存在する領域７３０に含まれる走査角度では、距離値の差分値は負の値となり、かつ、その差分値の絶対値は、固定された既設物のみが存在する走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりも大きな値となる。また、揺れ領域に含まれる走査角度についても、距離値の差分値の絶対値は、固定された既設物のみが存在する走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりも大きな値となる。しかし揺れ領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値は、固定されていない既設物の揺れによって生じる距離値の最大変動幅以下の小さな値となる。このため、揺れ領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値は、監視領域内を自在に動き回ることができる不審物体が存在する領域に含まれる走査角度についての距離値の差分値の絶対値よりは、小さな値となる傾向が強い。
そこで、侵入判定部２４５は、上記の距離値の差分値の正負を反転させた値、すなわち、基準データの距離値から最新の測距データで観測された距離値を減算した値である接近距離に基づいて、監視領域内に不審人物が存在する可能性のある走査角度を検出する。この接近距離は、着目する走査角度において、最新の測距データ取得時に探査信号を反射した物体が、基準データ取得時に探査信号を反射した物体よりも物体検出センサ２に接近した距離を表す。その際、侵入判定部２４５は、揺れ領域については、不審物体が存在する可能性がある走査角度を検出するための接近距離についての閾値を、揺れ領域以外の領域における閾値よりも大きい値とする。
【００４６】
図８及び図９は、侵入判定部２４５により実行される侵入判定処理の動作フローチャートである。侵入判定部２４５は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に以下の侵入判定処理を実行する。
侵入判定部２４５は、未着目の走査角度の中から、着目する走査角度を設定する（ステップＳ４０１）。そして侵入判定部２４５は、着目する走査角度について、基準データに含まれる距離値から測距データに含まれる距離値を減算して接近距離Δを算出する（ステップＳ４０２）。
侵入判定部２４５は、記憶部２３に記憶されている揺れ領域情報を参照して、着目する走査角度が揺れ領域に含まれるか否か判定する（ステップＳ４０３）。着目する走査角度が揺れ領域に含まれない場合、侵入判定部２４５は、接近距離Δが所定距離L1以上か否か判定する（ステップＳ４０４）。なお、所定距離L1は、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値に相当する値、例えば、15cmに設定される。接近距離が所定距離L1以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する走査角度を侵入物体候補点として抽出する（ステップＳ４０６）。一方、ステップＳ４０４にて、接近距離ΔがL1未満であれば、着目走査点を侵入物体候補点に設定しない。
【００４７】
またステップＳ４０３にて、着目する走査角度が揺れ領域に含まる場合、侵入判定部２４５は、接近距離Δが所定距離L2以上であるか否か判定する（ステップＳ４０５）。なお、所定距離L2は、所定距離L1よりも大きい値、例えば、監視領域内または監視領域近傍に存在する既設物が強風などによって揺れることにより生じる距離変動の最大値よりも大きい値、例えば、2mに設定される。接近距離Δが所定距離L2以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する走査角度を侵入物体候補点として抽出する（ステップＳ４０６）。一方、ステップＳ４０５にて、接近距離ΔがL2未満であれば、着目走査点を侵入物体候補点に設定しない。
【００４８】
侵入判定部２４５は、未着目の走査角度が有るか否か判定する（ステップＳ４０７）。未着目の走査角度が有れば、侵入判定部２４５は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７の処理を繰り返す。
一方、未着目の走査角度がなければ、侵入判定部２４５は、隣接する侵入物体候補点についての距離値の差が所定値以内であれば、その隣接する侵入物体候補点を一つのグループにまとめるよう、ラベリング処理を行う（ステップＳ４０８）。なお、この所定値は、例えば10cmに設定される。
そして侵入判定部２４５は、グループごとの幅を求める（ステップＳ４０９）。例えば、グループの幅Wgは、余弦定理に従って、次式で算出される。
【数１】
ただし、d1は、グループの一方の端の侵入物体候補点における距離値であり、d2は、他方の端の侵入物体候補点における距離値である。またθは、測距データに含まれる、隣接する走査角度間の間隔である。そしてnは、そのグループに含まれる侵入物体候補点の数である。
【００４９】
侵入判定部２４５は、ラベリング処理によって作成されたグループのうち、グループの幅Wgが所定幅以上となるグループを、不審物体の可能性がある侵入物体候補グループとして選択する（ステップＳ４１０）。この所定幅も、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値、例えば、15cmに設定される。
侵入判定部２４５は、侵入物体候補グループの中心の侵入物体候補点に相当する走査角度及びその侵入物体候補点における距離値を、物体検出センサ２を原点とするその侵入物体候補グループの位置とし、その侵入物体候補グループの位置及び対応する測距データの取得時間を記憶部２３に記憶する。
【００５０】
図９に示されるように、侵入判定部２４５は、最新の測距データから求めた侵入物体候補グループのうち、未だ着目する侵入物体候補グループに設定されていないグループの中から着目する侵入物体候補グループを決定する（ステップＳ４１１）。そして侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループと、１回〜数回前の測距データについて求められた侵入物体候補グループである過去候補グループとの間でトラッキング処理を行って、着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ４１２）。なお、トラッキング処理として、公知の様々なトラッキング処理の何れかを採用できる。例えば、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループの位置に最も近い過去候補グループの位置を求め、それらの位置の差が、検出しようとする不審物体の想定される移動速度とそれら二つの候補グループの取得時刻の差との積として定められる移動可能距離以下であれば、着目する侵入物体候補グループとその過去候補グループは同一の物体に対応すると判定する。
【００５１】
着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在する場合、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループに対して、その過去候補グループに割り当てられた物体識別番号と同一の物体識別番号を割り当て、その物体識別番号を着目する侵入物体候補グループの位置と関連付けて記憶部２３に記憶する（ステップＳ４１３）。そして侵入判定部２４５は、同一の物体識別番号が割り当てられた、着目する侵入物体候補グループの位置と最も古い侵入物体候補グループの位置間の距離を、着目する侵入物体候補グループに相当する物体の移動距離として算出する（ステップＳ４１４）。
侵入判定部２４５は、その移動距離が所定値以上か否か判定する（ステップＳ４１５）。移動距離が所定値以上であれば、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループは、監視領域に侵入した不審物体によるものであり、侵入異常が生じたと判定する（ステップＳ４１６）。そして侵入判定部２４５は、侵入異常信号を生成し、その侵入異常信号を制御部２４へ通知する。そして侵入判定部２４５は、侵入判定処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ４１２において、着目する侵入物体候補グループに対応する物体と同一の物体に対応する過去候補グループが存在しない場合、侵入判定部２４５は、着目する侵入物体候補グループに対して、何れの過去候補グループに割り当てられた物体識別番号とも異なる新規な物体識別番号を関連付け、記憶部２３に記憶する（ステップＳ４１７）。
ステップＳ４１７の後、あるいはステップＳ４１５において移動距離が所定値未満である場合、侵入判定部２４５は、未着目の侵入物体候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ４１８）。未着目の侵入物体候補グループが存在する場合（ステップＳ４１８−Ｙｅｓ）、侵入判定部２４５は、ステップＳ４１１以降の処理を繰り返す。
一方、全ての侵入物体候補グループが既に着目する侵入物体候補グループに設定されている場合（ステップＳ４１８−Ｎｏ）、侵入判定部２４５は、侵入異常は発生していないと判定する。そして侵入判定部２４５は、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知し、侵入判定処理を終了する。
【００５３】
図１０は、制御部２４により実行される物体検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部２４は、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に物体検出処理を実行する。
制御部２４は、検知部２１から測距データを受け取る（ステップＳ５０１）。そして制御部２４は、測距データを記憶部２３に記憶する。また制御部２４は、測距データを特徴抽出部２４１及び侵入判定部２４５へ渡す。
【００５４】
特徴抽出部２４１は、特徴抽出処理を実行する（ステップＳ５０２）。そして特徴抽出部２４２は、走査角度ごとの距離変化量を求め、その距離変化量を記憶部２３に書き込む。なお特徴抽出処理の詳細は、図４とともに上述したとおりである。
次に、分散処理部２４２は、分散値算出処理を実行する（ステップＳ５０３）。そして分散処理部２４２は、走査角度ごとに、直近の所定周期の距離変化量に基づいて、距離変化量の分散値を算出し、その分散値を記憶部２３に書き込む。なお分散値算出処理の詳細は、図５とともに上述したとおりである。
【００５５】
走査角度ごとの分散値が求まると、揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は、揺れ領域判定処理を実行する（ステップＳ５０４）。そして揺れ観測部２４３及び揺れ領域判定部２４４は揺れ領域を特定する。なお、揺れ領域判定処理の詳細は、図６とともに上述したとおりである。
侵入判定部２４５は、侵入判定処理を実行する（ステップＳ５０５）。そして侵入判定部２４５は、監視領域内に侵入した不審物体を検出すると、侵入異常信号を生成し、制御部２４へ渡す。制御部２４は、侵入異常信号を受け取ったことを示すフラグを記憶部２３に記憶する。また侵入判定部２４５は、侵入異常が生じていないと判定すると、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知する。そして制御部２４は、その通知を受けた時刻を、侵入異常に関する正常復帰時刻として記憶部２３に記憶する。なお、侵入判定処理の詳細は、図８、９とともに上述したとおりである。
【００５６】
制御部２４は、未出力の侵入異常信号が有るか否か判定する（ステップＳ５０６）。例えば、制御部２４は、侵入異常信号を受け取ると、記憶部２３に記憶されている、侵入異常信号の前回送信時刻及び正常復帰時刻を参照する。そして制御部２４は、前回送信時刻後（初期状態においては初期時刻後）に正常復帰時刻が記録されていなければ、未出力であるとする。
未出力の侵入異常信号が有る場合、制御部２４は、その侵入異常信号を通信部２２を介して警備装置３へ出力する（ステップＳ５０７）。そして制御部２４は、その出力時刻を、出力した異常信号に対応する前回送信時刻として記憶部２３に記憶する。
ステップＳ５０７の後、あるいはステップＳ５０６にて侵入異常信号が既に出力されている場合、制御部２４は、物体検知処理を終了する。
【００５７】
さらに、制御部２４は、物体検出センサ２が正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に、通信部２２を介して警備装置３へ送信してもよい。
【００５８】
図１１は、警備装置３の概略構成図である。警備装置３は、操作部３１と、センサインターフェース部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、センタ通信部３５とを有する。
【００５９】
操作部３１は、例えば、複数の操作ボタンを有する。そしてその操作ボタンの何れかを利用者が押下することにより、操作部３１はその操作ボタンに割り当てられた所定の操作信号、または利用者の識別番号及び暗証番号といった各種の入力情報を制御部３４へ出力する。そして利用者は、操作部３１を操作することで、監視対象建物の警備状態を表す警備モードを変更できる。なお、警備モードの詳細については後述する。
【００６０】
センサインターフェース部３２は、警備装置３と物体検出センサ２とを通信可能に接続する。そのために、センサインターフェース部３２は、例えば、警備装置３と物体検出センサ２とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そしてセンサインターフェース部３２は、各種の異常信号及び物体検出センサ２の識別コードなどを物体検出センサ２から通信回線４を介して受信し、制御部３４へ渡す。
また警備装置３は、センサインターフェース部３２を介して、監視対象建物またはその周囲に設置された他のセンサ、例えば、建物の出入口に設置される開閉センサ、建物内に設置される人感センサと接続されていてもよい。この場合、センサインターフェース部３２は、他のセンサからの異常信号を受信して、制御部３４へ渡してもよい。
さらにセンサインターフェース部３２は、物体検出センサ２または他のセンサから、そのセンサが正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に受信し、そのセンサ状態情報を記憶部３３に記憶させてもよい。
【００６１】
記憶部３３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、警備装置３で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。
例えば、記憶部３３は、現在設定されている警備モードを表す警備モード情報、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された監視対象建物の識別番号、利用者の識別番号及び暗証番号を記憶する。また記憶部３３は、何れかの物体検出センサ２から受信した侵入種異常信号及びその侵入異常信号の受信時刻と、侵入異常信号を発した物体検出センサ２の識別番号とを関連付けた異常検知ログを記憶してもよい。さらに記憶部３３は、警備装置３に接続された各物体検出センサ２の現状態を表す現状態情報を記憶してもよい。この現状態情報は、例えば、物体検出センサ２が侵入異常が検出された状態となっているか、または何の異常も検知されていない正常状態となっているかを表す。さらに記憶部３３は、センサ状態情報を記憶してもよい。
【００６２】
制御部３４は、少なくとも一つのプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部３４は、警備装置３の各部を制御する。また制御部３４は、異常処理部３４１と、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定するモード設定部３４２とを有する。
【００６３】
異常処理部３４１は、現在設定されている警備モードにしたがって異常処理を行う。
本実施形態では、警備モードには、警備セットモードと警備解除モードが含まれる。
警備セットモードは、例えば、夜間、休日など、警備システム１が設置された建物及びその周囲に設定された監視領域を含む監視区域が無人となるときに設定される。
異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備セットモードであることを示している場合、何れかの物体検出センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信したとき、受信した異常信号と、警備装置３または警備装置３が設置された建物の識別コードとを含む異常通報信号を生成する。そして異常処理部３４１は、センタ通信部３５を介して監視センタ装置６へ異常通報信号を送信する。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を、受信した異常信号に応じて修正する。あるいは、異常処理部３４１は、操作部３１を介して何れかの物体検出センサ２の異常が解消されたことを示す操作信号を受信した場合、その物体検出センサ２に対応する現状態情報を、正常状態であることを示すように修正してもよい。
【００６４】
一方、警備解除モードは、例えば、平日の昼間など、監視区域内に正当な権限を有する利用者が居る場合に設定される。異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備解除モードであることを示している場合、何れかの物体検出センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信すると、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。しかし異常処理部３４１は、監視センタ装置６への異常通報信号を送信しない。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を修正しない。
【００６５】
モード設定部３４２は、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定する。具体的には、モード設定部３４２は、操作部３１から受け取った利用者の識別番号及び暗証番号が、記憶部３３に記憶されている何れかの利用者の識別番号及び暗証番号と一致すると、警備モードの変更を許可する。そしてモード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備セットモードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備セットモードを表す値に書き換える。一方、モード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備解除モードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備解除モードを表す値に書き換える。
【００６６】
なお、記憶部３３が、センサ状態情報を記憶している場合、モード設定部３４２は、そのセンサ状態情報を参照して、各センサが正常動作している場合に限り警備モードを警備セットモードに設定してもよい。そしてセンサ状態情報が、何れかのセンサが故障中であることを表している場合、モード設定部３４２は、図示しないモニタまたはスピーカを通じて、警備セットモードに設定できないこと、及び故障中であるセンサを通知してもよい。
【００６７】
センタ通信部３５は、警備装置３を公衆通信回線５に接続するためのインターフェース回路を有する。そしてセンタ通信部３５は、例えば、監視センタ装置６へ異常通報する場合、制御部３４の制御に従って、警備装置３と監視センタ装置６間の接続処理を行う。そしてセンタ通信部３５は、警備装置３と監視センタ装置６間で接続が確立された後、制御部３４から受け取った異常通報信号を公衆通信回線５を介して監視センタ装置６へ送信する。センタ通信部３５は、異常通報信号の送信が終わると、警備装置３と監視センタ装置６間の接続を開放する処理を行う。
【００６８】
以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態に係る物体検出センサは、走査方位ごとに距離値の時間軸方向の変化を統計的に調べることで、監視領域内、あるいは監視領域近傍に設置された植栽またはネットなどの既設物が揺れている走査方位が含まれる揺れ領域を特定することができる。そしてこの物体検出センサは、揺れ領域における、監視領域内への侵入物体の検出基準を、揺れ領域以外の領域に対する検出基準よりも厳格に設定することで、既設物の揺れによる侵入物体の誤検出を抑制しつつ、侵入物体を既設物の揺れと区別して検出できる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
例えば、揺れ領域判定部は、揺れカウンタが揺れ判定閾値Thc以上となった走査角度そのものを揺れ領域としてもよい。あるいは揺れ領域判定部は、分散値が分散閾値Thv以上となった走査方位そのものを、揺れ領域としてもよい。この場合、分散処理部は、分散値そのものを用いても正確に揺れ領域を判定できるように、分散値を算出するための所定回数を、上記に実施形態よりも多く、例えば、10分〜1時間程度の期間において走査が実行される回数に設定してもよい。
また揺れ観測部は、着目する走査角度の分散値が分散閾値以上となった走査について、その旨を表すフラグをその走査及び着目する走査角度と関連付けて記憶部に記憶してもよい。この場合、揺れ領域判定部は、直近の一定期間T（例えば、10分間）に行われた各走査に対する上記のフラグの数を走査角度ごとに集計し、その合計が所定の閾値（例えば、T/2に相当する走査回数）以上となった走査角度を揺れ領域としてもよい。
また、特徴抽出部は、距離変化量として、走査角度ごとに二つの測距データ間で距離値の差分値を算出する代わりに、走査角度ごとに時間軸方向の距離微分値を算出するようにしてもよい。この場合、距離変化量として求めた距離微分値について分散処理部にてバラツキ度が算出され、距離微分値から算出されたバラツキ度に基づいて、揺れ観測部及び揺れ領域判定部により揺れ領域が特定される。
【００７０】
また、分散処理部は、走査角度ごとの距離変化量の分散値を算出する代わりに、距離変化量の標準偏差をバラツキ度として求めてもよい。そして揺れ観測部は、標準偏差が所定の標準偏差閾値以上となる場合に揺れカウンタを1加算し、標準偏差が所定の標準偏差閾値未満となる場合に揺れカウンタを1減算してもよい。この場合、標準偏差閾値は、上記の分散閾値の平方根に設定される。
また検知部は、近赤外光線以外の探査信号、例えば、可視光線、超音波、またはミリ波などを探査信号として照射するものでもよい。
このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 警備システム
２ 物体検出センサ
３ 警備装置
４ 通信回線
５ 公衆通信回線
６ 監視センタ装置
２１ 検知部
２２ 通信部
２３ 記憶部
２４ 制御部
２５ 筺体
２６ 監視窓
２１１ レーザ発振部
２１２ 走査鏡
２１３ 駆動部
２１４ 受光部
２１５ 測距データ生成部
２４１ 特徴抽出部
２４２ 分散処理部
２４３ 揺れ観測部
２４４ 揺れ領域判定部
２４５ 侵入判定部
３１ 操作部
３２ センサインターフェース部
３３ 記憶部
３４ 制御部
３５ センタ通信部
３４１ 異常処理部
３４２ モード設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域に侵入した不審物体を、当該監視領域内で揺れる既設物と区別して検出する侵入判定部を有する物体検出センサであって、
前記監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、前記監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位と該複数の走査方位のそれぞれに対応する前記物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部と、
前記複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと該第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部と、
前記複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における前記距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部と、
前記バラツキ度に応じて、前記複数の走査方位のうち、前記揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部と、
を有することを特徴とする物体検出センサ。
【請求項２】
前記複数の走査方位のそれぞれについて、前記バラツキ度が所定の閾値以上となった回数を計数する揺れ観測部をさらに有し、
前記揺れ領域判定部は、前記複数の走査方位のうち、前記バラツキ度が前記所定の閾値未満となった回数に対して前記所定の閾値以上となった回数が所定回数以上多い特定走査方位を前記揺れ領域に含まれると判定する、請求項１に記載の物体検出センサ。
【請求項３】
前記揺れ領域判定部は、前記特定走査方位を揺れ領域候補として検出し、該揺れ領域候補のうちの隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求め、該揺れ領域候補グループに含まれる前記揺れ領域候補の数が２以上の所定数以上となる場合、当該揺れ領域候補グループを前記揺れ領域とする、請求項２に記載の物体検出センサ。
【請求項４】
前記侵入判定部は、前記複数の走査方位のそれぞれについて、前記監視領域に前記不審物体が存在しないときに生成された測距データである基準データの距離値から最新の測距データの距離値を減算した接近距離を求め、前記複数の走査方位のうち前記揺れ領域内に含まれない走査方位について、前記接近距離が第１の閾値以上である場合に当該走査方位を不審物体候補点とし、一方、前記複数の走査方位のうち前記揺れ領域内に含まれる走査方位について、前記接近距離が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合に当該走査方位を前記不審物体候補点とし、検出された前記不審物体候補点が連結されたグループに相当する走査方位に前記不審物体が存在すると判定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の物体検出センサ。
【請求項１】
監視領域に侵入した不審物体を、当該監視領域内で揺れる既設物と区別して検出する侵入判定部を有する物体検出センサであって、
前記監視領域の一端から他端まで探査信号を周期的に走査して、前記監視領域内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位と該複数の走査方位のそれぞれに対応する前記物体までの距離とを対応付けた測距データを走査ごとに生成する検知部と、
前記複数の走査方位のそれぞれについて、第１の測距データと該第１の測距データよりも過去に生成された第２の測距データとの間の距離変化量を算出する特徴抽出部と、
前記複数の走査方位のそれぞれについて、所定期間内における前記距離変化量のバラツキ度を算出する分散処理部と、
前記バラツキ度に応じて、前記複数の走査方位のうち、前記揺れる既設物が存在する揺れ領域に含まれる走査方位を検出する揺れ領域判定部と、
を有することを特徴とする物体検出センサ。
【請求項２】
前記複数の走査方位のそれぞれについて、前記バラツキ度が所定の閾値以上となった回数を計数する揺れ観測部をさらに有し、
前記揺れ領域判定部は、前記複数の走査方位のうち、前記バラツキ度が前記所定の閾値未満となった回数に対して前記所定の閾値以上となった回数が所定回数以上多い特定走査方位を前記揺れ領域に含まれると判定する、請求項１に記載の物体検出センサ。
【請求項３】
前記揺れ領域判定部は、前記特定走査方位を揺れ領域候補として検出し、該揺れ領域候補のうちの隣接する揺れ領域候補を連結して揺れ領域候補グループを求め、該揺れ領域候補グループに含まれる前記揺れ領域候補の数が２以上の所定数以上となる場合、当該揺れ領域候補グループを前記揺れ領域とする、請求項２に記載の物体検出センサ。
【請求項４】
前記侵入判定部は、前記複数の走査方位のそれぞれについて、前記監視領域に前記不審物体が存在しないときに生成された測距データである基準データの距離値から最新の測距データの距離値を減算した接近距離を求め、前記複数の走査方位のうち前記揺れ領域内に含まれない走査方位について、前記接近距離が第１の閾値以上である場合に当該走査方位を不審物体候補点とし、一方、前記複数の走査方位のうち前記揺れ領域内に含まれる走査方位について、前記接近距離が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合に当該走査方位を前記不審物体候補点とし、検出された前記不審物体候補点が連結されたグループに相当する走査方位に前記不審物体が存在すると判定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の物体検出センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３８０７７（Ｐ２０１２−３８０７７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７５１６（Ｐ２０１０−１７７５１６）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００１０８０８５）セコム株式会社 (596)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００１０８０８５）セコム株式会社 (596)
【Ｆターム（参考）】
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