物体検知装置および方法
【課題】単一の距離センサのみで簡易な構成および効率的な処理によって、測距領域に侵入した検知物体の種類の正確な検出を行なうことができる物体検知装置および方法を提供すること。
【解決手段】警備装置１００において、測距領域における物体を検知する測距センサ１０１と、検知された検知物体までの距離を算出するセンサ制御部１０２と、検知物体までの距離に基づいて検知物体の高さを算出する物体高算出部１０３と、検知物体の高さと測距領域における検知物体の幅とに基づいて検知物体の断面積を算出する断面積算出部１０４と、検知物体の断面積に基づいて検知物体の種類を判断する物体判断部１０５とを備えた。
【解決手段】警備装置１００において、測距領域における物体を検知する測距センサ１０１と、検知された検知物体までの距離を算出するセンサ制御部１０２と、検知物体までの距離に基づいて検知物体の高さを算出する物体高算出部１０３と、検知物体の高さと測距領域における検知物体の幅とに基づいて検知物体の断面積を算出する断面積算出部１０４と、検知物体の断面積に基づいて検知物体の種類を判断する物体判断部１０５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の種類を検知する物体検知装置および方法に関し、特に、単一のセンサのみによって物体の種類を検知する物体検知装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視領域における侵入物体を人物と小動物とに識別する物体検知装置として、次のような技術が従来から知られている。
【０００３】
第１の従来技術は、赤外線パッシブセンサ等を用い、ミラーやレンズの一部をマスキングすることにより小動物等の頻出する場所を検知エリアから部分的に除外するものである。第２の従来技術は、複数の検出素子を有する赤外線パッシブセンサを用い、複数の検出素子が同時に侵入物体を検出した時のみ人体とみなすものである。第３の従来技術は、画像監視システムにおいて、ステレオ画像を用いて物体の絶対的な大きさを推定するものである。
【０００４】
第４の従来技術は、２つの赤外線センサを用い、第１の赤外線センサによって、赤外線の強度分布を求めてこの強度分布から人体と思われる領域を抽出し、第２の赤外センサによって当該赤外センサから物体までの距離を測定し、物体までの距離と第１の赤外線センサによる強度分布から求めた人体と思われる領域の大きさとの関係に基づいて人体の存在を判定する技術である（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１３６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来技術には次のような問題がある。第１の従来技術では、マスキングにより除外した検知エリアは不感エリアとなるため、当該エリアに侵入した人体を検出することができない。
【０００７】
第２の従来技術では、小動物等が検知エリア内の高い棚の上等を移動した場合に複数の検出素子が同時に検知してしまい、誤報の要因となる可能性がある。
【０００８】
第３の従来技術では、装置構成が過大となるとともに、データサイズの画像データを高速で処理するハードウェアが必要となり、装置の製造コストや価格が高額となる。
【０００９】
第４の従来技術では、２個の赤外線センサを用いており、赤外線強度分布からの人体と思われる領域の抽出と、測定した距離とから人物か否かを判断する処理を行う必要があり、判断処理が複雑となる。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単一の距離センサのみで簡易な構成および効率的な処理によって測距領域に侵入した検知物体の種類の正確な検出を行うことができる物体検知装置および方法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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１の発明にかかる物体検知装置は、測距測距領域における物体を検知するセンサと、前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する測距手段と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する物体高算出手段と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する物体幅算出手段と、前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する断面積算出手段と、前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する物体判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２にかかる発明の物体検知装置は、前記センサは、前記測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、前記測距手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離を算出し、前記物体高算出手段は、前記センサの床面からの設置高さと、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さを算出し、前記物体幅算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の幅を算出し、前記断面積算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さと前記測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明の物体検知装置は、前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が、連続しているか否かを判断する測距領域判断手段をさらに備え、前記断面積算出手段は、前記測距領域判断手段によって前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が連続していると判断された場合に、連続している部分の前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明の物体検知装置は、前記物体を識別するための閾値を記憶する閾値記憶手段と、前記検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力する警報出力手段と、をさらに備え、前記物体判断手段は、前記検知物体の断面積と前記閾値記憶手段に記憶された前記閾値とを比較し、前記検知物体の断面積が前記閾値より大きい場合に、前記検知物体の種類が人物であると判断することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５にかかる発明の物体検知方法は、測距領域における物体を検知する工程と、前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する工程と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する工程と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する工程と、前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する工程と、前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および５にかかる発明によれば、単一のセンサのみからの情報で検知物体の断面積を求めて物体の種類を判断しているので、簡易な構成および効率的な処理によって測距領域に侵入した検知物体の種類の正確な検出を行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
また、請求項２にかかる発明によれば、センサは、測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、測距領域ごとの検知物体の高さと測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記物体の断面積を算出することで、測距領域に侵入した検知物体の種類をより正確に検出することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、請求項３にかかる発明によれば、物体を検知した検知素子に対応する測距領域が、連続しているか否かを判断し、測距領域が連続している部分の検知物体の断面積を算出する。したがって、測距領域に複数の物体が侵入した場合でも、個々の物体の断面積を算出できるので、測距領域に侵入した検知物体の種類を正確に検知することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、請求項４にかかる発明によれば、検知物体の断面積を比較し、閾値より大きい場合に検知物体が人物であると判断して、警報を出力することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる物体検知装置、警備装置、物体検知方法および警備方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明の物体検知装置を、監視領域内で人物を検知した場合に警報を発する警備装置に適用した例を説明しているが、これに限定されるものではなく、検知物体の種類を判断するものであれば、いずれの装置にも適用することができる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる警備装置は、監視領域内で異常を検知した場合に警報を発する装置であり、図１に示すように、単一の測距センサ１０１と、センサ制御部１０２と、物体高算出部１０３と、物体幅算出部１１０と、断面積算出部１０４と、物体判断部１０５と、警報部１０６と、センサ情報記憶部１０７と、距離記憶部１０８と、閾値記憶部１０９とを主に備えた構成となっている。
【００２２】
測距センサ１０１は、監視領域の天井、すなわち物体を検知しようとする領域の上方に設けられており、複数の発光素子と単一の受光素子とを有している。そして、各発光素子は、所定の放射角度で放射状に赤外線を放射して、その反射光を受光素子で受光し、測距領域における物体を検知するようになっている。ここで、各発光素子の放射角度は、すべて同一であるものとする。より具体的には、複数の発光素子は、電気的に赤外線の出射を切替え可能であり、切り換えて出射した順番に受光素子で各反射光を受光するようになっている。また、複数の発光素子のそれぞれに対応して異なる測距領域が対応している。
【００２３】
センサ制御部１０２は、測距センサ１０１で受光した反射光の信号をＡ／Ｄ変換して、検知物体までの距離を算出するものである。
【００２４】
物体高算出部１０３は、センサ制御部１０２で算出された検知物体までの距離とセンサの床面からの設置高さと発光素子の放射角度とから、測距領域ごとの検知物体の高さを算出するものである。
【００２５】
物体幅算出部１１０は、センサ制御部１０２で算出された検知物体までの距離と発光素子の放射角度とから、測距領域ごとの検知物体の幅を算出するものである。
【００２６】
断面積算出部１０４は、物体高算出部１０３によって算出された測距領域ごとの検知物体の高さと、物体幅算出部１１０によって算出された測距領域ごとの検知物体の幅との乗算値を測距領域の数だけ加算することにより検知物体の総断面積を算出するものである。
【００２７】
物体判断部１０５は、断面積算出部１０４によって算出された検知物体の総断面積に基づいて検知物体の種類が人物であるか否かを判断するものである。より具体的には、物体判断部１０５は、検知物体の断面積と閾値記憶部１０９に記憶された所定の閾値とを比較し、検知物体の総断面積が閾値より大きい場合に、検知物体が人物であると判断する。
【００２８】
警報出力部１０６は、検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力するものである。
【００２９】
センサ情報記憶部１０７は、測距センサの発光素子の放射角度と、測距センサ１０１の
床面からの高さである設置高さを記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３０】
距離記憶部１０８は、センサ制御部１０２により算出された検知物体までの距離を測距領域ごとに記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３１】
閾値記憶部１０９は、検知物体の種類が人物であるか否かを判断するための閾値を記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３２】
図２は、監視領域に測距センサ１０１を設置して状態を示す模式図である。図３は、図２に示した監視領域の建物２０１を上方から観た状態を示す模式図である。
【００３３】
図２に示すように、実施の形態１では、建物の部屋２０１の内部を監視領域としており、測距センサ１０１は、その部屋２０１の天井に設置されている。このため、検知対象である人物２０３の上方に測距センサ１０１が設置されることになる。測距センサ１０１は、天井から複数の発光素子のそれぞれにより放射状に赤外線を放射するので、複数の発光素子それぞれの測距領域を統合すると、図２に示すように全測距領域は扇状となる。図３では、複数の発光素子に対応したそれぞれの測距領域２０２を示している。
【００３４】
次に、物体高算出部１０３による検知物体の高さ算出方法と、断面積算出部１０４による検知物体の断面積算出方法について詳細に説明する。図４は、検知物体の高さ算出と検知物体の断面積算出について説明するための模式図である。
【００３５】
図４では、測距センサ１０１の発光素子は５個設けられ、各発光素子に対応して、５つの測距領域（エリア−２、エリア−１、エリア０、エリア＋１、エリア＋２）が存在する例を示している。図４において、太線で囲まれた領域が検知物体の断面積を示す部分である。また、θは発光素子の放射角度、Ｈは測距センサ１０１の設置高さを示す。また、ｄ-1，ｄ0，ｄ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された測距センサ１０１から検知物体までの距離である。Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された検知物体の幅である。Ｈ-1，Ｈ0，Ｈ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された検知物体の高さである。
【００３６】
ここで、ｄ-1，ｄ0，ｄ+1のそれぞれをｄiで示し、Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ+1のそれぞれをＷiで示し、Ｈ-1，Ｈ0，Ｈ+1のそれぞれをＨiで示すと、各測距領域に存在する検知物体の断面積は、測距領域ｉにおける検知物体の物体高さと測距領域ｉにおける検知物体の幅の積Ｈi・Ｗiで示される。従って、検知物体の断面積Ｓは、各測距領域に存在する検知物体の断面積の総和であるから、測距領域として-ｎから+ｎまでのエリアが存在すると仮定すると（１）式で表すことができる。
【００３７】
【数１】
【００３８】
図４に示す例では、測距領域は−２から＋２までの５つのエリアに分けられており、ｎ＝２となる。
【００３９】
ここで、測距領域（エリア）の数が奇数の場合、Ｈnは、放射角度θと測距センサ１０１の設置高Ｈと測距領域ｉにおける測距センサ１０１から検知物体までの距離ｄiを用いて、（２）式のように表される。また、Ｗnは、放射角度θと距離ｄiを用いて、（３）式のように表される。
【００４０】
【数２】
【００４１】
また、測距領域（エリア）の数が偶数の場合、Ｈnは、放射角度θと測距センサ１０１の設置高Ｈと測距領域ｉにおける測距センサ１０１から検知物体までの距離ｄiを用いて、（４）式のように表される。また、Ｗnは、放射角度θと距離ｄiを用いて、（５）式のように表される。
【００４２】
【数３】
【００４３】
従って、物体高算出部１０３は、各測距領域における検知物体の物体高さＨnを（２）式または（４）式により算出している。また、物体幅算出部１１０は、各測距領域における検知物体の幅Ｗnを（３）式または（５）式により算出している。そして、断面積算出部１０４が算出された物体高さＨnと幅Ｗnとを用いて、（１）式により検知物体の断面積を算出している。
【００４４】
次に、閾値記憶部１０９に記憶される閾値について説明する。各種検知物体の断面積を予め測定しておき、その測定結果から人物と判断可能な閾値を選定して閾値記憶部１０９に保存する。なお、閾値は、変更可能であるものとする。
【００４５】
図５は、検知物体の種類が身長が高い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図６は、身長が高い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が身長の高い人物である場合、その断面積は０．５２ｍ2と算出されている。
【００４６】
図７は、検知物体の種類が身長が低い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図８は、身長が低い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が身長の低い人物である場合、その断面積は０．３５ｍ2と算出されている。
【００４７】
一方、図９は、検知物体の種類が犬である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図１０は、犬である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が犬である場合、その断面積は０．２０ｍ2と算出されている。
【００４８】
さらに、図１１は、検知物体の種類が浮遊する虫である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図１２は、浮遊する虫である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が浮遊する虫である場合、その断面積は０．０６ｍ2と算出されている。
【００４９】
以上の図５〜１２の例では、これらの測定結果を参酌して、閾値を、０．２１〜０．３５ｍ2の範囲で設定することにより、物体判断部１０５で人物か否かを判断することが可能となる。なお、以上の例では測距範囲を５つに分けているが、測距領域の数は増減させてもよく、例えば、測距領域の数を増やして監視領域を広げたり、測距領域の数を増やすとともに個々の測距領域を狭くしたりして、断面積を精度良く求められるようにしてもよい。
【００５０】
次に、以上のように構成された実施の形態１にかかる警備装置による物体検知処理について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。測距センサ１０１が検知物体から反射された赤外線を検知信号として受信すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、センサ制御部１０２により受光した測距領域ごとの検知物体の距離ｄiを求めて距離記憶部１０８に保存する。そして、物体高算出部１０３によって、物体を検知した全ての発光素子に対応する測距領域ごとに、距離ｄiとセンサ情報記憶部１０７に記憶されている放射角度θおよび設置高さＨとを用いて（２）または（４）式により、測距領域ごとの検知物体の物体高さＨiを求める（ステップＳ１２）。ここで、物体を検知した発光素子か否かは、距離ｄiの値によって判断するように構成すればよい。
【００５１】
次に、物体幅算出部１１０により、物体を検知した全ての発光素子に対応する測距領域ごとに、距離ｄiとセンサ情報記憶部１０７に記憶されている放射角度θとを用いて（３）または（５）式により、測距領域ごとの検知物体の幅Ｗiを求める（ステップＳ１３）。
【００５２】
そして、断面積算出部１０４によって、物体高さＨiと幅Ｗiとを用いて（１）式により検知物体の総断面積Ｓを算出する（ステップＳ１４）。
【００５３】
次に、物体判断部１０５によって、算出された総断面積Ｓと閾値記憶部１０９に記憶されている閾値を比較して、総断面積Ｓが閾値より大きいか否かを調べる（ステップＳ１５）。そして、総断面積Ｓが閾値より大きい場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、検知物体の種類は人物であると判断し、測距センサ１０１からの検知信号は異常を示すものとして、警報部１０６により警報を出力し（ステップＳ１６）、処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ１５において、断面積Ｓが閾値より小さい場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、検知物体の種類は人物でないと判断し、警報を出力せずに処理を終了する。
【００５５】
このように実施の形態１にかかる警備装置では、単一の測距センサ１０１のみからの検知信号で検知物体の断面積を求めて物体の種類を判断して人物である場合に警報を発するので、簡易な構成および効率的な処理によって検知物体の種類の正確な検出を行えるとともに、誤報防止を図ることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１にかかる警備装置では、閾値以下の断面積を有する人物以外の物体が監視領域に複数侵入した場合には、各物体の断面積の総和が計算されて、結果として複数の物体の断面積の総和が求められることになる。その総和が閾値より大きくなり、小動物などが複数侵入した場合でも人物として判断されてしまう可能性がある。先述の（閾値）例では、身長が低い人の断面積は0.35ｍ2、犬が0.20ｍ2であるから、監視領域に２匹の犬がいる場合には、断面積の総和が人物と同様になり、人物か人物以外かを識別できなくなることも考えられる。
【００５７】
このため、実施の形態２にかかる警備装置では、測距領域における物体の断面積が検知された場合には、連続する測距領域で物体が検知されたか否かを判断し、連続する測距領域で物体が検知された場合に、連続する領域における総断面積を算出して人物か否かを判断している。
【００５８】
図１４は、実施の形態２にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる警備装置１４００は、監視領域内で異常を検知した場合に警報を発する装置であり、図１２に示すように、単一の測距センサ１０１と、センサ制御部１０２と、物体高算出部１０３と、物体幅算出部１１０と、断面積算出部１０４と、物体判断部１０５と、警報部１０６と、測距領域判断部１４０１と、センサ情報記憶部１０７と、距離記憶部１０８と、閾値記憶部１０９とを主に備えた構成となっている。
本実施の形態では、測距領域判断部１４０１が設けられている点が実施の形態１と異なっている。
【００５９】
測距領域判断部１４０１は、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続しているか否かを判断するものである。具体的には、物体を検知した発光素子、すなわち距離ｄiの値によって判物体を検知したと判断される発光素子が隣接して配置されている場合に、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している。例えば、図４において、距離ｄ-1，ｄ0，ｄ+1，のそれぞれを検知した発光素子が互いに隣接して配置されており、これらの発光素子に対応する測距領域エリア−１、エリア０、エリア＋１が連続している測距領域となる。
【００６０】
断面積算出部１０４は、測距領域判断部１４０１によって、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していると判断された場合に、上述した（１）式によって検知物体の断面積を算出する点が実施の形態１と異なっている。その他の構成については実施の形態１と同様である。
【００６１】
次に、以上のように構成された実施の形態２にかかる警備装置による物体検知処理について説明する。図１５は、実施の形態２にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。測距センサ１０１が検知物体から反射された赤外線を検知信号として受信すると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、実施の形態１と同様に、センサ制御部１０２により受光した測距領域ごとの検知物体の距離ｄiを求めて距離記憶部１０８に保存する。
【００６２】
そして、測距領域判断部１４０１によって、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００６３】
そして、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、検知物体は単一であると判断し、ステップＳ２３からＳ２７までの物体の総断面積の算出処理、閾値との比較処理、警報出力処理を実行する。かかる処理は、図１３に示した実施の形態１のステップＳ１２からＳ１６までの処理と同様に行われる。
【００６４】
一方、ステップＳ２２で物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していない場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、検知物体は複数存在すると判断して、ステップＳ２３以降の物体の総断面積の算出処理、閾値との比較処理、警報出力処理は実行しない。あるいは、測距領域が連続している部分の断面積をそれぞれ求め、それぞれ閾値との比較および警報出力処理などを行なうようにしてもよい。
【００６５】
このように実施の形態２にかかる警備装置１４００では、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している場合に、上述した（１）式によって検知物体の断面積を算出し、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していない場合には総断面積の算出を行わないので、測距領域に小動物などの人物以外の物体が複数侵入した場合において、複数の物体の総断面積が算出されて閾値より大きくなってしまい、人物以外の物体を人物であると判断することを回避することができる。このため、実施の形態２にかかる警備装置１４００によれば、測距領域に小動物などの人物以外の物体が複数侵入した場合でも物体の種類を誤って検出してしまうことを防止して、測距領域に侵入した検知物体の種類を正確に検知することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施の形態１にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】監視領域に測距センサ１０１を設置して状態を示す模式図である。
【図３】図２に示した監視領域の建物２０１を上方から観た状態を示す模式図である。
【図４】検知物体の高さ算出と検知物体の断面積算出について説明するための模式図である。
【図５】検知物体の種類が身長が高い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図６】身長が高い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図７】検知物体の種類が身長が低い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図８】身長が低い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図９】検知物体の種類が犬である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図１０】犬である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図１１】検知物体の種類が浮遊する虫である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図１２】浮遊する虫である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図１３】実施の形態１にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態２にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１００，１４００ 警備装置
１０１ 測距センサ
１０２ センサ制御部
１０３ 物体高算出部
１０４ 断面積算出部
１０５ 物体判断部
１０６ 警報部
１０７ センサ情報記憶部
１０８ 距離記憶部
１０９ 閾値記憶部
２０１ 部屋
２０２ 測距領域
２０３ 人物
１４０１ 測距領域算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の種類を検知する物体検知装置および方法に関し、特に、単一のセンサのみによって物体の種類を検知する物体検知装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視領域における侵入物体を人物と小動物とに識別する物体検知装置として、次のような技術が従来から知られている。
【０００３】
第１の従来技術は、赤外線パッシブセンサ等を用い、ミラーやレンズの一部をマスキングすることにより小動物等の頻出する場所を検知エリアから部分的に除外するものである。第２の従来技術は、複数の検出素子を有する赤外線パッシブセンサを用い、複数の検出素子が同時に侵入物体を検出した時のみ人体とみなすものである。第３の従来技術は、画像監視システムにおいて、ステレオ画像を用いて物体の絶対的な大きさを推定するものである。
【０００４】
第４の従来技術は、２つの赤外線センサを用い、第１の赤外線センサによって、赤外線の強度分布を求めてこの強度分布から人体と思われる領域を抽出し、第２の赤外センサによって当該赤外センサから物体までの距離を測定し、物体までの距離と第１の赤外線センサによる強度分布から求めた人体と思われる領域の大きさとの関係に基づいて人体の存在を判定する技術である（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１３６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来技術には次のような問題がある。第１の従来技術では、マスキングにより除外した検知エリアは不感エリアとなるため、当該エリアに侵入した人体を検出することができない。
【０００７】
第２の従来技術では、小動物等が検知エリア内の高い棚の上等を移動した場合に複数の検出素子が同時に検知してしまい、誤報の要因となる可能性がある。
【０００８】
第３の従来技術では、装置構成が過大となるとともに、データサイズの画像データを高速で処理するハードウェアが必要となり、装置の製造コストや価格が高額となる。
【０００９】
第４の従来技術では、２個の赤外線センサを用いており、赤外線強度分布からの人体と思われる領域の抽出と、測定した距離とから人物か否かを判断する処理を行う必要があり、判断処理が複雑となる。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単一の距離センサのみで簡易な構成および効率的な処理によって測距領域に侵入した検知物体の種類の正確な検出を行うことができる物体検知装置および方法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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１の発明にかかる物体検知装置は、測距測距領域における物体を検知するセンサと、前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する測距手段と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する物体高算出手段と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する物体幅算出手段と、前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する断面積算出手段と、前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する物体判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２にかかる発明の物体検知装置は、前記センサは、前記測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、前記測距手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離を算出し、前記物体高算出手段は、前記センサの床面からの設置高さと、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さを算出し、前記物体幅算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の幅を算出し、前記断面積算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さと前記測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明の物体検知装置は、前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が、連続しているか否かを判断する測距領域判断手段をさらに備え、前記断面積算出手段は、前記測距領域判断手段によって前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が連続していると判断された場合に、連続している部分の前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明の物体検知装置は、前記物体を識別するための閾値を記憶する閾値記憶手段と、前記検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力する警報出力手段と、をさらに備え、前記物体判断手段は、前記検知物体の断面積と前記閾値記憶手段に記憶された前記閾値とを比較し、前記検知物体の断面積が前記閾値より大きい場合に、前記検知物体の種類が人物であると判断することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５にかかる発明の物体検知方法は、測距領域における物体を検知する工程と、前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する工程と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する工程と、前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する工程と、前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する工程と、前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および５にかかる発明によれば、単一のセンサのみからの情報で検知物体の断面積を求めて物体の種類を判断しているので、簡易な構成および効率的な処理によって測距領域に侵入した検知物体の種類の正確な検出を行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
また、請求項２にかかる発明によれば、センサは、測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、測距領域ごとの検知物体の高さと測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記物体の断面積を算出することで、測距領域に侵入した検知物体の種類をより正確に検出することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、請求項３にかかる発明によれば、物体を検知した検知素子に対応する測距領域が、連続しているか否かを判断し、測距領域が連続している部分の検知物体の断面積を算出する。したがって、測距領域に複数の物体が侵入した場合でも、個々の物体の断面積を算出できるので、測距領域に侵入した検知物体の種類を正確に検知することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、請求項４にかかる発明によれば、検知物体の断面積を比較し、閾値より大きい場合に検知物体が人物であると判断して、警報を出力することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる物体検知装置、警備装置、物体検知方法および警備方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明の物体検知装置を、監視領域内で人物を検知した場合に警報を発する警備装置に適用した例を説明しているが、これに限定されるものではなく、検知物体の種類を判断するものであれば、いずれの装置にも適用することができる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる警備装置は、監視領域内で異常を検知した場合に警報を発する装置であり、図１に示すように、単一の測距センサ１０１と、センサ制御部１０２と、物体高算出部１０３と、物体幅算出部１１０と、断面積算出部１０４と、物体判断部１０５と、警報部１０６と、センサ情報記憶部１０７と、距離記憶部１０８と、閾値記憶部１０９とを主に備えた構成となっている。
【００２２】
測距センサ１０１は、監視領域の天井、すなわち物体を検知しようとする領域の上方に設けられており、複数の発光素子と単一の受光素子とを有している。そして、各発光素子は、所定の放射角度で放射状に赤外線を放射して、その反射光を受光素子で受光し、測距領域における物体を検知するようになっている。ここで、各発光素子の放射角度は、すべて同一であるものとする。より具体的には、複数の発光素子は、電気的に赤外線の出射を切替え可能であり、切り換えて出射した順番に受光素子で各反射光を受光するようになっている。また、複数の発光素子のそれぞれに対応して異なる測距領域が対応している。
【００２３】
センサ制御部１０２は、測距センサ１０１で受光した反射光の信号をＡ／Ｄ変換して、検知物体までの距離を算出するものである。
【００２４】
物体高算出部１０３は、センサ制御部１０２で算出された検知物体までの距離とセンサの床面からの設置高さと発光素子の放射角度とから、測距領域ごとの検知物体の高さを算出するものである。
【００２５】
物体幅算出部１１０は、センサ制御部１０２で算出された検知物体までの距離と発光素子の放射角度とから、測距領域ごとの検知物体の幅を算出するものである。
【００２６】
断面積算出部１０４は、物体高算出部１０３によって算出された測距領域ごとの検知物体の高さと、物体幅算出部１１０によって算出された測距領域ごとの検知物体の幅との乗算値を測距領域の数だけ加算することにより検知物体の総断面積を算出するものである。
【００２７】
物体判断部１０５は、断面積算出部１０４によって算出された検知物体の総断面積に基づいて検知物体の種類が人物であるか否かを判断するものである。より具体的には、物体判断部１０５は、検知物体の断面積と閾値記憶部１０９に記憶された所定の閾値とを比較し、検知物体の総断面積が閾値より大きい場合に、検知物体が人物であると判断する。
【００２８】
警報出力部１０６は、検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力するものである。
【００２９】
センサ情報記憶部１０７は、測距センサの発光素子の放射角度と、測距センサ１０１の
床面からの高さである設置高さを記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３０】
距離記憶部１０８は、センサ制御部１０２により算出された検知物体までの距離を測距領域ごとに記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３１】
閾値記憶部１０９は、検知物体の種類が人物であるか否かを判断するための閾値を記憶するメモリ、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００３２】
図２は、監視領域に測距センサ１０１を設置して状態を示す模式図である。図３は、図２に示した監視領域の建物２０１を上方から観た状態を示す模式図である。
【００３３】
図２に示すように、実施の形態１では、建物の部屋２０１の内部を監視領域としており、測距センサ１０１は、その部屋２０１の天井に設置されている。このため、検知対象である人物２０３の上方に測距センサ１０１が設置されることになる。測距センサ１０１は、天井から複数の発光素子のそれぞれにより放射状に赤外線を放射するので、複数の発光素子それぞれの測距領域を統合すると、図２に示すように全測距領域は扇状となる。図３では、複数の発光素子に対応したそれぞれの測距領域２０２を示している。
【００３４】
次に、物体高算出部１０３による検知物体の高さ算出方法と、断面積算出部１０４による検知物体の断面積算出方法について詳細に説明する。図４は、検知物体の高さ算出と検知物体の断面積算出について説明するための模式図である。
【００３５】
図４では、測距センサ１０１の発光素子は５個設けられ、各発光素子に対応して、５つの測距領域（エリア−２、エリア−１、エリア０、エリア＋１、エリア＋２）が存在する例を示している。図４において、太線で囲まれた領域が検知物体の断面積を示す部分である。また、θは発光素子の放射角度、Ｈは測距センサ１０１の設置高さを示す。また、ｄ-1，ｄ0，ｄ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された測距センサ１０１から検知物体までの距離である。Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された検知物体の幅である。Ｈ-1，Ｈ0，Ｈ+1はそれぞれエリア−１、エリア０、エリア＋１で算出された検知物体の高さである。
【００３６】
ここで、ｄ-1，ｄ0，ｄ+1のそれぞれをｄiで示し、Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ+1のそれぞれをＷiで示し、Ｈ-1，Ｈ0，Ｈ+1のそれぞれをＨiで示すと、各測距領域に存在する検知物体の断面積は、測距領域ｉにおける検知物体の物体高さと測距領域ｉにおける検知物体の幅の積Ｈi・Ｗiで示される。従って、検知物体の断面積Ｓは、各測距領域に存在する検知物体の断面積の総和であるから、測距領域として-ｎから+ｎまでのエリアが存在すると仮定すると（１）式で表すことができる。
【００３７】
【数１】
【００３８】
図４に示す例では、測距領域は−２から＋２までの５つのエリアに分けられており、ｎ＝２となる。
【００３９】
ここで、測距領域（エリア）の数が奇数の場合、Ｈnは、放射角度θと測距センサ１０１の設置高Ｈと測距領域ｉにおける測距センサ１０１から検知物体までの距離ｄiを用いて、（２）式のように表される。また、Ｗnは、放射角度θと距離ｄiを用いて、（３）式のように表される。
【００４０】
【数２】
【００４１】
また、測距領域（エリア）の数が偶数の場合、Ｈnは、放射角度θと測距センサ１０１の設置高Ｈと測距領域ｉにおける測距センサ１０１から検知物体までの距離ｄiを用いて、（４）式のように表される。また、Ｗnは、放射角度θと距離ｄiを用いて、（５）式のように表される。
【００４２】
【数３】
【００４３】
従って、物体高算出部１０３は、各測距領域における検知物体の物体高さＨnを（２）式または（４）式により算出している。また、物体幅算出部１１０は、各測距領域における検知物体の幅Ｗnを（３）式または（５）式により算出している。そして、断面積算出部１０４が算出された物体高さＨnと幅Ｗnとを用いて、（１）式により検知物体の断面積を算出している。
【００４４】
次に、閾値記憶部１０９に記憶される閾値について説明する。各種検知物体の断面積を予め測定しておき、その測定結果から人物と判断可能な閾値を選定して閾値記憶部１０９に保存する。なお、閾値は、変更可能であるものとする。
【００４５】
図５は、検知物体の種類が身長が高い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図６は、身長が高い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が身長の高い人物である場合、その断面積は０．５２ｍ2と算出されている。
【００４６】
図７は、検知物体の種類が身長が低い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図８は、身長が低い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が身長の低い人物である場合、その断面積は０．３５ｍ2と算出されている。
【００４７】
一方、図９は、検知物体の種類が犬である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図１０は、犬である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が犬である場合、その断面積は０．２０ｍ2と算出されている。
【００４８】
さらに、図１１は、検知物体の種類が浮遊する虫である場合における断面積算出の例を示す模式図であり、図１２は、浮遊する虫である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。この例では、検知物体が浮遊する虫である場合、その断面積は０．０６ｍ2と算出されている。
【００４９】
以上の図５〜１２の例では、これらの測定結果を参酌して、閾値を、０．２１〜０．３５ｍ2の範囲で設定することにより、物体判断部１０５で人物か否かを判断することが可能となる。なお、以上の例では測距範囲を５つに分けているが、測距領域の数は増減させてもよく、例えば、測距領域の数を増やして監視領域を広げたり、測距領域の数を増やすとともに個々の測距領域を狭くしたりして、断面積を精度良く求められるようにしてもよい。
【００５０】
次に、以上のように構成された実施の形態１にかかる警備装置による物体検知処理について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。測距センサ１０１が検知物体から反射された赤外線を検知信号として受信すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、センサ制御部１０２により受光した測距領域ごとの検知物体の距離ｄiを求めて距離記憶部１０８に保存する。そして、物体高算出部１０３によって、物体を検知した全ての発光素子に対応する測距領域ごとに、距離ｄiとセンサ情報記憶部１０７に記憶されている放射角度θおよび設置高さＨとを用いて（２）または（４）式により、測距領域ごとの検知物体の物体高さＨiを求める（ステップＳ１２）。ここで、物体を検知した発光素子か否かは、距離ｄiの値によって判断するように構成すればよい。
【００５１】
次に、物体幅算出部１１０により、物体を検知した全ての発光素子に対応する測距領域ごとに、距離ｄiとセンサ情報記憶部１０７に記憶されている放射角度θとを用いて（３）または（５）式により、測距領域ごとの検知物体の幅Ｗiを求める（ステップＳ１３）。
【００５２】
そして、断面積算出部１０４によって、物体高さＨiと幅Ｗiとを用いて（１）式により検知物体の総断面積Ｓを算出する（ステップＳ１４）。
【００５３】
次に、物体判断部１０５によって、算出された総断面積Ｓと閾値記憶部１０９に記憶されている閾値を比較して、総断面積Ｓが閾値より大きいか否かを調べる（ステップＳ１５）。そして、総断面積Ｓが閾値より大きい場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、検知物体の種類は人物であると判断し、測距センサ１０１からの検知信号は異常を示すものとして、警報部１０６により警報を出力し（ステップＳ１６）、処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ１５において、断面積Ｓが閾値より小さい場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、検知物体の種類は人物でないと判断し、警報を出力せずに処理を終了する。
【００５５】
このように実施の形態１にかかる警備装置では、単一の測距センサ１０１のみからの検知信号で検知物体の断面積を求めて物体の種類を判断して人物である場合に警報を発するので、簡易な構成および効率的な処理によって検知物体の種類の正確な検出を行えるとともに、誤報防止を図ることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１にかかる警備装置では、閾値以下の断面積を有する人物以外の物体が監視領域に複数侵入した場合には、各物体の断面積の総和が計算されて、結果として複数の物体の断面積の総和が求められることになる。その総和が閾値より大きくなり、小動物などが複数侵入した場合でも人物として判断されてしまう可能性がある。先述の（閾値）例では、身長が低い人の断面積は0.35ｍ2、犬が0.20ｍ2であるから、監視領域に２匹の犬がいる場合には、断面積の総和が人物と同様になり、人物か人物以外かを識別できなくなることも考えられる。
【００５７】
このため、実施の形態２にかかる警備装置では、測距領域における物体の断面積が検知された場合には、連続する測距領域で物体が検知されたか否かを判断し、連続する測距領域で物体が検知された場合に、連続する領域における総断面積を算出して人物か否かを判断している。
【００５８】
図１４は、実施の形態２にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる警備装置１４００は、監視領域内で異常を検知した場合に警報を発する装置であり、図１２に示すように、単一の測距センサ１０１と、センサ制御部１０２と、物体高算出部１０３と、物体幅算出部１１０と、断面積算出部１０４と、物体判断部１０５と、警報部１０６と、測距領域判断部１４０１と、センサ情報記憶部１０７と、距離記憶部１０８と、閾値記憶部１０９とを主に備えた構成となっている。
本実施の形態では、測距領域判断部１４０１が設けられている点が実施の形態１と異なっている。
【００５９】
測距領域判断部１４０１は、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続しているか否かを判断するものである。具体的には、物体を検知した発光素子、すなわち距離ｄiの値によって判物体を検知したと判断される発光素子が隣接して配置されている場合に、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している。例えば、図４において、距離ｄ-1，ｄ0，ｄ+1，のそれぞれを検知した発光素子が互いに隣接して配置されており、これらの発光素子に対応する測距領域エリア−１、エリア０、エリア＋１が連続している測距領域となる。
【００６０】
断面積算出部１０４は、測距領域判断部１４０１によって、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していると判断された場合に、上述した（１）式によって検知物体の断面積を算出する点が実施の形態１と異なっている。その他の構成については実施の形態１と同様である。
【００６１】
次に、以上のように構成された実施の形態２にかかる警備装置による物体検知処理について説明する。図１５は、実施の形態２にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。測距センサ１０１が検知物体から反射された赤外線を検知信号として受信すると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、実施の形態１と同様に、センサ制御部１０２により受光した測距領域ごとの検知物体の距離ｄiを求めて距離記憶部１０８に保存する。
【００６２】
そして、測距領域判断部１４０１によって、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００６３】
そして、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、検知物体は単一であると判断し、ステップＳ２３からＳ２７までの物体の総断面積の算出処理、閾値との比較処理、警報出力処理を実行する。かかる処理は、図１３に示した実施の形態１のステップＳ１２からＳ１６までの処理と同様に行われる。
【００６４】
一方、ステップＳ２２で物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していない場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、検知物体は複数存在すると判断して、ステップＳ２３以降の物体の総断面積の算出処理、閾値との比較処理、警報出力処理は実行しない。あるいは、測距領域が連続している部分の断面積をそれぞれ求め、それぞれ閾値との比較および警報出力処理などを行なうようにしてもよい。
【００６５】
このように実施の形態２にかかる警備装置１４００では、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続している場合に、上述した（１）式によって検知物体の断面積を算出し、物体を検知した発光素子に対応する測距領域が連続していない場合には総断面積の算出を行わないので、測距領域に小動物などの人物以外の物体が複数侵入した場合において、複数の物体の総断面積が算出されて閾値より大きくなってしまい、人物以外の物体を人物であると判断することを回避することができる。このため、実施の形態２にかかる警備装置１４００によれば、測距領域に小動物などの人物以外の物体が複数侵入した場合でも物体の種類を誤って検出してしまうことを防止して、測距領域に侵入した検知物体の種類を正確に検知することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施の形態１にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】監視領域に測距センサ１０１を設置して状態を示す模式図である。
【図３】図２に示した監視領域の建物２０１を上方から観た状態を示す模式図である。
【図４】検知物体の高さ算出と検知物体の断面積算出について説明するための模式図である。
【図５】検知物体の種類が身長が高い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図６】身長が高い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図７】検知物体の種類が身長が低い人物である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図８】身長が低い人物である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図９】検知物体の種類が犬である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図１０】犬である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図１１】検知物体の種類が浮遊する虫である場合における断面積算出の例を示す模式図である。
【図１２】浮遊する虫である場合の断面積算出の際の各種値の例を示す説明図である。
【図１３】実施の形態１にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２にかかる警備装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態２にかかる物体検知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１００，１４００ 警備装置
１０１ 測距センサ
１０２ センサ制御部
１０３ 物体高算出部
１０４ 断面積算出部
１０５ 物体判断部
１０６ 警報部
１０７ センサ情報記憶部
１０８ 距離記憶部
１０９ 閾値記憶部
２０１ 部屋
２０２ 測距領域
２０３ 人物
１４０１ 測距領域算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距領域における物体を検知するセンサと、
前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する測距手段と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する物体高算出手段と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する物体幅算出手段と、
前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する断面積算出手段と、
前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する物体判断手段と、
を備えたことを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】
前記センサは、前記測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、
前記測距手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離を算出し、
前記物体高算出手段は、前記センサの床面からの設置高さと、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さを算出し、
前記物体幅算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の幅を算出し、
前記断面積算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さと前記測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が、連続しているか否かを判断する測距領域判断手段をさらに備え、
前記断面積算出手段は、前記測距領域判断手段によって前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が連続していると判断された場合に、連続している部分の前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検知装置。
【請求項４】
前記物体を識別するための閾値を記憶する閾値記憶手段と、
前記検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力する警報出力手段と、
をさらに備え、
前記物体判断手段は、前記検知物体の断面積と前記閾値記憶手段に記憶された前記閾値とを比較し、前記検知物体の断面積が前記閾値より大きい場合に、前記検知物体の種類が人物であると判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の物体検知装置。
【請求項５】
測距領域における物体を検知する工程と、
前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する工程と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する工程と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する工程と、
前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する工程と、
前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する工程と、
を含むことを特徴とする物体検知方法。
【請求項１】
測距領域における物体を検知するセンサと、
前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する測距手段と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する物体高算出手段と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する物体幅算出手段と、
前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する断面積算出手段と、
前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する物体判断手段と、
を備えたことを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】
前記センサは、前記測距領域の上方に設置され、所定の放射角度で放射状に前記測距領域における物体を検知する複数の検知素子を有し、
前記測距手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離を算出し、
前記物体高算出手段は、前記センサの床面からの設置高さと、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さを算出し、
前記物体幅算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体までの距離と、前記検知素子の前記放射角度とから、前記測距領域ごとの前記検知物体の幅を算出し、
前記断面積算出手段は、前記測距領域ごとの前記検知物体の高さと前記測距領域ごとの前記検知物体の幅との乗算値を前記測距領域の数だけ加算することにより前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が、連続しているか否かを判断する測距領域判断手段をさらに備え、
前記断面積算出手段は、前記測距領域判断手段によって前記物体を検知した前記検知素子に対応する前記測距領域が連続していると判断された場合に、連続している部分の前記検知物体の断面積を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検知装置。
【請求項４】
前記物体を識別するための閾値を記憶する閾値記憶手段と、
前記検知物体の種類が人物であると判断された場合に、警報を出力する警報出力手段と、
をさらに備え、
前記物体判断手段は、前記検知物体の断面積と前記閾値記憶手段に記憶された前記閾値とを比較し、前記検知物体の断面積が前記閾値より大きい場合に、前記検知物体の種類が人物であると判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の物体検知装置。
【請求項５】
測距領域における物体を検知する工程と、
前記センサによって検知された検知物体までの距離を算出する工程と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の高さを算出する工程と、
前記検知物体までの距離に基づいて、前記検知物体の幅を算出する工程と、
前記検知物体の高さと、前記検知物体の幅とに基づいて、前記検知物体の断面積を算出する工程と、
前記検知物体の断面積に基づいて前記検知物体の種類を判断する工程と、
を含むことを特徴とする物体検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−３１５９４８（Ｐ２００７−３１５９４８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４６６２６（Ｐ２００６−１４６６２６）
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（０００２０２３６１）綜合警備保障株式会社 (266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（０００２０２３６１）綜合警備保障株式会社 (266)
【Ｆターム（参考）】
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