(57)【要約】【課題】距離測定装置の設置位置又は向きの変化を適正に検出しつつ、一時的な距離測定装置の揺れによる変化を検出対象から除外する。【解決手段】空間に存在する物体までの距離を画素値とする距離画像を解析する解析装置において、最新距離画像を基準距離画像と比較し、対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の距離差分画素の数を取得し（Ｓ３）、最新距離画像における距離差分画素数が第２閾値以上である場合に（Ｓ４；ＹＥＳ）、最新距離画像における距離差分画素数と一つ前の距離画像における距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ７）。最新距離画像と一つ前の距離画像における距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に（Ｓ９；ＹＥＳ）、距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する（Ｓ１０）。【選択図】図４
2020184093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段と、
処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段と、
最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段と、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段と、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段と、
を備える解析装置。
【請求項２】
前記距離差分画素数取得手段は、前記処理対象の距離画像と前記基準距離画像の画素のうち、所定のルールに基づいて間引かれた画素を対象として、前記距離差分画素の数を取得する請求項１に記載の解析装置。
【請求項３】
前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値及び前記第４閾値のうち、少なくとも一つは、監視対象となる環境に応じて変更可能である請求項１又は２に記載の解析装置。
【請求項４】
前記最新の距離画像から、前記基準距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第５閾値以上の画素を抜き出し、当該抜き出された画素が所定の大きさ以上の領域を構成している場合に、前記空間内への侵入者とみなして通知する侵入者通知手段を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の解析装置。
【請求項５】
前記第２変化判断手段は、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値に代えて、前記最新の距離画像と前記一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数を用いる請求項１から４のいずれか一項に記載の解析装置。
【請求項６】
空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置と、当該距離測定装置により生成された距離画像を解析する解析装置と、を備える監視システムであって、
前記解析装置は、
前記距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段と、
処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段と、
最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段と、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段と、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段と、
を備える監視システム。
【請求項７】
コンピューターを、
空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段、
処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段、
最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段、
前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析装置、監視システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、監視空間内の侵入者や車両を検出する目的で、レーザーレーダー等の距離測定装置（センサー）で得られた距離画像の中から物体を検出する技術が利用されている。ここで、距離画像とは、２次元座標に物体までの距離値がマッピングされたものである。具体的には、距離測定装置は、監視空間にレーザー光等を照射し、監視空間に存在する物体からの反射光を受光するまでの時間により、物体までの距離を計測する。そして、レーザー光等の照射方向を順次変えて監視空間内を２軸方向に走査することで、距離画像を生成する。
【０００３】
監視システムに用いられる距離測定装置の設置位置や向きが侵入者により意図的に変えられてしまうと、本来の監視対象を監視することができなくなる。このような悪意のある行為に対する対策として、例えば、複数の走査方位と物体までの距離とを対応付けた測距データを生成する監視用センサーにおいて、過去の測距データである基準データと現在の測距データとを比較して、監視用センサーの向きが変化したと判定する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３２９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一時的なイベント等、監視対象が期間限定的な場合、必ずしも距離測定装置を建物のような安定した場所に設置できるとは限らず、ポールや三脚といった可動式の設置器具に固定するケースもあり得る。この場合、自然の風や、付近を通行する人・物との接触により、設置器具が揺れることが予想される。
【０００６】
上記先行技術は、基準データと現在の測距データとの比較により監視用センサーの設置向きの変化を検知するものであるため、基準データからの差異が恒久的な設置位置のずれによるものなのか、一時的な揺れによるものなのかを区別することができないという問題があった。
例えば、設置器具と一緒に監視用センサーが揺れているタイミングで比較用の測距データが生成されると、一時的な揺れの途中であるにもかかわらず、監視用センサーの設置向きが変化したと誤検出される可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、距離測定装置の設置位置又は向きの変化を適正に検出しつつ、一時的な距離測定装置の揺れによる変化を検出対象から除外することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段と、処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段と、最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段と、前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段と、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段と、を備える解析装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の解析装置において、前記距離差分画素数取得手段は、前記処理対象の距離画像と前記基準距離画像の画素のうち、所定のルールに基づいて間引かれた画素を対象として、前記距離差分画素の数を取得する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の解析装置において、前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値及び前記第４閾値のうち、少なくとも一つは、監視対象となる環境に応じて変更可能である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の解析装置において、前記最新の距離画像から、前記基準距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第５閾値以上の画素を抜き出し、当該抜き出された画素が所定の大きさ以上の領域を構成している場合に、前記空間内への侵入者とみなして通知する侵入者通知手段を備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の解析装置において、前記第２変化判断手段は、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値に代えて、前記最新の距離画像と前記一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数を用いる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置と、当該距離測定装置により生成された距離画像を解析する解析装置と、を備える監視システムであって、前記解析装置は、前記距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段と、処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段と、最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段と、前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段と、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段と、を備える。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、コンピューターを、空間を２軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する距離測定装置から距離画像を取得する距離画像取得手段、処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する距離差分画素数取得手段、最新の距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する第１変化判断手段、前記最新の距離画像における距離差分画素の数が前記第２閾値以上であると判断された場合に、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と当該最新の距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する第２変化判断手段、前記最新の距離画像における距離差分画素の数と前記一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が前記第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、前記距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する設置異常判断手段、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、距離測定装置の設置位置又は向きの変化を適正に検出しつつ、一時的な距離測定装置の揺れによる変化を検出対象から除外することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における監視システムの構成を示す図である。
【図２】距離測定装置の監視空間の例を示す図である。
【図３】（ａ）は、基準時（位置Ｘ１）及び比較時（位置Ｘ２）における距離測定装置の設置位置の例を示す図である。（ｂ）は、基準時に生成された基準距離画像のイメージ図である。（ｃ）は、比較時に生成された距離画像のイメージ図である。
【図４】第１の設置異常検出処理を示すフローチャートである。
【図５】距離差分画素の判断方法を説明するための図である。
【図６】連続して生成された各フレームにおける距離差分画素数に基づく処理を説明するための図である。
【図７】侵入者検出処理を示すフローチャートである。
【図８】基準距離画像と最新距離画像の比較により、変化部分を抜き出す処理を説明するための図である。
【図９】抜き出された画素を同一物体と考えられる領域に分ける処理を説明するための図である。
【図１０】変形例における第２の設置異常検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る監視システムの一実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１８】
図１に、本実施の形態における監視システム１００の構成を示す。
図１に示すように、監視システム１００は、距離測定装置１０と、解析装置２０と、警報器３０と、を備える。
【００１９】
距離測定装置１０は、レーザーレーダーにより構成されている。
図２（ａ）及び（ｂ）に、距離測定装置１０の監視空間の例を示す。図２（ａ）及び（ｂ）において、距離測定装置１０から見た水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸を取り、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向にＺ軸を取る。
距離測定装置１０は、空間をＸ軸方向及びＹ軸方向に走査して当該空間に存在する物体までの距離を測定し、この距離を画素値とする距離画像を所定の時間間隔で生成する。図２（ａ）及び（ｂ）においては、空間に存在する物体として、壁４０と木４１〜４４を図示している。距離測定装置１０は、生成した距離画像を解析装置２０に出力する。距離測定装置１０は、Ｘ軸方向における水平走査角αの範囲、Ｙ軸方向における垂直走査角βの範囲で距離を測定可能である。走査範囲の各画素に対して一巡分の距離値が得られた距離画像をフレームと表現する場合もある。
【００２０】
解析装置２０は、距離測定装置１０により生成された距離画像を解析し、異常を検出するコンピューター装置である。
図１に示すように、解析装置２０は、制御部２１と、操作部２２と、表示部２３と、通信部２４と、記憶部２５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２６と、を備える。
【００２１】
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、解析装置２０の各部の処理動作を統括的に制御する。具体的には、制御部２１は、記憶部２５に記憶されている各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ２６に展開し、当該プログラムとの協働により各種処理を行う。
【００２２】
操作部２２は、カーソルキー、文字入力キー及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された操作信号を制御部２１に出力する。
【００２３】
表示部２３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニターを備えて構成されており、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
【００２４】
通信部２４は、ケーブル等により接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。また、通信部２４は、ネットワークインターフェース等により構成され、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等の通信ネットワークを介して接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。例えば、通信部２４は、距離測定装置１０から距離画像を受信する。また、通信部２４は、警報器３０に対して、警報器３０を作動させるための制御信号を送信する。
【００２５】
記憶部２５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や不揮発性の半導体メモリー等により構成され、各種処理プログラム、当該プログラムの実行に必要なパラメーターやファイル等を記憶している。例えば、記憶部２５は、第１閾値、第２閾値、第３閾値、第４閾値、第５閾値を記憶している。
【００２６】
ＲＡＭ２６は、揮発性の半導体メモリーにより構成され、制御部２１により実行される各種処理において、記憶部２５から読み出された各種プログラム、入力若しくは出力データ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００２７】
制御部２１（距離画像取得手段）は、距離測定装置１０により所定の時間間隔で生成された距離画像を、通信部２４を介して距離測定装置１０から取得する。
【００２８】
制御部２１（距離差分画素数取得手段）は、処理対象の距離画像を基準時に生成された基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する。基準時としては、距離測定装置１０を設置した時、監視システム１００の管理者が距離測定装置１０の設置環境を見回り、距離測定装置１０の設置位置及び向きを確認した時等が挙げられる。第１閾値は、処理対象の距離画像と基準距離画像の対応する位置の画素間で距離値に有意の変化があるか否かを判断するための閾値である。ここで、制御部２１は、処理対象の距離画像と基準距離画像の画素のうち、所定のルールに基づいて間引かれた画素（一定間隔で間引く等）を対象として、距離差分画素の数を取得することとしてもよい。
【００２９】
図３（ａ）に、基準時（位置Ｘ１）及び比較時（位置Ｘ２）における距離測定装置１０の設置位置の例を示す。図３（ｂ）は、距離測定装置１０により基準時に生成された基準距離画像のイメージ図である。図３（ｃ）は、距離測定装置１０により比較時に生成された距離画像のイメージ図である。実際は、距離画像は、各画素に距離値を有するデータである。なお、図３（ａ）〜（ｃ）においても、空間に存在する物体として、壁４０と木４１〜４４を図示している。
【００３０】
距離測定装置１０の設置位置が位置Ｘ１から位置Ｘ２に変わったことで、図３（ｂ）及び（ｃ）に示す二つのフレーム間で、相互に対応する位置の画素の距離値に変化が生じる。例えば、図３（ｃ）に示す領域５０，５１（木４２，４４に対応する部分）では、図３（ｂ）に示す基準時と比較して、距離値が小さくなる。一方、図３（ｃ）に示す領域５２，５３（木４３、壁４０に対応する部分）では、図３（ｂ）に示す基準時と比較して、距離値が大きくなる。
【００３１】
制御部２１（第１変化判断手段）は、最新の距離画像（以下、最新距離画像という。）における距離差分画素の数が第２閾値以上であるか否かを判断する。第２閾値は、最新距離画像と基準距離画像との間で、距離画像に所定の変化があるか否かを判断するための閾値である。例えば、第２閾値として、距離画像を構成する画素のうち、信用できる範囲の画素の数の５０％等が用いられる。
【００３２】
制御部２１（第２変化判断手段）は、最新距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であると判断された場合に、最新距離画像における距離差分画素の数と当該最新距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する。第３閾値は、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、距離画像における変化が所定の範囲内であるか否かを判断するための閾値である。第３閾値として、距離画像を構成する画素のうち、信用できる範囲の画素の数の１０％等が用いられる。
【００３３】
制御部２１（設置異常判断手段）は、最新距離画像における距離差分画素の数と一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値が第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したと判断する。第４閾値は、距離測定装置１０の動きや揺れが安定したか否かを判断するための閾値である。
【００３４】
第１閾値、第２閾値、第３閾値及び第４閾値のうち、少なくとも一つは、監視対象となる環境に応じて変更可能である。例えば、第１閾値、第２閾値、第３閾値、第４閾値は、ユーザーが操作部２２から値を入力することにより設定され、記憶部２５に記憶される。また、各閾値は、通信ネットワークを介して接続された外部機器から設定されることとしてもよい。
【００３５】
制御部２１（侵入者通知手段）は、最新距離画像から、基準距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第５閾値以上の画素を抜き出し、当該抜き出された画素が所定の大きさ以上の領域を構成している場合に、空間内への侵入者とみなして通知する。第５閾値は、基準距離画像との比較において、異物を検出するための閾値であり、第１閾値より小さい値である。第５閾値は、監視対象となる環境に応じて変更可能である。所定の大きさとしては、空間内から異物を検出する上で適した値を用いる。
【００３６】
警報器３０は、監視空間に対する侵入者検出、距離測定装置１０の設置位置・向きに対する異常検出を通知するものであり、光及び音を発することで異常を通知する。警報器３０は、異常の種類に応じて、発光するランプの色又は音を変えるようにしてもよい。
【００３７】
次に、監視システム１００における動作について説明する。
図４は、解析装置２０により実行される第１の設置異常検出処理を示すフローチャートである。第１の設置異常検出処理は、制御部２１と記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。第１の設置異常検出処理の開始にあたり、制御部２１は、条件達成連続フレーム数の初期値を「０」として、ＲＡＭ２６に記憶させる。
【００３８】
まず、制御部２１は、通信部２４を介して、距離測定装置１０から基準時に生成された基準距離画像を取得する（ステップＳ１）。制御部２１は、基準距離画像をＲＡＭ２６に記憶させる。
【００３９】
次に、制御部２１は、通信部２４を介して、距離測定装置１０から最新距離画像を取得する（ステップＳ２）。制御部２１は、最新距離画像をＲＡＭ２６に記憶させる。距離画像を取得する時間間隔は、距離測定装置１０により距離画像が生成される時間間隔（例えば、フレームレート１０ｆｐｓ，２４ｆｐｓ等）とする。
【００４０】
次に、制御部２１は、最新距離画像を基準距離画像と比較し、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第１閾値以上の画素である距離差分画素の数を取得する（ステップＳ３）。制御部２１は、最新距離画像における距離差分画素数をＲＡＭ２６に記憶させる。最新距離画像における距離差分画素数は、基準距離画像からの変化の度合いを示す値である。
【００４１】
ここで、図５を参照して、距離差分画素の判断方法の具体例について説明する。図５には、距離画像を構成する各画素（Ｘ軸方向の位置ｘ及びＹ軸方向の位置ｙの組み合わせからなる画素番号により特定される。）について、基準距離画像における距離（ｃｍ）、最新距離画像における距離（ｃｍ）、基準距離画像と最新距離画像の距離差分の絶対値（ｃｍ）とともに、距離差分画素であるか否かの判断結果（距離差分画素であれば、「○」と表示）が示されている。図５では、第１閾値として１００ｃｍを用い、基準距離画像と最新距離画像の距離差分の絶対値が１００ｃｍ以上の画素を距離差分画素と判断している。
【００４２】
次に、制御部２１は、最新距離画像における距離差分画素数が第２閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。
距離差分画素数が第２閾値未満であると判断された場合には（ステップＳ４；ＮＯ）、制御部２１は、ＲＡＭ２６に記憶されている条件達成連続フレーム数を０にリセットする（ステップＳ５）。
【００４３】
ステップＳ４において、最新距離画像における距離差分画素数が第２閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ４；ＹＥＳ）、制御部２１は、ＲＡＭ２６から最新距離画像における距離差分画素数及び最新距離画像の一つ前の距離画像における距離差分画素数を読み出し、最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値を計算する（ステップＳ６）。最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値は、直近２フレーム間の変化の度合いを示す値である。
【００４４】
次に、制御部２１は、最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値より大きいと判断された場合には（ステップＳ７；ＮＯ）、制御部２１は、距離測定装置１０が揺れている途中であると判断し、ＲＡＭ２６に記憶されている条件達成連続フレーム数を０にリセットする（ステップＳ５）。
【００４５】
ステップＳ７において、最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下であると判断された場合には（ステップＳ７；ＹＥＳ）、制御部２１は、ＲＡＭ２６に記憶されている条件達成連続フレーム数に１を加算する（ステップＳ８）。つまり、条件達成連続フレーム数は、ステップＳ７において、最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下であると連続して判断された数である。
【００４６】
次に、制御部２１は、条件達成連続フレーム数が第４閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
条件達成連続フレーム数が第４閾値未満であると判断された場合（ステップＳ９；ＮＯ）、又は、ステップＳ５の後、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ９において、条件達成連続フレーム数が第４閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ９；ＹＥＳ）、制御部２１は、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したと判断する（ステップＳ１０）。
【００４８】
次に、制御部２１は、距離測定装置１０の設置異常を通知するための制御信号を、通信部２４を介して警報器３０に送信する（ステップＳ１１）。警報器３０は、光及び音を発することで、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したことを通知する。
以上で、第１の設置異常検出処理が終了する。
【００４９】
ここで、図６を参照して、連続して生成された各フレームにおけるステップＳ４及びステップＳ７の処理について説明する。図６には、各フレームｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，・・・，ｎ＋１３に対して、距離差分画素数、距離差分画素数が第２閾値（１５０００）以上であるか否かの判断結果（第２閾値以上であれば、「○」と表示）、本フレームの距離差分画素数と直前フレームの距離差分画素数との差の絶対値、この値が第３閾値（２０００）以下であるか否かの判断結果（第３閾値以下であれば、「○」と表示）が示されている。
【００５０】
フレームｎ〜ｎ＋４については、距離差分画素数が第２閾値未満であるから（ステップＳ４；ＮＯ）、本フレームの距離差分画素数と直前フレームの距離差分画素数との差の絶対値の計算は不要である。この間にも、侵入者や測定誤差により、ある程度の距離差分画素は存在する。
フレームｎ＋５〜ｎ＋１３のように、距離差分画素数が第２閾値以上である場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、すなわち、通常動作ではあり得ない程の数の画素で距離変化が生じた場合には、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化した可能性がある。
しかし、フレームｎ＋５〜ｎ＋８については、本フレームの距離差分画素数と直前フレームの距離差分画素数との差の絶対値が第３閾値より大きいため（ステップＳ７；ＮＯ）、本フレームは、条件達成連続フレーム数にはカウントされない。
一方、フレームｎ＋９〜ｎ＋１３については、本フレームの距離差分画素数と直前フレームの距離差分画素数との差の絶対値が第３閾値以下であるため（ステップＳ７；ＹＥＳ）、本フレームは、条件達成連続フレーム数としてカウントされる。直近２フレーム間の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下に収まった状態が継続すれば、距離測定装置１０の設置位置が固定された（距離画像が安定した）と判断される。
【００５１】
図７は、解析装置２０により実行される侵入者検出処理を示すフローチャートである。侵入者検出処理は、制御部２１と記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。
【００５２】
まず、制御部２１は、通信部２４を介して、距離測定装置１０から基準時に生成された基準距離画像を取得する（ステップＳ２１）。制御部２１は、基準距離画像をＲＡＭ２６に記憶させる。
【００５３】
次に、制御部２１は、通信部２４を介して、距離測定装置１０から最新距離画像を取得する（ステップＳ２２）。制御部２１は、最新距離画像をＲＡＭ２６に記憶させる。
【００５４】
次に、制御部２１は、最新距離画像から、基準距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第５閾値以上の画素を抜き出す（ステップＳ２３）。
【００５５】
図８（ａ）は、基準距離画像のイメージ図である。図８（ｂ）は、最新距離画像のイメージ図である。実際は、距離画像は、各画素に距離値を有するデータである。図８（ｂ）に示す最新距離画像において、基準距離画像から変わらない部分と、基準距離画像との間で距離に第５閾値以上の差がある部分６０と、を分離し、最新距離画像から、基準距離画像からの距離変化が大きい画素を抜き出す。図８（ｃ）に、抜き出された画素の例を示す。
【００５６】
次に、制御部２１は、Density Based Clusteringと呼ばれる方法を用い、抜き出された画素を同一物体と考えられる領域に分ける（ステップＳ２４）。具体的には、図９（ａ）に示すように、抜き出された画素のうち、まず一つの画素６１に注目し、その画素６１から所定距離内にある画素６２を、同一物体を示す画素として関連付ける。一つの画素６１から所定距離内にある画素６２を見つけ出す際には、距離画像平面内の距離だけでなく、両画素６１，６２における距離値も考慮する。つまり、画素６１に対応する位置と画素６２に対応する位置が、監視対象の空間内において所定距離内にある場合に、同一物体を示す画素として関連付ける。次に、関連付けられた画素６２から所定距離内にある画素６３についても、同一物体を示す画素として関連付ける。これを連鎖的に繰り返し、図９（ｂ）に示すように、同一物体と考えられる領域６４，６５ごとに、抜き出された画素を分ける。このように、所定距離内の近接する画素同士を関連付けて同一物体と認識する。また、領域６４に含まれる画素と、領域６５に含まれる画素のように、所定距離内にない画素は、別の物体（領域）として認識する。
【００５７】
次に、制御部２１は、同一物体と考えられる領域のうち、所定の大きさ以上の領域があるか否かを判断する（ステップＳ２５）。例えば、同一物体として関連付けられた画素群に含まれる画素の数が一定の値以上であれば、距離の測定誤差等で発生したノイズではなく、基準時にはなかった物体が存在すると考えられる。
所定の大きさ以上の領域がないと判断された場合には（ステップＳ２５；ＮＯ）、ステップＳ２２に戻り、処理を繰り返す。
【００５８】
ステップＳ２５において、所定の大きさ以上の領域があると判断された場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、制御部２１は、当該領域を空間内への侵入者とみなし、侵入者検出を通知するための制御信号を、通信部２４を介して警報器３０に送信する（ステップＳ２６）。警報器３０は、光及び音を発することで、侵入者が検出されたことを通知する。
以上で、侵入者検出処理が終了する。
【００５９】
第１の設置異常検出処理（図４参照）と侵入者検出処理（図７参照）は、並行して行われている。
第１の設置異常検出処理のステップＳ９において、条件達成連続フレーム数が第４閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ９；ＹＥＳ）、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化した状態で安定していると考えられる。この時、距離測定装置１０の設置位置又は向きは基準時における状態から大きくずれているため、基準距離画像との比較では侵入者を検出できないとみなし、侵入者検出処理を停止させることとしてもよい。
【００６０】
第１の設置異常検出処理において、図６に示す結果が得られた場合、フレームｎ〜ｎ＋４については、距離測定装置１０の設置位置及び向きが正常な状態であると考えられるため、通常の侵入者検出処理により、侵入者の検出が可能である。
一方、フレームｎ＋５〜ｎ＋１３については、第２閾値以上の画素で基準距離画像から第１閾値以上の距離変化が生じているから、距離測定装置１０が一時的に揺れている等、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化している途中の状態であると考えられる。この場合、侵入者検出処理により、監視空間内の物体が纏まりとして移動していると認識されるため、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したと判断される前であっても、異常を検出することができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、まず、最新距離画像における距離差分画素数が第２閾値以上である場合、すなわち、基準距離画像から所定以上の距離変化があった場合に、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化した可能性があると判断する。
さらに、最新距離画像における距離差分画素数と一つ前の距離画像における距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値より大きい場合、すなわち、最新距離画像と一つ前の距離画像の間の差異が大きい場合に、距離測定装置１０が揺れている途中であると判断し、距離測定装置１０の設置位置又は向きの変化の判断から除外する。
一方、最新距離画像における距離差分画素数と一つ前の距離画像における距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下のフレームが第４閾値以上連続する場合に、フレーム間の距離値に差異がなくなった、すなわち、距離測定装置１０が当初の設置状態から位置又は向きがずれた状態で安定したと判断し、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したと判断する。
【００６２】
このように、距離測定装置１０の設置位置又は向きの変化を適正に検出しつつ、一時的な距離測定装置１０の揺れによる変化を検出対象から除外することができる。具体的には、直近２フレーム間の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下で、かつ、その状態が連続することで、連続するフレーム間で距離画像が安定したことを認識することができる。
これにより、距離測定装置１０がポールや三脚等の不安定な設置器具に固定されている状況においても、一時的な揺れによる誤検出を防止するとともに、距離測定装置１０の設置位置や向きを意図的に変えるといった悪意のある行為を検出することができる。
条件達成連続フレーム数に基づく判断を付加することで、距離測定装置１０の設置位置や向きが変化しつつある間は、設置位置や向きが変化したと判断されないため、不安定な設置環境における一時的な揺れに対する誤検出を防止することができる。
【００６３】
また、距離差分画素の数を取得する際に、所定のルールに基づいて間引かれた画素を対象とする場合には、検出効果を維持しつつ、処理効率を上げることができる。この場合、距離差分画素をサンプリングする際の対象画素数（間引き方）に応じて、第２閾値及び第３閾値を決定すればよい。
【００６４】
また、第１閾値、第２閾値、第３閾値及び第４閾値のうち、少なくとも一つを、監視対象となる環境に応じて変更することにより、各閾値を環境に適した値に調整し、検出性能を最適化することができる。
【００６５】
また、基準距離画像からの変化が第５閾値以上の画素が所定の大きさ以上の領域を構成している場合に、空間内への侵入者とみなすため、距離測定装置１０が揺れている（動いている）途中であっても、距離測定装置１０の設置異常検出と併せて、時間的に隙間のない異常検出が可能となる。
【００６６】
〔変形例〕
次に、変形例について説明する。
変形例における監視システムは、上記実施の形態に示した監視システム１００と同様の構成であるため、図１を援用し、図示及び説明を省略する。以下、変形例に特徴的な構成及び処理について説明する。
【００６７】
変形例では、第２変化判断手段による判断において、最新距離画像における距離差分画素の数と一つ前の距離画像における距離差分画素の数の差の絶対値に代えて、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数を用いる。第６閾値は、記憶部２５に記憶されている。第６閾値は、監視対象となる環境に応じて変更可能である。
【００６８】
具体的には、制御部２１（第２変化判断手段）は、最新距離画像における距離差分画素の数が第２閾値以上であると判断された場合に、最新距離画像と最新距離画像の一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数が第３閾値以下であるか否かを判断する。第６閾値は、最新距離画像と一つ前の距離画像の対応する位置の画素間で距離値に変化があるか否かを判断するための閾値である。第３閾値は、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、距離画像における変化が所定の範囲内であるか否かを判断するための閾値であり、上記実施の形態における第３閾値とは異なる値であってもよい。
【００６９】
制御部２１（設置異常判断手段）は、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数が第３閾値以下であると判断された距離画像が第４閾値以上連続する場合に、距離測定装置の設置位置又は向きが変化したと判断する。
【００７０】
次に、変形例における動作について説明する。
図１０は、解析装置２０により実行される第２の設置異常検出処理を示すフローチャートである。第２の設置異常検出処理は、制御部２１と記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。第２の設置異常検出処理の開始にあたり、制御部２１は、条件達成連続フレーム数の初期値を「０」として、ＲＡＭ２６に記憶させる。
【００７１】
ステップＳ３１〜ステップＳ３５の処理は、第１の設置異常検出処理（図４参照）のステップＳ１〜ステップＳ５の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ３４において、最新距離画像における距離差分画素数が第２閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、制御部２１は、ＲＡＭ２６から最新距離画像及び最新距離画像の一つ前の距離画像を読み出し、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素数を取得する（ステップＳ３６）。
【００７３】
次に、制御部２１は、ステップＳ３６で取得された画素数が第３閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。
ステップＳ３６で取得された画素数が第３閾値より大きいと判断された場合には（ステップＳ３７；ＮＯ）、制御部２１は、距離測定装置１０が揺れている途中であると判断し、ＲＡＭ２６に記憶されている条件達成連続フレーム数を０にリセットする（ステップＳ３５）。
【００７４】
ステップＳ３７において、ステップＳ３６で取得された画素数が第３閾値以下であると判断された場合には（ステップＳ３７；ＹＥＳ）、制御部２１は、ＲＡＭ２６に記憶されている条件達成連続フレーム数に１を加算する（ステップＳ３８）。
【００７５】
次に、制御部２１は、条件達成連続フレーム数が第４閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３９）。
条件達成連続フレーム数が第４閾値未満であると判断された場合（ステップＳ３９；ＮＯ）、又は、ステップＳ３５の後、ステップＳ３２に戻り、処理を繰り返す。
【００７６】
ステップＳ３９において、条件達成連続フレーム数が第４閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ３９；ＹＥＳ）、制御部２１は、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したと判断する（ステップＳ４０）。
【００７７】
次に、制御部２１は、距離測定装置１０の設置異常を通知するための制御信号を、通信部２４を介して警報器３０に送信する（ステップＳ４１）。警報器３０は、光及び音を発することで、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化したことを通知する。
以上で、第２の設置異常検出処理が終了する。
【００７８】
以上説明したように、変形例によれば、上記実施の形態と同様、距離測定装置１０の設置位置又は向きの変化を適正に検出しつつ、一時的な距離測定装置１０の揺れによる変化を検出対象から除外することができる。また、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素の数をカウントすることで、より直接的に、直近２フレーム間で距離が安定しているか否かを判断することができる。
【００７９】
なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る監視システムの例であり、これに限定されるものではない。システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【００８０】
例えば、距離測定装置１０における距離の測定方法は、上記の例に限定されず、位相差方式、三角測量方式等を用いることとしてもよい。
【００８１】
また、条件達成連続フレーム数に基づいて、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化した状態で安定しているか否かを判断する代わりに、第１の設置異常検出処理（図４参照）のステップＳ７において、最新距離画像の距離差分画素数と一つ前の距離画像の距離差分画素数の差の絶対値が第３閾値以下となってからの継続時間、又は、第２の設置異常検出処理（図１０参照）のステップＳ３７において、最新距離画像と一つ前の距離画像との間で、相互に対応する位置の画素間の距離差分の絶対値が第６閾値以上の画素数が第３閾値以下となってからの継続時間に基づいて、距離測定装置１０の設置位置又は向きが変化した状態で安定しているか否かを判断することとしてもよい。
【００８２】
また、距離測定装置１０の設置異常又は侵入者検出を通知する際に、解析装置２０の表示部２３に異常が発生した旨のメッセージを表示することとしてもよい。また、解析装置２０から通信ネットワークを介して接続されたコンピューター装置、携帯電話機等の外部機器に、異常が発生したことを示す異常検出情報を送信し、外部機器において警告を通知することとしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０  距離測定装置
２０  解析装置
２１  制御部
２４  通信部
２５  記憶部
３０  警報器
１００  監視システム
【図１】
2020184093.tif 000003
【図２】
2020184093.tif 000004
【図３】
2020184093.tif 000005
【図４】
2020184093.tif 000006
【図５】
2020184093.tif 000007
【図６】
2020184093.tif 000008
【図７】
2020184093.tif 000009
【図８】
2020184093.tif 000010
【図９】
2020184093.tif 000011
【図１０】
2020184093.tif 000012