(57)【要約】【課題】３次元レーザスキャナから床までの距離を固定とすることで、存在しないはずの対象物を対象物であると誤認識しないようにすることができる監視装置を提供する。【解決手段】監視領域を測定した３次元レーザスキャナの測定結果から、監視領域に存在する物体までの距離データを取得し、現距離データとする現データ演算部と、測定結果から過去の距離データを取得し、比較距離データに変換する比較データ演算部と、現距離データおよび比較距離データについて、３次元レーザスキャナから床までの距離が定義された床距離情報に基づき、距離データの補正を行う補正部と、補正部が距離データの補正を行った補正後現距離データと補正後比較距離データとの差分値を算出し、当該差分値が閾値以上である領域を変化領域として抽出する変化領域抽出部とを備えた。【選択図】図１
2018105638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域を測定した３次元レーザスキャナの測定結果から、前記監視領域に存在する物体までの距離データを取得し、現距離データとする現データ演算部と、
前記測定結果から過去の前記距離データを取得し、比較距離データに変換する比較データ演算部と、
前記現距離データおよび前記比較距離データについて、前記３次元レーザスキャナから床までの距離が定義された床距離情報に基づき、前記距離データの補正を行う補正部と、
前記補正部が前記距離データの補正を行った補正後現距離データと補正後比較距離データとの差分値を算出し、当該差分値が閾値以上である領域を変化領域として抽出する変化領域抽出部
とを備えた監視装置。
【請求項２】
前記補正部は、
前記現距離データおよび前記比較距離データについて、前記距離データに基づく距離が前記床距離情報に基づく距離よりも大きければ、前記距離データを補正する
ことを特徴とする請求項１記載の監視装置。
【請求項３】
前記補正部は、
前記距離データを前記床距離情報に置き換える
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の監視装置。
【請求項４】
前記補正部は、
前記距離データを無限遠に置き換える
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の監視装置。
【請求項５】
前記床の高さを補正するための歪み補正情報に基づき、前記床の高さを補正した仮想床を設定するとともに、前記３次元レーザスキャナから当該仮想床までの距離を算出し、前記床距離情報として定義する仮想床設定部をさらに備え、
前記補正部は、
前記現距離データおよび前記比較距離データについて、前記仮想床設定部が定義した床距離情報に基づき、前記距離データを補正する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視領域に存在する対象物を認識する監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラ画像を用いて対象物を検知および認識する技術が存在する。カメラ画像は２次元データであることから、当該カメラ画像から得られる情報も２次元座標、輝度、および色などに限定される。従来技術の多くは輝度背景差分方式を用いて、監視領域内の変化領域を抽出して対象物を認識している。
しかし、このような多くの従来技術では、対象物と背景とに輝度差が存在しない場合には、対象物を精度よく認識できないという問題があった。また、カメラ画像から得られる２次元データでは対象物の距離に関する情報は得られないため、例えば、３次元座標上をＺ軸方向（カメラに向かって直進する方向）に対象物が移動した場合、当該対象物が静止していると認識され、発報対象とされないという問題があった。
そこで、例えば、特許文献１に開示された監視装置では、３次元レーザスキャナの測定結果から、監視領域までの距離情報を取得し、現距離データと比較距離データとの差分値を算出して、当該差分値から変化領域を抽出し、抽出した変化領域に基づき発報対象であるか否かの認識処理を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００２７７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載された技術により、輝度差が存在しない場合でも距離差があれば対象物を認識し、対象物が３次元座標上をＺ軸方向に移動する場合でも当該対象物の移動を認識して、発報対象であるか否かの認識処理を行うことが可能となる。
一方、３次元レーザスキャナによる距離測定技術においては、床に照射したレーザ光は入射角が浅くなり正反射が起こる場合がある。このため、３次元レーザスキャナから床までの位置によっては、反射したレーザ光が３次元レーザスキャナに戻ってきたり戻ってこなかったりという点滅現象が不規則に繰り返されることがある。
上述した特許文献に記載された技術では、このような点滅現象が起こり得ることが考慮されていないため、実際には存在しない対象物を存在するものとして認識してしまう可能性があるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、３次元レーザスキャナから床までの距離を固定とすることで、存在しないはずの対象物を対象物であると誤認識しないようにすることができる監視装置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】
この発明に係る監視装置は、監視領域を測定した３次元レーザスキャナの測定結果から、監視領域に存在する物体までの距離データを取得し、現距離データとする現データ演算部と、測定結果から過去の距離データを取得し、比較距離データに変換する比較データ演算部と、現距離データおよび比較距離データについて、３次元レーザスキャナから床までの距離が定義された床距離情報に基づき、距離データの補正を行う補正部と、補正部が距離データの補正を行った補正後現距離データと補正後比較距離データとの差分値を算出し、当該差分値が閾値以上である領域を変化領域として抽出する変化領域抽出部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、３次元レーザスキャナから床までの距離を固定とすることで、存在しないはずの対象物を対象物であると誤認識しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元レーザスキャナの構成を示す図である。
【図３】３次元レーザスキャナの分散機構を示す説明図である。
【図４】実施の形態１において、床関連情報記憶部に記憶されている床関連情報の内容の一例を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１において、床補正部による図５のステップＳＴ５０５の動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態１において、３次元レーザスキャナの視野を仮想的な３Ｄ空間に組み上げた立体モデルの一例を示す図である。
【図８】実施の形態１において、３次元レーザスキャナの視野にある床、対象物である対象Ａ，対象Ｂが、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例であり、図８Ａは、３次元レーザスキャナと対象Ａ，対象Ｂを横から見た位置関係を示すモデルであり、図８Ｂは、図上、左側が、８×４×４個のグリッドが密着したモデル、図上、右側が、図上左側に示す、８×４×４個のグリッドが密着したモデルを、横に４つにスライスして全グリッドが見えるようにしたモデルであり、図８Ｃは、３次元レーザスキャナの視野を仮想的なイメージに組み上げたイメージモデルである。
【図９】実施の形態１において、監視領域に対象物が存在しない状態で、３次元レーザスキャナの視野にある床が、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例である。
【図１０】図９のモデルで示す監視領域の状態から、当該監視領域に対象物である対象Ａおよび対象Ｂが侵入してきた場合に、３次元レーザスキャナの視野にある床、対象Ａ、および対象Ｂが、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例である。
【図１１】実施の形態１に係る監視装置の認識処理部による判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２Ａ，図１２Ｂは、この発明の実施の形態１に係る監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１３】この実施の形態２に係る監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２において、仮想床設定部が「仮想床」を設定する概念を説明するための図であって、図１４Ａは、３次元レーザスキャナと、対象Ａおよび対象Ｂを横から見た位置関係を示し、３次元レーザスキャナの視野内において、床はフラットではなく、凸部と凹部を有している状態をあらわすモデルであり、図１４Ｂは、図１４Ａの状態から、床の高さを補正した状態をあらわすモデルである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る監視装置１００の構成を示すブロック図である。
監視装置１００は、３次元レーザスキャナ１０、現データ演算部２０、現データ蓄積部２１、比較データ演算部３０、比較データ蓄積部３１、変化領域抽出部４０、認識処理部５０、報知処理部６０、床補正部７０、および、床関連情報記憶部８０で構成されている。床補正部７０は、距離取得部７０１、および、補正部７０２を備える。
なお、図１において、監視装置１００外に３次元レーザスキャナ１０のスキャン範囲を示す背景２００、当該背景２００の前に立つ対象物２０１、監視装置１００の上位にある装置であり、ブザー等の発報処理を行うＰＣ３００を記載している。なお、ここでは、監視装置１００の上位にある装置は、一例としてＰＣ３００としているが、監視装置１００の上位にある装置は、これに限らず、例えば、音声出力装置等、監視装置１００における報知処理に基づき、発報処理を行うことができるものであればよい。監視装置１００における報知処理の詳細は後述する。
また、この実施の形態１では、図１に示すように、監視装置１００が床関連情報記憶部８０を備えるものとしたが、これに限らず、床関連情報記憶部８０は監視装置１００の外部に備えるものとしてもよい。床関連情報記憶部８０は、少なくとも監視装置１００の床補正部７０が当該床関連情報記憶部８０を参照可能な場所に備えられるようになっていればよい。
【００１０】
３次元レーザスキャナ１０は、スキャン範囲に存在する対象物２０１等の３次元情報を取得して、当該対象物２０１等までの距離等を計測する。
ここで、図２は、３次元レーザスキャナ１０の構成を示す図である。図２に示すように、３次元レーザスキャナ１０は、レーザ発光ユニット１１、回転ミラーを用いた分散機構１３およびレーザ受光ユニット１６を内蔵し、背景２００で示した範囲をスキャンして距離データおよび強度データを取得する。レーザ発光ユニット１１は、レーザ光パルス１２を照射する。
分散機構１３は、レーザ発光ユニット１１から発光されたレーザ光パルス１２を広角範囲に分散させる機構である。図２の例では、回転ミラーを用いた分散機構１３を示している。当該回転ミラーを用いた分散機構１３の詳細については後述する。分散機構１３により分散された分散レーザ光パルス１４は、背景２００あるいは対象物（図２においては不図示）に照射および反射されレーザ反射光１５を形成する。図２の例では、分散レーザ光パルス１４が背景２００のＸ方向およびＹ方向へ順次分散照射される様子を示している。具体的には、背景２００のＸ方向に６ポイント、背景２００のＹ方向に２ポイント、合計１２ポイントに分散照射されている。
なお、図２では、回転ミラーを用いた分散機構１３としたが、その他の分散機構を適用してもよい。例えば、モータレスでミラーをスキャンするスキャンレス光学系としてもよい。
【００１１】
レーザ受光ユニット１６は、反射対象で反射されたレーザ反射光１５を受光し、発光から受光までの時間差に基づいて、反射対象までの距離を算出し、距離データとする。図２の例では、背景２００のＸ方向に６ポイント、背景２００のＹ方向に２ポイント、合計１２ポイントに分散された照射位置全てに対して、個別に距離を算出し、距離データとする。さらに、レーザ受光ユニット１６は、分散された照射位置全てに対して、照射した光量と受光した光量の比率に基づいて反射対象の各ポイントにおける反射率を算出し、強度データとする。レーザ受光ユニット１６で算出された距離データおよび強度データは、図１で示した現データ演算部２０および比較データ演算部３０に出力される。
レーザ受光ユニット１６で算出された、照射位置全てに関しての距離データおよび強度データを、点群データ１７という。
レーザ受光ユニット１６による点群データ１７の現データ演算部２０および比較データ演算部３０への出力は、フレーム単位に行われる。レーザ受光ユニット１６は、背景２００全体を１回スキャンして得られた点群データ１７、すなわち、図２の例でいうと、背景２００のＸ方向に６ポイント、Ｙ方向に２ポイントの合計１２ポイントに対して１回のスキャンで得られた点群データ１７を、１フレーム分の点群データ１７として現データ演算部２０および比較データ演算部３０へ出力する。
【００１２】
次に、回転ミラーを用いた分散機構１３の詳細について、図３を参照しながら説明を行う。分散機構１３は、第１の回転ミラー１３ａ、第１のモータ１３ｂ、第２の回転ミラー１３ｃおよび第２のモータ１３ｄで構成されている。第１の回転ミラー１３ａは、入射されたレーザ光パルス１２のパルス周波数と同期して動作し、レーザ光パルス１２を第１の回転ミラー１３ａの面に対して水平方向に分散する。水平方向に分散された水平分散レーザ光パルス１３ｅは、常に同一の角度で分散される。第１のモータ１３ｂは、第１の回転ミラー１３ａを駆動させる駆動源である。第２の回転ミラー１３ｃは、入射されたレーザ光パルス１２のパルス周波数と同期して動作し、水平分散レーザ光パルス１３ｅをさらに垂直方向に分散する。垂直方向に分散された垂直分散レーザ光パルス１３ｆは、常に同一の角度で分散される。第２のモータ１３ｄは、第２の回転ミラー１３ｃを駆動させる駆動源である。
【００１３】
以上の動作により、３次元レーザスキャナ１０は、以下に示すＸ，Ｙ，Ｚの３次元情報を得る。
Ｘ；水平方向座標
Ｙ；垂直方向座標
Ｚ；距離データ
図２の例では、水平方向座標Ｘは６ポイント、垂直方向座標Ｙは２ポイントとなる。また、距離データＺは、Ｚ軸方向の奥行き情報であり、以下、Ｚ軸情報という。
３次元情報には、Ｚ軸情報が含まれているため、対象物が３次元座標上のＺ軸方向へ移動した場合、すなわち、３次元レーザスキャナ１０に向かって直進した場合においても、Ｚ軸方向の移動量を用いて差分を得ることができる。
【００１４】
現データ演算部２０は、３次元レーザスキャナ１０から出力される点群データ１７中の距離データを取得し、監視領域、すなわち、３次元レーザスキャナ１０の測定範囲における現時点の距離データを示す現データとして現データ蓄積部２１に蓄積させる。ここでは、現データ演算部２０は、入力された距離データを、グリッドを示す情報と紐付けて、現データ蓄積部２１に蓄積させる。なお、グリッドとは、レーザ照射１ポイントの測定点を示す仮想的な３Ｄ空間における一領域である。グリッドの詳細については後述する。
【００１５】
比較データ演算部３０は、３次元レーザスキャナ１０から出力される点群データ１７中の距離データを取得し、比較データに変換して比較データ蓄積部３１に蓄積させる。比較データへの変換処理は、例えば、取得した距離データから遡って過去５０フレーム分の距離データから平均距離データを得て比較データとする、あるいは入力された距離データの直前のフレームの距離データを得て比較データとする等によって行えばよい。なお、比較データ演算部３０は、３次元レーザスキャナ１０から取得した距離データをデータ蓄積部（図示省略）に蓄積させておき、当該蓄積させておいた距離データに基づき、過去に遡った距離データを取得するようにすればよい。比較データ演算部３０は、比較データとしての距離データを、各グリッドを示す情報と紐付けて、比較データ蓄積部３１に蓄積させる。
なお、この実施の形態１において、現データを現距離データ、比較データを比較距離データともいうものとする。
【００１６】
床補正部７０は、床関連情報記憶部８０に記憶された床関連情報に基づき、現データ蓄積部２１に蓄積された現データと、比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの各点に対応する各グリッドのうち、床に相当するグリッドについて、必要に応じて、距離データの補正を行う。
床補正部７０は、距離取得部７０１、および、補正部７０２を備える。
【００１７】
距離取得部７０１は、床関連情報記憶部８０を参照し、床関連情報記憶部８０に記憶されている床関連情報に基づき、現データ蓄積部２１に蓄積された現データと、比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの、各点に対応する各グリッドに対応する床距離情報を取得する。具体的には、距離取得部７０１は、現データの各点および比較データの各点に、それぞれ対応する各グリッドと、床関連情報記憶部８０に記憶されている床関連情報のグリッド情報とのつき合せを行い、対応する床距離情報を特定し、当該床距離情報を取得する。
【００１８】
ここで、図４は、実施の形態１において、床関連情報記憶部８０に記憶されている床関連情報の内容の一例を説明する図である。
床関連情報とは、グリッドを特定する情報（以下「グリッド情報」という）と、３次元レーザスキャナ１０から当該各グリッドに含まれる床の部分までの距離を示す情報（以下「床距離情報」という）から構成される情報である。床関連情報記憶部８０には、例えば、図４に示すように、グリッド情報と床距離情報とが紐付けられて、テーブル形式で床関連情報が記憶される。
グリッド情報は、Ｘ方向グリッドおよびＹ方向グリッドからなる。Ｘ方向グリッドは、Ｘ軸方向に順に数えた場合に当該グリッドが何番目かを示す情報である。Ｙ方向グリッドは、Ｙ軸方向に順に数えた場合に当該グリッドが何番目かを示す情報である。床距離情報は、例えば、ｍ（メートル）等の距離の単位で示される情報である。
【００１９】
例えば、図４に示す床関連情報では、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが１のグリッドについて、当該グリッドに含まれる床の部分は、３次元レーザスキャナ１０からの距離が０ｍであることが定義され、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが２のグリッドについて、当該グリッドに含まれる床の部分は、３次元レーザスキャナ１０からの距離が２０ｍであることが定義されている。また、例えば、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが３のグリッドについて、当該グリッドに含まれる床の部分は、３次元レーザスキャナ１０からの距離が４０ｍであることが定義されている。
また、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが４のグリッドについては、床を含んでいないため、床距離情報は「なし」と定義されている。すなわち、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが４のグリッドについては、いずれのグリッドも「床以外」を含んでいるグリッドということになる。
床距離情報が「なし」と定義される場合、具体的には、当該床距離情報には、例えば、「無限遠」等、床距離情報が取り得る最大値が設定される。
【００２０】
また、図４では、グリッド情報に関して、Ｚ方向グリッドの情報は省略するようにしている。「床」に関する情報は、Ｘ−Ｙ平面に対して定義され、Ｚ方向グリッドについては一定の値で固定値となるからである。
なお、図４に示す床関連情報の内容は一例に過ぎない。床関連情報は、図４に示す以外の情報を含むようにしてもよく、少なくとも図４に示す内容を含むものであればよい。また、床関連情報は、図４に示すような、テーブル形式のデータでなくてもよい。
【００２１】
床関連情報は、例えば、オペレータ等が、入力装置（図示省略）から入力する等して、予め、床関連情報記憶部８０に記憶させている。
具体的な入力方法としては、例えば、オペレータ等が、Ｘ方向グリッドまたはＹ方向グリッドごとに、床距離情報を入力する方法があげられる。入力装置がオペレータ等からの入力を受け付けると、監視装置１００の記憶制御部（図示省略）が、受け付けた入力内容を床関連情報として、床関連情報記憶部８０に記憶させる。
【００２２】
また、例えば、オペレータ等は、Ｘ方向グリッドにおいて床距離情報の差がないと仮定できる場合は、Ｘ方向グリッドのうちのあるグリッドを代表グリッドとし、当該代表グリッドに対するＹ方向グリッドごとの床距離情報のみを入力するようにしてもよい。具体的には、例えば、オペレータ等は、Ｘ方向グリッドが１かつＹ方向グリッドが１、Ｘ方向グリッドが１かつＹ方向グリッドが２、Ｘ方向グリッドが１かつＹ方向グリッドが３、および、Ｘ方向グリッドが１かつＹ方向グリッドが４、の４点の床距離情報を入力する。そして、例えば、記憶制御部が、当該４点の床関連情報を受け付け、Ｘ方向グリッド１以外のＸ方向グリッドに紐付けられるＹ方向グリッドの床距離情報について、それぞれ、Ｘ方向グリッド１に紐付けられるのと同じＹ方向グリッドの床距離情報をコピーして床関連情報を作成し、床関連情報記憶部８０に記憶させるようにしてもよい。
【００２３】
距離取得部７０１は、例えば、現データ蓄積部２１に蓄積された現データについて、（Ｘ方向グリッド，Ｙ方向グリッド，Ｚ方向グリッド）＝（１，２，１）のグリッドの床距離情報を取得する場合、床関連情報の、Ｘ方向グリッドが１、かつ、Ｙ方向グリッドが２のグリッドを検索し、床距離情報として、２０ｍを取得する。
距離取得部７０１は、取得した床距離情報を、現データまたは比較データの各点に対応する各グリッドに付与して、補正部７０２に出力する。
【００２４】
補正部７０２は、距離取得部７０１から取得した床距離情報に基づき、現データ蓄積部２１に蓄積された現データおよび比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの、各点に対する各グリッドのうち、「床」に相当するグリッドについて、必要に応じて、距離データの補正を行う。
具体的には、補正部７０２は、現データおよび比較データの、各点に対する各グリッドについて、距離データに基づく距離と、床距離情報に基づく距離とを比較し、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きければ、該当のグリッドの距離データを、床距離情報に基づく距離に置き換える。
補正部７０２は、該当のグリッドの距離データを床距離情報で置き換えた後の現データと比較データを、補正後現データまたは補正後比較データとし、変化領域抽出部４０に出力する。
【００２５】
なお、補正部７０２は、床距離情報で置き換えていないグリッドの距離データについては、そのままの内容とする。したがって、全てのグリッドがいずれも距離データの置き換えが必要ではなかった現データまたは比較データは、そのまま、補正後現データまたは補正後比較データとして変化領域抽出部４０に出力される。
【００２６】
また、ここでは、補正部７０２は、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きければ、該当するグリッドの距離データを、床距離情報に基づく距離に置き換えるものとしたが、補正の方法はこれに限らない。例えば、補正部７０２は、現データまたは比較データの各点に対する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きければ、該当するグリッドの距離データを、「無限遠」に置き換えるようにしてもよい。
【００２７】
床距離情報に置き換える場合は、置き換えた後の距離データである補正後現データまたは補正後比較データが、連続性を持った値となるため、違和感がないデータとすることができる。
一方、「無限遠」に置き換える場合は、各グリッドの現データまたは比較データにおいて、置き換える値が全て同じ値となるので、処理負荷を軽減することができる。
【００２８】
床関連情報記憶部８０は、各グリッドのグリッド情報と、当該グリッド情報に紐付けられた床距離情報とを記憶する（例えば、図４参照）。
【００２９】
変化領域抽出部４０は、床補正部７０の補正部７０２から補正後現データおよび補正後比較データを取得し、補正後現データと補正後比較データとを画素単位で比較して差分値を算出し、算出した差分値が予め設定した閾値以上である画素領域を変化領域として抽出する。一般的に、一定の閾値を設定し、差分値が設定した閾値以上であるか否かで２値化した２値化データに変換して取り扱う。なお、補正後現データおよび補正後比較データは、距離データで構成されているため、変化領域抽出部４０が算出する差分値は、「距離の差」を示している。例えば、補正後現データに背景２００および対象物２０１が含まれ、補正後比較データに背景２００のみが含まれている場合、得られる差分値は「補正後の背景と対象物との間の距離」を示している。
【００３０】
認識処理部５０は、変化領域抽出部４０が抽出した変化領域より「面積」、「縦横寸法」、「速度」等の特徴量を抽出し、抽出した特徴量が、予め定めた照合条件を満たしているか否かに基づいて、変化領域が報知対象であるか否かの認識処理を行う。認識処理部５０は、変化領域が報知対象であると認識した場合、報知指示情報を報知処理部６０に出力する。
報知処理部６０は、認識処理部５０から出力された報知指示情報に基づいて報知処理を行う。報知処理としては、上位にあるＰＣ３００などの装置に特定の信号を送信する処理、あるいは装置にブザーを鳴らさせるなどの処理などが挙げられる。
【００３１】
なお、この実施の形態１では、図１に示すように、３次元レーザスキャナ１０は監視装置１００に備えられるものとしたが、これに限らず、３次元レーザスキャナ１０は監視装置１００の外部に備えられ、監視装置１００は、ネットワーク等を介して、３次元レーザスキャナ１０から点群データ１７を取得するようにしてもよい。
【００３２】
次に、実施の形態１に係る監視装置１００の動作について説明する。
図５は、実施の形態１に係る監視装置１００の動作を示すフローチャートである。
なお、ここでは、説明の簡潔化のため、３次元レーザスキャナ１０の解像度が８×４画素である場合を例に説明を行う。
まず、３次元レーザスキャナ１０は背景２００、すなわち、監視領域の範囲をスキャンし（ステップＳＴ５０１）、点群データ１７、すなわち、距離データおよび強度データを取得する（ステップＳＴ５０２）。具体的には、背景２００の範囲を３次元レーザスキャナ１０の解像度である８×４に分割してスキャンする。距離データは一般にデジタルデータであり、ここでは８×４画素の１画素あたり８ビットの多値データとする。
３次元レーザスキャナ１０は、取得した点群データを、現データ演算部２０および比較データ演算部３０に出力する。
現データ演算部２０は、ステップＳＴ５０２で取得された８×４画素の点群データ１７中の距離データを現データとして現データ蓄積部２１に蓄積させる（ステップＳＴ５０３）。
比較データ演算部３０は、過去にステップＴ５０２で取得されて不図示のデータ蓄積部に蓄積された８×４画素の点群データ１７中の距離データを比較データに変換し、比較データ蓄積部３１に蓄積させる（ステップＳＴ５０４）。
【００３３】
床補正部７０は、床関連情報記憶部８０に記憶された床関連情報に基づき、現データ蓄積部２１に蓄積された現データと、比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの各点に対応する各グリッドのうち、床に相当するグリッドについて、必要に応じて、距離データの補正を行う（ステップＳＴ５０５）。
【００３４】
ここで、図６は、実施の形態１において、床補正部７０による図５のステップＳＴ５０５の動作の詳細を説明するフローチャートである。
床補正部７０の距離取得部７０１は、床関連情報記憶部８０を参照し、床関連情報記憶部８０に記憶されている床関連情報に基づき、現データ蓄積部２１に蓄積された現データと、比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの、各点に対応する各グリッドに対応する床距離情報を取得する（ステップＳＴ６０１）。
距離取得部７０１は、取得した床距離情報を、現データまたは比較データの各点に対する各グリッドに付与して、補正部７０２に出力する。
【００３５】
補正部７０２は、現データ蓄積部２１に蓄積された現データおよび比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データの、各点に対応する各グリッドについて、距離データに基づく距離と、床距離情報に基づく距離とを比較し、現データまたは比較データの、各点に対する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きいかどうかを判定する（ステップＳＴ６０２）。
【００３６】
ステップＳＴ６０２において、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きい場合（ステップＳＴ６０２の“ＹＥＳ”の場合）、補正部７０２は、該当のグリッドの距離データを補正する（ステップＳＴ６０３）。具体的には、補正部７０２は、距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きいと判定したグリッドの距離データを、床距離情報に置き換える。
【００３７】
通常は、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データが３次元レーザスキャナ１０から当該グリッドに含まれる床までの距離より大きい値を示すことはあり得ない。しかし、稀に、例えば、３次元レーザスキャナ１０が床に照射した分散レーザ光パルス１４の入射角が浅くなる事象が発生することがある。これにより、正反射が起き、反射したレーザ反射光１５が正しく３次元レーザスキャナ１０に戻らず、正しい距離データが得られないことが起こり得る。このような現象が不規則に繰り返される点滅現象によって、後述する変化領域抽出部４０による処理において、差分を抽出してしまう可能性がある。すなわち、「床」が「床」と認識されず、床以外の対象物２０１であると認識される可能性がある。
【００３８】
そこで、補正部７０２は、存在しない対象物２０１を誤認識しないよう、距離データがあり得ない距離を示す場合に、例えば、点滅現象が発生したものとし、予め定義された「床」を示す距離となるよう補正する。
【００３９】
ステップＳＴ６０２において、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離より大きくない場合、すなわち、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離以下である場合（ステップＳＴ６０２の“ＮＯ”の場合）、ステップＳＴ６０３はスキップする。
【００４０】
ステップＳＴ６０２で判定対象となるグリッドについて、当該グリッドにおける距離データに基づく距離が床距離情報に基づく距離と等しい場合は、正常に「床」が検知されているものであるので、距離データの補正は必要ない。
また、ステップＳＴ６０２で判定対象となるグリッドについて、当該グリッドにおける距離データに基づく距離が床距離情報に基づく距離未満の場合、監視領域に進入してきた対象物２０１が検知されたものと考えられる。この場合、当該判定対象となるグリッドにおける距離データは、「床」に相当するグリッドにおける距離データではないので、距離データの補正は必要ない。
【００４１】
なお、上述のとおり、「床」に相当しないグリッドについては、床距離情報は「なし」と定義され、例えば、「無限遠」等、床距離情報が取り得る最大値が設定されて、床関連情報記憶部８０に記憶されている。
また、監視領域に侵入してきた対象物２０１の、３次元レーザスキャナ１０からの距離は、必ず３次元レーザスキャナ１０から床までの距離よりも小さくなる。
従って、ステップＳＴ６０２において、監視領域に侵入してきた対象物２０１に相当するグリッドについて、当該グリッドにおける距離データに基づく距離が床距離情報に基づく距離以上になることはなく、ステップＳＴ６０３の処理はスキップされるので、当該グリッドにおける距離データが補正されることはない。
【００４２】
ここで、図７は、実施の形態１において、３次元レーザスキャナ１０の視野を仮想的な３Ｄ空間に組み上げた立体モデルの一例を示す図である。
図７において、１つのキューブが、レーザ照射１ポイントの測定点を示すものとして、空間のサイズを８×４×４個のキューブとする。１つのキューブがレーザ照射１ポイントの測定点を示し、当該測定点をここではグリッドという。
【００４３】
図８は、実施の形態１において、３次元レーザスキャナ１０の視野にある床８０３、対象物２０１である対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２が、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例である。
図８Ａは、３次元レーザスキャナ１０と対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２を横から見た位置関係を示すモデルである。また、図８Ｂは、図上、左側が、８×４×４個のグリッドが密着したモデル、図上、右側が、図上左側に示す、８×４×４個のグリッドが密着したモデルを、横に４つにスライスして全グリッドが見えるようにしたモデルである。また、図８Ｃは、３次元レーザスキャナ１０の視野を仮想的なイメージに組み上げたイメージモデルである。
【００４４】
図８Ｃに示すように、床８０３は、３次元レーザスキャナ１０の俯角により、奥に行けば行くほど高い位置に見える。また、対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２は、同じ大きさであるにもかかわらず、奥にある対象８０２は、小さく測定される。
【００４５】
図８Ａ〜図８Ｂにおいて、床８０３，対象Ａ８０１、および、対象Ｂ８０２に相当するグリッド以外のグリッドは、３次元レーザスキャナ１０において距離が得られなかったグリッドである。この実施の形態１において、３次元レーザスキャナ１０において距離が得られなかったグリッドをブランクグリッド８０４ともいうものとする。
【００４６】
図７，８に示したように、３次元レーザスキャナ１０の視野には、床８０３のように「床」に相当する対象物と、対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２のように「床以外」に相当する対象物２０１が存在する。しかしながら、３次元レーザスキャナ１０から得られる情報だけでは、点群データ１７の各点に対応するグリッドが「床」に相当するのか、「床以外」に相当するのかを区別できない。すなわち、３次元レーザスキャナ１０から出力される点群データ１７には、「床」に相当するのか、「床以外」に相当するのかの情報は含まれていない。
【００４７】
一方、上述したように、稀に、例えば、３次元レーザスキャナ１０が床に照射した分散レーザ光パルス１４の入射角が浅くなる事象が発生することがあり、これにより、正反射が起き、反射したレーザ反射光１５が正しく３次元レーザスキャナ１０に戻らず、正しい距離データが得られないことが起こり得る。具体的には、現データまたは比較データの、各点に対応する各グリッドにおける距離データが、３次元レーザスキャナ１０から当該グリッドに含まれる床までの距離より大きい値を示してしまうことがあり得る。
このような点滅現象が発生した場合、「床」と認識されず、床以外の対象物２０１であると認識される可能性があるので、当該誤認識を防ぐため、「床」に相当するにもかかわらず正しく距離データが得られなかったグリッドの距離データについて、正しい距離データに補正しておく必要がある。
そこで、この実施の形態１では、予め、床距離情報を定義し、床関連情報記憶部８０に、グリッド情報と紐付けられた床関連情報として記憶させておき、床距離情報に基づいて、３次元レーザスキャナ１０からの距離データに基づく距離が、床距離情報に基づく距離よりも大きい場合、すなわち、点滅現象等により正しい距離データが得られなかった、「床」に相当するグリッドである場合、当該グリッドの距離データを床距離情報に置き換えて、正しい距離データへと補正する。
【００４８】
図９は、実施の形態１において、監視領域に対象物２０１が存在しない状態で、３次元レーザスキャナ１０の視野にある床８０３が、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例である。
図上、左側は、８×４×４個のグリッドが密着したモデル、図上、右側は、図上左側に示す、８×４×４個のグリッドが密着したモデルを、横に４つにスライスして全グリッドが見えるようにしたモデルである。
また、図１０は、図９のモデルで示す監視領域の状態から、当該監視領域に対象物２０１である対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２が侵入してきた場合に、３次元レーザスキャナ１０の視野にある床８０３、対象Ａ８０１、および、対象Ｂ８０２が、８×４×４個のグリッドの中でどのように見えているかを示したモデルの一例である。
【００４９】
なお、図９および図１０において、グリッド８０３’で示す、（Ｘ方向グリッド，Ｙ方向グリッド，Ｚ方向グリッド）＝（１，２，１）のグリッドは、補正部７０２が補正を行い、距離データを、床関連情報の床距離情報で置き換えたグリッドであるとする。
【００５０】
対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２が侵入してきた場合、当該対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２は、３次元レーザスキャナ１０から見て、床８０３より遠方に見えることはない。仮に、当該対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２が、３次元レーザスキャナ１０から見て、床８０３より遠方に見えたとすると、当該対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２は、床８０３に埋まっているという、現実ではあり得ない状態となる。
すなわち、３次元レーザスキャナ１０から対象Ａ８０１までの距離、および、３次元レーザスキャナ１０から対象Ｂ８０２までの距離は、必ず、３次元レーザスキャナ１０から床までの距離よりも小さくなる。
【００５１】
したがって、補正部７０２が、上述のように、距離データが示す距離が床距離情報に基づく距離よりも大きい場合に距離データを床距離情報に置き換えたとしても、対象物２０１までの距離を示す距離データが置き換えられることで対象物２０１を見失うことなく、３次元レーザスキャナ１０から対象物２０１までの距離を正確に取得することができる。
また、例えば、上述したような点滅現象が発生した場合も、補正部７０２が距離データを床距離情報に置き換えて、床の距離を予め「床」と定義されている距離に固定することで、床に相当するはずのグリッドを、対象物２０１が存在するグリッドであるかのように誤認識することがなくなる。
【００５２】
図６のフローチャートに戻る。
補正部７０２は、必要に応じて該当するグリッドの距離データを床距離情報で置き換えた後の現データおよび比較データを、それぞれ、補正後現データおよび補正後比較データとし、変化領域抽出部４０に出力する（ステップＳＴ６０４）。
【００５３】
以上のように、床補正部７０は、現データ蓄積部２１に蓄積された現データと、比較データ蓄積部３１に蓄積された比較データのうち、床に相当するグリッドの現データまたは比較データに対して、必要に応じて、補正を行う。
そして、床補正部７０は、補正を行った後のグリッドに基づく補正後の現データを補正後現データ、補正を行った後のグリッドに基づく補正後の比較データを補正後比較データとして、それぞれ、変化領域抽出部４０に出力する。
なお、床補正部７０は、上述したような処理を、例えば、現データ蓄積部２１に蓄積された最新の現データに基づくグリッドと、比較データ蓄積部３１に蓄積された最新の比較データに基づくグリッドを対象に行うようにする。
【００５４】
図５のフローチャートに戻る。
変化領域抽出部４０は、床補正部７０から出力された補正後現データと、補正後比較データとを取得し、補正後現データと補正後比較データとを画素単位で比較して差分値を算出する（ステップＳＴ５０６）。当該ステップＳＴ５０６の処理では、補正後現データおよび補正後比較データは、距離データで構成されているため、変化領域抽出部４０が算出する差分値は「距離の差」を示している。例えば、補正後現データに背景２００および対象物２０１が含まれ、補正後比較データに背景２００のみが含まれている場合、得られる差分値は「比較データの背景と現データの対象物との間の距離」を示している。
【００５５】
ステップＳＴ５０６で得られた差分値は、１画素あたり８ビットの多値データであり、変化領域抽出部４０は得られた差分値が予め設定した閾値以上であるか否か判定を行う（ステップＳＴ５０７）。差分値が閾値以上である場合（ステップＳＴ５０７の“ＹＥＳ”の場合）、当該画素領域を変化領域として抽出する（ステップＳＴ５０８）。変化領域抽出部４０は、抽出した変化領域の情報を、認識処理部５０に出力する。
一方、差分値が閾値未満である場合（ステップＳＴ５０７の“ＮＯ”の場合）、当該画素領域は変化領域でないと判断し（ステップＳＴ５０９）、ステップＳＴ５１０の処理に進む。その後、変化領域抽出部４０は、８×４画素全てについて処理を行ったか否か判定を行う（ステップＳＴ５１０）。８×４画素全てについて処理を行っていない場合（ステップＳＴ５１０の“ＮＯ”の場合）、ステップＳＴ５０６の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５６】
一方、８×４画素全てについて処理を行った場合（ステップＳＴ５１０の“ＹＥＳ”の場合）、認識処理部５０は、ステップＳＴ５０８で抽出された変化領域が照合条件を満たすか否か判定を行う（ステップＳＴ５１１）。照合条件を満たす場合（ステップＳＴ５１１の“ＹＥＳ”の場合）、認識処理部５０は、変化領域が報知対象であると認識する（ステップＳＴ５１２）。認識処理部５０は、変化領域が報知対象であると認識した場合、報知指示情報を報知処理部６０に出力する。
一方、照合条件を満たさない場合（ステップＳＴ５１１の“ＮＯ”の場合）、変化領域が報知対象でないと判断し（ステップＳＴ５１３）、ステップＳＴ５０１の処理に戻る。
【００５７】
ここで、ステップＳＴ５１１における認識処理部５０による判定処理を詳細に説明する。
図１１は、実施の形態１に係る監視装置１００の認識処理部５０による判定処理を示すフローチャートである。
認識処理部５０は、変化領域が監視範囲内に存在するか否か判定を行う（ステップＳＴ１１０１）。なお、ここで、監視範囲とは、監視領域、すなわち、３次元レーザスキャナ１０の測定範囲内の範囲であって、例えば、監視の必要上、対象物２０１を検知した場合に報知が求められる範囲のことをいい、当該監視範囲は予め設定されているものとする。
変化領域が監視範囲内に存在する場合（ステップＳＴ１１０１の“ＹＥＳ”の場合）、認識処理部５０は、さらに、変化領域が所定の面積を有しているか否か判定を行う（ステップＳＴ１１０２）。ここでいう変化領域とは、図５のステップＳＴ５０８で変化領域として抽出された画素のうち、互いに隣接あるいは近接する複数の画素の集合からなる領域のことをいう。
変化領域が所定の面積を有している場合（ステップＳＴ１１０２の“ＹＥＳ”の場合）、認識処理部５０は、さらに、変化領域が所定の縦横寸法を有しているか否か判定を行う（ステップＳＴ１１０３）。所定の縦横寸法を有している場合（ステップＳＴ１１０３の“ＹＥＳ”の場合）、認識処理部５０は、さらに、変化領域が所定の移動速度を有しているか否か判定を行う（ステップＳＴ１１０４）。所定の移動速度を有している場合（ステップＳＴ１１０４の“ＹＥＳ”の場合）、図５のステップＳＴ５１２に進み、変化領域が報知対象であると認識される。
【００５８】
一方、変化領域が監視範囲内に存在しない場合（ステップＳＴ１１０１の“ＮＯ”の場合）、あるいは、変化領域が所定の面積を有していない場合（ステップＳＴ１１０２の“ＮＯ”の場合）、あるいは、変化領域が所定の縦横寸法を有していない場合（ステップＳＴ１１０３の“ＮＯ”の場合）、あるいは、変化領域が所定の移動速度を有してない場合（ステップＳＴ１１０４の“ＮＯ”の場合）は、図５のステップＳＴ５１３に進み、報知対象でないと判断される。
【００５９】
図５のフローチャートに戻る。
報知処理部６０は、ステップＳＴ５１２において認識処理部５０から出力された報知指示情報に基づき、認識された報知対象について報知処理を行い（ステップＳＴ５１４）、ステップＳＴ５０１の処理に戻る。
【００６０】
図１２Ａ，図１２Ｂは、この発明の実施の形態１に係る監視装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
この発明の実施の形態１において、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０と、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０の各機能は、処理回路１２０１により実現される。すなわち、監視装置１００は、３次元レーザスキャナ１０から取得した点群データに基づき、報知対象となる変化を検出した場合に報知処理を行うための処理回路１２０１を備える。
処理回路１２０１は、図１２Ａに示すように専用のハードウェアであっても、図１２Ｂに示すようにメモリ１２０５に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２０６であってもよい。
【００６１】
処理回路１２０１が専用のハードウェアである場合、処理回路１２０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【００６２】
処理回路１２０１がＣＰＵ１２０６の場合、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０と、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。すなわち、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０と、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１２０２、メモリ１２０５等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ１２０６、または、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路により実現される。また、ＨＤＤ１２０２、または、メモリ１２０５等に記憶されたプログラムは、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０と、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ１２０５とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、または、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等が該当する。
【００６３】
なお、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０と、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、現データ演算部２０と、比較データ演算部３０については専用のハードウェアとしての処理回路１２０１でその機能を実現し、変化領域抽出部４０と、認識処理部５０と、報知処理部６０と、床補正部７０については処理回路がメモリ１２０５に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
現データ蓄積部２１と比較データ蓄積部３１と床関連情報記憶部８０は、例えば、ＨＤＤ１２０２を使用する。なお、これは一例にすぎず、現データ蓄積部２１と比較データ蓄積部３１と床関連情報記憶部８０は、ＤＶＤ、または、メモリ１２０５等によって構成されるものであってもよい。
また、監視装置１００は、３次元レーザスキャナ１０、および、上位にあるＰＣ３００等の装置との通信を行う入力インタフェース装置１２０３、出力インタフェース装置１２０４を有する。
【００６４】
以上のように、この実施の形態１によれば、監視領域を測定した３次元レーザスキャナ１０の測定結果から、監視領域に存在する物体までの距離データを取得し、現距離データとする現データ演算部２０と、測定結果から過去の距離データを取得し、比較距離データに変換する比較データ演算部３０と、現距離データおよび比較距離データについて、３次元レーザスキャナ１０から床までの距離が定義された床距離情報に基づき、距離データの補正を行う補正部７０２と、補正部７０２が距離データの補正を行った補正後現距離データと補正後比較距離データとの差分値を算出し、当該差分値が閾値以上である領域を変化領域として抽出する変化領域抽出部４０とを備えるように構成したので、３次元レーザスキャナから床までの距離を固定とすることで、存在しないはずの対象物２０１を誤認識することなく、監視領域内に存在する対象物の認識精度を向上させることができる。
【００６５】
また、補正部７０２は、現距離データおよび比較距離データについて、距離データに基づく距離が床距離情報に基づく距離よりも大きければ、距離データを補正するようにしたので、３次元レーザスキャナ１０が床に照射したレーザ光に関して正反射が起き、レーザ反射光１５が戻ったり戻らなかったりするという点滅現象が繰り返された場合においても、当該点滅現象を対象物２０１と誤認識することを防ぐことができる。
【００６６】
実施の形態２．
実施の形態１では、オペレータが、予め、３次元レーザスキャナ１０の視野をスキャンして得られた点群データ１７の各点に対応する各グリッドについて、「床」に相当する場合の、３次元レーザスキャナ１０から当該「床」までの床距離情報を設定しておき、床補正部７０は、当該各グリッドに対して設定された床距離情報をもとに、必要に応じて、「床」に相当するグリッドの距離データを補正するようにしていた。
この実施の形態２では、オペレータ等は、予め、「床」の高さを補正するための歪み補正情報をさらに設定しておくようにし、床補正部７０は、当該歪み補正情報をもとに、仮想床を設定する実施の形態について説明する。
【００６７】
図１３は、この実施の形態２に係る監視装置１００ａの構成を示すブロック図である。
図１３において、実施の形態１で図１を用いて説明した、監視装置１００と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
この実施の形態２に係る監視装置１００ａは、実施の形態１に係る監視装置１００とは、歪み補正情報記憶部９０をさらに備える点と、床補正部７０ａが仮想床設定部７０３をさらに備える点が異なる。
歪み補正情報記憶部９０は、「床」の高さを補正するための歪み補正情報を記憶する。
歪み補正情報は、例えば、監視領域にフラットではない床が存在する場合に、予め、オペレータ等が設定しておくようにする。
【００６８】
なお、この実施の形態２では、図１３に示すように、監視装置１００ａが歪み補正情報記憶部９０を備えるものとしたが、これに限らず、歪み補正情報記憶部９０は監視装置１００ａの外部に備えるものとしてもよい。歪み補正情報記憶部９０は、少なくとも監視装置１００ａの床補正部７０ａが、当該歪み補正情報記憶部９０を参照可能な場所に備えられるようになっていればよい。
【００６９】
床補正部７０ａの仮想床設定部７０３は、歪み補正情報記憶部９０に記憶された歪み補正情報に基づき、床の高さを補正した「仮想床」を設定する。
具体的には、仮想床設定部７０３は、床関連情報記憶部８０に「床」として記憶されたグリッドのＹ軸方向上方に存在するグリッドのうち、歪み補正情報で示された高さの範囲内のグリッドを仮想床として設定するとともに、３次元レーザスキャナ１０からの距離を算出して設定する。あるいは、仮想床設定部７０３は、床関連情報記憶部８０に「床」として記憶されたグリッドのＹ軸方向下方に存在するグリッドのうち、歪み補正情報で示された高さの範囲内のグリッドを仮想床として設定するとともに、３次元レーザスキャナ１０からの距離を算出して設定する。これにより、仮想床設定部７０３は、実際の床を、嵩上げ、あるいは、嵩下げし、「仮想床」として設定する。
なお、仮想床設定部７０３は、嵩上げ、あるいは、嵩下げして「仮想床」としたグリッドにおける３次元レーザスキャナ１０からの距離を、床関連情報記憶部８０に記憶されている床距離情報と、歪み補正情報と、３次元レーザスキャナ１０から見た「床」の俯角とに基づき算出するようにすればよい。３次元レーザスキャナ１０から見た「床」の俯角は、予めわかっているものとする。
仮想床設定部７０３は、算出した３次元レーザスキャナ１０から「仮想床」までの距離を、「仮想床」としたグリッドの床距離情報として、床関連情報記憶部８０に記憶されている床関連情報の床距離情報に設定する。
【００７０】
この実施の形態３に係る監視装置１００ａのハードウェア構成は、実施の形態１において図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて説明した構成と同様であるため、重複した説明を省略する。
なお、歪み補正情報記憶部９０は、例えば、ＨＤＤ１２０２を使用する。これは一例にすぎず、歪み補正情報記憶部９０は、ＤＶＤ、または、メモリ１２０５等によって構成されるものであってもよい。
【００７１】
また、この実施の形態２に係る監視装置１００ａの動作については、床補正部７０ａの具体的な動作が、実施の形態１における床補正部７０の具体的な動作（図５のステップＳＴ５０５）と異なるのみであるので、実施の形態１と同様の動作については重複した説明を省略する。
この実施の形態２に係る監視装置１００ａではまず、仮想床設定部７０３が、歪み補正情報記憶部９０に記憶された歪み補正情報に基づき、床の高さを補正した「仮想床」を設定する。
その後、実施の形態１で図６を用いて説明した動作を行う。
なお、仮想床設定部７０３によって、床関連情報記憶部８０に記憶されている床距離情報には、ユーザが予め設定した、３次元レーザスキャナ１０から各グリッドに含まれる床の部分までの距離を示す情報と、仮想床設定部７０３が算出した、３次元レーザスキャナ１０から各グリッドに含まれる仮想床までの距離を示す情報とが設定されている。
【００７２】
ここで、図１４は、実施の形態２において、仮想床設定部７０３が「仮想床」を設定する概念を説明するための図である。
図１４Ａは、３次元レーザスキャナ１０と、対象Ａ８０１および対象Ｂ８０２を横から見た位置関係を示し、３次元レーザスキャナ１０の視野内において、床８０３はフラットではなく、凸部８０３１と凹部８０３２を有している状態をあらわすモデルである。また、図１４Ｂは、図１４Ａの状態から、床８０３の高さを補正した状態をあらわすモデルである。
なお、図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、床８０３を高さ０ｍとした場合、凸部８０３１は高さ０．２ｍの床８０３の出っ張りであり、凹部８０３２は高さ−０．１ｍの床８０３の窪みであるものとする。
【００７３】
この実施の形態２では、歪み補正情報記憶部９０には、予めオペレータ等が設定した歪み補正情報が記憶されている。ここでは、例えば、歪み補正情報として、±０．３ｍが記憶されているものとする。
当該歪み補正情報を設定することで、当該歪み補正情報の分だけ床８０３の高さを補正して「仮想床」とすることができる。具体的には、ここでは、床８０３と平行に当該床８０３から高さ０．３ｍまで嵩上げした床８０３ａと、床８０３と平行に当該床８０３から高さ−０．３ｍまで嵩下げした床８０３ｂとを指定し、床８０３ａから床８０３ｂまでを「仮想床」とすることができる。すなわち、床８０３から±０．３ｍの高さの空間を「仮想床」とすることができる。
【００７４】
図１４Ａのように、床８０３の補正前、すなわち、「仮想床」を設定する前の状態では、凸部８０３１および凹部８０３２があり、当該凸部８０３１および凹部８０３２においては、３次元レーザスキャナ１０から床８０３までの距離と同じ距離を得られず、当該凸部８０３１および凹部８０３２を、対象Ａ８０１、対象Ｂ８０２、あるいは、その他の対象物２０１と認識してしまう場合がある。
【００７５】
これに対し、図１４Ｂのように、床８０３ａから床８０３ｂまでを「仮想床」とすることで、床８０３を、凸部８０３１および凹部８０３２を有しないフラットな床とみなすことができる。
これにより、例えば、凸部８０３１または凹部８０３２の位置で、床８０３を対象物２０１と認識してしまうことなく、真の対象物２０１のみが認識可能となる。
【００７６】
なお、上述した例では、歪み補正情報は、±０．３ｍとしたが、これに限らず、歪み補正情報は、オペレータ等が適宜設定可能とする。
例えば、オペレータ等は、歪み補正情報として、＋０．３ｍと設定するようにしてもよい。
この場合、図１４Ｂの床８０３ａから床８０３まで、すなわち、床８０３から＋０．３ｍの高さの空間が「仮想床」となる。
【００７７】
また、例えば、オペレータ等は、歪み補正情報として、−０．３ｍと設定するようにしてもよい。
この場合、図１４Ｂの床８０３から床８０３ｂまで、すなわち、床８０３から−０．３の高さの空間が「仮想床」となる。
【００７８】
以上の考え方に基づき、仮想床設定部７０３は、予めオペレータ等により設定され、歪み補正情報記憶部９０に記憶されている歪み補正情報に基づき、「仮想床」を設定する。具体的には、オペレータ等は、予め、３次元レーザスキャナ１０の視野をスキャンして得られる点群データ１７の各点に対応する各グリッドのうち、「床」に相当するグリッドから、当該グリッドにおける床を嵩上げ、または、嵩下げする高さを設定する。オペレータ等は、床を嵩上げ、または、嵩下げする高さは、床の凹凸具合に応じて、床がフラットな面とみなせる所望の高さとなるよう、適宜設定するようにすればよい。
【００７９】
以上のように、この実施の形態２によれば、床の高さを補正するための歪み補正情報に基づき、床の高さを補正した仮想床を設定するとともに、３次元レーザスキャナ１０から当該仮想床までの距離を算出し、床距離情報として定義する仮想床設定部７０３をさらに備え、補正部７０２は、現距離データおよび比較距離データについて、仮想床設定部７０３が定義した床距離情報に基づき、距離データを補正するようにしたので、存在しないはずの対象物２０１を誤認識してしまうことがなくなることに加え、床の凹凸によって床を対象物２０１と誤認識してしまうことがなくなる。その結果、床がフラットではない場合も、床を対象物２０１と誤認識することなく、存在しないはずの対象物２０１を誤認識することなく、監視領域内に存在する対象物の認識精度をさらに向上させることができる。
【００８０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  ３次元レーザスキャナ、１１  レーザ発光ユニット、１２  レーザ光パルス、１３  分散機構、１４  分散レーザ光パルス、１５  レーザ反射光、１６  レーザ受光ユニット、１７  点群データ、２０  現データ演算部、２１  現データ蓄積部、３０  比較データ演算部、３１  比較データ蓄積部、４０  変化領域抽出部、５０  認識処理部、６０  報知処理部、７０，７０ａ  床補正部、８０  床関連情報記憶部、９０  歪み補正情報記憶部、１００，１００ａ  監視装置、２００  背景、２０１  対象物、７０１  距離取得部、７０２  補正部、７０３  仮想床設定部、８０１  対象Ａ、８０２  対象Ｂ、８０３，８０３ａ，８０３ｂ  床、８０４  ブランクグリッド、１２０１  処理回路、１２０２  ＨＤＤ、１２０３  入力インタフェース装置、１２０４  出力インタフェース装置、１２０５  メモリ、１２０６  ＣＰＵ、８０３１  凸部、８０３２  凹部。
【図１】
2018105638.tif 000003
【図２】
2018105638.tif 000004
【図３】
2018105638.tif 000005
【図４】
2018105638.tif 000006
【図５】
2018105638.tif 000007
【図６】
2018105638.tif 000008
【図７】
2018105638.tif 000009
【図８】
2018105638.tif 000010
【図９】
2018105638.tif 000011
【図１０】
2018105638.tif 000012
【図１１】
2018105638.tif 000013
【図１２】
2018105638.tif 000014
【図１３】
2018105638.tif 000015
【図１４】
2018105638.tif 000016