(57)【要約】【課題】三次元監視空間内に遺留する静止物品を監視対象物の異常と判断する誤報知を防止し、正確な対象領域内の監視を行い、高速処理が可能で、かつ安価である監視システムを提供する。【解決手段】監視したい三次元監視空間６内の、複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサ１１であって、複数の距離センサ１１はそれぞれ対応する監視対象エリア６までの距離を測定する、複数の距離センサと、複数の距離センサ１１の出力信号に基づき三次元監視空間６からの監視対象物２の退出を判定する退出判定手段１４とを備え、距離センサ１１の出力信号に基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２を監視するように構成する。【選択図】　図１
2004029974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視したい三次元監視空間内の、複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサであって；
前記複数の距離センサはそれぞれ対応する監視対象エリアまでの距離を測定する、複数の距離センサと；
前記複数の距離センサの出力信号に基づき前記三次元監視空間からの監視対象物の退出を判定する退出判定手段とを備え；
前記距離センサの出力信号に基づいて、前記監視対象エリアと前記距離センサとの間に存在する前記監視対象物を監視するように構成された；
監視システム。
【請求項２】
監視したい三次元監視空間内の、複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサであって；
前記複数の距離センサはそれぞれ対応する監視対象エリアまでの距離を測定する、複数の距離センサと；
前記複数の距離センサで測定する測定距離と比較すべき基準距離を保存する基準距離保存部と；
前記複数の距離センサの各々による測定距離と前記各距離センサに対応する前記基準距離とを比較する距離比較手段と；
前記三次元監視空間からの監視対象物の退出を判定する退出判定手段とを備え；
前記距離比較手段による比較結果に基づいて、前記監視対象エリアと前記距離センサとの間に存在する監視対象物を監視するように構成された；
監視システム。
【請求項３】
前記退出判定手段は、前記距離に対する所定の閾値が設定され、前記複数の距離センサで測定された距離が前記閾値を横切るタイミングにより退出を判定するように構成された、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項４】
前記三次元監視空間には、前記監視対象物が出入する出入部があり、前記複数の監視対象エリアは、前記出入部から前記三次元監視空間内部に向かって順番に配置されており、前記退出判定手段は、前記タイミングが前記三次元監視空間内部側から前記出入部に向かって順番にならんでいる場合に正常な退出と判定するように構成されている、請求項３に記載の監視システム。
【請求項５】
前記三次元監視空間には、前記監視対象物が出入する出入部があり、前記複数の監視対象エリアは、前記出入部から前記三次元監視空間内部に向かって順番に配置されており、前記退出判定手段は、前記タイミングが前記三次元監視空間内部側から前記出入部に向かって順番にならんだ後に、一定時間全ての距離センサが前記監視対象物の動きを検出しない場合に正常な退出と判定するように構成されている、請求項３に記載の監視システム。
【請求項６】
前記距離センサの距離測定方向は、鉛直方向に対して傾斜している、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視システムに関し、特に対象領域内の物体や人物の高さや姿勢の変化を監視するための監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、病院の病室内あるいはトイレ在中の患者に対するプライバシを損なわずに、病変等の異常を知るための監視装置として、監視対象領域に輝点を投影してその画像を撮影し、撮影された画像中の輝点の基準位置からの位置変化によって対象領域の高さ変化を検出し、対象領域内の物体や人物の有無や高さ変化、姿勢変化を監視する装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の監視装置によれば、例えば、監視対象領域に備えられたマットやスリッパ等の備品又はトイレ内に持ち込まれ放置された忘れ物の高さを検知し、被監視対象物である人物が倒れていると誤認識を生じる問題が存在していた。
【０００４】
そこで本発明は、正確な監視対象領域内の監視を実行し、監視対象物の入退出を検知して誤報知を低減させる監視システムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による監視システム１は、例えば、図１及び図８に示すように、監視したい三次元監視空間６内の、複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサ１１であって、複数の距離センサ１１はそれぞれ対応する監視対象エリア６までの距離を測定する、複数の距離センサと、複数の距離センサ１１の出力信号に基づき三次元監視空間６からの監視対象物２の退出を判定する退出判定手段１４とを備え、距離センサ１１の出力信号に基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２を監視するように構成されている。
【０００６】
ここで、距離センサ１１は、例えば、赤外線距離センサ３０、超音波センサ４０、電磁波パルス距離センサ８０のような照射型センサを用いることができ、リニアＣＣＤを用いたパッシブ型光学距離センサ５０も用いることができる。
【０００７】
このように構成すると、複数の距離センサ１１と、退出判定手段１４とを備えるので、複数の距離センサ１１の出力信号に基づき監視対象物２が三次元監視空間６から退出しているか否かを判定することができ、未退出の判定状態において複数の距離センサ１１はそれぞれ対応する監視対象エリア６内の監視対象物２までの距離を測定して、この距離センサ１１の出力信号に基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２を監視する監視システム１を提供することができる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に係る発明による監視システム１は、例えば、図１及び図８に示すように、監視したい三次元監視空間６内の、複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサ１１であって、複数の距離センサ１１はそれぞれ対応する監視対象エリア６までの距離を測定する、複数の距離センサ１１と；複数の距離センサ１１で測定する測定距離と比較すべき基準距離を保存する基準距離保存部２５と；複数の距離センサ１１の各々による測定距離と各距離センサ１１に対応する基準距離とを比較する距離比較手段２２と；三次元監視空間からの監視対象物２の退出を判定する退出判定手段１４とを備え；距離比較手段２２による比較結果に基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２を監視するように構成されている。
【０００９】
このように構成すると、複数の距離センサ１１と、基準距離保存部２５と、距離比較手段２２と、退出判定手段１４とを備えるので、監視対象物２が三次元監視空間から退出しているか否かを判定することができ、未退出の判定状態において複数の距離センサ１１はそれぞれ対応する監視対象エリア６までの距離を測定し、複数の距離センサ１１の各々による測定距離と各距離センサ１１に対応する基準距離とを比較して、この比較結果に基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２を監視する監視システム１を提供することができる。
【００１０】
また、監視システム１は、複数の距離センサ１１で測定された測定距離から、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２の位置情報を算出する位置情報算出手段２２を備え、距離比較手段２２による比較結果と、位置情報算出手段２２により算出された位置情報とに基づいて、監視対象エリア６と距離センサ１１との間に存在する監視対象物２の退出判定と監視をするように構成してもよい。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明による請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の監視システム１は、例えば、図１及び図８に示すように、退出判定手段１４は、距離に対する所定の閾値ＴＨが設定され、複数の距離センサ１１で測定された距離が閾値ＴＨを横切るタイミングにより退出を判定するように構成する。
【００１２】
このように構成すると、距離に対する所定の閾値ＴＨが設定されているので、複数の距離センサ１１で測定された距離が閾値ＴＨを横切るタイミングにより監視対象物２の退出を判定することができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に係る発明による請求項３に記載の監視システム１は、例えば、図１及び図８に示すように、三次元監視空間には、監視対象物２が出入する出入部５があり、複数の監視対象エリア６は、出入部５から三次元監視空間内部に向かって順番に配置されており、退出判定手段１４は、タイミングが三次元監視空間内部側から出入部５に向かって順番にならんでいる場合に正常な退出と判定するように構成されている。
【００１４】
ここで、複数の監視対象エリア６は、例えば、監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの３列の順番に出入部５から三次元監視空間内部に向かって順番に配置するとよい。また、閾値ＴＨを横切るタイミングは、監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃの順番に三次元監視空間内部側から出入部５に向かって順番にならんでいる場合に正常な退出と判定する。
【００１５】
このように構成すると、複数の監視対象エリア６は、監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの順番に出入部５から三次元監視空間内部に向かって順番に配置されているので、距離センサ１１で測定された距離が監視列上の閾値ＴＨの高さを超えるタイミングを経時的に処理して監視対象物２の正常な退出を判定することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に係る発明による請求項３に記載の監視システム１は、例えば、図１及び図８に示すように、三次元監視空間には、監視対象物２が出入する出入部５があり、複数の監視対象エリア６は、出入部５から三次元監視空間内部に向かって順番に配置されており、退出判定手段１４は、タイミングが三次元監視空間内部側から出入部に向かって順番にならんだ後に、一定時間全ての距離センサ１１が監視対象物２の動きを検出しない場合に正常な退出と判定するように構成されている。
【００１７】
このように構成すると、退出判定手段１４は、タイミングが三次元監視空間内部側から出入部に向かって順番にならんだ後に、一定時間全ての距離センサ１１が監視対象物２の動きを検出しない場合に正常な退出と判定するため、退室判定をより確実に処理することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載のように、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の監視システム１では、距離センサ１１の距離測定方向は、鉛直方向に対して傾斜しているとよい。
【００１９】
このように構成すると、三次元監視空間を移動する監視対象物２の高さ及び位置を容易に測定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２１】
図１は、本発明による実施の形態である監視システム１の模式的斜視図である。図示する監視システム１は、トイレの個室を例示したものであり、個室の奥行き方向にＸ軸を設定し、個室の幅方向にＹ軸を設定し、個室の高さ方向にＺ軸を設定して直交座標系ＸＹＺの三次元監視空間を監視する監視システム１の構成を説明する。
【００２２】
個室内部には監視対象物としての人物２がＸＹ軸方向に広がる床面３上に直立して出入部５のドア方向を向いている。人物２の背面側にはトイレが設置され、そのトイレの奥に床面３と垂直即ちＹＺ軸方向に広がる壁４が形成されている。
【００２３】
また、図示する壁４の上方には、人物２の高さ及びＸ軸方向の位置を測定する複数の距離センサ１１を有する筐体１０が設置されている。この筐体１０には、複数の距離センサ１１が、監視対象エリア６内の複数の監視対象点に対応して設置されている。この距離センサ１１は、例えば、赤外線距離センサ３０、超音波センサ４０、電磁波パルス距離センサ８０のような照射型センサや、リニアＣＣＤを用いるようなパッシブ型光学距離センサ５０を使用することができる。
【００２４】
本実施形態では、照射型センサを用いた監視システム１を例示して説明をするが、この照射型センサに本実施の形態が限定されるものではない。距離センサ１１は赤外線等の可視領域外のビームを床面３方向に所定の角度をもって上方から斜めに照射し、床面３等の静止物に輝点となるスポットを形成する。この輝点を距離センサ１１側の受光素子により受光して、基準距離を確定する。その後、三次元監視空間６内に侵入した監視対象物２は複数の距離センサ１１の中のいずれかのビームに照射され、上述の輝点が基準距離からシフトする。このシフト量を観測することで、監視対象物２のＺ軸方向の高さ及びＸ軸方向の位置を検出する。
【００２５】
例えば、距離センサ１１は３行３列のマトリクス状に配置し、床面３に設定された監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃの鉛直方向に各々位置する閾値ＴＨの高さで人物２を監視する。それぞれの監視列は個室の幅方向であるＹ軸に沿って３行の監視行を構成し、距離センサ１１のマトリクスと対応してマトリクス状の監視対象点が設定されている。
【００２６】
個室の壁４の下方には、監視システム１を制御する演算装置２０が設置され、壁４の上方に設置された距離センサ１１とケーブルで接続されている。なお、本実施の形態では、距離センサ１１を配置した筐体１０は、壁４の上方に設置しているが、個室に天井が存在する場合には天井に筐体１０を設置することもでき、設置場所は監視システム１の目的や仕様等により適宜決めてよい。複数の距離センサ１１による監視対象エリア６の各測定距離は、測定距離パターンを形成し、対応する基準距離は、基準距離パターンを形成する。
【００２７】
ここで、基準距離とは、監視時点の過去に記録した距離であればよく、典型的には監視対象エリア６に人物２が存在しない状態のいわば背景の距離であるが、それに限らず、例えば周期的に距離を検知している場合の１コマ分だけ前の距離であってもよい。また距離とは実際に距離を算出する前の、距離センサ１１からの出力値であってもよい。
【００２８】
図示した出力波形１７、出力波形１８、出力波形１９は、距離センサ１１からの電気出力信号に基づき各監視点と距離センサ１１との間の距離を表す波形である。出力波形１７は、個室の壁４に向かって左側に設定した監視行の状態を示しており、監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの順番で距離センサ１１から床面３までの距離をＺ方向の長さとして出力している。同様に、出力波形１９は個室の壁４に向かって右側に設定した監視行の状態を示しており、監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの順番で距離センサ１１から床面３までの距離をＺ方向の長さとして出力している。
【００２９】
また、出力波形１８は、個室の壁４に向かって中央に設定した監視行の状態を示しており、監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの順番で距離センサ１１から床面３までの距離をＺ方向の長さとして出力するが、図示した人物２が距離センサ１１と床面３との間で直立しているため、図示する閾値ＴＨを超える高さを検出し、出力波形１８の波高値は高レベルから低レベルに変化し閾値ＴＨを横切っている。したがって、監視システム１は、出力波形１８から監視列６ｃ、監視列６ｂ、監視列６ａの全てが閾値ＴＨの高さを超える人物２の姿勢を検出している。
【００３０】
図２は、本発明による実施の形態である監視システム１の模式的斜視図である。図示する監視システム１は、図１と同様にトイレの個室を例示したものであり、個室の奥行き方向にＸ軸を設定し、個室の幅方向にＹ軸を設定し、個室の高さ方向にＺ軸を設定して直交座標系ＸＹＺの三次元監視空間を監視する。
【００３１】
個室内部には人物２がＸＹ軸方向に広がる床面３上に直立して出入部５のドア方向を向いている。図１と相違する点は、この人物２が個室の三次元監視空間内部側から出入部５に向かって前進している。
【００３２】
出力波形１７及び出力波形１９は、距離センサ１１と床面３との間の距離を表す波高値を出力しているが、出力波形１８は、人物２の移動に伴い監視列６ａの波高値が低レベルから高レベルに変化して閾値ＴＨを横切っている。したがって、監視システム１は、個室中央の監視行において監視列６ａ上には人物２が存在しないことを検知している。
【００３３】
図３を参照して、引き続き、監視システム１について説明する。上記実施の形態と同様にトイレの個室を例示したものであり、共通する部材に付いては説明を省略する。
【００３４】
個室内部には人物２がＸＹ軸方向に広がる床面３上に直立して出入部５のドア方向に向いている。図１及び図２と相違する点は、この人物２が個室の三次元監視空間内部側から出入部５に向かって前進し、ドア近傍に位置している。
【００３５】
出力波形１７及び出力波形１９は、距離センサ１１と床面３との間の距離を表す波高値を出力しているが、出力波形１８は、人物２の移動に伴い監視列６ａを監視する波高値が閾値ＴＨを超えている。また、監視列６ｂを監視する波高値が低レベルから高レベルに変化して閾値ＴＨを横切っている。さらに、監視列６ｃを監視する波高値が閾値ＴＨ未満の低レベルを維持している。したがって、監視システム１は、個室中央の監視行において監視列６ａ及び監視列６ｂ上には人物２が存在しないことを検知している。
【００３６】
図４を参照して、引き続き、監視システム１について説明する。上記実施の形態と同様にトイレの個室を例示したものであり、共通する部材に付いては説明を省略する。
【００３７】
監視システム１は、個室内部から人物２が出入部５のドアを開けて退出した後の状態を監視している。出力波形１７及び出力波形１９は、距離センサ１１と床面３との間の距離を表す波高値を出力しているが、出力波形１８は、人物２の移動に伴い監視列６ａ及び監視列６ｂの波高値が閾値ＴＨを超える波高値に維持され、監視列６ｃの波高値が低レベルから高レベルに変化して閾値ＴＨを横切っている。したがって、監視システム１は、個室中央の監視行において監視列６ａ、監視列６ｂ及び監視列６ｃ上には人物２が存在しないことを検知している。
【００３８】
監視システム１は、上述した図１から図４に示す複数の距離センサ１１の経時的な出力波形を逐次的に演算装置２０内で蓄積して、演算をすることにより個室に在室している人物２の退出を判定する。退出判定手段は、複数の距離センサ１１と複数の監視点との間の距離に対する所定の閾値ＴＨが設定され、例えば、成人の腰高と子供の身長をカバーするように床面３から鉛直方向に１メートルの高さに閾値ＴＨを設定する。監視システム１は、複数の距離センサ１１で測定された距離が設定された閾値ＴＨを横切るタイミングにより退出を判定する。
【００３９】
上記退出判定手段は、閾値ＴＨを横切るタイミングが個室の三次元監視空間内部側（壁４）から出入部５に向かって順番にならんでいる場合に正常な退出と判定し、演算装置２０内のレジスタ若しくは記憶部に所定のフラグを立てる。上述のように個室の中央行に配列した３つの監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃの閾値ＴＨの変化が順番に並んでいる場合に正常な退出と判定する。
【００４０】
例えば、人物２が座った状態から監視列６ａで直立した際に、出力波形１８の全ての波高値が高レベルから低レベルに閾値ＴＨを横切るタイミングと、人物２が監視列６ｂに移動したときに出力波形１８の監視列６ａに対応する波高値が閾値ＴＨを横切るタイミングと、人物２が監視列６ｃに移動したときに監視列６ｂに対応する波高値が閾値ＴＨを横切るタイミングと、人物２が出入部５から退出したときに監視列６ｃに対応する波高値が閾値ＴＨを横切るタイミングと、を経時的に比較することにより正常な退出と判定する。また、監視列６ｄは個室外の仮想監視点に相当する床面に設定されており、本実施の態様では監視列６ｄに対応する距離センサ１１のビームは出入部５のドア若しくはドア近傍の壁に照射され、監視列６ｃ上に位置する人物の姿勢（高さ）を検出する。
【００４１】
図５は、上記実施の形態である監視システム１の模式的側面図である。個室内部には壁４側にトイレが設置され、壁４の上方には複数の距離センサ１１が筐体１０に収納されて設置されている。また、壁４の下方に演算装置２０が設置され監視システム１全体を制御している。
【００４２】
距離センサ１１の距離測定方向が、壁４の鉛直方向に対して約３０度から６０度の範囲で傾斜している。距離センサ１１のビームは、三次元監視空間である個室の奥上方から出入部５のドア方向に所定の間隔をおきながら床面３又は出入部５に傾斜して照射される。
【００４３】
個室には、床面３から所定の高さに閾値ＴＨ高さが設定されている。距離センサ１１のビームは床面３又はドア５に対して監視行及び監視列のマトリクス状に照射され、ＸＹ方向に広がる閾値ＴＨ高さの平面空間を通過する。
【００４４】
上記閾値ＴＨ高さの平面空間と距離センサ１１からのビームの接点は個室内の監視対象エリアを特定する。例えば、ビームと閾値ＴＨ高さの平面空間との接点を構成する監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃ、監視列６ｄは、三次元監視空間の奥から出入部５方向に順に並んでいる。監視対象物である人物２が、個室から退出する際は、距離センサ１１により上記監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃ、監視列６ｄの順に閾値ＴＨ高さを超える距離が経時的に測定され、人物２の正常な退出を検出することができる。また、人物２の入室においては、この閾値ＴＨ高さを超えるタイミングを逆の順番に経時的に計測することで人物２の侵入を判定することができる。さらに、距離センサ１１による距離の測定値に一定以上の変動が生じた際に人物２の侵入を検知することができる。
【００４５】
距離センサ１１による人物２の退出判定条件は、例えば、出入部５方向に移動する人物２が監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃ、監視列６ｄの各々上方に位置する閾値ＴＨの高さを横切り、距離センサ１１から離れて行く状態を監視し、距離センサ１１で測定した距離が所定の閾値ＴＨを超える経時的変化のタイミングを検出することにより実行される。第１に、監視列６ａ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が遠ざかる人物２との距離が長くなるのに伴い所定の距離に達した段階で低レベルから閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨの高さを超える。第２に、監視列６ｂ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が遠ざかる人物２との距離が長くなるのに伴い所定の距離に達した段階で低レベルから閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨの高さを超える。第３に、監視列６ｃ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が遠ざかる人物２との距離が長くなるのに伴い所定の距離に達した段階で低レベルから閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨの高さを超える。第４に、監視列６ｃ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が遠ざかる人物２との距離が長くなるのに伴い所定の距離に達した段階で低レベルから閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨの高さを超える。最後に、監視列６ｄ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が遠ざかる人物２との距離が長くなるのに伴い所定の距離に達した段階で低レベルから閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨの高さを超える。演算装置２０は、これら経時的に変化する閾値ＴＨを横切るタイミングの順番を経時的に検知することにより、出入部５から個室を退出する人物２の正常な退出判定を実行する。また、最も出入部５側の監視列６ｃ、監視列６ｄの２列のタイミング検出結果を用いてドア方向へ退出する人物２の移動状況を判定し、退出判定を実行してもよい。
【００４６】
また、演算装置２０は、最後の監視列６ｄ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が閾値ＴＨの高さを超えてから、所定時間が経過するまで監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃ、監視列６ｄの各々上方に位置する閾値ＴＨ方向を監視する複数の距離センサの何れの距離センサ１１も人物２の動きを検出しない場合に正常な退出として判定するように構成してもよい。この所定時間は、最後の監視列６ｄ上方の閾値ＴＨ方向を監視する距離センサ１１が閾値ＴＨを超えた段階で直ちに退出判定をせずに、且つ次の利用者が入室する時間に達しない程度の時間であればよく。例えば、数十秒の期間に設定する。このように、監視装置を構成することで、人物２の退出と紛らわしい倒れ方をした時に、人物２の倒れた後の動きを検出して、正しい退出判定を実行するのに有利となる。演算装置２０は、正常な退出を判定した段階で監視システム１を省電力モードに移行させ、距離センサ１１を駆動する電源を所定時間（６０秒）毎にＯＮ状態にするとよい。
【００４７】
さらに、人物２が監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃ、監視列６ｄの各々上方に位置する閾値ＴＨの高さを順番に横切らない移動をした場合、例えば、途中で個室の奥へ戻るような正常な退出ではないときは、演算装置２０は退出条件を満たさない判定を行い。退出判定処理をリセットする。この場合、人物が監視列６ａまたは監視列６ａに近い列に存在する人物２の距離から再度の退出条件を判定する。
【００４８】
図６は、本発明による他の実施の形態である監視システム１の模式的斜視図である。図示する監視システム１は、トイレの個室を例示したものであり、図１から図５に示した距離センサ１１の距離測定方向が、壁４の鉛直方向に対して約３０度から６０度の範囲で傾斜しているのに対して、図６に示す距離センサ１１の距離測定方向は天井７から床面３に向かって角度を持たせて略垂直に設定されている。
【００４９】
本実施の形態では、図中の人物２が、個室の出入部５から退出する段階を示している。複数の距離センサ１１は小型の筐体１０に収納されるため、Ｚ軸に対して数度の角度をもって床面３に向けて設置される。この場合、複数の距離センサ１１のビームは床面３に対して略垂直に照射されるため、人物２の干渉を受けずに監視行及び監視列の各々を独立して距離測定することができ、人物２の干渉を受けない点で有利である。
【００５０】
例えば、図示した段階では、距離センサ１１の出力波形１７、出力波形１８、出力波形１９は、全ての波高値が閾値ＴＨを横切り高レベルに出力されている。したがって、監視システム１は、人物２の正常な退出を判定している。また、監視列６ｄに対応する距離センサ１１のビームは個室外に向けて照射され、人物２が出入部５の位置に直立している姿勢を検出する。この検出信号を出力波形１８上に出力させて人物２がドアを経由して個室外に退去した状態を判定させることもできる。
【００５１】
さらに、上記実施の形態では、複数の距離センサ１１を集中して筐体１０へ収納するように構成したが、複数の距離センサ１１を距離的に離して３行３列のマトリクス状に構成し、ビームを天井７から床面３に対して垂直に照射させてもよい。この場合、筐体１０は不要であり、複数の距離センサ１１は独立して天井に配置する。
【００５２】
本実施の形態による距離センサ１１による人物２の退出判定条件は、複数の距離センサ１１のビームが略垂直に照射されるので、直立した人物２が閾値ＴＨ高さの平面上の監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃの順に移動する経時的変化のタイミングを検出することにより実行される。第１に、監視列６ａの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを超える。第２に、監視列６ａの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを下回ると共に、監視列６ｂの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを超える。第３に、監視列６ｂの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを下回ると共に、監視列６ｃの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを超える。最後に、監視列６ｃの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを下回ると共に、監視列６ｄの監視対象エリアの距離が閾値ＴＨを横切り閾値ＴＨ高さを超える。演算装置２０は、これら経時的に変化をする閾値ＴＨのタイミングを検知することにより、出入部５から個室を退出する人物２の退出判定を実行する。
【００５３】
図７の模式的平面図の監視対象エリア６の配置例を参照して、監視対象エリア６について説明する。図７（ａ）は、複数の監視対象エリアが隣合う監視対象エリアと重ならないように配置した例である。この場合、例えば図示のように、複数の監視対象エリアは、監視する場所である監視ゾーン６０に、監視対象エリア６１、監視対象エリア６２、監視対象エリア６３、監視対象エリア７１、監視対象エリア７２、監視対象エリア７３、監視対象エリア８１、監視対象エリア８２、監視対象エリア８３（以下監視対象エリアを区別しない場合は単に監視対象エリア６という）が、お互いに重ならないようにマトリクス状に配置されている。配置する数は、本実施の形態では３×３であるが、監視する場所、人物２などの条件により適宜増減させて決めてよい。このように複数の監視対象エリア６を配置すると、距離センサ１１に、光や超音波を照射することにより距離を測定する照射型センサを使用した場合でも、隣接する監視対象エリア６に対応する距離センサ１１は、後述のように同時に照射しないように制御する必要がなく、監視システム１をより簡単な構成とすることができる。
【００５４】
また図７（ｂ）の模式的平面図の監視対象エリア６の配置例に示すように、隣合う監視対象エリア６が重なっていてもよい。このようにすると、監視ゾーン６０の死角を少なくすることができるので、より精度の高い監視に有効である。このとき距離センサ１１に、光や超音波を照射することにより距離を測定する照射型センサを使用する場合には、重なり合う監視対象エリア６に対応する距離センサ１１は、お互いに影響がないように、同時に照射しないように制御する必要がある。これは、複数の距離センサ１１から同時に例えば照射光を照射した場合、本来受光しなければならない照射光に他の距離センサ１１から照射された照射光が混入し、監視対象エリア６の距離の測定が困難になるためである。本図に示す場合の制御については後述の実施の形態で詳しく説明する。
【００５５】
図８を参照して、監視システム１の構成を例示する。監視システム１は、複数の距離センサ１１が設置された筐体１０と、演算装置２０により構成する。複数の距離センサ１１は、演算装置２０に接続されており、それぞれの距離センサ１１よってそれぞれ測定された監視対象物である人物２との距離を取得できるように構成されている。また測定された距離は、それぞれの距離センサ１１から経時的に変化するタイミングを取得するように構成するとよい。演算装置２０は、典型的にはコンピュータやマイコンを用いることができる。
【００５６】
また典型的には、距離センサ１１は筐体１０に並列的に設置されるが、図９の模式図に示すように、筐体１０にカーブをつけて設置してもよい。このように設置することで、小さな筐体１０でも広い監視ゾーン６０を容易に確保することができる。また、前述のように距離センサ１１に、照射型センサを使用する場合には、隣合う監視対象エリア６に対応する距離センサ１１は、小さな筐体１０でもそれぞれの監視対象エリア６が重複しにくいので、容易に距離センサ１１の相互の干渉を低減させることができる。さらに、監視対象エリア６を重複させない場合には、後述のタイミングコントローラ２３を備える必要がなく、監視システム１をより簡単な構成とすることができる。
【００５７】
演算装置２０は、制御部２１を備えており、監視システム１全体を制御している。また複数の距離センサ１１は制御部２１に接続され、制御されている。また制御部２１内には、複数の距離センサ１１のそれぞれによる測定距離と、それぞれの距離センサ１１に対応する基準距離とを比較する距離比較手段である比較演算部２２が備えられている。比較演算部２２による比較結果は、典型的には経時的変化のタイミングが取得され、それに基づき人物２の移動、位置、姿勢等を、制御部２１により判断できるように構成されている。即ち、基準距離と、ある時点の距離とを比較することにより、人物２の存在、その移動、その位置、姿勢等を判断することができるように構成されている。
【００５８】
制御部２１は、個室内に人物２が存在するか、人物２の移動、人物２の位置、人物２の姿勢等の状態判断を複数の距離センサ１１それぞれに対応する判断結果から総合的に処理を遂行する。また人物２の移動は、人物２の位置の変化だけでなく、例えば人物２が立ったり座ったりするような変化も含む。さらに、距離センサ１１に照射型センサを使用し、かつ監視対象エリア６が重複したり、近づいている場合には、隣合う監視対象エリア６に対応する複数の距離センサ１１が同時に作動することがないように制御する制御装置としてのタイミングコントローラ２３を備えるように構成する。またタイミングコントローラ２３による制御については後で詳しく説明する。
【００５９】
さらに、制御部２１は、退出判定手段としての退出判定部１４を備え、退出判定部１４は、複数の距離センサ１１のビームにより直立した人物２が個室内の閾値ＴＨ高さの平面上の監視列６ａ、監視列６ｂ、監視列６ｃの順に移動する経時的変化のタイミングを検出することにより人物２の退出を判定する。また、閾値ＴＨ高さは、制御部２１に接続した閾値設定部１６に予め記憶した閾値データにより自動的に設定されるが、入力装置２６から任意の閾値データをマニュアル入力で任意に設定することができる。
【００６０】
制御部２１には、記憶部２４が接続されており、複数の距離センサ１１で測定する測定距離と比較すべき基準距離２５が記録されている。また記憶部２４には算出された情報や退出判定フラグ等のデータが記憶できる。
【００６１】
また制御部２１には、監視システム１を操作するための情報を入力する入力装置２６、監視システム１で処理された結果を出力する出力装置２７が接続されている。入力装置２６は例えばタッチパネル、キーボードあるいはマウスであり、出力装置２７は例えばディスプレイやプリンタあるいは警報装置である。本図では、入力装置２６、出力装置２７は演算装置２０に外付けするものとして図示されているが、内蔵されていてもよい。
【００６２】
ここで距離センサ１１の実施の形態として、赤外線距離センサ、超音波センサ、パッシブ型光学距離センサについて図を参照して説明する。
【００６３】
図１０のブロック図を参照して、本発明の実施の形態における赤外線距離センサ３０について説明する。赤外線距離センサ３０は、いわゆるアクティブ型光学センサであり、ビーム光照射装置としての赤外光照射部３１、結像素子としての赤外光受光部３２、センサ制御部３３により構成されている。またセンサ制御部３３は、演算装置２０の制御部２１内（図８参照）に備えるようにしてもよい。
【００６４】
赤外光照射部３１には、赤外ＬＥＤ３４と照射レンズ３５とが備えられており、赤外ＬＥＤ３４から照射された赤外光は照射レンズ３５を介して細い平行光束のビーム光として人物２に照射される。赤外光受光部３２には、１次元の位置検出素子３６（以下ＰＳＤという）と受光レンズ３７とが備えられており、赤外光照射部３１から照射され、人物２に反射したビーム光は、受光レンズ３７を介してＰＳＤ３６に結像される。受光レンズ３７は、照射された波長帯域の光のみを透過させるコーティングが施されている。従って、外乱光の影響が少なく位置検出をすることができる。また上述のビーム光は細い平行光束としたが拡散光束であってもよい。
【００６５】
ＰＳＤ３６は、結像ビームの重心位置を出力するので、三角法により物体までの距離を測定することができる。また、照射されるビーム光は、赤外線であるので人間には見えず、人物２に不快感を与えることがない。
【００６６】
図１１のブロック図を参照して、本発明の実施の形態における超音波センサ４０について説明する。超音波センサ４０は、超音波発振器としての超音波送信部４１、超音波受信器としての超音波受信部４２、センサ制御部４３を含んで構成されている。さらにセンサ制御部４３内には、超音波送信部４１の送信と超音波受信部４２の受信の時間差で人物２までの距離を算出する距離算出部４４が備えられている。またセンサ制御部４３は、演算装置２０の制御部２１内に備えるようにしてもよい。また、超音波送信部４１と超音波受信部４２とは、本実施の形態では別体としたが、一体であってもよい。さらに、距離算出部４４で算出される人物２までの距離は、照射する超音波と反射する超音波の時間差そのものとしてもよい。これは、人物２までの距離が超音波の照射と受信の時間差から線形的に求められるため、時間差の変化をそのまま距離の変化と見ることができるからである。
【００６７】
超音波送信部４１で超音波を発生する手段は、圧電セラミックス等の圧電効果を有する材料を金属板等で保持（振動子）し、信号電圧を印加することにより振動子が屈曲振動することにより超音波を発生させる。超音波受信部４２で受信する手段は、反射してきた超音波が振動子を振動させることにより電気出力を得るものである。従って、超音波距離センサの場合には、断続的に超音波を発生させて、照射した超音波が反射して戻ってきた信号波を検出し、発振側と受信側とで時間差を検出して、音速に基づき人物２までの距離を測定することができる。この場合、検出後の信号処理にもよるが、最も近い反射を検出したり、照射領域の平均的な距離を測定することができる。
【００６８】
また、図１２の模式図に示すように、超音波センサ４０を構成してもよい。上述した超音波センサ４０を複数、例えば図示のように超音波センサ４０ａ、超音波センサ４０ｂ、超音波センサ４０ｃを並列に並べて配置する。そして、超音波送信部４１ａで超音波を照射し、超音波受信部４２ａのみならず超音波受信部４２ｂ、超音波受信部４２ｃで反射した超音波を受信し、超音波センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃそれぞれから距離を測定する。
【００６９】
次に、超音波送信部４１ｂで超音波を照射し、超音波受信部４２ｂのみならず超音波受信部４２ａ、超音波受信部４２ｃで反射する超音波を受信し、超音波センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃそれぞれから距離を測定する。以下、同様にして超音波センサと監視対象物としての人物２との間の距離測定を行う。この場合、簡単な演算により、複数の超音波受信センサから同時に人物２の距離の平均値を得ることができるので、測定精度をより高めることができる。
【００７０】
なお超音波の場合には、人物２からの反射波である散乱波は、広範囲に広がるので、前述の並べた方向以外の方向の超音波受信センサで受信することもできる。本実施の形態では超音波センサ４０を用いて監視システムを説明したが、赤外線距離センサ３０等の照射型センサでも同様に実施可能である。
【００７１】
図１３のブロック図を参照して、本発明の実施の形態における電磁波を用いた距離センサについて説明する。電磁波パルス距離センサ８０は、電磁波送受信部８１とセンサ制御部８２とを含んで構成されている。電磁波送受信部８１は、アンテナを含んで構成され、人物２に向けてパルス変調された電磁波の発振と、人物２で反射された電磁波の受信とを行う。パルス変調は、例えば周期的に電磁波の発振停止を繰り返し行なうことにより、パルス信号を発生するような動作である。
【００７２】
電磁波パルス距離センサ８０は、電磁波をパルス変調をすることにより、電磁波送受信部８１より受信した電磁波と、この電磁波に混入するノイズとを区別することができるので、ノイズによる距離の誤測定を減少させることができる。さらに変調は、上述に加え、混入するノイズの強さにより、発振する電磁波の出力も変化させるようにしてもよい。
【００７３】
さらにセンサ制御部８２内には、電磁波の発振と受信との時間差で人物２までの距離を算出する距離算出部８３が備えられている。またセンサ制御部８３は、演算装置２０の制御部２１内に備えるようにしてもよい。また、電磁波送受信部８１は、本実施の形態では一体としたが、電磁波パルス送信部と電磁波受信部とを別体に構成してもよい。また、前述の超音波センサ７０と同様に人物２までの距離は、時間差そのものとしてもよい。電磁波は、典型的には１０ＧＨｚ程度のマイクロ波を用いることができる。
【００７４】
電磁波パルス距離センサ８０は、電磁波にマイクロ波を用いることで、超音波よりも指向性が強くなるので、監視対象エリア６を小さくすることができ、例えば狭い監視ゾーン６０でも人物２の位置をより明確にすることができる。また、電磁波パルス距離センサ８０は、対象物に照射された部位からの反射があれば、反射した電磁波のうち最短の時間で戻ってきたものから距離を測定するので、例えば赤外線距離センサのように、ＰＳＤ上の結像ビーム光が欠けることによる誤測定を起こすことがない。また電磁波パルス距離センサ８０は、照射領域内に強いコントラスト（例えば縞模様）があっても、赤外線距離センサのように干渉による影響がない。さらに、電磁波パルス距離センサ８０は、容易に小型化することが可能である。
【００７５】
以上の赤外線距離センサ３０、超音波センサ４０、電磁波パルス距離センサ８０は照射型センサである。
【００７６】
図１４のブロック図を参照して、本発明の実施の形態におけるパッシブ型光学距離センサ５０について説明する。パッシブ型光学距離センサ５０は、人物２からの光を受光する第１の受光部５１、第２の受光部５２、センサ制御部５３を含んで構成されている。第１の受光部５１、第２の受光部５２には、それぞれ受光レンズ５４ａ、５４ｂと、１対の撮像素子としての第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６とが備えられており、人物２からの光は、受光レンズ５４ａ、５４ｂを介してそれぞれ第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６に結像される。また、人物２からの光は、典型的には人物２に照射されている照射光が人物２から反射される反射光である。この場合、照射光は自然光であっても人工光であってもよい。
【００７７】
また、センサ制御部５３内には、第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６のそれぞれの出力値の相関出力値を算出する相関出力算出装置としての相関出力算出部５８が備えられている。またセンサ制御部５３は、演算装置２０の制御部２１内に備えるようにしてもよい。さらにセンサ制御部５３内には、第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６のそれぞれについて時間をずらして取得された画像の差画像を形成する差画像形成装置としての差画像形成部５７を備えるとよい。これによりセンサ制御部５３は、第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６から取得した画像から、動きのある人物２の像を抽出することができる。差画像を形成するための２つの画像は時間をずらして取得するが、ずらす時間は、人物２の移動量が大きくなり過ぎず、実質的にはほぼ同位置とみなせる程度の時間、例えば０．１秒程度とすればよい。あるいはテレビ周期の１〜１０周期（１／３０〜１／３）とする。このような差画像をとると背景が除去され動きのある人物２の像を抽出することができる。差画像を利用する場合については後でさらに詳しく説明する。
【００７８】
ここで相関出力値とは、第１のリニアＣＣＤ５５と第２のリニアＣＣＤ５６との視差のことであり、相関処理により、典型的には画素数で出力される値である。センサ制御部５３は、この相関出力値により即ち第１のリニアＣＣＤ５５と第２のリニアＣＣＤ５６との視差から三角法により距離を算出する。また、相関処理とは、第１のリニアＣＣＤ５５と第２のリニアＣＣＤ５６からそれぞれ得られた画像のどちらか一方を、２つの画像がほぼ一致するまでずらして、そのずらした量例えば画素数を算出する処理である。一致の判断は、全体の信号の強さで行う。信号がピークになったところが一致点である。差画像形成による相関処理は、第１のリニアＣＣＤ５５と第２のリニアＣＣＤ５６からそれぞれ得られた差画像を適正な値で２値化し、そのエッジ部を抽出する事により、２本のエッジで挟まれた動きのある領域部分を抽出する。その後、抽出領域のみで相関処理を施す。即ち、相関出力値から人物２の距離を求めることができる。又、第１のリニアＣＣＤ５５と第２のリニアＣＣＤ５６を複数個の領域に分け、対応する領域毎で相関処理を施す事により、背景の多くある部分と対象物とをおよそ区分する事もできる。
【００７９】
パッシブ型光学距離センサ５０は、オートフォーカスカメラに採用されているようなタイプのもので、典型的には１対のリニアＣＣＤを用いて、人物２の表面の明暗状態（コントラストの違い）を検出する。１対のリニアＣＣＤの対応する画素がどれかを相関処理により同定し、三角法により距離を測定するものである。オートフォーカスカメラに採用されているようなパッシブ型光学距離センサ５０は、画角が全角で１０°程度と狭く、監視対象エリア６を精度良くカバーするためには、比較的多くの画素数を必要とするが、照射型センサではないので、複数個のセンサからの出力を同時に作動、処理をしても全く問題ない。従って、距離の演算を高速に処理することができる。また、赤外線距離センサに比較すると、１次元方向に画素が並んでいるので、中途半端にビームが欠けることもなく、監視対象エリア６の距離情報を安定して取得することができる利点がある。
【００８０】
第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６に、比較的大きな画角のものを用いれば、横方向の監視対象エリア６を十分に大きく取ることができる。例えば、上述した図１から図６に例示した個室内の監視システム１に適用する実施の形態を説明する。
【００８１】
ここで第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６に、画角の大きいリニアＣＣＤを用いたものをパッシブ型光学距離センサとして距離センサ１１に応用する。
【００８２】
個室であるトイレの監視にパッシブ型光学距離センサを使用する場合、その画角をトイレの個室の幅になるようにレンズ系を設定する。このように設定したパッシブ型光学距離センサを、監視対象エリア６に直立した人物２のおよそ頭部から床面３まで適当な間隔で配分されるように複数設置する。また、人物２が不在の場合の床面３や壁４までの距離を基準距離として設定しておくとよい。
【００８３】
このように、パッシブ型光学距離センサを設置することで、人物２までの距離を測定すると同時に、どの距離センサ１１が人物２を検出したかにより、人物２の存在、床面３からの高さ、即ちその姿勢を判断することができる。またパッシブ型光学距離センサから差画像を取得し、撮像された画像上の人物２の像を抽出することにより、抽出された人物２の像の画像上の位置から、トイレ幅方向（Ｙ軸方向）の位置も得ることができる。
【００８４】
ここで、パッシブ型光学距離センサで、監視対象エリア６での人物２と背景との区別を明確にするための、差画像を利用する場合を詳述する。
【００８５】
監視対象エリア６を撮像した画像は、電気的な撮像信号として第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６から時系列的に取得される。第１のリニアＣＣＤ５５、第２のリニアＣＣＤ５６から異なる時間に取得された画像は、それぞれのリニアＣＣＤごとに差画像形成部５７により差画像が形成される。
【００８６】
ここで、異なる時間で取得された画像で差画像を形成するのは、取得された画像から背景部分を除去し、人物２の画像を抽出するためである。これにより、移動する人物２のみが抽出されることになる。また差画像は、短時間の例えば０．１秒だけずれた時点の画像から形成するようにする。画像のずれは僅かであるので、人物２の位置はほとんど変わらなく、距離の測定には差支えない。しかし背景は消去され人物２の像を抽出できる。この場合、人物２が静止すると人物２の像も消去されてしまうが、そのときは差画像に人物２が残った最終時点の距離を人物２の距離とする。そして人物２が再び動き始めるまで、その最終距離を人物２の距離として処理を続行する。このように処理することで、人物２の像を安定して取得することができる。
【００８７】
人物２が抽出された差画像は、人物２の移動により明から暗、または、暗から明に変化した比較的大きな画素を、人物２の境界、つまり輪郭とみなすことができる。そしてこの境界の内側の画素領域で、相関処理を施し、三角法により距離センサ１１から人物２までの距離を測定することにより、人物２の距離を正確かつ安定して測定することができる。
【００８８】
以上説明したように、監視システム１の距離センサ１１として、いずれの距離センサを用いても、人物２の距離、特に高さを測定することができる。
【００８９】
ここで、図１５の模式図を参照して、三角法を用いた人物２の距離の算出方法について、パッシブ型光学距離センサ５０を使用して、鉛直上方から人物２の距離を測定する場合を例として説明する。ここで、ｗはリニアＣＣＤ間距離（基線長）、ｆはリニアＣＣＤの受光レンズを単一レンズとしたときそのレンズの焦点距離、ｄはリニアＣＣＤの結像面上の視差である。ここでの焦点距離は、一般に用いられている組み合わせレンズを使用する場合は、その組み合わせレンズの焦点距離とする。これにより対象とする人物２の距離ａは次式で算出できる。
ａ　＝　ｗ　×　ｆ／ｄ　………（１）
【００９０】
図８を参照して、本実施の形態の監視システム１の作用を説明する。監視システム１により複数の監視対象エリア６を含む監視ゾーン６０が監視されている。監視システム１は、各距離センサ１１により、対応する各監視対象エリア６の距離を測定し、その距離を各距離センサ１１からの出力値として、時系列的に演算装置２０の制御部２１に入力している。制御部２１は、比較演算部２２により、この入力値を基準距離保存部２５に保存された基準距離と比較し、その比較結果により各監視対象エリアに存在する人物２を監視している。
【００９１】
ここで、監視ゾーン６０の監視対象エリア６１（図７参照）に人物２が進入してきた場合、進入してきた人物２の距離は、監視対象エリア６１に対応する距離センサ１１により測定され、その出力値は制御部２１に出力される。その出力値を入力した制御部２１は、比較演算部２２により、人物２の位置情報を算出する。
【００９２】
ここで図１６の模式的側面図を参照して、人物２の位置情報である高さ、位置を算出する方法を例示する。床面３から高さＨの壁４に設置された距離センサ１１が、壁４から距離Ｌ（Ｘ軸方向）の監視対象エリア６を監視している状態とする。この監視対象エリア６に存在する人物２の距離センサ１１からの距離がＡと測定されたとすると、人物２の高さＨ１と、壁４からの距離Ｌ１は、次式で求めることができる。
Ｈ１＝ＡＨ／（Ｈ２＋Ｌ２）１／２　　………（２）
Ｌ１＝ＡＬ／（Ｈ２＋Ｌ２）１／２　　………（３）
【００９３】
距離Ｌに直交する床面３と平行方向（Ｙ軸方向、図１から図４を参照）の位置は、算出した高さＨ１、距離Ｌ１や距離センサ１１の距離測定方向により算出できる。演算装置２０は、算出した高さＨ１と閾値設定部１６に記憶した閾値ＴＨデータとを比較して閾値ＴＨを超えたか否かを検出することができる。また位置は、設定された複数の監視対象エリア６の位置からも大まかに捉えることができる。さらに、どの監視対象エリア６の距離を測定した距離センサかにより大まかに捉えることができる。このように、監視対象エリア６に存在する人物２の位置情報により監視対象エリア６内に存在する人物２が閾値ＴＨ高さを超えたか、下回るかを算出することができる。さらに、例えば床面３に対して垂直な方向に複数の距離センサ１１を配置すれば、センサの取り付けた位置そのものを、位置とし、距離を高さとすることで、位置情報を簡単に取得することもでき、閾値ＴＨ高さを人物２が横切ったか否かを容易に判定することができる。
【００９４】
このようにして、同時又は逐次的に他のそれぞれの監視対象エリア６も位置情報を取得する。また、距離センサ１１に照射型センサを使用し、かつ複数の距離センサ１１に対応する監視対象エリア６が重複する場合は、以下で説明するように位置情報を取得する。
【００９５】
ここで、図７（ｂ）に示すように、距離センサ１１に照射型センサを使用し、かつ複数の距離センサ１１に対応する監視対象エリア６が重複する場合の作動の制御について説明する。この制御は、演算装置２０の制御部２１内のタイミングコントローラ２３で行う。
【００９６】
監視システム１に照射型センサを用いる場合には、１つの距離センサ１１の距離の測定の後で、次の距離センサ１１の距離の測定を行うように制御する。即ち複数の距離センサ１１が同時に距離の測定をしないようにクロストークの防止制御をする。このような動作が、備えられた全ての距離センサ１１の距離の測定が行われるまで繰り返される。この一連の動作を１サイクルとする。１サイクルの時間Ｔが人物２の動きに対して十分に短ければ、人物２の平均移動速度や移動距離を算出することは容易である。
【００９７】
また、上述のように１つずつ距離センサ１１による距離の測定を行うのではなく、隣接する監視対象エリア６の距離の測定を同時に行わないように制御する（例えば同時に距離測定を行なう監視対象エリアを１つおきとする）ことで、複数の距離センサ１１に同時に距離の測定を行わせることができる。このようにすれば、１サイクルの時間Ｔを大幅に短縮できる。
【００９８】
また比較演算部２２は、同一又は同一ではない他の監視対象エリア６で直前に算出されたこの人物２の位置情報、例えば１サイクル前の位置情報があれば、さらにその位置情報と比較し、この人物２の移動情報である移動距離と平均移動速度を算出する。例えば移動距離は、１サイクル前後のＨ１やＬ１のデータの差より、また、平均移動速度は、このデータの差を時間Ｔで除算した値となる。さらに、これにより得られた人物２の位置情報と移動情報は、記憶部２４内の基準距離保存部２５に基準距離として保存する。
【００９９】
次に制御部２１は、比較演算部２２により算出された比較結果としての位置情報と移動情報から、人物２の退出、存在、その姿勢、位置、移動状態を判断する。またこの判断は、他の監視対象エリア６、例えば、隣接する監視対象エリア６２、７１、７２（図７参照）で算出された位置情報と移動情報からも判断される。例えば、人物２の移動がなく、かつ高さが低くなった場合は、この人物２が座ったと判断でき、また、人物２が低い高さで隣接する複数の監視対象エリア６に存在し、かつ移動が無い場合には、この人物２は倒れている状態にあると判断できる。このようにして監視システム１は、複数の監視対象エリア６を含む監視ゾーン６０内の人物２の進入、存在と存在状態、退出等を監視することができる。
【０１００】
以上のように監視システム１は、監視対象エリア６にどの程度の大きさの人物２が進入し、どのような人物２の状態（どの位置で、立っている、座っている、倒れている）にあるか、また、その人物２は動いているか、また退出したかといった一連の動きを簡単な装置で追従することができる。この場合、基準距離からの差異を取得していくので、距離が比較的正確でなくても状態の判断に使うことはできる。従って、赤外線距離センサ３０の１つの欠点である人物２に照明したビーム光がある程度欠けて誤測定になっても、一連の動きからの判断と複数の監視対象エリア６からの総合判断で人物２の状態の判定をすることができる。
【０１０１】
また監視ゾーン６０が閉空間（トイレ、風呂、エレベーター内、オフィース内）においては、壁等で囲まれているので、人物２が不在の場合の床面３や壁４までの距離を基準距離として設定しておき、その状態からの変化を追うことで、人物２の状態を判断することができ、距離センサ１１の信号を経時的に観測することにより演算装置２０で人物２の入出又は退出を正確に判定することができる。
【０１０２】
以上のような本実施の形態によれば、人物２の状態を判断して、人物２が倒れたとか、不法侵入者が存在している場合には、演算装置２０に接続された出力装置２７から警報を発信することができ、退出判定部１４による人物の退出判定後に、個室内に置き去りにされた遺留物や備品等の静止物品の高さ測定による誤報知を未然に防止することができる。しかも、心理的に違和感のあるカメラを用いた画像処理を使用していないので、トイレや風呂等での状態監視において非常に有効であり、さらに簡易な装置で高速処理が可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、監視したい複数の監視対象エリアに対応して設置された複数の距離センサで、監視対象物との距離を測定し、三次元監視空間から監視対象物の退出を判定する退出判定手段を備えるので、監視対象物が退出した後に存在する静止物品による誤報知を未然に防止する高速処理が可能で、かつ安価である監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である監視システムの概要を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態である監視システムの概要を示す模式的斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態である監視システムの概要を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態である監視システムの概要を示す模式的斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態である監視システムの模式的側面図である。
【図６】本発明の実施の形態である監視システムの概要を示す模式的斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態である監視対象エリアが重複しない配置例（ａ）と監視対象エリアが重複する配置例（ｂ）を説明する模式的平面図である。
【図８】本発明の実施の形態で用いる監視システムの構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態である距離センサを、カーブをつけて設置する場合を説明する模式的側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態で用いる赤外線距離センサの構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態で用いる超音波センサの構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態で用いる超音波センサを複数配置した制御例を説明する模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態で用いる電磁波パルス距離センサの構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態で用いるパッシブ型光学距離センサのブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態で、監視対象物の距離から監視対象物の位置情報を算出する方法を説明する模式的側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態で、１対のリニアＣＣＤの視差から、監視対象物の距離を算出する方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
１　　　監視システム
２　　　監視対象物
３　　　床面
４　　　壁
５　　　出入部
６　　　三次元監視空間
７　　　天井
１０　　　筐体
１１　　　距離センサ
１４　　　退出判定手段
１６　　　閾値設定部
２０　　　演算装置
２１　　　制御部
２２　　　距離比較手段
２２　　　比較演算部
２３　　　タイミングコントローラ
２４　　　記憶部
２５　　　基準距離保存部
２６　　　入力装置
２７　　　出力装置
３０　　　赤外線距離センサ
４０　　　超音波センサ
５０　　　パッシブ型光学距離センサ
５５　　　リニアＣＣＤ
５６　　　リニアＣＣＤ
５７　　　差画像形成部
５８　　　相関出力算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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