(57)【要約】  基準背景と対象物との距離の差分により物体検出を行う監視システムにおいて、フェンス越しなどの物体を検出できる監視システムを提供する。監視システムにおいて、処理部は、監視空間において基準背景を設定し、投受光ユニットから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、対象物までの距離Ｂとの差分の絶対値│（Ａ−Ｂ）│が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定する。
2017195755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射する出射部と、前記光束を監視空間内で走査する走査部と、前記監視空間内の対象物から反射した光束を受光する受光部とを備えた投受光ユニットと、
前記投受光ユニットからの信号を処理することで、前記対象物までの距離を測定する処理部と、を有する監視システムであって、
前記処理部は、前記監視空間において基準背景を設定し、前記投受光ユニットから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、前記対象物までの距離Ｂとの差分の絶対値│（Ａ−Ｂ）│が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定する監視システム。
【請求項２】
前記処理部は、前記監視空間の一部の領域において、前記投受光ユニットから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、前記対象物までの距離Ｂとの差分の絶対値│（Ａ−Ｂ）│が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定する請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記処理部は、最高次反射光を反射した対象物を前記基準背景又は検知すべき対象物と認定する請求項１又は２に記載の監視システム。
【請求項４】
光束を出射する出射部と、前記光束を監視空間内で走査する走査部と、前記監視空間内の対象物から反射した光束を受光する受光部とを備えた投受光ユニットと、
前記投受光ユニットからの信号を処理することで、前記対象物までの距離を測定する処理部と、を有する監視システムであって、
前記処理部は、前記監視空間において基準背景を設定し、また前記監視空間の任意の範囲に前景監視領域と後景監視領域とを設定可能となっており、前記前景監視領域においては、前記投受光ユニットから同一投受光方向における前記基準背景までの距離Ａと、前記対象物までの距離Ｂとの差分（Ａ−Ｂ）が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定し、前記後景監視領域においては、前記投受光ユニットから同一投受光方向における前記対象物までの距離Ｂと、前記基準背景までの距離Ａとの差分（Ｂ−Ａ）が前記閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定する監視システム。
【請求項５】
前記前景監視領域においては、前記処理部は、最高次反射光を反射した対象物を前記基準背景又は検知すべき対象物と認定する請求項４に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザ光等を走査投光して物体を監視する監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視空間への侵入者等を検出する監視装置として、距離画像を用いるものが提案されている。ここで距離画像とは、画素値として距離情報を有するものである。具体的には、特許文献１に示すように、レーザ光等を監視空間へ向けて送出し、その送出から反射光の受光までの時間などから監視空間内の対象物までの距離を計測する監視装置が知られている。かかる監視装置では、レーザ光等の測定媒体の送出方向を順次変えて監視空間内を二次元的に走査することにより、監視空間を向いた複数の方向に関する距離情報を得ることができ、これにより距離画像を形成できる。【０００３】
距離画像を用いた監視装置では、移動物体が存在しない背景となる距離画像（背景画像）と、入力された距離画像（現画像）とを比較し、背景画像より近い距離に相当する画素を抽出して変化領域を求めることが行われる。そして、変化領域の大きさ・形状及び現画像における距離情報に基づいて、移動物体が目的とする検知対象物であるか否かを判定する。【０００４】
距離画像は、レーザ光束等の送受部から見た物体の方向と、当該物体までの距離という情報を有する。よって、距離画像により、物体の大きさ・形状を知ることができ、例えば、侵入者検知の用途においては、遠方の比較的大きな人物と近傍の小動物（鼠や猫等）とを区別することが可能となり、侵入者の検出精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、山奥に設けた重要な施設等では、施設の周囲をフェンスなどで囲うことで、一般人が容易に立ち入れないようにすることが多い。このような施設に監視装置を設けて無人監視を行う場合、人間の行動をフェンス外でいち早く検知できると、早期に警報を発することが出来るので好ましいとされる。一方、監視装置は、人間等の不用意なアクセスを避けるべくフェンス内に設置されることが一般的であるから、監視装置の設置場所によっては、監視装置から出射されたレーザ光がフェンス越しにその内側から外側に向けて進行し、対象物に反射した光が再びフェンスを通って戻ってくる場合がある。ところが、特許文献１の監視装置においては、背景距離画像より手前にある対象距離画像を変化画像として抽出することとなっており、すなわち背景対象物より近い位置の対象物のみを監視対象としている。従って、フェンス画像を背景画像として設定してしまうと、フェンス外側の物体がフェンス越しに見える状況でも、それを検知できなくなるという問題がある。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、基準背景と対象物との距離の差分により物体検出を行う監視システムにおいて、フェンス越しなどの物体を検出できる監視システム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】
【０００８】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した監視システムは、
光束を出射する出射部と、前記光束を監視空間内で走査する走査部と、前記監視空間内の対象物から反射した光束を受光する受光部とを備えた投受光ユニットと、
前記投受光ユニットからの信号を処理することで、前記対象物までの距離を測定する処理部と、を有する監視システムであって、
前記処理部は、前記監視空間において基準背景を設定し、前記投受光ユニットから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、前記対象物までの距離Ｂとの差分の絶対値│（Ａ−Ｂ）│が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定するものである。【０００９】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した別の監視システムは、
光束を出射する出射部と、前記光束を監視空間内で走査する走査部と、前記監視空間内の対象物から反射した光束を受光する受光部とを備えた投受光ユニットと、
前記投受光ユニットからの信号を処理することで、前記対象物までの距離を測定する処理部と、を有する監視システムであって、
前記処理部は、前記監視空間において基準背景を設定し、また前記監視空間の任意の範囲に前景監視領域と後景監視領域とを設定可能となっており、前記前景監視領域においては、前記投受光ユニットから同一投受光方向における前記基準背景までの距離Ａと、前記対象物までの距離Ｂとの差分（Ａ−Ｂ）が正の閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定し、前記後景監視領域においては、前記投受光ユニットから同一投受光方向における前記対象物までの距離Ｂと、前記基準背景までの距離Ａとの差分（Ｂ−Ａ）が前記閾値Ｃを超えている場合、前記対象物を監視対象物と認定するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来技術とは異なる思想に基づき、基準背景と対象物との距離の差分により物体検出を行う監視システムにおいて、フェンス越しなどの物体を検出でき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】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかる監視装置ＭＤの断面図である。
【図２】ミラーユニットＭＵの回転に応じて、出射するレーザスポット光ＳＢ（ハッチングで示す）で、監視装置ＭＤの監視空間内を走査する状態を示す図である。
【図３】大きな背景対象物が存在する監視空間を側方から見た状態を示す図である。
【図４】監視対象物が侵入した監視空間を側方から見た状態を示す図である。
【図５】図４の状態における処理回路ＰＲＯＣの処理結果を示す図であり、縦軸を反射光強度、横軸を距離としている。
【図６】本実施形態にかかる監視装置ＭＤの処理回路ＰＲＯＣで行われる監視制御を示すフローチャートである。
【図７】背景対象物が存在する監視空間を前景監視領域と後景監視領域とに区分けし、側方から見た状態を示す図である。
【図８】監視対象物が侵入した監視空間を側方から見た状態を示す図である。
【図９】図８の状態における処理回路ＰＲＯＣの処理結果を示す図であり、（ａ）は前景監視領域の処理結果であり、（ｂ）は後景監視領域の処理結果であり、それぞれ縦軸を反射光強度、横軸を距離としている。
【図１０】本実施形態にかかる監視装置ＭＤの処理回路ＰＲＯＣで行われる監視制御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】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる監視システムとしての監視装置ＭＤの断面図であるが、構成要素の形状や長さ等、実際と異なる場合がある。監視装置ＭＤは、山奥の無人観測所などの重要施設に設置されると好ましい。
【００１３】
監視装置ＭＤは、例えば、レーザ光束を出射するパルス式の半導体レーザＬＤと、半導体レーザＬＤからの発散光を平行光に変換するコリメートレンズＣＬと、コリメートレンズＣＬで平行とされたレーザ光を、回転するミラー面により監視空間に向かって走査投光すると共に、対象物からの反射光を反射させるミラーユニットＭＵと、ミラーユニットＭＵで反射された対象物からの反射光を集光するレンズＬＳと、レンズＬＳにより集光された光を受光するフォトダイオードＰＤと、半導体レーザＬＤの出射タイミングとフォトダイオードＰＤの受光タイミングとの時間差に応じて距離情報を求める処理回路（処理部）ＰＲＯＣと、ミラーユニットＭＵを回転駆動するモータＭＴと、これらを収容する筐体ＣＳとを有する。
【００１４】
本実施形態において、半導体レーザＬＤとコリメートレンズＣＬとで出射部ＬＰＳを構成し、レンズＬＳとフォトダイオードＰＤとで受光部ＲＰＳを構成し、ミラーユニットＭＵが走査部を構成し、更にこれらで投受光ユニットを構成する。出射部ＬＰＳ、受光部ＲＰＳの光軸は、ミラーユニットＭＵの回転軸ＲＯに対して直交していると好ましい。
【００１５】
剛体である施設の壁ＷＬ等に固定されたボックス状の筐体ＣＳは、上壁ＣＳａと、これに対向する下壁ＣＳｂと、上壁ＣＳａと下壁ＣＳｂとを連結する側壁ＣＳｃとを有する。側壁ＣＳｃの一部に開口ＣＳｄが形成され、開口ＣＳｄには透明板ＴＲが取り付けられている。
【００１６】
ミラーユニットＭＵは、２つの四角錐を逆向きに接合して一体化した形状を有し、すなわち対になって向き合う方向に傾いたミラー面Ｍ１、Ｍ２を４対（但し４対に限られない）有している。ミラー面Ｍ１、Ｍ２は、ミラーユニットの形状をした樹脂素材（例えばＰＣ）の表面に、反射膜を蒸着することにより形成されていると好ましい。
【００１７】
ミラーユニットＭＵは、筐体ＣＳに固定されたモータＭＴの軸ＭＴａに連結され、回転駆動されるようになっている。本実施形態では、軸ＭＴａの軸線（回転軸線）が鉛直方向であるＺ方向に延在しており、Ｚ方向に直交するＸ方向及びＹ方向によりなすＸＹ平面が水平面となっているが、軸ＭＴａの軸線を鉛直方向に対して傾けても良い。
【００１８】
次に、監視装置ＭＤの対象物検出原理について説明する。図１において、半導体レーザＬＤからパルス状に間欠的に出射された発散光は、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換され、回転するミラーユニットＭＵの第１ミラー面Ｍ１に入射し、ここで反射され、更に第２ミラー面Ｍ２で反射した後、透明板ＴＲを透過して外部の監視空間に向けて、例えば縦長の矩形断面を持つレーザスポット光として走査投光される。尚、出射されたレーザスポット光が対象物で反射し、反射光として戻ってくる方向を投受光方向という。同一投受光方向に進行するレーザスポット光束は、同一の画素で検出される。
【００１９】
図２は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、出射するレーザスポット光ＳＢ（ハッチングで示す）で、監視装置ＭＤの監視空間内を走査する状態を示す図であり、ここではフェンスＦＳの奥側が開けた空間である例を示している。
【００２０】
ここで、ミラーユニットＭＵの第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２の組み合わせにおいて、それぞれ交差角が異なっている。レーザ光は、回転する第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２にて、順次反射される。まず１番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２にて反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、監視空間の一番上の領域Ｌｎ１を水平方向に左から右へと走査される。次に、２番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、監視空間の上から二番目の領域Ｌｎ２を水平方向に左から右へと走査される。次に、３番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、監視空間の上から三番目の領域Ｌｎ３を水平方向に左から右へと走査される。次に、４番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、監視空間の最も下の領域Ｌｎ４を水平方向に左から右へと走査される。これにより監視装置ＭＤが監視可能な監視空間全体の１回の走査が完了する。この領域Ｌｎ１〜Ｌｎ４の走査により得られた画像を組み合わせて、１つのフレームＦＬが得られることとなる。そして、ミラーユニットＭＵが１回転した後、１番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２が戻ってくれば、再び監視空間の一番上の領域Ｌｎ１から最も下の領域Ｌｎ４までの走査を繰り返し、次のフレームＦＬが得られる。
【００２１】
図１において、走査投光された光束のうち対象物（ここではフェンスＦＳ）に当たって反射したレーザ光の一部は、再び透明板ＴＲを透過して筐体ＣＳ内のミラーユニットＭＵの第２ミラー面Ｍ２に入射し、ここで反射され、更に第１ミラー面Ｍ１で反射されて、レンズＬＳにより集光され、それぞれフォトダイオードＰＤの受光面で検知されることとなる。尚、この例では、フェンスＦＳ以外、測定可能範囲（例えば５０ｍ）内に反射する対象物が存在しないので、フェンスＦＳからの反射光のみがフォトダイオードＰＤに入射することとなる。
【００２２】
更に、処理部である処理回路ＰＲＯＣが、半導体レーザＬＤの出射タイミングとフォトダイオードＰＤの受光タイミングとの時間差に応じて距離情報を求める。これにより監視空間内の全領域で対象物の検出を行って、画素毎に距離情報を持つ距離画像としてのフレームＦＬ（図２参照）を得ることができる。かかる距離画像は、不図示のネットワークなどを介して遠方のモニタに送信されて表示されたり、また記憶装置に記憶できる。
【００２３】
次に、監視装置ＭＤの監視対象物の検知アルゴリズムについて説明する。一般的な背景差分法を用いた対象物監視アルゴリズムでは、最高次の反射光（ラストエコー）を発する対象物の奥には、対象物が存在しないものとしている。「最高次の反射光」とは、前記監視装置ＭＤの最大限測定可能な距離（これを超えると測定不能点となる）以内であって、最も遠方の対象物からの反射光をいうものとする。最高次の反射光を用いて背景対象物を認識して背景画像を設定し、また実際の監視時に最高次の反射光を用いて検知対象物を認識することで、雨や雪、霧などの影響を回避できる。しかしながら、背景差分法によれば、フェンスのようにレーザ光束が透過する物体の取扱いが問題となる。
【００２４】
ここで、図２とは異なるが、大きなフェンスＦＳによって監視空間の前面全てが覆われている例を挙げる。図３は、そのような監視空間を側方から見た状態を、処理回路ＰＲＯＣの処理結果に対応づけて示す図である。まず、監視の前準備として基準背景を設定する。より具体的には、人間や動物等の移動物体が存在しない状態で、監視装置ＭＤにより基準となる距離画像（すなわち基準背景）を得る。この例では、フェンスＦＳの奥側が開けているため、処理回路ＰＲＯＣの処理結果によれば、フェンスＦＳの反射光ＲＢ１に対応するピークＰ０（ラストエコー：図５参照）しか現れない。
【００２５】
しかるに、図３に示す監視空間で基準背景をフェンスＦＳに設定すると、背景差分法を適用する検知アルゴリズムでは、それより奥側の対象物を検出できなくなるという問題がある。
【００２６】
そこで本実施形態では、かかる問題を以下のようにして解決している。すなわち、処理部ＰＲＯＣが、フェンスＦＳを基準背景として設定し、同一投受光方向におけるフェンスＦＳまでの距離Ａと、対象物までの距離Ｂとの差分の絶対値│（Ａ−Ｂ）│が正の閾値Ｃを超えている場合、かかる対象物を監視対象物と認定するのである。尚、基準背景の設定は、処理回路ＰＲＯＣがフェンスＦＳを検出して自動的に行っても良いし、不図示のインタフェースを用いてユーザーが任意の基準背景を指定して行っても良い。
【００２７】
より具体的に説明すると、図３の状態で基準背景をフェンスＦＳに設定した後、図４に示すように、フェンスＦＳの奥側に侵入者ＯＢＪ１が現れると、フェンスＦＳの網目を通過した光束ＳＢが侵入者ＯＢＪ１に入射し、その反射光が再びフェンスＦＳの網目を通過して監視装置ＭＤに戻ることとなる。この反射光を処理することで、図５に示すように、処理回路ＰＲＯＣからの処理結果において、基準背景に対応したピークＰ０の奥側に、侵入者ＯＢＪ１からの反射光ＲＢ２に応じたピークＰ１が現れることとなる。
【００２８】
このとき処理回路ＰＲＯＣは、同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、対象物ＯＢＪ１までの距離Ｂ（１）との差分の絶対値│（Ａ−Ｂ（１））│を求める。この例では、Ａ＜Ｂ（１）であるから、Ａ−Ｂ（１）は負となるが、その絶対値をとることで正数となる。よって、所定の正数である閾値Ｃと比較して、│（Ａ−Ｂ（１））│＞Ｃであれば、監視対象物である侵入者ＯＢＪ１を検知したとしてアラームを発報できる。つまり、監視装置ＭＤによりフェンスＦＳの奥側の監視空間を監視できるのである。
【００２９】
更に、図４に示すように、フェンスＦＳを超えて侵入者ＯＢＪ２が接近してきた場合、監視装置ＭＤからの光束ＳＢが侵入者ＯＢＪ２に入射し、その反射光が再び監視装置ＭＤに戻ることとなる。この反射光を処理することで、図５に示すように、処理回路ＰＲＯＣからの処理結果において、基準背景に対応したピークＰ０の手前側に、侵入者ＯＢＪ２からの反射光ＲＢ３に応じたピークＰ２が現れることとなる。
【００３０】
このとき処理回路ＰＲＯＣは、同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、対象物ＯＢＪ２までの距離Ｂ（２）との差分の絶対値│（Ａ−Ｂ（２））│を求める。この例では、Ａ＞Ｂ（２）であるから、Ａ−Ｂ（２）は正数になる。これを所定の正数である閾値Ｃと比較して、│（Ａ−Ｂ（２））│＞Ｃであれば、監視対象物である侵入者ＯＢＪ２を検知したとしてアラームを発報できる。つまり、監視装置ＭＤによりフェンスＦＳの手前側の監視空間を監視できるのである。以上を総合すると、フェンスＦＳを基準背景として、その前後の監視空間を監視できることとなる。尚、閾値Ｃは監視空間の環境（日中、夜間など）に応じて適宜変更できる。又、監視空間の一部の領域のみ、背景と対象物との距離の差分値の絶対値と閾値とを比較し、残りの領域では、背景と対象物との距離の差分値と閾値とを比較しても良い。
【００３１】
図６は、本実施形態にかかる監視装置ＭＤの処理回路ＰＲＯＣで行われる監視制御を示すフローチャートである。まず図６のステップＳ１０１において、処理回路ＰＲＯＣは、監視装置ＭＤの投受光ユニットからレーザ光の走査を行い、その反射光を受光して監視空間における１フレーム分のＮ個の距離データ（距離画像）を得る。次いで、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ１０２で、不図示のインタフェースを用いてユーザーが背景画像を更新したか否かを判断する。背景画像を更新したと判断した場合、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ１０３で新たな背景画像（カレントフレーム）を登録して、これを用いて監視対象物を検知する。背景画像を更新しなかったと判断した場合、フローはステップＳ１０３を迂回する。
【００３２】
ここで処理回路ＰＲＯＣは、まずステップＳ１０４でＮ＝１とし、更にステップＳ１０５で、Ｎ番目の測定点の３次元座標に基づいて、監視装置ＭＤから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、対象物までの距離Ｂとの差分値Ｄを求める。
【００３３】
処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ１０６で、差分値Ｄの絶対値が閾値Ｃより大きいか否かを判断する。差分値Ｄの絶対値が閾値Ｃより大きいと判断すれば、処理回路ＰＲＯＣはステップＳ１０７で、当該測定点が監視対象物の一部になると判断する。一方、差分値Ｄの絶対値が閾値Ｃ以下であれば、処理回路ＰＲＯＣは、当該測定点が監視対象物の一部ではないと判断する。
【００３４】
更に処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ１０８で、フレーム内の全ての測定点について演算が終わったか否かを判断し、演算し終わっていないと判断した場合、ステップＳ１０９でＮ＝Ｎ＋１として、フローをステップＳ１０５へと戻す。一方、フレーム内の全ての測定点について演算が終わったと判断した場合、ステップＳ１１０で処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ１０７の判断結果を総合し、例えば検知した対象物が所定の大きさを持つか否か等を勘案して、所定の大きさの監視対象物が存在するか否か判断する。所定の大きさの監視対象物が存在すると判断した場合、ステップＳ１１１で処理回路ＰＲＯＣはアラーム信号を出力し、不図示のモニタにおいて警報表示を行い、フローをステップＳ１０１へと戻して、次のレーザ光走査を行って次のフレームについて距離画像を得る。一方、監視対象物が存在しないと判断した場合。処理回路ＰＲＯＣはアラーム信号を出力することなく、フローをステップＳ１０１へと戻す。
【００３５】
次に、別の実施形態にかかる監視対象物の検知アルゴリズムについて説明する。図７は、処理回路ＰＲＯＣの処理結果に対応づけて示す図である。まず、監視の前準備として基準背景を設定する。より具体的には、図７に示すように、人間や動物等の移動物体が存在しない状態で、監視装置ＭＤにより基準となる距離画像（すなわち基準背景）を得る。このとき、処理回路ＰＲＯＣの処理結果では、フェンスＦＳに対応するピークＰ０（ラストエコー、図９参照）しか現れない。
【００３６】
本実施形態では、処理回路ＰＲＯＣが、例えば水平面を基準として、光束が照射される角度αの範囲を前景監視領域とし、角度αとは異なる光束が照射される角度βの範囲を後景監視領域と設定する。角度βは監視空間内のフェンスＦＳを含むと好ましい。この例では、前景監視領域における基準背景、及び後景監視領域における基準背景は、フェンスＦＳとする。又、監視装置ＭＤから、求めたピークＰ０すなわちフェンスＦＳまでの距離をＡとする。尚、基準背景及び領域の設定は、処理回路ＰＲＯＣが自動的に行っても良いし、不図示のインタフェースを用いてユーザーが任意に指定して行っても良い。
【００３７】
この例では、図８に示すように、フェンスＦＳの手前に飛翔体ＤＲが現れ、またフェンスＦＳの奥側に侵入者ＯＢＪ１が現れたものとする。かかる場合、処理回路ＰＲＯＣからの処理結果において、図９（ａ）に示すように、飛翔体ＤＲの反射光ＲＢ３に対応してピークＰ２が現れる。又、図９（ｂ）に示すように、フェンスＦＳまでの距離Ａの奥側に、侵入者ＯＢＪ１の反射光ＲＢ２に対応してピークＰ１が現れる。
【００３８】
本実施形態においては、前景監視領域と後景監視領域とで異なる検知アルゴリズムを用いることとする。より具体的には、前景監視領域においては、背景差分法を用いることとし、対象物をラストエコーで判別し、監視装置から同一投受光方向における基準背景までの距離と、対象物までの距離との差分が閾値を超えている場合、かかる対象物を監視対象物と認定し、後景監視領域においては、監視装置から同一投受光方向における対象物までの距離と、基準背景までの距離との差分が正の閾値を超えている場合、かかる対象物を監視対象物と認定する。
【００３９】
具体例で示すと、飛翔体ＤＲまでの距離がＢ（２）であったものとするとき、処理回路ＰＲＯＣは、同一投受光方向における基準背景までの距離Ａと、飛翔体ＤＲまでの距離Ｂ（２）との差分（Ａ−Ｂ（２））を求める。この例では、Ａ＞Ｂ（２）であるから、Ａ−Ｂ（２）は正数になる。これを所定の正数である閾値Ｃと比較して、（Ａ−Ｂ（２））＞Ｃであれば、監視対象物である飛翔体ＤＲを検知したとしてアラームを発報できる。
【００４０】
一方、侵入者ＯＢＪ１が後景監視領域に存在し、その距離がＢ（１）であったものとする。このとき処理回路ＰＲＯＣは、同一投受光方向における侵入者ＯＢＪ１までの距離Ｂ（１）と、基準背景までの距離Ａと、の差分（Ｂ（１）−Ａ）を求める。この例では、Ｂ（１）＞Ａであるから、Ｂ（１）−Ａは正数になる。これを所定の正数である閾値Ｃと比較して、Ｂ（１）−Ａ＞Ｃであれば、監視対象物である侵入者ＯＢＪ１を検知したとしてアラームを発報できる。つまり、後景監視領域であれば、フェンスＦＳの奥側の対象物を監視対象物として認定できることとなる。前景監視領域と後景監視領域とで閾値Ｃを異ならせても良い。
【００４１】
図１０は、本実施形態にかかる監視装置ＭＤの処理回路ＰＲＯＣで行われる監視制御を示すフローチャートである。まず図１０のステップＳ２０１において、処理回路ＰＲＯＣは、監視装置ＭＤの投受光ユニットからレーザ光の走査を行い、その反射光を受光して監視空間における１フレーム分のＮ個の距離データ（距離画像）を得る。次いで、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０２で、不図示のインタフェースを用いてユーザーが背景画像を更新したか否かを判断する。背景画像を更新したと判断した場合、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０３で新たな背景画像（カレントフレーム）を登録して、これを用いて監視対象物を検知する。背景画像を更新しなかったと判断した場合、フローはステップＳ２０３を迂回する。
【００４２】
ここで処理回路ＰＲＯＣは、まずステップＳ２０４でＮ＝１とし、更にステップＳ２０５で、Ｎ番目の測定点が前景監視領域に属するか、或いは後景監視領域に属するかを判断する。Ｎ番目の測定点が前景監視領域に属すると判断した場合、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０６で、監視装置ＭＤから同一投受光方向における基準背景までの距離Ａから、対象物までの距離Ｂを除して差分値Ｄを求める。一方、Ｎ番目の測定点が後景監視領域に属すると判断した場合、処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０７で、監視装置ＭＤから同一投受光方向における対象物までの距離Ｂから、基準背景までの距離Ａを除して差分値Ｄを求める。
【００４３】
更に処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０８で、差分値Ｄが閾値Ｃより大きいか否かを判断する。差分値Ｄが閾値Ｃより大きいと判断すれば、処理回路ＰＲＯＣはステップＳ２０９で、当該測定点が監視対象物の一部になると判断する。一方、差分値Ｄが閾値Ｃ以下であれば、処理回路ＰＲＯＣは、当該測定点が監視対象物の一部ではないと判断する。
【００４４】
更に処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２１１で、フレーム内の全ての測定点について演算が終わったか否かを判断し、終わっていないと判断した場合、ステップＳ２１２でＮ＝Ｎ＋１として、フローをステップＳ２０５へと戻す。一方、フレーム内の全ての測定点について演算が終わったと判断した場合、ステップＳ２１３で処理回路ＰＲＯＣは、ステップＳ２０９の判断結果を総合し、例えば検知した対象物が所定の大きさを持つか否か等を勘案して、所定の大きさの監視対象物が存在するか否か判断する。所定の大きさの監視対象物が存在すると判断した場合、ステップＳ２１４で処理回路ＰＲＯＣはアラーム信号を出力し、不図示のモニタにおいて警報表示を行い、フローをステップＳ２０１へと戻して、次のレーザ光走査を行って次のフレームについて距離画像を得る。一方、監視対象物が存在しないと判断した場合。処理回路ＰＲＯＣはアラーム信号を出力することなく、フローをステップＳ２０１へと戻す。
【００４５】
本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施形態は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。以上の例では、図６、７に示すように仰角で前景監視領域と後景監視領域とを区別しているが、方位角でこれらを区別しても良いし、仰角及び方位角を組み合わせて任意の方向に領域設定することもできる。又、前景監視領域における基準背景としては、
【符号の説明】
【００４６】
ＣＬ              コリメートレンズ
ＣＳ              筐体
ＣＳａ            上壁
ＣＳｂ            下壁
ＣＳｃ            側壁
ＣＳｄ            開口
ＤＲ１、ＤＲ２    飛翔体
ＦＬ              フレーム
ＦＳ              フェンス
ＬＤ              半導体レーザ
ＬＰＳ            出射部
ＬＳ              レンズ
Ｍ１、Ｍ２        ミラー面
ＭＤ              監視装置
ＭＴ              モータ
ＭＴａ            軸
ＭＵ              ミラーユニット
ＯＢＪ、ＯＢＪ１、ＯＢＪ２    侵入者
ＰＤ              フォトダイオード
ＰＲＯＣ          処理回路
ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３    反射光
ＲＯ              回転軸
ＲＰＳ            受光部
ＳＢ              レーザスポット光
ＴＲ              透明板
ＷＬ              壁
【図１】
2017195755.tif 000003
【図２】
2017195755.tif 000004
【図３】
2017195755.tif 000005
【図４】
2017195755.tif 000006
【図５】
2017195755.tif 000007
【図６】
2017195755.tif 000008
【図７】
2017195755.tif 000009
【図８】
2017195755.tif 000010
【図９】
2017195755.tif 000011
【図１０】
2017195755.tif 000012
【国際調査報告】
2017195755.tif 000013
2017195755.tif 000014
2017195755.tif 000015
2017195755.tif 000016