(57)【要約】【課題】監視領域における物体の位置や大きさ、形状に基づいて、高い信頼性で異状の有無を判定することができる、異状監視システムを提供すること。【解決手段】異状監視システム１は、監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定する距離測定部１３ａと、距離測定部１３ａにて測定された各距離に基づいて、監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定する物体特定部１３ｂと、物体特定部１３ｂにて特定された監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、監視領域における異状の有無を判定する異状判定部１３ｃとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定する距離測定手段と、
前記距離測定手段にて測定された前記各距離に基づいて、前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定する物体特定手段と、
前記物体特定手段にて特定された前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、前記監視領域における異状の有無を判定する異状判定手段と、
を備える異状監視システム。
【請求項２】
前記物体特定手段は、前記監視領域内における前記物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定する、
請求項１に記載の異状監視システム。
【請求項３】
前記異状判定手段は、前記物体特定手段にて特定された前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化した場合に、前記監視領域における異状が有ると判定する、
請求項１又は２に記載の異状監視システム。
【請求項４】
前記異状判定手段は、所定数以上の前記基準位置で前記距離測定手段により測定された前記各距離が閾値以上変化した場合に、前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化したと判定する、
請求項３に記載の異状監視システム。
【請求項５】
前記各基準位置から前記監視領域に音波を送波する送波手段と、
前記各基準位置で前記監視領域から音波を受波する受波手段と、を備え、
前記距離測定手段は、
前記送波手段が前記音波を送波してから前記受波手段が前記音波の反射成分を受波するまでの時間に基づき、前記送波手段と当該送波手段が送波した前記音波を反射した物体との間の距離を測定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の異状監視システム。
【請求項６】
前記送波手段及び前記受波手段が、前記各基準位置に配置されている、
請求項５に記載の異状監視システム。
【請求項７】
前記各基準位置に配置された前記送波手段が略同時に前記音波を送波する、
請求項６に記載の異状監視システム。
【請求項８】
前記各基準位置に配置された前記送波手段が順次前記音波を送波する、
請求項６に記載の異状監視システム。
【請求項９】
前記送波手段及び前記受波手段を、前記各基準位置に移動させる移動手段を備える、
請求項５に記載の異状監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異状監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、異状の有無を判定する異状監視システムが用いられている。例えば、赤外線ビームを投光する投光部と、当該赤外線ビームを受光する受光部とを備え、投光部と受光部との間に人体が介在することにより赤外線ビームが遮断されたことを検出して侵入者を検知する防犯用センサ装置や検知システム等が提案されている（特許文献１から３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９１７８３号公報
【特許文献２】特開平１１−２３２５６４号公報
【特許文献３】特開平１０−１６２２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば物体が保管されている室内の異状の有無を判定するために上述の異状監視システムを適用することも考えられる。しかしながら上述の如き従来のシステムでは、赤外線ビームを遮断した物体の大きさや形状については検出することができなかったため、例えば物体を積み上げて保管している室内において、荷崩れ等により物体の積み上げ状態に変化が生じたとしても、これを検出することはできなかった。また、従来のシステムでは赤外線ビームの光軸上における物体の有無を判定することができるに過ぎず、例えば赤外線ビームの光軸に沿った方向における物体の位置（光軸方向のビーム遮断位置）を特定することができなかったため、ビームの光軸に沿って物体の位置が変化したとしてもこれを検出できなかった。このように、物体の位置や大きさ、形状に基づく異状判定能力に向上の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、監視領域における物体の位置や大きさ、形状に基づいて、高い信頼性で異状の有無を判定することができる、異状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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の異状監視システムは、監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定する距離測定手段と、前記距離測定手段にて測定された前記各距離に基づいて、前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定する物体特定手段と、前記物体特定手段にて特定された前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、前記監視領域における異状の有無を判定する異状判定手段と、を備える。
【０００７】
また、請求項２に記載の異状監視システムは、請求項１に記載の異状監視システムにおいて、前記物体特定手段は、前記監視領域内における前記物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定する。
【０００８】
また、請求項３に記載の異状監視システムは、請求項１又は２に記載の異状監視システムにおいて、前記異状判定手段は、前記物体特定手段にて特定された前記監視領域内における前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化した場合に、前記監視領域における異状が有ると判定する。
【０００９】
また、請求項４に記載の異状監視システムは、請求項３に記載の異状監視システムにおいて、前記異状判定手段は、所定数以上の前記基準位置で前記距離測定手段により測定された前記各距離が閾値以上変化した場合に、前記物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化したと判定する。
【００１０】
また、請求項５に記載の異状監視システムは、請求項１から４のいずれか一項に記載の異状監視システムにおいて、前記各基準位置から前記監視領域に音波を送波する送波手段と、前記各基準位置で前記監視領域から音波を受波する受波手段と、を備え、前記距離測定手段は、前記送波手段が前記音波を送波してから前記受波手段が前記音波の反射成分を受波するまでの時間に基づき、前記送波手段と当該送波手段が送波した前記音波を反射した物体との間の距離を測定する。
【００１１】
また、請求項６に記載の異状監視システムは、請求項５に記載の異状監視システムにおいて、前記送波手段及び前記受波手段が、前記各基準位置に配置されている。
【００１２】
また、請求項７に記載の異状監視システムは、請求項６に記載の異状監視システムにおいて、前記各基準位置に配置された前記送波手段が略同時に前記音波を送波する。
【００１３】
また、請求項８に記載の異状監視システムは、請求項６に記載の異状監視システムにおいて、前記各基準位置に配置された前記送波手段が順次前記音波を送波する。
【００１４】
また、請求項９に記載の異状監視システムは、請求項５に記載の異状監視システムにおいて、前記送波手段及び前記受波手段を、前記各基準位置に移動させる移動手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の異状監視システムによれば、監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定し、当該測定した各距離に基づいて、監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定し、当該特定した監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、監視領域における異状の有無を判定するので、例えば監視領域における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、物体の荷崩れや移動の有無を判定することができ、高い信頼性で異状の有無を判定することができる。
【００１６】
請求項２に記載の異状監視システムによれば、物体特定手段は、監視領域内における物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定するので、監視領域における物体の位置、大きさ、又は形状に基づいて、物体の荷崩れや移動の有無を判定することができ、高い信頼性で異状の有無を判定することができる。
【００１７】
請求項３に記載の異状監視システムによれば、物体特定手段にて特定された監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化した場合に、監視領域における異状が有ると判定するので、例えば地震等により物体の位置が変化した場合や、荷崩れ等により物体の個々の大きさや形状、或いは物体群の全体の大きさや形状が変化した場合に、これを異状として判定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の異状監視システムによれば、異状判定手段は、所定数以上の基準位置で距離測定手段により測定された各距離が閾値以上変化した場合に、物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化したと判定するので、例えば監視領域の床面上における１つの物体の位置変化や、複数の物体の荷崩れに伴う集合形状の変化等、監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置の変化を確実且つ容易に判定することができる。
【００１９】
請求項５に記載の異状監視システムによれば、各基準位置について、送波手段が音波を送波してから受波手段がその反射音波を受波するまでの時間に基づき、送波手段と当該送波手段が送波した音波を反射した物体との間の距離を測定するので、音波を媒体として各基準位置と物体との間の各距離を非接触で測定することができる。
【００２０】
請求項６に記載の異状監視システムによれば、送波手段及び受波手段が、各基準位置に配置されているので、各基準位置と物体との間の各距離を各送波手段及び各受波手段を用いて測定することができる。
【００２１】
請求項７に記載の異状監視システムによれば、各基準位置に配置された送波手段が略同時に音波を送波するので、各基準位置と物体との間の各距離を略同時に測定することができ、距離の測定を完了するまでの物体の位置、大きさ、及び形状の変化を極めて小さく抑えることができる。従って、監視領域内に存在する物体の位置、大きさ、及び形状を正確に特定することができる。
【００２２】
請求項８に記載の異状監視システムによれば、各基準位置に配置された送波手段が順次音波を送波するので、システム全体の瞬時必要消費電力を低減することができ、これにより電源容量を小さくすることができる。また、他の送波手段からの送波音波による反射音波を各受波手段が受波する問題を回避できるので、それぞれの受波手段の受波対象となる送波手段の送波に基づく反射音波のみを検出することができ、検出精度や信頼性が向上する。
【００２３】
請求項９に記載の異状監視システムによれば、送波手段及び受波手段を各基準位置に移動させる移動手段を備えるので、一組の送波手段及び受波手段のみで各基準位置から監視領域に対する音波の送波及び受波を行うことができ、異状監視システムを構成するためのコストを低減することができる。また、一組の送波手段及び受波手段を用いるので、同じ送波手段及び受波手段によって各基準位置での距離測定を行うことができ、測定のばらつきを抑えることができる。更に、同時に送波及び受波動作する送波手段及び受波手段が他にないので、他の送波手段からの送波音波による反射音波を受波手段が受波して測定結果が狂うことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る異状監視システムの適用例を示した概要図であり、図１（ａ）は異状監視システムによって異状の有無を判定する対象となる領域の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した領域の側面図である。
【図２】異状監視システムの電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。
【図３】異状監視システムが実行する異状判定処理の概略例を示したフローチャートである。
【図４】監視領域に積み上げられた物体全体の大きさが図１の状態から変化した場合を例示した概要図であり、図４（ａ）は監視領域の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示した監視領域の側面図である。
【図５】監視領域に積み上げられた物体全体の位置が図１の状態から変化した場合を例示した平面図である。
【図６】図１に示した禁止領域に物体が存在する場合を例示した概要図であり、図６（ａ）は監視領域の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した監視領域の側面図である。
【図７】実施の形態２に係る異状監視システムの適用例を示した概要図であり、図７（ａ）は異状監視システムによって異状の有無を判定する対象となる領域の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した領域の側面図である。
【図８】実施の形態２に係る異状監視システムの電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。
【図９】実施の形態２に係る異状判定処理の概略例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る異状監視システムの各実施の形態を詳細に説明する。ただし、この各実施の形態や例示する数値によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、送波手段及び受波手段が、各基準位置に配置されている形態である。
【００２７】
（構成）
まず、異状監視システムの構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る異状監視システムの適用例を示した概要図であり、図１（ａ）は異状監視システムによって異状の有無を判定する対象となる領域の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した領域の側面図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る異状監視システム１は、物体が保管される室内を監視領域とし、この監視領域における物体の荷崩れ、位置変化、物体の配置が禁止される領域（禁止領域）における物体の有無等を判定するために用いられる。
【００２８】
図２は、異状監視システム１の電気的要部構成を機能概念的に示したブロック図である。この図２に示すように、異状監視システム１は送受部１０、ディスプレイ１１、スピーカ１２、制御部１３、及び記憶部１４を備えている。これらは、図示しない１または複数の電源装置からそれぞれ電源供給を受けて動作する。
【００２９】
（構成−送受部）
異状監視システム１は複数の送受部１０を備えている。この送受部１０は音波の送波及び受波を行うものであり、それぞれが送波部１０ａ及び受波部１０ｂを備えている。
【００３０】
送波部１０ａは、制御部１３の制御により各基準位置から監視領域に音波を送波する送波手段である。この送波部１０ａとしては、例えば圧電セラミック振動子を用いた公知の超音波送波器を用いることができる。ここで基準位置とは、対象領域における物体の位置、大きさ、形状等を特定する際の基準となる位置であり、例えば本実施の形態１では監視領域を構成する室内の天井面に略等間隔にて平面視縦横に配置された位置（図１（ａ）における点線の円に対応する各位置）を基準位置とする。図１（ｂ）に示すように、各送波部１０ａが音波を送波する方向が側面視で略並行になるように各基準位置に送波部１０ａを配置することで、各送波部１０ａから監視領域に音波がそれぞれ略同時に、或いは順次に送波される。
【００３１】
図２に戻り、受波部１０ｂは、各基準位置で監視領域から音波を受波する受波手段である。この受波手段としては、例えば圧電セラミック振動子を用いた公知の超音波受波器を用いることができる。この受波部１０ｂは各基準位置に、各送波部１０ａと各一対に隣接して配置されている。また、図１に示すように、送波部１０ａと受波部１０ｂとを相互に一体に構成したトランスデューサを送受部１０として用いてもよい。この送受部１０は、例えば送波部１０ａが音波を送波してから受波部１０ｂが音波の反射成分を受波するまでの時間に対応する信号や、受波部１０ｂにおける音波の受波強度に対応する信号等を制御部１３に出力する。
【００３２】
監視領域内に何らかの物体（例えば、図１では積み上げられた箱）が存在する場合、天井面において物体に対向する基準位置に配置されている送波部１０ａから送波された音波の一部はその物体に到達し、反射される。そして、その物体により反射された音波の一部が送波時点から所定時間経過後に受波部１０ｂによって受波されることとなる。
【００３３】
（構成−ディスプレイ、スピーカ）
図２に戻り、ディスプレイ１１及びスピーカ１２は、制御部１３による制御に基づき、各種情報を出力する出力手段である。この内、ディスプレイ１１としては、例えば公知の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの如きディスプレイ装置を使用することができる。また、スピーカ１２としては公知のスピーカを用いることができる。
【００３４】
（構成−制御部）
制御部１３は、異状監視システム１における各種の制御を行う制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するための、ＲＡＭ、ＲＯＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。
【００３５】
この制御部１３は、機能概念的に、距離測定部１３ａ、物体特定部１３ｂ、及び異状判定部１３ｃを備えている。距離測定部１３ａは、監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定する距離測定手段である。また、距離測定部１３ａは、送波部１０ａの送波動作および受波部１０ｂの受波動作を制御する。物体特定部１３ｂは、監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定する物体特定手段である。異状判定部１３ｃは、監視領域における異状の有無を判定する異状判定手段である。これらの制御部１３の各構成要素によって実行される処理の詳細については後述する。
【００３６】
なお、「監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置」とは、少なくとも監視領域内における物体の位置、大きさ、及び形状を含む概念である。ここで、「物体の位置」とは、例えば監視領域内の床面上に置かれた個々の物体の位置や、複数の物体が集合した物体群全体の位置を含む。また、「物体の大きさ」とは、例えば物体の面積や体積等に相当する指標を意味する。本実施の形態１では、「物体の大きさ」には、監視領域の天井面から床面を見た場合の物体の投影面積、及び床面からの物体の上面までの高さが含まれることとする。また、「物体の形状」とは、例えば個々の物体の外形、或いは複数の物体が集合した物体群全体の外形等を含む概念である。従って、「監視領域内における物体の２次元的な配置」とは、例えば監視領域内の床面上での個々の物体の位置や、複数の物体が集合した物体群全体の位置、監視領域の天井面から床面を見た場合の物体の投影面積、或いは監視領域の天井面から床面を見た場合の物体の投影形状等を意味する。また、「監視領域内における物体の３次元的な配置」には、上記の「監視領域内における物体の２次元的な配置」に含まれる各要素に加えて、例えば物体の空間的な位置、物体の体積、床面からの物体の上面までの高さ、物体の立体的形状等が含まれる。
【００３７】
（構成−記憶部）
記憶部１４は、制御部１３による制御に必要なプログラム及び各種のデータを記憶する記憶手段である。記憶部１４は、書き換え可能な記録媒体を用いて構成され、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性記録媒体を用いることができる。そして、記録内容は必要に応じユーザによって外部から書き換えることが可能になっている。なお、前述の制御部１３に設けられたＲＡＭやＲＯＭを記憶部１４の一部または全部として適宜利用することができる。
【００３８】
（処理）
次に、上述のように構成された異状監視システム１が実行する処理について説明する。図３は、異状監視システム１が実行する異状判定処理の概略例を示したフローチャートである（以下の各処理の説明ではステップを「Ｓ」と略記する）。この処理は、例えば、異状監視システム１に電源が投入された場合に起動される。
【００３９】
図３に示すように、異状判定処理が起動されると、制御部１３は送受部１０を起動する（ＳＡ１）。
【００４０】
次に、距離測定部１３ａは略同時または順次に各送波部１０ａから監視領域に音波を送波させ、受波部１０ｂに監視領域から音波を受波させる（ＳＡ２）。各送波部１０ａは、所定の音波を所定周期（例えば１秒周期）で数回（例えば２回）間欠的に送波し、受波部１０ｂは、監視領域から、この反射音波を受波している。すなわち受波部１０ｂは、間欠的な送波音波の反射成分をそれぞれ受波して、受波信号を距離測定部１３ａへ出力する。
【００４１】
続いて距離測定部１３ａは、送波部１０ａが音波を送波してから受波部１０ｂが音波の反射成分を受波するまでの時間に基づき、送波部１０ａと当該送波部１０ａが送波した音波を反射した物体との間の距離を測定する（ＳＡ３）。すなわち例えば、送波部１０ａが音波を送波してから受波部１０ｂが反射音波を受波するまでの時間と音速との積の２分の１を、送受部１０から物体までの距離として算出する。このような算出処理を、間欠的に行われる各送波および受波毎に行い、例えば所定回数（例えば本例では２回）の算出結果を平均処理することで、送受部１０から物体までの距離としてもよい。本実施の形態１では、各基準位置に送受部１０が配置されているので、各送波部１０ａから略同時に音波を送波させ、受波部１０ｂにて反射音波を受波させることができ、各基準位置と物体との間の各距離を略同時に測定することができる。或いは、各送波部１０ａに対して順次送波開始制御を行うことで（例えば３秒おきに順次送波開始させることで）、システム全体の瞬時必要消費電力を低減することができ、これにより電源容量を小さくすることができる。また、他の送波部１０ａからの送波音波による反射音波を各受波部１０ｂが受波する問題を回避できるので、それぞれの受波部１０ｂの受波対象となる送波部１０ａの送波に基づく反射音波のみを検出することができ、検出精度や信頼性が向上する。
【００４２】
次に物体特定部１３ｂは、ＳＡ３で距離測定部１３ａにて測定された各距離に基づいて、物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定する（ＳＡ４）。例えば図１において、ＳＡ３で距離測定部１３ａにて測定された距離をｄ、監視領域における床面から天井面までの高さをＨとした場合、床面から送波部１０ａが送波した音波ビーム軸上にある物体の上面までの高さｈは、ｈ＝Ｈ−ｄとして特定される。また、ｈ＝０と特定された場合（ｄ＝Ｈであった場合）は、当該送波部１０ａが送波した音波ビーム軸上に物体が無いと特定する。このように、送波部１０ａが送波した音波ビーム軸上にある物体の上面までの高さｈを基準位置毎に特定することで、監視領域内に存在する物体の床面上の位置、及びその高さを特定することができる。これにより、監視領域において積み上げられた物体全体の位置及び大きさを特定することができる。図１の例では、基準位置Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤに対向する位置に、図１（ｂ）に示すように箱２段分の高さの物体が存在していることが特定される。なお、ＳＡ４で特定された物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つは、ＲＡＭやＲＯＭ、或いは記憶部１４に記憶される。なお、ｄの値を高さｈに換算することなく、直接物体の大きさを特定してもよい。この場合は、ｄの値が小さくなるほど物体の大きさが大きいことになる。そして、ｄ＝Ｈであった場は音波ビーム軸上に物体が存在しないものと特定する。
【００４３】
図３に戻り、異状判定部１３ｃは、ＳＡ４で物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、又は形状が、過去の異状判定処理において特定された位置、大きさ、又は形状から変化したか否かを判定する（ＳＡ５）。例えば異状判定部１３ｃは、前回の異状判定処理において特定されＲＡＭ等に記憶された物体の位置、大きさ、形状と、今回特定された物体の位置、大きさ、形状とを比較し、変化が生じているか否かを判定する。
【００４４】
図４は監視領域に積み上げられた物体全体の大きさが図１の状態から変化した場合を例示した概要図であり、図４（ａ）は監視領域の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示した監視領域の側面図である。例えば、図１に示した状態で前回の異状判定処理が実行され、その後図１における物体Ｐが荷崩れ等により図４に示した位置に落下した状態で今回の異状判定処理が実行された場合、ＳＡ４において、基準位置Ａ、Ｂ、及びＣに対向する位置に、箱２段分の高さの物体が存在していることが特定されると共に、基準位置Ｄ及びＥに対向する位置に、箱１段分の高さの物体が存在していることが特定される。更に具体的には、図１の状態と比較すると、基準位置Ａ、Ｂ、Ｃに対向する位置の物体の大きさは変化していないものの、基準位置Ｄに対向する位置の物体の大きさは箱２段分から箱１段分の大きさへ減少し、基準位置Ｅに対向する位置の物体の大きさは、箱０段分（物体無し）から箱１段分の大きさへ増加している。従って、異状判定部１３ｃは、監視領域において積み上げられた物体全体の大きさ及び形状（平面視全体面積、及び平面視全体形状）に基づく配置状態が、図１の状態から変化したと判定する（ＳＡ５、Ｙｅｓ）。
【００４５】
また図５は、監視領域に積み上げられた物体全体の位置が図１の状態から変化した場合を例示した平面図である。例えば、図１に示した状態で前回の異状判定処理が実行され、その後図１に示したよう積み上げられた物体全体が図５に示した位置に平行移動した状態で今回の異状判定処理が実行された場合、ＳＡ４において、基準位置Ｆ、Ｇ、Ａ、及びＢに対向する位置に、箱２段分の高さの物体が存在していることが特定されると共に、他の基準位置（基準位置Ｃ及びＤを含む）に対向する位置には物体が存在しないことが特定される。更に具体的には、図１の状態と比較すると、基準位置Ａ、Ｂに対向する位置の物体の大きさは変化していないものの、基準位置Ｃ、Ｄに対向する位置の物体の大きさは、箱２段分から箱０段分（物体無し）の大きさへ減少し、また基準位置Ｆ、Ｇに対向する位置の物体の大きさは、箱０段分（物体無し）から箱２段分の大きさへ増加している。従って、異状判定部１３ｃは、監視領域において積み上げられた物体全体の位置に基づく配置状態が、図１の状態から変化したと判定する（ＳＡ５、Ｙｅｓ）。このような判定により、箱が潰れるなどして形状が変化した場合等にも、状態変化を検出することができる。
【００４６】
図３に戻り、ＳＡ５において、ＳＡ４で物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、又は形状が、前回の異状判定処理において特定された位置、大きさ、又は形状から変化したと判定した場合（ＳＡ５、Ｙｅｓ）、異状判定部１３ｃは監視領域において異状が有ると判定する（ＳＡ６）。
【００４７】
一方、ＳＡ４で物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、又は形状が、前回の異状判定処理において特定された位置、大きさ、又は形状から変化していないと判定した場合（すなわち、今回特定された物体の位置、大きさ、及び形状が何れも前回の異状判定処理において特定された位置、大きさ、及び形状と同じと判定した場合）（ＳＡ５、Ｎｏ）、異状判定部１３ｃは、監視領域における禁止領域に物体が有るか否かを判定する（ＳＡ７）。ここで禁止領域とは、監視領域において物体の配置が禁止される領域であり、例えば図１ではドアの近傍が禁止領域として設定されている。
【００４８】
図６は、図１に示した禁止領域に物体が存在する場合を例示した概要図であり、図６（ａ）は監視領域の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した監視領域の側面図である。図６に例示した位置に物体が置かれている場合、ＳＡ４において、基準位置Ｊに対向する位置に箱１段分の高さの物体が存在していることが特定される。この基準位置Ｊに対向する位置は禁止領域に含まれているため、異状判定部１３ｃは、監視領域における禁止領域に物体が有ると判定する（ＳＡ７、Ｙｅｓ）。
【００４９】
図３に戻り、ＳＡ７の判定の結果、監視領域における禁止領域に物体が有ると判定した場合（ＳＡ７、Ｙｅｓ）、異状判定部１３ｃは監視領域において異状が有ると判定する（ＳＡ６）。
【００５０】
ＳＡ６の処理の後、異状判定部１３ｃはディスプレイ１１やスピーカ１２から警報を出力させる（ＳＡ８）。警報の内容は任意で、例えば監視領域において異状が発生した旨のメッセージをディスプレイ１１に表示させたり、スピーカ１２から警報メッセージや警報音を出力させる。また、出力させる警報の内容を、判定した異状に応じて変化させてもよい。例えばＳＡ５において、ＳＡ４で物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、又は形状が、前回の異状判定処理において特定された位置、大きさ、又は形状から変化したと判定した場合には、物体の位置、大きさ、又は形状に変化が生じた旨の警報を出力させる。また、ＳＡ７において、監視領域における禁止領域に物体が有ると判定した場合には、禁止領域に置かれている物体の移動を促す旨の警報を出力させる。さらに、異状が発生した旨の情報を遠隔の監視センター等に送信してもよい。ＳＡ８で警報を出力させ、その後例えば実地確認をしたユーザ等の操作者により図示しない操作部等を介してシステム復旧操作が行われた（図示省略）場合に、制御部１３はＳＡ２に戻る。以降は、復旧時の状態を前回データとして異状判定処理が行われる。なお、禁止領域の物体が除去されない場合には、復旧不可として例えば所定周期で警報出力を繰り返すようにする。
【００５１】
一方、ＳＡ７において、監視領域における禁止領域に物体が無いと判定した場合（ＳＡ７、Ｎｏ）、異状判定部１３ｃは監視領域には異状はないものと判定し、ＳＡ２に戻る。
【００５２】
（効果）
このように実施の形態１によれば、監視領域内の物体と複数の基準位置との間の各距離を測定し、当該測定した各距離に基づいて、監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置を特定し、当該特定した監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、監視領域における異状の有無を判定するので、例えば監視領域における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置に基づいて、物体の荷崩れや移動の有無を判定することができ、高い信頼性で異状の有無を判定することができる。
【００５３】
特に、物体特定部１３ｂは、監視領域内における物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定するので、監視領域における物体の位置、大きさ、又は形状に基づいて、物体の荷崩れや移動の有無を判定することができ、高い信頼性で異状の有無を判定することができる。
【００５４】
また、物体特定部１３ｂにて特定された監視領域内における物体の２次元的な配置及び／又は３次元的な配置が変化した場合に、監視領域における異状が有ると判定するので、例えば地震等により物体の位置が変化した場合や、荷崩れ等により物体の個々の大きさや形状、或いは物体群の全体の大きさや形状が変化した場合に、これを異状として判定することができる。
【００５５】
また、各基準位置について、送波部１０ａが音波を送波してから受波部１０ｂがその反射音波を受波するまでの時間に基づき、送波部１０ａと当該送波部１０ａが送波した音波を反射した物体との間の距離を測定するので、音波を媒体として各基準位置と物体との間の各距離を非接触で測定することができる。
【００５６】
特に、送波部１０ａ及び受波部１０ｂが、各基準位置に配置されているので、各基準位置と物体との間の各距離を各送波部１０ａ及び各受波部１０ｂを用いて測定することができる。
【００５７】
さらに、各基準位置に配置された送波部１０ａが略同時に音波を送波するので、各基準位置と物体との間の各距離を略同時に測定することができ、距離の測定を完了するまでの物体の位置、大きさ、及び形状の変化を極めて小さく抑えることができる。従って、監視領域内に存在する物体の位置、大きさ、及び形状を正確に特定することができる。
【００５８】
また、各基準位置に配置された送波部１０ａが順次音波を送波するので、各送波部１０ａ或いは各受波部１０ｂの同時動作を抑制し、システム全体の瞬時必要消費電力を低減することができ、これにより電源容量を小さくすることができる。また、他の送波部１０ａからの送波音波による反射音波を各受波部１０ｂが受波する問題を回避できるので、それぞれの受波部１０ｂの受波対象となる送波部１０ａの送波に基づく反射音波のみを検出することができ、検出精度や信頼性が向上する。
【００５９】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、一対の送波手段及び受波手段を、各基準位置に移動させる形態である。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて、実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたものと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。
【００６０】
（構成）
まず、異状監視システム１の構成について説明する。図７は、実施の形態２に係る異状監視システム１の適用例を示した概要図であり、図７（ａ）は異状監視システム１によって異状の有無を判定する対象となる領域の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した領域の側面図である。また図８は、実施の形態２に係る異状監視システム１の電気的要部構成を機能概念的に示したブロック図である。
【００６１】
（構成−移動部）
図７及び図８に示すように、実施の形態２に係る異状監視システム１は、移動部１５を備えている。この移動部１５は、送波部１０ａ及び受波部１０ｂを、各基準位置に移動させる移動手段である。移動部１５は、例えば図７に示すように、各基準位置を通るように天井面に配置されたレール１５ａ、及びこのレール１５ａに沿って一対一体の送受部１０を移動させるための駆動部（図示省略）とを用いて構成される。
【００６２】
（構成−送受部）
図７及び図８に示すように、本実施の形態２では、異状監視システム１は１つの送受部１０を備えている。この送受部１０は、移動部１５によって各基準位置に移動され、当該各基準位置から監視領域に対して音波の送波及び受波を行う。
【００６３】
（処理）
次に、本実施の形態２に係る異状監視システム１が実行する異状判定処理について説明する。図９は実施の形態２に係る異状判定処理の概略例を示したフローチャートである。なお、実施の形態２における異状判定処理のＳＢ１は実施の形態１で説明した図３のＳＡ１と、ＳＢ４はＳＡ３と、ＳＢ７からＳＢ１１はＳＡ４からＳＡ８と同様であるので、説明を省略する。
【００６４】
図９に示すように、ＳＢ１で送受部１０を起動した後、距離測定部１３ａは移動部１５を制御して送受部１０を初期基準位置に移動させる（ＳＢ２）。例えば図７（ａ）では、監視領域の平面視右上端の基準位置が初期基準位置として設定されている。
【００６５】
次に、距離測定部１３ａは送波部１０ａから監視領域に音波を所定周期（例えば１秒周期）で数回（例えば２回）間欠的に送波させ、受波部１０ｂに監視領域から送波音波の反射成分を間欠的に例えば２回受波させる（ＳＢ３）。
【００６６】
ＳＢ４の処理の後、距離測定部１３ａは、全ての基準位置について、送波部１０ａと当該送波部１０ａが送波した音波を反射した物体との間の距離を測定したか否かを判定する（ＳＢ５）。
【００６７】
その結果、全ての基準位置について、送波部１０ａと当該送波部１０ａが送波した音波を反射した物体との間の距離を測定していない場合（ＳＢ５、Ｎｏ）、距離測定部１３ａは移動部１５を制御して送受部１０を次の基準位置に移動させる（ＳＢ６）。例えば、移動部１５は現在送受部１０が配置されている基準位置に隣接する基準位置に送受部１０を移動させる。ＳＢ６で次の基準位置に移動させた後、距離測定部１３ａはＳＢ３に戻る。
【００６８】
一方、全ての基準位置について、送波部１０ａと当該送波部１０ａが送波した音波を反射した物体との間の距離を測定した場合（ＳＢ５、Ｙｅｓ）、物体特定部１３ｂは、各基準位置についてＳＢ４で距離測定部１３ａにて測定された距離に基づいて、物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つを特定する（ＳＢ７）。
【００６９】
（効果）
このように実施の形態２によれば、送波部１０ａ及び受波部１０ｂを各基準位置に移動させる移動部１５を備えるので、一組の送波部１０ａ及び受波部１０ｂのみで各基準位置から監視領域に対する音波の送波及び受波を行うことができ、異状監視システム１を構成するためのコストを低減することができる。また、一組の送波部１０ａ及び受波部１０ｂを用いるので、同じ送波部１０ａ及び受波部１０ｂによって各基準位置での距離測定を行うことができ、測定のばらつきを抑えることができる。更に、同時に送波及び受波動作する送受部１０が他にないので、他の送波部１０ａからの送波音波による反射音波を受波部１０ｂが受波して測定結果が狂うことを回避できる。
【００７０】
〔各実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００７１】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００７２】
（適用対象について）
本発明の異状監視システム１は、監視領域における物体の荷崩れ、位置変化、物体の配置が禁止される領域（禁止領域）における物体の有無等を判定するのみならず、建物内の侵入や盗難監視、移動監視、また広域の移動監視等にも適用することができ、倉庫における在庫の収容率や回転率特定等の防犯以外の目的にも使用することができる。
【００７３】
（異状判定処理について）
上述の各実施の形態では、異状判定部１３ｃが、例えば前回の異状判定処理において特定されＲＡＭ等に記憶された物体の位置、大きさ、形状と、今回特定された物体の位置、大きさ、形状とを比較し、変化が生じているか否かを判定すると説明したが、所定数以上の基準位置で距離測定部１３ａにより測定された各測定距離が閾値以上（例えば、荷物１個当たりの高さ以上）変化した場合に、物体の位置、大きさ、又は形状に変化が生じていると判定するようにしてもよい。この場合、さらに、各基準位置毎に距離変化の閾値を設定してもよい（例えば、禁止領域以外の領域に対応する基準位置では荷物１個当たりの高さを閾値とし、禁止領域に対応する基準位置では荷物１個当たりの高さの４分の１の高さを閾値とする等）。
【００７４】
また、異状判定部１３ｃが、物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、又は形状の少なくともいずれか一つに基づき、所定時間内において物体の配置状態（位置、大きさ、形状等）が急激に（所定以上）変動していることや頻繁に変動していることを検出した場合に、侵入者の可能性があると判定してディスプレイ１１やスピーカ１２から警報出力させるようにする等、他の検出や判定を行い、その結果に基づいて表示や音響を出力して報知すること等もできる。
【００７５】
また、通常の荷物（物体）搬入や搬出の際には、一時的に異状監視システムによる検出、判定、特定等の各種処理を停止する機能等を設けることができる。
【００７６】
また、距離測定部１３ａにより測定された各測定距離に基づいて異状判定部１３ｃが例えば物体の総量（総容積）の増減を判定するようにし、物体の総量が減少した場合に物体が盗難されたものとしてディスプレイ１１やスピーカ１２から警報を出力させる盗難監視システムとしても利用することができる。
【００７７】
また、実施の形態１においては、複数の送受部１０のうち特定の送受部１０から物体までの距離として距離測定部１３ａにより測定された距離が所定時間内に所定以上変動したり、変動を繰り返す場合には、当該特定の送受部１０に故障や障害が発生したものと制御部１３が判定し、ディスプレイ１１やスピーカ１２からその旨を報知出力させるようにしてもよい。このようにすれば、送受部１０の故障や障害を制御部１３により自動的に検出判定して報知できるので、誤警報を抑止したり、メンテナンス性を向上したりすることができる。
【００７８】
また、実施の形態１および実施の形態２における異状判定処理（図３、図９）は、定期的に行っても不定期に行ってもよく、自動で開始しても手動開始操作等に基づいて開始してもよい。例えば自動的に定期実施する場合、その実施周期についても任意とする。
【００７９】
また、図３および図９の異状判定処理においては、前回の異状判定処理における物体の配置状態と今回の異状判定処理における物体の配置状態との比較から異状の有無を判定する例について説明したが、異状の有無の判定方法は任意であり、前回の異状判定処理における物体の配置状態に限らず、過去及び現在（今回）の異状判定処理において距離測定部１３ａにより測定された所定の距離測定データ、或いは物体特定部１３ｂにより特定された物体の位置、大きさ、形状等に基づく物体の配置状態データから、各種の方法で異状判定部１３ｃが異状判定を行うことができる。
【００８０】
（送受部について）
上述の各実施の形態では、送波部１０ａが音波を送波してから受波部１０ｂが音波を受波するまでの時間に基づいて音波を反射した物体までの距離や当該距離の変化を検出しているが、音波以外の検出媒体（例えばレーザーや電波、近赤外線光、マイクロ波等）を利用して物体までの距離や当該距離の変化を検出してもよいし、測距原理についても三角測量法等を適用し得る。また、送波部１０ａと物体との距離に代えて、受波部１０ｂその他の基準位置と物体との距離に基づいて各種制御を行うようにしてもよい。
【００８１】
また、送受部１０が音波の送波及び受波を行う基準位置は、監視領域を構成する室内の天井面に略等間隔にて縦横に配置されていると説明したが、他の位置に基準位置を配置してもよい。例えば、監視領域の壁面に基準位置を配置し、送受部１０から略水平方向に音波の送波及び受波を行わせるようにしてもよい。
【００８２】
また、実施の形態２のレール１５ａを複数設けて、それぞれに一組の送受部１０を備えるようにしてもよい。或いは例えば実施の形態２のレール１５ａ（１本）に複数組の送受部１０を設けてもよい。
【００８３】
また、上述の実施の形態２では、移動部１５により送受部１０を各基準位置に移動させると説明したが、送受部１０の設置位置を固定した上で送受部１０を首振り等させることで音波を送波する方向を変化させ、監視領域の全体に音波を送波するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  異状監視システム
１０  送受部
１０ａ  送波部
１０ｂ  受波部
１１  ディスプレイ
１２  スピーカ
１３  制御部
１３ａ  距離測定部
１３ｂ  物体特定部
１３ｃ  異状判定部
１４  記憶部
１５  移動部
１５ａ  レール
【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】
2012027835.tif 000008
【図７】
2012027835.tif 000009
【図８】
2012027835.tif 000010
【図９】
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