(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された投射光を目標領域に投射する投射光学系と、
目標領域に存在する物体に前記投射光が反射された反射光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子の受光面に前記反射光を集光させる受光光学系と、
前記光源および前記撮像素子を制御する制御部と、
検出可能な全距離範囲のうち、前記投射光の投射方向における任意の距離範囲を、物体検出の対象とされる距離範囲の設定として受け付ける受付部と、
前記撮像素子の各画素から出力される検出信号を処理して前記受付部により設定された距離範囲に存在する物体の有無に関する情報を生成する信号処理部と、を備え、
前記制御部は、前記光源に前記投射光を投射させた後、前記受付部を介して設定された距離範囲に対応するタイミングおよび時間幅において、前記撮像素子上の各画素を露光状態に設定し、
前記制御部は、前記受付部が少なくとも互いに異なる不連続な第１距離範囲と第２距離範囲の設定を受け付けた際、前記第１距離範囲と前記第２距離範囲に対応する露光期間をそれぞれ設定し、前記投射光の投射タイミングから前記各露光期間の開始タイミングまでの露光開始時間幅を、前記第１距離範囲と前記第２距離範囲に応じて互いに相違させる、
ことを特徴とする物体情報生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体情報生成装置において、
前記制御部は、前記第１距離範囲および前記第２距離範囲の距離幅が互いに異なる場合、前記各露光期間の時間幅を、前記第１距離範囲および前記第２距離範囲の距離幅に応じて互いに相違させる、
ことを特徴とする物体情報生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物体情報生成装置において、
前記信号処理部は、前記検出信号を前記各画素の位置に対応付けた画像データを生成する、
ことを特徴とする物体情報生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の物体情報生成装置と、
前記物体情報生成装置により生成された前記情報を用いて所定の処理を実行する処理部と、を備える、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の処理装置において、
前記処理部は、前記情報に基づいて、前記距離範囲を通過した物体の数を計数する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の処理装置において、
前記処理部は、計数した前記物体の数に基づいて、前記物体を誘導するための指示情報を生成する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項７】
請求項４ないし６の何れか一項に記載の処理装置において、
前記処理部は、前記情報に基づいて、前記距離範囲に物体が侵入したか否かを判定する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の処理装置において、
前記処理部は、前記物体が侵入したと判定した場合、前記物体の侵入を報知するための警報情報を生成する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の処理装置において、
前記制御部は、前記処理部による前記物体の侵入の判定に基づいて、前記物体情報生成装置に前記距離範囲の設定を変更させる、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項１０】
請求項４ないし９の何れか一項に記載の処理装置において、
前記処理部は、前記情報に基づいて、前記距離範囲に物体が存在するか否かを判定し、前記物体が存在すると判定した場合、前記距離範囲に対応する前記情報に基づいて、前記物体が前記距離範囲の奥行き方向に交わる方向に移動したか否かを判定する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
請求項４ないし１０の何れか一項に記載の処理装置において、
前記受付部が複数の距離範囲の設定を受け付けた場合、前記制御部は、前記各距離範囲に対応するタイミングおよび時間幅において、前記撮像素子上の各画素を露光状態に設定し、
前記処理部は、一の距離範囲に対応する前記情報に基づいて、前記一の距離範囲に物体が存在すると判定した場合、前記一の距離範囲よりも奥側に位置する他の距離範囲に対応する前記情報を用いた処理を中止する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項１２】
請求項５または６に記載の複数の処理装置と、
前記複数の処理装置に対して通信可能に接続され、前記複数の処理装置の前記処理部で計数された前記物体の数を用いて所定の処理を実行するデータ処理装置と、を備える、
ことを特徴とするデータ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の有無に関する情報を生成する物体情報生成装置、並びに、当該物体情報生成装置を用いた処理装置およびデータ処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前方に光を投射し、前方領域から戻ってくる反射光を受光して、物体の有無に関する情報を生成する装置が知られている。たとえば、特許文献１には、投光器と、イメージインテンシファイアおよび高速度カメラと、タイミングコントローラと、高速度カメラにより得られたターゲット距離の異なる複数の撮像画像における同一画素の輝度に基づいて、画素毎の物体までの距離を表す距離画像データを生成する画像処理部とを備える車両用距離画像データ生成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような装置では、検出可能な距離範囲の全範囲が処理の対象範囲となるため、たとえば、検出可能範囲内の任意の距離範囲に対して処理を行う場合でも、検出可能範囲の全範囲において取得される膨大な信号を処理する必要がある。このため、処理負荷が大きくなるとともに、迅速に処理を行うことが困難になる。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、低負荷で迅速に物体の有無に関する情報の生成処理を行うことが可能な物体情報生成装置、処理装置およびデータ処理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】
本発明の第１の態様は、物体情報生成装置に関する。本態様に係る物体情報生成装置は、光源と、前記光源から出射された投射光を目標領域に投射する投射光学系と、目標領域に存在する物体に前記投射光が反射された反射光を受光する撮像素子と、前記撮像素子の受光面に前記反射光を集光させる受光光学系と、前記光源および前記撮像素子を制御する制御部と、検出可能な全距離範囲のうち、前記投射光の投射方向における任意の距離範囲を、物体検出の対象とされる距離範囲の設定として受け付ける受付部と、前記撮像素子の各画素から出力される検出信号を処理して前記受付部により設定された距離範囲に存在する物体の有無に関する情報を生成する信号処理部と、を備える。前記制御部は、前記光源に前記投射光を投射させた後、前記受付部を介して設定された距離範囲に対応するタイミングおよび時間幅において、前記撮像素子上の各画素を露光状態に設定する。また、前記制御部は、前記受付部が少なくとも互いに異なる不連続な第１距離範囲と第２距離範囲の設定を受け付けた際、前記第１距離範囲と前記第２距離範囲に対応する露光期間をそれぞれ設定し、前記投射光の投射タイミングから前記各露光期間の開始タイミングまでの露光開始時間幅を、前記第１距離範囲と前記第２距離範囲に応じて互いに相違させる。
【０００７】
本態様に係る物体情報生成装置によれば、使用者は、検出可能範囲中の任意の距離範囲を、物体検出の対象範囲に設定できる。このとき、制御部は、使用者により設定された距離範囲に対応するタイミングおよび時間幅において、撮像素子の各画素を露光状態に設定するため、信号処理部が処理する信号は、当該距離範囲において検出される信号に制限される。したがって、信号処理部は、検出可能範囲の全範囲において取得される膨大な信号を処理する必要がなく、低負荷で迅速に物体の有無に関する情報の生成処理を行うことができる。よって、処理のフレームレートを顕著に高めることができ、使用者により設定された距離範囲における物体情報生成処理を、途切れなく連続的に行うことができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、処理装置に関する。本態様に係る処理装置は、第１の態様に係る物体情報生成装置と、前記物体情報生成装置により生成された前記情報を用いて所定の処理を実行する処理部と、を備える。
【０００９】
本態様に係る処理装置によれば、第１の態様と同様の効果が奏される。また、物体情報生成装置において使用者が設定した距離範囲に対応する情報が取得されるため、たとえば、所定の距離範囲にある物体を計数するなどの処理を実行することができる。
【００１０】
本態様に係る第３の態様は、データ処理システムに関する。本態様に係るデータ処理システムは、第２の態様に係る複数の処理装置と、前記複数の処理装置に対して通信可能に接続され、前記複数の処理装置の前記処理部で計数された前記物体の数を用いて所定の処理を実行するデータ処理装置と、を備える。
【００１１】
本態様に係るデータ処理システムによれば、第１および第２の態様と同様の効果が奏される。また、たとえば、複数の距離範囲における物体の通過数を用いて所定のデータ処理を実行できる。これにより、物体が車両である場合、データ処理装置において交通量を集約できるため、集約された交通量に基づいて道路情報等を生成できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のとおり、本発明によれば、低負荷で迅速に物体の有無に関する情報の生成処理を行うことが可能な物体情報生成装置、処理装置およびデータ処理システムを提供することができる。
【００１３】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る、物体情報生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態に係る、撮像素子の受光面を模式的に示す図である。図２（ｂ）は、実施形態に係る、撮像素子の受光面に投影された像を模式的に示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る、物体情報生成装置の光源の発光制御および撮像素子の露光制御を説明するタイミングチャートである。
【図４】図４（ａ）は、実施形態に係る、検出可能範囲に設定された３つの距離範囲を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、実施形態に係る、距離範囲に対応する画像データを模式的に示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る、処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、実施例１に係る、距離範囲を通る車両が処理装置によって撮像されることを模式的に示す図である。
【図７】図７（ａ）は、実施例１に係る、処理部による車両の計数処理を説明する図である。図７（ｂ）は、実施例１の変更例に係る、画像データの解析によって距離範囲に含まれる２つの車線ごとに車両の通過数を計数することを説明する図である。
【図８】図８は、実施例２に係る、データ処理システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施例２に係る、複数の道路、各道路に設置された処理装置、および各処理装置によって撮像される距離範囲を模式的に示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例２に係る、データ処理部に送信された情報を所定の時間幅で集計したグラフを模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、実施例２に係る、データ処理部によって生成される交通情報を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施例３に係る、処理装置が道路の混雑状況を判定し、他の道路へと人を導くための指示情報を生成することを説明する模式図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、実施例４に係る、距離範囲に人が侵入したことが検知されることを模式的に示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、実施例５に係る、人の移動に伴って距離範囲が変化することを模式的に示す上面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例６に係る、距離範囲から侵入禁止エリアへと人が移動し始めていることを模式的に示す図である。図１４（ｂ）、（ｃ）は、実施例６に係る、画像データの解析により人が侵入禁止エリアへと移動し始めていると判定されることを示す模式図である。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例７に係る、処理装置に３つの距離範囲が設定されている状態を模式的に示す図である。図１５（ｂ）は、実施例７に係る、最も近い位置にある距離範囲に対応する画像データを模式的に示す図である。図１５（ｃ）、（ｄ）は、実施例７に係る、最も近い位置にある距離範囲以外の距離範囲に対応する画像データを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る物体情報生成装置１の構成を示すブロック図である。
【００１７】
物体情報生成装置１は、光源１１と、投射光学系１２と、受光光学系２１と、撮像素子２２と、受付部３１と、制御部３２と、駆動部３３、３４と、信号処理部３５と、を備える。
【００１８】
光源１１は、投射光を出射する。光源１１は、半導体レーザ光源であり、投射光の波長は、たとえば赤外光の波長である。物体情報生成装置１が市街地等で使用される場合、光源１１から出射される投射光の強度は、あらかじめ定められた安全基準を満たすように設定される。なお、光源１１は、ＬＥＤ光源やハロゲンランプ等、他の光源でもよい。投射光の波長は、赤外光の波長以外でもよく、複数の波長帯域の光が混ざることにより投射光が生成されてもよい。
【００１９】
投射光学系１２は、光源１１から出射された投射光を所望の強度、所望の投射角度に変換し目標領域に投射する。投射光学系１２は、１つのレンズにより構成される。なお、投射光学系１２は、複数のレンズを含んでもよく、凹面ミラー等を含んでもよい。
【００２０】
投射光が、目標領域に存在する物体に投射されると、投射光は物体によって反射され、反射された投射光は反射光として再び物体情報生成装置１に戻る。受光光学系２１は、撮像素子２２の受光面２２ａに反射光を集光させる。受光光学系２１は、１つのレンズにより構成される。なお、受光光学系２１は、複数のレンズを含んでもよく、凹面ミラー等を含んでもよい。
【００２１】
なお、受光光学系２１と撮像素子２２との間に、投射光の波長帯域を透過させ、その他の波長帯域の光を遮断するフィルタが配置されてもよい。これにより、反射光以外の不要光が撮像素子２２の受光面２２ａに入射することを抑制できる。
【００２２】
撮像素子２２は、受光面２２ａに配置された複数の画素２２ｂ（図２（ａ）、（ｂ）参照）により反射光を受光して、受光に応じた信号を出力する。各画素２２ｂには、アバランシェフォトダイオードが配置されている。各画素２２ｂに他の光検出素子が配置されてもよい。各画素２２ｂは、反射光を受光する露光状態と、反射光を受光しない非露光状態とを切り替え可能に構成されている。撮像素子２２は、露光状態において各画素２２ｂで受光した反射光に基づく検出信号を出力する。
【００２３】
受付部３１は、物体検出の対象とされる距離範囲の設定を受け付ける。受付部３１は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力部、およびディスプレイ等に表示された入力画面等である。使用者は、受付部３１を操作することにより、投射光の投射方向に広がる目標領域内の任意の距離範囲を、物体検出の対象範囲に設定できる。
【００２４】
受付部３１が受け付ける距離範囲の設定は、たとえば、物体情報生成装置１から距離範囲の前端までの距離、物体情報生成装置１から距離範囲の後端までの距離、および距離範囲の前端から後端までの距離などである。また、受付部３１は、複数の距離範囲を受け付けることも可能である。なお、距離範囲は、物体情報生成装置１とは別の装置において入力されてもよい。この場合、受付部３１は、入力された距離範囲に関する情報を別の装置から受信するための通信インタフェースにより構成される。
【００２５】
制御部３２は、演算処理回路とメモリを備え、たとえばＦＰＧＡやＭＰＵにより構成される。制御部３２は、受付部３１が受け付けた距離範囲の設定を記憶する。制御部３２は、距離範囲の設定に基づいて、駆動部３３を駆動して光源１１を制御し、駆動部３４を駆動して撮像素子２２を制御する。駆動部３３は、制御部３２からの指示に応じて光源１１を駆動し、光源１１から所定のパルス幅で投射光を出射させる。駆動部３４は、制御部３２からの指示に応じて撮像素子２２の各画素２２ｂの露光状態を切り替えて、撮像素子２２から検出信号を出力させる。
【００２６】
ここで、制御部３２は、光源１１に投射光を投射させた後、受付部３１を介して設定された距離範囲に対応するタイミングおよび時間幅において、撮像素子２２上の各画素２２ｂ（図２（ａ）、（ｂ）参照）を露光状態に設定する。これにより、受付部３１を介して設定された距離範囲に物体が存在する場合に、物体からの反射光に基づく検出信号が、撮像素子２２から出力される。
【００２７】
信号処理部３５は、撮像素子２２の各画素２２ｂ（図２（ａ）、（ｂ）参照）から出力される検出信号を処理する。たとえば、信号処理部３５は、各画素２２ｂから出力された検出信号を各画素２２ｂの位置に対応付けた画像データを生成する。信号処理部３５で生成された画像データは、物体情報生成装置１内の通信インタフェースを介して外部装置へと送信される。
【００２８】
なお、物体情報生成装置１は、設定された距離範囲に対する物体検出を行って、物体の有無に基づく情報を報知する処理を行ってもよい。たとえば、物体情報生成装置１が表示部を備える場合、物体情報生成装置１は、物体の有無を検出し、その検出結果を表示部に表示させてもよい。
【００２９】
図２（ａ）は、撮像素子２２の受光面２２ａを模式的に示す図である。図２（ｂ）は、撮像素子２２の受光面２２ａに投影された像を模式的に示す図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、撮像素子２２の受光面２２ａには、マトリクス状に画素２２ｂが並んでいる。各画素２２ｂは、それぞれ、物体からの反射光を検出するための検出領域を構成する。受光面２２ａには、たとえば、図２（ｂ）に示すような像が、受光光学系２１により投影される。ここでは、対向車の像Ｃ１と、歩行者の像Ｍ１が受光面２２ａに投影されている。この場合、像Ｃ１、Ｍ１の領域に重なる画素２２ｂに反射光が入射する。
【００３１】
図１に示した信号処理部３５は、各画素２２ｂに対する反射光の入射状態に基づいて、画素２２ｂごとに物体有無に関する情報を生成する。たとえば、信号処理部３５は、各画素２２ｂから出力される検出信号を各画素２２ｂの位置にマッピングした一画面分の画像データを生成する。図２（ｂ）の例では、歩行者の像Ｍ１および対向車の像Ｍ１が重なる画素２２ｂの位置に反射光の受光に応じたハイレベルの検出信号が割り当てられ、その他の画素２２ｂの位置にはローレベル（たとえばゼロレベル）の検出信号が割り当てられた画像データが生成される。なお、信号処理部３５は、各画素２２ｂから出力される検出信号の有無を各画素２２ｂの位置にマッピングした一画面分の画像データを生成してもよい。
【００３２】
図３は、物体情報生成装置１の光源１１の発光制御および撮像素子２２の露光制御を説明するタイミングチャートである。
【００３３】
図３には、受付部３１が３つの距離範囲の設定を受け付けた場合が示されている。また、各距離範囲に対応する画像データを時系列に沿って取得するために、連続する複数のフレームが時間軸上に設定される。各フレームの時間幅は同一である。また、１つのフレームには、受付部３１により設定された距離範囲の数に応じた区間が設定されている。図３に示す例では、各フレームに３つの区間が設定されている。各区間の時間幅は同一である。
【００３４】
図３の上段は、制御部３２からの指示に応じて駆動部３３から光源１１に入力される駆動信号を示している。駆動信号がハイレベルのときに、光源１１が駆動され、光源１１から投射光が出射される。駆動信号がローレベルにあるとき、光源１１が停止され、光源１１から投射光は出射されない。
【００３５】
制御部３２は、各区間の開始から一定時間が経過した投射タイミングＴ０で、駆動信号を発光期間Ｐの時間幅ΔＴだけハイレベルに立ち上げる。発光期間Ｐは、上記のように各区間の開始から一定時間のタイミングに設定される。したがって、発光期間Ｐの周期は、区間の周期と同一となる。
【００３６】
対象となる距離範囲に物体が存在する場合、物体からの反射光が撮像素子２２の受光面２２ａに集光される。ここで、物体の像が投影される撮像素子２２の画素２２ｂには、物体までの距離に応じた遅延時間で反射光が入射する。すなわち、反射光は、発光期間Ｐから、物体までの距離に応じた時間だけずれた受光タイミングにおいて受光される。制御部３２は、対象となる距離範囲からの反射光のみが各画素２２ｂにおいて受光されるよう、全画素２２ｂの露光状態を以下のように制御する。
【００３７】
図３の下段は、制御部３２からの指示に応じて駆動部３４が制御する画素２２ｂの露光タイミングを示している。この波形がハイレベルに立ち上がった期間（露光期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）において、撮像素子２２の各画素２２ｂが露光状態となる。露光期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、受付部３１が受け付けた距離範囲の設定に基づいて設定される。
【００３８】
図３の場合、区間１における投射タイミングＴ０から露光期間Ｐ１の露光開始タイミングＴ１１までの露光開始時間幅ΔＴｄ１と、区間２における投射タイミングＴ０から露光期間Ｐ２の露光開始タイミングＴ２１までの露光開始時間幅ΔＴｄ２と、区間３における投射タイミングＴ０から露光期間Ｐ３の露光開始タイミングＴ３１までの露光開始時間幅ΔＴｄ３とは、互いに相違している。また、露光期間Ｐ１の時間幅ΔＴｅ１（露光開始タイミングＴ１１から露光終了タイミングＴ１２までの時間幅）と、露光期間Ｐ２の時間幅ΔＴｅ２（露光開始タイミングＴ２１から露光終了タイミングＴ２２までの時間幅）と、露光期間Ｐ３の時間幅ΔＴｅ３（露光開始タイミングＴ３１から露光終了タイミングＴ３２までの時間幅）とは、互いに相違している。なお、時間幅ΔＴｅ１、ΔＴｅ２、ΔＴｅ３は、必ずしも互いに相違している必要はなく、同一の時間幅でもよい。
【００３９】
ここで、露光期間の露光開始タイミングは、対象となる距離範囲の下限（最も物体情報生成装置１に近い距離）に基づいて設定される。露光期間の露光終了タイミングは、対象となる距離範囲の上限（最も物体情報生成装置１から遠い距離）に基づいて設定される。露光期間の時間幅は、対象となる距離範囲の距離幅（投射光の投射方向における距離の長さ）に基づいて設定される。
【００４０】
上記のように区間１〜３において発光期間および露光期間が設定されると、各露光期間において、受付部３１が受け付けた距離範囲からの反射光のみが撮像素子２２の各画素２２ｂによって受光される。そして、信号処理部３５は、各画素２２ｂから出力された検出信号に基づいて、各区間において画像データを生成する。
【００４１】
次に、信号処理部３５が生成する物体検出画像について説明する。
【００４２】
図４（ａ）は、検出可能範囲に設定された３つの距離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３を模式的に示す斜視図である。
【００４３】
物体情報生成装置１は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。検出可能範囲は、物体情報生成装置１のＸ軸負側においてＸ軸方向に延びている。検出可能範囲とは、物体情報生成装置１によって物体の有無に関する情報を生成可能な範囲のことである。検出可能範囲は、反射光の減衰に基づき撮像素子２２が検出信号を出力可能な上限距離等に応じて規定される。距離範囲は、この検出可能範囲内において任意に設定可能である。
【００４４】
距離範囲Ａ１〜Ａ３は、検出可能範囲において、物体情報生成装置１から遠ざかる方向に（Ｘ軸負方向に）この順で並んでいる。距離範囲Ａ１、Ａ２には、人が含まれており、距離範囲Ａ３の後方（Ｘ軸負側）には、木や電柱が存在している。距離範囲Ａ１〜Ａ３は、それぞれ、図３に示した区間１の露光期間Ｐ１と、区間２の露光期間Ｐ２と、区間３の露光期間Ｐ３とに対応する。
【００４５】
図４（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、距離範囲Ａ１、Ａ２に対応する画像データを模式的に示す図である。図４（ｂ）、（ｃ）において、白い部分は距離範囲に存在する物体に対応し、ハッチングが施された部分は物体からの反射光がなかった領域に対応する。
【００４６】
図４（ｂ）の画像データには、距離範囲Ａ１に存在する人の領域が含まれているが、距離範囲Ａ２に存在する人や、距離範囲Ａ３の後方に位置する木や電柱などの領域は含まれていない。同様に、図４（ｃ）の画像データには、距離範囲Ａ２に存在する人の領域が含まれているが、距離範囲Ａ１に存在する人や、距離範囲Ａ３の後方に位置する木や電柱などの領域は含まれていない。距離範囲Ａ３の画像データには、物体に関する領域が全く含まれていない。このように、距離範囲に対応する露光期間が設定されることにより、対象とする距離範囲のみに基づく画像データを生成することができる。
【００４７】
＜実施形態の効果＞
実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。
【００４８】
受付部３１は、物体検出の対象とされる距離範囲の設定を受け付ける。制御部３２は、投射タイミングＴ０において光源１１に投射光を投射させた後、受付部３１を介して設定された距離範囲に対応する露光開始タイミングおよび露光期間の時間幅において、撮像素子２２上の各画素２２ｂを露光状態に設定する。
【００４９】
これにより、使用者は、検出可能範囲内の任意の距離範囲を、物体検出の対象範囲に設定できる。このとき、制御部３２は、使用者により設定された距離範囲に対応する露光開始タイミングおよび露光期間の時間幅において、撮像素子２２の各画素２２ｂを露光状態に設定するため、信号処理部３５が処理する信号は、当該距離範囲において検出される信号に制限される。したがって、信号処理部３５は、検出可能範囲の全範囲において取得される膨大な信号を処理する必要がなく、低負荷で迅速に物体の有無に関する情報の生成処理（たとえば撮像処理）を行うことができる。よって、処理のフレームレートを顕著に高めることができ、使用者により設定された距離範囲における物体情報生成処理を、途切れなく連続的に行うことができる。
【００５０】
受付部３１が複数の距離範囲の設定を受け付けた場合、制御部３２は、各距離範囲に対応する露光開始タイミングおよび露光期間の時間幅において、撮像素子２２上の各画素２２ｂを露光状態に設定する。たとえば、３つの距離範囲の設定を受け付けた場合、制御部３２は、図３に示すように、区間１〜３を設定する。そして、制御部３２は、区間１において露光開始タイミングＴ１１と時間幅ΔＴｅ１を設定して露光期間Ｐ１を設定し、区間２において露光開始タイミングＴ２１と時間幅ΔＴｅ２を設定して露光期間Ｐ２を設定し、区間３において露光開始タイミングＴ３１と時間幅ΔＴｅ３を設定して露光期間Ｐ３を設定する。
【００５１】
これにより、使用者は、検出可能範囲内に複数の距離範囲を、物体検出の対象範囲として設定できる。この場合も、信号処理部３５が処理する信号は、それぞれの距離範囲において検出される信号に制限される。したがって、信号処理部３５による処理負荷を顕著に低減させることができ、迅速に物体の有無に関する情報の生成処理を行うことができる。よって、使用者により設定された距離範囲における物体情報生成処理を、途切れなく連続的に行うことができる。
【００５２】
信号処理部３５は、各画素２２ｂから出力された検出信号を各画素２２ｂの位置に対応付けた画像データを生成する。このように画像データが生成されると、使用者が設定した距離範囲に物体が存在するか否かの他、当該距離範囲に対する物体の侵入および退出や、当該距離範囲に含まれる物体の数等を取得できる。
【００５３】
また、使用者が設定した距離範囲に対応する画像データが取得されると、検出可能範囲内の設定距離範囲以外の領域に不要な物体が存在する場合でも、この物体が画像データに写り込むことを防ぐことができる。よって、設定距離範囲に対応する画像データを用いることにより、物体の侵入および退出や、物体の数等を精度よく取得できる。
【００５４】
次に、実施例１〜７において、上記物体情報生成装置１の機能を組み込んだ各種の処理装置２について説明する。以下の処理装置２は、いずれも物体情報生成装置１により生成された物体の有無に関する情報を用いて所定の処理を実行する処理部４１を備える。
【００５５】
＜実施例１＞
図５は、実施例１の処理装置２の構成を示すブロック図である。
【００５６】
実施例１の処理装置２は、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。
【００５７】
物体情報生成装置１は、図１に示した構成と同様に、目標領域に投射光を投射し、物体によって投射光が反射された反射光を受光することにより、所定の距離範囲に応じた画像データを生成する。
【００５８】
処理部４１は、演算処理回路とメモリを備え、たとえばＦＰＧＡやＭＰＵにより構成される。処理部４１は、メモリに記憶された所定のプログラムに従って、信号処理部３５で生成された画像データに基づいて、検出可能範囲内の距離範囲Ａ１を通過した車両の数を計数する。そして、処理部４１は、距離範囲Ａ１において計数した車両の数を、処理装置２内の通信インタフェースを介して外部装置に送信する。
【００５９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、距離範囲Ａ１を通る車両が処理装置２によって撮像されることを模式的に示す図である。
【００６０】
処理装置２は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。処理装置２（物体情報生成装置１）の検出可能範囲は、処理装置２のＸ軸負側において、Ｘ軸方向に延びた道路Ｒ１に沿って設定されている。距離範囲Ａ１は、検出可能範囲の中間付近に設けられている。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、時刻Ｔ１において、車両は距離範囲Ａ１のＸ軸負側に位置付けられており、距離範囲Ａ１には車両は位置付けられていない。図６（ｂ）に示すように、時刻Ｔ２において、車両は距離範囲Ａ１に位置付けられている。図６（ｃ）に示すように、時刻Ｔ３において、車両は距離範囲Ａ１のＸ軸正側に位置付けられており、距離範囲Ａ１には車両は位置付けられていない。物体情報生成装置１の信号処理部３５は、各時刻において距離範囲Ａ１に対応した画像データを生成し、処理部４１に出力する。そして、処理部４１は、信号処理部３５で生成された画像データに基づいて、距離範囲Ａ１を通過した車両の数を計数する。
【００６２】
図７（ａ）は、処理部４１による車両の計数処理を説明する図である。
【００６３】
処理部４１は、時間の経過に応じて信号処理部３５から送信される画像データに基づいて、画像データの画素値の合計を算出する。これにより、たとえば、図７（ａ）に示すように、時刻Ｔ１〜Ｔ３において画素値の合計がそれぞれ取得される。
【００６４】
ここで、処理部４１は、画素値の合計に関する所定の閾値Ｓｔｈをあらかじめ保持している。図７（ａ）では、時刻Ｔ２の画素値の合計が閾値Ｓｔｈ以上であり、時刻Ｔ１、Ｔ３の画素値の合計は閾値Ｓｔｈ未満である。このように、ある時刻において画素値の合計が閾値Ｓｔｈ未満（出力値がロー）であり、その後の時刻において画素値の合計が閾値Ｓｔｈ以上（出力値がハイ）であり、さらにその後の時刻において画素値の合計が閾値Ｓｔｈ未満（出力値がロー）となると、処理部４１は、距離範囲Ａ１を車両が通過したとみなして、車両の計数値に１を加算する。処理部４１は、車両の計数値の加算を繰り返し行って、所定の時間幅における車両の計数値を出力する。
【００６５】
外部装置は、車両の計数値を受信すると、外部装置に設けられたディスプレイ等の表示部に表示させる。
【００６６】
以上、実施例１によれば、処理部４１は、物体の有無に関する情報（画像データ）に基づいて、所定の距離範囲を通過した車両の数を計数できる。また、距離範囲は、使用者が受付部３１を介して設定することができる。これにより、使用者は、外部装置の表示部等を介して、設定された距離範囲における車両の通行量を把握することができる。
【００６７】
なお、実施例１では、処理部４１は、距離範囲Ａ１を通過した車両の数を計数したが、計数対象とする物体は車両に限らない。たとえば、処理部４１は、距離範囲Ａ１を通過した人や他の物体の数を計数してもよい。人の数が計数される場合、処理装置２は、人が通過する道路Ｒ１の近傍に設置される。そして、図７（ａ）を参照して示したように、画素値の合計が閾値Ｓｔｈと比較され、人の数が計数される。
【００６８】
また、処理装置２は、処理部４１により計数された車両の数を表示するためのディスプレイ等の表示部を備えてもよい。この場合、使用者は、処理装置２の表示部を参照して、車両の通行量を把握することができる。
【００６９】
また、距離範囲Ａ１における車両の通過を判断するために、処理部４１は、画像データに対して画像解析を行ってもよい。この場合、処理部４１は、画像データを解析して、車両の有無の状態が、存在しない状態から、存在する状態になり、存在しない状態に変化した場合に、距離範囲Ａ１を車両が通過したとみなして、車両の計数値に１を加算する。
【００７０】
また、このように、車両の有無が画像データの解析によって判定される場合、たとえば、図７（ｂ）に示すように、距離範囲Ａ１に２つの車線が含まれるような場合でも、画像解析によって車線ごとに車両の通過数を計数することができる。
【００７１】
さらに、処理部４１は、画像データを解析する場合、距離範囲Ａ１を通過する物体の種類を判別してもよい。この場合、物体（車両や人）の種類ごとに通過数を計数することができる。
【００７２】
＜実施例２＞
上記実施例１では、１つの処理装置２によって、１つの道路における車両の移動が検出されたが、実施例２では、複数の処理装置２によって、複数の道路における車両の移動が検出され、検出結果に基づいて交通情報が生成される。
【００７３】
図８は、実施例２のデータ処理システム３の構成を示すブロック図である。
【００７４】
データ処理システム３は、複数の処理装置２と、複数の処理装置２に対してネットワーク網を介して通信可能に接続された１つのデータ処理装置４２と、を備える。
【００７５】
処理装置２は、上記実施例１と同様に、対象となる距離範囲に対して投射光を投射して画像データを取得し、画像データに基づいて車両を計数する。処理装置２は、取得した車両の計数結果と、計数を行った距離範囲の位置情報とを、ネットワーク網を介してデータ処理装置４２に送信する。ネットワーク網は、たとえばインターネットである。
【００７６】
距離範囲の位置情報は、たとえば、物体情報生成装置１または処理装置２に入力されてもよい。あるいは、物体情報生成装置１がＧＰＳと方位センサを備える場合、ＧＰＳで検出された位置と、方位センサで検出された投射光の投射方向および受付部３１を介して入力された距離範囲とに基づいて、制御部３２が距離範囲の位置を算出し、算出結果を処理装置２の処理部４１に送信してもよい。
【００７７】
データ処理装置４２は、制御部、メモリ、表示部、および入力部などを備えたサーバである。データ処理装置４２は、メモリに記憶された所定のプログラムに従って、処理装置２から送信された車両の計数結果と距離範囲の位置情報とを受信し、渋滞情報などの交通情報を生成する。そして、データ処理装置４２は、外部装置に交通情報を送信する。
【００７８】
図９は、道路Ｒ１〜Ｒ５と、各道路に設置された番号１〜５の処理装置２と、各処理装置２によって撮像される距離範囲と、を模式的に示す図である。
【００７９】
道路Ｒ１〜Ｒ３はＹ軸方向に延び、道路Ｒ４、Ｒ５は、Ｘ軸方向に延びている。番号１〜５の処理装置２に搭載されている物体情報生成装置１の検出可能範囲は、それぞれ、道路Ｒ１〜Ｒ５に沿って設定されている。番号１の処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して、道路Ｒ１上の異なる距離範囲Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３が設定されている。番号２の処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して、道路Ｒ２上の異なる距離範囲Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３が設定されている。番号３の処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して道路Ｒ３上の異なる距離範囲Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３が設定されている。番号４の処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して道路Ｒ４上の異なる距離範囲Ａ４１、Ａ４２、Ａ４３が設定されている。番号５の処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して道路Ｒ５上の異なる距離範囲Ａ５１、Ａ５２、Ａ５３が設定されている。
【００８０】
各処理装置２は、前方に設定された３つの距離範囲に対応する画像データを生成し、上記実施例１において説明した手順と同様にして、３つの距離範囲を通過した車両の数をそれぞれ計数する。そして、各処理装置２は、前方に設定された３つの距離範囲の位置情報と、これら３つの距離範囲を通過した車両の数とをデータ処理装置４２に送信する。
【００８１】
図１０（ａ）は、データ処理装置４２に送信された情報を、所定の時間幅（単位時間）で集計したグラフを模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、データ処理装置４２によって生成される交通情報を示す模式図である。
【００８２】
図１０（ａ）に示すように、データ処理装置４２は、複数の処理装置２から受信した情報に基づいて、所定の時間幅における車両の通過数を、複数の距離範囲（地点）ごとに集計する。そして、データ処理装置４２は、集計した各地点の車両数に基づいて、どの道路において渋滞が生じているか、渋滞が生じている道路からどの道路に車両を導くべきか等を判定し、図１０（ｂ）に示すような交通情報を生成する。交通情報は、たとえば、地図情報に重ねられる数値情報や、図１０（ｂ）に示すような画像データなどである。そして、データ処理装置４２は、生成した交通情報を、カーナビゲーションシステムなどの外部装置に送信する。
【００８３】
以上、実施例２によれば、データ処理装置４２は、複数の処理装置２と通信可能に接続され、複数の処理装置２で計数された物体（車両）の数を用いて所定の処理（道路情報の生成）を実行する。これにより、上記のように車両が計数される場合、データ処理装置４２において交通量を集約できるため、集約された交通量に基づいて交通情報等を生成できる。また、画像データではなく計数結果がデータ処理装置４２に集約されるため、通信量を少なく抑えることができ、通信システムにかかるコストを低く抑えることができる。
【００８４】
なお、道路が渋滞している場合に、渋滞の原因（事故など）の究明が必要となる場合は、車両数が多い距離範囲に基づく画像データが、データ処理装置４２に送信されてもよい。
【００８５】
＜実施例３＞
上記実施例１、２では、処理装置２によって、車両などの物体の移動が検出されたが、実施例３では、人などの物体の移動が検出され、検出結果に基づいて人を別の道路へと導くための情報が生成される。たとえば、イベント会場へと続く道路に処理装置２が設置され、道路の分岐位置に案内灯等の誘導手段が搭載された外部装置が設置されている。実施例３の処理装置２は、図５と同様、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。
【００８６】
図１１は、処理装置２が、道路Ｒ１の混雑状況を判定し、他の道路Ｒ２へと人を導くための指示情報を生成することを説明する模式図である。
【００８７】
道路Ｒ１、Ｒ２は、人が通るための歩道である。道路Ｒ１は、Ｘ軸方向に延び、道路Ｒ２は、道路Ｒ１の途中からＹ軸負方向に延びている。処理装置２に搭載されている物体情報生成装置１の検出可能範囲は、道路Ｒ１に沿って設定されている。処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して道路Ｒ１上の異なる距離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３が設定されている。処理装置２の処理部４１は、３つの距離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応する画像データを生成し、上記実施例１において説明した手順と同様にして、３つの距離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３を通過した人の数をそれぞれ計数する。
【００８８】
そして、処理部４１は、距離範囲Ａ１を通過した人の数が所定の閾値よりも多い場合、距離範囲Ａ１のＸ軸正側において混雑していると判定して、道路Ｒ１から道路Ｒ２へと人を誘導するための指示情報を生成する。指示情報は、たとえば「道路Ｒ１から道路Ｒ２へと迂回してください」といったメッセージや、外部装置に対して迂回が必要であることを伝達するためのコード情報などである。
【００８９】
外部装置は、指示情報を受信すると、たとえば、道路Ｒ１から道路Ｒ２へと人を誘導するための案内灯を点灯させる。あるいは、外部装置は、指示情報を受信すると、人を誘導するための音声をスピーカーから出力させてもよく、受信した指示情報のメッセージを、外部装置に設けられた表示部に表示させてもよい。
【００９０】
なお、道路Ｒ２を監視対象とする他の処理装置２が設置されてもよい。この場合、これら２つの処理装置２の検出結果に基づいて、より空いている道路に人を誘導するよう案内灯等を制御する処理装置が設けられてもよい。
【００９１】
以上、実施例３によれば、処理部４１は、計数した物体（人）の数に基づいて、物体（人）を誘導するための指示情報を生成する。これにより、たとえば、検出可能範囲内で人が混み合っている場合に、指示情報により人の群れを迅速に誘導することができる。
【００９２】
＜実施例４＞
上記実施例１〜３では、処理装置２によって、車両や人などの物体の移動が検出されたが、実施例４では、侵入が好ましくないエリアに物体が近づいていることが検出される。実施例４の処理装置２は、図５と同様、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。
【００９３】
実施例４の処理部４１は、メモリに記憶された所定のプログラムに従って、信号処理部３５で生成された画像データに基づいて、検出可能範囲内の距離範囲Ａ１に物体が侵入したか否かを判定する。そして、処理部４１は、距離範囲Ａ１に物体が侵入したことを検知した場合、物体が侵入したことを報知するための警報情報を、処理装置２内の通信インタフェースを介して外部装置に送信する。
【００９４】
図１２（ａ）、（ｂ）は、距離範囲Ａ１に人が侵入したことが検知されることを模式的に示す図である。
【００９５】
処理装置２は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。処理装置２に搭載された物体情報生成装置１の検出可能範囲は、処理装置２のＸ軸負側において、Ｘ軸方向に延びた道路Ｒ１に沿って設定されている。処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して、道路Ｒ１の侵入禁止エリアＲＰのＸ軸負側に距離範囲Ａ１が設定されている。すなわち、距離範囲Ａ１のＸ軸正側に位置する道路Ｒ１の領域には、侵入禁止エリアＲＰが設定されている。侵入禁止エリアＲＰは、人に侵入して欲しくないと使用者が考える領域である。
【００９６】
物体情報生成装置１は、一定の間隔で距離範囲Ａ１に対応する画像データを生成し、処理部４１は、取得した画像データの画素値の合計が所定の閾値を超えている場合に、距離範囲Ａ１に物体が侵入したと判定する。たとえば、図１２（ａ）の場合、処理部４１は、距離範囲Ａ１に人がいないと判定する。一方、図１２（ｂ）の場合、処理部４１は、距離範囲Ａ１に人がいると判定する。このように距離範囲Ａ１に人がいると判定した場合、処理部４１は、人が侵入したことを報知するための警報情報を外部装置に送信する。警報情報は、たとえば、「侵入禁止エリアに人が近づいています」や「敷地内に人が侵入しています」などのメッセージや、外部装置に対して人が侵入したことを伝達するためのコード情報などである。外部装置は、たとえば、侵入禁止エリアＲＰの付近に設置される。
【００９７】
外部装置は、警報情報を受信すると、「侵入禁止エリアに人が近づいています」などのメッセージを、外部装置に設けられたディスプレイ等の表示部に表示させる。あるいは、外部装置は、警報情報を受信すると、非常灯を点灯させてもよく、侵入を報知するための音声やサイレンをスピーカーから出力させてもよい。また、外部装置は、受信した指示情報のメッセージを、外部装置に設けられた表示部に表示させてもよい。
【００９８】
以上のように、実施例４によれば、処理部４１は、距離範囲Ａ１に物体が侵入したか否かを判定する。これにより、使用者は、外部装置の表示部等を介して、所定の距離範囲に人や車などの物体が侵入したことを迅速に把握できる。また、処理部４１は、物体が侵入したと判定した場合、物体の侵入を報知するための警報情報を生成する。これにより、たとえば、侵入が好ましくない侵入禁止エリアＲＰに物体が侵入した場合に、使用者は、外部装置に出力された警報情報により、侵入を迅速に把握できる。よって、侵入させないための掲示物や三角コーンなどを配置する必要がなくなるため、監視対象領域における美観を維持することができる。
【００９９】
なお、距離範囲Ａ１に人がいると判定された後は、処理部４１は、取得した画像データを外部装置に送信してもよい。これにより、外部装置にて、侵入しようとする人を記録および解析できる。
【０１００】
また、処理装置２は、処理部４１の判定結果および処理部４１で生成された警報情報を表示するためのディスプレイ等の表示部を備えてもよい。この場合、使用者は、処理装置２の表示部を参照して、判定結果および警報情報を把握することができる。また、処理装置２は、警報情報を受信すると、処理装置２に設けられた非常灯を点灯させてもよく、処理装置２に設けられたスピーカーから音声やサイレンを出力させてもよい。
【０１０１】
＜実施例５＞
上記実施例４では、侵入禁止エリアＲＰに隣接するように距離範囲が設定されたが、これに限らず、侵入した人の動きをさらに詳細に確認できるよう、侵入禁止エリアに隣接して複数の距離範囲が設定されてもよく、人の侵入に応じて距離範囲が変化してもよい。
【０１０２】
実施例５の処理装置２は、図５と同様、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。実施例５では、処理部４１と制御部３２とが通信可能に接続される。実施例５の処理部４１は、距離範囲に物体が侵入したか否かを判定し、物体が侵入したと判定した場合、物体がどの距離範囲に侵入したかを示す情報を制御部３２に送信する。
【０１０３】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、人の移動に伴って距離範囲が変化することを模式的に示す上面図である。
【０１０４】
処理装置２は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。処理装置２に搭載された物体情報生成装置１の検出可能範囲は、処理装置２のＸ軸負側において、Ｘ軸方向に延びた敷地Ｓに沿って設定されている。敷地ＳのＸ軸正側の端部は、人の侵入が好ましくない住居エリアＳ１であり、住居エリアＳ１のＸ軸負側は、道路Ｒ１から住居エリアＳ１へと続く庭エリアＳ２である。
【０１０５】
また、実施例５では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、人の移動に応じて距離範囲が変更される。これらの距離範囲は、あらかじめ受付部３１を介して使用者により設定され、制御部３２内のメモリに記憶される。処理装置２は、人の移動に応じて図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように距離範囲を設定して、距離範囲に対応した画像データを生成する。処理部４１は、生成された画像データに基づいて、距離範囲内に人が存在するか否かを判定し、住居エリアＳ１に人が近づいたことを検知した場合、警報情報を生成して外部装置に送信する。
【０１０６】
図１３（ａ）に示すように、通常状態において、制御部３２は、住居エリアＳ１に隣接する庭エリアＳ２の一部に距離範囲Ａ１１を設定し、道路Ｒ１に距離範囲Ａ１２を設定する。そして、処理部４１は、一定間隔で生成される距離範囲Ａ１１、Ａ１２の画像データに基づいて、距離範囲Ａ１１、Ａ１２に人が存在するか否かを判定する。
【０１０７】
処理部４１が距離範囲Ａ１２に人が存在すると判定した場合、図１３（ｂ）に示すように、制御部３２は、庭エリアＳ２に距離範囲Ａ２１〜Ａ２４を設定し、道路Ｒ１に距離範囲Ａ２５〜Ａ２７を設定する。距離範囲Ａ２１、Ａ２２は、住居エリアＳ１に近い位置に設定され、距離範囲Ａ２３、Ａ２４は、道路Ｒ１に近い位置に設定される。距離範囲Ａ２１、Ａ２２のそれぞれのＸ軸方向の幅は、距離範囲Ａ２３、Ａ２４のそれぞれのＸ軸方向の幅よりも狭い。距離範囲Ａ２５〜Ａ２７のそれぞれのＸ軸方向の幅は、図１３（ａ）の距離範囲Ａ１２のＸ軸方向の幅よりも狭い。そして、処理部４１は、一定間隔で生成される距離範囲Ａ２１〜Ａ２７の画像データに基づいて、距離範囲Ａ２１〜Ａ２７に人が存在するか否かを判定する。
【０１０８】
処理部４１が距離範囲Ａ２３、Ａ２４に人が存在すると判定した場合、図１３（ｃ）に示すように、制御部３２は、庭エリアＳ２に距離範囲Ａ３１〜Ａ３５を設定し、道路Ｒ１に距離範囲Ａ３６を設定する。距離範囲Ａ３１、Ａ３２は、住居エリアＳ１に近い位置に設定され、距離範囲Ａ３３〜Ａ３５は、人が検出された位置の近傍に設定される。距離範囲Ａ３３〜Ａ３５のそれぞれのＸ軸方向の幅は、図１３（ｂ）の距離範囲Ａ２３、Ａ２４のそれぞれのＸ軸方向の幅よりも狭い。そして、処理部４１は、一定間隔で生成される距離範囲Ａ３１〜Ａ３６の画像データに基づいて、距離範囲Ａ３１〜Ａ３６に人が存在するか否かを判定する。
【０１０９】
処理部４１が何れの距離範囲にも人が存在しないと判定すると、制御部３２は、距離範囲の設定状態を、図１３（ａ）の通常状態に戻す。
【０１１０】
以上、実施例５によれば、制御部３２は、受付部３１を介して、図１３（ａ）〜（ｃ）に示したような、住居エリアＳ１から道路Ｒ１までの間の距離範囲の設定を受け付ける。そして、制御部３２は、処理部４１による人の侵入の判定に基づいて、距離範囲の設定を変更する。これにより、たとえば、図１３（ａ）に示したように、人が存在しない場合には、距離範囲の数を少なくすることで処理負荷を小さく抑え、図１３（ｂ）、（ｃ）に示したように、人が存在する場合には、距離範囲の幅を狭くし数を増やすことで詳細に人の動きを把握できる。
【０１１１】
また、道路Ｒ１上に人を検出した後、侵入が好ましくない住居エリアＳ１に隣接する庭エリアＳ２の部分には、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向の幅が狭い距離範囲Ａ２１、Ａ２２、Ａ３１、Ａ３２が設定される。これにより、庭エリアＳ２への人の侵入を詳細に把握できる。また、人が道路Ｒ１から庭エリアＳ２に移動した後も、図１３（ｃ）に示すように、道路Ｒ１上に距離範囲Ａ３６が設定される。これにより、先行して侵入しようとする人の後から、さらに仲間が侵入しようとすることをも検出することができる。
【０１１２】
なお、実施例５においても、道路Ｒ１上において人が検出された後は、処理部４１は、取得した画像データを外部装置に送信してもよい。これにより、外部装置にて、侵入しようとする人を記録および解析できる。
【０１１３】
また、実施例５においても、処理装置２は、判定結果および警報情報を表示するためのディスプレイ等の表示部を備えてもよく、人の侵入を報知するための非常灯やスピーカーを備えてもよい。また、処理装置２は、人が庭エリアＳ２に侵入した場合に人を庭エリアＳ２から退出させる手段（照明灯や警報ブザー等）を動作させる構成を備えていてもよい。
【０１１４】
また、実施例５では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す全ての距離範囲があらかじめ受付部３１を介して設定され、制御部３２は、処理部４１による侵入の検知に応じて適切な距離範囲を選択した。しかしながら、これに限らず、図１３（ａ）に示す距離範囲のみがあらかじめ受付部３１を介して設定され、制御部３２は、処理部４１による侵入の検知に応じて、図１３（ａ）の距離範囲Ａ１１、Ａ１２から、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すような複数の距離範囲を演算により算出し設定してもよい。
【０１１５】
＜実施例６＞
上記実施例４では、処理装置２によって、所定の距離範囲に物体が侵入したか否かが検出されたが、実施例６では、さらに投射方向（奥行き方向）に交わる方向に物体が移動したかが検出される。実施例６の処理装置２は、図５と同様、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。
【０１１６】
図１４（ａ）は、距離範囲Ａ１、Ａ２から侵入禁止エリアＲＰへと人が移動し始めていることを模式的に示す図である。
【０１１７】
処理装置２は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。処理装置２に搭載された物体情報生成装置１の検出可能範囲は、処理装置２のＸ軸負側において、Ｘ軸方向に延びた道路Ｒ１に沿って設定されている。処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して、道路Ｒ１に距離範囲Ａ１、Ａ２が設定されている。また、距離範囲Ａ１、Ａ２のＹ軸負側にはＹ軸方向に延びた道路Ｒ２が接続されており、道路Ｒ２には侵入禁止エリアＲＰが設定されている。
【０１１８】
物体情報生成装置１は、一定の間隔で距離範囲Ａ１、Ａ２に対応する画像データを生成し、処理部４１は、取得した画像データの画素値の合計が所定の閾値を超えている場合に、距離範囲Ａ１、Ａ２に人が存在すると判定する。そして、処理部４１は、距離範囲Ａ１、Ａ２に人が存在すると判定した場合に、その後の所定時間における当該距離範囲に対応する画像データを解析して、人がＹ軸負方向に位置する侵入禁止エリアＲＰへ移動し始めたか否かを判定する。
【０１１９】
たとえば、図１４（ａ）に示すように、距離範囲Ａ２に人が存在すると判定されると、処理部４１は、図１４（ｂ）、（ｃ）に示すような距離範囲Ａ２に対応する画像データを解析する。図１４（ｂ）は、距離範囲Ａ２に人が存在すると判定された後で取得された画像データであり、図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）のさらに後で取得された画像データである。図１４（ｂ）、（ｃ）に示す例の場合、処理部４１は、画像データの解析により、人がＹ軸負方向へと移動し始めていると判定し、実施例４と同様の警報情報を外部装置に送信する。そして、外部装置は、警報情報を受信すると、実施例４と同様に、表示、点灯、音声出力などを行う。
【０１２０】
以上、実施例６によれば、処理部４１は、画像データに基づいて、検出可能範囲内の距離範囲Ａ１、Ａ２に人が存在するか否かを判定する。そして、処理部４１は、人が存在すると判定した場合、当該判定を行った距離範囲に対応する画像データに基づいて、人が距離範囲の奥行き方向（Ｘ軸方向）に交わるＹ軸方向に移動したか否かを判定する。これにより、Ｘ軸方向に延びる道路Ｒ１から外れ、侵入禁止エリアＲＰに移動しようとする人を検出することができる。
【０１２１】
なお、実施例６においても、処理装置２は、判定結果および警報情報を表示するためのディスプレイ等の表示部を備えてもよく、侵入禁止エリアＲＰへの人の侵入を報知するための非常灯やスピーカーを備えてもよい。
【０１２２】
＜実施例７＞
１つの検出可能範囲に対して複数の距離範囲が設定される場合、一の距離範囲に存在する物体によって投射光が遮られることにより、奥側の他の距離範囲に存在する物体が他の距離範囲に対応する画像データに含まれていない場合が想定され得る。この場合、奥側の他の距離範囲に対応する画像データを用いて処理が行われると、誤った処理が行われてしまうといった事態が起こり得る。そこで、実施例７では、手前側の一の距離範囲に対応する画像データに物体が含まれている場合、奥側の他の距離範囲に対応する画像データを用いた処理が中止される。実施例７の処理装置２は、図５と同様、物体情報生成装置１と処理部４１を備える。
【０１２３】
図１５（ａ）は、処理装置２に３つの距離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３が設定されている状態を模式的に示す図である。
【０１２４】
処理装置２は、投射光の投射方向がＸ軸負方向となるよう設置されている。処理装置２に搭載された物体情報生成装置１の検出可能範囲は、処理装置２のＸ軸負側において、Ｘ軸方向に延びた道路Ｒ１に沿って設定されている。処理装置２には、あらかじめ受付部３１を介して、道路Ｒ１に３つの距離範囲Ａ１〜Ａ３が設定されている。
【０１２５】
通常、距離範囲Ａ１〜Ａ３のいずれか１つに物体が含まれる場合、当該距離範囲の画像データには当該距離範囲に存在する物体が含まれることになる。また、図１５（ａ）に示すように、あるタイミングにおいて、距離範囲Ａ１、Ａ２に人が存在し距離範囲Ａ３に車両が存在したとしても、最も手前側（Ｘ軸正側）に位置する距離範囲Ａ１の画像データには、図１５（ｂ）に示すように、距離範囲Ａ１に存在する人が含まれる。
【０１２６】
しかしながら、この場合、図１５（ｃ）に示すように、距離範囲Ａ１よりも奥側（Ｘ軸負側）に位置する距離範囲Ａ２に存在する人の一部が、破線で示す距離範囲Ａ１の人の領域に重なることにより、距離範囲Ａ２の画像データには、距離範囲Ａ２に存在する人の一部が含まれない場合がある。同様に、図１５（ｄ）に示すように、距離範囲Ａ３の画像データにも、距離範囲Ａ３に存在する車両の一部が含まれない場合がある。この理由は、撮像対象となる距離範囲よりも手前側に位置する距離範囲に物体が存在すると、この物体によって投射光が遮られてしまうためである。
【０１２７】
したがって、処理装置２の処理部４１は、図１５（ａ）のように、距離範囲Ａ２、Ａ３の手前側に位置する距離範囲Ａ１において物体が検出された場合、距離範囲Ａ２、Ａ３の画像データを用いた処理を中止する。具体的には、処理部４１は、距離範囲Ａ２、Ａ３の画像データを用いた物体の計数や物体の移動の検出といった処理を行わない。また、処理部４１は、距離範囲Ａ２、Ａ３の画像データを外部装置に送信しない。
【０１２８】
以上、実施例７によれば、検出可能範囲内の一の距離範囲に対応する画像データに基づいて、一の距離範囲に物体が存在すると判定した場合、検出可能範囲内の一の距離範囲よりも奥側に位置する他の距離範囲に対応する画像データを用いた処理が中止される。これにより、奥側の他の距離範囲に対応する画像データに基づいて、誤った処理が行われることを防止できる。
【０１２９】
＜変更例＞
図１〜図４（ｃ）を参照して説明した物体情報生成装置１では、受付部３１を介して設定された距離範囲に対して物体の有無に関する情報が生成されたが、本発明は、物体情報生成装置１が、さらに、検出可能範囲の全範囲（物体検出が可能な全範囲）において物体の有無に関する情報を連続的に生成する機能を備えることを排除するものではない。この場合、使用者は、自身が設定した距離範囲に対して物体の有無に関する情報を取得するモードと、検出可能範囲の全範囲において一連の情報を取得するモードとを、適宜、選択して設定できる。あるいは、両モードを交互に実行する設定が可能であってもよい。
【０１３０】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  物体情報生成装置
２  処理装置
３  データ処理システム
１１  光源
１２  投射光学系
２１  受光光学系
２２  撮像素子
２２ａ  受光面
２２ｂ  画素
３１  受付部
３２  制御部
３５  信号処理部
４１  処理部
４２  データ処理装置
Ａ１〜Ａ３、Ａ１１〜Ａ１３、Ａ２１〜Ａ２７、Ａ３１〜Ａ３６、Ａ４１〜Ａ４３、Ａ５１〜Ａ５３  距離範囲
【図１】
0006906166.tif 000002
【図２】
0006906166.tif 000003
【図３】
0006906166.tif 000004
【図４】
0006906166.tif 000005
【図５】
0006906166.tif 000006
【図６】
0006906166.tif 000007
【図７】
0006906166.tif 000008
【図８】
0006906166.tif 000009
【図９】
0006906166.tif 000010
【図１０】
0006906166.tif 000011
【図１１】
0006906166.tif 000012
【図１２】
0006906166.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0006906166.tif 000015
【図１５】
0006906166.tif 000016