專利名稱：監(jiān)視裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種利用可以在三維區(qū)域中檢測侵入物體的檢測裝置的監(jiān)視裝置，特別涉及在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中可以高自由度監(jiān)視侵入物體的位置和動向的監(jiān)視裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在工廠自動控制(FAFactory Automation)等領域，為了監(jiān)視人體進入到危險區(qū)域內(nèi)的情況，而采用光簾裝置或者激光掃描型傳感器等監(jiān)視裝置。
光簾裝置包括相隔適當距離直立的2根柱體(發(fā)光用柱體、受光用柱體)。在發(fā)光用柱體中沿其長度方向相隔適當間隔埋入多個發(fā)光器。同樣，在受光用柱體中，沿其長度方向相隔適當間隔埋入多個受光器。發(fā)光用柱體和受光用柱體之間由連接發(fā)受光器之間的多束光束形成靜態(tài)光膜體(光簾)。有物體遮擋該光膜體時，利用受光器的輸出可以檢測出侵入物體。
激光掃描型傳感器，是通過讓激光光源發(fā)射的激光光束在規(guī)定角度范圍內(nèi)反復直線掃描，形成扇形狀的動態(tài)光膜體。有物體遮擋該光膜體時，利用反射光的有無，可以檢測出侵入物體。
在上述光簾裝置或者激光掃描型傳感器等監(jiān)視裝置中，被指出存在以下問題。
(1)這些裝置，由于采用只是在二維區(qū)域(平面區(qū)域)中可以檢測侵入物體的檢測裝置，例如當進入危險物體的路徑有多條存在的狀況下，要監(jiān)視人體接近危險物體的情況時，需要分別在每個侵入路徑上設置監(jiān)視裝置，伴隨設置用構(gòu)造物的新的設置，監(jiān)視系統(tǒng)的構(gòu)筑費用增大。同樣的理由，如果要監(jiān)視侵入物體的接近程度而進行危險預告時，需要沿接近路徑多段設置監(jiān)視裝置，增大了監(jiān)視系統(tǒng)的構(gòu)筑費用。
(2)又，光簾通常是在處于直立狀態(tài)的2根柱體之間形成光膜體，這對于水平切入的侵入物體檢測是有效的，但對于沿光膜體垂直侵入的物體基本上不能檢測。此外，由于沿柱體發(fā)受光器的配置間隔是固定的，可檢測的侵入物體的最小尺寸是有限度的，而且設置后缺乏調(diào)整的自由度。
(3)激光掃描型傳感器，通常是在地面附近水平設置光膜體，即使可以檢測侵入者的腳，但不能檢測到手，對于作業(yè)安全的目的而言，起不到作用。此外，雖然有調(diào)整視野角的功能，但不能調(diào)整響應速度和分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是著眼于現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)視裝置中的上述問題點，其目的在于提供一種監(jiān)視裝置，例如在適用于人體進入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險物體的監(jiān)視時，無論進入路徑怎樣，都可以確實監(jiān)視其進入或者接近。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種監(jiān)視裝置，在上述那樣的適用于人體進入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險物體的監(jiān)視時，在實際進入或者接近之前，可以預測這種可能性并發(fā)出警告，而可以防止隨意停止裝置使得運行效率低下。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種監(jiān)視裝置，在上述那樣的適用于人體進入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險物體的監(jiān)視時，在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)可以任意設定多個危險區(qū)域或者危險物體，可以同時監(jiān)視進入或者接近每個危險區(qū)域或者危險物體并且同時進行進入或者接近的預測。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種監(jiān)視裝置，在上述那樣的適用于人體進入危險區(qū)域的監(jiān)視時，在圍繞危險區(qū)域的周圍區(qū)域中，可以任意將安全通路或者通常作業(yè)路徑等進入許可區(qū)域從監(jiān)視對象區(qū)域除去，從而提高監(jiān)視精度。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種監(jiān)視裝置，在上述那樣的適用于人體接近危險物體的監(jiān)視時，可以將任意的物體從危險物體中除外，提高監(jiān)視精度。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種監(jiān)視裝置，在上述那樣的適用于人體接近危險物體的監(jiān)視時，即使危險物體在移動中那樣的狀況下，可以確實地監(jiān)視人體接近該移動物體的情況。
本發(fā)明的其它目的和作用效果，通過參照以下的說明書，可以容易理解。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用可以檢測物體進入到三維區(qū)域內(nèi)(封閉空間)的情況的檢測裝置。
即，本發(fā)明的監(jiān)視裝置，包括在三維區(qū)域中檢測侵入物體輸出對應的檢測信息的檢測裝置；用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息的設定裝置；根據(jù)上述檢測裝置生成的檢測信息和上述設定裝置設定的設定信息、生成有關(guān)在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)上述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息的監(jiān)視信息生成裝置；向外部輸出與有關(guān)由上述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出的外部輸出裝置。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，依據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視裝置，例如適用于人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，不論侵入路徑如何，可以確實進行侵入或者接近的監(jiān)視。在此，作為“檢測裝置”，存在各種各樣適合的實施方案。
在第1實施方案中，上述檢測裝置包括采用1個攝像機或者攝像元件的光學系統(tǒng)；獲取上述光學系統(tǒng)在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象和存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的運算裝置，將上述運算裝置獲取的差分信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，由于光學系統(tǒng)采用1個攝像機或者攝像元件就足夠了，并且不需要掃描機構(gòu)等機械上的可動部件，可以低成本制作，具有長壽命。
在第2實施方案中，上述檢測裝置包括采用多個攝像機或者攝像元件的光學系統(tǒng)；獲取構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的各攝像機或者各攝像元件的每一個在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象和存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的運算裝置；根據(jù)由上述運算裝置針對各攝像機或者各攝像元件獲取的差分信息利用三角測量原理檢測到侵入物體的距離的測距裝置，由上述測距裝置檢測的到侵入物體的距離信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，和第1實施方案相比，光學系統(tǒng)的構(gòu)成多少要復雜一些，但由于不需要掃描機構(gòu)等機械上的可動部分，可以比較低的成本制造，此外，由于采用三角測量技術(shù)，其優(yōu)點是不僅在左右方向上可以監(jiān)視侵入物體的位置以及動向，而且在前后方向上也可以進行正確監(jiān)視。
在第3實施方案中，上述檢測裝置包括由成脈沖狀發(fā)射激光光束的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光光束由物體反射后返回來的反射光的受光裝置、可以讓所發(fā)射的激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成的同軸型光學系統(tǒng)；根據(jù)激光光束的發(fā)受光時間差采用光雷達法對每個單位掃描角度檢測到反射物的距離的測距裝置，由上述測距裝置檢測的各掃描角度的距離信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在讓發(fā)射的激光光束成面狀照射的情況下，由光雷達法針對每個單位掃描角度檢測到反射物體的距離，可以正確并且立體識別監(jiān)視對象區(qū)域內(nèi)的物體，根據(jù)這樣獲得的檢測信息，可以高精度實現(xiàn)各種各樣方式的侵入物體監(jiān)視。這時，如果讓激光光束成面狀照射進行掃描的掃描裝置包含半導體共振反射器，由于基本上不存在機械上的可動部，該檢測裝置可以達到長壽命化。
在第4實施方案中，上述檢測裝置包括由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成的光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度獲取構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象和存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的運算裝置，由上述運算裝置獲取的各掃描角度的上述投影線圖象的差分信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在讓激光狹縫光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形進行侵入物體的監(jiān)視，只使用攝像機或者攝像元件，使監(jiān)視對象物的特征在狹縫光投影線的變形中顯出，可以減輕圖象處理的負擔，實現(xiàn)高精度的侵入物體監(jiān)視。此外，掃描裝置的掃描軌跡采用單純的往返直線運動就足夠了，所以具有容易控制掃描機構(gòu)的優(yōu)點。
在第5實施方案中，上述檢測裝置包括由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成的光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度計算構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件獲取的激光狹縫光的投影線圖象中的最接近點的運算裝置，由上述運算裝置獲取的各掃描角度的最接近點信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，由于在讓所發(fā)射的狹縫狀激光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形計算出每個單位掃描角度的最接近點，在第4實施方案的效果的基礎上，通過只從檢測裝置抽出最接近點的信息，與進行圖象數(shù)據(jù)整體的處理相比，可以簡化后段的處理，提高響應速度。
在第5實施方案的變形例中，上述檢測裝置包括由成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光由物體反射后返回來的反射光的受光裝置、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成的同軸型光學系統(tǒng)；根據(jù)激光狹縫光的發(fā)受光時間差采用光雷達法對每個單位掃描角度檢測到激光狹縫光投影線的各點的距離中的最接近距離的測距裝置，由上述測距裝置針對各掃描角度獲取的最接近距離信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，由于在讓所發(fā)射的狹縫狀激光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形采用光雷達法獲取每個單位掃描角度的最接近點，在上述第5實施方案的效果的基礎上，具有可以改善最接近點信息的獲取速度以及精度，可以更高速響應的優(yōu)點。
在第6實施方案中，上述檢測裝置包括由成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光由物體反射后返回來的反射光的光電二極管陣列、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成的光學系統(tǒng)；對于構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的光電二極管陣列的各受光元件、根據(jù)激光狹縫光的發(fā)受光時間差采用光雷達法對每個單位掃描角度檢測到反射物體的距離的測距裝置，由上述測距裝置針對各掃描角度獲取的到投影線上的各點的距離信息作為上述檢測信息輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在讓所發(fā)射的脈沖狀激光狹縫光照射成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形，采用光雷達法獲取沿每個單位掃描角度的投影線到一系列各點的距離信息，立體識別監(jiān)視對象區(qū)域的狀況，根據(jù)這樣獲得的檢測信息可以高速響應并且高精度監(jiān)視。
此外，在以上個實施方案中，如果可以讓激光光束或者狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置包含半導體共振反射器，由于可以小型化并且機械上的可動部不存在，可以實現(xiàn)裝置整體的緊湊化以及長壽命化。又，如果可以讓激光光束或者狹縫光成面狀照射進行掃描的掃描裝置的掃描范圍可以變更，如后面所述，限定有關(guān)特定范圍的區(qū)域，在提高響應速度和分辨率上均有利。
在有關(guān)本發(fā)明監(jiān)視裝置的優(yōu)選實施方案中，上述設定裝置可以將在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)至少1個以上的位置或者區(qū)域作為特定監(jiān)視區(qū)域設定，上述監(jiān)視信息生成裝置生成上述侵入物體是否進入到上述特定監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的信息，并且上述外部輸出裝置向外部輸出與上述侵入物體進入特定監(jiān)視區(qū)域所對應的控制輸出或顯示輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如適用于人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視時，可以在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)任意設定多個危險區(qū)域，可以同時進行進入這些危險區(qū)域的監(jiān)視。
依據(jù)優(yōu)選的另一實施方案，上述設定裝置可以將監(jiān)視裝置自身的位置或者從上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)任意選定的位置作為特定位置設定，上述監(jiān)視信息生成裝置生成有關(guān)上述侵入物體的當前位置和上述特定位置之間的距離的信息，并且上述外部輸出裝置向外部輸出與上述侵入物體和上述特定位置之間的距離所對應的模擬控制輸出或模擬顯示輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如適用于人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，由于生成輸出與危險區(qū)域或者危險物體和侵入物體的人體等之間的距離相對應的信息，在實際侵入或者接近之前，可以預測其可能性，并發(fā)出警告等。
依據(jù)優(yōu)選的又一實施方案，上述設定裝置可以將監(jiān)視裝置自身的位置或者從上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)任意選定的位置作為特定位置設定，上述監(jiān)視信息生成裝置生成有關(guān)上述侵入物體和上述特定位置之間的相對移動方向的信息，并且上述外部輸出裝置根據(jù)對應于上述相對移動方向是接近的方向還是遠離的方向，向外部輸出相應的控制輸出或顯示輸出。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如適用于人體接近危險物體的監(jiān)視時，即使在危險物體附近存在人體等侵入物體的狀況下，根據(jù)是接近還是遠離，例如在接近時判定為“危險”，而在遠離時判定為“避免危險”等，可以產(chǎn)生適合的監(jiān)視信息。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述設定裝置，通過對在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)侵入物體不存在狀態(tài)下來自檢測裝置的檢測信息、和在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)存在虛擬物體的狀態(tài)下來自檢測裝置的檢測信息進行示教，可以將虛擬物體存在的位置或者區(qū)域作為特定監(jiān)視區(qū)域設定。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)任意設定多個危險區(qū)域，即使要同時進行進入這些危險區(qū)域的監(jiān)視，由于只需在成為對象的危險區(qū)域的每一個中放置虛擬物體進行示教即可，可以簡化這些危險區(qū)域的設定操作。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述設定裝置通過利用了反映出上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域的映像的顯示畫面的圖形化用戶界面(GUI)，可以在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中設定特定監(jiān)視區(qū)域或者特定位置。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)任意設定多個危險區(qū)域，即使要同時進行進入這些危險區(qū)域的監(jiān)視，由于只需在裝置附屬的或者外接的CRT或者液晶顯示器的畫面上，從該映像中用光標等指示希望監(jiān)視的特定區(qū)域，可以簡化這些危險區(qū)域的設定操作。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述設定裝置可以將從上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)選定的位置或者區(qū)域作為不感應區(qū)域設定，上述監(jiān)視信息生成裝置，在將所設定的上述不感應區(qū)域從上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域除外的基礎上，根據(jù)由上述檢測裝置輸出的檢測信息和由上述設定裝置設定的設定信息，生成在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中有關(guān)上述侵入物體的位置和動向的信息。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如適用于人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視時，在圍繞危險區(qū)域的周圍區(qū)域中，可以任意將安全通路或者通常作業(yè)路徑等進入許可區(qū)域從監(jiān)視對象區(qū)域除去、提高監(jiān)視精度在優(yōu)選的又一實施方案中，上述設定裝置可以將預先進行了特征示教的物體作為不感應物體設定，上述監(jiān)視信息生成裝置，在將所設定的上述不感應物體從侵入物體除外的基礎上，根據(jù)由上述檢測裝置輸出的檢測信息和由上述設定裝置設定的設定信息，生成在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中有關(guān)上述侵入物體的位置和動向的信息。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在工廠中，可以將沿傳送帶等軌道規(guī)則移動的物體從危險物體中除去，而另一方面，將在地面上行走的作業(yè)車那樣的按照不規(guī)則行走軌跡移動的物體作為危險物體識別時，通過將上述除外物體的特征(例如形狀、顏色、大小、模樣等)作為不感應物體設定，可以提高監(jiān)視對象的選擇自由度。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述設定裝置可以將預先進行了特征示教的物體作為距離基準物體設定，上述監(jiān)視信息生成裝置，根據(jù)由上述檢測裝置輸出的檢測信息和由上述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)上述距離基準物體和上述侵入物體之間的距離的信息。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，例如適用于人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，即使危險物體在移動中那樣的狀況下，通過將該危險物體的特征(例如形狀、顏色、大小、模樣等)向裝置示教，可以確實可靠地監(jiān)視人體接近該移動物體的情況。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述檢測裝置，在可以讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位量的情況下讓掃描單位數(shù)減少，可以讓有關(guān)所限定的三維監(jiān)視區(qū)域的檢測響應性高速化。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)當存在敏捷移動的侵入物體時，通過將監(jiān)視區(qū)域限定在包含該侵入物體的小區(qū)域上進行高速響應監(jiān)視，可以進行與侵入物體的舉動特性一致的合適的監(jiān)視。
在優(yōu)選的又一實施方案中，上述檢測裝置，在可以讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位數(shù)的情況下讓掃描單位量減少，可以讓有關(guān)所限定的三維監(jiān)視區(qū)域的檢測分辨率提高。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)當存在具有微細外觀特征的或者以微細移動狀態(tài)成為問題的侵入物體時，通過將監(jiān)視區(qū)域限定在包含該侵入物體的小區(qū)域上進行高分辨率監(jiān)視，可以進行與侵入物體的外觀特征和微動特性一致的合適的監(jiān)視。
然后，在本發(fā)明的應用例之一的監(jiān)視裝置系統(tǒng)中，包括采用可以在三維區(qū)域中檢測侵入物體的檢測裝置、在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中進行侵入物體的監(jiān)視的第1監(jiān)視裝置；采用可以在三維區(qū)域中檢測侵入物體的檢測裝置、在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中進行侵入物體的監(jiān)視的第2監(jiān)視裝置；在上述第1監(jiān)視裝置和上述第2監(jiān)視裝置之間進行信息傳遞的通信裝置，在上述第1監(jiān)視裝置中具有當在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中發(fā)現(xiàn)侵入物體時，將其位置通過通信裝置向所述第2監(jiān)視裝置通知的功能，在上述第2監(jiān)視裝置中具有在從上述第1監(jiān)視裝置收到發(fā)現(xiàn)侵入物體及其位置的通知后，將監(jiān)視范圍集中在包含該位置的限定區(qū)域，同時提高檢測響應性或者提高檢測分辨率，并進行監(jiān)視的功能。
依據(jù)這樣的構(gòu)成，采用2臺以上的監(jiān)視裝置進行監(jiān)視，通過在相互間交換有關(guān)侵入物體檢測的信息，有效活用每個監(jiān)視裝置的能力，通過相互監(jiān)視裝置間的協(xié)作，可以進行更加高效率的侵入物體監(jiān)視。


圖1表示本發(fā)明的基本構(gòu)成的示意圖；圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)表示第1實施方案中的檢測裝置的信號處理的說明圖；圖3表示第2實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖4表示第3實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖5表示光雷達的電氣硬件構(gòu)成的方框電路圖；圖6表示光雷達的各部的信號狀態(tài)的波形圖；圖7表示第3實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖；圖8表示第4實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖9表示第4實施方案中的檢測裝置的距離計算處理的說明圖；圖10表示第4實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖；圖11表示第5實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖12表示第5實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖；圖13(a)、圖13(b)表示第5實施方案中的檢測裝置的信號處理流程圖；圖14表示第5實施方案的變形例中的檢測裝置的信號處理的波形圖；圖15表示第5實施方案的變形例中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖(其2)；圖16表示第6實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖17表示第6實施方案中的檢測裝置的信號處理的方框電路圖；圖18表示第6實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖；圖19表示監(jiān)視裝置中侵入物體的檢測、檢測信息的處理、外部輸出的一系列流程的流程圖；圖20表示用于實現(xiàn)設定區(qū)域單位的物體侵入檢測功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖21表示用于實現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的特定位置(區(qū)域)進行示教的功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖22表示三維空白功能的說明圖；
圖23表示用于實現(xiàn)三維空白功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖24表示用于實現(xiàn)設定監(jiān)視對象除外物體的功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖25表示用于實現(xiàn)監(jiān)視對象除外功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖26(a)、圖26(b)表示監(jiān)視裝置的應用例的說明圖；圖27表示用于實現(xiàn)監(jiān)視移動性物體和侵入物體之間的距離的功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖28(a)、圖28(b)表示通過區(qū)域限定提高響應速度的功能的說明圖；圖29表示用于實現(xiàn)通過區(qū)域限定提高響應速度的功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖30表示限定區(qū)域的一形式的說明圖；圖31(a)、圖31(b)表示通過區(qū)域限定提高分辨率的功能的說明圖；圖32表示用于實現(xiàn)通過區(qū)域限定提高分辨率的功能的軟件構(gòu)成流程圖；圖33表示通過區(qū)域限定提高分辨率的功能的作用說明圖(其一)；圖34表示通過區(qū)域限定提高分辨率的功能的作用說明圖(其二)；圖35表示監(jiān)視裝置系統(tǒng)一例的構(gòu)成圖；圖36表示用于實現(xiàn)通過通信連接監(jiān)視裝置的軟件構(gòu)成流程圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細說明有關(guān)本發(fā)明的監(jiān)視裝置的優(yōu)選實施方案。本發(fā)明的基本構(gòu)成方框圖如圖1所示。在該圖中，1表示監(jiān)視裝置，2表示成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域，3表示侵入物體的人體，4表示控制對象設備和顯示器等輸出對象。
這樣，有關(guān)本發(fā)明的監(jiān)視裝置1的特征是包括檢測在三維區(qū)域2中的侵入物體3并輸出相應的檢測信息的檢測裝置101；為設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2內(nèi)侵入物體3的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息的設定裝置102；根據(jù)由上述檢測裝置101產(chǎn)生的檢測信息和由上述設定裝置102設定的設定信息、生成有關(guān)上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2內(nèi)侵入物體3的位置和動向的監(jiān)視信息的監(jiān)視信息生成裝置103；向外部輸出與由上述監(jiān)視信息生成裝置103生成的有關(guān)侵入物體3的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出和顯示輸出的外部輸出裝置104。
有關(guān)監(jiān)視裝置1，作為檢測裝置101，根據(jù)采用不同的構(gòu)成，可以形成各種各樣的實施方案。
即，在第1實施方案的監(jiān)視裝置中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括采用1個攝像機或者攝像元件的光學系統(tǒng)、和用于計算利用該光學系統(tǒng)在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象與存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的運算裝置，由上述運算裝置獲得的差分信息作為上述檢測信息輸出。
對于這樣的光學系統(tǒng)以及運算裝置的構(gòu)成，由于可以從后述的更加復雜的其它實施方案中的圖紙等中容易推測出來，所以在圖中省略了光學系統(tǒng)的構(gòu)成圖和運算裝置的硬件以及軟件構(gòu)成。即，很顯然，作為光學系統(tǒng)通過CCD攝像機和與CCD元件另外準備的專用透鏡系列的組合可以實現(xiàn)，對于進行差分抽出的運算裝置，可以通過采用計算機的圖象處理技術(shù)實現(xiàn)。
第1實施方案中的檢測裝置的信號處理的說明圖如圖2(a)～圖2(c)的示意圖所示。該圖2(a)～圖2(c)從概念上表示為用于獲取利用光學系統(tǒng)在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象和存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的處理。圖2(a)所示的圖象，是在成為檢測對象的三維區(qū)域中侵入物體不存在的狀態(tài)下利用光學系統(tǒng)獲取的初始圖象。在該初始圖象中只包含背景物體5a、5b、5c。圖2(b)所示的圖象，是在成為檢測對象的三維區(qū)域中侵入物體存在的狀態(tài)下所獲取的監(jiān)視圖象。在該監(jiān)視圖象中除了包含背景物體5a、5b、5c外，還包含侵入物體(人體)6。圖2(c)所示的圖象，是對圖2(a)所示的初始圖象和圖2(b)所示的監(jiān)視圖象求取差分獲得的差分抽出圖象。在該圖象中只包含侵入物體(人體)6。
這樣，在第1實施方案的檢測裝置101中，以利用光學系統(tǒng)在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象和存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分信息作為檢測信息輸出。
在監(jiān)視信息生成裝置103中，根據(jù)這樣獲取的各差分抽出圖象以及在其前后獲取的差分抽出圖象之間的變化，生成有關(guān)成為檢測對象的三維區(qū)域中侵入物體6的位置以及動向的監(jiān)視信息。更具體講，根據(jù)在差分抽出圖象6的畫面上的位置以及大小等，通過運算求出在監(jiān)視對象區(qū)域內(nèi)的實際位置，通過與另外設定的危險物體或者危險區(qū)域進行比較，生成必要的監(jiān)視信息。這樣生成的監(jiān)視信息，通過外部輸出裝置104作為控制輸出和顯示輸出向輸出對象4傳送。這樣，如果輸出對象是設備，則進行這樣的控制，即檢測危險物體侵入的同時發(fā)出警告，或者讓設備停止運行。另一方面，輸出對象如果是顯示器，在構(gòu)成外部顯示器的CRT或者LCD畫面上進行物體侵入、物體接近、其它圖2(c)所示的差分抽出圖象本身等任意的顯示。
依據(jù)以上的第1實施方案，光學系統(tǒng)只需要1個攝像機或者攝像元件就足夠了，由于不需要掃描機構(gòu)等機械動作部分，可以低成本制造，并且可以期待長壽命。
然后，在本發(fā)明監(jiān)視裝置的第2實施方案中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括采用多個攝像機或者攝像元件的光學系統(tǒng)、和用于計算利用構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的各攝像機或者各攝像元件分別在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的圖象與存在狀態(tài)下獲取的圖象之間的差分的運算裝置、根據(jù)上述運算裝置輸出的各攝像機或者各攝像元件獲取的差分信息、采用三角測量原理檢測到侵入物體的距離的測距裝置，以由上述測距裝置檢測的到侵入物體的距離信息作為上述檢測信息輸出。
第2實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)一例的構(gòu)成如圖3所示。如該圖所示，該光學系統(tǒng)7包含由位于左側(cè)的第1光學系統(tǒng)和位于右側(cè)的第2光學系統(tǒng)所構(gòu)成的左右一對光學系統(tǒng)。在第1光學系統(tǒng)中包括第1透鏡701a和第1攝像元件(由CCD圖象傳感器等構(gòu)成)702a。在第2光學系統(tǒng)中包括第2透鏡701b和第2攝像元件(由CCD圖象傳感器等構(gòu)成)702b。第1光學系統(tǒng)的光軸和第2光學系統(tǒng)的光軸相互平行，這些光軸之間僅相隔距離D。
采用這樣的光學系統(tǒng)對作為侵入物體的人體3攝像時，在第1攝像元件702a以及第2攝像元件702b的受光面上，結(jié)成包含背景物體的人體3的像。然后，對于由第1攝像元件702a以及第2攝像元件702b獲取的圖象，實施參照圖2說明的差分抽出處理。
符號703a表示的是差分抽出處理后的第1攝像元件702a的圖象，符號703b表示差分抽出處理后的第2攝像元件702b的圖象。根據(jù)這些圖表明，在差分抽出處理后的圖象中，除去了背景物體，只有相當于人體3的圖象704a、704b存在。在此，如圖所示，如果像704a的位置為P1，像704b的位置為P2，點P1偏離光軸處在左側(cè)，點P2偏離光軸處于右側(cè)。換言之，在兩攝像元件702a、702b上存在偏離光軸中心的視差。在此，假定這些視差的總和為d，第1透鏡以及第2透鏡的焦點距離為F，這些透鏡到人體3的距離為Z，根據(jù)三角測量原理，透鏡和侵入物體之間的距離Z的值可以用下式求出。
Z＝F·D/d …(1)依據(jù)以上說明的第2實施方案，和第1實施方案相比，光學系統(tǒng)的構(gòu)成多少要復雜一些，由于不需要掃描機構(gòu)等機械動作部分，可以比較低的成本制造，此外，由于采用三角測量技術(shù)，不僅在左右方向上可以監(jiān)視侵入物體的位置以及動向，而且在前后方向上也可以進行正確監(jiān)視。
然后，在本發(fā)明監(jiān)視裝置的第3實施方案中，檢測裝置的構(gòu)成是包括由成脈沖狀發(fā)射激光光束的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光光束在物體上反射回來的反射光的受光裝置、讓所發(fā)射的激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置所構(gòu)成的同軸型光學系統(tǒng)；和根據(jù)激光光束的發(fā)受光時間差利用光雷達法針對每個單位掃描角度檢測到反射物體的距離的測距裝置，由上述測距裝置檢測的各掃描角度的距離信息作為上述檢測信息輸出。
在檢測裝置(第3實施方案)中的光學系統(tǒng)一例的構(gòu)成圖如圖4所示。如該圖所示，該光學系統(tǒng)8包括激光光源801、第1透鏡802、光束棱鏡803、作為掃描裝置的半導體共振反射器804、第2透鏡805、第3透鏡806、受光元件807。
從激光光源801發(fā)射的脈沖狀激光，由第1透鏡802集光后，通過光束棱鏡803，向半導體共振反射器804照射。由半導體共振反射器804反射的激光，由第2透鏡805集光后形成激光光束，向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2發(fā)射。這時，半導體共振反射器804，通過給出適當?shù)乃津?qū)動信號和垂直驅(qū)動信號，如面狀掃描軌跡808所示，重復進行短周期的水平往返掃描和長周期的垂直往返掃描。這樣，從第2透鏡805發(fā)射的脈沖狀激光光束，如面狀掃描軌跡808所示，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中進行面狀掃描。此外，作為掃描裝置，并不限定于半導體共振反射器，也可以采用多角鏡或者旋轉(zhuǎn)反射器替代。
另一方面，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2中存在的物體所反射的光，經(jīng)過第2透鏡805以及半導體共振反射器804后返回，在光束棱鏡803中向第3透鏡803分支，向受光元件807照射。激光光源801的點燈周期，和面狀掃描軌跡808的水平掃描周期相比設定成足夠短。為此，根據(jù)激光光源801的點燈時刻和受光元件807的受光時刻之間的時間差，利用光雷達原理，在沿面狀掃描軌跡808的一系列監(jiān)視點上，可以獲取到檢測物體的距離信息。
為獲取距離信息的光雷達的電氣硬件構(gòu)成的概略方框圖如圖5所示，又光雷達的各部的信號狀態(tài)的波形圖如圖6所示。
如圖5所示，光雷達9包括發(fā)光系統(tǒng)電路910、受光系統(tǒng)電路920、信號處理系統(tǒng)電路930、掃描電路940、顯示部950、輸出部960、控制部970。
發(fā)光系統(tǒng)電路910輸出確定激光光源的點燈時刻的一定周期的發(fā)光脈沖。激光光源910b與脈沖發(fā)生器910a輸出的發(fā)光脈沖同步，發(fā)射激光。這樣獲得的激光，通過圖中未畫出的掃描機構(gòu)等向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2發(fā)射。這時，從激光光源910b，與激光發(fā)射時刻同步，輸出發(fā)光時刻信號b。
受光系統(tǒng)電路920包括接收在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2中存在的物體所反射的反射光后將其變換成電信號的受光電路920a、將受光電路920a輸出的受光脈沖放大的放大器920b。放大器920b輸出受光時刻信號c。
信號處理系統(tǒng)電路930包括輸出成為時間檢測基準的時鐘信號a的時鐘振蕩器930a、從發(fā)光時刻信號b的到來時刻到受光時刻信號c的到來為止的期間打開控制門，其間讓從時鐘振蕩器930a到來的時鐘信號a通過，生成經(jīng)過時間相當脈沖串d的門限電路930b、對該門限電路930b輸出的脈沖串d計數(shù)的脈沖計數(shù)器930c。
時鐘信號a、發(fā)光時刻信號b、受光時刻信號c、經(jīng)過時間相當脈沖串d的一例如圖6的波形圖所示。該圖表明，時鐘信號a僅限于從發(fā)光時刻信號b的上升沿到受光時刻信號c的上升沿之間的期間，通過門限電路930b，生成經(jīng)過時間相當脈沖串d，由脈沖計數(shù)器930c對構(gòu)成脈沖串d的脈沖數(shù)n計數(shù)。該脈沖計數(shù)器930c的計數(shù)輸出數(shù)據(jù)，按照在后面參照圖7說明的軟件，由控制部970進行處理。
掃描電路940用于在水平方向以及垂直方向上驅(qū)動圖4所示的半導體共振反射器804，這些驅(qū)動通過接收來自控制部970的指令進行。顯示部950以及輸出部960，是為了將例如根據(jù)控制部970中的運算結(jié)果獲得的物體的位置信息進行顯示和向外部輸出。
第3實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖如圖7所示。該流程圖所示的處理由構(gòu)成控制部970的微處理器執(zhí)行。
在圖7中處理開始后，首先，執(zhí)行掃描裝置的角度初始化(x＝0，y＝0)(第701步)。在此x對應于x軸(水平軸)方向的掃描位置，y對應于y軸(垂直軸)方向的掃描位置。圖5所示的掃描電路940，根據(jù)x、y的值驅(qū)動，其結(jié)果，確定由半導體共振反射器804發(fā)出的經(jīng)過透鏡805后發(fā)射的激光光束的發(fā)射位置。
以后，將y的值固定為0的狀態(tài)下，讓x的值加1(步驟705)后，執(zhí)行發(fā)光處理(步驟702)以及受光處理(步驟703)，當x的值達到m之前(步驟704為NO)，重復進行。在此，在發(fā)光處理(步驟702)中，在圖5的方框電路圖中，通過由控制部970向發(fā)光系統(tǒng)電路910發(fā)出指令，從激光光源910b發(fā)出脈沖狀激光。另一方面，在受光處理(步驟703)中，取出脈沖計數(shù)器930c的輸出，同時將其換算成距離，保存在緩沖存儲器中。
以上一系列發(fā)受光處理(步驟702、703、704、705)，在x的值每次達到m后(步驟704為YES)，讓x的值設置成0，讓y的值加1(步驟707)，然后重復進行。這樣，當y的值達到n時(步驟706為YES)，結(jié)束成為監(jiān)視對象的一面的發(fā)受光處理。
然后保存在緩沖存儲器中的一面的距離數(shù)據(jù)，作為掃描完畢的面上的距離數(shù)據(jù)保存在最新數(shù)據(jù)保存用的存儲器中(步驟708)。
然后，作為最新數(shù)據(jù)保存的一系列距離數(shù)據(jù)，與預先獲取的初始數(shù)據(jù)進行比較，執(zhí)行差分抽出處理(步驟709)。
最后，根據(jù)由差分抽出處理獲得的差分抽出后的數(shù)據(jù)，計算成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中的物體的位置信息(步驟710)。這樣獲得的物體的位置信息(檢測信息)，通過輸出部960向外部輸出，或者在顯示部950上顯示。
依據(jù)以上的第3實施方案，在讓發(fā)射的激光光束成面狀照射的情況下，由光雷達法針對每個單位掃描角度檢測到反射物體的距離，可以正確并且立體識別監(jiān)視對象區(qū)域內(nèi)的物體，根據(jù)這樣獲得的檢測信息，可以高精度實現(xiàn)各種各樣方式的侵入物體監(jiān)視。這時，如果讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置包含半導體共振反射器，由于基本上不存在機械上的運行部，所以該檢測裝置可以達到長壽命化。
然后，在本發(fā)明監(jiān)視裝置的第4實施方案中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置所構(gòu)成的光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度獲取由構(gòu)成該光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件在侵入物體不存在狀態(tài)下獲得的投影線圖象和存在狀態(tài)下獲得的投影線圖象之間的差分的運算裝置，由該運算裝置獲取的各掃描角度的上述投影線圖象的差分信息作為上述檢測信息輸出。
在第4實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)一例的構(gòu)成圖如圖8所示。如該圖所示，該光學系統(tǒng)10包括激光光源1001、第1透鏡1002、狹縫板1003、半導體共振反射器1004、第2透鏡1005、第3透鏡1006、攝像元件(CCD圖象傳感器等)1007。
此外，在圖中1008表示將由攝像元件1007獲得的每個發(fā)光的圖象合成后的合成狹縫圖象，1009表示激光狹縫光的掃描方向的箭頭，1010表示在物體上投影的狹縫光的投影線，1011表示檢測物體，1012表示激光狹縫光。
在該圖中，從激光光源1001發(fā)射的激光由第1透鏡集光后，通過狹縫板1003上的狹縫，向半導體共振反射器1004照射。由半導體共振反射器1004反射的激光由第2透鏡1005集光后，作為激光狹縫光1012向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2發(fā)射。
此時，激光狹縫光1012形成的面在該例中為垂直。另外，半導體共振反射器1004如符號1009所示箭頭那樣，在水平面內(nèi)進行左右擺頭動作。因此，根據(jù)半導體共振反射器1004的擺頭動作，成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域被激光狹縫光1012成面狀進行掃描。此時，如果在監(jiān)視對象區(qū)域上存在檢測物體1011，在檢測物體1011的表面，由激光狹縫光描繪出投影線1010。
另一方面，在檢測物體1011上的激光狹縫光的投影線1010，通過第3透鏡1006由攝像元件1007攝像。攝像元件1007獲取的圖象，之后按每1掃描周期進行合成，獲得合成狹縫圖象1008。根據(jù)該合成狹縫圖象1008，經(jīng)過差分抽出處理后，計算出物體的位置信息。
在第4實施方案中的檢測裝置的信號處理(檢測用)的說明圖如圖9所示，又，軟件構(gòu)成的流程圖如圖10所示。
在圖10中處理開始后，首先，執(zhí)行掃描裝置的角度初始化(θ’＝0)(步驟1001)。在該初始化處理(步驟1001)中，通過讓掃描角度θ’為0，將激光狹縫光1012的掃描位置設定成由符號1009表示的掃描范圍的例如端部上。
然后，掃描角度θ’的值加1(步驟1005)，反復執(zhí)行發(fā)光處理(步驟1002)以及映像攝入處理(步驟1003)，在掃描角度θ’的值達到m之前(步驟1004為NO)，重復進行。
這時，在發(fā)光處理(步驟1002)中，激光光源1001脈沖驅(qū)動，面向這時的掃描角度θ’所確定的方向，發(fā)射脈沖狀激光狹縫光。另一方面，在映像攝入處理(步驟1003)中，投影在檢測物體1011上的投影線1010的圖象，通過攝像元件1007獲取。
上述發(fā)光處理(步驟1002)以及映像攝入處理(步驟1003)，在掃描角度θ’的值達到m后(步驟1004為YES)停止，在圖中未畫出的微計算機的存儲器上留下與各掃描角度的投影線1010對應的圖象數(shù)據(jù)1008’。
然后，這樣獲得的每個角度的圖象信息(投影線圖象1008’)按1掃描周期合成，獲取圖8所示的合成狹縫圖象1008(步驟1006)。
然后，執(zhí)行將合成狹縫圖象1008和預先獲得的初始數(shù)據(jù)之間的差分抽出處理(步驟1007)，檢測在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中侵入物體的有無(步驟1007)。
然后，根據(jù)這樣獲得的合成狹縫圖象1008，計算物體的位置信息(步驟1008)。
為計算物體的位置信息的距離計算處理的說明圖如圖9所示，在圖中，和圖8相同的構(gòu)成采用相同的符號并且省略其說明。
如該圖所示，在該光學系統(tǒng)中，第2透鏡1005的光軸和第3透鏡1006的光軸平行，這些光軸之間的距離為D。又，第2透鏡的光軸和狹縫光1012的光軸之間形成的角度為θ，第3透鏡1006的焦點距離為F，在檢測物體1011上形成的狹縫光的投影線1010的最近點為a，最遠點為b，第3透鏡1006與上述最近點a之間的距離為Z。進一步，在攝像元件1007的受光面上，投影線1010的映像在a’點和b’點之間成像，與最近點a對應的攝像元件上的成像點a’和光軸之間的距離為d。
在這樣的前提下，利用三角測量原理，如果計算第3透鏡1006與最近點a之間的距離Z，距離Z的值由下式表示。
Z＝(F·D-F2·tanθ)/(d+F·tanθ) …(2)依據(jù)以上的第4實施方案，在讓激光狹縫光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形進行侵入物體的監(jiān)視，因此即使只使用攝像機或者攝像元件，通過監(jiān)視對象物的特征在狹縫光投影線的變形中顯出，也可以減輕圖象處理的負擔，實現(xiàn)高精度的侵入物體監(jiān)視。此外，掃描裝置的掃描軌跡采用單純的往返直線運動就足夠了，所以具有容易控制掃描機構(gòu)的優(yōu)點。
然后，在本發(fā)明監(jiān)視裝置的第5實施方案中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、讓所發(fā)射的狹縫狀激光光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置所構(gòu)成的光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度計算由構(gòu)成該光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件獲取的狹縫光的投影線圖象中的最近點的運算裝置，由該運算裝置獲取的各掃描角度的最近點信息作為上述檢測信息輸出。
在第5實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)一例的構(gòu)成圖如圖11所示。如該圖所示，該光學系統(tǒng)12包括激光光源1201、第1透鏡1202、光束棱鏡1203、狹縫板1204、半導體共振反射器1205、第2透鏡1206、第3透鏡1211、攝像元件1212。此外，在該圖中，1207表示激光狹縫光，1208表示檢測物體，1209表示掃描方向的箭頭，1210表示在檢測物體1208上形成的狹縫光的投影線。
激光光源1201發(fā)射的激光在第1透鏡1202上集光后，透過光束棱鏡1203后直進，然后，通過狹縫板1204變換成狹縫光后，向半導體共振反射器1205照射。在半導體共振反射器1205反射的狹縫光，經(jīng)過第2透鏡1206整形后，作為激光狹縫光1207向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域發(fā)射。這時，和先前的情況同樣，半導體共振反射器1205在水平面內(nèi)在左右方向進行擺頭動作。這時，狹縫光1207所成的面垂直。為此，與半導體共振反射器1205的左右方向上的擺頭動作聯(lián)動，激光狹縫光1207也如符號1209所示在左右方向上擺頭掃描，這樣對監(jiān)視對象區(qū)域形成面狀掃描。
另一方面，在檢測物體1208的表面上反射的激光，依次經(jīng)過第2透鏡1206以及半導體共振反射器1205后返回到狹縫板1204，進一步，通過狹縫板1204的狹縫后返回到光束棱鏡1203上。在此進行分支，通過第3透鏡1211后，照射在攝像元件(CCD圖象傳感器等)1212的受光面上。從攝像元件1212獲取的圖象數(shù)據(jù)，取入到圖中未畫出的微計算機中，進行給定的圖象處理，其結(jié)果，計算出物體的位置信息。
在第5實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成的流程圖(其一)如圖12所示。此外，該流程圖所示的處理由構(gòu)成先前所述微計算機的微處理器執(zhí)行。
在圖12中處理開始后，首先，執(zhí)行掃描裝置的角度初始化(θ’＝0)(步驟1201)。如上所述，在該初始化處理(步驟1201)中，通過讓確定掃描角度的θ’的值為0，在圖11中符號1209表示的掃描范圍的基準位置上設定狹縫光1207的發(fā)射方向。
然后，掃描角度θ’的值加1，執(zhí)行由發(fā)光處理(步驟1202)、映像攝入處理(步驟1203)、最近點抽出處理(步驟1204)以及距離計算處理(步驟1205)構(gòu)成的一系列的處理，在掃描角度θ’的值達到m之前(步驟1206為NO)，重復進行。
這時，在發(fā)光處理(步驟1202)中，和先前參照圖5說明的電路構(gòu)成相同，通過脈沖驅(qū)動激光光源，面向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域脈沖狀發(fā)射激光狹縫光。又，在映像攝入處理(步驟1203)中，取入攝像元件1212在該掃描角度上攝影的圖象數(shù)據(jù)。又，在最近點抽出處理(步驟1204)中，如先前參照圖9說明的那樣，進行狹縫映像中的最近點a’的抽出。又，在距離計算處理(步驟1205)中，同樣如參照圖9說明的那樣，采用規(guī)定的運算式，計算到最近點a的距離Z，將該Z的值保存在存儲器上的緩沖區(qū)域上。
這樣，1掃描周期內(nèi)的一系列數(shù)據(jù)的保存結(jié)束后(步驟1206為YES)，接著執(zhí)行差分抽出處理，抽出與每個角度的最近點的初始數(shù)據(jù)之間的差分(步驟1208)。
然后，根據(jù)這樣獲得的差分數(shù)據(jù)，計算物體的位置信息(步驟1209)。即，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中侵入物體存在時，計算該侵入物體和監(jiān)視裝置之間的最近點的距離信息。
這樣獲得的最近點的距離信息，提供給各種各樣的物體監(jiān)視算法之外，可以作為模擬數(shù)據(jù)向外部輸出。
第5實施方案的檢測裝置的信號處理的流程圖如圖13(a)、圖13(b)所示。該流程圖所示的處理是將經(jīng)過圖12的流程圖所示的處理后獲得的距離信息，作為相應的模擬電壓向外部輸出。
該信號處理，由用于進行輸出電壓歸一化的定標處理(步驟1301～1304)、和用于將檢測距離變換成適當?shù)妮敵鲭妷旱淖儞Q處理(步驟1311～1314)所構(gòu)成。定標處理開始后，首先執(zhí)行最近點的設定處理(步驟1301)，然后執(zhí)行變換成與該最近點對應的電壓等級的變換處理(步驟1302)。然后執(zhí)行最遠點的設定處理(步驟1303)，然后執(zhí)行變換成與該最遠點對應的電壓等級的變換處理(步驟1304)。這樣，從最近點到最遠點的距離，納入到一定電壓范圍內(nèi)而定標結(jié)束。
另一方面，在電壓變換處理側(cè)，首先從檢測裝置取入監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟1311)，據(jù)此執(zhí)行圖9中說明的最近距離的計算處理(步驟1312)，然后執(zhí)行根據(jù)定標設定計算電壓等級(步驟1313)，最后輸出變換后的電壓(步驟1314)。這樣，通過檢測裝置檢測到侵入物體的距離時，在該實施方案中，輸出與該距離對應的模擬電壓。
然后，表示第5實施方案的變形例中檢測裝置的信號處理的波形圖如圖14所示，第5實施方案的變形例中檢測裝置的軟件構(gòu)成所示的流程圖(其二)如圖15所示。在這些圖中說明的變形例，是以圖5中說明的光雷達的電路構(gòu)成為前提。然后，和第5實施方案的基本例之間的不同點在于根據(jù)攝像元件獲得的圖象數(shù)據(jù)，不是通過運算求出投影線上的最近點，而是通過激光雷達直接求出到投影線上的最近點的距離，據(jù)此計算出物體的位置信息。
在有關(guān)本發(fā)明的監(jiān)視裝置的第5實施方案的變形例中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括由脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光在物體上反射返回來的反射光的受光裝置、讓所發(fā)射的狹縫狀激光光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置所構(gòu)成的同軸型光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度根據(jù)激光狹縫光的發(fā)受光時間差利用光雷達法計算到激光狹縫光投影線的各點的距離中的最近距離的測距裝置，由該測距裝置獲取的各掃描角度的最近距離信息作為上述檢測信息輸出。
參照圖5和圖14表明，圖11所示的激光狹縫光1207對檢測物體1208成脈沖狀發(fā)射時，產(chǎn)生從投影點1210上的各點反射的反射光，這些反射光從最近物體開始依次返回，如圖14的波形圖所示。
如圖所示，在發(fā)光時刻信號b之后的等待時間中，最先到來的受光時刻信號c的脈沖，與由最近物體的反射波對應。為此，在受光時刻信號c上到最先到來的脈沖的時間，如果按照時鐘信號a為基準進行計數(shù)，可以獲得相當于在激光狹縫光的每個照射角度上激光狹縫光的照射點上的各點中到最近點的距離的計數(shù)數(shù)據(jù)。
以此為前提，在構(gòu)成控制部970的微計算機中，如果執(zhí)行圖15所示的處理，不需要使用復雜的圖象處理，可以簡單求出在每個掃描角度上到最近點的距離，據(jù)此可以迅速計算出物體的位置信息和動向。
即，圖15中處理開始后，首先執(zhí)行掃描裝置的角度初始化(θ’＝0)(步驟1501)。
然后，將確定掃描角度的θ’的值每次加1的增加，依次執(zhí)行發(fā)光處理(步驟1502)以及受光處理(步驟1503)，在θ’的值達到m之前(步驟1504為NO)，重復進行。
在此，如前面所述，在發(fā)光處理(步驟1502)中，通過脈沖狀驅(qū)動激光光源，向這時的掃描角度所確定的方向成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光。又，在受光處理(步驟1503)中，執(zhí)行取入激光雷達獲取的計數(shù)數(shù)據(jù)，將此換算成距離，保存于緩沖存儲器的處理。
這時，在該實施方案中，經(jīng)過距離換算獲得的距離數(shù)據(jù)，與在所發(fā)射的狹縫光形成的物體上的投影線上、在該線上的各點中的到最近點的距離相對應。即，在該實施方案的變形例中，由于不是象第5實施方案的基本例那樣，對攝像元件獲取的圖象數(shù)據(jù)進行運算處理求出距離，可以簡化求出最近點距離的運算處理，可以高速響應。
然后，抽出每個角度的距離數(shù)據(jù)和初始數(shù)據(jù)之間的差分(步驟1506)，根據(jù)該差分抽出后的數(shù)據(jù)，計算出物體的位置信息(步驟1507)。
這樣，依據(jù)該第5實施方案的變形例，由于根據(jù)構(gòu)成檢測裝置的光雷達直接獲取相當于狹縫光的投影線上各點中到最近點的距離的計數(shù)值數(shù)據(jù)，對于通過檢測裝置求出到最近點的距離那樣的情況，可以高速響應，同時微處理計算機中的處理程序的構(gòu)成也變得簡單。
依據(jù)上述第5實施方案的變形例，由于在讓所發(fā)射的狹縫狀激光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形采用光雷達法獲取每個單位掃描角度的最近點，在上述第5實施方案的基本例的效果的基礎上，具有可以改善最近點信息的獲取速度以及精度，可以更高速響應的優(yōu)點。即，由于在讓所發(fā)射的狹縫狀激光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形計算出每個單位掃描角度的最近點，在第4實施方案的效果的基礎上，通過只從檢測裝置抽出最近點的信息，與進行圖象數(shù)據(jù)整體的處理相比，可以簡化后段的處理，提高響應速度。
在本發(fā)明監(jiān)視裝置的第6實施方案中，檢測裝置101的構(gòu)成是包括由成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光在物體上反射返回來的反射光的光電二極管陣列、讓所發(fā)射的狹激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置所構(gòu)成的光學系統(tǒng)；針對每個單位掃描角度根據(jù)構(gòu)成上述光學系統(tǒng)的光電二極管陣列的每個受光元件的激光狹縫光的發(fā)受光時間差利用光雷達法計算到反射物體的距離的測距裝置，由該測距裝置針對每個掃描角度獲取的到投影線上各點的距離信息作為上述檢測信息輸出。
在第6實施方案中的檢測裝置的光學系統(tǒng)一例的構(gòu)成圖如圖16所示，檢測裝置(第6實施方案)的信號處理方框電路圖如圖17所示，檢測裝置(第6實施方案)中的軟件構(gòu)成流程圖如圖18所示。
如圖16所示，該光學系統(tǒng)13包括激光光源1301、第1透鏡1302、光束棱鏡1303、狹縫板1304、半導體共振反射器1305、第2透鏡1306、第3透鏡1311、光電二極管陣列1312。此外，在該圖中，1307表示激光狹縫光，1308表示檢測物體，1309表示掃描方向的箭頭，1310表示在檢測物體1308上形成的狹縫光的投影線。
激光光源1301發(fā)射的激光在第1透鏡1302上集光后，直接射進光束棱鏡1303內(nèi)，通過狹縫板1304整形成狹縫光后，向半導體共振反射器1305照射。在半導體共振反射器1305反射的狹縫光，經(jīng)過第2透鏡1306整形后，作為激光狹縫光1307向成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域2發(fā)射。
這時，半導體共振反射器1305在水平面內(nèi)在左右方向進行擺頭動作，激光狹縫光1307所成的面垂直。為此，如箭頭1309那樣，通過讓半導體共振反射器1305在左右方向上的擺頭動作，對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域進行面狀掃描。又，如果在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中檢測物體1308存在時，在其表面上形成狹縫光的照射線1310。
在檢測物體1308的表面上反射的激光，依次經(jīng)過第2透鏡1306以及半導體共振反射器1305、狹縫板1304后返回光束棱鏡1303上。然后在垂直方向上分支，通過第3透鏡1311后，照射在光電二極管陣列1312的各受光元件上。這時，構(gòu)成光電二極管陣列1312的受光元件的配置方向，與物體1308上的狹縫光投影線1310的朝向匹配。為此，在構(gòu)成光電二極管陣列1312的各受光元件的每一個上，到達狹縫光所成截面線上的各點中的反射光。
在第6實施方案中的檢測裝置的信號處理方框電路圖如圖17所示。如該圖所示，該激光雷達14包括發(fā)光系統(tǒng)電路1410、受光系統(tǒng)電路1420、信號處理系統(tǒng)電路1430、掃描電路1440、顯示部1450、輸出部1460、控制部1470。
發(fā)光系統(tǒng)電路1410包括接收來自控制部1470的指令進行驅(qū)動的脈沖發(fā)生器1410a、接收由脈沖發(fā)生器1410a輸出周期性發(fā)光脈沖進行發(fā)光動作的激光光源1410b。從該激光光源1410b，與發(fā)射時刻同步，輸出發(fā)光時刻信號b。
受光系統(tǒng)電路1420包括接收物體反射返回的激光并變換成電信號的受光電路組1420b-1～1420b-n、將受光電路組輸出的受光脈沖放大的放大器組1420a-1～1420a-n。然后，放大器組1420a-1～1420a-n輸出相當于構(gòu)成各受光電路的光電二極管中的受光時刻的受光時刻信號c1～cn。
信號處理系統(tǒng)電路1430包括時鐘振蕩器1430a、脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n、門限電路組1430c-1～1430c-n。
從時鐘振蕩器1430a輸出成為時間檢測基準的時鐘信號a。門限電路組1430c-1～1430c-n在接收從構(gòu)成發(fā)光系統(tǒng)電路1410的激光光源1410b輸出的發(fā)光時刻信號b后，打開門限。然后，在接收到從放大器組1420a-1～1420a-n輸出的受光時刻信號c1～cn后關(guān)閉門限。時鐘振蕩器1430a輸出的時鐘信號，分別通過門限電路組1430c-1～1430c-n后，向脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n供給。脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n對分別由門限電路組1430c-1～1430c-n輸出的脈沖串d1～dn進行計數(shù)。其結(jié)果，在構(gòu)成脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n的各脈沖計數(shù)器中，產(chǎn)生相當于到所發(fā)射的狹縫光的截面線上各點的距離的計數(shù)值。這樣獲得的脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n的計數(shù)值，取入到構(gòu)成控制部1470的微計算機，通過后述的軟件，計算出物體的位置信息。
此外，如上所述，掃描電路1440，是用于讓圖16所示的半導體共振反射器1305擺頭動作的電路，顯示部1450顯示由控制部1470生成的數(shù)據(jù)，輸出部1460向外部輸出由控制部1470生成的檢測信息。
依據(jù)以上的電路構(gòu)成，構(gòu)成控制部1470的微計算機可以一次同步獲取到所發(fā)射的狹縫光的截面線上各點的距離信息。
第6實施方案中的檢測裝置的軟件構(gòu)成流程圖如圖18所示。該流程圖所示的處理也由構(gòu)成控制部1470的微計算機的微處理器執(zhí)行。
在圖18中處理開始后，首先執(zhí)行掃描裝置的角度初始化(θ’＝0)(步驟1801)。然后，讓規(guī)定掃描角度的θ’的值每次加1的增加，依次執(zhí)行發(fā)光處理(步驟1802)、取出計數(shù)器輸出的處理(步驟1803)、計算各受光元件的距離數(shù)據(jù)的處理(步驟1804)，在θ’的值達到m之前(步驟1805為NO)，重復進行。
在此，發(fā)光處理(步驟1802)，如前面所述，是在圖17中，通過驅(qū)動發(fā)光系統(tǒng)電路1410，從激光光源1410b發(fā)射出脈沖狀激光的處理。取出計數(shù)器輸出的處理(步驟1803)是從構(gòu)成脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n的各脈沖計數(shù)器取出計數(shù)數(shù)據(jù)的處理。又，計算各受光元件的距離數(shù)據(jù)的處理(步驟1804)是計算從脈沖計數(shù)器組1430b-1～1430b-n取出的各受光元件(PD)的距離數(shù)據(jù)，并保存在圖中未畫出的緩沖存儲器中的處理。然后，在θ’的值達到m后(步驟1805為YES)，結(jié)束這一系列處理(步驟1802～1804)，轉(zhuǎn)移到規(guī)定的運算處理。
首先在運算處理的最初，執(zhí)行抽出每個角度以及各PD(光電二極管)的距離數(shù)據(jù)和初始數(shù)據(jù)之間的差分的處理(步驟1807)，這樣可以表明在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域中有無侵入物體。
然后，根據(jù)差分抽出數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的算法計算出物體的位置信息(步驟1808)。
依據(jù)以上的第6實施方案，在讓所發(fā)射的脈沖狀激光狹縫光成面狀照射的情況下，根據(jù)其投影線的變形，采用光雷達法獲取沿每個單位掃描角度的投影線到一系列各點的距離信息，立體識別監(jiān)視對象區(qū)域的狀況，根據(jù)這樣獲得的檢測信息可以高速響應并且高精度監(jiān)視。
以上，以檢測裝置101的構(gòu)成為中心對本發(fā)明的監(jiān)視裝置進行了說明，本發(fā)明的監(jiān)視裝置1，在設定裝置102、監(jiān)視信息生成裝置103、外部輸出裝置104中分別都具有特點。為此，以下說明本發(fā)明監(jiān)視裝置1的其它各種特征。
監(jiān)視裝置中侵入物體的檢測、檢測信息的處理、外部輸出的一系列流程的一例的流程圖如圖19所示。
如該圖所示，在該監(jiān)視裝置1中，執(zhí)行從檢測裝置101取入檢測數(shù)據(jù)的處理(步驟1901)以及與初始數(shù)據(jù)進行比較的處理(步驟1902)，根據(jù)其比較結(jié)果，判定侵入物體的有無(步驟1903)以及該侵入物體是否在警告對象區(qū)域內(nèi)(步驟1904)，然后待機。
在該狀態(tài)下，如果檢測到侵入物體(步驟1903為YES)，判定該侵入物體在警告對象區(qū)域內(nèi)(步驟1904為YES)時，接著進行警告等級的判別(步驟1905)。
在此，如果判定侵入物體在向危險對象接近中(步驟1906為YES)，進行提高警告等級的處理(步驟1908)?；蛘?，即使判定侵入物體沒有在向危險對象接近中(步驟1906為NO)，如果判定其移動速度比基準值慢時(步驟1907為NO)，執(zhí)行維持當前的警告等級的處理(步驟1909)。
相對于此，如果判定侵入物體沒有在向危險對象接近中(步驟1906為NO)，并且判定其移動速度比基準值快時(步驟1907為YES)，執(zhí)行降低警告等級的處理(步驟1910)。
依據(jù)以上的監(jiān)視裝置，通過將檢測裝置輸出的檢測數(shù)據(jù)與初始數(shù)據(jù)進行比較即使判定有侵入物體時(步驟1901、1902、1903為YES)，并不立即一律發(fā)出警告，而是進一步進行是否向危險對象接近中(步驟1906)以及移動速度是否快(步驟1907)的判定，根據(jù)這些判定結(jié)果，分別發(fā)出提高警告等級(步驟1908)、維持當前的警告等級(步驟1909)、降低警告等級(步驟1910)那樣的分別對應于不同情況的不同警告等級。其結(jié)果，依據(jù)該監(jiān)視裝置，可以始終對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的物體的舉動進行合適的監(jiān)視。
為實現(xiàn)設定區(qū)域單位的物體侵入檢測功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖20所示。在該實施方案中，通過將成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)在縱橫以及高度方向上分割，設定成多個三維區(qū)域(體素)，針對這些體素的每一個進行侵入物體有無的判定，當確認侵入到任一個設定區(qū)域(體素)內(nèi)時，向外部輸出該設定區(qū)域固有的控制輸出以及顯示輸出。
即，在該圖中處理開始后，循環(huán)執(zhí)行從檢測裝置取入檢測數(shù)據(jù)的處理(步驟2001)以及與初始數(shù)據(jù)進行比較的處理(步驟2002)，根據(jù)其比較結(jié)果，判定侵入物體的有無(步驟2003)以及是否侵入到設定區(qū)域內(nèi)的判定處理(步驟2004)。如果判定侵入物體不存在(步驟2003為NO)，或者沒有侵入到設定區(qū)域內(nèi)(步驟2004為NO)，在該狀態(tài)下解除對控制輸出以及顯示輸出的驅(qū)動(步驟2005)。
相對于此，如果根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和初始數(shù)據(jù)的比較判定侵入物體侵入到設定區(qū)域內(nèi)時(步驟2004為YES)，識別出該設定區(qū)域(體素)(步驟2006)，驅(qū)動分配給該設定區(qū)域的輸出或者顯示裝置(步驟2007)。這樣，人體等侵入到成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)時，根據(jù)所侵入的區(qū)域向外部輸出控制輸出以及顯示輸出，這樣可以進行貼切的監(jiān)視。
為實現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的特定位置(區(qū)域)進行示教的功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖21所示。在該實施方案中，對于在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)中在監(jiān)視裝置設定特定區(qū)域，該設定操作可以通過在希望的區(qū)域中放置虛擬物體，執(zhí)行示教處理的方法實現(xiàn)。
在該圖中處理開始后，首先在沒有侵入物體在監(jiān)視區(qū)域的狀態(tài)下進行設置(步驟2101)后，執(zhí)行初始數(shù)據(jù)的示教處理。在該初始數(shù)據(jù)的示教處理中，從檢測裝置取入監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟2102)，以此作為初始數(shù)據(jù)保存(步驟2103)。
然后，在監(jiān)視區(qū)域的特定位置上放置虛擬物體(步驟2104)后，執(zhí)行特定部位的示教處理。在該特定部位的示教處理中，進行從檢測裝置取入監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟2105)、抽出與初始數(shù)據(jù)之間的差分(步驟2106)，有差異的部分作為特定部位保存的處理(步驟2107)。
執(zhí)行以上處理的結(jié)果，作業(yè)者只需在希望部位上放置虛擬物體，就可以在監(jiān)視裝置中設定放置了該虛擬物體的特定場所。即，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)向監(jiān)視裝置設定特定的封閉空間時，不用使用另外的操作裝置記住該封閉空間的XYZ坐標，而只是通過在希望的封閉空間內(nèi)放置某種虛擬物體，就可以向監(jiān)視裝置設定成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的特定區(qū)域。
三維空白功能的說明圖如圖22所示，用于實現(xiàn)該功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖23所示。在該實施方案中，如圖22所示，將成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域15分割成多個區(qū)域，同時在其中可以設置三維空白(無監(jiān)視)區(qū)域16。然后，在該三維空白區(qū)域16中，假定即使有某種物體侵入，只要該物體僅限在三維空白區(qū)域16內(nèi)，就可從監(jiān)視對象中除外。
為實現(xiàn)該三維空白功能，在構(gòu)成監(jiān)視裝置的微計算機中，執(zhí)行如圖23所示的的處理。即，在圖23中處理開始后，循環(huán)執(zhí)行從檢測裝置取入檢測數(shù)據(jù)的處理(步驟2301)以及與初始數(shù)據(jù)進行比較的處理(步驟2302)，根據(jù)其比較結(jié)果，判定侵入物體的有無(步驟2303)以及是否侵入到無效區(qū)域之外的判定處理(步驟2304)。
在此，即使判定有侵入物體(步驟2303為YES)，如果判定該侵入物體是侵入到圖22中設定的三維空白區(qū)域16內(nèi)(步驟2304為NO)，仍然維持解除輸出或者顯示的驅(qū)動的狀態(tài)(步驟2305)。為此，即使侵入物體存在，如果判定是在空白區(qū)域16內(nèi)，即使在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域15內(nèi)，也不會發(fā)出任何輸出和警告。
相對于此，如果確認侵入物體存在(步驟2303為YES)，并且判定侵入到無效區(qū)域之外(步驟2304為YES)，則進行有侵入物體的判斷(步驟2306)，驅(qū)動規(guī)定的輸出/顯示(步驟2307)，向外部發(fā)出控制輸出和顯示輸出。
因此，依據(jù)該實施方案，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)，如果存在沒有必要監(jiān)視的區(qū)域時，通過只是將該區(qū)域局部設定成空白區(qū)域，就可以避免發(fā)出不需要的控制輸出和警告輸出。
然后，用于實現(xiàn)設定監(jiān)視對象除外物體的功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖24所示。在該實施方案中，如圖26(a)所示，在監(jiān)視裝置17的成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域22內(nèi)，即使存在各種各樣的移動物體，對于在傳送帶19上傳送的物體20、21那樣沒有必要監(jiān)視的物體，從監(jiān)視對象中除去，而另一方面，對于人體18那樣的其它移動物體可以確實可靠成為監(jiān)視對象。
即，在圖24中處理開始后，首先操作者設置監(jiān)視區(qū)域成沒有侵入物體的狀態(tài)后(步驟2401)，執(zhí)行初始數(shù)據(jù)的示教處理。在該初始數(shù)據(jù)的示教處理中，首先進行從檢測裝置取入監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟2402)，以此作為初始數(shù)據(jù)保存(步驟2403)。
然后，操作者在監(jiān)視區(qū)域配置監(jiān)視除外的物體后(步驟2404)，執(zhí)行監(jiān)視對象除外物體的示教。在監(jiān)視對象除外物體的示教中，進行從檢測裝置取入監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟2405)，抽出與初始數(shù)據(jù)的差分(步驟2406)，通過差分數(shù)據(jù)抽出監(jiān)視對象除外物體的特征，并且抽出移動數(shù)據(jù)(步驟2407)。
這樣，對于監(jiān)視對象除外物體的傳送帶19上的物品20、21，從監(jiān)視對象中除去，可以避免無謂的警告輸出和控制輸出。
用于實現(xiàn)監(jiān)視對象除外功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖25所示。在該圖中處理開始后，循環(huán)執(zhí)行從檢測裝置取入檢測數(shù)據(jù)的處理(步驟2501)以及與初始數(shù)據(jù)進行比較的處理(步驟2502)，根據(jù)其比較結(jié)果，判定侵入物體的有無(步驟2503)以及是否是監(jiān)視對象除外物體的處理(步驟2504)。
在此，如果判定沒有侵入物體(步驟2503為NO)時，并且判定是監(jiān)視對象除外物體(步驟2504為YES)時，仍然維持解除了輸出或者顯示的驅(qū)動的狀態(tài)(步驟2505)，不發(fā)出控制輸出和顯示輸出。
相對于此，如果在判定有侵入物體(步驟2503為YES)之后，并且判定不是監(jiān)視對象除外物體(步驟2504為NO)時，接著進行有侵入物體的判斷(步驟2506)，驅(qū)動規(guī)定的輸出或者顯示(步驟2507)，向外部發(fā)出控制輸出和顯示輸出。
這樣，依據(jù)本實施方案，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)即使存在各種各樣的移動物體，對于象傳送帶19上移動的物品20、21那樣可以預先預測其移動的物體，讓其從監(jiān)視對象中除去，而另一方面可以僅對于人體18那樣的不能預先預測的物體，確實可靠進行監(jiān)視，提高監(jiān)視對象設定的自由度。
然后，用于實現(xiàn)移動性物體和侵入物體之間的距離監(jiān)視的功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖27所示。
在該實施方案中，如圖26(b)所示，在監(jiān)視裝置23監(jiān)視的三維區(qū)域24內(nèi)存在危險的移動性物體26時，始終監(jiān)視作為侵入物體的人體25和移動性物體26之間的距離，可以避免人體25接近危險物體的危險。
即，在至此為止說明的各實施方案中，在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)，假定危險物體靜止存在時的情況，在該實施方案中，假定是危險物體本身在監(jiān)視區(qū)域24中移動的情況。這時，假定即使人體25靜止，由于移動性物體26的移動，也會對人體25造成危險。
在圖27中處理開始后，在監(jiān)視裝置側(cè)，循環(huán)執(zhí)行從檢測裝置取入檢測數(shù)據(jù)的處理(步驟2701)以及與初始數(shù)據(jù)進行比較的處理(步驟2702)，根據(jù)其比較結(jié)果，判定侵入物體的有無(步驟2703)，判定是否侵入的是固定的危險區(qū)域(步驟2705)，進一步判定有無移動的特定對象(步驟2706)。
在此，如果判定沒有侵入物體(步驟2703為NO)時，判定不是侵入到固定化的危險區(qū)域中(步驟2704為NO)，并且判定沒有移動的特定對象時(步驟2706為NO)，繼續(xù)解除規(guī)定的輸出或者顯示的驅(qū)動(步驟2704)。
相對于此，如果判定有侵入物體(步驟2703為YES)，判定是侵入到固定化的危險區(qū)域中(步驟2705步為YES)時，或者判定即使沒有侵入到固定化的危險區(qū)域中(步驟2705為NO)，但判定存在移動的特定對象時(步驟2706為YES)，計算出侵入物體和該移動性特定對象之間的距離(步驟2707)，驅(qū)動與所計算的距離相應的規(guī)定輸出和顯示，向外部發(fā)出與移動性物體26和侵入物體25的接近程度相對應的輸出。
此外，在步驟2705，判定是否是侵入到固定化的危險區(qū)域，是假定在移動特定對象之外還存在一般的監(jiān)視區(qū)域的情況。
這樣，依據(jù)本實施方案，如圖26(b)所示，當移動性物體26和作為侵入物體的人體25在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域24中存在時，向外部發(fā)出與兩者的接近程度相對應的控制輸出或者顯示輸出。
然后，通過區(qū)域限定提高響應速度的功能的說明如圖28(a)、圖28(b)所示，用于實現(xiàn)該功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖29所示，限定區(qū)域的一種方案的說明圖如圖30所示。
在該實施方案中，在讓激光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位量的情況下減少掃描單位數(shù)，讓有關(guān)所限定的三維監(jiān)視區(qū)域的檢測響應性高速化。即如圖28(a)、圖28(b)所示，作為最大限度，如該圖28(a)所示，在水平方向以及垂直方向上具有一定掃描單位量和一定掃描單位數(shù)的可以面狀掃描的情況下，如該圖28(b)所示，通過在不變更掃描單位量的情況下，減少掃描單位數(shù)，可以讓所限定的三維監(jiān)視區(qū)域中的檢測響應性高速化。
即，如圖30所示，最大掃描范圍為(0，0)～(m，n)的范圍內(nèi)，設定限定區(qū)域(m’，n’)～(m”，n”)時，如圖29的流程圖所示，在監(jiān)視裝置27中的掃描只在限定的區(qū)域內(nèi)進行，可以相應提高處理速度，提高響應速度。
即，在圖29中處理開始后，作為掃描裝置的角度的初始化，執(zhí)行讓θ’＝(m’，n’)(步驟2901)之后，只在θ’＞(m”，n”)的范圍內(nèi)進行掃描單位的移動(步驟2905)，并且執(zhí)行發(fā)光處理(步驟2902)以及攝像元件的信息獲取處理(步驟2903)。
其結(jié)果，(m”-m’，n”-n’)的大小越小，掃描單位的移動處理(步驟2905)的循環(huán)次數(shù)就越少，其結(jié)果，可以縮短響應時間。
在限定區(qū)域中的攝像元件的信息獲取全部結(jié)束后(步驟2904為YES)，立即執(zhí)行每個掃描單位的信息合成處理(步驟2906)，抽出與初始數(shù)據(jù)之間的差分的處理(步驟2907)以及物體信息的抽出及輸出處理(步驟2908)，向外部輸出與有關(guān)該限定區(qū)域的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或者顯示輸出。
然后，通過區(qū)域限定提高分辨率的功能的說明圖如圖31(a)、圖31(b)所示，用于實現(xiàn)該功能的軟件構(gòu)成流程圖如圖32所示，該功能的作用說明圖(其一)如圖33所示，該功能的作用說明圖(其二)如圖34所示。
在該實施方案中，在讓激光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位數(shù)的情況下減少掃描單位量，可以讓所限定的三維監(jiān)視區(qū)域中的檢測分辨率提高。
即如圖31(a)、圖31(b)所示，如該圖31(a)所示，按一定的掃描單位量Δx、Δy可以進行一定單位數(shù)的面狀掃描時，將單位量分別從Δx減少成Δx’，從Δy減少成Δy’，而維持原來的掃描單位數(shù)，限定掃描范圍，這樣可以提高分辨率。
更具體講，如圖33所示，正常掃描范圍為(0，0)～(m，n)的范圍時，限定比其小的區(qū)域(m’，n’)～(m”，n”)，通過維持原來的掃描單位數(shù)，在所限定的小區(qū)域內(nèi)，以和限定前的區(qū)域相同的單位數(shù)進行掃描，可以提高分辨率。
這時，如圖34所示，區(qū)域擴大時的掃描單位角度大，區(qū)域縮小時的掃描單位角度小。因此，在限定的小區(qū)域內(nèi)，容易理解可以進行更細的監(jiān)視。
為了對該限定的小區(qū)域進行監(jiān)視，執(zhí)行圖32所示的處理。
即，在圖32中處理開始后，首先進行掃描單位角度α的設定/讀出(步驟3201)之后，執(zhí)行利用掃描單位角度計算/設定掃描角度坐標(m’，n’)、(m”，n”)的處理(步驟3202)。這樣，掃描單位角度變化后，因區(qū)域的大小變化，掃描的起點和終點變更。
然后，為對掃描裝置的角度的初始化而進行θ’＝(m’，n’)的設定(步驟3203)，進一步，以每個掃描單位角度α移動掃描單位(步驟3206)，在確認到θ’＞(m”，n”)之前的期間(步驟3207為NO)，循環(huán)執(zhí)行發(fā)光處理(步驟3204)以及攝像元件的信息獲取處理(步驟3205)。這時，雖然改變了掃描單位角度，但掃描單位的總數(shù)相同，所以響應速度大致相同。
在確認到θ’＞(m”，n”)后(步驟3207為YES)，執(zhí)行每個掃描單位的信息的合成處理(步驟3208)，抽出與初始數(shù)據(jù)之間的差分的處理(步驟3209)，以及物體信息的抽出以及輸出處理(步驟3210)。其結(jié)果，在圖33以及圖34規(guī)定的限定區(qū)域內(nèi)，通過極細的掃描，可以進行高精度的物體監(jiān)視，在該限定區(qū)域內(nèi)，可以提高識別精度。
最后，本發(fā)明監(jiān)視裝置的應用例的監(jiān)視裝置系統(tǒng)的一例構(gòu)成如圖35所示，用于通過通信實現(xiàn)監(jiān)視裝置之間的連接的軟件構(gòu)成流程圖如圖36所示。
在該實施方案中，采用2臺以上的監(jiān)視裝置進行監(jiān)視，通過在相互間交換有關(guān)物體檢測的信息，有效活用每個監(jiān)視裝置的能力，通過相互的監(jiān)視裝置間的協(xié)作，可以進行更加高效率的侵入物體監(jiān)視。
即，在圖35中，第1監(jiān)視裝置29采用三維區(qū)域中可以進行侵入物體的檢測的檢測裝置101，對在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域31中作為侵入物體的人體30進行監(jiān)視。同樣，第2監(jiān)視裝置28也采用三維區(qū)域中可以進行侵入物體的檢測的檢測裝置101，也對在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域31中作為侵入物體的人體30進行監(jiān)視。在第1監(jiān)視裝置29和第2監(jiān)視裝置28之間，設置有傳遞信息的通信裝置33。在第1監(jiān)視裝置29中具有當在成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域31中發(fā)現(xiàn)侵入物體時、通過通信裝置33向上述第2監(jiān)視裝置28通知該位置的功能。在第2監(jiān)視裝置28中具有當由第1監(jiān)視裝置29通知發(fā)現(xiàn)侵入物體以及該位置時，將監(jiān)視范圍集中在包含該位置的限定區(qū)域32上，并且提高檢測響應性或者提高檢測分辨率進行監(jiān)視的功能。
更具體講，如圖36所示，在第1監(jiān)視裝置側(cè)，循環(huán)執(zhí)行從檢測裝置獲取監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟3601)，與初始數(shù)據(jù)進行比較(步驟3602)，利用差分數(shù)據(jù)抽出侵入物體(步驟3603)，進行位置信息的交換(步驟3604)，這樣獲得的位置信息向第2監(jiān)視裝置通知的通信處理(步驟3605)。
另一方面，在第2監(jiān)視裝置側(cè)，在通信處理(步驟3611)中，接收從第1監(jiān)視裝置發(fā)來的位置信息的通知，據(jù)此判定侵入物體的有無(步驟3612)。
在此，如果不存在侵入物體(步驟3612為NO)，對限定區(qū)域進行復位后(步驟3619)，在初始的最大限度的掃描范圍下，進行從檢測裝置獲取監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟3615)，與初始數(shù)據(jù)進行比較(步驟3616)，抽出侵入物體的信息(步驟3617)，驅(qū)動與侵入物體的狀態(tài)相應的規(guī)定輸出/顯示(步驟3618)的處理。
相對于此，在通信處理(步驟3611)中，當從第1監(jiān)視裝置向第2監(jiān)視裝置通知有關(guān)侵入物體的位置信息后，判定如果有侵入物體(步驟3612為YES)，這時，根據(jù)第1監(jiān)視裝置發(fā)來的位置信息計算出限定區(qū)域(步驟3613)，設置限定區(qū)域數(shù)據(jù)(步驟3614)，對于如35所示的限定區(qū)域32，進行從檢測裝置獲取監(jiān)視數(shù)據(jù)(步驟3615)，與初始數(shù)據(jù)進行比較(步驟3616)，抽出侵入物體的信息(步驟3617)，驅(qū)動與侵入物體的狀態(tài)相應的規(guī)定輸出/顯示(步驟3618)的處理。
這樣，依據(jù)以上說明的監(jiān)視裝置系統(tǒng)，由第1監(jiān)視裝置29檢測出監(jiān)視區(qū)域31內(nèi)的人體30后，由第1監(jiān)視裝置29向第2監(jiān)視裝置28通知該情況，其結(jié)果，在第2監(jiān)視裝置28側(cè)，將監(jiān)視區(qū)域集中在限定區(qū)域上，詳細獲取有關(guān)人體30的信息。這時，如果執(zhí)行上面說明的通過減少掃描單位數(shù)的區(qū)域限定處理，可以提高監(jiān)視人體30的舉動的響應性，又，如果采用限定掃描單位量進行區(qū)域限定的方法，可以高精度監(jiān)視人體30的細微動向。
以上的說明表明，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，不論侵入路徑如何，可以確實可靠進行侵入或者接近的監(jiān)視。
又，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于上述那樣的人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，在實際侵入或者接近之前，可以預測其可能性，并發(fā)出警告等。
又，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于上述那樣的人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，可以在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)任意設定多個危險區(qū)域或者危險物體，可以對每個危險區(qū)域或則危險物體進行侵入或者接近的監(jiān)視，或者同時進行侵入或者接近的預測。
又，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于上述那樣的人體侵入危險區(qū)域的監(jiān)視時，在圍繞危險區(qū)域的周圍區(qū)域中，可以任意將安全通路或者通常作業(yè)路徑等進入許可區(qū)域從監(jiān)視對象區(qū)域除去，提高監(jiān)視精度又，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于上述那樣的人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，可以將任意的物體從危險物體中除去，提高監(jiān)視精度。
又，依據(jù)本發(fā)明，例如適用于上述那樣的人體接近危險區(qū)域的監(jiān)視時，即使危險物體在移動中那樣的狀況下，可以確實可靠地監(jiān)視人體接近該移動物體的情況。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括檢測裝置，其在三維區(qū)域中檢測侵入物體而輸出對應的檢測信息；設定裝置，其用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息；監(jiān)視信息生成裝置，其根據(jù)所述檢測裝置生成的檢測信息和所述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)所述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的所述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息；外部輸出裝置，其向外部輸出與有關(guān)由所述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出，所述檢測裝置包括同軸型光學系統(tǒng)，其由成脈沖狀發(fā)射激光光束的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光光束由物體反射后返回來的反射光的受光裝置、可以讓所發(fā)射的激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成；測距裝置，其根據(jù)激光光束的發(fā)受光時間差采用光雷達法對每個單位掃描角度檢測到反射物的距離，由所述測距裝置檢測的各掃描角度的距離信息作為所述檢測信息而輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，可以讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置包含半導體共振反射器。
3.一種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括檢測裝置，其在三維區(qū)域中檢測侵入物體而輸出對應的檢測信息；設定裝置，其用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息；監(jiān)視信息生成裝置，其根據(jù)所述檢測裝置生成的檢測信息和所述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)所述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的所述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息；外部輸出裝置，其向外部輸出與有關(guān)由所述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出，所述檢測裝置包括光學系統(tǒng)，其由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成；運算裝置，其針對每個單位掃描角度獲取由構(gòu)成所述光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件在侵入物體不存在狀態(tài)下獲取的投影線圖象和存在狀態(tài)下獲取的投影線圖象之間的差分，由所述運算裝置獲取的各掃描角度的所述投影線圖象的差分信息作為所述檢測信息而輸出。
4.一種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括檢測裝置，其在三維區(qū)域中檢測侵入物體而輸出對應的檢測信息；設定裝置，其用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息；監(jiān)視信息生成裝置，其根據(jù)所述檢測裝置生成的檢測信息和所述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)所述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的所述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息；外部輸出裝置，其向外部輸出與有關(guān)由所述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出，所述檢測裝置包括光學系統(tǒng)，其由發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、監(jiān)視所發(fā)射的激光狹縫光的投影線的攝像機或者攝像元件、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成；運算裝置，其針對每個單位掃描角度計算出由構(gòu)成所述光學系統(tǒng)的攝像機或者攝像元件獲取的激光狹縫光的投影線圖象中的最接近點，由所述運算裝置按各掃描角度獲取的最接近點信息作為所述檢測信息而輸出。
5.一種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括檢測裝置，其在三維區(qū)域中檢測侵入物體而輸出對應的檢測信息；設定裝置，其用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息；監(jiān)視信息生成裝置，其根據(jù)所述檢測裝置生成的檢測信息和所述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)所述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的所述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息；外部輸出裝置，其向外部輸出與有關(guān)由所述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出，所述檢測裝置包括同軸型光學系統(tǒng)，其由成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光由物體反射后返回來的反射光的受光裝置、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成；測距裝置，其根據(jù)激光狹縫光的發(fā)受光時間差采用光雷達法按每個單位掃描角度獲取到激光狹縫光的各點的距離中的最接近距離，由所述測距裝置按各掃描角度獲取的最接近距離信息作為所述檢測信息而輸出。
6.一種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括檢測裝置，其在三維區(qū)域中檢測侵入物體而輸出對應的檢測信息；設定裝置，其用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息；監(jiān)視信息生成裝置，其根據(jù)所述檢測裝置生成的檢測信息和所述設定裝置設定的設定信息，生成有關(guān)所述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的所述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息；外部輸出裝置，其向外部輸出與有關(guān)由所述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出或顯示輸出，所述檢測裝置包括光學系統(tǒng)，其由成脈沖狀發(fā)射激光狹縫光的發(fā)光裝置、接收所發(fā)射的激光狹縫光由物體反射后返回來的反射光的光電二極管陣列、可以讓所發(fā)射的激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置構(gòu)成；測距裝置，其對于構(gòu)成所述光學系統(tǒng)的光電二極管陣列的各受光元件，根據(jù)激光狹縫光的發(fā)受光時間差采用光雷達法按每個單位掃描角度檢測到反射物體的距離，由所述測距裝置按每個掃描角度檢測到的到投影線上的各點的距離信息作為所述檢測信息而輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，可以讓激光光束或者激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置包含半導體共振反射器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，可以讓激光光束或者激光狹縫光成面狀照射而進行掃描的掃描裝置的掃描范圍可以變更。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，所述檢測裝置，在可以讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位量的情況下使掃描單位數(shù)減少，可以使有關(guān)所限定的三維監(jiān)視區(qū)域的檢測響應性高速化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的監(jiān)視裝置，其特征在于，所述檢測裝置，在可以讓激光光束成面狀照射而進行掃描的掃描裝置中，通過在不變更掃描單位數(shù)的情況下使掃描單位量減少，可以使有關(guān)所限定的三維監(jiān)視區(qū)域的檢測分辨率提高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種例如在適用于人體進入危險區(qū)域的監(jiān)視或者人體接近危險物體的監(jiān)視時，無論進入路徑如何，都可以確實監(jiān)視其進入或者接近的監(jiān)視裝置。該監(jiān)視裝置包括在三維區(qū)域中檢測侵入物體輸出對應的檢測信息的檢測裝置；用于設定對成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)的侵入物體的位置和動向進行監(jiān)視所必要的信息的設定裝置；根據(jù)上述檢測裝置生成的檢測信息和上述設定裝置設定的設定信息、生成有關(guān)在上述成為監(jiān)視對象的三維區(qū)域內(nèi)上述侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息的監(jiān)視信息生成裝置；向外部輸出與有關(guān)由上述監(jiān)視信息生成裝置生成的侵入物體的位置和動向的監(jiān)視信息相對應的控制輸出和顯示輸出的外部輸出裝置。
文檔編號G08B21/02GK1655197SQ20051005607
公開日2005年8月17日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者赤木哲也 申請人:歐姆龍株式會社