特許 6603290 複数のセンサを備えた物体監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6603290

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】複数のセンサを備えた物体監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01V 8/10 20060101AFI20191028BHJP

   G01S 17/88 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   G01V8/10 S

   G01S17/88

【請求項の数】13

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-208182(P2017-208182)

(22)【出願日】2017年10月27日

(65)【公開番号】特開2019-78725(P2019-78725A)

(43)【公開日】2019年5月23日

【審査請求日】2019年1月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 稔

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 淳

(72)【発明者】

【氏名】高橋 祐輝

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２００５−０１０５３９４（ＫＲ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０６０６０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−１０５０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１６５２６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０７４５１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１１１０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５１２９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５１０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９９９０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｖ ８／００〜８／２６

Ｇ０１Ｓ １７／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対応する空間領域を測定する第１の測距センサ及び第２の測距センサと、
前記第１の測距センサの測定データと前記空間領域の中に定めた監視領域の情報とに基づき、前記監視領域に物体が存在するか否かを判定する第１の判定部と、
前記第２の測距センサの測定データと前記監視領域の外側で設定した外側所定距離の情報とに基づき、前記外側所定距離まで拡がる拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第２の判定部と、
前記第１の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときに、前記第１の測距センサの測定データに基づく前記監視領域の判定結果として第１の物体検知信号を出力する第１の信号出力部と、
前記第１の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第２の判定部が前記拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、前記第２の測距センサの測定データに基づく前記監視領域の判定結果として第２の物体検知信号を出力する第２の信号出力部と、
を備え、
前記第２の判定部は、前記第２の測距センサの測定データと前記監視領域の情報とに基づき、前記監視領域に物体が存在するか否かを判定し、
前記第１の判定部は、前記第１の測距センサの測定データと前記外側所定距離の情報とに基づき、前記拡張領域に物体が存在するか否かを判定し、
前記第２の信号出力部は、前記第２の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときに、前記第２の物体検知信号を出力し、
前記第１の信号出力部は、前記第２の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第１の判定部が前記拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、前記第１の物体検知信号を出力する、
物体監視装置。

【請求項2】

互いに対応する空間領域を測定する第１の測距センサ及び第２の測距センサと、
前記第１の測距センサの測定データと前記空間領域の中に定めた監視領域の情報とに基づき、前記監視領域に物体が存在するか否かを判定するとともに、前記第１の測距センサの測定データと前記監視領域の外側で設定した外側所定距離の情報とに基づき、前記外側所定距離まで拡がる拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第１の判定部と、
前記第２の測距センサの測定データと前記監視領域の情報とに基づき、前記監視領域に物体が存在するか否かを判定するとともに、前記第２の測距センサの測定データと前記外側所定距離の情報とに基づき、前記拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第２の判定部と、
前記第１の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときに、前記第１の判定部による前記監視領域の判定結果として第１の物体検知信号を出力する第１の信号出力部と、
前記第２の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときに、前記第２の判定部による前記監視領域の判定結果として第２の物体検知信号を出力する第２の信号出力部と、
前記第１の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第２の判定部が前記拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、前記第２の信号出力部に前記第２の物体検知信号を出力させ、前記第２の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第１の判定部が前記拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、前記第１の信号出力部に前記第１の物体検知信号を出力させる判定調整部と、
を備える物体監視装置。

【請求項3】

前記第１の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第２の判定部が前記拡張領域に物体が存在しないと判定した場合、又は前記第２の判定部が前記監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ前記第１の判定部が前記拡張領域に物体が存在しないと判定した場合に、物体監視装置の故障と判断する故障判断部をさらに備える、請求項１又は２に記載の物体監視装置。

【請求項4】

前記故障判断部が前記故障と判断したときに、前記故障を報知するための故障信号を出力する故障信号出力部をさらに備える、請求項３に記載の物体監視装置。

【請求項5】

前記故障判断部が前記故障と判断したときに、前記拡張領域に物体が存在しないと判定した前記第２の判定部に関連付けられる前記第２の信号出力部に前記第２の物体検知信号を出力させるか、又は前記拡張領域に物体が存在しないと判定した前記第１の判定部に関連付けられる前記第１の信号出力部に前記第１の物体検知信号を出力させる信号出力調整部をさらに備える、請求項３又は４に記載の物体監視装置。

【請求項6】

前記第１の判定部及び前記第２の判定部の各々は、前記監視領域に物体が存在するか否かを判定すると同時並行で、前記拡張領域に物体が存在するか否かを判定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項7】

前記第１の判定部及び前記第２の判定部の一方が前記監視領域に物体が存在すると判定したときに、前記第１の判定部及び前記第２の判定部の他方が、前記拡張領域に物体が存在するか否かの判定処理を起動する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項8】

前記第１の判定部又は前記第２の判定部は、前記測定データに基づき、前記監視領域と前記監視領域の外側に存在する物体との間の距離を求め、該距離が前記外側所定距離以下のときに、前記拡張領域に物体が存在すると判定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項9】

前記第１の判定部及び前記第２の判定部の各々の判定結果を表示するための処理を行う判定結果表示処理部をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項10】

前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサの各々が測定した物体を前記監視領域及び前記拡張領域とともに画像表示するための処理を行う環境表示処理部をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項11】

前記外側所定距離は、前記第１の測距センサと前記第２の測距センサとを用いた前記監視領域の監視動作の不一致の要因を引数に持つ拡張距離関数を用いて求められ、前記引数は、
前記空間領域における前記監視領域の位置若しくは形状、
前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサの周囲温度、
前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサの測定精度の誤差、
前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサの測定周期、
前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサの測定動作の実行タイミング差、又は
前記監視領域と前記第１の測距センサ及び前記第２の測距センサとの位置関係、
を表す、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項12】

前記第１の測距センサと前記第２の測距センサとは、互いに同じ方向を向いて配置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【請求項13】

前記第１の判定部はさらに、前記第１の測距センサから前記監視領域までの第１空間に物体が存在するか否かを判定し、
前記第１の信号出力部はさらに、前記第１の判定部が前記第１空間に物体が存在すると判定したときに、前記第１の物体検知信号を出力し、
前記第２の判定部はさらに、前記第２の測距センサから前記監視領域までの第２空間に物体が存在するか否かを判定し、
前記第２の信号出力部はさらに、前記第２の判定部が前記第２空間に物体が存在すると判定したときに、前記第２の物体検知信号を出力する、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の物体監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のセンサを備えた物体監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空間領域を測定するセンサを用いて当該空間領域に存在する物体を監視する物体監視装置が知られている。例えば特許文献１は、スペクトラム拡散方式によるレーダ装置を用いて所望領域内の物体を監視する領域監視方法及びその装置を開示する。特許文献１には、複数のレーダが互いに一部異なる領域を監視する構成と、複数のレーダが互いに同一の領域を監視する構成とが記載されている。また特許文献２は、焦電センサ等のセンサを用いて監視領域内の物体の存在を検出する物体検出装置を開示する。特許文献２の物体検出装置は、センサの検出出力に基づいて物体有無を判定する判定手段と、センサが故障したときに、物体有無の判定結果に関わらず危険を示す信号を発生する信号処理手段とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−２５７９１９号公報

【特許文献2】特開平８−１２２４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

物体監視装置を備えたシステムにおいて、予期しない不具合により監視領域内の物体を検出できないような状況に対処し監視動作の信頼性及び安全性を向上するべく、互いに対応する空間領域を測定する複数の物体監視装置を使用し、それら物体監視装置により共通の監視領域を冗長的に監視するように構成する場合がある。しかしながらこの構成では、個々の物体監視装置が備えるセンサの仕様が異なる場合や、同一仕様のセンサでも測定精度や測定分解能の誤差、環境での設置位置や設置姿勢の誤差等の、設計値に対する誤差を含む場合があり、また複数の物体監視装置の間に、それぞれのセンサの測定データの取得タイミングや処理速度の差、それぞれの設置場所の環境条件（例えば温度や振動）の差等の、内的又は外的要因による性能差が存在する場合がある。このような場合には、複数の物体監視装置の処理結果の間にずれが生じ、そのずれが監視動作の信頼性や安全性を損なうことが懸念される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、互いに対応する空間領域を測定する第１の測距センサ及び第２の測距センサと、第１の測距センサの測定データと空間領域の中に定めた監視領域の情報とに基づき、監視領域に物体が存在するか否かを判定する第１の判定部と、第２の測距センサの測定データと監視領域の外側で設定した外側所定距離の情報とに基づき、外側所定距離まで拡がる拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第２の判定部と、第１の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときに、第１の測距センサの測定データに基づく監視領域の判定結果として第１の物体検知信号を出力する第１の信号出力部と、第１の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ第２の判定部が拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、第２の測距センサの測定データに基づく監視領域の判定結果として第２の物体検知信号を出力する第２の信号出力部と、を備え、第２の判定部は、第２の測距センサの測定データと監視領域の情報とに基づき、監視領域に物体が存在するか否かを判定し、第１の判定部は、第１の測距センサの測定データと外側所定距離の情報とに基づき、拡張領域に物体が存在するか否かを判定し、第２の信号出力部は、第２の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときに、第２の物体検知信号を出力し、第１の信号出力部は、第２の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ第１の判定部が拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、第１の物体検知信号を出力する、物体監視装置である。

【0006】

本開示の他の態様は、互いに対応する空間領域を測定する第１の測距センサ及び第２の測距センサと、第１の測距センサの測定データと空間領域の中に定めた監視領域の情報とに基づき、監視領域に物体が存在するか否かを判定するとともに、第１の測距センサの測定データと監視領域の外側で設定した外側所定距離の情報とに基づき、外側所定距離まで拡がる拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第１の判定部と、第２の測距センサの測定データと監視領域の情報とに基づき、監視領域に物体が存在するか否かを判定するとともに、第２の測距センサの測定データと外側所定距離の情報とに基づき、拡張領域に物体が存在するか否かを判定する第２の判定部と、第１の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときに、第１の判定部による監視領域の判定結果として第１の物体検知信号を出力する第１の信号出力部と、第２の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときに、第２の判定部による監視領域の判定結果として第２の物体検知信号を出力する第２の信号出力部と、第１の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ第２の判定部が拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、第２の信号出力部に第２の物体検知信号を出力させ、第２の判定部が監視領域に物体が存在すると判定したときで且つ第１の判定部が拡張領域に物体が存在すると判定した場合に、第１の信号出力部に第１の物体検知信号を出力させる判定調整部と、を備える物体監視装置である。

【発明の効果】

【0007】

一態様に係る物体監視装置では、第１のセンサ及び第２のセンサを用いて共通の監視領域が冗長的に監視されるので、監視領域に対する監視動作の信頼性及び安全性が向上する。複数の物体監視装置を備える従来のシステム構成においては、個々の物体監視装置が備えるセンサの仕様が異なる場合や、同一仕様のセンサでも測定精度や測定分解能の誤差、環境での設置位置や設置姿勢の誤差等の、設計値に対する誤差を含む場合があり、また、複数の物体監視装置の間に、それぞれのセンサの測定データの取得タイミングや処理速度の差、それぞれの設置場所の環境条件（例えば温度や振動）の差等の、内的又は外的要因による性能差が存在する場合がある。これに対し、一態様に係る物体監視装置によれば、第１のセンサを用いた監視領域の監視動作を基準動作とした上で、第２のセンサによる測定対象空間を監視領域の外側所定距離まで拡がる拡張領域とすることで、両センサに上記した仕様の違い、誤差、性能差等が内在する場合にも、従来であれば複数のセンサの測定データやその処理結果の間に生じていたずれを、外側所定距離の分だけ余裕を持って実行される第２のセンサ側の余裕監視動作によって吸収することができる。したがって物体監視装置によれば、第１及び第２のセンサを用いた監視領域の監視動作の、誤差や性能差等に起因する不一致を解消して、監視動作の信頼性や安全性を確保することができる。

【0008】

他の態様に係る物体監視装置は、上記した効果と同等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】物体監視装置の一実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図2】物体監視装置の空間的配置の一例を、監視領域及び拡張領域の一例と共に模式的に示す図である。

【図3】物体監視装置の空間的配置の他の例を、監視領域及び拡張領域の一例と共に模式的に示す図である。

【図4】監視領域及び拡張領域の変形例を模式的に示す図である。

【図5A】監視領域及び拡張領域の一例を互いに分離して模式的に示す図である。

【図5B】監視領域及び拡張領域の他の例を互いに分離して模式的に示す図である。

【図6】物体監視装置の監視動作の一例を示す図である。

【図7】物体監視装置の他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図8】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図9】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図10】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図11】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図12】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図13】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。

【図14】物体監視装置のさらに他の実施形態の構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

【0011】

図１は、物体監視装置１０の一実施形態の構成を機能ブロックで示す。図２及び図３は、物体監視装置１０の空間的配置の例を模式的に示す。物体監視装置１０は、互いに対応する空間領域Ｒを測定する第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２と、第１のセンサ１２−１の測定データＤ１に基づき、空間領域Ｒの中に定めた監視領域Ａに物体（図２及び図３では物体Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃ。以下、何らかの「もの」を「物体Ｏ」と総称する。）が存在するか否かを判定する第１の判定部１４−１と、第２のセンサ１２−２の測定データＤ２に基づき、監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定する第２の判定部１４−２と、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、第１のセンサ１２−１の測定データに基づく監視領域Ａの判定結果として第１の物体検知信号Ｓ１を出力する第１の信号出力部１６−１と、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第２のセンサ１２−２の測定データに基づく監視領域Ａの判定結果として第２の物体検知信号Ｓ２を出力する第２の信号出力部１６−２とを備える。

【0012】

物体監視装置１０はさらに、第２の判定部１４−２が、第２のセンサ１２−２の測定データＤ２に基づき、監視領域Ａに物体Ｏが存在するか否かを判定し、第１の判定部１４−１が、第１のセンサ１２−１の測定データＤ１に基づき、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定するように構成できる。この構成では、第２の信号出力部１６−２は、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、第２のセンサ１２−２の測定データに基づく監視領域Ａの判定結果として第２の物体検知信号Ｓ２を出力する。そして第１の信号出力部１６−１は、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第１の判定部１４−１が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第１のセンサ１２−１の測定データに基づく監視領域Ａの測定結果として第１の物体検知信号Ｓ１を出力する。

【0013】

第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２の各々は、空間領域に存在する物体までの距離と方向とを三次元測定する測距センサである。本開示において採用可能な測距センサとしては、投光光学系と受光光学系とを有する三角測距式の測定装置、２台の撮像装置（例えばＣＣＤカメラ）を用いるステレオ測距式の測定装置、電波の反射遅延時間を利用するレーダ、光（レーザや近赤外光）の反射遅延時間を利用するＴＯＦセンサ等を挙げることができる。なお本開示は測距センサの構成を限定するものではない。また、空間において任意の点（三次元座標）が所定の三次元領域内に有るか否かを判定する手法は様々な手法が提案されており、本開示は当該判定手法を限定するものではない。

【0014】

第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とは、例えば互いに同一の仕様を有し、互いに対応する空間領域Ｒを三次元測定する。第１のセンサ１２−１は、空間領域Ｒに存在する物体Ｏまでの、第１のセンサ１２−１からの距離及び方向を測定できる。第２のセンサ１２−２は、空間領域Ｒに存在する物体Ｏまでの、第２のセンサ１２−２からの距離及び方向を測定できる。

【0015】

例えば図２に示すように、第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とを、互いに同じ方向を向く（つまり両センサ１２−１、１２−２の視野が実質的同一の方向へ広がる）ように配置できる。この構成では、第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とを互いに可及的に近接させて配置することにより、両センサ１２−１、１２−２が冗長的に測定し得る空間領域Ｒを広く取ることができる。また、同一仕様の第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２を実質的同一の位置から同じ方向に向けて配置すれば、両センサ１２−１、１２−２が測定する物体Ｏの像は実質的に同一となり、例えばいずれか一方のセンサが障害物等により物体Ｏを測定できなくなる状況を回避できる。なお本開示において「同じ方向」とは、設計上は完全同一の方向を向くように第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とを構成する一方で、製造や設置の過程で生じ得る誤差をその方向性に含み得ることを意味する。

【0016】

また、例えば図３に示すように、第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とを、互いに異なる方向を向く（つまり両センサ１２−１、１２−２の視野が互いに角度を成す方向へ広がる）ように配置できる。この構成は、第１のセンサ１２−１と第２のセンサ１２−２とを互いに離隔して配置する場合に有効であって、それらセンサ１２−１、１２−２の視野（図の破線扇形部分）や離隔距離に応じた相対角度を設定することにより、両センサ１２−１、１２−２が冗長的に測定し得る空間領域Ｒを広く取ることができる。

【0017】

図２及び図３に示すように、空間領域Ｒの中の任意の位置に、第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２の各々を用いて監視する共通の監視領域Ａが予め定められる。監視領域Ａは、任意形状の三次元的広がりを有する限定された空間領域である。物体監視装置１０は、監視領域Ａの中に存在する物体Ｏの動向を、第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２の各々の測定データＤ１、Ｄ２を用いて監視することができる。監視領域Ａの形状としては、立方体（図示）、直方体、球等の単純形状や、その他任意の立体形状を採用できる。監視領域Ａの形状、寸法、位置等は例えば、物体監視装置１０を装備する監視システムの設計者が適宜に設定できる。

【0018】

図２及び図３に示すように、拡張領域Ｂは、空間領域Ｒの中で監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる形状の三次元的広がりを有する限定された空間領域である。図示の拡張領域Ｂは、監視領域Ａをそのまま外側所定距離ｄまで拡張した形状（つまり監視領域Ａを包含する形状）を有する。監視領域Ａから拡張領域Ｂへの拡張は、図示のように三次元的全方位へ一様な距離ｄだけ拡張する構成であってもよいし、例えば図４に示すように、必要に応じて所定の方向へ他の方向よりも広く拡張する（つまり方向によって距離ｄが異なる）構成であってもよい。また、空間領域Ｒに監視領域Ａを定めるときに所定形状の拡張領域Ｂを予備的に定めるようにしてもよいし、或いは、必要な外側所定距離ｄを予め記憶して監視領域Ａを外側所定距離ｄまで拡張して得られる範囲を事後的に拡張領域Ｂとして扱うようにしてもよい。

【0019】

図５Ａは、図２及び図３に示す監視領域Ａ及び拡張領域Ｂを、それらの寸法関係を維持しつつ互いに分離して示す模式図である。また図５Ｂは、図５Ａに対応する図で、図２及び図３に示す監視領域Ａ及び拡張領域Ｂの他の例を互いに分離して示す模式図である。物体監視装置１０が、第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の各々が監視領域Ａ及び拡張領域Ｂの双方における物体Ｏの有無を判定するように構成される場合、拡張領域Ｂは、監視領域Ａを包含する形状（図５Ａ）に限定されず、監視領域Ａを外側所定距離ｄの範囲で三次元的に包囲する形状（図５Ｂ）を有することができる。

【0020】

拡張領域Ｂが監視領域Ａを包含する構成及び包囲する構成のいずれの構成においても、拡張領域Ｂの形状、寸法、位置等は例えば、物体監視装置１０を装備する監視システムの設計者が、後述するセンサ間の誤差や性能差等を考慮して監視領域Ａを基準に適宜に設定してもよい。このときの拡張領域Ｂの形状としては、立方体、直方体、球等の単純形状や、その他任意の立体形状を採用できる。また、より厳密に外側所定距離ｄを求める手法として、本開示で定義される「拡張距離関数」を用いることができる。拡張距離関数を用いた場合、例えば、図４に示す拡張領域Ｂの形状を、空間領域Ｒにおける監視領域Ａの位置や形状等に応じて最適化することができる。拡張距離関数については後に詳述する。

【0021】

第１の判定部１４−１及び第２の判定部１４−２の各々は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは第１の判定部１４−１及び第２の判定部１４−２の各々は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。第１の判定部１４−１は、第１のセンサ１２−１の測定データＤ１と監視領域Ａの位置及び形状とを取得し、測定データＤ１に対し必要に応じて三次元座標変換等の処理を行って、第１のセンサ１２−１が測定した物体Ｏが監視領域Ａの中に入っているか否かを判定する。第２の判定部１４−２は、第２のセンサ１２−２の測定データＤ２と拡張領域Ｂの位置及び形状とを取得し、測定データＤ２に対し必要に応じて三次元座標変換等の処理を行って、第２のセンサ１２−２が測定した物体Ｏが拡張領域Ｂの中に入っているか否かを判定する。同様に、第１の判定部１４−１は、第１のセンサ１２−１の測定データＤ１と拡張領域Ｂの位置及び形状とを取得して、第１のセンサ１２−１が測定した物体Ｏが拡張領域Ｂの中に入っているか否かを判定でき、また第２の判定部１４−２は、第２のセンサ１２−２の測定データＤ２と監視領域Ａの位置及び形状とを取得して、第２のセンサ１２−２が測定した物体Ｏが監視領域Ａの中に入っているか否かを判定できる。

【0022】

拡張領域Ｂの物体有無の判定は、例えば、拡張領域Ｂを表す空間座標データを生成し、第１のセンサ１２−１又は第２のセンサ１２−２の測定データＤ１、Ｄ２が示す座標が拡張領域Ｂの中に有るか否かを判定することにより実行できる。或いは、拡張領域Ｂを表す空間座標データを生成せずに、第１の判定部１４−１又は第２の判定部１４−２が、測定データＤ１、Ｄ２に基づき、監視領域Ａと監視領域Ａの外側に存在する物体Ｏとの間の距離を求め、当該距離が外側所定距離ｄ以下のときに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定することもできる。後者の構成では、空間領域Ｒに所定形状の拡張領域Ｂを予め定める必要が無い。

【0023】

第１の信号出力部１６−１及び第２の信号出力部１６−２の各々は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは第１の信号出力部１６−１及び第２の信号出力部１６−２の各々は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。第１の信号出力部１６−１は、第１の判定部１４−１（及び必要に応じ第２の判定部１４−２）の判定結果に応じて第１の物体検知信号Ｓ１を出力する。第２の信号出力部１６−２は、第２の判定部１４−２（及び必要に応じ第１の判定部１４−１）の判定結果に応じて第２の物体検知信号Ｓ２を出力する。第１の信号出力部１６−１及び第２の信号出力部１６−２の各々は、第１の物体検知信号Ｓ１及び第２の物体検知信号Ｓ２を、例えば信号処理装置、表示装置、報知装置等の外部機器（図示せず）に出力することができる。

【0024】

物体監視装置１０では、第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２を用いて共通の監視領域Ａが冗長的に監視されるので、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性及び安全性が向上する。複数の物体監視装置により所定領域を監視する従来のシステム構成においては、個々の物体監視装置が備えるセンサの仕様が異なる場合や、同一仕様のセンサでも測定精度や測定分解能の誤差、環境での設置位置や設置姿勢の誤差等の、設計値に対する誤差を含む場合があり、また、複数の物体監視装置の間に、それぞれのセンサの測定データの取得タイミングや処理速度の差、それぞれの設置場所の環境条件（例えば温度や振動）の差等の、内的又は外的要因による性能差が存在する場合がある。このような場合には、複数のセンサの測定データやその処理結果の間にずれが生じ、そのずれが監視動作の信頼性や安全性を損なうことが懸念される。また、測定データや処理結果の間に生じたずれが、上記した誤差や性能差等に起因するものなのか、或いは装置故障によるものなのかの判別が困難であり、許容し得る誤差や性能差等が原因の場合にも装置故障として過剰に対処することが危惧される。物体監視装置１０は、以下に説明するように、このような課題を解決することができる。

【0025】

まず図２及び図３を参照して、物体監視装置１０の監視動作を説明する。第１の判定部１４−１は、第１のセンサ１２−１が測定した物体Ｏが監視領域Ａの中に有る場合に、監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定する。第１の信号出力部１６−１は、その基準動作として、第１の判定部１４−１による監視領域Ａでの物体存在の判定結果を受けて、第１のセンサ１２−１が監視領域Ａを測定した結果としての第１の物体検知信号Ｓ１を出力する。第１の判定部１４−１が、第１のセンサ１２−１が測定した物体Ｏが監視領域Ａに存在しないと判定した場合には、第１の信号出力部１６−１は、第１の物体検知信号Ｓ１を出力しない。

【0026】

例えば図２及び図３において、全体が監視領域Ａの中に有る物体Ｏａが存在する場合、及び一部分が監視領域Ａの中に有る物体Ｏｂが存在する場合の、いずれの場合も、第１の判定部１４−１は監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定し、第１の信号出力部１６−１はその基準動作として第１の物体検知信号Ｓ１を出力する。他方、全体が監視領域Ａの外に有る物体Ｏｃしか存在しない場合、第１の判定部１４−１は監視領域Ａに物体Ｏが存在しないと判定し、第１の信号出力部１６−１は第１の物体検知信号Ｓ１を出力しない。

【0027】

第２の判定部１４−２は、第２のセンサ１２−２が測定した物体Ｏが拡張領域Ｂの中に有る場合に、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定する。第２の信号出力部１６−２は、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第２のセンサ１２−２が監視領域Ａを測定した結果としての第２の物体検知信号Ｓ２を出力する。すなわち第２の信号出力部１６−２は、第１の判定部１４−１による監視領域Ａでの物体存在の判定結果が得られていることを条件に、第２の判定部１４−２による拡張領域Ｂでの物体存在の判定結果に従って、監視領域Ａに物体Ｏが存在することを示す第２の物体検知信号Ｓ２を出力する。

【0028】

例えば、全体が拡張領域Ｂの中に有る物体Ｏが存在する場合、及び一部分が拡張領域Ｂの中に有る物体Ｏが存在する場合の、いずれの場合も、第２の判定部１４−２は拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定する。他方、全体が拡張領域Ｂの外に有る物体Ｏしか存在しない場合、第２の判定部１４−２は拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定する。物体Ｏが拡張領域Ｂに存在しないと判定された場合、通常、第２の信号出力部１６−２は第２の物体検知信号Ｓ２を出力しないが、後述するように第２の物体検知信号Ｓ２を出力する構成とすることもできる。

【0029】

上記構成を有する物体監視装置１０によれば、第１のセンサ１２−１を用いた監視領域Ａの監視動作を基準動作とした上で、第２のセンサ１２−２による測定対象空間を監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる拡張領域Ｂとすることで、両センサ１２−１、１２−２に前述した誤差や性能差等が内在する場合にも、従来であれば複数のセンサの測定データやその処理結果の間に生じていたずれを、外側所定距離ｄの分だけ余裕を持って実行される第２のセンサ１２−２側の余裕監視動作によって吸収することができる。したがって物体監視装置１０によれば、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２を用いた監視領域Ａの監視動作の、誤差や性能差等に起因する不一致を解消して、監視動作の信頼性や安全性を確保することができる。

【0030】

また追加機能として、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、第２の信号出力部１６−２が第２の物体検知信号Ｓ２を出力し、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第１の判定部１４−１が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第１の信号出力部１６−１が第１の物体検知信号Ｓ１を出力するように構成すれば、第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２のいずれか一方を用いた監視動作を基準動作として、第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２の他方を用いて前述した余裕監視動作を実行することにより、両センサ１２−１、１２−２を用いた監視領域Ａの監視動作の、誤差や性能差等に起因する不一致を解消して、監視動作の信頼性や安全性を確保することができる。

【0031】

前述したように、監視領域Ａの監視動作の不一致が生じ得る要因としては、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２における、仕様の相違、測定精度や測定分解能の誤差、環境での設置位置や設置姿勢の誤差、測定データの取得タイミングや処理速度の差、設置場所の環境条件（温度や振動）の差等が考えられる。例えばこれらの要因の中で、測定精度の誤差については、センサ１２−１、１２−２から監視領域Ａまでの距離が大きくなるに従い想定するべき誤差量が大きくなる（つまり監視領域Ａとセンサ１２−１、１２−２との位置関係で誤差量が変わる）ことがある。また測定精度はセンサ１２−１、１２−２の周囲温度に影響される場合がある。監視領域Ａとセンサ１２−１、１２−２との位置関係は、物体監視装置１０を環境に設置した後に設定されるものであり、センサ１２−１、１２−２の周囲温度は監視動作の実行中に変動し得るものである。したがって、監視領域Ａとセンサ１２−１、１２−２との位置関係の情報やセンサ１２−１、１２−２の周囲温度の情報等を引数に持つ「拡張距離関数」を定義して予め設定し、この拡張距離関数により監視領域Ａに対する拡張量（つまり外側所定距離ｄ）を求めて拡張領域Ｂを生成することで、物体監視装置１０は、第１のセンサ１２−１又は第２のセンサ１２−２を用いて行う前述した余裕監視動作の実効性を向上でき、監視領域Ａの監視動作の信頼性や安全性を一層高めることができる。

【0032】

上記した監視動作の不一致を解消する物体監視装置１０の作用及び効果について、物体監視装置１０の監視動作の一例を示す図６を参照してさらに説明する。図示の監視動作を実行する物体監視装置１０は、第１のセンサ１２−１、第１の判定部１４−１及び第１の信号出力部１６−１を含む第１の監視系統と、第２のセンサ１２−２、第２の判定部１４−２及び第２の信号出力部１６−２を含む第２の監視系統との双方が、基準動作として監視領域Ａを監視するとともに、必要に応じ余裕監視動作として拡張領域Ｂを監視する構成を有する。

【0033】

図６において、上段の５行のラインＩ〜Ｖは第１のセンサ１２−１を用いた監視動作を左から右への時系列で表し、下段の５行のラインＶＩ〜Ｘは第２のセンサ１２−２を用いた監視動作を左から右への時系列で表す。ラインＩ及びＶＩはそれぞれ、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の測定動作を表す。ラインＩＩ及びＶＩＩはそれぞれ、第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定処理動作を表す。ラインＩＩＩ及びＶＩＩＩはそれぞれ、監視領域Ａに対する第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定結果を表し、ＨＡが物体有り、ＬＡが物体無しを示す。ラインＩＶ及びＩＸはそれぞれ、拡張領域Ｂに対する第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定結果を表し、ＨＢが物体有り、ＬＢが物体無しを示す。ラインＶ及びＸはそれぞれ、物体監視装置１０において第１及び第２の信号出力部１６−１、１６−２が出力する第１及び第２の物体検知信号Ｓ１、Ｓ２の動作を表し、ＨＳが出力有り、ＬＳが出力無しを示す。

【0034】

図６に示す例において、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の各々は、一般的な測距センサと同様に所定の周期Ｔで対象を測定する。この例では、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２は同一仕様であるが、各センサ１２−１、１２−２を動作させる発信器の発信周波数の、設計値に対する誤差により、実際にはそれぞれ周期Ｔ１（≒Ｔ）及びＴ２（≒Ｔ）で測定動作を実行するものとする（Ｉ及びＶＩ）。図示の例ではさらに、両センサ１２−１、１２−２の測定動作の実行タイミング差δが生じているものとする（Ｉ及びＶＩ）。実行タイミング差δは、−Ｔ／２≦δ≦Ｔ／２の範囲で徐々に変化し得る。このような状況下で、第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定処理動作に、実行タイミング差δに相当する時間的なずれが生じている（ＩＩ及びＶＩＩ）。実行タイミング差δは、例えば両センサ１２−１、１２−２の測定動作を同期する手段を設けることにより低減できるが、僅かに残留する場合がある。

【0035】

図６に示す例は、物体Ｏが、外部から拡張領域Ｂに進入した後に監視領域Ａの中まで進入し、さらに監視領域Ａから拡張領域Ｂを経て外部に退出するように移動する状況での、物体Ｏを監視する監視動作を示している。図６において、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の各々は、周期Ｔ１、Ｔ２で反復する測定動作のうち、左から３番目の測定動作で監視領域Ａに存在する物体Ｏを測定し、右から３番目の測定動作で監視領域Ａに物体Ｏが存在しなくなった状況を測定している。第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の各々は、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の各々の測定データＤ１、Ｄ２を所定時間で判定処理し、監視領域Ａにおける物体有無の判定結果を出力する（ＩＩＩ及びＶＩＩＩ）。また、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の各々は、周期Ｔ１、Ｔ２で反復する測定動作のうち、左端の測定動作で拡張領域Ｂに存在する物体Ｏを測定し、右から２番目の測定動作で拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しなくなった状況を測定している。第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の各々は、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の各々の測定データＤ１、Ｄ２を所定時間で判定処理し、拡張領域Ｂにおける物体有無の判定結果を出力する（ＩＶ及びＩＸ）。

【0036】

ここで、拡張領域Ｂを考慮しない従来の物体監視装置に相当する構成を考察すると、監視領域Ａのみに対する測定データに基づいて第１及び第２の信号出力部１６−１、１６−２が出力する物体検知信号は、第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定結果を表すラインＩＩＩ及びＶＩＩＩから理解されるように、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の測定動作の実行タイミング差δに相当する時間的なずれを互いに生じることになる。このとき仮に物体Ｏが、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定する時刻ｔ１の直後に静止すると、物体検知信号の時間的なずれが大きくなることもある。２台のセンサの測定データに基づく物体検知信号に時間的なずれが生じていると、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性が損なわれる。しかも、物体検知信号のずれがセンサの誤差に起因するのか物体監視装置の故障に起因するのかを容易には判別できないので、適切な対策を講ずることが困難であり、その結果、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性が損なわれている状況が継続する場合がある。

【0037】

これに対し、拡張領域Ｂを考慮する物体監視装置１０では、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定する時刻ｔ１よりも遅れて、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定する（ＩＩＩ及びＶＩＩＩ）が、その時点で既に第２の判定部１４−２は、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定している（ＩＸ）ので、第２の信号出力部１６−２は、第１の信号出力部１６−１が第１の物体検知信号Ｓ１の出力を開始する時刻ｔ１と同じ時刻ｔ１に、第２の物体検知信号Ｓ２の出力を開始する（Ｖ及びＸ）。また、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在しなくなったと判定する時刻ｔ２よりも先に、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在しなくなったと判定する（ＩＩＩ及びＶＩＩＩ）が、その時点ではまだ第１の判定部１４−１は、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定している（ＩＶ）ので、第１の信号出力部１６−１は、時刻ｔ２まで第１の物体検知信号Ｓ１の出力を継続する。そして第１の信号出力部１６−１は、第２の信号出力部１６−２が第２の物体検知信号Ｓ２の出力を終了する時刻ｔ２と同じ時刻ｔ２に、第１の物体検知信号Ｓ１の出力を終了する（Ｖ及びＸ）。

【0038】

このようにして、物体監視装置１０では、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の測定動作、並びに第１及び第２の判定部１４−１、１４−２の判定処理動作に、時間的なずれが生じているにも拘らず、第１の物体検知信号Ｓ１と第２の物体検知信号Ｓ２とが同期して出力されることになる。しかも第１及び第２の物体検知信号Ｓ１、Ｓ２は、拡張領域Ｂにおける物体有無の判定結果に裏打ちされたものとなっている。その結果、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性及び安全性を確保できる。

【0039】

また上記例から理解されるように、拡張領域Ｂの拡張量に相当する外側所定距離ｄを前述した拡張距離関数により求めることで、第１のセンサ１２−１又は第２のセンサ１２−２を用いて行う余裕監視動作（ＩＶ又はＩＸ）の実効性を向上できる。拡張距離関数は、例えば、物体監視装置１０の設計者が、第１及び第２のセンサ１２−１、１２−２の性能や組合せ、監視領域Ａとセンサ１２−１、１２−２との距離等に応じて適宜に設定してもよい。

【0040】

上記例においては、第１の判定部１４−１及び第２の判定部１４−２はいずれも、監視領域Ａに物体Ｏが存在するか否かの判定と拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定とを、同時並行処理で実行している。これに限定されず、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定処理を起動するように構成することもできる。また、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、第１の判定部１４−１が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定処理を起動するように構成することもできる。

【0041】

同時並行処理の場合、前述したように第１の物体検知信号Ｓ１の出力を開始する時刻ｔ１と同じ時刻ｔ１に第２の物体検知信号Ｓ２の出力を開始できる反面、２つの処理を並行に進めるための計算能力が必要となる。これに対し、監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定処理を起動する構成では、拡張領域Ｂの判定処理に要する時間（例えば数ｍｓ）だけ信号出力が遅れるが、必要な計算能力は小さく済む場合がある。これら処理方式の選択は、物体監視装置１０に要求される処理時間やコスト、物体監視装置１０の用途等に応じて決めることができる。

【0042】

物体監視装置１０は２台以上の所望個数のセンサを備えることができる。すなわち物体監視装置１０は、互いに対応する空間領域Ｒを測定するｎ個のセンサ１２（１２−１、１２−２、...１２−ｎ）と、個々のセンサ１２の測定データＤに基づき監視領域Ａ又は拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定するｎ個の判定部１４（１４−１、１４−２、...１４−ｎ）と、個々の判定部１４の判定結果に従い個々のセンサ１２による監視領域Ａの測定結果として物体検知信号Ｓを出力するｎ個の信号出力部１６（１６−１、１６−２、...１６−ｎ）とを備えることができる。この場合、ｎ個のセンサ１２、ｎ個の判定部１４及びｎ個の信号出力部１６のうちそれぞれ少なくとも１つが前述した第１のセンサ１２−１、第１の判定部１４−１及び第１の信号出力部１６−１に相当し、ｎ個のセンサ１２、ｎ個の判定部１４及びｎ個の信号出力部１６のうちそれぞれ少なくとも他の１つが前述した第２のセンサ１２−２、第２の判定部１４−２及び第２の信号出力部１６−２に相当する構成とすることができる。互いに関連付けられる１つのセンサ１２と１つの判定部１４と１つの信号出力部１６とを各々が有する３つ以上の監視系統を備える構成とすれば、前述した効果と同等の効果に加えて、監視領域Ａの監視動作の信頼性が一層向上する効果が奏される。

【0043】

図７は、複数のセンサを備える他の実施形態による物体監視装置２０の構成を機能ブロックで示す。物体監視装置２０は、「監視系統」を構成要素として明示した点以外は前述した物体監視装置１０と同様の構成を有するものであって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその詳細説明を省略する。

【0044】

物体監視装置２０は、互いに対応する空間領域Ｒ（図２及び図３）を測定する複数のセンサ１２（図では第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２）と、複数のセンサ１２の測定データＤ（図では測定データＤ１及び測定データＤ２）に基づき、空間領域Ｒの中に定めた共通の監視領域Ａ（図２及び図３）に物体Ｏ（図２及び図３）が存在するか否かをセンサ毎に判定する複数の判定部１４（図では第１の判定部１４−１及び第２の判定部１４−２）と、複数の判定部１４のそれぞれが監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、個々の判定部１４に関連付けられる個々のセンサ１２による監視領域Ａの測定結果として物体検知信号Ｓ（図では第１の物体検知信号Ｓ１及び第２の物体検知信号Ｓ２）を判定部毎に出力する複数の信号出力部１６（図では第１の信号出力部１６−１及び第２の信号出力部１６−２）とを備える。物体監視装置２０はさらに、互いに関連付けられる１つのセンサ１２と１つの判定部１４と１つの信号出力部１６とを各々が有する複数の監視系統２２（図では第１の監視系統２２−１及び第２の監視系統２２−２）を備える。複数の監視系統２２の各々（例えば監視系統２２−２）において、判定部１４（第２の判定部１４−２）は、測定データＤ（測定データＤ２）に基づき、監視領域Ａの外側所定距離ｄ（図２及び図３）まで拡がる拡張領域Ｂ（図２及び図３）に物体Ｏが存在するか否かを判定し、信号出力部１６（第２の信号出力部１６−２）は、他の１つの監視系統２２（例えば監視系統２２−１）における判定部１４（第１の判定部１４−１）が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ自系統の判定部１４（第２の判定部１４−２）が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、物体検知信号Ｓ（第２の物体検知信号Ｓ２）を出力する。

【0045】

物体監視装置２０では、拡張領域Ｂの拡張量に相当する外側所定距離ｄは、複数の判定部１４の間に定義される前述した拡張距離関数により求めることができる。また物体監視装置２０では、複数の判定部１４の各々は、監視領域Ａに物体Ｏが存在するか否かを判定すると同時並行で、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定することができる。或いは物体監視装置２０では、少なくとも１つの判定部１４が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、他の判定部１４が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定処理を起動することもできる。なお複数の監視系統２２の各々は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは複数の監視系統２２の各々は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。

【0046】

上記構成を有する物体監視装置２０は、前述した物体監視装置１０と同等の効果を奏する。すなわち、物体監視装置２０では、複数のセンサ１２を用いて共通の監視領域Ａが冗長的に監視されるので、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性及び安全性が向上する。しかも物体監視装置２０によれば、少なくとも１つの監視系統２２における監視領域Ａの監視動作を基準動作とした上で、他の監視系統２２における監視対象空間を監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる拡張領域Ｂとすることで、複数のセンサ１２に前述した誤差や性能差等が内在する場合にも、従来であれば複数の監視系統の間に生じていた監視動作のずれを、外側所定距離ｄの分だけ余裕を持って実行される他の監視系統２２の余裕監視動作によって吸収することができる。したがって物体監視装置２０によれば、複数の監視系統２２における監視領域Ａの監視動作の不一致を解消して、監視動作の信頼性や安全性を確保することができる。また、外側所定距離ｄを拡張距離関数により予め設定することにより、物体監視装置２０は、監視系統２２における余裕監視動作の実効性を向上でき、監視領域Ａの監視動作の信頼性や安全性を一層高めることができる。

【0047】

図８は、複数のセンサを備えるさらに他の実施形態による物体監視装置３０の構成を機能ブロックで示す。物体監視装置３０は、「判定調整部」を構成要素として備えた点以外は前述した物体監視装置１０と同様の構成を有するものであって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその詳細説明を省略する。

【0048】

物体監視装置３０は、互いに対応する空間領域Ｒ（図２及び図３）を測定する複数のセンサ１２（図では第１のセンサ１２−１及び第２のセンサ１２−２）と、１つのセンサ１２（例えば第１のセンサ１２−１）の測定データＤ（測定データＤ１）に基づき、空間領域Ｒの中に定めた共通の監視領域Ａ（図２及び図３）に物体Ｏ（図２及び図３）が存在するか否かを判定するとともに、監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定する１つの判定部１４（図では第１の判定部１４−１）と、他のセンサ１２（例えば第２のセンサ１２−２）の測定データＤ（測定データＤ２）に基づき、監視領域Ａに物体Ｏが存在するか否かを判定するとともに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定する他の判定部１４（図では第２の判定部１４−２）と、１つの判定部１４（例えば第１の判定部１４−１）が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、当該判定部１４による監視領域Ａの判定結果として物体検知信号Ｓ（第１の物体検知信号Ｓ１）を出力する１つの信号出力部１６（図では第１の信号出力部１６−１）と、他の判定部１４（例えば第２の判定部１４−２）が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、当該判定部１４による監視領域Ａの判定結果として物体検知信号Ｓ（第２の物体検知信号Ｓ２）を出力する他の信号出力部１６（図では第２の信号出力部１６−２）とを備える。

【0049】

物体監視装置３０はさらに、複数の判定部１４のうちいずれか１つの判定部１４が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ他の判定部１４が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、当該他の判定部１４に関連付けられる信号出力部１６に物体検知信号Ｓを出力させる判定調整部３２を備える。例えば判定調整部３２は、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第２の信号出力部１６−２に第２の物体検知信号Ｓ２を出力させ、また、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第１の判定部１４−１が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に、第１の信号出力部１６−１に第１の物体検知信号Ｓ２を出力させる。

【0050】

物体監視装置３０では、拡張領域Ｂの拡張量に相当する外側所定距離ｄは、複数の判定部１４の間に定義される前述した拡張距離関数により求めることができる。また物体監視装置３０では、複数の判定部１４の各々は、監視領域Ａに物体Ｏが存在するか否かを判定すると同時並行で、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かを判定することができる。或いは物体監視装置３０では、少なくとも１つの判定部１４が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときに、他の判定部１４が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在するか否かの判定処理を起動することもできる。なお判定調整部３２は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは判定調整部３２は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。また判定調整部３２の機能を、少なくとも１つの判定部１４や少なくとも１つの信号出力部１６に持たせることもできる。

【0051】

上記構成を有する物体監視装置３０は、前述した物体監視装置１０と同等の効果を奏する。すなわち、物体監視装置３０では、複数のセンサ１２を用いて共通の監視領域Ａが冗長的に監視されるので、監視領域Ａに対する監視動作の信頼性及び安全性が向上する。しかも物体監視装置３０によれば、少なくとも１つのセンサ１２を用いた監視領域Ａの監視動作を基準動作とした上で、他のセンサ１２による測定対象空間を監視領域Ａの外側所定距離ｄまで拡がる拡張領域Ｂとすることで、複数のセンサ１２に前述した誤差や性能差等が内在する場合にも、従来であれば複数のセンサの測定データやその処理結果の間に生じていたずれを、外側所定距離ｄの分だけ余裕を持って実行される他のセンサ１２側の余裕監視動作によって吸収することができる。したがって物体監視装置３０によれば、複数のセンサ１２を用いた監視領域Ａの監視動作の不一致を解消して、監視動作の信頼性や安全性を確保することができる。また、外側所定距離ｄを拡張距離関数により予め設定することにより、物体監視装置３０は、センサ１２を用いて行う余裕監視動作の実効性を向上でき、監視領域Ａの監視動作の信頼性や安全性を一層高めることができる。

【0052】

物体監視装置１０、２０、３０においては、例えば、第１の信号出力部１６−１が第１の物体検知信号Ｓ１を出力する一方で第２の信号出力部１６−２が第２の物体検知信号Ｓ２を出力しない場合に、使用者は、第２の信号出力部１６−２が有する特徴的構成（つまり第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定した場合に第２の物体検知信号Ｓ２を出力する構成）に照らして、センサ間の誤差や性能差が要因ではなく物体監視装置１０、２０、３０が故障していると判断することが可能になる。これは、拡張領域Ｂの拡張量（外側所定距離ｄ）を、複数のセンサ１２に内在する前述した誤差や性能差等に起因して複数の判定部１４の判定結果の間に生じ得る誤差に対応する大きさとすることで得られる効果である。使用者が故障判断したときの復旧作業等の実施については、物体監視装置１０、２０、３０の用途等に応じて多様な基準を設けることができる。例えば、多数の信号出力部１６が物体検知信号Ｓを出力する一方で、他の１つの信号出力部１６のみが物体検知信号Ｓを出力しない状況において、使用者が物体監視装置１０、２０、３０を故障と判断した後に復旧作業等をどのように実施するかは、物体監視装置１０、２０、３０の用途等に応じて決めることができる。

【0053】

物体監視装置１０、２０、３０には様々な機能を追加することができる。以下、図９〜図１４を参照して、物体監視装置１０の構成に種々の機能を追加したさらに他の実施形態による物体監視装置の構成を説明する。図９〜図１４に示す物体監視装置は、追加機能（追加構成要素）を備えた点以外は前述した物体監視装置１０と同様の構成を有するものであって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその詳細説明を省略する。なお以下に説明する種々の追加機能は、同様に物体監視装置２０、３０にも適用できる。

【0054】

図９に示す物体監視装置４０は、前述した物体監視装置１０の構成要素に追加して、複数の判定部１４のうちいずれか１つの判定部が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ他の１つの判定部が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した場合に、物体監視装置４０の故障と判断する故障判断部４２をさらに備える。例えば故障判断部４２は、第１の判定部１４−１が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第２の判定部１４−２が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した場合に、物体監視装置４０の故障と判断することができる。或いは故障判断部４２は、第２の判定部１４−２が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ第１の判定部１４−１が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した場合に、物体監視装置４０の故障と判断することができる。

【0055】

故障判断部４２は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは故障判断部４２は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。故障判断部４２は、複数の判定部１４の判定結果を常時又は随時に参照して、物体監視装置４０が故障しているか否かの判断を実行する。

【0056】

物体監視装置４０によれば、前述した物体監視装置１０の効果に加えて、物体監視装置４０が故障しているか否かの判断が、物体監視装置４０自体によって自動で行われる効果が奏される。

【0057】

図１０に示す物体監視装置５０は、前述した物体監視装置１０の構成要素に追加して、複数の判定部１４のうちいずれか１つの判定部１４が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ他の１つの判定部１４が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した場合に、物体監視装置５０の故障と判断する故障判断部５２（図９の故障判断部４２に相当）と、故障判断部５２が物体監視装置５０の故障と判断したときに、故障を報知するための故障信号Ｓｆを出力する故障信号出力部５４とをさらに備える。

【0058】

故障判断部５２及び故障信号出力部５４の各々は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは故障判断部５２及び故障信号出力部５４の各々は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。故障判断部５２は、複数の判定部１４の判定結果を常時又は随時に参照して、物体監視装置５０が故障しているか否かの判断を実行する。故障信号出力部５４は、故障判断部５２の判断結果を常時又は随時に参照して、故障という判断結果が出たときに故障信号Ｓｆを外部機器に出力する。

【0059】

物体監視装置５０によれば、前述した物体監視装置１０の効果に加えて、物体監視装置５０が故障しているか否かの判断が、物体監視装置５０自体によって自動で行われ、しかも物体監視装置５０が自己の故障を自動判断したときに、故障信号Ｓｆにより、例えば故障の事実を使用者に報知できる効果が奏される。

【0060】

図１１に示す物体監視装置６０は、前述した物体監視装置１０の構成要素に追加して、複数の判定部１４のうちいずれか１つの判定部１４が監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定したときで且つ他の１つの判定部１４が拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した場合に、物体監視装置６０の故障と判断する故障判断部６２（図９の故障判断部４２に相当）と、故障判断部６２が物体監視装置６０の故障と判断したときに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した判定部１４に関連付けられる信号出力部１６に物体検知信号Ｓを出力させる信号出力調整部６４とをさらに備える。例えば信号出力調整部６４は、故障判断部６２が故障を判断したときに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した第２の判定部１４−２に関連付けられる第２の信号出力部１６−２に第２の物体検知信号Ｓ２を出力させるか、又は拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した第１の判定部１４−１に関連付けられる第１の信号出力部１６−１に第１の物体検知信号Ｓ１を出力させることができる。

【0061】

故障判断部６２及び信号出力調整部６４の各々は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは故障判断部６２及び信号出力調整部６４の各々は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。故障判断部６２は、複数の判定部１４の判定結果を常時又は随時に参照して、物体監視装置６０が故障しているか否かの判断を実行する。信号出力調整部６４は、故障判断部６２の判断結果を常時又は随時に参照して、故障という判断結果が出たときに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した判定部１４に関連付けられる信号出力部１６に物体検知信号Ｓを出力させる。

【0062】

物体監視装置６０によれば、前述した物体監視装置１０の効果に加えて、物体監視装置６０が故障しているか否かの判断が、物体監視装置６０自体によって自動で行われ、しかも物体監視装置６０が自己の故障を自動判断したときに、拡張領域Ｂに物体Ｏが存在しないと判定した判定部１４に関連付けられる信号出力部１６が、監視領域Ａに物体Ｏが存在すると判定した判定部１４に関連付けられる信号出力部１６と同様に、物体検知信号Ｓを出力するので、監視領域Ａに物体Ｏが存在する場合に実施すべき対策を故障時にも迅速に実施できる効果が奏される。なお、図１０の物体監視装置５０に、信号出力調整部６４に相当する構成要素を付加することもできる。

【0063】

図１２に示す物体監視装置７０は、前述した物体監視装置１０の構成要素に追加して、複数の判定部１４の各々の判定結果を表示するための処理を行う判定結果表示処理部７２をさらに備える。

【0064】

判定結果表示処理部７２は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは判定結果表示処理部７２は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。判定結果表示処理部７２は、複数の判定部１４の判定結果を常時又は随時に参照して、当該判定結果を点滅光や画像等によって表示するための処理を実行する。

【0065】

物体監視装置７０によれば、前述した物体監視装置１０の効果に加えて、個々の判定部１４が監視領域Ａ又は拡張領域Ｂに物体Ｏが存在すると判定したか否かを、外部の表示装置に点滅光や画像等によって表示できる効果が奏される。なお、図９〜図１１の物体監視装置４０、５０、６０に、判定結果表示処理部７２に相当する構成要素を付加することもできる。

【0066】

図１３に示す物体監視装置８０は、前述した物体監視装置１０の構成要素に追加して、複数のセンサ１２の各々が測定した物体Ｏを監視領域Ａ及び拡張領域Ｂと共に画像表示するための処理を行う環境表示処理部８２をさらに備える。

【0067】

環境表示処理部８２は、例えば電算機のＣＰＵ（中央処理装置）等のプロセッサを機能させるためのソフトウェアとして構成できる。或いは環境表示処理部８２は、例えば当該ソフトウェアの処理の一部又は全部を実行可能なプロセッサ等のハードウェアとして構成できる。環境表示処理部８２は、複数のセンサ１２の測定データＤを常時又は随時に参照して、別途取得した監視領域Ａ及び拡張領域Ｂのデータと共に物体Ｏを画像表示するための処理を実行する。

【0068】

物体監視装置８０によれば、前述した物体監視装置１０の効果に加えて、空間領域Ｒにおける物体Ｏと監視領域Ａ及び拡張領域Ｂとの位置関係を、二次元又は三次元の画像によって表示できる効果が奏される。なお、図９〜図１２の物体監視装置４０、５０、６０、７０に、環境表示処理部８２に相当する構成要素を付加することもできる。

【0069】

上記した物体監視装置１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０はさらに、個々のセンサ１２と監視領域Ａとの間の空間に存在する物体Ｏに対する監視機能を有することができる。この構成では、例えば図１４に示すように、第１の判定部１４−１（図１）はさらに、第１のセンサ１２−１から監視領域Ａまでの第１空間Ｑ１に物体Ｏが存在するか否かを判定し、第１の信号出力部１６−１（図１）はさらに、第１の判定部１４−１が第１空間Ｑ１に物体Ｏが存在すると判定したときに、第１の物体検知信号Ｓ１（図１）を出力し、第２の判定部１４−２（図１）はさらに、第２のセンサ１２−２から監視領域Ａまでの第２空間Ｑ２に物体Ｏが存在するか否かを判定し、第２の信号出力部１６−２（図１）はさらに、第２の判定部１４−２が第２空間Ｑ２に物体Ｏが存在すると判定したときに、第２の物体検知信号Ｓ２（図１）を出力する。

【0070】

物体監視装置１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０の使用環境において、監視領域Ａと個々のセンサ１２との間の空間（第１空間Ｑ１、第２空間Ｑ２）に物体Ｏが存在した場合、当該物体Ｏにより遮蔽される監視領域Ａの一部分に対して判定部１４が物体Ｏの有無を判定できない状況が生じ得る。このような状況を想定し、上記したように、判定部１４が当該空間（第１空間Ｑ１、第２空間Ｑ２）に物体Ｏが存在すると判定したときに信号出力部１６が物体検知信号Ｓを出力するように構成すれば、センサ１２が監視領域Ａの一部分を測定できない場合も当該部分に物体Ｏが存在するものとして処理することができる。その結果、例えば人の進入を禁止する危険領域を監視領域として設定する適用において、物体監視装置１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０が常に安全側に動作する効果が得られる。

【0071】

以上、本発明の種々の実施形態の構成を図面に基づいて説明したが、本発明は上述した構成に限定されず、特許請求の範囲の開示範囲内で様々な修正を施すことができる。

【符号の説明】

【0072】

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０ 物体監視装置
１２−１ 第１のセンサ
１２−２ 第２のセンサ
１４−１ 第１の判定部
１４−２ 第２の判定部
１６−１ 第１の信号出力部
１６−２ 第２の信号出力部
２２−１ 第１の監視系統
２２−２ 第２の監視系統
３２ 判定調整部
４２、５２、６２ 故障判断部
５４ 故障信号出力部
６４ 信号出力調整部
７２ 判定結果表示処理部
８２ 環境表示処理部
Ａ 監視領域
Ｂ 拡張領域
ｄ 外側所定距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】