特許 7157763 ラインアレイ検出及び撮像システム

(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】

(24)【登録日】2022-10-12

(45)【発行日】2022-10-20

(54)【発明の名称】ラインアレイ検出及び撮像システム

(51)【国際特許分類】

   G01V 8/10 20060101AFI20221013BHJP

   G01V 8/20 20060101ALI20221013BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20221013BHJP

   H04N 7/18 20060101ALI20221013BHJP

   H04N 5/247 20060101ALI20221013BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20221013BHJP

   G08B 25/00 20060101ALI20221013BHJP

【ＦＩ】

G01V8/10 S

G01V8/20 R

G01B11/00 H

H04N7/18 D

H04N7/18 U

H04N5/247

H04N5/232 290

G08B25/00 510M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019560069

(86)(22)【出願日】2018-01-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-09

(86)【国際出願番号】 US2018015135

(87)【国際公開番号】W WO2018140547

(87)【国際公開日】2018-08-02

【審査請求日】2021-01-13

(31)【優先権主張番号】62/450,447

(32)【優先日】2017-01-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591003493

【氏名又は名称】キャリア コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＲＩＥＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】ハリス，ピーター アール．

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー，ジェニファー エム．

【審査官】岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－０８６６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００７６４１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１０４７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４０２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４７３０２８０（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４２６８８８２（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０００６８９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ ８／１０、８／２０

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｈ０４Ｎ ７／１８、５／２４７、５／２３２

Ｇ０８Ｂ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相対的に移動する物体を監視する方法であって、
画素の第１の一次元アレイを有する第１のラインアレイカメラを使用して、第１の視野内で１つ以上の一次データセットを捕捉することであって、各々の一次データセットは、ある時点における画素の前記第１の一次元アレイからの一次元出力である、前記捕捉することと、
各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、前記第１のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が前記第１の視野内にあると判定することと、
前記物体が前記第１の視野に入ったときの第１の時点を判定することと、
画素の第２の一次元アレイを有する第２のラインアレイカメラを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉することであって、各々の二次データセットは、ある時点における画素の前記第２の一次元アレイからの一次元出力であり、前記第２のラインアレイカメラは、前記第１のラインアレイカメラに対向し、前記第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する、１つ以上の二次データセットを捕捉することと、
各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、前記第２のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が前記第２の視野内にあると判定することと、
前記物体が前記第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、
前記選択された距離、前記一次データセット、及び前記二次データセットに応じて、前記物体のサイズ及び前記物体と前記第１のラインアレイカメラとの間の距離を判定することと、
を含み、
前記物体の前記サイズは、前記第１および第２のラインアレイカメラの間の前記物体の位置、および前記物体がそれぞれ前記一次データセットおよび前記二次データセット内で占める画素数に基づいて判定される、方法。

【請求項2】

前記物体の前記サイズが選択されたサイズ範囲内にあるとき、アラームを起動することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記物体の二次元画像に応じて、前記物体の正体を判定することを更に含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記物体の前記正体に応じて、アラームを起動させることを更に含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

人による検証のために前記物体の二次元画像を伝送することを更に含む、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

検出システムに対して相対的に移動する物体を監視する検出システムであって、
画素の第１の一次元アレイを使用して、第１の視野内で１つ以上の一次データセットを捕捉するように構成された第１のラインアレイカメラであって、各々の一次データセットは、ある時点における画素の前記第１の一次元アレイからの一次元出力である、前記第１のラインアレイカメラと、
画素の第２の一次元アレイを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉するように構成された第２のラインアレイカメラであって、各々の二次データセットは、ある時点における画素の前記第２の一次元アレイからの一次元出力であり、前記第１のラインアレイカメラに対向し、かつ前記第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する、前記第２のラインアレイカメラと、
前記第１のラインアレイカメラおよび前記第２のラインアレイカメラと通信する制御システムであって、前記制御システムは、
各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、前記第１のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が前記第１の視野内にあると判定することと、
前記物体が前記第１の視野に入ったときの第１の時点を判定することと、
各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、前記第２のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が前記第２の視野内にあると判定することと、
前記物体が前記第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、
前記選択された距離、前記一次データセット、及び前記二次データセットに応じて、前記物体のサイズ及び前記物体と前記第１のラインアレイカメラとの間の距離を判定することと、
を含む、動作を実行するように構成される、前記制御システムと、
を含み、
前記物体の前記サイズは、前記第１および第２のラインアレイカメラの間の前記物体の位置、および前記物体がそれぞれ前記一次データセットおよび前記二次データセット内で占める画素数に基づいて判定される、検出システム。

【請求項7】

前記第１のラインアレイカメラは、短波赤外線カメラである、請求項６に記載の検出システム。

【請求項8】

前記第１のラインアレイカメラは、アクティブ照明を利用する、請求項７に記載の検出システム。

【請求項9】

前記物体の前記サイズが選択されたサイズ内にあるときに起動するように構成されたアラームを更に含む、請求項６に記載の検出システム。

【請求項10】

前記動作は、前記物体の二次元画像に応じて、前記物体の正体を判定することを更に含む、請求項６に記載の検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示される主題は概して、物体検出の分野に関し、特に、物体及び物体のいずれかの関連する動作を検出する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、動作検出器は、動作検出のために二次元ビデオカメラまたは超低画素カウントアレイに依存する。二次元ビデオカメラは、良好に作用するが、所与のアプリケーションに典型的には必要なものよりも多くの情報を提供することが多く、それは、コストを引き上げ、プライバシーを低下させ、輸出のコンプライアンスの懸念を有することがある。更に、二次元ビデオシステムはまた、背景信号を減算し、動いている物体を識別するために、進化型分析論に依存する。動作検出のための他の一般的なオプションは、超低画素カウントアレイであるが、超低画素カウントアレイは、画像を生成するのに苦労することが多く、また、高い割合で誤った情報を生成する。いくつかの例では、製造工程の組み立てライン上での品質制御検査の一部として、ラインアレイカメラが使用される。そのようなケースでは、標準状態からの逸脱が監視され、それは、製造の欠陥を示すことができる。画像に重要性はなく、付加価値を提供しない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

一実施形態に従って、相対的に移動する物体を監視する方法が提供される。方法は、画素の第１の一次元アレイを有する第１のラインアレイカメラを使用して、第１の視野内で１つ以上の一次データセットを捕捉することであって、各々の一次データセットは、ある時点における画素の第１の一次元アレイからの一次元出力である、捕捉することと、各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第１のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が第１の視野内にあると判定することと、物体が第１の視野に入ったときの第１の時点を判定することと、を含む。

【0004】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、画素の第２の一次元アレイを有する第２のラインアレイカメラを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉することであって、各々の二次データセットは、ある時点における画素の第２の一次元アレイからの一次元出力であり、第２のラインアレイカメラは、第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する、捕捉することと、各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第２のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が第２の視野内にあると判定することと、物体が第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、第１の時点と第２の時点との間の期間を判定することと、選択された距離及び期間に応じて、物体の速度を判定することと、を含んでもよい。

【0005】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、画素の第２の一次元アレイを有する第２のラインアレイカメラを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉することであって、各々の二次データセットは、ある時点における画素の第２の一次元アレイからの一次元出力であり、第２のラインアレイカメラは、第１のラインアレイカメラに対向し、第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する、捕捉することと、各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第２のラインアレイカメラに対する相対的に移動する物体が第２の視野内にあると判定することと、物体が第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、選択された距離、一次データセット、及び二次データセットに応じて、物体のサイズ及び物体と第１のラインアレイカメラとの間の距離のうちの少なくとも１つを判定することと、を含んでもよい。

【0006】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、物体の速度が選択された速度範囲内にあるとき、アラームを起動させることを含んでもよい。

【0007】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、物体のサイズが選択されたサイズ範囲内にあるとき、アラームを起動させることを含んでもよい。

【0008】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、１つ以上の一次データセット及び物体の速度に応じて、物体の二次元画像を蓄積することを含んでもよい。

【0009】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、二次元画像に応じて、物体の正体を判定することを含んでもよい。

【0010】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、物体の正体に応じて、アラームを起動させることを含んでもよい。

【0011】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、人による検証のために二次元画像を伝送することを含んでもよい。

【0012】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、１つ以上の一次データセット及び物体の速度に応じて、物体の二次元画像を蓄積することと、物体のサイズが選択されたサイズ範囲内にあるとき、人による検証のために二次元画像を伝送することと、を含んでもよい。

【0013】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、方法の更なる実施形態は、第１のラインアレイカメラに対する物体の速度に応じて、物体が構造物に影響を与えると判定することを含んでもよい。

【0014】

別の実施形態に従って、検出システムに対して相対的に移動する物体を監視する検出システムが提供される。検出システムは、画素の第１の一次元アレイを使用して、第１の視野内で１つ以上の一次データセットを捕捉するように構成された第１のラインアレイカメラであって、各々の一次データセットは、ある時点における画素の第１の一次元アレイからの一次元出力である、第１のラインアレイカメラと、第１のラインアレイカメラと通信する制御システムと、を含み、制御システムは、動作を実行するように構成される。動作は、各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第１のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が第１の視野内にあると判定することと、物体が第１の視野に入ったときの第１の時点を判定することと、を含む。

【0015】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、システムの更なる実施形態は、第１のラインアレイカメラが短波赤外線カメラであることを含んでもよい。

【0016】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、システムの更なる実施形態は、第１のラインアレイカメラがアクティブ照明を利用することを含んでもよい。

【0017】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、制御システムと通信し、画素の第２の一次元アレイを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉するように構成された第２のラインアレイカメラを含んでもよく、各々の二次データセットは、ある時点における画素の第２の一次元アレイからの一次元出力であり、第２のラインアレイカメラは、第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する。動作は、各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第２のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が第２の視野内にあると判定することと、物体が第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、第１の時点と第２の時点との間の期間を判定することと、選択された距離及び期間に応じて、物体の速度を判定することと、を更に含む。

【0018】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、制御システムと通信し、画素の第２の一次元アレイを使用して、第２の視野内で１つ以上の二次データセットを捕捉するように構成された第２のラインアレイカメラを含んでもよく、各々の二次データセットは、ある時点における画素の第２の一次元アレイからの一次元出力であり、第２のラインアレイカメラは、第１のラインアレイカメラに対向し、第１のラインアレイカメラから離れた選択された距離に位置する。動作は、各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第２のラインアレイカメラに対して相対的に移動する物体が第２の視野内にあると判定することと、物体が第２の視野に入ったときの第２の時点を判定することと、選択された距離、一次データセット、及び二次データセットに応じて、物体のサイズ及び物体と第１のラインアレイカメラとの間の距離のうちの少なくとも１つを判定することと、を更に含む。

【0019】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、物体の速度が選択された速度内にあるときに起動させるように構成されたアラームを含んでもよい。

【0020】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、物体のサイズが選択されたサイズ内にあるときに起動させるように構成されたアラームを含んでもよい。

【0021】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、動作が、１つ以上の一次データセット及び物体の速度に応じて、物体の二次元画像を蓄積することを更に含むことを含んでもよい。

【0022】

上記説明された特徴のうちの１つ以上に加え、または代替として、検出システムの更なる実施形態は、動作が、二次元画像に応じて、物体の正体を判定することを更に含むことを含んでもよい。

【0023】

本開示の実施形態の技術的効果は、少なくとも１つのラインアレイカメラを使用して物体の存在及び／または物体の速度を検出する能力を含む。

【0024】

上述した特徴及び要素は、他に明確に示されない限り、非排他的に様々な組み合わせで組み合わされてもよい。それらの特徴及び要素と共にそれらの動作は、以下の説明及び添付図面を踏まえて更に明らかになるであろう。しかしながら、以下の説明及び添付図面は本質的に例示的且つ説明的であり、非限定的であることを意図していることを理解されるべきである。

【0025】

上述した特徴及び他の特徴、ならびに開示の利点は、添付図面を併用して以下の詳細な説明から明らかになり、添付図面では、同一の要素は、いくつかの図面において同じように番号付けされる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１（Ａ）～図１（Ｅ）は、開示の実施形態に従った、二次元画像を蓄積するために物体の複数の一次元データセットを捕捉するラインアレイ検出システムの概略図を例示する。

【図2A】開示の実施形態に従った、ラインアレイ検出システムの概略図を例示する。

【図2B】開示の実施形態に従った、図２Ａのラインアレイ検出システムの代替的な配列の概略図を例示する。

【図3】開示の実施形態に従った、図１及び２のラインアレイ検出システムの適用の概略図を例示する。

【図4】開示の実施形態に従った、図１～４のラインアレイ検出システムを使用した物体検出の方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

開示される装置及び方法の１つ以上の実施形態の詳細な説明は、図面を参照して、例示によって、及び限定しないことによって本明細書で提示される。

【0028】

図１（Ａ）～１（Ｅ）は、二次元画像３００を蓄積するために、物体２００の複数の一次元データセット３００ａを捕捉するラインアレイ検出システム１００の概略図を示す。物体２００は、個体の物体、液体、及び／または気体を含むがそれに限定されない、ラインアレイカメラによって捕捉されることが可能ないずれかであってもよい。一実施例では、物体２００は、人間であってもよく、別の実施例では、物体は、燃料の漏れであってもよい。図１（Ａ）～１（Ｅ）は、第１のラインアレイカメラ１１０と称される単一のラインアレイカメラ１１０を表示し、第１のラインアレイカメラ１１０は、図２Ａ及び２Ｂにおいて第２のラインアレイカメラ１２０と共に議論される。第２のラインアレイカメラ１２０及びいずれかの追加のラインアレイカメラは、図１（Ａ）～１（Ｅ）の議論において例示されるように、第１のラインアレイカメラ１１０と同一の能力を有してもよい。第１のラインアレイカメラ１１０及び第２のラインアレイカメラ１２０は各々、画素の一次元アレイ１１０ａ、１２０ａを有する。第１のカメラ１１０は、時間が進むにつれて一次データセットを捕捉し、第２のカメラ１２０は、時間が進むにつれて二次データセットを捕捉する。データセットは、画素のアレイ１１０ａ、１２０ａによって捕捉されるものの一次元デジタル出力である。ラインアレイカメラ１１０、１２０は、例えば、ラインスキャンカメラ、ラインアレイカメラ、または一次元アレイカメラなど、画素の一次元アレイ１１０ａ、１２０ａを使用して一次元データセットを捕捉することが可能ないずれかのカメラであってもよい。

【0029】

図１（Ａ）～１（Ｅ）に示されるように、第１のラインアレイカメラ１１０は、画素の第１の一次元アレイ１１０ａに起因して、非常に狭い視野を有する。物体２００が第１のラインアレイカメラ１１０の第１の視野１１２にわたって移動するにつれて、物体２００の一次元の一次データセット３００ａが記録される（図２Ａ～２Ｂの第２のラインアレイカメラ１２０は、一次元の二次データセットを記録する）。第１のラインアレイカメラ１１０は、第１の視野１１２を通じて移動している物体２００が存在しないときでさえ、データセットを連続して捕捉していることに留意されたい。一次元の一次データセット３００ａは、図１（Ａ）～１（Ｅ）に見られるように、物体２００の完全な画像３００の「スライス」であってもよい。それらのデータセット３００ａは次いで、第１のラインアレイカメラ１１０の第１の視野１１２にわたって移動した物体２００の二次元画像３００を生成するために蓄積されることができる。第１の視野１１２内での物体の検出は、各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて判定されてもよい。これは、組み立てライン上での品質検査に使用される技術と同様であるが、そのケースでは、移動している物体（すなわち、移動しているコンベヤベルト上の部品）の速度は既知であり、したがって、二次元画像が既知の速度及び視野により正確に蓄積されることができる。セキュリティを目的にラインアレイカメラを使用するとき、物体２００は、第１のラインアレイカメラ１１０の視野を通じて異なる速度または異なる方向で移動していることがある。したがって、移動している物体２００の速度及び／または方向を計算するために、第２のラインアレイカメラ１２０が使用されることができる。

【0030】

図２Ａ及び２Ｂは、開示の実施形態に従った、２つのラインアレイカメラ１１０、１２０を使用するラインアレイ検出システム１００の２つの異なる構成を示す。図２Ａ及び２Ｂを参照して、ラインアレイ検出システム１００は、第１のラインアレイカメラ１１０、第２のラインアレイカメラ１２０、及び制御システム１５０を含む。第１のラインアレイカメラ１１０は、画素の第１の一次元アレイを使用して、第１の視野１１２内で１つ以上の一次データセットを捕捉するように構成される。各々の一次データセットは、第１のラインアレイカメラ１１０の画素の第１の一次元アレイ１１０ａによって捕捉されるものの一次元デジタル出力である。第２のラインアレイカメラ１２０は、第１のラインアレイカメラ１１０から離れた選択された距離Ｄ１に位置付けられ、第１のラインアレイカメラ１１０と同様に動作する。第２のラインアレイカメラ１２０は、第２の視野１２２内で１つ以上の二次データセットを捕捉するように構成される。各々の二次データセットは、第２のラインアレイカメラ１２０の画素の第２の一次元アレイ１２０ａによって捕捉されるものの一次元デジタル出力である。物体２００の動作方向は、物体２００が最初に視野１１２、１２２のいずれかに入るかに基づいて判定されることができる。例えば、物体２００が第１の視野１１２を横切り、次いで、第２の視野１２２を横切る場合、物体２００が第１の方向Ｘ１に直進していると判定されてもよい。ラインアレイカメラ１１０、１２０の間の選択された距離Ｄ１、ならびに移動している物体２００が第１のラインアレイカメラ１１０の第１の視野１１２に入るときと第２のカメラ１２０の第２の視野１２２に入るときとの間の期間を使用して、二次元画像を構築するために、物体２００の速度が計算及び使用されることができる（図１（Ａ）～１（Ｅ）に見られるように）。

【0031】

図２Ａは、移動している物体に向かって下方向を見ているラインアレイカメラ１１０、１２０の配列を示す。図２Ｂは、カメラが移動している物体に向かって横方向を見ているラインアレイカメラ１１０、１２０の代替的な配列を示す。当業者によって認識され得るように、ラインアレイカメラは、様々な異なる配列に配置されてもよく、図２Ａ及び２Ｂは、まさにそれらの配列の２つである。加えて、ラインアレイカメラ１１０、１２０は、それらの視野１１２、１２２が相互に対向するように配列されることができる。有利なことに、これは、物体２００のサイズ及び２つのラインアレイカメラ１１０、１２０の間の物体２００の位置に関する追加の情報を提供することができる。物体２００の存在を検出するために単一のラインアレイカメラ１１０、１２０のみが必要とされるが、物体２００の速度及びサイズと共にカメラから離れた距離を検出するために少なくとも２つのラインアレイカメラ１１０、１２０が必要とされる。正確さを高めるために、追加のラインアレイカメラが追加されてもよい。相互に対向する２つのラインアレイカメラ１１０、１２０の間の物体２００の位置を判定するために、各々のラインアレイカメラ１１０、１２０からの２つのデータセットが相互に比較される。特に、物体２００が各々のデータセット内で占める画素（すなわち、ターゲット上の画素）の数である。例えば、物体が第１のラインアレイカメラ１１０についてのターゲット上で１００個の画素を占め、第２のラインアレイカメラ上で２つの画素を占める場合、物体は、第１のラインアレイカメラ１１０により近い。ラインアレイカメラ１１０、１２０の間の物体２００の実際の位置は次いで、各々のデータセットにおける画素の数、各々のラインアレイカメラ１１０、１２０の角度のある視野、及び各々のラインアレイカメラ１１０、１２０の間の測定された距離に応じて計算されることができる。物体２００のサイズは次いで、２つのラインアレイカメラ１１０、１２０の間の物体２００の位置、及び「ターゲット上の画素」の数を使用して判定されてもよい。有利なことに、物体のサイズが指定されたサイズ範囲内にあるときのみ、アラーム１７０が作動されてもよい。

【0032】

有利なことに、一次元データセットを生成する画素の一次元アレイ１１０ａ、１２０ａは、ラインアレイカメラ１１０、１２０の視野１１２、１２２を通じて移動する物体２００のスライスを撮像することのみによって、プライバシーの懸念を減少させることを支援し、背景技術を含まない。加えて、ラインアレイカメラ１１０、１２０のより狭い視野１１２、１２２は、ビデオ（２Ｄ）システムにおいて一般的な妨害／誤った情報のリスクを減少させることを支援することができる。実施形態では、ラインアレイカメラ１１０及び１２０は、短波赤外線（ＳＷＩＲ）カメラであってもよい。有利なことに、ＳＷＩＲカメラは、可視光を必要としないことを理由に、セキュリティの目的で有益であり、したがって、慎重な検出を行うことができる。加えて、ＳＷＩＲ波長はまた、可視カメラの視界を通常は不明瞭にする煙霧などの一般的な大気条件を突き抜けることができる。受動的照明及びアクティブ照明の両方と共にＳＷＩＲカメラが使用されてもよい。受動的照明は、視野１１２、１２２内で物体２００を照らすために周辺光を使用し、アクティブ照明は、視野１１２、１１２内で物体２００を照らすために、例えば、レーザなどの人工光源を使用する。

【0033】

制御システム１５０は、ラインアレイ検出システム１００の動作を制御し、視野１１２、１２２内で物体２００の存在を判定するように構成される。制御システム１５０は、第１のラインアレイカメラ１１０及び第２のラインアレイカメラ１２０と通信する。制御システム１５０は、ラインアレイカメラ１１０、１２０とは別々であってもよく、またはラインアレイカメラ１１０、１２０のうちの１つの中に収容されてもよい。制御システム１５０は、プロセッサ及び関連するメモリを含んでもよい。プロセッサは、同質的または異質的に配列されたフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、またはグラフィックプロセシングユニット（ＧＰＵ）ハードウェアを含む、可能なアーキテクチャの広範囲のアレイのいずれかのシングルプロセッサまたはマルチプロセッサであってもよいが、それらに限定されない。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、または他の電子、光学、磁気、もしくはいずれかの他のコンピュータ可読媒体であってもよいが、それらに限定されない。

【0034】

データセットがラインアレイカメラ１１０、１２０、によって捕捉されると、物体２００が視野１１２、１２２のうちの１つの中で検出されたかどうかを判定するために、データセットが制御システム１５０によって処理される。物体２００が視野１１２、１２２内で検出される場合、コントローラは、アラーム１７０を作動させてもよい。アラーム１７０は、視覚的及び／または可聴的であってもよい。一実施例では、ラインアレイ検出システム１００は、境界上でセットアップされてもよく、セキュリティシステムとして使用されてもよく、よって、ラインアレイ検出システム１００は誰かが境界を横切ることを検出する場合に、アラーム１７０を鳴らす。制御システム１５０はまた、上記説明された速度、軌道、サイズ、及び距離の計算を実行するように構成されてもよい。この情報を使用して、制御システム１５０は、アラーム１７０をオフに設定する前に、物体２００が誤った情報であるかどうかを判定するアルゴリズムを使用することができる。セキュリティシステムについてのこの実施例として、アラーム１７０は、犬が庭にいるときに抑制されてもよい。物体２００のサイズに基づいて、アルゴリズムは、それが侵入者でないと判定してもよい。更に、制御システム１５０は、単一のラインアレイカメラ１１０、１２０によって捕捉された複数のデータセットに応じて、二次元画像を蓄積することが可能である。例えば、物体２００の複数の一次元データセットは、それが視野を通じて移動するにつれて捕捉されてもよく、よって、制御システム１５０は、物体２００の二次元画像を構成するために、それらの一次元データセットを共に蓄積してもよい。更に、制御システム１５０は、視覚的認識を通じて、物体２００の正体を判定してもよい。例えば、上記境界のセキュリティの実施例に続く実施例として、アラーム１７０は、物体２００の正体が無害のリスであると制御システム１５０が判定する場合に作動させなくてもよいが、物体２００の正体が人間である場合に作動させてもよい。加えて、制御システム１５０はまた、人による検証のために二次元画像を伝送するために通信デバイス１５６を利用してもよい。有利なことに、二次元画像は、物体のサイズが指定された速度範囲内、指定されたサイズ範囲内で移動しているときのみ伝送されてもよく、及び／またはアルゴリズムは、物体の正体が対象の１つであると判定する。これは、制御システム１５０が物体の正体を判定することができない場合に行われてもよく、またはまさに制御システム１５０の標準的な動作手順として行われてもよい。例えば、いくつかの境界パトロールの代表は、制御システム１５０によって判定された正体に関わらず、ラインアレイカメラ１１０、１２０によって捕捉され、制御システム１５０によって蓄積されたあらゆる画像をレビューすることを望む場合がある。他の実施形態では、領域を単純に監視し、アラームを鳴らさないが、代わりに、後に使用するためのデータを提供するために、ラインアレイ検出システム１００が使用されてもよい。

【0035】

ここで、図１及び２を続けて参照して、図３を参照する。図３は、本開示の実施形態に従った、物体検出のために使用されるラインアレイ検出システム１００を示す。図３は、本開示の実施形態を組み込み得る航空機２の斜視図を示す。航空機２は、本体部１０を通じて機種部６から機尾部８に延在する機体４を含む。本体部１０は、乗員室１５及び客室１６を含む航空機キャビン１４を収容する。本体部１０は、第１の翼１７及び第２の翼１８を支持する。第１の翼１７は、第１の翼型部２３を通じて第１の根部２０から第１の先端部２１に延在する。第１の翼型部２３は、前縁２５及び後縁２６を含む。第２の翼１８は、第２の翼型部３３を通じて第２の根部（図示せず）から第２の先端部３１に延在する。第２の翼型部３３は、前縁３５及び後縁３６を含む。機尾部８は、スタビライザ３８を含む。図３に見られるように、ラインアレイ検出システム１００は、航空機２の第１の翼１７上に取り付けられてもよい。ラインアレイ検出システム１００は、衝突の監視が望まれる場所に応じて、航空機２の様々な他の構造物上に取り付けられてもよい。図３の実施形態では、第１の翼１７による潜在的な影響を検出するために、ラインアレイ検出システム１００が使用されている。上記説明されたように、ラインアレイ検出システム１００は、第１のラインアレイカメラ１１０を利用する。第１のラインアレイカメラ１１０は、第１の翼１７の前方で外に突き出た第１の視野１１２を有する。ラインアレイ検出システム１００は、物体２００が第１の翼１７に影響を与えると制御システム１５０が判定する場合に、アラーム１７０を作動させるように構成されてもよい。図３に例示される実施例は、ラインアレイ検出システム１００の適用の一実施例であり、いずれかの方式において限定することを意図していない。更に、ラインアレイカメラ１１０、１２０が構造物上に位置しているか否かに関わらず、様々な構造物に対する影響を検出するために、ラインアレイ検出システム１００が使用されてもよい。

【0036】

ここで、図１～３の構成要素を参照すると共に、図４を参照する。図４は、開示の実施形態に従った、ラインアレイ検出システム１００を使用した物体２００の検出の方法４００のフローチャートを示す。ブロック４０４において、第１の視野１１２内の１つ以上の一次データセットは、画素の第１の一次元アレイ１１０ａを有する第１のラインアレイカメラ１１０を使用して捕捉される。各々の一次データセットは、ある時点における画素の第１の一次元アレイ１１０ａからの一次元出力である。ブロック４０６において、各々の一次データセット内の変動及び各々の一次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第１のラインアレイカメラ１１０に対して相対的に移動する物体２００が第１の視野１１２内にあると判定される。ブロック４０８において、物体２００が第１の視野１１２に入ったときの第１の時点が判定される。

【0037】

ブロック４１０において、第２の視野１２２内の１つ以上の二次データセットは、画素の第２の一次元アレイ１２０ａを有する第２のラインアレイカメラ１２０を使用して捕捉される。二次データセットは、一次データセットと同時または一次データセットよりも前に捕捉されてもよいことに留意されたい。各々の二次データセットは、ある時点における画素の第２の一次元アレイ１２０ａからの一次元出力である。第２のラインアレイカメラ１２０は、第１のラインアレイカメラ１１０から離れた選択された距離Ｄ１に位置する。ブロック４１２において、各々の二次データセット内の変動及び各々の二次データセットの間の変動のうちの少なくとも１つに応じて、第２のラインアレイカメラ１２０に対して相対的に移動する物体２００が第２の視野１２２内にあると判定される。ブロック４１４において、物体が第２の視野１２２に入ったときの第２の時点が判定される。第２の時点は、第１の時点と同時または第１の時点よりも前であってもよいことに留意されたい。

【0038】

上記言及されたように、第１の時点及び第２の時点が判定されると、制御システム１５０は、物体の速度及び物体の軌道を判定することも可能であってもよい。更に、第１のラインアレイカメラ１１０及び第２のラインアレイカメラ１２０が相互に対向している場合、物体２００のサイズ及び物体２００からラインアレイカメラ１１０、１２０への距離が次いで判定されてもよい。コントローラはまた、上記説明されたように、二次元画像を形成するためにデータセットを共に蓄積するように構成されてもよい。蓄積されると、人による検証のために二次元画像が送信されてもよく、または視覚的認識技術を通じて制御システム１５０によって正体が判定されてもよい。実施形態では、ラインアレイカメラ１１０、１２０は、短波赤外線カメラであってもよい。

【0039】

上記説明は、特定の順序にある図４のフローの処理を説明してきたが、添付の特許請求の範囲において他に特に要求されない限り、ステップの順序が変わってもよいことを認識されるべきである。

【0040】

上記説明されたように、実施形態は、プロセッサなど、それらの処理を実施するためのプロセッサによって実行される処理及びデバイスの形式にあることができる。実施形態はまた、ネットワーククラウド記憶装置、ＳＤカード、フラッシュドライブ、フロッピディスケット、ＣＤ ＲＯＭ、ハードドライブ、またはいずれかの他のコンピュータ可読記憶媒体など、有形媒体において具体化された命令を含むコンピュータプログラムコードの形式にあることができ、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されるとき、コンピュータは、実施形態を実施するためのデバイスになる。実施形態はまた、例えば、記憶媒体に記憶されるかに関わらず、コンピュータにロードされ及び／またはコンピュータによって実行されるかに関わらず、またはいくつかの伝送媒体を通じて伝送されるかに関わらず、コンピュータプログラムコードの形式にあることができ、コンピュータにロードされ及び／またはコンピュータによって実行されてもよく、電気配線もしくはケーブリングを通じて、ファイバオプティックを通じて、もしくは電磁気放射を介してなど、いくつかの伝送媒体を通じて伝送されてもよく、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されるとき、コンピュータは、実施形態を実施するためのデバイスになる。汎用マイクロプロセッサ上で実行されるとき、コンピュータプログラムコードセグメントは、特定の論理回路を作成するようにマイクロプロセッサを構成する。

【0041】

用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、本出願の時点で利用可能な機器に基づいた特定の量の測定と関連付けられた誤差の程度を含むことを意図している。例えば、「約」は、所与の値のプラスマイナス８％、５％、または２％の範囲を含むことができる。

【0042】

本明細書で使用される技術用語は、特定の実施形態を説明することを目的としているにすぎず、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、コンテキストが明確に他を示さない限り、複数形をも含むことを意図している。更に、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用されるとき、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことを理解されよう。

【0043】

例示的な実施形態または実施形態（複数可）を参照して本開示が説明されてきたが、本開示の範囲を逸脱することなく、それらの要素に対して様々な変更が行われてもよく、同等物が置き換えられてもよいことが当業者によって理解されよう。加えて、本開示の教示に特定の状況または材料を適合させるために、その必須の範囲から逸脱することなく、多くの修正が行われてもよい。したがって、本開示は、本開示を実施するために考慮される最良モードとして開示される特定の実施形態に限定されないが、本開示は、請求項の範囲内にある全ての実施形態を含むことを意図している。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】