DE10310767B4

DE10310767B4 - Monitor

Info

Publication number: DE10310767B4
Application number: DE10310767.3A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Akagi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: CN1444009A; CN2622673Y; CN1991929B; CN1991929A; JP4006577B2; US7164116B2; DE10310767A1; CN1655197B; CN1655197A; JP2003272061A; US20030234347A1; CN1287329C

Abstract

Monitor aufweisend: Nachweismittel (101) zur Feststellung eines eindringenden Objekts in einem dreidimensionalen Bereich und Ausgeben entsprechender Nachweisinformation, wobei die Nachweismittel (101) ein optisches System, welches mehrere Kameras oder Bildaufnahmeelemente verwendet, Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Bildern, die von den betreffenden Kameras oder Bildaufnahmeelementen, die das optische System aufbauen, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewonnen sind, und Bildern, die in einem Zustand mit dem eindringenden Objekt gewonnen sind, und Messmittel zur Messung des Abstandes zum eindringenden Objekt nach dem Prinzip der Triangulation auf der Grundlage von Differenzinformation, die von den Berechnungsmitteln für jede Kamera oder jedes Bildaufnahmeelement erhalten ist, womit Abstandsinformation zum eindringenden Objekt, gemessen mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgegeben wird, enthalten; Einstellmittel (102) zur Einstellung von Information, die für die Überwachung der Position oder von Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, notwendig ist, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, wenigstens einen Bereich oder mehr in dem dreidimensionalen Bereich als spezifischen Überwachungsbereich einzustellen; Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) zur Erzeugung von Überwachungsinformation betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, auf der Grundlage der mit den Nachweismitteln (101) erzeugten Nachweisinformation und der Einstellinformation mit den Einstellmitteln (102), wobei die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) Information erzeugen, ob das eindringende Objekt in den spezifischen Überwachungsbereich vorgerückt ist oder nicht; und Externausgabemittel (104) zur Ausgabe einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß der Überwachungsinformation betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts, die mit den Überwachungsinformationserzeugungsmitteln erzeugt worden ist, nach außen, wobei die Externausgabemittel (104) eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe entsprechend dem spezifischen Überwachungsbereich, wohin das eindringende Objekt vorgerückt ist, nach außen ausgeben.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Monitor, der Nachweismittel verwendet, die ein Nachweisen eines in einen dreidimensionalen Bereich eindringenden Objekts ermöglichen, genauer bezieht sich die Erfindung auf einen Monitor, der es ermöglicht, die Lage oder Tätigkeiten eines solchen in einem dreidimensionalen Bereich eindringenden Objekts, das ein Überwachungsobjekt sein soll, mit einem hohen Grad an Freiheit festzustellen.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlicherweise wurde auf dem Gebiet der FA (Fabrikautomatisierung) und dgl. zur Überwachung eines in einem gefährlichen Bereich eindringenden Menschen ein Monitor, wie etwa eine Lichtvorhangsvorrichtung, ein Sensor vom Laserabtasttyp oder dgl., verwendet.
Eine Lichtvorhangsvorrichtung weist zwei in einem angemessenen Abstand aufrecht angeordnete Ständer (einen Lichteinstrahlständer und einen Lichtempfangsständer) auf. In den Lichteinstrahlständer sind viele Lichtprojektoren in geeigneten Abständen in Längsrichtung desselben eingebettet. In der gleichen Weise sind in den Lichtempfangsständer viele Lichtempfänger in geeigneten Abständen in Längsrichtung desselben eingebettet. Zwischen dem Lichteinstrahlständer und dem Lichtempfangsständer ist statisch ein Lichtfilm (ein optischer Vorhang) durch viele Lichtbündel ausgebildet, die die Lichtprojektoren und die Lichtempfänger verbinden. Wenn dieser Lichtfilm unterbrochen wird, wird ein eindringendes Objekt über eine Ausgabe der Lichtempfänger nachgewiesen.
Bei einem Sensor vom Laserabtasttyp wird mit einem von einer Laserlichtquelle eingestrahlten Laserbündel linear und wiederholt in einem spezifizierten Winkelbereich abgetastet, wodurch ein fächerartiger Lichtfilm dynamisch ausgebildet wird. Wenn der Lichtfilm unterbrochen wird, wird ein eindringendes Objekt über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von reflektiertem Licht nachgewiesen.
Bei den herkömmlichen Monitoren wie der Lichtvorhangsvorrichtung und dem Sensor vom Laserabtasttyp oder dgl., wie sie oben erwähnt wurden, wurden von den Fachleuten folgende Probleme herausgestellt.

(1) Diese Monitoren sehen Nachweismittel vor, die das Nachweisen eines eindringenden Objekts nur in einem zweidimensionalen Bereich (ebenen Bereich) ermöglichen, weshalb beispielsweise in einer Situation, wo es mehrere Annäherungswege an ein gefährliches Objekt gibt, in einem Fall, wo das Annähern eines menschlichen Körpers an ein solches Objekt zu überwachen ist, es erforderlich ist, Monitoren in den betreffenden Eindringwegen zu installieren, mit der Folge einer Zunahme der Kosten für das Strukturieren eines Überwachungssystems zusammen mit einer Neukonstruktion einer Struktur zur Installation derselben, was beim Stand der Technik ein Problem dargestellt hat. Aus dem gleichen Grund ist es in dem Fall, wo der Annäherungsgrad eines eindringenden Objekts und eine Vorhersage der Gefährdung desselben gemacht werden soll, erforderlich, Monitoren an mehreren Stufen längs des Annäherungsweges desselben zu installieren, womit die Kosten für den Aufbau des Überwachungssystems zunehmen.
(2) Ein Lichtvorhang bildet normalerweise einen Lichtfilm zwischen zwei aufrecht angeordneten Ständern aus und ist wirkungsvoll bei einem Objekt, das diesen Lichtfilm horizontal querend eindringt, während ein Lichtfilm kaum wirksam ist bei einem Objekt, das vertikal längs des Films ankommt. Da ferner der Anordnungsabstand von Lichtprojektoren und Lichtempfängern in den Ständern festliegt, gibt es eine Begrenzung auf die Maximalgröße eines eindringenden Objekts, das festgestellt werden kann, mit der Folge, dass es einer Anpassung nach der Installation an Freiheitsgrad mangelt, welches ein weiteres Problem des Standes der Technik darstellte.
(3) Bei einem Sensor vom Laserabtasttyp wird normalerweise ein Lichtfilm horizontal in der Nähe der Fußbodenfläche aufgebracht, weshalb ein Sensor vom Laserabtasttyp Füße eines Eindringenden, nicht aber Hände und dgl. nachweisen kann, mit der Folge, dass er für den Zweck von Arbeitssicherheit kaum von Nutzen ist. Ferner ist es, obwohl es eine Funktion zur Justierung eines Sichtwinkels gibt, unmöglich, die Ansprechgeschwindigkeit oder Auflösung einzustellen, was ein weiteres Problem des Standes der Technik darstellte.

Weiterhin ist aus DE 41 13 992 A1 ein Monitor mit einer Vielzahl an Kameras bekannt. Der Monitor ist in der Lage, eine Vielzahl an Überwachungsraumpunkten und deren entsprechenden Koordinaten auf jedem der Bilder, die von verschiedenen Kameras gewonnen werden, einzustellen. Die Vielzahl an Überwachungsraumpunkten bildet einen zu überwachenden dreidimensionalen Bereich. Wenn einer der Überwachungsraumpunkte gleichzeitig auf Bildern verschiedener Kameras beeinflusst ist, bestimmt der Monitor das Eindringen eines Objektes.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Monitor zu schaffen, der eine Überwachung des Eindringens und Annäherns in exakter Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Monitor mit den in Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmalen gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Monitor, der eine Vorhersagemöglichkeit vor dem tatsächlichen Eindringen oder Annähern und das Geben einer Warnung oder dgl. in solchen Anwendungen, wie das Überwachen des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und das Überwachen des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, ermöglicht und damit eine Abnahme des Arbeitsanteils durch unnötiges Anhalten von Vorrichtungen vermeidet.
Die Erfindung schafft weiterhin einen Monitor, der das beliebige Einstellen mehrerer gefährlicher Bereiche und gefährlicher Objekte in einem Überwachungsbereich und das Überwachen des Eindringens oder Annäherns der betreffenden gefährlichen Bereiche bzw. gefährlichen Objekte sowie eine Eindring- oder Annäherungsvorhersage derselben bei solchen Anwendungen, wie die Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und die Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, ermöglicht.
Die Erfindung schafft weiterhin einen Monitor, der es ermöglicht, beliebig eindringenszugelassene Bereiche, darin eingeschlossene sichere Wege, normale Arbeitswege und dgl., aus einem Überwachungszielbereich in Umfangsbereichen um einen gefährlichen Bereich herum auszulassen, um so die Überwachungsgenauigkeit bei solchen Anwendungen, wie die Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich, wie oben erwähnt, zu vergrößern.
Die Erfindung schafft weiterhin einen Monitor, der es ermöglicht, ein beliebiges Objekt aus gefährlichen Objekten auszulassen, um so die Überwachungsgenauigkeit bei solchen Anwendungen, wie die Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, zu vergrößern.
Die Erfindung schafft weiterhin einen Monitor, der es ermöglicht, das Annähern eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, das sich bewegen kann, bei solchen Anwendungen, wie die Überwachung der Annäherung eines menschlichen Körpers an ein sich bewegendes Objekt, wie oben erwähnt, exakt zu überwachen.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen deutlich werden. Zur Lösung der Aufgaben werden bei der vorliegenden Erfindung Nachweismittel verwendet, die es ermöglichen, ein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich (geschlossenem Raum) festzustellen.
Konkreter umfasst ein Monitor gemäß der vorliegenden Erfindung Nachweismittel zum Feststellen eines eindringenden Objekts in einen dreidimensionalen Raum und Ausgeben entsprechender Nachweisinformation, Einstellmittel zur Einstellung von Information, die zur Überwachung der Lage oder von Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Raum, der ein Überwachungsziel ist, nötig ist, Überwachungsinformationserzeugungsmittel zur Erzeugung von Überwachungsinformation betreffend die Lage oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der das Überwachungsziel ist, auf der Grundlage der mit den Nachweismitteln erzeugten Nachweisinformation und der mit den Einstellmitteln erzeugten Einstellinformation, und externe Ausgabemittel zur Ausgabe einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß der Überwachungsinformation, betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts, die mit den Überwachungsinformationserzeugungsmitteln erzeugt ist, nach außen.
Durch Vorsehen eines solchen, oben erwähnten, Aufbaus ist es mit einem erfindungsgemäßen Monitor beispielsweise bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt möglich, das Eindringen und das Annähern in exakter Weise, unabhängig von Eindringungswegen, zu überwachen. Hiernach werden die „Nachweismittel” erläutert.
In einem ersten Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement verwendet, und Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen einem Bild, das von dem optischen System in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewonnen ist, und einem Bild, das in einem Zustand mit eindringendem Objekt gewonnen ist, womit die Nachweismittel Differenzinformation, die von den Berechnungsmitteln gewonnen ist, als die Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau besteht ein optisches System nur aus einer Kamera oder einem Bildaufnahmeelement, und mechanisch bewegliche Teile, wie ein Abtastmechanismus und dgl., sind darüber hinaus nicht erforderlich, weshalb es möglich ist, einen Monitor bei niedrigen Kosten zu fertigen, und eine längere Lebensdauer erwartet wird.
Gemäß der Erfindung enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches mehrere Kameras oder Bildaufnahmeelemente verwendet, und Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Bildern, die von den betreffenden Kameras oder Bildaufnahmeelementen, die das optische System aufbauen, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewonnen sind, und Bildern, die in einem Zustand mit dem eindringenden Objekt gewonnen sind, und Messmittel zur Messung des Abstandes zu dem eindringenden Objekt nach dem Prinzip von Triangulation auf der Grundlage der von den Berechnungsmitteln gewonnen Differenzinformation pro Kamera oder Bildaufnahmeelement, wodurch die Nachweismittel Abstandsinformation zum eindringenden Objekt, gemessen mit den Messmitteln, als die Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau sind, obwohl der Aufbau eines optischen Systems geringfügig komplizierter sein kann als der des ersten Vergleichsbeispiels, immer noch keine mechanisch beweglichen Teile, wie ein Abtastmechanismus oder dgl. erforderlich, weshalb es möglich ist, einen Monitor bei verhältnismäßig niedrigen Kosten zu fertigen, und sich außerdem, da die Nachweismittel Triangulationstechnologie verwenden, der Vorteil ergibt, dass es möglich ist, den Ort oder Tätigkeiten eines eindringenden Objekts nicht nur in linker und rechter Richtung, sondern auch in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung exakt zu überwachen.
In einem zweiten Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein koaxiales optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung eines Laserspaltlichts in Impulsform, Lichtempfangsmittel für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserspaltlichts, das an einem Objekt reflektiert wird und zurückkommt, und Abtastmittel zur Abtastung mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, und Messmittel zur Messung des Abstandes zum reflektierten Objekt pro Einheitsabtastwinkel durch eine optische Radarmethode auf der Grundlage der Differenz zwischen Lichteinstrahlzeit und Lichtempfangszeit des Laserspaltlichts, wodurch die Nachweismittel Abstandsinformation pro Abtastwinkel, gemessen mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird das eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt und der Abstand zu einem reflektierten Objekt pro Einheitsabtastwinkel durch optische Radarmethode gemessen, mit der Folge, dass es möglich ist, ein Objekt in einem Überwachungsobjektbereich in exakter und dreidimensionaler Weise zu erkennen, und es auf der Grundlage von wie oben erwähnt gewonnener Nachweisinformation möglich ist, eine Überwachung eines eindringenden Objekts in unterschiedlichen Situationen mit hoher Exaktheit zu verwirklichen. Wenn hierbei der Abtastmechanismus zur Abtastung mit dem Laserspaltlicht so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, einen Halbleiterresonanzspiegel enthält, ist es hierbei ferner möglich, eine längere Lebensdauer von Nachweismitteln zu erzielen.
In einem dritten Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung von Laserspaltlicht, eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement zur Überwachung von Projektionslinien des eingestrahlten Laserspaltlichts und Abtastmittel zur Abtastung mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, sowie Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Projektionslinienbildern, die von der Kamera oder dem Bildaufnahmeelement, die bzw. das das optische System aufbaut, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt und Projektionslinienbildern, die in einem Zustand mit dem eindringenden Objekt pro Einheitsabtastwinkel gewonnen sind, womit die Nachweismittel Differenzinformation der Einstrahlungslinienbilder pro Einheitsabtastwinkel, gewonnen mit den Berechnungsmitteln, als die Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt, und ein eindringendes Objekt wird auf der Grundlage von Änderungen in Projektionslinienbildern desselben überwacht, weshalb es, obwohl nur eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement verwendet wird, durch Fühlbarmachen von Charakteristika eines Überwachungsobjekts in Deformation von Spaltlichteinstrahlungslinien möglich wird, die Bildverarbeitungslast zu verringern und ein hochgenaues Überwachen eines eindringenden Objekts zu verwirklichen. Da ferner die Abtastspuren von Abtastmitteln durch eine einfache hin- und hergehende Linearbewegung gemacht werden können, kann die Steuerung auf einem Abtastmechanismus dementsprechend einfacher und leichter sein.
In einem vierten Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung von Laserspaltlicht, eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement zur Überwachung von Projektionslinien des eingestrahlten Laserspaltlichts und Abtastmittel zur Abtastung mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, enthält, und Berechnungsmittel zur Berechnung des maximalen Annäherungspunktes unter den Projektionslinienbildern des Spaltlichts, aufgenommen von der Kamera oder dem Bildaufnahmeelement, die bzw. das das optische System aufbaut, pro Einheitsabtastwinkel, wodurch die Nachweismittel Maximalannäherungspunktinformation, gewonnen pro Abtastwinkel von den Berechnungsmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird das eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt und der Maximalannäherungspunkt pro Einheitsabtastwinkel auf der Grundlage einer Verformung der Projektionslinien desselben berechnet, wodurch zusätzlich zum Vorteil des dritten Vergleichsbeispiels durch Herausziehen von lediglich Information über den maximalen Annäherungspunkt aus den Nachweismitteln Vorgänge in späteren Stadien stärker als in dem Fall der Verarbeitung der gesamten Bilddaten vereinfacht werden können und die Ansprechgeschwindigkeit verbessert werden kann.
In einem abgewandelten Beispiel gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein koaxiales optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung von Laserspaltlicht in gepulster Form, Lichtempfangsmittel für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserspaltlichts, das an dem Objekt reflektiert wird und zurückkommt, und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, und Messmittel zur Gewinnung des maximalen Annäherungsabstands unter den Abständen zu betreffenden Punkten des Laserspaltlichts pro Einheitsabtastwinkel durch eine optische Radarmethode auf der Grundlage der Differenz zwischen der Lichteinstrahlzeit und der Lichtempfangszeit des Laserspaltlichts, womit die Nachweismittel Maximalannäherungsabstandsinformation, gewonnen pro Abtastwinkel mit den Messmitteln, als die Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau kann, da das eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt wird und der maximale Annäherungspunkt pro Einheitsabtastwinkel auf der Grundlage einer Verformung der Einstrahlungslinien desselben berechnet wird, zusätzlich zum Vorteil des vierten Vergleichsbeispiels die Geschwindigkeit und Exaktheit bei der Erfassung der Maximalannäherungspunktinformation verbessert und die Ansprechgeschwindigkeit weiter verbessert werden.
In einem fünften Vergleichsbeispiel enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung von Laserspaltlicht in gepulster Form, ein Photodiodenfeld für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserspaltlichts, das an einem Objekt reflektiert wird und zurückkommt, und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, sowie Messmittel zur Messung des Abstands zum reflektierten Objekt pro Einheitsabtastwinkel durch ein optisches Radarverfahren auf der Grundlage der Differenz zwischen der Lichteinstrahlzeit und der Lichtempfangszeit des Laserspaltlichts, womit die Nachweismittelabstandsinformation zu jedem Punkt auf den Einstrahlungslinien, gemessen pro Abtastwinkel mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird das eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt und die Abstandsinformation zu jedem aus einer Reihe von Punkten längs der Einstrahlungslinien pro Einheitsabtastwinkel nach der optischen Radarmethode auf der Grundlage einer Verformung der Einstrahlungslinien desselben gewonnen, womit die Situationen im Überwachungszielbereich in dreidimensionaler Weise erkannt werden und die Überwachung mit schnellem Ansprechen und hoher Präzision auf der Grundlage von auf diese Weise gewonnener Nachweisinformation erfolgen kann.
Bei den einzelnen oben erwähnten Vergleichsbeispielen ist es, wenn die Abtastmittel zum Abtasten mit dem Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, einen Halbleiterresonanzspiegel enthalten, da dieser kompakt und frei von mechanisch bewegenden Teilen ist, möglich, kompakte Abmessungen für die gesamte Vorrichtung und eine längere Lebensdauer zu erzielen. Wenn ferner der Abtastbereich der Abtastmittel zum Abtasten mit dem Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, veränderbar ist, ist dies für das Begrenzen eines einen spezifischen Bereich betreffenden Gebiets und für eine Verbesserung der Ansprechgeschwindigkeit und Auflösung vorteilhaft.
Gemäß der Erfindung sind die Einstellmittel in der Lage, wenigstens einen Bereich oder mehr in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, als spezifischen Überwachungsbereich einzustellen, und erzeugen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel Information darüber, ob das eindringende Objekt in den spezifizierten Überwachungsbereich vorgerückt ist oder nicht, und geben die externen Ausgabemittel eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe entsprechend dem spezifischen Überwachungsbereich, in den das eindringende Objekt eingedrungen ist, nach außen aus.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es beispielsweise bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich möglich, beliebig mehrere gefährliche Bereiche in einem Überwachungsbereich einzustellen und das Eindringen in die betreffenden gefährlichen Bereiche gleichzeitig zu überwachen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung können die Einstellmittel die Lage des Monitors selbst oder eine beliebig aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsziel sein soll, ausgewählte Position einstellen, und erzeugen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel Information betreffend den Abstand zwischen der aktuellen Position des eindringenden Objekts und der spezifischen Position, und geben die externen Ausgabemittel eine analoge Steuerausgabe oder analoge Anzeigeausgabe entsprechend dem Abstand zwischen dem eindringenden Objekt und der spezifischen Position nach außen aus.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird beispielsweise bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und zur Überwachung der Annäherung eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt Information, die dem Abstand zwischen einem gefährlichen Bereich oder einem gefährlichen Objekt und einem menschlichen Körper oder dgl. als einem eindringenden Objekt entspricht, erzeugt und ausgegeben, und es ist möglich, die Möglichkeit vor dem tatsächlichen Eindringen oder Annähern vorherzusagen und eine Warnung oder dgl. zu geben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung können die Einstellmittel die Lage des Monitors selbst oder eine willkürlich aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, als spezifische Position ausgewählte Position einstellen, und erzeugen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel Information, die die Relativbewegungsrichtung zwischen dem eindringenden Objekt und der spezifischen Position betrifft, und erzeugen die externen Ausgabemittel eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe in Entsprechung dazu, ob die Relativbewegungsrichtung in einer annähernden Richtung oder in einer weg bewegenden Richtung ist. Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich, auch wenn ein eindringendes Objekt, wie etwa ein menschlicher Körper oder dgl., sich in der Nähe eines gefährlichen Objekts befindet, abhängig davon, ob ein solches eindringendes Objekt sich nähert oder weg bewegt, beispielsweise durch Beurteilung von „Gefahr” bei Annäherung gegenüber Beurteilung „Gefahr vermeidend”, wenn weg bewegend, möglich, geeignete Überwachungsinformation zu erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind durch Lehren von Nachweisinformation von den Nachweismitteln in einem Zustand, wo kein eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, vorhanden ist, und von Nachweisinformation von den Nachweismitteln in einem Zustand, wo ein Attrappenobjekt in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, vorhanden ist, die Einstellmittel in der Lage, den Ort oder den Bereich, wo sich das Attrappenobjekt befindet, als spezifischen Überwachungsbereich einzustellen.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau kann beispielsweise in einer Situation, in der beliebig mehrere gefährliche Bereiche in einem Überwachungsbereich eingestellt werden sollen und das Eindringen in die einzelnen gefährlichen Bereiche gleichzeitig überwacht werden soll, das Lehren einfach erfolgen, indem Attrappenobjekte in den betreffenden gefährlichen Zielbereichen angeordnet werden, mit dem Ergebnis, dass die Einstellarbeit für diese gefährlichen Bereiche einfach wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind durch GUI (Graphic User Interface) unter Verwendung eines Überwachungsbildschirms zur Anzeige von Bildern des dreidimensionalen Bereichs, der Überwachungsziel sein soll, die Einstellmittel in der Lage, einen spezifischen Überwachungsbereich oder eine spezifische Position in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, einzustellen.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau kann beispielsweise in einer Situation, in der beliebig mehrere gefährliche Bereiche in einem Überwachungsbereich eingestellt werden sollen und das Eindringen in die betreffenden gefährlichen Bereiche gleichzeitig überwacht werden soll, ein spezifischer zu überwachender Bereich einfach dadurch eingestellt werden, dass mit dem Cursor einer auf einem Schirm einer Bildröhre oder einer Flüssigkristallanzeige, die auf einem Monitor angeordnet oder extern damit verbunden ist, bezeichnet wird, mit dem Ergebnis, dass die Einstellarbeit für einen solchen gefährlichen Bereich einfach wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Einstellmittel in der Lage, eine Position oder einen Bereich, die bzw. der aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, ausgewählt ist, als unempfindlichen Bereich auszuwählen, und lassen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel den eingestellten unempfindlichen Bereich aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, aus und erzeugen sie Information betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts in den dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, beruhend auf der von den Nachweismitteln ausgegebenen Nachweisinformation und der Einstellinformation von den Einstellmitteln.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich, in Umfangsbereichen um einem gefährlichen Bereich herum möglich, zugelassene Bereiche, darin eingeschlossen sichere Wege, normale Arbeitswege und dgl., aus einem Überwachungsobjektbereich auszulassen, wodurch es möglich wird, die Überwachungsgenauigkeit zu verbessern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Einstellmittel in der Lage, ein Objekt, dessen Eigenschaften vorab als unempfindliches Objekt gelehrt werden sollen, einzustellen, und lassen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel lassen das unempfindliche Objekt aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsobjekt sein soll, aus und erzeugen sie Information betreffend die Lage oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts in den dreidimensionalen Raum, der Überwachungsziel sein soll, auf der Grundlage der von den Nachweismitteln ausgegebenen Nachweisinformation und der Einstellinformation mit den Einstellmitteln.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es bei einem Fabrikboden in dem Falle des Auslassens derjenigen Objekte, die sich regulär längs einer Bahn eines Förderers oder dgl. bewegen, aus den gefährlichen Objekten, während diejenigen Objekte, die sich in unregelmäßigen Bewegungsbahnen bewegen, wie etwa ein Arbeitswagen, der auf dem Boden fährt, als gefährliche Objekte erkannt werden, durch Einstellen der Merkmale der zu beseitigenden Objekte (beispielsweise Form, Farbe, Größe, Muster, etc.) als unempfindliche Objekte möglich, den Freiheitsgrad bei der Auswahl von Überwachungszielen zu verbessern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Einstellmittel in der Lage, ein Objekt, dessen Eigenschaften vorab als Entfernungsreferenzobjekt gelehrt werden sollen, einzustellen, und erzeugen die Überwachungsinformationserzeugungsmittel Information betreffend den Abstand zwischen dem Distanzreferenzobjekt und dem eindringenden Objekt auf der Grundlage der von den Nachweismitteln ausgegebenen Nachweisinformation und der Einstellinformation der Einstellmittel.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es in Anwendungen, in denen das Annähern eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt überwacht werden soll, auch in einer Situation, wo ein solches gefährliches Objekt sich bewegt, dadurch, dass die Eigenschaften der zu beseitigenden Objekte (beispielsweise Form, Farbe, Größe, Muster, etc.) eine Vorrichtung gelehrt werden, möglich, das Annähern eines menschlichen Körpers an ein solches sich bewegendes Objekt exakt zu überwachen.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel sind die Nachweismittel in der Lage, die Nachweisantwort betreffend einen begrenzten dreidimensionalen Überwachungsbereich zu erleichtern, indem die Anzahl von Abtasteinheiten ohne Änderung der Abtasteinheitengröße in Abtastmitteln für das Abtasten mit Laserlicht so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, vermindert wird.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist in einem Fall, wo sich ein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, rasch bewegt, die Überwachung auf einen kleinen Bereich begrenzt, der das betreffende eindringende Objekt enthält, und wird die Überwachung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit durchgeführt, mit der Folge, dass es möglich ist, eine geeignete Überwachung durchzuführen, die dem Verhalten des eindringenden Objekts angepasst ist.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel sind die Einstellmittel in der Lage, die Nachweisauflösung betreffend einen begrenzten dreidimensionalen Bereich durch Vermindern der Abtasteinheitengröße ohne Veränderung der Anzahl von Abtasteinheiten in Abtastmitteln für das Abtasten mit Laserlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, zu verbessern.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau wird in einem Fall, wo ein eindringendes Objekt mit feinen Erscheinungseigenschaften oder schwierigen feinen Bewegungsarten in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, auftritt, der Überwachungsbereich auf den kleinen Bereich begrenzt, der das betreffende eindringende Objekt enthält und die Überwachung mit hoher Auflösung durchgeführt, mit der Folge, dass es möglich ist, eine geeignete Überwachung durchzuführen, die zu den Aussehenseigenschaften und seinen Bewegungseigenschaften des eindringenden Objekts passt.
Als Nächstes umfasst ein Überwachungssystem als eines angewandter Ausführungsformen gemäß der Erfindung einen ersten Monitor zur Überwachung eines eindringenden Objekts in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, durch Verwendung von Nachweismitteln zur Feststellung des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, einen zweiten Monitor zur Überwachung eines eindringenden Objekts in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, durch Verwendung von Nachweismitteln für die Feststellung des eindringenden Objekts in den dreidimensionalen Bereich, und Kommunikationsmittel zur Übertragung von Information zwischen dem ersten Monitor und dem zweiten Monitor, wobei der erste Monitor mit einer Funktion zur Informierung des zweiten Monitors über die Kommunikationsmittel über die Position des eindringenden Objekts, wenn es in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsziel sein soll, aufgefunden wird, ausgestattet ist, und der zweite Monitor mit einer Funktion zur Begrenzung des Überwachungsbereichs auf einen begrenzten Bereich, der die Position des eindringenden Objekts enthält, bei Information über das aufgefundene eindringende Objekts und dessen Position vom ersten Monitor und zur Erhöhung der Nachweisantwort oder Nachweisauflösung ausgestattet ist, womit Überwachung ausgeführt wird.
Gemäß einem solchen oben erwähnten Aufbau ist es durch Durchführen der Überwachung unter Verwendung von zwei oder mehr Einheiten von Monitoren und Austauschen von Information, betreffend einen Eindringungsobjektnachweis, zwischen diesen Monitoren möglich, die Fähigkeiten eines jeden der Monitoren auszuschöpfen, und durch Zusammenwirken zwischen den Monitoren möglich, ein eindringendes Objekt auf weiter effiziente Weise nachzuweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Grundaufbaus der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Erläuterungsdiagramm für die Signalverarbeitung von Nachweismitteln in der ersten bevorzugten Ausführungsform.
3 ist ein Strukturdiagramm eines optischen Systems der Nachweismittel in der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
4 ist ein Strukturdiagramm eines optischen Systems der Nachweismittel in der dritten bevorzugten Ausführungsform.
5 ist ein Blockschaltbild, welches einen elektrischen Hardware-Aufbau eines optischen Radars zeigt.
6 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signalzustände einzelner Abschnitte eines optischen Radars zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Software-Aufbau von Nachweismitteln in der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Strukturdiagramm, welches ein optisches System der Nachweismittel in der vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Erläuterungsdiagramm einer Distanzberechnungsverarbeitung der Nachweismittel in der vierten bevorzugten Ausführungsform.
10 ist ein Flussdiagramm, welches den Software-Aufbau der Nachweismittel in der vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Strukturdiagramm, welches ein optisches System in den Nachweismitteln in der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm (Nr. 1), welches einen Software-Aufbau der Nachweismittel in der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, welches die Signalverarbeitung der Nachweismittel in der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Signalverarbeitung der Nachweismittel in einem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Flussdiagramm (Nr. 2), welches einen Software-Aufbau der Nachweismittel in dem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Strukturdiagramm, welches ein optisches System der Nachweismittel in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
17 ist ein Blockschaltbild, welches die Signalverarbeitung der Nachweismittel in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau der Nachweismittel in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
19 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Folge aus Nachweis eines eindringenden Objekts, Verarbeitung der Nachweisinformation und externer Ausgabe in einem Monitor zeigt.
20 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Eindringobjekt-Nachweisfunktion pro eingestelltem Bereich zeigt.
21 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Funktion zum Lehren eines spezifizierten Ortes (Bereichs) in einem Überwachungsbereich zeigt.
22 ist ein Erläuterungsdiagramm einer dreidimensionalen Ausschneidfunktion.
23 ist ein Flussdiagramm, welches die Realisierung der dreidimensionalen Ausschneidfunktion zeigt.
24 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Funktion zur Einstellung eines Überwachungszielausschließobjekts zeigt.
25 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Überwachungszielausschließfunktion zeigt.
26 ist ein Erläuterungsdiagramm, welches ein Anwendungsbeispiel eines Monitors zeigt.
27 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Funktion zur Überwachung des Abstandes zwischen einem sich bewegenden Objekt und einem eindringenden Objekt zeigt.
28 ist ein Erläuterungsdiagramm der Ansprechgeschwindigkeitserhöhungsfunktion durch Verwendung von Bereichsbegrenzung.
29 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Ansprechgeschwindigkeitserhöhungsfunktion durch Verwendung von Bereichsbegrenzung zeigt.
30 ist ein Erläuterungsdiagramm, welches ein Beispiel für einen begrenzten Bereich zeigt.
31 ist ein Erläuterungsdiagramm einer Auflösungserhöhungsfunktion durch Bereichsbegrenzung.
32 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Auflösungserhöhungsfunktion durch Bereichsbegrenzung zeigt.
33 ist ein Erläuterungsdiagramm (Nr. 1), welches die Auflösungserhöhungsfunktion durch Bereichsbegrenzung zeigt.
34 ist ein Erläuterungsdiagramm (Nr. 2), welches die Auflösungserhöhungsfunktion durch Bereichsbegrenzung zeigt.
35 ist ein Strukturdiagramm, welches ein Beispiel eines Überwachungssystems zeigt.
36 ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung des Zusammenwirkens zwischen Monitoren über Kommunikation zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird in größeren Einzelheiten unter Bezug auf die folgenden Bezugszeichnungen und bevorzugten Ausführungsformen dargestellt, wobei 1 ein Blockdiagramm eines Grundaufbaus der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 ist Bezugszeichen 1 ein Monitor, 2 ein dreidimensionaler Bereich, der ein Überwachungsbereich werden soll, 3 ein menschlicher Körper als eintretendes Objekt und 4 ein Ausgabeobjekt einer Steuerzieleinrichtung oder einer Anzeigeeinheit oder dgl.
Wie in der Figur gezeigt, ist der Monitor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er Nachweismittel 101 für den Nachweis eines in einen dreidimensionalen Bereich 2 eindringenden Objekts 3 und die Ausgabe entsprechender Nachweisinformation, Einstellmittel 102 zum Einstellen von Information, die für das Überwachen des Orts oder von Tätigkeiten des eindringenden Objekts 3 in dem dreidimensionalen Bereich 2, der in Überwachungsgegenstand werden soll, notwendig sind, Überwachungsinformationserzeugungsmittel 103 zur Erzeugung von Überwachungsinformation betreffend den Ort oder Tätigkeiten des in den dreidimensionalen Bereich 2, der Überwachungsziel sein soll, eindringenden Objekts 3 auf der Grundlage von von den Nachweismitteln 101 erzeugter Nachweisinformation und der Einstellinformation durch die Einstellmittel 102, externe Ausgabemittel 104 zur Ausgabe einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß der Überwachungsinformation betreffend den Ort oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts 3, die von den Überwachungsinformationserzeugungsmitteln 103 erzeugt wird, nach außen umfasst.
Hinsichtlich des wie oben erläuterten Monitors 1 gibt es verschiedene bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich dessen, welcher Aufbau als dessen Nachweismittel 101 vorgesehen wird.
Bei einem Monitor in einer ersten bevorzugten Ausführungsform enthalten die Nachweismittel 101 nämlich ein optisches System, welches eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement verwendet, und Berechnungsmittel zur Gewinnung der Differenz zwischen einem Bild, das von dem optischen System in einem Zustand ohne das eindringende Objekt erhalten wird, und einem Bild, das in einem Zustand mit eindringendem Objekt erhalten wird, womit die Nachweismittel Differenzinformation ausgeben, die von den Berechnungsmitteln als die Nachweisinformation gewonnen werden.
Es wird angenommen, dass Aufbauten eines solchen optischen Systems und von solchen Berechnungsmitteln aus den Zeichnungen und dgl. in komplizierteren anderen bevorzugten Ausführungsformen, die später noch beschrieben werden, verstanden werden können, weshalb Aufbauzeichnungen eines optischen Systems, Hardware- und Softwarekonfigurationen von Berechnungsmitteln hierin nicht dargestellt werden. Es erübrigt sich nämlich zu sagen, dass ein optisches System durch eine Kombination aus einer CCD-Kamera, einem CCD-Element und einer getrennten Linie von speziellen Linsen realisiert werden kann, während Berechnungsmittel zum Herausziehen einer Differenz durch Bildverarbeitungstechnologien, die einen Rechner verwenden, realisiert werden können.
Ferner ist ein Erläuterungsdiagramm für Signalverarbeitung der Nachweismittel in der ersten bevorzugten Ausführungsform schematisch in 2 gezeigt. 2A bis 2C zeigen das Konzept der Verarbeitung zur Gewinnung einer Differenz zwischen einem Bild eines optischen Systems, wo kein eindringendes Objekt vorhanden ist, und einem, wo eines vorhanden ist. Das in 2A gezeigte Bild ist ein Ausgangsbild, das aus einem optischen System in dem Status gewonnen wird, wo kein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, vorhanden ist. In diesem Anfangsbild sind Hintergrundobjekte 5a, 5b und 5c enthalten. Das in 2B gezeigte Bild ist ein Überwachungsbild, das in einem Zustand gewonnen ist, wo sich ein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, befindet. In diesem Überwachungsbild ist zusätzlich zu den Hintergrundobjekten 5a, 5b und 5c ein eindringendes Objekt (ein menschlicher Körper) 6 enthalten. Das in 2C gezeigte Bild ist ein Differenzextraktionsbild, das durch Nehmen der Differenz zwischen dem in 2A gezeigtem Ausgangsbild und dem in 2B gezeigtem Überwachungsbild gewonnen ist. In diesem Bild ist nur das eindringende Objekt (der menschliche Körper) 6 enthalten.
Wie oben erläutert, wird in den Nachweismitteln 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform Differenzinformation zwischen dem Bild, das in einem Status aufgenommen ist, wo kein eindringendes Objekt vorhanden ist, und dem in einem Zustand aufgenommenen, wo eines vorhanden ist, als Nachweisinformation von einem optischen System ausgegeben.
Bei den Überwachungsinformationserzeugungsmitteln 103 wird auf der Grundlage eines jeden Differenzextraktionsbildes, das wie oben erläutert erhalten ist und von Änderungen in Differenzextraktionsbildern, die vor und nach jedem Bild gewonnen sind, Überwachungsinformation betreffend den Ort oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts 6 im dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, erzeugt. Konkreter wird auf der Grundlage von Ort, Größe und dgl. des Bildes des Differenzextraktionsbildes 6 auf dem Schirm die tatsächliche Position in dem Überwachungszielbereich durch Berechnung gewonnen und danach mit getrennt eingestelltem gefährlichem Objekt und gefährlichen Bereich verglichen, wodurch notwendige Überwachungsinformation erzeugt wird. Wie oben erläutert, wird die erzeugte Überwachungsinformation über die externen Ausgabemittel 104 als Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe auf ein Ausgabeobjekt 4 übertragen. Wenn ein solches Ausgabeobjekt eine Einrichtung ist, erfolgt dadurch die Steuerung so, dass eine Warnung in dem Zeitpunkt des Feststellens des Eindringens eines gefährlichen Objekts ausgegeben wird und ein Arbeiten und dgl. unterbrochen wird. Andererseits werden, wenn ein solches Ausgabeobjekt eine Anzeigeeinheit ist, Objekteindringung, Objektannäherung, das in 2C gezeigte Differenzextraktionsbild selbst usw. beliebig auf einen Bildröhren- oder LCD-Bildschirm der externen Anzeigeeinheit angezeigt.
Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform besteht ein optisches System nur aus einer Kamera oder einem Bildaufnahmeelement, zusätzliche mechanisch beweglich Teile, wie ein Abtastmechanismus oder dgl. sind nicht erforderlich, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, den Monitor bei niedrigen Kosten herzustellen, und eine längere Lebensdauer erwartet wird.
Als Nächstes enthalten in der zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Monitors gemäß der Erfindung die Nachweismittel 101 ein optisches System, welches mehrere Kameras oder Bildaufnahmeelemente verwendet, sowie Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Bildern, die mit den betreffenden Kameras oder Bildaufnahmeelementen, die das optische System aufbauen, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewonnen sind, und Bildern, die in einem Zustand mit dem eindringenden Objekt gewonnen sind, sowie Messmitteln zur Messung des Abstands zum eindringenden Objekt nach dem Prinzip von Triangulation auf der Grundlage von Differenzinformation, die von den Berechnungsmitteln per jeder Kamera oder jedem Bildaufnahmeelement erhalten wird, womit die Nachweismittel Abstandsinformation zu dem eindringenden Objekt, gemessen mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Ein Strukturdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Systems der Nachweismittel in der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 3 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält dieses optische System 7 ein paar aus linkem und rechtem optischen System, bestehend aus einem ersten optischen System, das auf der linken Seite angeordnet ist, und einem zweiten optischen System, das auf der rechten Seite angeordnet ist. Das erste optische System enthält eine erste Linse 701a und ein erstes Bildaufnahmeelement (bestehend aus einem CCD-Bildsensor usw.) 702a. Das zweite optische System enthält eine zweite Linse 701b und ein zweites Bildaufnahmeelement (bestehend aus einem CCD-Bildsensor usw.) 702b. Die optische Achse des ersten optischen Systems und diejenige des zweiten optischen Systems sind parallel zueinander angeordnet, und diese optischen Achsen sind in einem Abstand D voneinander angeordnet.
Wenn ein menschlicher Körper 3 als eindringendes Objekt unter Verwendung eines solchen optischen Systems fotografiert wird, wird auf den Lichtempfangsflächen des ersten Bildaufnahmeelements 702a und des zweiten Bildaufnahmeelements 702b ein Bild des menschlichen Körpers, Hintergrundobjekte eingeschlossen, ausgebildet. Dann wird an den mit dem ersten Bildaufnahmeelement 702a und dem zweiten Bildaufnahmeelement 702b aufgenommenen Bildern die unter Bezug auf 2 erläuterte Differenzextraktionsverarbeitung ausgeführt.
Was mit dem Bezugszeichen 703a gezeigt ist, ist das Bild des ersten Bildaufnahmeelements 702a nach dem Differenzextraktionsvorgang, während das, was mit dem Bezugszeichen 703b gezeigt ist, das Bild des zweiten Bildaufnahmeelements 702b nach der Differenzextraktionsverarbeitung ist. Wie aus diesen Figuren deutlich wird, sind in den Bildern nach der Differenzextraktion Hintergrundobjekte beseitigt und nur Bilder 704a und 704b, die dem menschlichen Körper 3 entsprechen, darin gezeigt. Wie hierbei aus den Figuren deutlich wird, ist, wenn der Ort des Bildes 704a als P1 eingestellt ist, während derjenige des Bildes 704b als P2 eingestellt ist, der Punkt P1 dann nach links gegenüber der optischen Achse versetzt, während der Punkt P2 nach rechts gegenüber der optischen Achse versetzt ist. Anders ausgedrückt, gibt es Azimutdifferenzen gegenüber den Mitten der betreffenden optischen Achsen in den beiden Bildaufnahmeelementen 702a und 702b. Hierbei kann, wenn die Summe dieser Azimutdifferenzen als d eingestellt wird, und die Brennweite der ersten Linse und der zweiten Linse auf F eingestellt ist, und der Abstand von diesen Linsen zum menschlichen Körper auf Z eingestellt ist, der Wert des Abstandes Z zwischen Linsen und dem eindringenden Objekt nach dem Prinzip der Triangulation mit folgender Gleichung gewonnen werden. Z = F·D/d (1)
Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind, obwohl der Aufbau eines optischen Systems etwas komplizierter sein kann, als der bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, weiterhin mechanisch bewegliche Teile, wie ein Abtastmechanismus und dgl., nicht erforderlich, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, einen Monitor bei verhältnismäßig niedrigen Kosten herzustellen, wobei zusätzlich, da diese bevorzugte Ausführungsform Triangulationstechnologie verwendet, der Vorteil besteht, dass es möglich ist, die Position oder Tätigkeiten eines eindringenden Objekts nicht nur in Richtung nach links und rechts, sondern auch in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung exakt zu überwachen.
Als Nächstes erhalten in der dritten bevorzugten Ausführungsform eines Monitors gemäß der Erfindung die Nachweismittel ein koaxiales optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zum Einstrahlen eines Laserbündellichts in gepulster Form, Lichtempfangsmittel für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserbündellichts, das an einem Objekt reflektiert wird und zurückkommt, und Abtastmittel für das Abtasten mit dem eingestrahlten Laserlichtbündel so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, enthält, sowie Messmittel zur Messung des Abstandes zu einem reflektiertem Objekt, pro Einheitsabtastwinkel, mit einer optischen Radarmethode auf der Grundlage der Differenz zwischen Lichteinstrahlzeit und Lichtempfangszeit des Laserbündellichts, womit die Nachweismittel Abstandsinformation pro Abtastwinkel, gemessen mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines optischen System der Nachweismittel in der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 4 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält dieses optische System 8 eine Laserlichtquelle 801, eine erste Linse 802, einen Strahlenteiler 803, einen Halbleiterresonanzspiegel 804 als Abtastmittel, eine zweite Linse 805, eine dritte Linse 806 und ein Lichtempfangselement 807.
Impulsförmiges Laserlicht, das von der Laserlichtquelle 801 abgegeben wird, wird durch die erste Linse 802 gebündelt, geht dann durch den Strahlenteiler 803 und wird auf den Halbleiterresonanzspiegel 804 eingestrahlt. Durch den Halbleiterresonanzspiegel 804 reflektiertes Laserlicht wird durch die zweite Linse 805 gebündelt, wird zu einem Laserstrahl geformt, dann auf einen dreidimensionalen Bereich 2, der ein Überwachungsgegenstand werden soll, eingestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt wird dem Halbleiterresonanzspiegel 804 ein geeignetes Horizontalansteuersignal und Vertikalansteuersignal gegeben, wodurch, wie in einer eben geformten Abtastspur 808 gezeigt, der Halbleiterresonanzspiegel 804 ein hin- und hergehendes horizontales Abtasten in einem kurzen Zyklus und ein hin- und hergehendes vertikales Abtasten in einem langen Zyklus wiederholt. Dadurch wird mit impulsförmigem Laserstrahl, der von der zweiten Linse 805 abgestrahlt wird, wie in der ebenen Abtastspur 808 gezeigt, eine ebene Form in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, abgetastet. Abtastmittel sind dabei im übrigen nicht auf einen Halbleiterresonanzspiegel beschränkt, sondern können durch einen Polygonspiegel, einen drehenden Spiegel und dgl. ersetzt sein.
Andererseits wird reflektiertes Licht, das von dem Objekt, das in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, vorhanden ist, über die zweite Linse 805 und den Halbleiterresonanzspiegel 804 zurückgeführt, dann durch den Strahlenteiler 803 auf die dritte Linse 806 verzweigt und auf das Lichtempfangselement 807 eingestrahlt. Der Aufleuchtzyklus der Laserlichtquelle 801 wird ausreichend kurz verglichen mit dem horizontalen Abtastzyklus der ebenen Abtastspur 807 eingestellt. Daher ist es, aus der Zeitdifferenz zwischen der Aufleuchtzeit der Laserlichtquelle 801 und der Lichtempfangszeit des Lichtempfangselements 807 möglich, Abstandsinformation zum nachgewiesenen Objekt pro jedem aus einer Reihe von Überwachungspunkten längs der ebenen Abtastspur 807 nach dem Prinzip des optischen Radar zu gewinnen.
Ein Blockschaltbild, das schematisch einen elektrischen Hardware-Aufbau eines optischen Radar zur Gewinnung von Abstandsinformation zeigt, ist in 5 gezeigt, während ein Wellenformdiagramm, welches Signalzustände betreffender Abschnitte des optischen Radar zeigt, in 6 gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt, enthält dieses optische Radar 9 eine Lichteinstrahlsystemschaltung 910, eine Lichtempfangssystemschaltung 920, eine Signalverarbeitungssystemschaltung 930, eine Abtastschaltung 940, einen Anzeigeabschnitt 950, einen Ausgabeabschnitt 960 und einen Steuerabschnitt 970.
Die Lichteinstrahlsystemschaltung 910 gibt Lichteinstrahlimpulse eines bestimmten Zyklus zur Bestimmung der Aufleuchtzeit der Laserlichtquelle aus. Die Laserlichtquelle 910b gibt Laserlicht synchron mit dem von einem Impulsgenerator 910a ausgegebenen Lichteinstrahlimpuls aus. Auf diese Weise gewonnenes Laserlicht wird über einen hier nicht dargestellten Abtastmechanismus und dgl. auf den dreidimensionalen Bereich 2, der Überwachungsgegenstand sein soll, eingestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Lichteinstrahlzeitsignal b von der Laserlichtquelle 901b synchron mit der Laserlichtabgabezeit ausgegeben.
Die Lichtempfangssystemschaltung 920 enthält eine Lichtempfangsschaltung 920a, die reflektiertes Licht empfängt, das von einem Objekt, das in dem dreidimensionalen Bereich 2, der Überwachungsbereich sein soll, vorliegt, reflektiert wird, und die das reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, sowie einen Verstärker 920b, der Lichtempfangsimpulse verstärkt, die von der Lichtempfangsschaltung 920a ausgegeben werden. Von dem Verstärker 902b wird ein Lichtempfangszeitsignal c ausgegeben.
Die Signalverarbeitungssystemschaltung 930 enthält eine Taktoszillator 930a, der ein Taktsignal a, das eine Referenz für die Zeitmessung sein soll, ausgibt, eine Gateschaltung 930b, die ein Gate für die Zeitdauer von der Ankunftszeit des Lichteinstrahlzeitsignals b bis zur Ankunft des Lichtempfangszeitsignals c öffnet und das Taktsignal a vom Taktoszillator 930a während dieser Zeitdauer ankommen lässt, und die ein Verstreichzeitäquivalent-Impulsfeld d erzeugt, sowie einen Impulszähler 930c, der die Anzahl des Impulsfeldes d, die von dieser Gateschaltung 930b ausgegeben werden, zählt.
Ein Beispiel für Beziehungen von Taktsignal a, Lichteinstrahlzeitsignal b, Lichtempfangszeitsignal c und Verstreichzeitäquivalent-Impulsfeld d ist im Wellenformdiagramm der 6 gezeigt. Wie aus der Figur ersichtlich, geht das Taktsignal a durch die Gateschaltung 930b für die beschränkte Zeitdauer vom Anstieg des Lichteinstrahlzeitsignals b bis zum Anstieg des Lichtempfangszeitsignals c durch, und das Verstreichzeitäquivalent-Impulsfeld d wird erzeugt, und die Anzahl von Impulsen n, die das Impulsfeld d aufbaut, wird in den Impulszähler 930c gezählt. Die Zählausgabedaten dieses Impulszählers 930c werden durch den Steuerabschnitt 970 gemäß der Software, die unter Bezug auf 7 hier später noch beschrieben wird, verarbeitet.
Die Abtastschaltung 940 dient zur Betätigung des in 4 gezeigten Halbleiterresonanzspiegels 804 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, und diese Betätigungsvorgänge werden gemäß einem Befehl des Steuerabschnitts 970 ausgeführt. Der Anzeigeabschnitt 950 und der Ausgabeabschnitt 960 dienen beispielsweise zur Anzeige oder Ausgabe nach außen der Lageinformation eines Objekts, die als Ergebnis von Berechnungen durch den Steuerabschnitt 970 gewonnen ist.
Ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau von Nachweismitteln in der dritten Ausführungsform zeigt, ist in 7 gezeigt. Der in diesem Flussdiagramm gezeigte Vorgang wird durch einen Mikroprozessor, der den Steuerabschnitt 970 aufbaut, ausgeführt.
In 7 wird, wenn die Verarbeitung begonnen wird, zunächst die Winkelinitialisierung der Abtastmittel (x = 0, y = 0) ausgeführt (Schritt 701). Hierbei entspricht x der Abtastposition in der X-Achsenrichtung (Horizontalachsenrichtung), während y sich auf die Abtastposition in der Y-Achsenrichtung (Vertikalachsenrichtung) bezieht. Die in 5 gezeigte Abtastschaltung 940 wird gemäß den Werten von x bzw. y betrieben und damit die Einstrahlposition des Laserstrahls, der aus dem Halbleiterresonanzspiegel 804 über die Linse 805 eingestrahlt wird.
Danach wird die Verarbeitung, in der der Wert von y auf 0 fixiert und der Wert von x um +1 inkrementiert wird (Schritt 705) und die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 702) und die Lichtempfangsverarbeitung (Schritt 703) ausgeführt werden, wiederholt, bis der Wert von x m erreicht (Schritt 704 NEIN). Hierbei wird in der Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 702) im Taktschaltungsdiagramm der 5, durch Geben eines Befehls vom Steuerabschnitt 970 auf die Lichteinstrahlsystemschaltung 910 impulsförmiges Laserlicht von der Laserlichtquelle 910b abgegeben. Andererseits wird in der Lichtempfangsverarbeitung (Schritt 703) die Ausgabe des Impulszählers 930c angenommen und in einen Abstand umgewandelt und in einem Pufferspeicher gespeichert.
Obige Folge von Lichteinstrahl- und Lichtempfangsvorgängen (Schritte 702, 703, 704 und 705) wird wiederholt, indem der Wert von x auf 0 gesetzt und der Wert von y um +1 jedes Mal inkrementiert wird (Schritt 707), wenn der Wert von x m erreicht (Schritt 704 JA). Auf diese Weise ist die Lichteinstrahl- und Lichtempfangsverarbeitung für eine Ebene, die ein Überwachungsgegenstand sein soll, abgeschlossen, wenn der Wert von y n erreicht (Schritt 706 JA).
Danach werden die Abstandsdaten für eine Ebene, die im Pufferspeicher gespeichert sind, als Abstandsdaten über die abtastvollständige Oberfläche in einem Speicher zur Speicherung der letzten Daten abgespeichert (Schritt 708).
Danach wird eine Folge von Abstandsdaten, die als letzte Daten gespeichert sind, mit vorher erfassten Anfangsdaten verglichen und eine Differenzextraktionsverarbeitung ausgeführt (Schritt 709).
Schließlich wird auf der Grundlage der Daten nach Differenzextraktion, die in der Differenzextraktionsverarbeitung gewonnen sind, die Lageinformation eines Objekts in einem dreidimensionalen Bereich, der ein Überwachungsbereich sein soll, berechnet (Schritt 710). Die Lageinformation (Nachweisinformation) eines Objekts, die wie oben gewonnen ist, wird über den Ausgabeabschnitt 960 nach außen ausgegeben und auch am Anzeigeabschnitt 950 angezeigt.
Gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform wird das eingestrahlte Laserstrahllicht in ebener Form eingestrahlt und der Abstand zu einem reflektiertem Objekt pro Einheitsabtastwinkel nach einem optischen Radarverfahren gemessen, und folglich ist es möglich, ein Objekt in einem Überwachungszielbereich in präziser und dreidimensionaler Weise zu erkennen, und auf der Grundlage der wie oben erwähnt gewonnenen Nachweisinformation ist es möglich, die Überwachung eines eindringenden Objekts in verschiedenen Situationen mit hoher Genauigkeit zu realisieren. Wenn die Abtastmittel zur Abtastung mit dem Laserstrahllicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, einen Halbleiterspiegel enthalten, ist es hierbei, da nur wenige mechanische Arbeitsteile vorhanden sind, möglich, eine längere Lebensdauer von Nachweismitteln zu erzielen.
Als Nächstes enthalten in der vierten bevorzugten Ausführungsform eines Monitors gemäß der Erfindung die Nachweismittel 101 ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zum Einstrahlen von Laserspaltlicht, eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement zur Überwachung von Einstrahlungslinien des eingestrahlten Laserspaltlichts und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, enthält, sowie Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Einstrahlungslinienbildern, die von der Kamera oder dem Bildaufnahmeelement, die bzw. das das optische System aufbaut, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewannen sind, und Einstrahlungslinienbildern, die in einem Zustand mit eindringendem Objekt gewonnen sind, womit die Nachweismittel Differenzinformation der Einstrahlungslinienbilder pro Abtastwinkel, gewonnen mit den Berechnungsmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines optischen System der Nachweismittel in der vierten Ausführungsform zeigt, ist in 8 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält dieses optische System 10 eine Laserlichtquelle 1001, eine erste Linse 1002, eine Schlitz- bzw. Spaltplatte 1003, einen Halbleiterresonanzspiegel 1004, eine zweite Linse 1005, eine dritte Linse 1006, und ein Bildaufnahmeelement (CCD-Bildsensor oder dgl.) 1007.
In der Figur ist im Übrigen das Bezugszeichen 1008 ein zusammengesetztes Spaltbild, das durch Zusammensetzen von Bildern bei jeder Lichteinstrahlung, die von dem Bildaufnahmeelement 1007 gewonnen sind, gewonnen ist, und das Bezugszeichen 1009 ist ein Pfeil, der die Abtastrichtung des Laserspaltlichts zeigt, das Bezugszeichen 1010 eine Einstrahlungslinie von auf ein Objekt projiziertem Spaltlicht, während das Bezugszeichen 1011 ein festgestelltes Objekt ist und das Bezugszeichen 1012 Laserspaltlicht ist.
In 8 wird von der Laserlichtquelle 1001 ausgestrahltes Laserlicht durch die erste Linse 1002 gebündelt, geht dann durch den Spalt in der Spaltplatte 1003 und wird auf den Halbleiterresonanzspiegel 1004 eingestrahlt. Vom Halbleiterresonanzspiegel 1004 reflektiertes Laserlicht wird durch die zweite Linse 1005 gebündelt, danach als Laserspaltlicht 1012 auf den dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, eingestrahlt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Ebene des Laserspaltlichts 1012 in dieser bevorzugten Ausführungsform vertikal gemacht. Und der Halbleiterresonanzspiegel 1004 schüttelt seinen Kopf horizontal in einer horizontalen Ebene, wie durch mit dem Bezugszeichen 1009 gezeigten Pfeil gezeigt. Durch diesen Kopfschüttelvorgang des Halbleiterresonanzspiegels 1004 wird daher der dreidimensionale Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, in einer ebenen Form durch das Laserspaltlicht 1012 abgetastet. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn ein nachzuweisendes Objekt 1011 in dem Überwachungsgegenstandsbereich vorhanden ist, eine Projektionslinie 1010 durch das Laserspaltlicht auf der Oberfläche des nachgewiesenen Objekts 1011 gezogen.
Andererseits wird die Projektionslinie 1010 des Laserspaltlichts auf dem festgestellten Objekt 1011 durch das Bildaufnahmeelement 1007 über die dritte Linse 1006 fotografiert. Das vom Bildaufnahmeelement 1007 gewonnene Bild wird danach bei jedem Abtastzyklus zusammengesetzt und damit das zusammengesetzte Spaltbild 1008 gewonnen. Auf der Grundlage dieses zusammengesetzten Spaltbilds 1008 wird über eine Differenzextraktion usw. die Lageinformation des Objekts berechnet.
Ein Erläuterungsdiagramm der Signalverarbeitung (für die Messung) der Nachweismittel in der vierten bevorzugten Ausführungsform ist in 9 gezeigt, während ein Flussdiagramm, das deren Software-Aufbau zeigt, in 10 gezeigt ist.
In 10 wird, wenn die Verarbeitung begonnen wird, zunächst die Winkelinitialisierung der Abtastmittel (θ' = 0) ausgeführt (Schritt 1001). Bei diesem Initialisierungsvorgang (Schritt 1001) wird der Wert des Abtastwinkels θ' auf 0 gesetzt, wodurch die Abtastposition des Laserspaltlichts 1012 beispielsweise auf das Ende des mit dem Bezugszeichen 1009 gezeigten Abtastbereichs eingestellt wird.
Danach wird die Verarbeitung, in der der Wert des Abtastwinkels θ' um +1 inkrementiert wird (Schritt 1005) und die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1002) und Bildaufnahmeverarbeitung (Schritt 1003) ausgeführt werden, wiederholt, bis der Wert des Abtastwinkels θ' m erreicht (Schritt 1004 NEIN).
Zu diesem Zeitpunkt wird in der Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1002) die Laserlichtquelle 1001 impulsbetrieben, und in der Richtung, die an dem Abtastwinkel θ' bestimmt ist, wird dann impulsförmiges Laserspaltlicht eingestrahlt. Andererseits wird in dem Bildaufnahmevorgang (Schritt 1003) das Bild der Projektionslinie 1010 auf das nachgewiesene Objekt 1011 über das Bildaufnahmeelement 1007 gewonnen.
Obige Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1002) und Bildaufnahmeverarbeitung (Schritt 1003) werden angehalten, wenn der Wert des Abtastwinkels θ' m erreicht (Schritt 1004 JA), und auf einem Speicher eines Mikrocomputers, der hier nicht dargestellt ist, werden Bilddaten 1008', die der Einstrahlungslinie 1010 bei jedem Abtastwinkel entsprechen, zurückgelassen.
Danach werden Bilddaten pro Winkel, wie oben gewonnen (Einstrahlungslinienbild 1008'), für einen Abtastzyklus zusammengesetzt und damit das zusammengesetzte Spaltbild 1008, das in 8 gezeigt ist, gewonnen (Schritt 1006).
Nachfolgend wird der Differenzextraktionsvorgang zwischen dem zusammengesetzten Spaltbild 1008 und vorab gewonnenen Anfangsdaten ausgeführt (Schritt 1007), wodurch festgestellt wird, ob ein eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, festgestellt wird oder nicht (Schritt 1007).
Danach wird auf der Grundlage des auf diese Weise gewonnenen zusammengesetzten Spaltbildes 1008 Lageinformation eines Objekts berechnet (Schritt 1008).
Ein Erläuterungsdiagramm des Abstandsberechnungsvorgangs zur Berechnung der Lageinformation eines Objekts ist in 9 gezeigt. In 9 sind im Übrigen identische Bezugszeichen den gleichen Komponenten wie in 8 zugeordnet, und deren Erläuterung hier weggelassen.
Wie in 9 gezeigt, sind bei diesem optischen System die optische Achse der zweiten Linse 1005 und die optische Achse der dritten Linse 1006 parallel zueinander angeordnet, und der Abstand zwischen diesen optischen Achsen ist als D eingestellt. Und der Winkel zwischen der optischen Achse der zweiten Linse und der optischen Achse des Spaltlichts 1012 ist als θ eingestellt, die Brennweite der dritten Linse 1006 ist als F eingestellt, der maximale Annäherungspunkt der Einstrahlungslinie 1010 des auf dem nachgewiesenen Objekt 1011 ausgebildeten Spaltlichts ist als a eingestellt, der weiteste Punkt desselben als b und der Abstand zwischen der dritten Linse und dem maximalen Annäherungspunkt a ist als Z eingestellt. Ferner ist auf der Lichtempfangsfläche des Bildaufnahmeelements 1007 ein Bild der Einstrahlungslinie 1010 zwischen dem Punkt a' und dem Punkt b' ausgebildet, und der Abstand zwischen dem Bildausbildungspunkt a' auf dem Bildaufnahmeelement, der dem maximalen Annäherungspunkt a entspricht, und den optischen Achse ist als d eingestellt.
Unter den oben erwähnten Voraussetzungen kann mit dem Triangulationsprinzip der Abstand zwischen der dritten Linse 1006 und dem maximalen Annäherungspunkten a durch Verwenden der folgenden Gleichung gewonnen werden. Z = (F·D – F²·tanθ)/(d + F·tanθ) (2)
Gemäß der oben beschriebenen vierten bevorzugten Ausführungsform wird Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt, und ein eindringendes Objekt auf der Grundlage einer Verformung in Einstrahlungslinienbildern desselben überwacht, weshalb es, obwohl allein eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement verwendet wird, durch Greifbarmachen von Eigenschaften eines Überwachungsziels als Verformung von Spaltlichteinstrahlungslinien möglich ist, die Bildverarbeitungslast zu reduzieren und eine hochgenaue Überwachung eines eindringenden Objekts zu realisieren. Da ferner Abtastspuren von Abtastmitteln durch einfache hin- und hergehende Linearbewegung hergestellt werden können, kann die Steuerung eines Abtastmechanismus dementsprechend einfacher und leichter werden.
Als Nächstes enthalten in der fünften bevorzugten Ausführungsform eines Monitors gemäß der Erfindung die Nachweismittel 101 ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zum Einstrahlen von Laserspaltlicht, eine Kamera oder ein Bildaufnahmeelement zur Überwachung von Einstrahlungslinien des eingestrahlten Laserspaltlichts und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, sowie Berechnungsmittel zur Berechnung des maximalen Annäherungspunkts unter den von der Kamera oder dem Bildaufnahmeelement, die bzw. das das optische System aufbaut, aufgenommenen Einstrahlungslichtbildern des Spaltlichts, womit die Nachweismittel Maximalannäherungspunktinformation, die pro Abtastwinkel von den Berechnungsmitteln gewonnen ist, als Nachweisinformation ausgeben.
Ein Aufbaudiagramm eines Beispiels eines optischen Systems in den Nachweismitteln in der fünften bevorzugten Ausführungsform ist in 11 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält dieses optische System 12 eine Laserlichtquelle 1201, eine erste Linse 1202, einen Strahlenteiler 1203, eine Schlitz- bzw. Spaltplatte 1204, einen Halbleiterresonanzspiegel 1205, eine zweite Linse 1206, eine dritte Linse 1211 und ein Bildaufnahmeelement 1212. In der Figur ist im Übrigen das Bezugszeichen 1207 Laserspaltlicht, 1208 ein nachzuweisendes Objekt, 1209 ein Pfeil, der die Abtastrichtung zeigt und Bezugszeichen 1210 eine auf dem nachgewiesenem Objekt 1208 ausgebildete Projektionslinie von Spaltlicht.
Von der Laserlichtquelle 1201 abgegebenes Laserlicht wird durch die erste Linse 1202 gebündelt, geht dann gerade durch den Strahlenteiler 1203 und wird danach über die Spaltplatte 1204 in Spaltlicht umgewandelt und dann auf den Halbleiterresonanzspiegel 1205 eingestrahlt. Von dem Halbleiterresonanzspiegel 1205 reflektiertes Spaltlicht wird durch die zweite Linse 1206 umgeformt, danach als Laserspaltlicht 1207 auf einen dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, eingestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt schüttelt in der gleichen Weise wie oben der Halbleiterresonanzspiegel 1205 seinen Kopf horizontal in einer horizontalen Ebene. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ort, den das Spaltlicht 1207 ausbildet, vertikal. Daher wird in Synchronisation mit dem horizontalen Kopfschütteln des Halbleiterresonanzspiegels 1205 mit dem Laserspaltlicht 1207 ebenfalls horizontal in kopfschüttelnder Weise, wie mit Bezugszeichen 1209 gezeigt, abgetastet, womit ein ebenes Abtasten des Überwachungszielbereichs realisiert wird.
Andererseits wird durch die Oberfläche des nachgewiesenen Objekts 1208 reflektiertes Laserlicht über die zweite Linse 1206 und den Halbleiterresonanzspiegel 1205 auf die Spaltplatte 1204 zurückgeführt und weiter durch den Spalt der Spaltplatte 1204 auf den Strahlenteiler 1203 zurückgeführt, wo das Laserlicht verzweigt wird, und ferner geht Laserlicht durch die dritte Linse 1211 und wird auf die Lichtempfangsfläche des Bildaufnahmeelements (CCD-Bildsensor oder dgl.) eingestrahlt. Vom Bildaufnahmeelement 1212 gewonnene Bilddaten werden in einen hier nicht dargestellten Mikrocomputer genommen, und es wird eine spezifische Bildverarbeitung ausgeführt und damit Lageinformation des Objekt berechnet.
Ein Flussdiagramm (Nr. 1), welches einen Software-Aufbau von Nachweismitteln in der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 12 gezeigt. Der in diesem Flussdiagramm gezeigte Vorgang wird im Übrigen durch einen Mikroprozessor ausgeführt, der den oben erwähnte Mikrocomputer aufbaut.
In 12 wird, wenn die Verarbeitung begonnen wird, zunächst die Winkelinitialisierung der Abtastmittel (θ' = 0) ausgeführt (Schritt 1201). Wie oben erwähnt wird in dieser Initialisierungsverarbeitung (Schritt 1201) der Wert des Abtastwinkels θ' auf 0 eingestellt, womit die Einstrahlungsrichtung des Spaltlichts 1207 auf die Referenzposition des mit Bezugszeichen 1209 in 11 gezeigten Abtastbereichs eingestellt wird.
Danach wird der Vorgang, in dem der Wert des Abtastwinkels θ' um +1 inkrementiert wird, und die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1202) und Bildaufnahmeverarbeitung (Schritt 1203), Maximalannäherungspunktextraktionsverarbeitung (Schritt 1204) und Abstandsberechnungsverarbeitung (Schritt 1205) ausgeführt werden, wiederholt, bis der Wert des Abtastwinkels θ' m erreicht (Schritt 1206 NEIN).
Zu diesem Zeitpunkt wird bei der Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1202) in der gleichen Weise wie bei dem oben unter Bezug auf 5 erläuterten Schaltungsaufbau die Laserlichtquelle 1202 impulsbetrieben und Laserspaltlicht in Impulsform auf den dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, eingestrahlt. In der Bildinformationaufnahmeverarbeitung (Schritt 1203) werden die an dem betreffenden Abtastwinkel θ' fotografierten Bilddaten aus dem Bildaufnahmeelement 1212 hereingenommen. In der Maximalannäherungspunktextraktionsverarbeitung (Schritt 1204) wird, wie oben unter Bezug auf 9 erläutert, der Maximalannäherungspunkt a' in einem Spaltbild herausgezogen. In der Abstandsberechnungsverarbeitung (Schritt 1205) wird in der gleichen Weise wie oben unter Bezug auf 9 erläutert, der Abstand Z zum Maximalannäherungspunkt a gewonnen und dieser Wert Z in einem Pufferbereich auf einem Speicher gespeichert.
In der oben erwähnten Weise wird dann, wenn die Speicherung einer Folge von Daten für einen Abtastzyklus abgeschlossen ist (Schritt 1206 JA), die Differenzextraktionsverarbeitung ausgeführt und damit die Differenz zwischen Anfangsdaten am Maximalannäherungspunkt bei jedem Winkel herausgezogen (Schritt 1208).
Danach wird auf der Grundlage von auf diese Weise gewonnenen Differenzdaten Lageinformation eines Objekts berechnet (Schritt 1209). Das heißt, wenn ein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, vorhanden ist, werden Abstandsinformation zwischen dem eindringenden Objekt und dem Maximalannäherungspunkt des Monitors usw. gewonnen.
Die Abstandsinformation des auf diese Weise gewonnenen Maximalannäherungspunkts wird verschiedenen Objektüberwachungsalgorithmen zugeführt und kann ferner als Analogdaten nach außen ausgegeben werden.
Ein Flussdiagramm, welches die Signalverarbeitung von Nachweismitteln in der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 13 gezeigt. Die in diesem Flussdiagramm gezeigte Verarbeitung dient der Ausgabe der Abstandsinformation, die über die im Flussdiagramm der 12 gezeigte Verarbeitung gewonnen ist, als Analogspannung nach außen.
Diese Signalverarbeitung besteht in einer Skalierungsverarbeitung zur Regulierung der Ausgabespannung (Schritte 1301–1304) und einer Umwandlungsverarbeitung zur Umwandlung des Nachweisabstands in eine geeignete Ausgabespannung (Schritte 1311–1314). Wenn die Skalierungsverarbeitung begonnen wird, wird zunächst ein Einstellvorgang des Maximalannäherungspunkts ausgeführt (Schritt 1301), danach eine Umwandlungsverarbeitung in ein Spannungsniveau, das dem Maximalannäherungspunkt entspricht, ausgeführt (Schritt 1302) und dann eine Einstellverarbeitung des weitesten Punkts ausgeführt (Schritt 1403), dann eine Umwandlungsverarbeitung des weitesten Punkts in ein Spannungsniveau ausgeführt (Schritt 1404). Über diese Vorgänge wird die Skalierung so abgeschlossen, dass der Abstand vom Maximalannäherungspunkt zum weitesten Punkt in einen spezifischen Spannungsbereich eingestellt sein sollte.
Andererseits werden auf der Seite der Spannungsumwandlungsverarbeitung zunächst Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 1311), und auf deren Basis wird die Berechnungsverarbeitung des in 9 erläuterten Maximalannäherungsabstand durchgeführt (Schritt 1312), dann eine Berechnung von der Skalierungseinstellung auf das Spannungsniveau ausgeführt (Schritt 1313) und schließlich die Spannung nach Umwandlung ausgegeben (Schritt 1314). Auf diese Weise wird, wenn der Abstand zu einem eindringenden Objekt über die Nachweismittel festgestellt wird, in dieser bevorzugten Ausführungsform eine dem Abstand entsprechende Analogspannung ausgegeben.
Als Nächstes ist ein Wellenformdiagramm, welches eine Signalverarbeitung der Nachweismittel in einem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt, in 14 gezeigt, und ein Flussdiagramm (Nr. 2), welches einen Software-Aufbau der Nachweismittel in dem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 15 gezeigt. Das unter Bezug auf diese Figuren zu erläuternde abgewandelte Beispiel gilt unter der Annahme des Schaltungsaufbaus des Lichtradars, das in 15 erläutert ist. Der Unterschied gegenüber dem Grundbeispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass der Maximalannäherungspunkt auf der Projektionslinie nicht auf der Grundlage der vom Bildaufnahmeelement gewonnenen Bilddaten berechnet wird, sondern dass der Abstand zum Maximalannäherungspunkt auf der Projektionslinie direkt durch das Laserradar gewonnen und auf dessen Basis die Lageinformation eines Objekt berechnet wird.
In einem abgewandelten Beispiel gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform enthalten die Nachweismittel 101 ein koaxiales optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zur Einstrahlung von Laserspaltlicht in gepulster Form, Lichtempfangsmittel für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserspaltlichts, das an einem Objekt reflektiert wird und zurückkommt, und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in einer ebenen Form eingestrahlt wird, enthält, und Messmittel zur Gewinnung des Maximalannäherungsabstands unter Abständen zu betreffenden Punkten des Laserspaltlichts pro Einheitsabtastwinkel mit der optischen Radarmethode auf der Grundlage der Differenz zwischen der Lichteinstrahlzeit und der Lichtempfangszeit des Laserspaltlichts, womit die Nachweismittel Maximalannäherungsabstandsinformation, die pro Abtastwinkel mit den Messmitteln gewonnen ist, als die Nachweisinformation ausgeben.
Wie unter Bezug auf 5 und 14 deutlich wird, tritt, wenn Laserspaltlicht 1207 in gepulster Form auf das nachzuweisende Objekt 1208, wie in 11 gezeigt, eingestrahlt wird, reflektiertes Licht von betreffenden Punkten auf den Projektionspunkt 1210 auf, und dieses reflektierte Licht kommt in der Reihenfolge näherer Objekte zurück. Diese Phänomen ist im Wellenformdiagramm der 14 gezeigt.
Wie aus der Figur deutlich wird, entspricht der Impuls des Lichtempfangszeitsignals c, der als erster in der Wartezeit folgend auf das Lichteinstrahlzeitsignal b ankommt, der reflektierten Welle vom nächsten Objekt. Wenn daher die Zeit zu dem Impuls, der als erster auf dem Lichtempfangszeitsignal c ankommt, mit dem Taktsignal a als Referenz gezählt wird, ist es möglich, Zähldaten, die dem Abstand zum Maximalannäherungspunkt äquivalent sind, in jedem Punkt auf Einstrahlungspunkt durch das Laserspaltlicht bei jedem Einstrahlungswinkel des Laserspaltlichts zu gewinnen.
Unter der Annahme, dass ein Mikrocomputer den Steuerabschnitt 970 aufbaut, ist es, wenn die in 15 gezeigte Verarbeitung ausgeführt wird, möglich, einfach den Abstand zum Maximalannäherungspunkt bei jedem Abtastwinkel ohne Verwendung einer komplizierten Bildverarbeitung zu gewinnen, und auf dieser Basis ist es möglich, Lageinformation und Tätigkeiten eines Objekts in schneller Weise zu berechnen.
Wenn nämlich die Verarbeitung in 15 begonnen wird, wird zunächst die Winkelinitialisierung der Abtastmittel (θ' = 0) ausgeführt (Schritt 1501).
Darauffolgend wird die Verarbeitung, in der der Wert zur Bestimmung des Abtastwinkels θ' um +1 inkrementiert wird und die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1502) und die Lichtempfangsverarbeitung (Schritt 1503) ausgeführt werden, wiederholt, bis der Wert von θ' m erreicht (Schritt 1504 NEIN).
Hierbei wird, wie oben erläutert, in der Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1502) die Laserlichtquelle gepulst und Laserspaltlicht in Impulsform in einer durch den momentanen Abtastwinkel bestimmten Richtung eingestrahlt. In der Lichtempfangsverarbeitung (Schritt 1503) werden vom Laserradar gewonnene Zähldaten hereingenommen und in einen Abstand umgewandelt, der in einem Pufferspeicher gespeichert wird.
In dieser bevorzugten Ausführungsform entsprechen dabei die durch Abstandsumwandlung gewonnenen Abstandsdaten dem Abstand zum maximalen Annäherungspunkt in jedem Punkt auf der Projektionslinie auf einem Objekt durch das eingestrahlte Spaltlicht. In diesem abgewandelten Beispiel der bevorzugten Ausführungsform, in dem der Abstand nicht durch eine Berechnungsverarbeitung von vom Bildaufnahmeelement gewonnenen Bilddaten, wie im Grundbeispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform, gewonnen wird, ist daher die Berechnungsverarbeitung zur Gewinnung des Maximalannäherungsabstands vereinfacht und ein schnelles Ansprechen verwirklicht.
Dann wird die Differenz zwischen den Abstandsdaten pro Winkel und den Anfangsdaten herausgezogen (Schritt 1506), und auf der Grundlage von Daten nach dieser Differenzextraktion wird eine Berechnung von Lageinformation eines Objekts durchgeführt (Schritt 1507).
Wie oben erläutert, können gemäß dem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform von einem die Nachweismittel aufbauenden Lichtradar Zählwertdaten, die dem Abstand zum Maximalannäherungspunkt in jedem Punkt auf der Projektionslinie von Spaltlicht äquivalent sind, direkt gewannen werden, und dementsprechend ist, wenn der Abstand zum Maximalannäherungspunkt über die Nachweismittel gewonnen werden soll, eine schnelle Antwort verwirklicht und kann ferner der Aufbau des Verarbeitungsprogramms in einem Mikrocomputer vereinfacht werden.
Gemäß dem abgewandelten Beispiel der fünften bevorzugten Ausführungsform können, da das eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt wird und der Maximalannäherungspunkt pro Einheitsabtastwinkel auf der Grundlage einer Verformung von dessen Einstrahlungslinien berechnet wird, zusätzlich zum Vorteil des Grundbeispiels der fünften bevorzugten Ausführungsform die Geschwindigkeit und Präzision beim Erfassen der Maximalannäherungspunktinformation verbessert werden und kann die Ansprechgeschwindigkeit weiter verbessert werden. Anders ausgedrückt können, da eingestrahltes Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt wird und der Maximalannäherungspunkt bei Einheitsabtastwinkel auf der Grundlage einer Verformung von dessen Einstrahlungslinie berechnet wird, zusätzlich zu den Vorteilen der vierten bevorzugten Ausführungsform durch Herausziehen von Information, von nur des Maximalannäherungspunkts aus den Nachweismitteln Vorgänge in späteren Stufen mehr als im Fall der Verarbeitung der gesamten Bilddaten vereinfacht werden, und die Ansprechgeschwindigkeit kann verbessert werden.
In der sechsten bevorzugten Ausführungsform enthalten die Nachweismittel ein optisches System, welches Lichteinstrahlmittel zum Einstrahlen von Laserspaltlicht in gepulster Form, ein Photodiodenfeld für den Empfang von reflektiertem Licht des eingestrahlten Laserspaltlichts, das an einem Objekt reflektiert ist und zurückkommt, und Abtastmittel zum Abtasten mit dem eingestrahlten Laserspaltlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, enthält, und Messmittel zum Messen des Abstands zu einem reflektiertes Objekt pro Einheitsabtastwinkel durch ein optisches Radarverfahren auf der Grundlage der Differenz zwischen der Lichteinstrahlzeit und der Lichtempfangszeit des Laserspaltlichts, womit die Nachweismittel Abstandsinformation zu jedem Punkt auf den Projektionslinien, gemessen pro Einheitswinkel mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgeben.
Ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines optischen Systems der Nachweismittel in einer sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 6 gezeigt, und ein Blockschaltbild, welches die Signalverarbeitung der Nachweismittel in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 17 gezeigt, während ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau von Nachweismitteln in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt, in 18 gezeigt ist.
Wie in 16 gezeigt, enthält dieses optische System eine Laserlichtquelle 1301, eine erste Linse 1302, einen Strahlenteiler 1303, eine Schlitz- bzw. Spaltplatte 1304, einen Halbleiterresonanzspiegel 1305, eine zweite Linse 1306, eine dritte Linse 1311 und ein Photodiodenfeld 1312. In der Figur ist im Übrigen das Bezugszeichen 1307 Laserspaltlicht, 1308 ein nachzuweisendes Objekt, 1309 ein die Abtastrichtung zeigender Pfeil und Bezugszeichen 1310 eine Projektionslinie von auf das nachgewiesene Objekt 1308 eingestrahltem Spaltlicht.
Von der Laserlichtquelle 1301 abgegebenes Laserlicht wird durch die erste Linse 1302 gebündelt, geht dann gerade durch den Strahlenteiler 1303 und wird über die Spaltplatte 1304 in Spaltlicht umgeformt und wird auf den Halbleiterresonanzspiegel 1305 eingestrahlt. Durch den Halbleiterresonanzspiegel 1305 reflektiertes Laserlicht wird weiter durch die zweite Linse 1306 umgeformt und danach als Laserspaltlicht 1307 auf den dreidimensionalen Bereich 2, der Überwachungsbereich sein soll, eingestrahlt.
Der Halbleiterresonanzspiegel 1305 schüttelt dabei seinen Kopf in einer horizontalen Ebene, und die Ebene, die das Laserspaltlicht 1307 bildet, ist vertikal. Durch diese Kopfschütteltätigkeit des Halbleiterresonanzspiegels 1305 in horizontaler Richtung, wie durch den Pfeil 1309 gezeigt, wird daher der dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, in ebener Form abgetastet. Wenn ein festzustellendes Objekt 1308 im Überwachungsbereich vorhanden ist, wird eine Einstrahlungslinie 1310 durch das Laserspaltlicht auf der Oberfläche des nachgewiesenen Objekts gezeichnet.
Durch die Oberfläche des nachgewiesenen Objekts 1308 reflektiertes Laserlicht wird über die zweite Linse 1306 und den Halbleiterresonanzspiegel 1305 und die Spaltplatte 1304 auf den Strahlenteiler 1303 zurückgeführt und danach senkrecht verzweigt und sowohl auf das Lichtempfangselement als auch das Photodiodenfeld 1312 eingestrahlt. Die Feldrichtung von Lichtempfangselementen, die das Photodiodenfeld 1312 aufbauen ist dabei auf die Richtung der Spaltlichtprojektionslinie auf dem Objekt 1308 ausgerichtet. Dementsprechend kommt an jedem der Lichtempfangselemente, die das Photodiodenfeld 1312 aufbauen, an jedem Punkt der durch das Spaltlicht gebildeten Querschnittslinie reflektiertes Licht an.
Ein Blockschaltbild, das die Signalverarbeitung der Nachweismittel in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 17 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält dieses Laserradar 14 eine Lichteinstrahlsystemschaltung 1410, eine Lichtempfangssystemschaltung 1420, eine Signalverarbeitungssystemschaltung 1430, eine Abtastschaltung 1440, einen Anzeigeabschnitt 1450, einen Ausgabeabschnitt 1460 und einen Steuerabschnitt 1470.
Die Lichteinstrahlsystemschaltung 1410 enthält einen Impulsgenerator 1410a, der bei einem Befehl des Steuerabschnitts 1470 betrieben wird, und eine Laserlichtquelle 1410b, die eine Lichtemissionstätigkeit beim Empfang einer zyklischen Lichteinstrahlimpulsausgabe des Impulsgenerators 1410a ausführt. Von dieser Laserlichtquelle 1410b wird ein Lichtprojektionszeitsignal b synchron mit der Lichtemissionszeit ausgegeben.
Die Lichteinstrahlsystemschaltung 1420 enthält Lichtempfangsschaltungen 1420b-1–1420b-n, die Laserlicht empfangen, das von einem Objekt reflektiert und zurückgeführt ist, und die Laserlicht in ein elektrisches Signal umwandeln, sowie Verstärker 1420a-1–1420a-n, die die Lichtempfangsimpulsausgabe der Lichtempfangsschaltungen verstärken. Von den Verstärkern 1420a-1–1420a-n werden Lichtempfangszeitsignale c1–cn, die der Lichtempfangszeit in einer Photodiode, welche die Lichtempfangsschaltung aufbaut, äquivalent sind, ausgegeben.
Die Signalverarbeitungssystemschaltung 1430 enthält einen Taktoszillator 1430a, Impulszähler 1430b-1–1430b-n sowie Gateschaltungen 1430c-1–1430c-n.
Von dem Taktoszillator 1430a wird ein Taktsignal, das Zeitreferenz sein soll, ausgegeben. Gateschaltungen 1420c-1–1430c-n öffnen Gates bei Empfang des Lichteinstrahlzeitsignals b, das von der Laserlichtquelle 1410b, die die Lichteinstrahlsystemschaltung 1410 aufbaut, ausgegeben wird. Danach schließen Gateschaltungen 1430c-1–1430c-n Gates bei Empfang der Lichtempfangszeitsignale c1–cn, die von den Verstärkern 1420a-1–1420a-n ausgegeben werden. Die Taktsignalausgabe des Taktoszillators 1430a geht durch die Gateschaltungen 1430c-1–1430c-n und wird Impulszählern 1430b-1–1430b-n zugeführt. Die Impulszähler 1430b-1–1430b-n zählen Impulsfelder d1–dn, die von den Gateschaltungen 1430c-1–1430c-n ausgegeben werden. Dadurch ist in jedem Impulszähler, der die Impulszähler 1430b-1–1430b-n aufbaut, ein Zählwert vorhanden, der jeweils dem Abstand zu einem Punkt auf der Querschnittslinie des eingestrahlten Spaltlichts äquivalent ist. Auf diese Weise gewonnene Zählwerte der Impulszähler 1430b-1–1430b-n werden in einen Mikrocomputer genommen, der den Steuerabschnitt 1470 aufbaut, und eine Berechnung auf Lageinformation eines Objekts wird über Software, die hier später noch zu beschreiben ist, ausgeführt.
Wie weiter oben erläutert, ist die Abtastschaltung 1440 eine Schaltung zum Schütteln des Kopfes des in 16 gezeigten Halbleiterresonanzspiegels 1305, und der Anzeigeabschnitt 1450 dient zur Anzeige von mit dem Steuerabschnitt 1470 erzeugten Daten und der Ausgabeabschnitt 1460 zur Ausgabe der mit dem Steuerabschnitt 1470 erzeugten Nachweisinformation nach außen.
Gemäß dem oben erläuterten Schaltungsaufbau ist es bei einem den Steuerabschnitt 1470 aufbauenden Mikrocomputer möglich, Abstandsinformation an jedem Punkt auf der Querschnittslinie von eingestrahltem Spaltlicht in einem hereinzunehmen.
Ein Flussdiagramm, das einen Software-Aufbau von Nachweismitteln in der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt, ist in 18 gezeigt. Der in diesem Flussdiagramm gezeigte Vorgang wird im Übrigen durch einen Mikroprozessor eines den Steuerabschnitt 1470 aufbauenden Mikrocomputers ausgeführt.
In 18 wird zunächst, wenn die Verarbeitung gestartet wird, die Winkelinitialisierung der Abtastmittel (θ' = 0) ausgeführt (Schritt 1801). Danach wird die Verarbeitung, in der der Wert von θ' zur Regulierung des Abtastwinkels um +1 inkrementiert wird, und die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1802), die Zählerausgabeaufnahmeverarbeitung (Schritt 1803) und die Lichtempfangselement-Abstandsdatenberechnungsbearbeitung (1804) nacheinander durchgeführt werden, wiederholt, bis der Wert von θ' m erreicht (Schritt 1805 NEIN).
Hierbei ist die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 1802), wie oben erläutert, der Vorgang, in dem die Lichteinstrahlsystemschaltung 1410 betrieben wird, wodurch Laserlicht in Impulsform von der Laserlichtquelle 1410b aus 17 abgegeben wird. Die Zählerdatenaufnahmeverarbeitung (Schritt 1803) ist der Vorgang zur Hereinnahme von Zähldaten aus jedem Impulszähler, der die Impulszähler 1430b-1–1430b-n aufbaut. Die Lichtempfangselement-Abstandsdatenberechnungsverarbeitung (Schritt 1804) ist der Vorgang zur Berechnung von Abstandsdaten pro jedem Lichtempfangselement (Photodiode), die von den Impulszählern 1430b-1–1430b-n hereingenommen sind, und zur Speicherung dieser Abstandsdaten in einem hier nicht dargestellten Pufferspeicher. Wenn der Wert von θ' m erreicht (Schritt 1805 JA), ist diese Folge von Vorgängen (Schritte 1802–1804) abgeschlossen, und der Prozess verschiebt sich nach einer spezifizierten Berechnungsverarbeitung.
Zunächst wird am Beginn der Berechnungsverarbeitung eine Differenzextraktionsverarbeitung zwischen den Abstandsdaten pro Winkel und Photodiode ausgeführt (Schritt 8107), wodurch festgestellt wird, ob ein eindringendes Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsbereich sein soll, vorhanden ist oder nicht.
Darauffolgend wird auf der Grundlage der Differenzextraktionsdaten eine Berechnung von Lageinformation eines Objekts durch einen spezifischen Algorithmus ausgeführt (Schritt 1808).
Gemäß der sechsten bevorzugten Ausführungsform wird das in Impulsform eingestrahlte Laserspaltlicht in ebener Form eingestrahlt und Abstandsinformation zu jedem einer Folge von Punkten längs der Projektionslinien pro Einheitsabtastwinkel durch eine optische Radarmethode auf der Grundlage einer Verformung von dessen Projektionslinien gewonnen, womit die Situationen in dem Überwachungszielbereich in dreidimensionaler Weise erkannt werden und ein Überwachung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit und hoher Genauigkeit auf der Grundlage der auf diese Weise gewonnenen Nachweisinformation durchgeführt werden kann.
Erläuterungen wurden bislang zu einem Monitor gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich mit dem Aufbau von Nachweismitteln 101 gemacht, während der Monitor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung auch durch die Einstellmittel 102, die Überwachungsinformationserzeugungsmittel 103 und die externen Ausgabemittel 104 desselben gekennzeichnet ist. Daher werden weitere verschiedene Merkmale des Monitors 1 gemäß der Erfindung nachstehend erläutert.
Ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Folge aus Nachweis eines eindringende Objekts, Verarbeitung von Nachweisinformation und externer Ausgabe in einem Monitor zeigt, ist in 19 gezeigt.
Wie in der Figur gezeigt, werden in diesem Monitor 1 eine Nachweisdatenaufnahmeverarbeitung von den Nachweismitteln 101 (1901) und eine Vergleichsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 1902) durchgeführt, und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts (1903) und ob das eindringende Objekt sich in einem Warnzielbereich befindet oder nicht, beurteilt (Schritt 1904).
In diesem Zustand wird dann, wenn ein eindringendes Objekt festgestellt wird (Schritt 1903 JA) und es beurteilt wird, dass das eindringende Objekt sich in einem Warnzielbereich befindet (Schritt 1904 JA), eine Beurteilung des Warnniveaus ausgeführt (Schritt 1905).
Wenn hierbei beurteilt wird, dass sich das eindringende Objekt einem gefährlichen Objekt nähert (Schritt 1906 JA), wird ein Vorgang zur Erhöhung eines Warnniveaus ausgeführt (Schritt 1908). Demgegenüber wird, auch wenn beurteilt wird, dass das eindringende Objekt sich nicht einem gefährlichen Objekt nähert (Schritt 1906 NEIN), wenn beurteilt wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit desselben langsamer als ein Referenzwert ist (Schritt 1907 NEIN), ein Vorgang zur Aufrechterhaltung des aktuellen Warnniveaus ausgeführt (Schritt 1909).
Im Gegensatz dazu wird, wenn beurteilt wird, dass sich das eindringende Objekt nicht einem gefährlichen Objekt nähert (Schritt 1906 NEIN), und beurteilt wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit schneller als ein Referenzwert ist (Schritt 1907 JA), dann eine Verarbeitung zur Verminderung des Warnniveaus ausgeführt (Schritt 1910).
Gemäß dem Monitor wird, auch wenn durch Vergleichen der Nachweisdaten der Nachweismittel und der Anfangsdaten beurteilt wird, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritte 1901, 1902, 1903 JA), keine Warnung in gleichförmiger Weise gegeben, sondern es wird ferner beurteilt, ob das eindringende Objekt sich einem gefährlichen Objekt nähert oder nicht (Schritt 1906) und ob die Bewegungsgeschwindigkeit desselben schneller ist oder nicht (Schritt 1907), und gemäß diesen Beurteilungsergebnissen wird das Warnniveau erhöht (Schritt 1908) oder das aktuelle Warnniveau beibehalten (Schritt 1909) oder das Warnniveau abgesenkt (Schritt 1910), auf welche Weise unterschiedliche Warnniveaus gemäß den jeweiligen Situationen gegeben werden. Folglich ist es gemäß diesem Monitor möglich, stets das Verhalten eines Objekts in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, geeignet zu überwachen.
Als Nächstes ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Eindringungsobjektnachweisfunktion pro eingestelltem Bereich zeigt, in 20 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, in horizontaler und vertikaler und Höhen-Richtung unterteilt, wodurch mehrere dreidimensionale Bereiche (Kastenzellen) eingestellt werden, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts wird für jede dieser Kastenzellen beurteilt, und wenn das Eindringen in einen der eingestellten Bereiche (Kastenzellen) bestätigt ist, werden eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe, die für den betreffenden eingestellten Bereich eigentümlich sind, nach außen ausgegeben.
Wenn nämlich die Verarbeitung in der Figur begonnen wird, werden die Nachweisdatenaufnahmeverarbeitung der Nachweismittel (Schritt 2001) und die Vergleichsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 2002) ausgeführt, und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts (Schritt 2003) und ob das eindringende Objekt in einem eingestellten Bereich ist oder nicht, wiederholt beurteilt (Schritt 2004). Wenn beurteilt wird, dass kein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2003 NEIN) oder es sich nicht um ein Eindringen in einen eingestellten Bereich handelt (Schritt 2004 NEIN), dann wird die Ansteuerung einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe in dem Zustand weggehalten (Schritt 2005).
Umgekehrt, wenn auf der Grundlage des Vergleichs der Nachweisdaten und der Anfangsdaten beurteilt wird, dass ein eindringendes Objekt in einen eingestellten Bereich eingedrungen ist (Schritt 2004 JA), wird der entsprechende eingestellte Bereich (Kastenzelle) identifiziert (Schritt 2006), und werden die dem entsprechenden eingestellten Bereich zugeordneten Ausgabe- oder Anzeigemittel angesteuert (Schritt 2007). Dadurch wird, in einem Fall, wo ein menschlicher Körper oder dgl. in einen dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, eindringt, eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß dem Bereich, wo ein solches Eindringen aufgetreten ist, nach außen abgegeben, wodurch ein geeignetes überwachen verwirklicht werden kann.
Als Nächstes ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Funktion zum Lehren eines spezifizierten Orts (Bereichs) in einem Überwachungsbereich zeigt, ist in 21 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform kann in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, sein Einstellvorgang, wenn ein spezifizierter Bereich an einem Monitor einzustellen ist, nach einer Methode verwirklicht werden, bei welcher ein Attrappenobjekt in einem gewünschten Bereich angeordnet wird, womit der Lehrvorgang ausgeführt wird.
Wenn in der Figur die Verarbeitung gestartet wird, wird zunächst eine Einstellung in einem Zustand vorgenommen, wo kein eindringendes Objekt in einem Überwachungsbereich vorhanden ist (Schritt 2101), wonach ein Anfangs-Datenlehrvorgang ausgeführt wird. In diesem Anfangs-Datenlehrvorgang werden Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 2102) und als Anfangsdaten aufgezeichnet (Schritt 2103).
Darauffolgend wird ein Attrappenobjekt an einem bestimmten Ort im Überwachungsbereich angeordnet (Schritt 2104) und ein Lehrvorgang des spezifischen Ortes ausgeführt. Bei dieser Lehrverarbeitung an dem spezifischen Ort werden Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 2105) und die Differenz zu den Anfangsdaten herausgezogen (Schritt 2106), und es wird ein Ort, wo eine Differenz erkannt wird, als spezifischer Ort aufgezeichnet (Schritt 2107).
Als Ergebnis der Vorgänge wird es durch Anordnen des Attrappenobjekts an dem Ort, den ein Arbeiter wünscht, möglich, den spezifischen Ort, wo das Attrappenobjekt angeordnet ist, an einem Monitor einzustellen. Anders ausgedrückt, ist es beim Einstellen eines spezifischen geschlossenen Raums in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, an einem Monitor ohne Lehren der xyz-Koordinaten des geschlossenen Raums durch Verwendung gesonderter Operationsmittel, sondern durch bloßes Anordnen von etwas wie einem Attrappenobjekt in dem gewünschten geschlossenen Raum möglich, die spezifische Position in einem spezifischen geschlossenen Raum in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, an einem Monitor einzustellen.
Als Nächstes ist ein Erläuterungsflussdiagramm eine Dreidimensionalaustastfunktion in 21 gezeigt, und ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Verwirklichung der gleichen Funktion zeigt, ist in 23 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird, wie in 22 gezeigt, ein dreidimensionalen Bereich 15, der Überwachungsgegenstand sein soll, in mehrere Bereiche unterteilt, und ein dreidimensionaler Austast-(Nicht-Überwachungs-)Bereich 16 kann darin eingestellt werden. Und in diesem dreidimensionalen Austastbereich 16 wird auch bei Auftreten eines Eindringens eines Objekts in diesen ein solches Objekt aus dem Überwachungsgegenstand ausschließlich in dem dreidimensionalen Austastbereich 16 ausgeschlossen.
Zur Realisierung dieser Dreidimensionalaustastfunktion wird in einem Mikrocomputer, der einen Monitor aufbaut, die in 23 gezeigte Verarbeitung ausgeführt. Konkret werden, wenn die Verarbeitung in 23 gestartet wird, eine Nachweisdatenaufnahmeverarbeitung aus den Nachweismitteln (2301) und eine Vergleichsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 2302) ausgeführt, und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts (2303) und ob das Eindringen in einen anderen als den ungültigen Bereich vorliegt, wiederholt beurteilt (Schritt 2304).
Hierbei wird, auch wenn beurteilt wird, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2303 JA), die Ansteuerung einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe weggehalten (Schritt 2305), wenn beurteilt wird, dass das eindringende Objekt in den in 22 eingestellten dreidimensionalen Austastbereich 16 eindringt (Schritt 2304 NEIN). Daher wird, selbst wenn ein eindringendes Objekt vorliegt, wenn beurteilt wird, dass das eindringende Objekt in den Austastbereich 16 eindringt, weder eine Ausgabe noch Warnung oder dgl., selbst in dem dreidimensionalen Bereich 15, der Überwachungsgegenstand sein soll, gegeben.
Umgekehrt, wenn ein eindringendes Objekt gefunden wird (Schritt 2303 JA) und beurteilt wird, dass dessen Eindringen in einen anderen als den ungültigen Bereich ist (Schritt 2304 JA), wird beurteilt, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2306), und es werden eine spezifizierte Ausgabe und Anzeige angesteuert (Schritt 2307) und es werden eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe nach außen gegeben.
Daher kann gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform in dem Fall, wo ein Bereich, der keine Überwachung erfordert, in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, vorhanden ist, nur der betreffende Bereich teilweise als Austastbereich eingestellt werden, wodurch es möglich ist, eine unnötige Steuerausgabe, Warnausgabe oder dgl. zu vermeiden.
Als Nächstes ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Funktion zur Einstellung eines Überwachungszielausschließungsobjekts zeigt, in 24 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind, wie in 26A gezeigt, auch wenn verschiedene sich bewegende Objekte in einem dreidimensionalen Bereich 22, der ein Überwachungsgegenstand eines Monitors 17 sein soll, vorhanden sind, Objekte, wie Objekte 20 und 21, die auf einem Fördergerät 19 transportiert werden und keine Überwachung erfordern, aus den zu überwachenden Objekten ausgeschlossen, während andere sich bewegende Objekte, wie ein menschlicher Körper 18 als Überwachungsgegenstand in exakter Weise eingestellt werden können.
Wenn in 24 der Vorgang gestartet wird, stellt nämlich ein Bediener zunächst den Überwachungsbereich in einem Zustand, wo kein eindringendes Objekt vorhanden ist, ein (Schritt 2401) und führt dann eine Anfangsdaten-Lehrverarbeitung durch. In dieser Anfangsdaten-Lehrverarbeitung werden zunächst Überwachungsdaten von den Überwachungsmitteln hereingenommen (Schritt 2402), und diese Daten werden als Anfangsdaten aufgezeichnet (Schritt 2403).
Nach Obigem ordnet der Bediener ein Objekt, dessen Überwachung ausgeschlossen wird, in dem Überwachungsbereich an (Schritt 2404) und führt ein Lehren des Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekts durch. Bei dem Überwachungsobjektausschließungsobjekt-Lehren werden Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 2405) und die Differenz zu den Anfangsdaten wird herausgezogen (Schritt 2406) und aus den Differenzdaten werden Charakteristika des Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekts herauszogen, und ebenso werden Bewegungsdaten herausgezogen (Schritt 2407).
Dadurch werden die Objekte 20 und 21 auf dem Fördergerät 19 als Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekte aus Überwachungsobjekten ausgeschlossen, wodurch es möglich ist, eine unnötige Steuerausgabe, Warnausgabe und dgl. zu vermeiden.
Ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung der Überwachungsobjektausschließungsfunktion zeigt, ist in 25 gezeigt. In der Figur werden, wenn die Verarbeitung gestartet wird, der Nachweisdatenaufnahmevorgang aus den Nachweismitteln (Schritt 2501) und der Vergleichsvorgang mit Anfangsdaten (Schritt 2502) durchgeführt, und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses werden Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts (Schritt 2503) und ob ein Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekt oder nicht (Schritt 2504), wiederholt durchgeführt.
Hierbei wird, wenn beurteilt wird, dass kein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2503 NEIN), und wenn beurteilt wird, dass ein solches eindringendes Objekt ein Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekt ist (Schritt 2504 JA), die Ansteuerung der Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe weggehalten (Schritt 2505), und es wird keine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gegeben.
Wenn umgekehrt beurteilt wird, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2503 JA), und beurteilt wird, dass das eindringende Objekt kein Überwachungsobjekt-Ausschließungsobjekt ist (Schritt 2504 NEIN), dann wird beurteilt, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2506), und es wird eine spezifizierte Ausgabe oder Anzeige angesteuert (Schritt 2507) und eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe nach außen gegeben.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung, auch wenn verschiedene sich bewegende Objekte in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, vorhanden sind, diejenigen Objekte, deren Bewegungen vorhergesagt werden können, wie die auf dem Fördergerät 19 sich bewegenden Objekte 20 und 21 aus den Überwachungsobjekten ausgeschlossen, während es möglich ist, nur ein Objekt, dessen Bewegung nicht vorhergesagt werden kann, wie etwa der menschliche Körper 18, in exakter Weise zu überwachen, wodurch der Freiheitsgrad beim Einstellen eines Überwachungsobjekts erhöht ist.
Als Nächstes ist ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Realisierung einer Funktion zur Überwachung des Abstands zwischen einem sich bewegendem Objekt und einem eindringenden Objekt zeigt, in 27 gezeigt.
In dieser bevorzugten Ausführungsform wird, wie in 26B gezeigt, in einem Fall, wo ein gefährliches sich bewegendes Objekt 26 in einem dreidimensionalen Bereich 24, den ein Monitor 23 überwacht, vorhanden ist, der Abstand zwischen einem eindringenden Objekt 25 und dem sich bewegenden Objekt 26 stets überwacht, wodurch es möglich ist, Gefahr für den menschlichen Körper 25, der sich dem gefährlichen Objekt nähert, zu vermeiden.
In den bislang erläuterten bevorzugten Ausführungsformen wurde nämlich die Situation angenommen, in der ein gefährliches Objekt in einem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, stillstehend vorliegt, während in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Situation angenommen ist, in der ein solches gefährliches Objekt selbst sich in einem Überwachungsbereich 24 bewegt. In diesem Fall kann, auch wenn der menschliche Körper 25 zum Stillstand kommt, sich das bewegende Objekt 26 umherbewegen, mit dem Ergebnis, dass der menschliche Körper 25 in eine gefährliche Situation gerät.
Wenn die Verarbeitung in 27 begonnen wird, werden auf Seiten des Monitors ein Nachweisdatenaufnahmevorgang von den Nachweismitteln (Schritt 2701) und eine Vergleichsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 2702) durchgeführt, und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines eindringenden Objekts (Schritt 2703) und ob es sich um ein Eindringen in einen festen gefährlichen Bereich handelt oder nicht, beurteilt (Schritt 2705), und ferner wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines spezifischen sich bewegenden Objekts wiederholt beurteilt (Schritt 2706).
Wenn hierbei beurteilt wird, dass es kein eindringendes Objekt gibt (Schritt 2703 NEIN), und wenn beurteilt wird, dass ein solches Eindringen nicht in einen festen gefährlichen Bereich geht (Schritt 2705 NEIN), und wenn ferner beurteilt wird, dass kein sich bewegendes spezifisches Objekt vorhanden ist (Schritt 2706 NEIN), dann wird das Betreiben einer spezifischen Ausgabe und Anzeige hintan gehalten (Schritt 2704).
Wenn umgekehrt beurteilt wird, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 2703 JA), und beurteilt wird, dass ein solches Eindringen in einen festen gefährlichen Bereich geht (Schritt 2705 JA), oder auch, falls beurteilt wird, dass ein Eindringen in einen festen gefährlichen Bereich nicht vorliegt (Schritt 2705 NEIN), falls beurteilt wird, dass ein sich bewegendes spezifisches Objekt vorhanden ist (Schritt 2706 JA), wird der Abstand zwischen dem eindringenden Objekt und dem spezifischen sich bewegenden Objekt berechnet (Schritt 2707) und eine spezifische Ausgabe oder Anzeige entsprechend dem berechneten Abstand betrieben und eine Ausgabe entsprechend dem Annäherungsgrad des sich bewegenden Objekts 26 und des eindringenden Objekt 27 nach außen gegeben.
In dem Schritt 2705 erfolgt im übrigen die Beurteilung, ob das Eindringen in einen festen gefährlichen Bereich vorliegt oder nicht, unter der Annahme des Falles, in dem ein allgemeiner Überwachungsbereich getrennt von dem spezifischen sich bewegenden Objekt vorhanden ist.
Wie oben erläutert, ist es gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform, wie in 26B gezeigt, in dem Fall, wo das sich bewegende Objekt 26 und der menschliche Körper 25 als ein eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich 24, der Überwachungsgegenstand sein soll, vorhanden sind, möglich, eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß dem Annäherungsgrad der beiden nach außen abzugeben.
Als Nächstes ist ein Erläuterungsdiagramm für die Ansprechsgeschwindigkeitserhöhungsfunktion durch Verwendung einer Bereichsbegrenzung in 28 gezeigt, und ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Verwirklichung der gleichen Funktion zeigt, ist in 29 gezeigt, während eine Erläuterungsdiagramm, welches ein Beispiel eines begrenzten Bereichs zeigt, in 30 gezeigt ist.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist in Abtastmitteln zur Abtastung mit Laserlicht so, dass es in ebener Form eingestrahlt wird, die Anzahl von Abtasteinheiten ohne Änderung der Abtasteinheitsgröße vermindert, womit die Nachweisantwort betreffend einen begrenzten dreidimensionalen Überwachungsbereich erleichtert ist. Er ist nämlich, wie in 28 gezeigt, bei maximal wie in 28A gezeigt, in dem Fall, wo eine Abtastung in ebener Form mit einer spezifischen Abtasteinheitengröße in horizontaler Richtung und vertikaler Richtung und einer spezifischen Anzahl von Abtasteinheiten, wie in 28B gezeigt, durch Reduzieren der Anzahl von Abtasteinheiten ohne Änderung der Abtasteinheitengröße möglich, die Nachweisantwort, betreffend einen begrenzten dreidimensionalen Überwachungsbereich, zu erleichtern.
Anders ausgedrückt, wird, wie in 30 gezeigt, wenn ein begrenzter Bereich (m', n')–(m'', n'') in dem Bereich als maximaler Abtastbereich (0, 0)–(m, n), wie im Flussdiagramm der 29 gezeigt, eingestellt wird, der Abtastbereich im Monitor 27 nur in dem begrenzten Bereich ausgeführt, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht und die Ansprechgeschwindigkeit verbessert ist.
Wenn die Verarbeitung in 29 begonnen wird, wird nämlich θ' = (m', n') als Winkelinitialisierung von Abtastmitteln ausgeführt (Schritt 2901), dann werden nur in dem Bereich von θ' > (m'', n'') Abtasteinheiten verschoben (Schritt 2905) und eine Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 2902) und ein Informationsaufnahmevorgang eines Bildaufnahmeelements ausgeführt (Schritt 2903).
Infolgedessen wird mit abnehmender Größe von (m''-m', n''-n') die Schleifenzeit über eine Abtasteinheitverschiebungsverarbeitung (Schritt 9205) kleiner und folglich die Ansprechzeit kürzer.
Wenn alle Information von Bildaufnahmeelementen betreffend den begrenzten Bereich genommen ist (Schritt 2904 JA), werden eine Informationssynthetisierungsverarbeitung pro Abtasteinheit (Schritt 2906), Differenzextraktionsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 2907) und Objektinformationsextraktion und Ausgabeverarbeitung (Schritt 2908) unmittelbar ausgeführt, womit eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe, entsprechend zu Überwachungsinformation betreffend den in Rede stehenden begrenzten Bereich nach außen ausgegeben werden.
Als Nächstes ist ein Erläuterungsdiagramm einer Auflösungsverstärkungsfunktion durch Bereichsbegrenzung in 31 gezeigt und ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Verwirklichung der gleichen Funktion zeigt, in 32 gezeigt, während ein Erläuterungsdiagramm (Nr. 1), welches die gleiche Funktion zeigt, in 33 gezeigt ist, und ein Erläuterungsdiagramm (Nr. 2), welches die gleiche Funktion zeigt, in 34 gezeigt ist.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist in Abtastmitteln zur Abtastung mit Laserlicht, so dass es in ebener Form eingestrahlt wird, die Anzahl von Abtasteinheiten ohne Änderung der Abtasteinheitengröße reduziert, wodurch die Nachweisauflösung betreffend einen begrenzten dreidimensionalen Überwachungsbereich erleichtert ist.
Wie in 31A gezeigt, wird nämlich in dem Fall, wo eine ebenenförmige Abtastung auf einer spezifischen Anzahl von Einheiten bei einer spezifischen Abtasteinheitengröße xy verfügbar ist, die Einheitengröße von x auf x' und von y auf y' reduziert und wird die Anzahl von Abtasteinheiten beibehalten und ein Abtastbereich beschränkt, womit es möglich ist, die Auflösung zu verbessern.
Konkreter wird, wie in 33 gezeigt, in dem Fall, wenn ein regulärer Abtastbereich (0, 0)–(m, n) ist, dieser Bereich auf einen kleineren Bereich (m', n')–(m'', n'') beschränkt, während die Anzahl von Abtasteinheiten unverändert beibehalten wird, und es wird der begrenzte kleinere Bereich mit der gleichen Anzahl von Einheiten wie für den Bereich vor Begrenzung abgetastet, wodurch es möglich ist, die Auflösung zu verbessern.
Dabei wird, wie in 34 gezeigt, der Abtasteinheitenwinkel größer, wenn der Bereich erweitert wird, während dieser, wenn der Bereich verschmälert wird, kleiner wird. Daraus ist ohne Weiteres einsichtig, dass es möglich ist, einen begrenzten kleineren Bereich in verfeinerter Weise abzutasten.
Um diesen begrenzten kleineren Bereich zu überwachen, wird die in 32 gezeigte Verarbeitung ausgeführt.
Konkret wird, wenn die Verarbeitung in 32 begonnen wird, zunächst der Abtasteinheitenwinkel α eingestellt und gelesen (Schritt 3201), dann die Abtastwinkelkoordinaten (m', n') und (m'', n'') aus dem Abtasteinheitenwinkel berechnet und eingestellt (Schritt 3202). Dies erfolgt durch Änderung des Ausgangspunkts und des Endpunkts der Abtastung, da, wenn sich der Abtasteinheitenwinkel ändert, die Größe eines Bereichs sich entsprechend ändert.
Darauffolgend wird θ' = (m'', n'') zur Winkelinitialisierung von Abtastmitteln eingestellt (Schritt 3203), ferner wird die Abtasteinheit per Abtasteinheitenwinkel α verschoben (Schritt 3206), und bis θ' > (m'', n'') bestätigt ist (Schritt 3207 NEIN), werden die Lichteinstrahlverarbeitung (Schritt 3204) und die Informationsaufnahmeverarbeitung des Bildaufnahmeelements (Schritt 3205) wiederholt ausgeführt. Dabei ist, obwohl sich der Abtasteinheitenwinkel ändert, die Gesamtzahl von Abtasteinheiten die gleiche, weshalb die Ansprechgeschwindigkeit als nahezu die gleiche erscheint.
Wenn θ' > (m', n') bestätigt ist (Schritt 3207 JA), werden die Informationssynthetisierungsverarbeitung per Abtasteinheit (Schritt 3208), Differenzextraktionsverarbeitung per Abtasteinheit (Schritt 3208), Differenzextraktionsverarbeitung mit Anfangsdaten (Schritt 3209) und Objektinformationsextraktion und Ausgabeverarbeitung (Schritt 3210) ausgeführt. Dadurch ist es in dem regulierten begrenzten Bereich aus 33 und 34 möglich, ein Objekt mit hoher Genauigkeit durch Feinabtastung zu überwachen und die Erkennungsgenauigkeit in dem betreffenden begrenzten Bereich zu verbessern.
Schließlich ist ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines Monitorsystems als eine Anwendung eines Monitors gemäß der Erfindung zeigt, in 35 gezeigt, während ein Flussdiagramm, welches einen Software-Aufbau zur Verwirklichung von Verbindungen zwischen Monitoren unter Verwendung von Kommunikation zeigt.
In dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine Überwachung durch Verwendung von zwei oder mehr Einheiten von Monitoren oder mehr durchgeführt, und Information, die den Nachweis eines eindringenden Objekts betrifft, wird zwischen Monitoren ausgetauscht, und aus den Fähigkeiten wird durch eine Zusammenarbeit zwischen ihnen das meiste gemacht, und es ist möglich, das Überwachen eines eindringenden Objekt in noch weiter effektiverer Weise durchzuführen.
Konkret überwacht in 35 ein erster Monitor 29 durch Verwendung von Nachweismitteln 101, die eine Überwachung eines eindringenden Objekts in einem dreidimensionalen Bereich ermöglichen, einen menschlichen Körper als eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich 31, der Überwachungsgegenstand sein soll. In der gleichen Weise überwacht ein zweiter Monitor 28 durch Verwendung von Nachweismitteln 101, die ein Überwachen eines eindringenden Objekts in einen dreidimensionalen Bereich ermöglichen, den menschlichen Körper 30 als eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich 31, der Überwachungsgegenstand sein soll. Zwischen dem ersten Monitor 29 und dem zweiten Monitor 28 sind Kommunikationsmittel 33 zur Übertragung von Information vorhanden. Der erste Monitor 29 hat eine Funktion, über die Kommunikationsmittel 33 den zweiten Monitor 28 über die Position eines eindringenden Objekts, wenn es in dem dreidimensionalen Bereich 31, der Überwachungsgegenstand sein soll, aufgefunden wird, zu informieren. Der zweite Monitor 28 hat eine Funktion, seinen Überwachungsbereich auf einen begrenzten Bereich 32, der die Position eines eindringenden Objekts enthält, zu begrenzen, wenn ein solches eindringendes Objekt gefunden wurde und ein dahingehender Hinweis von dem ersten Monitor 29 gegeben wird, und die Nachweisantwort zu erhöhen oder die Nachweisauflösung zu erhöhen, um so ein Überwachen durchzuführen.
Konkreter werden, wie in 36 gezeigt, auf seiten des ersten Monitors Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 3601), ein Vergleich mit Anfangsdaten durchgeführt (Schritt 3602) und ein eindringendes Objekt aus Differenzdaten herausgezogen (Schritt 3603), Umwandlung in Lageinformation durchgeführt (Schritt 3604) und eine Kommunikationsverarbeitung zur Informierung des zweiten Monitors über die auf diese Weise gewonnene Lageinformation (Schritt 3605) wiederholt durchgeführt.
Andererseits erhält auf seiten des zweiten Monitors in der Kommunikationsverarbeitung (Schritt 3611) der zweite Monitor die Mitteilung der Lageinformation vom ersten Monitor und beurteilt auf dieser Basis, ob ein eindringendes Objekt vorhanden ist oder nicht (Schritt 3612).
Wenn hierbei kein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 3612 NEIN), wird die Bereichsbegrenzung zurückgesetzt (Schritt 3619) und es werden in dem anfänglichen maximalen Abtastbereich Überwachungsdaten aus den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 3615) und ein Vergleich mit den Anfangsdaten durchgeführt (Schritt 3616), und die Information über ein eindringendes Objekt herauszogen (Schritt 3617), und gemäß den Bedingungen des eindringenden Objekts eine spezifizierte Ausgabe und Anzeige betrieben (Schritt 3618).
In der Kommunikationsverarbeitung (Schritt 3611) wird dabei, wenn die Mitteilung der Lageinformation eines eindringenden Objekts vom ersten Monitor an den zweiten Monitor gemacht wird, beurteilt, dass ein eindringendes Objekt vorhanden ist (Schritt 3612 JA), und in diesem Fall wird ein begrenzter Bereich aus der Lageinformation des ersten Monitors berechnet (Schritt 3613), werden Begrenztbereichdaten eingestellt (Schritt 3614), und in Bezug auf den in 35 gezeigten begrenzten Bereich 32 werden Überwachungsdaten von den Nachweismitteln hereingenommen (Schritt 3615), wird ein Vergleich mit den Anfangsdaten ausgeführt (Schritt 3616), wird Eindringobjektinformation herausgezogen (Schritt 3617) und werden gemäß den Bedingungen des eindringenden Objekts eine spezifizierte Ausgabe und Anzeige betrieben (Schritt 3618).
Auf diese Weise erfolgt gemäß dem oben erläuterten Überwachungssystem, wenn ein menschlicher Körper 31 in dem Überwachungsbereich 31 festgestellt wird, die dahingehende Mitteilung vom ersten Monitor 29 an den zweiten Monitor 28, mit dem Ergebnis, dass auf seiten des zweiten Monitors 28 dessen Überwachungsbereich auf den begrenzten Bereich 32 verringert wird, womit der zweite Monitor 28 detaillierte Information betreffend den menschlichen Körper 23 erhält. Dabei ist es, wenn die Bereichsbegrenzungsverarbeitung durch Verminderung der Anzahl von Abtasteinheiten, die oben erläutert wurde, durchgeführt wird, möglich, das Verhalten des menschlichen Körpers 30 mit einem hohen Ansprechen zu überwachen, während, wenn die Methode zur Durchführung einer Bereichsbegrenzung durch Begrenzung der Abtasteinheitengröße eingesetzt wird, es möglich ist, feine Tätigkeiten des menschlichen Körpers 30 mit hoher Exaktheit zu überwachen.
Wie aus der Erläuterung deutlich wird, ist es gemäß der Erfindung beispielsweise bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt möglich, das Eindringen und das Annähern in exakter Weise zu überwachen, unabhängig von Eindringwegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, auch möglich, eine Möglichkeit vor dem tatsächlichen Eindringen oder der tatsächlichen Annäherung vorherzusagen und eine Warnung oder dergleichen auszugeben.
Ferner ist es gemäß der Erfindung bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich und zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, möglich, beliebig mehrere gefährliche Bereiche oder gefährliche Objekte in einem Überwachungsbereich einzustellen und das Eindringen oder Annähern an die gefährlichen Bereiche bzw. gefährlichen Objekte gleichzeitig zu überwachen oder vorherzusagen.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bei Anwendungen zur Überwachung des Eindringens eines menschlichen Körpers in einen gefährlichen Bereich, wie oben erwähnt, in Umfangsbereichen um einen gefährlichen Bereich herum möglich, zugelassene Bereiche, sichere Wege, normale Arbeitswege und dgl. eingeschlossen, aus einem Überwachungszielbereich auszunehmen, womit es möglich ist, die Überwachungsgenauigkeit zur vergrößern.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei Anwendungen zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, ein beliebiges Objekt aus gefährlichen Objekten ausgenommen werden, womit es möglich ist, die Überwachungsgenauigkeit zu verbessern.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bei Anwendungen zur Überwachung des Annäherns eines menschlichen Körpers an ein gefährliches Objekt, wie oben erwähnt, auch in einer Situation, wo sich ein solches gefährliches Objekt bewegt, möglich, die Annäherung des menschlichen Körpers an das Objekt in exakter Weise zu überwachen.

Claims

Monitor aufweisend: Nachweismittel (101) zur Feststellung eines eindringenden Objekts in einem dreidimensionalen Bereich und Ausgeben entsprechender Nachweisinformation, wobei die Nachweismittel (101) ein optisches System, welches mehrere Kameras oder Bildaufnahmeelemente verwendet, Berechnungsmittel zur Gewinnung einer Differenz zwischen Bildern, die von den betreffenden Kameras oder Bildaufnahmeelementen, die das optische System aufbauen, in einem Zustand ohne das eindringende Objekt gewonnen sind, und Bildern, die in einem Zustand mit dem eindringenden Objekt gewonnen sind, und Messmittel zur Messung des Abstandes zum eindringenden Objekt nach dem Prinzip der Triangulation auf der Grundlage von Differenzinformation, die von den Berechnungsmitteln für jede Kamera oder jedes Bildaufnahmeelement erhalten ist, womit Abstandsinformation zum eindringenden Objekt, gemessen mit den Messmitteln, als Nachweisinformation ausgegeben wird, enthalten; Einstellmittel (102) zur Einstellung von Information, die für die Überwachung der Position oder von Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, notwendig ist, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, wenigstens einen Bereich oder mehr in dem dreidimensionalen Bereich als spezifischen Überwachungsbereich einzustellen; Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) zur Erzeugung von Überwachungsinformation betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, auf der Grundlage der mit den Nachweismitteln (101) erzeugten Nachweisinformation und der Einstellinformation mit den Einstellmitteln (102), wobei die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) Information erzeugen, ob das eindringende Objekt in den spezifischen Überwachungsbereich vorgerückt ist oder nicht; und Externausgabemittel (104) zur Ausgabe einer Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe gemäß der Überwachungsinformation betreffend den Ort oder die Tätigkeiten des eindringenden Objekts, die mit den Überwachungsinformationserzeugungsmitteln erzeugt worden ist, nach außen, wobei die Externausgabemittel (104) eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe entsprechend dem spezifischen Überwachungsbereich, wohin das eindringende Objekt vorgerückt ist, nach außen ausgeben.
Monitor nach Anspruch 1, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, die Position des Monitors selbst oder eine Position, die beliebig aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, ausgewählt ist, als spezifische Überwachungsposition einzustellen, und die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) Information betreffend den Abstand zwischen der aktuellen Position des eindringenden Objekts und der spezifischen Überwachungsposition erzeugen, und die Externausgabemittel (104) analoge Steuerausgabe oder analoge Anzeigeausgabe, entsprechend dem Abstand zwischen dem eindringenden Objekt und der spezifischen Überwachungsposition nach außen ausgeben.
Monitor nach Anspruch 1, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, die Position des Monitors selbst oder eine Position, die beliebig aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, ausgewählt ist, als spezifische Überwachungsposition einzustellen, und die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) Information, betreffend die Relativbewegungsrichtung zwischen dem eindringenden Objekt und der spezifischen Überwachungsposition, erzeugen, und die Externausgabemittel (104) eine Steuerausgabe oder Anzeigeausgabe, entsprechend dazu, ob die Relativbewegungsrichtung in einer annähernden Richtung in einer weg bewegenden Richtung ist, erzeugen.
Monitor nach Anspruch 1, wobei durch Lehren von Nachweisinformation von den Nachweismitteln (101) in einem Zustand, wo kein eindringendes Objekt in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, und von Nachweisinformation von den Nachweismitteln (101) in einem Zustand, wo ein Attrappenobjekt in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, vorhanden ist, die Einstellmittel (102) in der Lage sind, die Position und den Bereich, wo das Attrappenobjekt vorhanden ist, als den spezifischen Überwachungsbereich einzustellen.
Monitor nach Anspruch 1, wobei durch eine grafische Anwenderschnittstelle, welche einen Monitorschirm zur Anzeige von Bildern des dreidimensionalen Bereichs, der Überwachungsgegenstand sein soll, verwendet, die Einstellmittel (102) in der Lage sind, den spezifischen Überwachungsbereich einzustellen.
Monitor nach Anspruch 1, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, eine Position oder einen Bereich, die bzw. der aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, ausgewählt ist, als unempfindlichen Bereich einzustellen, und die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) den eingestellten unempfindlichen Bereich aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, ausnehrnen und Information, betreffend die Position oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts in den dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, auf der Grundlage der von den Nachweismitteln (101) ausgegebenen Nachweisinformation und der Einstellinformation mit den Einstellmitteln (102) erzeugen.
Monitor nach Anspruch 1, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, ein Objekt, dessen Eigenschaften vorab als unempfindliches Objekt zu lehren sind, einzustellen, und die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) das unempfindliche Objekt aus dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, ausneh- men, und Information betreffend die Position oder Tätigkeiten des eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, auf der Grundlage von durch die Nachweismittel (101) ausgegebener Information und der Einstellinformation durch die Einstellmittel (102) erzeugen.
Monitor nach Anspruch 1, wobei die Einstellmittel (102) in der Lage sind, ein Objekt, dessen Eigenschaften vorab als Abstandsreferenzobjekt zu lehren sind, einzustellen, und die Überwachungsinformationserzeugungsmittel (103) Information, betreffend den Abstand zwischen dem Abstandsreferenzobjekt und dem eindringenden Objekt, auf der Grundlage der von den Nachweismittel (101) ausgegebenen Nachweisinformation und der Einstellinformation mit den Einstellmitteln (102) erzeugen.
Monitorsystem mit einem ersten Monitor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Überwachung eines eindringenden Objekts in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, einem zweiten Monitor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Überwachung eines eindringenden Objekts in den dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, und Kommunikationsmitteln zur Übertragung von Information zwischen dem ersten Monitor und dem zweiten Monitor, wobei der erste Monitor mit einer Funktion zur Informierung des zweiten Monitors über die Kommunikationsmittel über die Position des eindringenden Objekts, wenn es in dem dreidimensionalen Bereich, der Überwachungsgegenstand sein soll, gefunden wird, ausgestattet ist, und der zweite Monitor mit einer Funktion zur Begrenzung des Überwachungsbereichs auf einen begrenzten Bereich, der die Position des eindringenden Objekts enthält, auf Information des gefundenen eindringenden Objekts und dessen Position vom ersten Monitor, und die Nachweisantwort oder Nachweisauflösung zu erhöhen, ausgestattet ist, um damit ein Überwachen auszuführen.