JP4300060B2 - 監視システム及び監視端末 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１〜複数の監視端末を用いて所定の監視領域で異常発生の検出や監視を行なう監視システム及び監視端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中央制御部（遠隔操作部）が、監視端末（ロボット）の位置を把握しながら、この監視端末を制御することにより、中央制御部から監視端末を遠隔操作し、かかる監視端末で監視領域を、死角を無くして、監視するようにした監視システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３９３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の監視システムでは、中央制御部が監視端末の移動などの制御を行なっており、監視端末自身で自律的に動作することは不可能であり、中央制御部が監視端末を制御できるのは、中央制御部と監視端末との間で情報の送受信が成立する領域のみに限定される。このため、中央制御部と監視端末との間に障害物によって通信を妨害する領域が存在する場合、その領域は中央制御部にとって死角領域となり、監視端末を用いた監視ができない。また、中央制御部と監視端末との間に外部から無線妨害を加えられた場合でも、中央制御部からの監視端末の制御が不能となり、監視システムが機能しなくなる。
【０００５】
また、複数の監視端末を用いた監視システムでは、中央制御部が個々の監視端末の制御を全て行なう必要があり、中央制御部の処理負荷が増加する。無線ネットワークを用いた監視システムの場合でも、複数の監視端末毎に中央制御部から移動制御または監視制御などの制御信号を逐次送受信する必要があり、無線ネットワークの負荷が増大化する。
【０００６】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、中央制御部からの制御が不能な状態または領域においても、監視端末による監視動作を可能し、また、中央制御部と監視端末との間のネットワークの負荷や中央制御部の負荷を低減可能とした監視システム及び監視端末を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、監視端末は自律的に自己の位置を把握して移動可能とし、中央制御部からの制御情報が受信不能となる不可視領域においても、移動して監視を行なうことができるようにする。
【０００８】
この不可視領域で異常発生を検出したときには、そのときの自己位置情報と異常発生に関する情報を保持し、不可視領域から出たときに、中央制御部に送信する。あるいは、中央制御部と通信可能な他の監視端末が存在する場合には、直ちに該他の監視端末を介して中央制御部に自己位置情報と異常発生に関する情報とを送信する。
【０００９】
また、本発明は、中央制御部が夫々自己位置情報を有する複数のアクセスポイントを有しており、監視端末は、いずれかのアクセスポイントを用いて自己位置情報を補正可能とする。
【００１０】
さらに、本発明は、１つの監視端末から異常発生の検出の通報が中央制御部にあると、該中央制御部は、他の監視端末に監視命令を通知し、他の監視端末もこの異常発生の監視に当たらせる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明に監視システムの第１の実施形態を示す図であって、１は中央制御部、２は監視端末、４は監視端末２の移動経路、３は障害物、５は不可視領域、６は異常発生位置、Ｐ１〜Ｐ４は移動経路４上の位置である。
【００１２】
同図において、この第１の実施形態では、中央制御部１と少なくとも１以上の監視端末とが無線ネットワークで接続されて監視システムが構成されている。ここでは、説明を簡略化するために、１つの監視端末２のみを示している。監視端末２は、無線ネットワークを介して中央制御部１と通信を行ないながら、監視対象となる領域、即ち、監視領域を移動しながら監視カメラなどを用いて監視し、その監視結果を中央制御部１に送信する。また、中央制御部１からは、オペレータの操作に伴う制御情報が監視端末２に送信され、監視端末２は受信したこの制御情報に基づいて監視動作が制御される。
【００１３】
監視端末２は、それ自体が独自に（即ち、自律的に）その位置を検出する機能を備えており、検出した位置情報は中央制御部１に送信する。これにより、中央制御部１では、監視端末２の現在位置を順次把握することができる。また、監視カメラで撮影された監視領域での映像は中央制御部１に送信され、中央制御部１では、これが受信されてモニタされて、オペレータが監視領域内の状況を把握できるようにしている。中央制御部１から監視端末２に送信される制御情報は、例えば、監視端末２に対してなされる操作によるものなどであり、かかる制御情報により、監視端末２は移動の開始や停止，移動速度や方向の変更（以上、移動制御情報という），監視カメラの向き（従って、撮影方向：これをカメラ制御情報という）の変更が行なわれる。また、中央制御部１から監視端末２へ所定の周期で呼出信号が送信され、これに応じて、監視端末２から中央制御部１に応答信号が送信される。
【００１４】
図２はかかる監視端末２としての本発明による監視端末の一具体例を示すブロック図であって、２１は監視カメラ、２２はＣＰＵ（中央処理ユニット）、２３は送受信部、２４は移動制御部、２５は車輪、２６はジャイロ部、２７はメモリ部である。
【００１５】
同図において、中央制御部１（図１）からの制御情報は送受信部２３で受信され、ＣＰＵ２２に供給される。ＣＰＵ２２は、この制御情報が移動制御情報である場合には、移動制御部２４を動作させることにより、車輪２５を駆動させて監視端末２の始動や停止，移動中の速度や方向の変更を行なわせる。これにより、中央制御部１からの制御で監視端末２が監視領域を移動する。また、受信した制御情報がカメラ制御情報であるときには、ＣＰＵ２２はこれに基づいて監視カメラ２１の向き（チルト，パン，ズームなど）を制御し、これにより、監視カメラ２１は中央制御部１でのオペレータの指示に従って監視領域内を撮影する。
【００１６】
また、ＣＰＵ２２は、中央制御部１１からの呼出信号が送受信部２３で受信されると、監視端末２が中央制御部１との通信が可能な領域（可視領域）に存在すると判定し、応答信号を送受信部２３から中央制御部１に送信する。中央制御部１でも、この応答信号を受信すると、この監視端末２と通信可能と判定する。
【００１７】
さらに、ＣＰＵ２２は、中央制御部１の絶対位置情報（絶対座標系で表わされる位置）が基準位置情報として登録されており、ジャイロ部２６の検出結果よりこの基準位置からの相対距離，方向を求め、これらと基準位置とを用いて演算することにより、現時点での監視端末２の絶対位置情報を求める。このようにして、監視端末２では、時間経過とともに、現時点での絶対位置を表わす情報（絶対位置情報）が独自（自律的）に求められ、これが送受信部２３から中央制御部１に送信される。従って、中央制御部１でのオペレータも、監視端末２の現在位置を把握することができる。ジャイロ部２６は、加速度センサや地磁気センサ，重力センサ，角速度センサなとで構成されており、かかるセンサの検出出力から、ＣＰＵ２２が２次元的または３次元的に上記の相対距離や方向を求める。
【００１８】
さらに、ＣＰＵ２２は、監視カメラ２１からの映像情報をもとに、異常発生の検出を行なう。この検出は、例えば、映像情報での画像の形状や色などで行なうことができる。ＣＰＵ２２は、異常発生を検出すると、監視カメラ２１が撮影した異常発生の映像情報とともに、異常発生の警報情報を送受信部２３から中央制御部１に送信する。異常発生の検出には、専用の監視センサを用いてもよい。また、距離センサを用いる場合には、この異常発生位置の方向を監視カメラの向きから求め、この距離センサによって監視端末２から異常発生位置までの距離を求め、これら方向と距離と監視端末２の絶対位置情報とから、この異常発生位置の絶対位置情報を求めるようにすることもできる。この絶対位置情報も、中央制御部１に送信される。このようにして、中央制御部１でも、この異常発生位置を把握することができる。
【００１９】
ＣＰＵ２２は、送受信部２３から予め決められた所定時間、中央制御部１から送信される呼出し信号が受信されなくなると、監視端末２が不可視領域に入ったと判定し、受信される移動制御情報やカメラ制御情報なしに、独自に移動制御部２４を制御して監視端末２を自律的に移動させる。このときの移動制御としては、例えば、不可視領域に突入する直前の移動状態をそのまま継続させたり、あるいは予め決められた規則（予め決められた移動速度や移動方向など）で監視端末２を移動させるようにしてもよい。この不可視領域を移動中でも、監視端末２では、ジャイロ部２６の検出結果を用いて、その絶対位置情報が求めている。
【００２０】
このように監視端末２が不可視領域に入っても、監視カメラ２１や監視センサを用いて監視が行なわれており、異常発生が検出されると、ＣＰＵ２２は監視カメラ２１からの映像情報を、異常発生検出の警報情報や異常発生の絶対位置情報などとともに、メモリ部２７に記録する。そして、監視端末２が不可視領域から可視領域に移って中央制御部１との通信が可能となると、送受信部２３で中央制御部１からの呼出し信号が受信されることから、ＣＰＵ２２がこれを判定し、中央制御部１との間で情報の授受を開始する。これにより、中央制御部１では、この監視端末２の現時点で絶対位置を把握することができる。
【００２１】
また、監視端末２が不可視領域から可視領域に移ったことを検出すると、ＣＰＵ２２はメモリ部２７の映像情報や警報情報，異常発生の絶対位置情報を読み取って送受信部２３から中央制御部１に送信する。これにより、中央制御部１では、不可視領域での異常発生を、その絶対位置とともに、把握することができる。
【００２２】
次に、図１において、監視端末２が中央制御部１から経路４に沿って移動したときの監視端末２の動作を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
監視端末２が中央制御部１の位置から移動開始する（ステップ１００）。このときには、監視端末２の絶対位置は中央制御部１の絶対位置に等しく、監視端末２のジャイロ部２６の検出結果から得られる相対距離はゼロである。また、監視端末２は可視領域内にあって、中央制御部１との通信が可能であり（ステップ１０１）、中央制御部１からの制御情報をもとに、経路４に沿って移動する。監視端末２は、中央制御部１からの呼出し信号を受信している限り、可視領域内を移動していることになり、その移動中、監視カメラ２１からの映像情報から、また、監視センサがあれば、その検出出力も用いて、異常発生の有無を判定される。異常発生が検出されず（ステップ１０２）、中央制御部１から停止指令がない限り（ステップ１０９）、経路４を移動しながら異常発生の有無を判定する。
【００２４】
可視領域内の経路４を移動中に（ステップ１０１，１０２，１０９）、位置Ｐ１で異常発生が検出されると（ステップ１０２）、ＣＰＵ２１は、上記のようにして、その絶対位置を求め、その絶対位置情報と警報情報とを、監視カメラ２１からの映像情報とともに、中央制御部１に送信する（ステップ１０３）。この場合、オペレータの操作により、位置Ｐ１で所定時間異常発生を監視カメラ２１で撮影した後、経路４に沿って移動開始させるようにしてもよいが、オペレータの所定の指示により、求めた異常発生の絶対位置に応じて監視端末２をこの異常発生位置に近づけ、さらに詳細な映像情報を中央制御部１に提供するようにしてもよい。
【００２５】
その後、中央制御部１からの制御情報により、監視端末２が可視領域内の経路４に沿って移動すると、ステップ１０１，１０２，１０９からなる動作が繰り返され、再び異常発生が検出されると、ステップ１０２，１０３からなる動作が繰り返される。この動作中も、監視端末２はジャイロ部２６の検出出力を用いてその絶対位置情報を検出し、その情報を中央制御部１に送信している。
【００２６】
ここで、移動経路４の途中に、障害物３による不可視領域５が発生したものとする。監視端末２が経路４に沿って移動し、可視領域と不可視領域５との境界の位置Ｐ２に達すると、監視端末２は中央制御部１との通信が不能となり（ステップ１０１）、上記のように、不可視領域５内に入ったことが認識される。そこで、ＣＰＵ２２の制御により、監視端末２は予め決められた規則に従って不可視領域５内を移動する（ステップ１０４）。この間でも、監視端末２では、その絶対位置情報の検出が行なわれ、また、監視カメラ２１からの映像情報や監視センサの情報などを用いて異常発生の有無の判定が行なわれる（ステップ１０５）。
【００２７】
不可視領域５内を移動中（ステップ１０７）、位置Ｐ３で異常発生６が検出されると（ステップ１０５）、先のステップ１０３の場合と同様にして、監視カメラ２１や監視センサがこの異常発生６の情報を生成し、警報情報や異常発生の絶対位置情報とともにメモリ部２７に記録する。この場合の監視端末２の制御や監視カメラ２１の制御は、先のステップ１０３の場合と同様に動作するように、予め決められている。
【００２８】
その後、監視端末２が経路４に沿って移動して不可視領域５と可視領域との境界の位置Ｐ４に達すると、監視端末２は中央制御部１との通信が可能となり（ステップ１０７）、メモリ部２７に記録された上記の情報を読み出して中央制御部１に送信する（ステップ１０８）。監視端末２は、経路４を移動しながら以上の動作を続け、その後、中央制御部１から動作の終了指示があると、停止して動作が終了する（ステップ１０９）。
【００２９】
なお、ここでは、監視端末２の位置把握を監視端末２自体が行なうとしたが、中央制御部１０が行なうようにしてもよい。この場合、例えば、オペレータの操作に応じて監視端末２の移動距離，移動方向を求めることができるから、これと中央制御部１の絶対位置情報とから、監視端末２の絶対位置情報を求めることができる。求めたこの絶対位置情報は監視端末２にも送信され、監視端末２が不可視領域５内に入ったときのこの監視端末２の絶対位置が、この絶対位置情報を基準位置情報として、上記のようにしてジャイロ部２６の検出出力から求めた相対情報から、不可視領域を移動する監視端末２の現時点での絶対位置情報を得ることができる。そして、監視端末２が再び可視領域に戻ったときには、そのときの絶対位置情報が中央制御部１に送信され、中央制御部１では、この絶対位置情報を基準に監視端末２の順次の絶対位置を求める。
【００３０】
監視端末２が不可視領域５に入った場合、中央制御部１は監視端末２の位置把握が不能となるが、この第１の実施形態では、以上のように、監視端末２自身が自律的に位置把握を行なっているので、監視端末２は一時的に独立して移動しながら監視行動を継続することができる。従って、中央制御部１から監視端末２の制御が不能な領域でも、監視領域での監視行動を継続することができ、強固な監視システムを構築することができる。
【００３１】
また、この第１の実施形態では、図４に示すように、監視端末２の走行中、無線妨害７が発生して、この監視端末２が中央制御部１と通信ができなくなる場合もある。しかし、この場合でも、図１で示した障害物３によって生じた不可視領域５に入った場合と同様に、無線妨害７から復帰するまでの期間監視行動を継続することができるし、または、中央制御部１の絶対位置情報とこの監視端末２の現在の絶対位置情報とを有しているので、中央制御部１付近に退避することも可能であり、強固な監視システムを構築することができる。
【００３２】
図５は本発明による監視システムの第２の実施形態を示す図であって、２ａは監視端末であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３３】
この第２の実施形態では、監視端末が不可視領域に入った場合には、この監視端末と通信が可能な可視領域での他の監視端末を介して、中央制御部１との通信を行なうものである。
【００３４】
図５において、監視領域内に障害物３が存在し、これによって不可視領域５が発生して、この不可視領域５内に監視端末２が入り込んだものとする。これにより、監視端末２は中央制御部１と直接通信することができない。
【００３５】
この場合には、監視端末２は、その周囲に、可視領域内で中央制御部１と通信が可能な監視端末があるかどうかを問い合わせる。この問い合わせに対し、いま、可視領域内に存在する他の監視端末２ａが応答したとすると、これら監視端末２，２ａ間で無線ネットワーク８ｂが設定され、通信が可能となる。また、監視端末２ａ，中央制御部１間では、無線ネットワーク８ａが設定されている。従って、監視端末２と中央制御部１との間には、この監視端末２ａを介して無線ネットワークが設定されることになる。
【００３６】
不可視領域５内の監視端末２は、図１における不可視領域５内に在る監視端末２と同様の監視動作を行なうが、検出した現時点の絶対位置情報を監視端末２ａを介して中央制御部１に送信することができ、不可視領域５内に在る監視端末２の絶対位置も中央制御部１が把握することができ、可視領域，不可視領域に拘らず、監視端末２の絶対位置を把握することができる。
【００３７】
また、図１で説明したように、不可視領域５内で監視端末２が異常発生を検出すると、監視カメラからの異常発生の映像情報や監視センサからの情報は、メモリ部に記録することなく、リアルタイムで中央制御部１に送信することが可能となる。しかも、中央制御部１から制御情報をこの監視端末２に送信することもできるから、不可視領域５内に入り込んでいるにも拘らず、中央制御部１からこの監視端末２を制御することも可能となる。
【００３８】
なお、監視端末２が入り込んだ不可視領域５内で通信可能な他の監視端末２ａが存在する場合、監視端末２がこの監視端末２ａを不可視領域５外となるように移動を指示することも可能とすることができ、この場合には、この指示によって監視端末２ａを可視領域内に移動させ、図５に示す状態にすることができる。また、不可視領域５内の監視端末２と通信可能な監視端末が存在しない場合には、図１で説明した第１の実施形態での監視端末２と同様の動作を行なう。
【００３９】
以上のように、この第２の実施形態では、上記のような位置関係を保つ制御を各監視端末が協調して行なうことにより、不可視領域５内に位置する監視端末２からの情報を、時間的に遅れることなく、中央制御部１に送信することを可能とし、異常発生に対して迅速に対応可能な監視システムを構築できる。
【００４０】
図６は本発明による監視システムの第３の実施形態を示す図であって、９ａ〜９ｅはアクセスポイントであり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４１】
同図において、中央制御部１が１個または複数のアクセスポイント９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅを有している。これらアクセスポイント９ａ〜９ｅは夫々異なる場所に設置されており、その設置されている場所の絶対位置情報を監視端末２に通知することができる。
【００４２】
監視端末２は先の実施形態と同様のものであって、この監視端末２が、位置Ｐｂから経路１０に沿って移動して位置Ｐａに設置されているアクセスポイント９ｂに接近し、アクセスポイント９ｂにその絶対位置情報を要求すると、このアクセスポイント９ｂから監視端末２にこの絶対位置情報が通知される。監視端末２は、この通知された絶対位置情報とアクセスポイント９ｂまでの相対位置関係とから、現時点での絶対位置情報を求める。そして、これを参照絶対位置情報として、監視端末２は、先の実施形態と同様にジャイロ部２６（図２）からの情報などを用いて自律的に求めた現時点での絶対位置情報をこの参照絶対位置情報と比較し、その比較結果に応じてこの絶対位置情報を補正することができる。
【００４３】
なお、監視端末２は、アクセスポイント９ｂ付近ではなく、アクセスポイント９ｂの位置Ｐａまで移動し、このアクセスポイント９ｂから得られる絶対位置情報（位置Ｐａ）を参照絶対位置情報としてもよい。周辺の監視端末間で夫々の位置情報を交換することにより、位置情報の補正を行なうようにしてもよい。
【００４４】
また、絶対位置情報と参照絶対位置情報との比較結果の位置情報誤差が所定量以上である場合、または絶対位置情報の補正の頻度が所定値よりも大きい場合には、監視端末２自体に不具合があると判断し、中央制御部１に監視端末２が異常であることを通知するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、上記の位置情報の補正は、所定の期間毎に行なうようにしてもよい。
【００４６】
以上のように、この第３の実施形態では、位置情報の補正や監視端末の異常通知を行なうものであるから、監視システム全体の位置を高い精度で把握することができて、強固な監視システムを構築することができる。
【００４７】
図７は本発明による監視システムの第４の実施形態を示す図であって、２ａ，２ｂは監視端末であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４８】
同図において、いま、監視端末２が異常発生を検出した場合、監視端末２は異常発生の位置や異常情報を含む異常発生通知１１を中央制御部１に対して行なう。この異常発生の位置は、先の実施形態と同様、この監視端末２が自律的に把握している絶対位置情報と、この監視端末２からの異常発生位置の相対距離，方向から算出できる。また、異常発生の位置に接近することにより、監視端末２の絶対位置情報自体を異常発生の位置としてもよい。
【００４９】
監視端末２からの異常発生通知１１を受信した中央制御部１は、不特定多数の監視端末に異常発生位置への移動命令などの監視命令１２を発行する。この監視命令１２を受信した監視端末２ａ，２ｂは、この監視命令１２に従って異常発生の監視行動を実行する。監視命令１２が異常発生位置への移動を命令するものである場合には、これら監視端末２ａ，２ｂは、中央制御部１から通知される異常発生位置と夫々が自律的に把握した自己絶対位置情報とをもとに、異常発生位置へ移動することができるが、異常発生位置と自己の位置との関係から、異常発生の位置へ移動するか否かを決定することもできる。
【００５０】
このように、この第４の実施形態では、異常が発生した場合、中央制御部１に負荷をかけることなく、異常発生の位置周辺に位置する監視端末をこの位置に移動させ、協調した監視行動を行なわせることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１または複数の監視端末を用いて所定の監視領域における異常発生の検出や監視を行なう場合、各監視端末が自律的に自分自身の位置把握を行なうことができるので、中央制御部の処理負荷や無線ネットワーク負荷が低減されるとともに、障害物や無線妨害などによって中央制御部と監視端末との間の情報授受が不可能となる領域に対しても、監視動作を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による監視システムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による監視端末の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１における監視端末の動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す実施形態での無線妨害が発生したときの動作を示す図である。
【図５】本発明による監視システムの第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明による監視システムの第３の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による監視システムの第４の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 中央制御部
２，２ａ，２ｂ 監視端末
３ 障害物
４ 移動経路
５ 不可視領域
６ 異常発生
７ 無線妨害
８ａ，８ｂ 無線ネットワーク
９ａ〜９ｅ アクセスポイント
１０ 移動経路
１１ 異常発生通知
１２ 監視命令

Claims (3)

1. 中央制御部から無線ネットワークを介して監視端末を制御し、該監視端末を移動させて監視領域内を監視する監視システムであって、
   該監視端末は、該監視領域内を移動しながら、自律的に順次現在の自己位置を把握し、該中央制御部との通信が不能な領域では、自律的に自己位置を把握しながら、異常発生の情報を収集し、該中央制御部との通信が不能な該領域内に該監視端末と通信可能な他の監視端末が存在するときには、該他の監視端末に該中央制御部と通信可能な領域内への移動を指示し、該移動によって該中央制御部と通信可能となった該他の監視端末を介して該情報を該中央制御部に送信する
   ことを特徴とする監視システム。
2. 前記監視端末は、前記他の監視端末から取得した位置情報を用いて、前記自己位置の情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
3. 前記監視端末は、前記他の監視端末と接近して位置情報を交換することにより、位置情報の補正を行なうことを特徴とする請求項１に記載の監視システム。

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