JP6355543B2 - 監視システム - Google Patents

Description

本発明は、監視システムに係り、さらに詳しくは、対象物によって反射された検出光を受光して監視エリア内の侵入物を検知する監視システムに関する。

エリア監視センサは、監視エリア内に侵入した侵入物、例えば、人を検知し、工作機械などの外部機器の動作を停止させるための停止信号を出力するセンサである（例えば、特許文献１及び２）。例えば、エリア監視センサは、検出光を生成する投光部と、回転軸を中心として検出光を周方向に走査させる走査部と、対象物によって反射された検出光を受光し、検出信号を生成する受光部とを備える。侵入物検知は、検出信号に基づいて対象物までの距離を求め、距離と検出光の走査角とから対象物の位置を特定することによって行われる。

特開２００９−２９６０８７号公報 特開２００９−２９４７３４号公報

上述した様なエリア監視センサでは、検出光を走査させるスキャン面を視認することが困難である。このため、従来のエリア監視センサは、床などの設置面に対し、スキャン面が傾いた状態で設置されたとしても、そのことに気づき難いという問題があった。また、従来のエリア監視センサでは、検出光の走査範囲を視認することが困難である。このため、向きの調整が容易ではなく、監視エリアを正しくカバーすることができない状態で設置してしまうという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スキャン面の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面が傾いた状態でエリア監視センサが設置されるのを防止することができる監視システムを提供することを目的とする。また、検出光の走査範囲を容易に識別することができ、エリア監視センサの向きの調整を容易化した監視システムを提供することを目的とする。

第１の本発明による監視システムは、検出光を生成する投光手段と、対象物によって反射された上記検出光を受光し、検出信号を生成する受光手段と、回転軸を中心として、上記回転軸と交差するスキャン面に沿って上記検出光を周方向に走査させる走査手段と、上記検出信号に基づいて、対象物までの距離を求める測距手段と、上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に基づいて、監視エリア内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する侵入検知手段と、上記監視エリアを撮影し、カメラ画像を生成する撮像手段と、上記スキャン面における対象物の位置を示す測距線を上記カメラ画像上に表示する測距位置表示手段とを備えて構成される。

この様な構成によれば、監視エリアが撮影されたカメラ画像上に測距線を表示するので、測距線によってスキャン面の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像上の測距線によって容易に識別することができる。

第２の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、上記スキャン面よりも上記回転軸方向の上側に配置されるように構成される。この様な構成によれば、検出光のスキャン面と撮像手段との間に回転軸方向の視差が生じるので、スキャン面を俯瞰するカメラ画像を得ることができる。このため、カメラ画像を表示した際に、スキャン面上の測距線について遠近感を得易くすることができる。

第３の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリアを示す枠線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示するように構成される。この様な構成によれば、監視エリアと測距線との位置関係をカメラ画像上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリアとして適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。

第４の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリア内の測距線を監視エリア外の測距線とは異なる表示態様で表示するように構成される。この様な構成によれば、スキャン面上の対象物の位置が監視エリア内であるか否かを容易に識別することができる。

第５の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記対象物までの距離に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせるように構成される。この様な構成によれば、カメラ画像を表示した際に、スキャン面上の測距線について遠近感を得易くすることができる。

第６の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記監視エリア内の侵入物の検知に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせるように構成される。この様な構成によれば、カメラ画像を表示した際に、侵入物の有無を測距線によって容易に識別することができる。

第７の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記測距位置表示手段が、上記スキャン面における直交座標の座標軸に平行な２以上のグリッド線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示するように構成される。この様な構成によれば、スキャン面上の位置関係を把握し易いので、監視エリアを設定し易くし、或いは、編集し易くすることができる。

第８の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記監視エリア内の侵入物が検知された際に撮影された上記カメラ画像を侵入物の位置情報とともに検知履歴として記憶する検知履歴記憶手段と、上記侵入物の位置情報に基づいて、侵入物の位置を上記検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する検知履歴表示手段とを備えて構成される。

この様な構成によれば、監視エリア内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶されたカメラ画像によって容易に確認することができる。このため、停止信号が生成された原因を詳細に知ることができる。

第９の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段により生成されたカメラ画像を順次に記憶するとともに、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去されるカメラ画像バッファを備え、上記撮像手段が、動画像からなるカメラ画像を生成し、上記検知履歴記憶手段が、上記監視エリア内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像を検知履歴として記憶するように構成される。

この様な構成によれば、監視エリア内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶された動画像によって確認することができる。このため、侵入物の解析を容易化することができる。また、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去されるので、記憶容量が増大するのを抑制することができる。

第１０の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、互いに向きを異ならせて配置された２以上のカメラにより構成され、上記検知履歴記憶手段が、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶し、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶しないように構成される。

この様な構成によれば、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されないので、記憶容量が増大するのを防止することができる。

第１１の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、互いに向きを異ならせて配置された２以上のカメラにより構成され、上記検知履歴表示手段が、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示するように構成される。

この様な構成によれば、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する際に、侵入物の位置を画角内に含むカメラが自動的に選択されるので、侵入物の解析を容易化することができる。

第１２の本発明による監視システムは、上記構成に加え、上記撮像手段が、画角が上記検出光の走査範囲をカバーする１つの魚眼レンズ付き広角カメラにより構成される。この様な構成によれば、結像レンズやイメージセンサを複数個用意する必要がないので、撮像手段の構成を簡素化することができる。

本発明による監視システムによれば、監視エリアが撮影されたカメラ画像上に測距線を表示するので、測距線によってスキャン面の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面が傾いた状態でエリア監視センサが設置されるのを防止することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像上の測距線によって容易に識別することができ、エリア監視センサの向きの調整を容易化することができる。

本発明の実施の形態による監視システム１００の一構成例を示したシステム図である。 図１のエリア監視センサ１を含む生産システムの一構成例を示した斜視図である。 図１のエリア監視センサ１の構成例を示した図である。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、運転画面３１、モニター画面３２及び設定画面３３が示されている。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を模式的に示した説明図であり、カメラ２２の撮影方向４及び検出光の走査範囲５と対象物Ｂとの位置関係が示されている。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、モニター画面３２に表示されるカメラ画像６が示されている。 モニター画面３２に表示されるカメラ画像６の他の一例を示した図である。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、対象物Ｂの一部が監視エリア２内に存在する場合が示されている。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、モニター画面３２に表示されるスキャナ画像４０が示されている。 図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、複数のグリッド線５０〜５２を測距線７とともにカメラ画像６上に表示する場合が示されている。 図３のエリア監視センサ１内の機能構成の一例を示したブロック図である。

まず、本発明が前提とする監視システムの概略構成について、図１〜図４を用いて以下に説明する。

＜監視システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態による監視システム１００の一構成例を示したシステム図である。この監視システム１００は、監視エリア内の侵入物を光学的に検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成するエリア監視センサ１と、監視エリアや走査条件などを設定するためのＰＣ（パーソナルコンピュータ）２００とにより構成される。

エリア監視センサ１は、光走査型のセーフティセンサであり、インターフェース部１０及びセンサ本体部２０により構成される。インターフェース部１０は、ユーザ操作を受け付け、動作状態などを表示する入出力ユニットである。センサ本体部２０は、検出光を投光し、対象物によって反射された検出光を受光して対象物までの距離を求める計測ユニットである。

ＰＣ２００は、画面表示部２０１、キーボード２０２及びマウス２０３を備えた端末装置であり、監視エリアをエリア監視センサ１に設定するためのアプリケーションプログラムがインストールされている。エリア監視センサ１とＰＣ２００とは、通信ケーブル２０４を介して接続される。

＜生産システム＞
図２は、図１のエリア監視センサ１を含む生産システムの一構成例を示した斜視図である。この生産システムは、防護柵Ａ２で仕切られた領域内に搬送装置や作業ロボットＡ１が配置され、作業ロボットＡ１の作業エリアなど、機械設備周辺のエリアが監視エリア２として設定され、監視エリア２内の侵入物がエリア監視センサ１によって検知される。例えば、エリア監視センサ１は、光走査型のセーフティセンサである。

エリア監視センサ１は、検出光を走査させることによって監視エリア２を監視し、機械設備の制御盤を操作するオペレータＡ３などの侵入物を検知して、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する。監視エリア２は、エリア監視センサ１が設置される設置面内の領域、例えば、水平な床面内の領域により構成される。侵入物の検知は、対象物によって反射された検出光を受光して対象物までの距離を求め、距離と検出光の走査角とから対象物の位置を特定することによって行われる。

停止信号は、監視エリア２の周辺で稼働する作業ロボットＡ１を停止させる制御信号として用いられる。例えば、エリア監視センサ１は、ＯＳＳＤ（Output Signal Switching Device）を有し、監視エリア２内に侵入物が存在していない状態では、ＯＳＳＤがオン状態になり、動作許可信号が出力される。一方、監視エリア２内に侵入物が存在している状態では、ＯＳＳＤがオフ状態になり、動作不許可信号が停止信号として出力される。

＜エリア監視センサ１＞
図３は、図１のエリア監視センサ１の構成例を示した図であり、インターフェース部１０をセンサ本体部２０から分離させることができる分離型のセーフティセンサが示されている。図中の（ａ）には、エリア監視センサ１を前方から見た場合が示され、（ｂ）には、インターフェース部１０が示されている。

このエリア監視センサ１は、各種情報を表示し、ユーザ操作を受け付けるインターフェース部１０と、検出光を生成し、水平なスキャン面３に沿って検出光を走査させるセンサ本体部２０とにより構成される。インターフェース部１０は、センサ本体部２０の上面に配置されている。

検出光には、例えば、波長が赤外領域のレーザー光が用いられる。検出光は、一定周期で繰返し走査される。センサ本体部２０には、監視エリア２を撮影するためのカメラ２１及び２２と、動作状態を表示するためのインジケータ２３及び２４とが配設されている。また、センサ本体部２０のスキャナ部２５には、走査用のミラーを保護するための保護カバー２６が取り付けられている。検出光は、上記ミラーの回転軸を中心として周方向に走査される。スキャン面３は、上記回転軸と直交する。

カメラ２１，２２、インジケータ２３及び２４は、スキャナ部２５よりも上側に配置されている。つまり、カメラ２１及び２２は、スキャン面３よりも上記回転軸方向の上側に配置される。この様な構成により、スキャン面３とカメラ２１及び２２との間に回転軸方向の視差が生じるので、スキャン面３を俯瞰するカメラ画像を得ることができる。

カメラ２１及び２２は、いずれも水平方向に向けて配置され、互いに向きを異ならせた撮像装置であり、水平面内においてインジケータ２３及び２４を挟んでセンサ本体部２０の左側及び右側にそれぞれ配置されている。インジケータ２３は、侵入物の検出の有無を表示する表示灯である。例えば、インジケータ２３には、ＯＳＳＤの出力状態などが表示される。インジケータ２４は、エラー状態を表示する表示灯である。

インターフェース部１０には、画面表示部１１、ケーブル接続口１２、操作部１３及びインジケータ部１４が配設されている。画面表示部１１は、侵入物の検知結果、監視状況、カメラ２１又は２２により撮影されたカメラ画像、入力情報等を画面表示する表示装置である。例えば、画面表示部１１には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が用いられる。

ケーブル接続口１２は、パーソナルコンピュータなどの外部機器に接続し、通信を行うための入出力端子部であり、信号ケーブルが着脱可能に接続される。操作部１３は、監視エリア２を設定する際の数値入力、メニュー項目の選択、動作モードの切替、カメラ画像の切替等に用いる２以上の操作ボタンにより構成される。インジケータ部１４は、動作状態を表示するための２以上の表示灯により構成され、ＯＳＳＤの出力状態等が表示される。

インターフェース部１０は、センサ本体部２０と通信を行い、センサ本体部２０から離間した位置にあっても、監視エリア２を設定し、或いは、侵入物の検知結果や監視状況を確認することができる。

図４は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、画面表示部１１に表示される運転画面３１、モニター画面３２及び設定画面３３が示されている。このエリア監視センサ１は、ユーザ操作に基づいて、運転モード、モニターモード及び設定モード間で動作モードを切り替える。

運転モードは、監視エリア２内の侵入物を検知して停止信号を出力する動作モードであり、運転画面３１が画面表示部１１に表示される。この運転画面３１には、運転中であることを示すメッセージが表示されている。

モニターモードは、入出力状態、エリア監視状況及び検知履歴を表示する動作モードであり、モニター画面３２が画面表示部１１に表示される。このモニター画面３２には、入出力状態、エリア監視状況又は検知履歴のいずれかを選択するためのメニュー項目が表示されている。

メニュー項目「１．入出力状態」を選択すれば、ＯＳＳＤの出力状態、ＥＤＭ（外部機器モニタリング）の入力状態などをモニターすることができる。メニュー項目「２．エリア監視状況」を選択すれば、監視エリアの形状、サイズ、対象物までの距離、検出光の走査範囲などをモニターすることができる。メニュー項目「３．検知履歴」を選択すれば、ＯＳＳＤがオフ状態に移行する際に取得されたカメラ画像、侵入物の位置、検知時刻などを検知履歴として表示することができる。

設定モードは、監視エリア２を指定するためのパラメータや外部入力の設定を行う動作モードであり、設定画面３３が画面表示部１１に表示される。この設定画面３３には、パラメータ設定、外部入力設定又はその他の設定のいずれかを選択するためのメニュー項目が表示されている。

メニュー項目「１．パラメータ設定」を選択すれば、監視エリア２を指定するための入力画面を表示することができる。メニュー項目「２．外部入力設定」を選択すれば、ＥＤＭ用の入力画面を表示することができる。メニュー項目「３．その他の設定」を選択すれば、分解能や応答時間を設定することができる。

次に、本発明による監視システム１００の特徴部分の構成について、図５〜図１１を用いて以下に説明する。

＜監視エリア２＞
図５は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を模式的に示した説明図であり、カメラ２２の撮影方向４及び検出光の走査範囲５と対象物Ｂとの位置関係が示されている。エリア監視センサ１は、水平な床面などに設置される。監視エリア２は、水平面上に座標軸を定めることによって指定される。

例えば、エリア監視センサ１を中心とし、エリア監視センサ１の前後方向をＹ軸、Ｙ軸と直交する左右方向をＸ軸とする直交座標が定められ、監視エリア２は、座標軸ごとの座標成分を用いて指定される。この例では、エリア監視センサ１を頂点の一つとする五角形状の領域が監視エリア２として指定されている。

検出光は、エリア監視センサ１を中心とする径方向の外側に向けて出射され、水平面に沿って周方向に走査される。エリア監視センサ１では、１８０°を超える走査範囲５を監視することができる。

対象物Ｂは、機械設備や建屋の壁である。対象物Ｂによって反射された検出光を受光することにより、エリア監視センサ１から対象物Ｂまでの距離が求められる。例えば、対象物Ｂまでの距離は、検出光のＴＯＦ（Time Of Flight：飛行時間）を計測することによって求められる。

カメラ２２は、エリア監視センサ１の上方から見て、Ｙ軸よりも右側の領域に撮影方向４が向けられている。カメラ２２により撮影されたカメラ画像を画面表示部１１に表示することにより、監視エリア２と対象物Ｂとの位置関係を確認することができる。なお、カメラ２１は、エリア監視センサ１の上方から見て、Ｙ軸よりも左側の領域に撮影方向４が向けられている。

＜カメラ画像６＞
図６は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、モニター画面３２に表示されるカメラ画像６が示されている。このカメラ画像６は、カメラ２２により撮影された撮影画像であり、スキャン面３における対象物Ｂの位置を示す測距線７と、監視エリア２を示す枠線８とが重畳されている。

測距線７は、スキャン面３の境界線を示す図形である。この測距線７は、対象物Ｂまでの距離と検出光の走査角とに基づいて、対象物Ｂの３次元空間内における位置を特定し、その３次元位置とカメラ２２の画角との位置関係に基づいて、対象物Ｂのカメラ画像における２次元位置を特定することにより、表示される。

このエリア監視センサ１では、対象物Ｂまでの距離に応じて、測距線７の表示態様を異ならせている。例えば、測距線７は、多数のドットにより構成され、ドットの大きさ、濃度、色又は配列ピッチが対象物Ｂまでの距離に応じて異なる。この例では、距離が遠いほど、ドットを小さくし、かつ、配列ピッチを拡げている。この様な構成により、カメラ画像６を表示した際に、スキャン面３上の測距線７について遠近感を得易くすることができる。

なお、測距線７を多数の線分により構成し、線分の太さ、濃度、色又は配列ピッチを対象物Ｂまでの距離に応じて異ならせるような構成であっても良い。また、測距線７を連続する線により構成し、線の太さ、濃度又は色を対象物Ｂまでの距離に応じて異ならせるような構成であっても良い。

枠線８は、スキャン面３における監視エリア２の位置を示す図形である。枠線８は、監視エリア２の３次元空間内における位置を特定し、その３次元位置とカメラ２２の画角との位置関係に基づいて、監視エリア２のカメラ画像における２次元位置を特定することにより、表示される。

この様な枠線８を測距線７とともにカメラ画像６上に表示することにより、監視エリア２と測距線７との位置関係をカメラ画像６上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリア２として適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。

図７は、モニター画面３２に表示されるカメラ画像６の他の一例を示した図である。図中の（ａ）には、床面に対して前側に傾けた状態でエリア監視センサ１を設置した場合が示されている。また、図中の（ｂ）には、床面に対して右側に傾けた状態でエリア監視センサ１を設置した場合が示されている。

監視エリア２が撮影されたカメラ画像６上に測距線７を表示することにより、測距線７によってスキャン面３の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲もカメラ画像６上の測距線７によって容易に識別することができる。このため、この様なカメラ画像６をモニター画面３２に表示することにより、スキャン面３が床面に対して傾いているか否かや、スキャン面３の高さが適切であるか否かを容易に判別することができる。従って、床面に対して傾いた状態でエリア監視センサ１が設置されるのを防止することができるとともに、高さ調整を容易化することができる。

図８は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、対象物Ｂの一部が監視エリア２内に存在する場合が示されている。このエリア監視センサ１では、監視エリア２の内側と外側とで測距線７の表示態様を異ならせる。例えば、測距線７を構成するドットの色又は形状を異ならせる。

この例では、枠線８よりも内側に位置する測距線７が白抜きのドットにより表示され、枠線８よりも外側に位置する測距線７が黒塗りのドットにより表示されている。この様な構成により、スキャン面３上の対象物Ｂの位置が監視エリア２内であるか否かを容易に識別することができる。

＜スキャナ画像４０＞
図９は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、モニター画面３２に表示されるスキャナ画像４０が示されている。スキャナ画像４０は、対象物Ｂの検知結果を示す平面図形により構成され、対象物Ｂまでの距離と検出光の走査角とに基づいて生成される。スキャナ画像４０は、検出光の走査ごとに生成される。

スキャナ画像４０には、エリア監視センサ１を中心とする直交座標のＸ軸４１及びＹ軸４２と、検出光の走査範囲５よりも外側であることを示す非走査領域４３と、監視エリア２を示す領域４４と、カメラ２２の画角４５を示す直線と、対象物Ｂの位置を示す測距線４６とが表示されている。非走査領域４３は、エリア監視センサ１を頂点とする三角形状の領域により構成される。

この様なスキャナ画像４０をモニター画面３２に表示することにより、対象物Ｂと監視エリア２との位置関係を領域４４及び測距線４６によって確認することができるので、監視エリア２が適切に設定されているか否かを容易に判別することができる。

図１０は、図３のエリア監視センサ１の動作の一例を示した図であり、複数のグリッド線５０〜５２を測距線７とともにカメラ画像６上に表示する場合が示されている。グリッド線５０〜５２は、スキャン面３における直交座標の座標軸に平行な直線により構成される。

このカメラ画像６には、Ｙ軸を示すグリッド線５０と、Ｘ軸に平行な３本のグリッド線５１と、Ｙ軸に平行な３本のグリッド線５２とが測距線７とともに表示されている。この様なグリッド線５０〜５２を表示することにより、スキャン面３上の位置関係を把握し易いので、監視エリア２を設定し易くし、或いは、編集し易くすることができる。

図１１は、図３のエリア監視センサ１内の機能構成の一例を示したブロック図である。このエリア監視センサ１は、走査制御部１０１、ミラー１０２、投光部１０３、投光制御部１０４、ロータリーエンコーダ１０５、受光部１１１、測距部１１２、侵入検知部１１３、設定データ記憶部１１４、カメラ画像バッファ１１５、測距位置表示部１１６、検知履歴生成部１２１、検知履歴記憶部１２２及び検知履歴表示部１２３により構成される。

投光部１０３は、検出光を生成し、ミラー１０２に向けて出射する光源装置である。ミラー１０２は、投光部１０３から入射される検出光を対象物Ｂに向けて反射する走査用の反射鏡であり、回転軸を中心として回転する。受光部１１１は、対象物Ｂによって反射された検出光を受光し、検出信号を生成する。

走査制御部１０１は、ミラー１０２を回転させる電動モータを駆動し、検出光の走査角を制御する。走査制御部１０１及びミラー１０２は、回転軸を中心として、回転軸と交差するスキャン面３に沿って検出光を周方向に走査させる走査手段である。

ロータリーエンコーダ１０５は、ミラー１０２の回転角を検出し、回転パルス信号を生成する回転検出装置である。投光制御部１０４は、ロータリーエンコーダ１０５の回転パルス信号に基づいて、投光部１０３を制御し、検出光の投光タイミングを調整する。例えば、ミラー１０２が３６０°／１０００だけ回転するごとに、検出光が出射される。

測距部１１２は、受光部１１１からの検出信号に基づいて、対象物Ｂまでの距離を求める。具体的には、検出信号をロータリーエンコーダ１０５の回転パルス信号と比較し、検出光を投光したときから受光されるまでの遅延時間を特定することにより、対象物Ｂまでの距離が算出される。投受光の遅延時間は、検出光が出射されるごとに計測される。

侵入検知部１１３は、対象物Ｂまでの距離及び検出光の走査角に基づいて、監視エリア２内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する。検出光の走査角は、ロータリーエンコーダ１０５の回転パルス信号に基づいて、特定される。また、対象物Ｂが監視エリア２内に存在するか否かは、対象物Ｂまでの距離と検出光の走査角とから対象物Ｂの２次元位置を特定することによって判別される。

設定データ記憶部１１４には、監視エリア２の２次元位置を示す位置情報が設定データとして保持される。カメラ２１及び２２は、静止画像又は動画像からなるカメラ画像を生成する。

カメラ画像バッファ１１５は、カメラ２１及び２２により生成されたカメラ画像を順次に記憶するとともに、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去される記憶装置である。例えば、カメラ画像バッファ１１５は、リングバッファにより構成され、記憶領域がカメラ画像で満たされれば、撮影時刻が古いカメラ画像から順に新たに撮影されたカメラ画像によって上書きされる。

測距位置表示部１１６は、測距部１１２により算出された対象物Ｂまでの距離と、監視エリア２の位置情報とに基づいて、画面表示部１１を制御し、スキャン面３における対象物Ｂの位置を示す測距線７をカメラ画像６上に表示する。このカメラ画像６は、画面表示部１１に表示するための表示用画像であり、カメラ画像バッファ１１５に蓄積されたカメラ画像を縮小して作製される。

この測距位置表示部１１６は、監視エリア２を示す枠線８を測距線７とともにカメラ画像６上に表示する。また、測距位置表示部１１６は、監視エリア２内の測距線７を監視エリア２外の測距線７とは異なる表示態様で表示する。さらに、測距位置表示部１１６は、対象物Ｂまでの距離に応じて、測距線７の表示態様を異ならせる。

カメラ画像６の表示倍率又は縮尺は、カメラ画像バッファ１１５に蓄積されたカメラ画像を縮小してカメラ画像６を作製する際の縮小率を調整することにより、変更することができる。従って、カメラ画像６は、画角内の任意の領域を拡大させることができる。

検知履歴生成部１２１は、監視エリア２内の侵入物が検知された際に撮影されたカメラ画像をカメラ画像バッファ１１５から読み出し、当該カメラ画像と侵入検知部１１３による検知情報とに基づいて、検知履歴を生成する。検知履歴記憶部１２２には、監視エリア２内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像からなるカメラ画像と、侵入物の２次元位置を示す位置情報とが検知履歴として記憶される。

この検知履歴記憶部１２２には、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像が検知履歴として記憶され、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されない。侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像は検知履歴として記憶されないので、記憶容量が増大するのを防止することができる。

検知履歴表示部１２３は、ユーザ操作に基づいて検知履歴記憶部１２２から侵入物の位置情報を読み出し、当該侵入物の位置情報に基づいて画面表示部１１を制御し、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する。このカメラ画像も、画面表示部１１に表示するための表示用画像であり、検知履歴記憶部１２２に蓄積されたカメラ画像を縮小して作製される。

検知履歴を示すカメラ画像の表示倍率又は縮尺は、カメラ画像バッファ１１５に蓄積されたカメラ画像を縮小して表示用画像を作製する際の縮小率を調整することにより、変更することができる。従って、検知履歴のカメラ画像は、画角内の任意の領域を拡大させることができる。

本実施の形態によれば、監視エリア２が撮影されたカメラ画像６上に測距線７を表示するので、測距線７によってスキャン面３の位置を容易に識別することができる。また、検出光の走査範囲５もカメラ画像６上の測距線７によって容易に識別することができる。

また、監視エリア２と測距線７との位置関係をカメラ画像６上で確認することができるので、所望のエリアが監視エリア２として適切に設定されているか否かを容易に識別することができる。

また、監視エリア２内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶されたカメラ画像によって容易に確認することができるので、停止信号が生成された原因を詳細に知ることができる。さらに、監視エリア２内に侵入した侵入物を検知履歴として記憶された動画像からなるカメラ画像によって確認することができるので、侵入物の解析を容易化することができる。特に、カメラ画像が侵入物の検知時刻を含む一定の時間長の動画像からなるので、侵入物が検知されるまでの監視エリア２周辺の様子と、侵入物が検知された後の監視エリア２周辺の様子とをカメラ画像によって確認することができる。

なお、本実施の形態では、エリア監視センサ１が画面表示部１１を備え、測距線７を重畳したカメラ画像６が画面表示部１１に表示される場合の例について説明したが、本発明は、監視システム１００の構成をこれに限定するものではない。例えば、測距線７を重畳したカメラ画像６をＰＣ２００に表示するような構成のものも本発明には含まれる。測距線７を重畳したカメラ画像６をＰＣ２００の画面表示部２０１に表示することにより、エリア監視センサ１が画面表示部１１を備えていない場合であっても、スキャン面３の位置を容易に識別することができ、設置面に対してスキャン面３が傾いた状態でエリア監視センサ１が設置されるのを防止することができる。

また、本実施の形態では、対象物までの距離に応じて測距線７の表示態様を異ならせる場合の例について説明したが、本発明は、測距線７の表示方法をこれに限定するものではない。例えば、監視エリア２内の侵入物の検知に応じて、測距線７の表示態様を異ならせても良い。具体的に説明すれば、監視エリア２内に侵入物が存在する場合と存在しない場合とで、測距線７を構成するドットの大きさ又は線の太さを異ならせ、或いは、測距線７の濃度又は色を異ならせる。

また、本実施の形態では、侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像からなるカメラ画像が検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴として記憶するカメラ画像をこれに限定するものではない。例えば、侵入物が検知された直後に撮影されたカメラ画像、又は、侵入物が検知される直前に撮影されたカメラ画像を含む１又は２以上の静止画像からなるカメラ画像を検知履歴として記憶するような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、侵入物の位置を画角内に含むカメラにより撮影されたカメラ画像だけが検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴として記憶するカメラ画像をこれに限定するものではない。例えば、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像も検知履歴として記憶し、検知履歴表示部１２３は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示するような構成であっても良い。この様な構成によれば、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する際に、侵入物の位置を画角内に含むカメラが自動的に選択されるので、侵入物の解析を容易化することができる。

また、本実施の形態では、センサ本体部２０が２つのカメラ２１及び２２を有する場合の例について説明したが、本発明は、監視エリア２を撮影する撮像手段の構成をこれに限定するものではない。例えば、撮像手段が、画角が検出光の走査範囲５をカバーする１つの魚眼レンズ付き広角カメラからなるような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、監視エリア２が撮影されたカメラ画像６上に測距線７を表示することにより、エリア監視センサ１が設置面に対してスキャン面３が傾いた状態で設置されるのを防止する場合の例について説明したが、本発明は、カメラ画像６の使用方法をこれに限定するものではない。例えば、電源投入の直後に撮影されたカメラ画像をメモリに蓄積されたカメラ画像と照合することにより、エリア監視センサ１の設置位置のずれを検知し、エラー出力を行うような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、侵入物が検知された際に撮影されたカメラ画像が検知履歴として記憶される場合の例について説明したが、本発明は、検知履歴の構成をこれに限定するものではない。例えば、侵入物が検知された時刻を含むスキャナ画像４０を侵入物の位置情報とともに検知履歴として記憶し、侵入物の位置を検知履歴として記憶されたスキャナ画像４０上に表示するような構成であっても良い。

１００ 監視システム
１ エリア監視センサ
１０ インターフェース部
１１ 画面表示部
１２ ケーブル接続口
１３ 操作部
１４ インジケータ部
２０ センサ本体部
２１，２２ カメラ
２３，２４ インジケータ
２５ スキャナ部
２６ 保護カバー
３１ 運転画面
３２ モニター画面
３３ 設定画面
４０ スキャナ画像
４３ 非走査領域
４４ 監視エリアを示す領域
４５ カメラの画角
４６ 測距線
５０〜５２ グリッド線
１０１ 走査制御部
１０２ ミラー
１０３ 投光部
１０４ 投光制御部
１０５ ロータリーエンコーダ
１１１ 受光部
１１２ 測距部
１１３ 侵入検知部
１１４ 設定データ記憶部
１１５ カメラ画像バッファ
１１６ 測距位置表示部
１２１ 検知履歴生成部
１２２ 検知履歴記憶部
１２３ 検知履歴表示部
２００ ＰＣ
２ 監視エリア
３ スキャン面
４ 撮影方向
５ 走査範囲
６ カメラ画像
７ 測距線
８ 枠線
Ａ１ 作業ロボット
Ａ２ 防護柵
Ａ３ オペレータ
Ｂ 対象物

Claims (12)

1. 検出光を生成する投光手段と、
   対象物によって反射された上記検出光を受光し、検出信号を生成する受光手段と、
   回転軸を中心として、上記回転軸と交差するスキャン面に沿って上記検出光を周方向に走査させる走査手段と、
   上記検出信号に基づいて、対象物までの距離を求める測距手段と、
   上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に基づいて、監視エリア内の侵入物を検知し、外部機器の動作を停止させるための停止信号を生成する侵入検知手段と、
   上記監視エリアを撮影し、カメラ画像を生成する撮像手段と、
   上記スキャン面における対象物の位置を示す測距線を上記カメラ画像上に表示する測距位置表示手段とを備えたことを特徴とする監視システム。
2. 上記撮像手段は、上記スキャン面よりも上記回転軸方向の上側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
3. 上記測距位置表示手段は、上記監視エリアを示す枠線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示することを特徴とする請求項２に記載の監視システム。
4. 上記測距位置表示手段は、上記監視エリア内の測距線を監視エリア外の測距線とは異なる表示態様で表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の監視システム。
5. 上記測距位置表示手段は、上記対象物までの距離に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の監視システム。
6. 上記測距位置表示手段は、上記監視エリア内の侵入物の検知に応じて、上記測距線の表示態様を異ならせることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の監視システム。
7. 上記測距位置表示手段は、上記スキャン面における直交座標の座標軸に平行な２以上のグリッド線を上記測距線とともに上記カメラ画像上に表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の監視システム。
8. 上記監視エリア内の侵入物が検知された際に撮影された上記カメラ画像を侵入物の位置情報とともに検知履歴として記憶する検知履歴記憶手段と、
   上記侵入物の位置情報に基づいて、侵入物の位置を上記検知履歴として記憶されたカメラ画像上に表示する検知履歴表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の監視システム。
9. 上記撮像手段により生成されたカメラ画像を順次に記憶するとともに、撮影時刻の古いカメラ画像が定期的に消去されるカメラ画像バッファを備え、
   上記撮像手段は、動画像からなるカメラ画像を生成し、
   上記検知履歴記憶手段は、上記監視エリア内の侵入物が検知された時刻を挟んで撮影された一定の時間長の動画像を検知履歴として記憶することを特徴とする請求項８に記載の監視システム。
10. 上記撮像手段は、互いに向きを異ならせて配置された２以上のカメラにより構成され、
    上記検知履歴記憶手段は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶し、侵入物の位置を画角内に含まないカメラにより撮影されたカメラ画像を検知履歴として記憶しないことを特徴とする請求項８又は９に記載の監視システム。
11. 上記撮像手段は、互いに向きを異ならせて配置された２以上のカメラにより構成され、
    上記検知履歴表示手段は、侵入物の位置が画角内に含まれるカメラを選択し、当該カメラにより撮影されたカメラ画像上に侵入物の位置を表示することを特徴とする請求項８又は９に記載の監視システム。
12. 上記撮像手段は、画角が上記検出光の走査範囲をカバーする１つの魚眼レンズ付き広角カメラにより構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の監視システム。

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