JP5781174B2

JP5781174B2 - 監視用センサ

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Publication number: JP5781174B2
Application number: JP2014027705A
Authority: JP
Inventors: 健太朗大野; 藤井　清人; 清人藤井
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2014089772A

Description

本発明は、探査信号を監視領域内に照射して、その反射信号を受信することで、監視領域内へ侵入した物体を検出する監視用センサに関する。

従来より、屋外などの広域な監視領域に侵入した物体を検出するために、赤外光線、可視光線、超音波などの探査信号を監視領域内に照射して、監視領域内の物体からの反射信号を受信することにより、監視領域内の物体を検出する監視用センサが開発されている。
そのような監視用センサの一例は、光距離計の光を２次元スキャンさせるスキャン角度によって監視領域を設定し、監視領域内の侵入者を検知したとき、侵入者までの距離データ及び角度データを求め、その距離データ及び角度データにより侵入者の位置を算出する（例えば、特許文献１を参照）。

特開平１０−２４１０６２号公報

監視用センサは、セキュリティ性を担保するために、監視機能が無効化されることを防止しなければならない。特にこのような監視用センサが、監視領域内に侵入した不審人物、不審車両といった不審物体を検出して異常通報する警備システムに利用される場合には、監視機能が無効化されてしまうと、警備システムが不審物体の検知に失敗してしまうので、そのような事態を防止することは非常に重要である。
例えば、不審人物が監視用センサを物理的に回転させて向きを変えるといった妨害行為を行うと、監視領域の少なくとも一部へ探査信号が照射されなくなるので、その探査信号が照射されなくなった範囲は警備上の死角となってしまう。
また、例え監視用センサが監視領域内へ侵入した不審物体を検出していなくても、監視用センサに対する妨害行為が行われたという事象そのものが、検出すべき異常事態である。しかし、特許文献１に開示されたような従来の監視用センサは、上記のような妨害行為を検知する手立てを持たないので、その監視用センサの用途は、そのような妨害行為の検出を要しない限定的な監視機能が求められるものに限定されていた。

そこで、本発明は、監視用センサの向きを変える妨害行為を検出可能な監視用センサを提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、監視領域を監視する監視用センサが提供される。この監視用センサは、監視領域の一端から他端までを含む走査範囲を探査信号で走査して、走査範囲内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位と複数の走査方位のそれぞれに対応する物体までの距離とを対応付けた測距データを生成する検知部と、過去の測距データを基準データとして記憶する記憶部と、現在の測距データと基準データとを走査方位の角度方向に沿ってずらしながら比較して、現在の測距データと基準データとが最も一致する角度ずれ量を監視用センサの変位角度として検出する向き変化量検出部と、変位角度に応じて監視領域の少なくとも一部が監視不能となる向き変化異常が発生したか否かを判定する向き変化異常判定部とを有する。

また向き変化異常判定部は、求めた変位角度から、監視用センサの現在の走査範囲と監視領域とが重なる領域の面積を監視可能面積として求めて、その監視可能面積が第１の所定閾値以下である場合に向き変化異常が発生したと判定するか、または監視領域に含まれる、走査範囲と重複しない領域の面積を監視不能面積として求めて、その監視不能面積が第２の所定閾値以上である場合に向き変化異常が発生したと判定することが好ましい。

さらに監視用センサは、現在の測距データと予め記憶した背景データとの間で距離値が変化した走査方位の数が第３の所定閾値以上となる、環境変化が検知されたか否かを判定する環境変化検出部をさらに有し、向き変化量検出部は、環境変化が検知された場合に現在時刻の所定時間前に取得された測距データを基準データとして記憶部に記憶させ、かつ変位角度を求めることが好ましい。

なお、向き変化量検出部は、現在の測距データと基準データとの間で比較する距離値を角度方向に相対的に所定角度ずつずらしながら比較する距離値の差を求めることで現在の測距データと基準データとの相違度を算出し、その相違度が最小となる角度ずれ量を監視用センサの変位角度として検出することが好ましい。

本発明に係る監視用センサは、監視用センサの向きを変える妨害行為を検出できるという効果を奏する。

本発明の一つの実施形態に係る監視用センサを備えた警備システムの全体構成図である。本発明の一つの実施形態に係る監視用センサの概略構成図である。侵入判定処理の動作を示すフローチャートである。環境変化判定処理の動作を示すフローチャートである。向き変化量検出処理の動作を示すフローチャートである。監視用センサの向きに変化が生じた場合における、走査範囲と監視領域との関係の一例を示す図である。向き変化異常判定処理の動作を示すフローチャートである。監視用センサが反時計廻りに所定の変位角度だけ回転した場合における、監視用センサの向き変化の前後の走査範囲とその変位角度との関係を表す図である。物体検出処理の動作を示すフローチャートである。警備装置の概略構成図である。

以下、本発明の一つの実施形態である監視用センサを、図を参照しつつ説明する。この監視用センサは、所定周期で監視領域の一端から他端までを含む走査範囲を探査信号で走査して、物体により反射された探査信号である反射信号を受信することにより、監視用センサから見た方位を表す走査方位ごとに物体までの距離を測定した測距データを、１回の走査ごとに作成する。そしてこの監視用センサは、現在の走査で作成された測距データと過去の走査で作成された測距データとを、角度をずらしながら比較して、両測距データが最も一致する角度ずれ量を監視用センサの変位角度として求める。そしてこの監視用センサは、求められた変位角度に応じて監視領域中で監視用センサの向きが変わった後に監視可能な領域の面積を調べることで、監視用センサの向きを変える妨害行為を検出する。

図１は、一つの実施形態に係る監視用センサを備えた警備システムの全体システム構成を示す図である。図１に示すように、警備システム１は、建物１０１の敷地の一部に設定された監視領域１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ監視するように、建物１０１の周囲の３面において、それぞれ、建物１０１の屋外壁面またはポールなどに固定設置された３台の監視用センサ２と、各監視用センサ２と通信回線４を通じて接続され、建物１０１内に設置される警備装置３とを有する。

各監視用センサ２は、監視領域１０２ａ〜１０２ｃ内に侵入した不審人物、不審車両といった不審物体を検知すると、その旨を表す侵入異常信号を警備装置３へ送信する。また各監視用センサ２は、監視用センサ２の向きが、設定時と異なる向きに変えられ、その結果として監視領域の少なくとも一部が監視不能となったことを検知すると、その旨を表す向き変化異常信号を警備装置３へ送信する。さらに各監視用センサ２は、侵入異常信号または向き変化異常信号とともに、監視用センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。
警備装置３は、公衆通信回線５を介して監視センタ内に配置された監視センタ装置６と通信可能となっている。そして警備装置３は、何れかの監視用センサ２から侵入異常信号または向き変化異常信号を受信すると、その侵入異常信号または向き変化異常信号を、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された建物の識別番号とともに、監視センタ装置６へ送信する。

なお、警備システム１が有する監視用センサ２の数は３台に限られない。監視用センサ２の数は、監視しようとする領域の形状、大きさ及びその領域内に予め存在する遮蔽物などに応じて適宜決定される。また監視用センサ２の設置位置も、監視しようとする領域の形状または建物の位置及び形状などに応じて適宜設定される。

監視用センサ２は、監視領域内に侵入した不審物体を検出する。また監視用センサ２は、例えば、不審人物により、あるいは強風などで飛来した物体などと監視用センサ２が衝突することにより、監視用センサ２が設置時の向きと異なる方向を向けられたことを検知する。

図２は、監視用センサ２の概略構成図である。監視用センサ２は、検知部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。これらの各部は、金属または樹脂などによって形成された筺体２５に収容される。筺体２５の前面、すなわち、監視領域に向けられる側の面には、ガラスまたは透明プラスチックといった透光性を有する部材よりなる監視窓２６が設けられている。本実施形態では、監視窓２６は、検知部２１を略中心とする円弧状に形成されており、検知部２１を通る水平面における監視窓２６の表面上の各点と検知部２１間の距離は略同一となっている。しかし、他の実施形態では、監視窓２６は、平面状に形成されてもよい。

検知部２１は、探査信号を監視領域内へ照射し、反射信号を受光する。そして検知部２１は、反射信号を解析することにより、走査方位ごとに、監視用センサ２から探査信号を反射した物体までの距離の測定値を含む測距データを作成する。そのために、検知部２１は、例えば、レーザ発振部２１１と、走査鏡２１２と、駆動部２１３と、受光部２１４と、測距データ生成部２１５とを有する。

レーザ発振部２１１は、探査信号として、例えば、約890nmの波長を持つ近赤外線のパルスレーザを発振する。そしてこのパルスレーザは走査鏡２１２へ向けて出力される。またレーザ発振部２１１は、測距データ生成部２１５へ、パルスレーザの位相情報を出力する。
走査鏡２１２は、例えば、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーであり、駆動部２１３により駆動されてその反射面の向きを変えることにより、一定周期（例えば、30msec）ごとにパルスレーザで監視領域全体を走査する。

本実施形態では、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、監視用センサ２を中心とする所定の中心角度を持つ扇状の監視領域を、パルスレーザで水平に走査するように配置される。なお、所定の中心角度は、例えば、180°に設定される。走査鏡２１２で反射されたパルスレーザは、監視用センサ２の筺体２５の前面に設けられた監視窓２６を通って、監視用センサ２の外部へ向けて照射される。
なお、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２は、探査信号であるパルスレーザが、水平面に対して所定の俯角を持ち、監視用センサ２から離れるほどパルスレーザが地面に近づくように配置されてもよい。
また、監視領域の走査は、監視領域の一方の端部から他方の端部まで同一方向に繰り返しパルスレーザを走査することによって行ってもよく、あるいは、１回の走査ごとにパルスレーザを走査する向きを反転させて行ってもよい。

さらに、レーザ発振部２１１及び走査鏡２１２によって走査可能な走査範囲は監視領域よりも広くてもよい。例えば、監視領域が監視用センサ２を中心とする180°の中心角度を持つ扇状の領域である場合、走査範囲は監視用センサ２を中心とする190°の中心角度を持つ扇状の領域であってもよい。なお、走査範囲は、例えば、走査鏡２１２の構造及びレーザ発振部２１１と走査鏡２１２の配置によって決定される。

駆動部２１３は、例えば、モータと、そのモータにより生じた回転駆動力を走査鏡２１２の回転軸に伝達する機構と、モータを制御するための回路とを有し、走査鏡２１２を走査周期に応じた等回転速度で回転駆動する。
また駆動部２１３は、現時点でパルスレーザが照射されている方向を表す角度情報を測距データ生成部２１５へ通知する。

受光部２１４は、例えば、CCD、CMOSまたはフォトダイオードといった受光素子を有し、レーザ発振部２１１の近傍に配置される。そして受光部２１４は、監視窓２６及び走査鏡２１２を介して、探査信号が照射された走査方位に沿って到来する反射信号を受光する。そして受光部２１４は、反射信号の強度に応じた値を持つ受光信号を測距データ生成部２１５へ出力する。

測距データ生成部２１５は、走査方位ごとに、監視用センサ２から反射信号を反射した物体までの距離を測定し、走査方位とその距離との関係を表す測距データを生成する。そのために、測距データ生成部２１５は、プロセッサ及びその周辺回路を有する。そして測距データ生成部２１５は、例えば、Time Of Flight法に従って、受光信号から求めた反射信号の位相とレーザ発振部２１１から出力されたパルスレーザの位相との差を求め、その差に基づいて距離を測定する。なお、ある走査方位において受光部２１４が所定時間以内に反射回帰光を受光しない場合には、測距データ生成部２１５は、その走査方位にはパルスレーザの到達可能範囲内に物体が存在しないと判断し、その走査方位についての距離を、その旨を表す予め設定された擬似値とする。この擬似値は、例えば、監視用センサ２から監視領域の外縁までの距離、またはパルスレーザ光による有効測定距離以上の適当な値に設定される。

測距データ生成部２１５は、１回の走査ごとに１個の測距データを生成する。そして１個の測距データには、例えば、走査範囲全体に相当する角度範囲を所定の角度間隔で割った数に１を加えた数の走査角度と、その走査角度における距離が含まれる。本実施形態では、走査範囲全体に相当する角度範囲を180°、隣接する走査角度間の間隔を0.25°としており、一つの測距データには、721個の走査角度と距離の組が含まれる。走査角度は、監視用センサ２の設置位置を原点とし、所定の基準方位と走査方位とがなす角を表す。基準方位は、監視用センサ２から監視領域を向いたときの正面方向に設定され、基準方位に対して左右均等に90°ずつの角度範囲となるように監視領域が設定されており、走査角度は-90°〜90°の範囲内の値となる。ここで、負の値は正面方向（基準方向）に対して左側の走査角度であり、正の値は正面方向（基準方向）に対して右側の走査角度であることを示すものである。

なお、検知部２１は、探査信号を水平及び垂直方向に２次元に走査し、走査方向と測定距離からなる３次元データを得るように構成してもよい。また、測距方法に関しては、公知の様々な方法を採用すればよく、例えば、位相差方式、三角測量方式などが利用できる。
検知部２１は、１回の走査が終了する度に、その走査について生成した測距データを制御部２４へ出力する。

通信部２２は、監視用センサ２を通信回線４を介して警備装置３と通信可能に接続する。そのために、通信部２２は、監視用センサ２と警備装置３とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そして通信部２２は、制御部２４により生成された侵入異常信号または向き変化異常信号を警備装置３へ送信する。その際、通信部２２は、それらの信号とともに、監視用センサ２の識別番号を警備装置３へ送信してもよい。

記憶部２３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、監視用センサ２で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。記憶部２３に記憶される情報には、例えば、監視領域情報と、背景データと、基準データと、現状態情報とがある。さらに記憶部２３は、過去一定期間内に生成された測距データを記憶してもよい。

監視領域情報は、各監視用センサ２が監視対象とする監視領域の範囲を示す情報である。監視領域は、警備システム１で監視する敷地内において、監視が必要な領域として設定された場所であり、各監視用センサ２は、各々の監視領域を監視可能な位置に設置されている。そして、各監視用センサ２は、自己が監視する監視領域の範囲を表す相対的な位置情報として監視領域情報を記憶している。監視領域情報は、例えば、監視用センサ２を中心として探査信号を走査する角度範囲と、所定の角度間隔（例えば、0.25°）で隔てられた走査角度ごとの監視用センサ２から監視領域の外縁までの距離が含まれる。あるいは、監視領域情報は、監視用センサ２の設置位置を原点とする２次元座標における、監視領域外縁上の所定距離で隔てられたサンプリング点ごとの位置、または監視領域外縁の座標を表す式の係数を含んでもよい。
監視領域情報は、例えば、監視用センサ２の設置時、監視領域の画定時あるいは変更時などに、例えば通信部２２を介して接続される設定用端末（図示せず）または操作部（図示せず）を介して入力される。

背景データは、監視領域内に侵入した不審物体を検出するために用いられる、監視領域内に予め存在する物体以外の他の物体が存在しないときに生成された測距データである。また背景データは、監視用センサ２の向きが設置時の監視用センサ２の向きから変化した可能性がある環境変化状態を検出するためにも利用される。
背景データは、監視用センサ２の起動時、あるいは操作部または設定用端末を介して指示されたタイミングにおいて生成された測距データであってもよい。また制御部２４が、検知部２１により随時生成される測距データに基づいて、走査角度ごとに、過去一定期間内の出現頻度の最も高い距離値を選択し、その選択された距離値に書き換えることにより、背景データを更新してもよい。なお、背景データは、上記の監視領域情報として用いられてもよい。
基準データは、監視用センサ２の現在の向きと設置時の向きとの角度差である変位角度を検出するために用いられる、監視用センサ２の向きが設置時から変化していないときに生成された測距データである。基準データは、例えば、後述する環境変化検出部２４２によって環境変化有りと判定されたときの測距データよりも所定時間前に取得された測距データとすることができる。

現状態情報は、現時点における監視領域の状態を表す情報である。現時点において、監視領域が侵入異常が検知された侵入異常状態、または監視領域の少なくとも一部が監視不能となっていることが検知された向き変化異常状態になっていれば、現状態情報は、各異常状態を表す値を持つ。一方、現時点において監視領域が何の異常も検知されていない正常状態であれば、現状態情報は、正常状態であることを表す値を持つ。例えば、侵入異常状態であれば、現状態情報の値は'1'に設定され、向き変化異常状態であれば、現状態情報の値は'2'に設定され、正常状態であれば、現状態情報の値は'0'に設定される。また、侵入異常状態と向き変化異常状態が重複して検知されている場合は、現状態情報の値は'4'に設定される。なお、現状態情報は、制御部２４が何れかの異常を検知したとき、あるいは、それ以前に検知されていた何れかの異常状態が解消したことを検知したとき、もしくは警備員などが設定端末あるいは操作部を介して異常状態が解消したことを示す操作を行ったときに、制御部２４により書き換えられる。

さらに記憶部２３は、向き変化異常を検出するために使用される、変化フラグ、向き変化判定フラグなど、複数のフラグを記憶する。これらのフラグの詳細については、制御部２４の関連する機能とともに説明する。

制御部２４は、少なくとも一つのプロセッサ、タイマ及びその周辺回路を有する。そして制御部２４は、監視用センサ２の各部を制御する。また制御部２４は、測距データに基づいて、監視領域内に侵入した不審物体を検出したり、監視用センサ２が設定時と異なる方向へ向けられて一定面積以上の監視不能領域が生じたか否かを判定する。そのために、制御部２４は、侵入判定部２４１と、環境変化検出部２４２と、向き変化量検出部２４３と、向き変化異常判定部２４４を有する。これらの各部は、例えば、制御部２４が有するプロセッサ上で実行されるソフトウェアにより実現される機能モジュールとして、監視用センサ２に実装される。

侵入判定部２４１は、最新の測距データを受け取る度に、その最新の測距データと背景データを比較して、物体までの距離が相違しているところを抽出することで、監視領域内に侵入した不審物体を検知する。
図３は、侵入判定部２４１により実行される侵入判定処理の動作フローチャートである。侵入判定部２４１は、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に以下の侵入判定処理を実行する。
侵入判定部２４１は、走査角度ごとに、測距データに含まれる距離値と、背景データに含まれる距離値との差を算出する（ステップＳ１０１）。そして侵入判定部２４１は、背景データに示された距離値よりも最新の測距データに示された距離値が所定距離以上監視用センサ２に近く、かつ監視領域内となる走査角度を侵入物体候補点として抽出する（ステップＳ１０２）。なお、所定距離は、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値、例えば、15cmに設定される。

侵入判定部２４１は、侵入物体候補点が存在するか否か判定する（ステップＳ１０３）。侵入物体候補点が存在しなければ、侵入判定部２４１は、監視領域内に侵入物体は存在しないと判定する。そして侵入判定部２４１は、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知し、侵入物体判定処理を終了する。
一方、侵入物体候補点が存在する場合、侵入判定部２４１は、隣接する侵入物体候補点についての距離値の差が所定値以内であれば、その隣接する侵入物体候補点を一つのグループにまとめるよう、ラベリング処理を行う（ステップＳ１０４）。なお、この所定値は、例えば10cmに設定される。
そして侵入判定部２４１は、グループごとの幅を求める（ステップＳ１０５）。例えば、グループの幅W_gは、余弦定理に従って、次式で算出される。

ただし、d₁は、グループの一方の端の侵入物体候補点における距離値であり、d₂は、他方の端の侵入物体候補点における距離値である。またθは、測距データに含まれる、隣接する走査角度間の間隔である。そしてnは、そのグループに含まれる侵入物体候補点の数である。

侵入判定部２４１は、ラベリング処理によって作成されたグループのうち、グループの幅W_gが所定幅以上となるグループを、不審物体の可能性がある侵入物体候補グループとして選択する（ステップＳ１０６）。この所定幅も、例えば、検知対象となる物体の厚さの最小値、例えば、15cmに設定される。
侵入判定部２４１は、侵入物体候補グループの中心の侵入物体候補点に相当する走査角度及びその侵入物体候補点における距離値を、監視用センサ２を原点とするその侵入物体候補グループの位置とし、その侵入物体候補グループの位置及び対応する測距データの取得時間を記憶部２３に記憶する。

侵入判定部２４１は、最新の測距データから求めた侵入物体候補グループのうち、未だ着目する侵入物体候補グループに設定されていないグループの中から着目する侵入物体候補グループを決定する（ステップＳ１０７）。そして侵入判定部２４１は、着目する侵入物体候補グループと、１回〜数回前の測距データについて求められた侵入物体候補グループである過去候補グループとの間でトラッキング処理を行って、着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ１０８）。なお、トラッキング処理として、公知の様々なトラッキング処理の何れかを採用できる。例えば、侵入判定部２４１は、着目する侵入物体候補グループの位置に最も近い過去候補グループの位置を求め、それらの位置の差が、検出しようとする不審物体の想定される移動速度とそれら二つの候補グループの取得時刻の差との積として定められる移動可能距離以下であれば、着目する侵入物体候補グループとその過去候補グループは同一の物体に対応すると判定する。

着目する侵入物体候補グループに相当する物体と同一の物体に相当する過去候補グループが存在する場合、侵入判定部２４１は、着目する侵入物体候補グループに対して、その過去候補グループに割り当てられた物体識別番号と同一の物体識別番号を割り当て、その物体識別番号を着目する侵入物体候補グループの位置と関連付けて記憶部２３に記憶する（ステップＳ１０９）。そして侵入判定部２４１は、同一の物体識別番号が割り当てられた、着目する侵入物体候補グループの位置と最も古い侵入物体候補グループの位置間の距離を、着目する侵入物体候補グループに相当する物体の移動距離として算出する（ステップＳ１１０）。
侵入判定部２４１は、その移動距離が所定値以上か否か判定する（ステップＳ１１１）。移動距離が所定値以上であれば、侵入判定部２４１は、着目する侵入物体候補グループは、監視領域に侵入した不審物体によるものであり、侵入異常が生じたと判定する（ステップＳ１１２）。そして侵入判定部２４１は、侵入異常信号を生成し、その侵入異常信号を制御部２４へ通知する。そして侵入判定部２４１は、侵入判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１０８において、着目する侵入物体候補グループに対応する物体と同一の物体に対応する過去候補グループが存在しない場合、侵入判定部２４１は、着目する侵入物体候補グループに対して、何れの過去候補グループに割り当てられた物体識別番号とも異なる新規な物体識別番号を関連付け、記憶部２３に記憶する（ステップＳ１１３）。
ステップＳ１１３の後、あるいはステップＳ１１１において移動距離が所定値未満である場合、侵入判定部２４１は、未着目の侵入物体候補グループが存在するか否か判定する（ステップＳ１１４）。未着目の侵入物体候補グループが存在する場合（ステップＳ１１４−Ｙｅｓ）、侵入判定部２４１は、ステップＳ１０７以降の処理を繰り返す。
一方、全ての侵入物体候補グループが既に着目する侵入物体候補グループに設定されている場合（ステップＳ１１４−Ｎｏ）、侵入判定部２４１は、侵入異常は発生していないと判定する。そして侵入判定部２４１は、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知し、侵入判定処理を終了する。

環境変化検出部２４２、向き変化量検出部２４３及び向き変化異常判定部２４４は、監視用センサ２の向きが設定時の向きと異なる方向へ向けられたか否か、及びその結果として監視領域の少なくとも一部が監視不能となる向き変化異常が生じたか否かを判定する。
そのために、環境変化検出部２４２は、最新の測距データを背景データと比較して、その測距データが背景データと大きく異なる場合に、監視用センサ２の向きが変えられた可能性がある環境変化が生じたと判定する。

図４は、環境変化検出部２４２により実行される環境変化検出処理の動作を示すフローチャートである。なお、環境変化検出部２４２は、監視用センサ２の向きが変化したことが検出されていない間、最新の測距データを受け取る度に、すなわち、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に環境変化検出処理を実行する。
環境変化検出部２４２は、最新の測距データ及び記憶部２３から読み出した背景データに対して、未だに着目されていない走査角度の中から着目する走査角度を設定する（ステップＳ２０１）。そして環境変化検出部２４２は、着目する走査角度について、最新の測距データに含まれる距離値と背景データに含まれる距離値との差の絶対値を算出する（ステップＳ２０２）。

環境変化検出部２４２は、その差の絶対値が所定の閾値以上か否か判定する（ステップＳ２０３）。なお、所定の閾値は、例えば、背景データに含まれる、着目する走査角度の距離値の20%の値とすることができる。その差の絶対値が所定の閾値以上であれば、環境変化検出部２４２は、着目する走査角度に対応する変化フラグの値を、距離値に差異が認められることを示す値（本実施形態では、便宜上'ON'と表記する）に設定する（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０４の後、またはステップＳ２０３にて距離値の差の絶対値が所定の閾値未満であれば、背景データ及び測距データにおいて距離値が求められている全ての走査角度が既に着目する走査角度に設定されたか否か判定する（ステップＳ２０５）。何れか一つの走査角度でも着目する走査角度に設定されていない場合、環境変化検出部２４２は、ステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。

一方、全ての走査角度が既に着目する走査角度に設定されている場合、環境変化検出部２４２は、'ON'に設定された変化フラグの数を求める（ステップＳ２０６）。そして環境変化検出部２４２は、変化フラグの総数、すなわち、背景データにおいて距離値が求められている走査角度の総数に対する'ON'に設定された変化フラグの数の割合が所定割合以上か否か判定する（ステップＳ２０７）。なお、所定割合は、例えば、20%に設定される。
変化フラグの総数に対する'ON'に設定された変化フラグの数の割合が所定割合以上である場合、すなわち、測距データにおいて距離値が求められた走査角度の総数に対する距離値が変化したことが検知された走査角度の数の割合が所定割合以上である場合、環境変化検出部２４２は、環境変化が生じたと判定する（ステップＳ２０８）。そして環境変化検出部２４２は、記憶部２３に、環境変化が生じたことを示す環境変化フラグを記憶部２３に書き込む。
ステップＳ２０８の後、あるいはステップＳ２０７にて変化フラグの総数に対する'ON'に設定された変化フラグの数の割合が所定割合未満である場合（ステップＳ２０７−Ｎｏ）、境変化検出部２４２は環境変化検出処理を終了する。

向き変化量検出部２４３は、環境変化有りと判定された場合、または最新の測距データ取得時において既に監視用センサ２の向きが変化したことが検知されている場合に、探査信号が走査される探査面と略平行な面において、現在の監視用センサ２の向きと設置時の監視用センサ２の向きとがずれている角度量を表す変位角度を求める。この変位角度は、後述する向き変化異常判定部２４４において、監視用センサ２の向き変化異常の有無を判定するために利用される。

図５は、向き変化量検出部２４３により実行される向き変化量検出処理の動作を示すフローチャートである。なお、向き変化量検出部２４３は、最新の測距データに対して環境変化有りと判定されている場合、あるいは最新の測距データ取得時において既に監視用センサ２の向きが変化したことが検知されている場合に、その最新の測距データ及び基準データに基づいて向き変化量検出処理を実行する。
向き変化量検出部２４３は、監視領域の監視に支障をきたすほど監視用センサ２の向きが変化したか否かを示す向き変化判定フラグの値が、監視用センサ２の向きが監視に支障をきたすほど設置時から変わったことが検出されていることを表す値（以下、便宜上'ON'と表記する）となっているか否か判定する（ステップＳ３０１）。向き変化判定フラグが'ON'となっていれば、向き変化量検出部２４３は記憶部２３から基準データを読み込む（ステップＳ３０２）。
一方、向き変化判定フラグが'ON'となっていなければ、向き変化量検出部２４３は、最新の測距データの所定時間前に取得された測距データを基準データとして設定し、その基準データを記憶部２３に記憶させる（ステップＳ３０３）。なお、所定時間は、例えば、10秒程度に設定される。この所定時間は、監視用センサ２の向きを変える妨害行為を行うのに必要な時間を考慮して適宜設定される。

ステップＳ３０２またはＳ３０３の後、向き変化量検出部２４３は、最新の測距データと基準データとの間で、距離値の差を求める走査角度の組を設定するための角度ずれ量を0°に設定する（ステップＳ３０４）。この角度ずれ量が0°に設定されているときには、最新の測距データと基準データとで同じ走査角度同士が組となって距離値の差が求められることになる。なお、角度ずれ量が正であれば、基準データの着目する走査角度と、その着目する走査角度よりも角度ずれ量だけ大きい最新の測距データの走査角度（例えば、基準方位に対して右廻り方向が正となるように走査角度が設定されていれば、右廻り方向にその角度ずれ量だけずれた走査角度）との間で距離値の差が求められることになる。
向き変化量検出部２４３は、最新の測距データと基準データとの間で、上記の角度ずれ量だけずれた走査角度の距離値の差の絶対値を両データの走査角度の組ごとに求め、その差の絶対値の平均値を両データ間の相違度として算出する（ステップＳ３０５）。そして向き変化量検出部２４３は、角度ずれ量と相違度とを対応させて記憶部２３に書き込む。なお、本実施形態では、距離値の差の絶対値を求める走査角度の組に関して、基準データの走査角度を基準とし、最新の測距データの走査角度を上記の角度ずれ量だけずらして組としたが、逆に、最新の測距データの走査角度を基準とし、基準データの走査角度を上記の角度ずれ量だけずらして組としてもよい。また相違度は、最新の測距データと基準データとの間の距離値の相違度合いを表す指標であればよく、例えば、上記の距離値の差の絶対値の平均値の代わりに、距離値の差の２乗平均が相違度として用いられてもよい。

その後、向き変化量検出部２４３は、角度ずれ量を所定のオフセット角度だけ大きくする（ステップＳ３０６）。そして向き変化量検出部２４３は角度ずれ量の絶対値が所定の閾値Thrよりも大きくなったか否か判定する（ステップＳ３０７）。なお閾値Thrは、例えば、走査範囲全体の一端から他端までの走査方位の差に相当する角度よりも若干小さい値、例えば、走査範囲が監視用センサ２を中心として中心角度180°を持つ扇状であれば、170°に設定される。またオフセット角度は、例えば、測距データに含まれる隣接する走査角度の間隔、例えば、0.25°、あるいは隣接する走査角度の間隔の2倍〜4倍程度に設定される。

角度ずれ量の絶対値が閾値Thr以下である場合、向き変化量検出部２４３は、ステップＳ３０５以降の処理を繰り返す。
一方、角度ずれ量の絶対値が閾値Thrよりも大きい場合、向き変化量検出部２４３は、角度ずれ量を0°からオフセット角度を減算した負の値に設定する（ステップＳ３０８）。
向き変化量検出部２４３は、最新の測距データと基準データとの間で、上記の角度ずれ量だけずれた走査角度の距離値の差の絶対値を両データの走査角度の組ごとに求め、その差の絶対値の平均値を相違度として算出する（ステップＳ３０９）。そして向き変化量検出部２４３は、角度ずれ量と相違度とを対応させて記憶部２３に書き込む。

その後、向き変化量検出部２４３は、角度ずれ量をオフセット角度だけ小さくする（ステップＳ３１０）。すなわち、角度ずれ量は負の方向に大きくなる。そして向き変化量検出部２４３は角度ずれ量の絶対値が閾値Thrよりも大きくなったか否か判定する（ステップＳ３１１）。
そして角度ずれ量の絶対値が閾値Thr以下である場合、向き変化量検出部２４３は、ステップＳ３０９以降の処理を繰り返す。
一方、角度ずれ量の絶対値が閾値Thrよりも大きい場合、向き変化量検出部２４３は、記憶部２３に記憶された相違度のうちの最小値に相当する角度ずれ量を変位角度とする（ステップＳ３１２）。
そして向き変化量検出部２４３は、最新の測距データの取得時刻とともに変位角度を記憶部２３に書き込み、向き変化異常判定部２４４へ、変位角度の算出が完了したことを通知する。

向き変化異常判定部２４４は、向き変化量検出部２４３により求められた変位角度に基づいて、監視用センサ２について向き変化異常が発生したか否かを判定する。

図６は、監視用センサの向きに変化が生じた場合における、走査範囲と監視領域との関係の一例を示す図である。図６において、一点鎖線で囲まれた領域６００は監視領域を表す。この例では、監視領域６００は、監視用センサ２を中心として中心角度180°を持つ領域となっている。ここで、監視用センサ２が角度θだけ反時計回りに回転したとする。この場合、線６０１よりも上方の範囲が、監視用センサ２が探査信号を照射できる走査範囲となる。このとき、監視領域６００と走査範囲とが重ならない領域６１０は、探査信号が照射されず、したがって監視領域６００内にもかかわらず、物体を検知できない監視不能領域となる。一方、監視領域６００と走査範囲とが重なった領域６２０は、監視用センサ２の向きが変化した後も探査信号が照射されるので、その領域内に存在する物体を検知できる監視可能領域である。

図６に示されるように、一般に、監視用センサ２の回転角度が大きくなるほど、監視可能領域が減少し、監視不能領域が大きくなる。また、監視不能領域６１０における、監視用センサ２から監視領域の端部までの距離が大きいほど、監視不能領域の面積も大きくなる。
さらに、監視用センサ２を中心とする走査範囲の中心角度が監視領域の中心角度よりも大きいことがある。この場合、変位角度が走査範囲の中心角度と監視領域の中心角度の差以下であれば、監視不能領域は存在しない可能性がある。
そこで、向き変化異常判定部２４４は、変位角度に基づいて監視可能領域の面積を算出し、監視領域全体の面積に対する監視可能領域の面積の比によって、向き変化異常が生じたか否か判定する。これにより、向き変化異常判定部２４４は、監視用センサ２の向き変化により、監視領域内への侵入監視に支障をきたす状況が生じたことを、向き変化異常として検出できる。

図７は、向き変化異常判定部２４４により実行される向き変化異常判定処理の動作を示すフローチャートである。なお、向き変化異常判定部２４４は、最新の測距データに対して環境変化有りと判定されている場合、あるいは最新の測距データ取得時において既に向き変化が検知されている場合に、向き変化異常判定処理を実行する。
向き変化異常判定部２４４は、監視領域情報及び背景データに含まれる走査角度を補正する（ステップＳ４０１）。この補正について図８を用いて詳細に説明する。

図８は、監視用センサ２が反時計廻りに回転した向き変化があった場合を示しており、実線で囲んだ半円形状の領域８００が監視用センサ２の向き変化後の走査範囲を表し、一点鎖線で囲んだ半円形状の領域８１０が監視用センサ２の向き変化前の走査範囲を表す。また斜線で示された領域８２０は、監視用センサ２の監視領域を示している。ここでは、説明のため、走査範囲内の一部分についてのみ監視領域が設定される場合について図示している。そして、円弧に沿って記載された角度値は、監視用センサ２の走査角度を示しており、括弧書きの角度値が向き変化前の（すなわち、設置時の）監視用センサ２の走査角度であり、括弧書きでない角度値が向き変化後の監視用センサ２の走査角度を表している。

まず、記憶部２３に記憶される監視領域情報は、監視用センサ２の走査角度で指定された情報であるため、監視用センサ２の向きが変化すると監視用センサ２が認識する監視領域もこの変化に伴って移動してしまう。具体的には、監視領域情報において指定された走査角度として、-10°〜+10°が指定されており、監視領域情報の補正を行わないとすると、監視用センサ２の向き変化に伴って、図８のように監視用センサ２が認識する監視領域も反時計廻りに移動してしまう。このため、監視用センサ２の向き変化前に設定されていた監視領域の場所が、向き変化後において、走査範囲内にどの程度含まれているのか、あるいは、走査範囲外となってしまったのか、をこのままでは判断することができず、向き変化異常を判定できない。
そこで、監視用センサ２の向き変化後は、向き変化前に設定されていた監視領域の場所を指定する情報となるように、監視領域情報を変位角度に基づき補正することで、向き変化異常を判定できるようにする。

ここで、基準データは監視用センサ２の向き変化前の測距データであり、最新の測距データは監視用センサ２の向き変化後の測距データといえる。前述の向き変化量検出部２４３は、最新の測距データの走査角度に角度ずれ量を所定のオフセット角度ずつ増加（減少）させて、基準データとの相違度を算出し、最新の測距データと基準データとの相違度が最も少ない角度ずれ量を変位角度としている。ゆえに、この変位角度が正の値を取る場合、変位角度は、図８に示すように、走査角度+90°の位置を用いて示すと、最新の測距データの走査角度+90°の位置から基準データの走査角度+90°の位置への時計廻りの方向、及び角度量を表す情報となる（図では、変位角度+40°）。従って、向き変化異常判定部２４４は、監視領域情報の各走査角度に変位角度を加算することで、監視用センサ２の向き変化後においても、向き変化前の監視領域の場所を監視用センサ２が正しく認識できるように監視領域情報を補正する。
図８の例で具体的に説明すると、監視領域情報が-10°〜+10°の走査角度で指定されており、向き変化量検出部２４３で検出した変位角度が+40°であるので、補正した左端の走査角度は、走査角度-10°に変位角度+40°を加算した+30°となる。また、補正した右端の走査角度は、走査角度+10°に変位角度+40°を加算した+50°となる。
なお、変位角度を加算した走査角度が、監視用センサ２の走査範囲を超える角度となってしまった場合、向き変化異常判定部２４４は、超えた走査範囲の値を監視領域情報の走査角度とする。具体的には、走査範囲が-90°〜+90°である場合に、上記の手法で算出された補正後の監視領域情報の走査角度が0°〜+120°といった値になってしまったときは、走査範囲の右端の値である+90°を、補正後の監視領域情報の右端の走査角度とし、0°〜+90°とする。
また、背景データについても、上記と同様な考え方に基づいて、背景データの各走査角度に変位角度を加算して補正を行う。
このように監視領域情報及び背景データを補正することにより、制御部２４は、監視領域情報及び背景データを再取得することなく、侵入異常判定などに利用できる。

次に、向き変化異常判定部２４４は、監視領域情報及び監視用センサ２の変位角度に基づいて、監視可能領域の面積S_p及び監視領域の面積Sを求める（ステップＳ４０２）。この監視可能領域の面積S_pは、例えば、次式によって算出される。

ここでpは、隣接する走査角度間の間隔（角度単位、例えば、0.25°）である。Mは、補正後の監視領域情報に含まれ、かつ、監視領域の角度範囲及び監視用センサ２の走査範囲に相当する角度範囲に含まれる、距離値が求められた走査角度の総数である。例えば、監視領域及び走査範囲の角度範囲が±90°であり、変位角度が+30°であれば、補正後の監視領域情報及び走査範囲に含まれる走査角度の範囲は-60°から+90°の範囲となる。従って、Mは、((90-(-60))/p+1)となる。d_iは、補正後の監視領域情報に含まれるi番目の走査角度についての距離値である。また、監視領域全体の面積Sは、（２）式における各走査角度の距離値d_iの代わりに、補正前の監視領域情報に含まれる各走査角度の距離値を代入することで求められる。

向き変化異常判定部２４４は、監視可能領域の面積S_pが、所定の閾値、本実施形態では、監視領域全体の面積Sに所定割合を乗じた値以下か否か判定する（ステップＳ４０３）。所定割合は、例えば、1/2に設定される。この所定割合は、必要とされるセキュリティ性または設置が想定される環境に応じて適宜設定される。監視可能領域の面積S_pが監視領域全体の面積Sの所定割合以下である場合、監視に支障をきたすと判定する。そして向き変化異常判定部２４４は、監視に支障をきたすと最初に判定されてからの継続時間を計時中か否か判定する（ステップＳ４０４）。継続時間を計時中でなければ、向き変化異常判定部２４４は、タイマを起動し、監視に支障をきたすと判定されてからの継続時間の計時を開始する（ステップＳ４０５）。また向き変化異常判定部２４４は、記憶部２３に記憶されている向き変化判定フラグの値を、監視に支障をきたすほど監視用センサ２の向き変化が有ったことを表す値（以下では、便宜上'ON'と表記する）に書き換える。

ステップＳ４０５の後、あるいはステップＳ４０４にて継続時間が既に計時中である場合（ステップＳ４０４−Ｙｅｓ）、向き変化異常判定部２４４は、その継続時間が所定時間に達したか否か判定する（ステップＳ４０６）。そして継続時間が所定時間に達していれば、すなわち、その所定時間の間、継続して監視用センサ２の向きが設置時から変化したままであり、かつ監視可能領域の面積S_pが監視領域全体の面積Sの所定割合以下となっている場合、向き変化異常判定部２４４は、向き変化異常が生じたと判定する（ステップＳ４０７）。そして向き変化異常判定部２４４は向き変化異常信号を生成し、制御部２４へ渡す。
ステップＳ４０７の後、あるいはステップＳ４０６にて、継続時間が所定時間に達していない場合、向き変化異常判定部２４４は向き変化異常判定処理を終了する。

またステップＳ４０３にて、監視可能領域の面積S_pが監視領域全体の面積Sの所定割合よりも多い場合、向き変化異常判定部２４４は、監視用センサ２の向きの変化は監視に支障をきたさない程度であると判定する。そして向き変化異常判定部２４４は、継続時間の計時を終了し、タイマをリセットする（ステップＳ４０８）。また向き変化異常判定部２４４は、向き変化判定フラグの値を、監視用センサ２の向き変化が無いことを表す値（以下では、便宜上'OFF'と表記する）に書き換える。さらに向き変化異常判定部２４４は、環境変化フラグを記憶部２３から消去する。そして向き変化異常判定部２４４は、向き変化異常が検出されていないことを制御部２４へ通知する。これにより、向き変化異常判定部２４４は、例えば、強風によって瞬間的に監視領域内の植栽などが移動したり、監視用センサ２自体が揺れることによる、測距データの変動を、監視用センサ２の向きが変化したことと誤認識することを防止できる。
その後、向き変化異常判定部２４４は向き変化異常判定処理を終了する。

図９は、制御部２４により実行される物体検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部２４は、検知部２１による監視領域の１回の走査が終わる度に物体検出処理を実行する。
制御部２４は、検知部２１から測距データを受け取る（ステップＳ５０１）。そして制御部２４は、測距データを記憶部２３に記憶する。また制御部２４は、測距データを侵入判定部２４１及び環境変化検出部２４２へ渡す。
侵入判定部２４１は、侵入判定処理を実行する（ステップＳ５０２）。そして侵入判定部２４１は、監視領域内に侵入した不審物体を検出すると、侵入異常信号を生成し、制御部２４へ渡す。制御部２４は、侵入異常信号を受け取ったことを示すフラグを記憶部２３に記憶する。また侵入判定部２４１は、侵入異常が生じていないと判定すると、侵入異常が無いことを制御部２４へ通知する。そして制御部２４は、その通知を受けた時刻を、侵入異常に関する正常復帰時刻として記憶部２３に記憶する。なお、侵入判定処理の詳細は、図３とともに上述したとおりである。

制御部２４は、向き変化判定フラグの値が'ON'となっているか否か判定する（ステップＳ５０３）。向き変化判定フラグの値が'OFF'である場合（ステップＳ５０３−ＮＯ）、監視用センサ２の向きが監視に支障をきたすほど設置時から変化したことは検知されていない。そこで環境変化検出部２４２は、環境変化検出処理を実行する（ステップＳ５０４）。なお、環境変化検出処理の詳細は、図４とともに上述したとおりである。その後、制御部２４は、環境変化検出処理によって環境変化が検出されたか否か判定する（ステップＳ５０５）。環境変化が検出された場合、向き変化量検出部２４３は、向き変化量検出処理を実行して、監視用センサ２の変位角度を求める（ステップＳ５０６）。また、ステップ５０３にて、向き変化判定フラグの値が'ON'となっている場合も、既に監視用センサ２の向きが監視に支障をきたすほど設置時から変わっていることが検知されているので、ステップＳ５０６の処理が実行される。なお、向き変化量検出処理の詳細は、図５とともに上述したとおりである。

向き変化異常判定部２４４は、変位角度に基づいて、向き変化異常判定処理を実行する（ステップＳ５０７）。そして向き変化異常判定部２４４は、監視領域の監視に支障をきたすほど監視用センサ２の向きが変化したと判定した場合には向き変化判定フラグを'ON'に設定し、一方、監視用センサ２の向きの変化が監視に支障をきたさない程度であれば向き変化判定フラグを'OFF'に設定する。さらに向き変化異常判定部２４４は、向き変化異常が生じたと判定すると、向き変化異常信号を生成し、制御部２４へ渡す。制御部２４は、向き変化異常信号を受け取ったことを示すフラグを記憶部２３に記憶する。また向き変化異常判定部２４４は、向き変化異常が検出されていないと判定すると、その旨を制御部２４へ通知する。そして制御部２４は、その通知を受けた時刻を、向き変化異常に関する正常復帰時刻として記憶部２３に記憶する。なお、向き変化異常判定処理の詳細は、図７とともに上述したとおりである。

ステップＳ５０７の後、あるいはステップＳ５０５にて環境変化がないと判定された場合、制御部２４は、各部から受け取った侵入異常信号及び向き変化異常信号などの異常信号のうち、未出力の異常信号があるか否か判定する（ステップＳ５０８）。例えば、制御部２４は、受け取った異常信号ごとに、記憶部２３に記憶されている、異常信号の前回送信時刻及び正常復帰時刻を参照する。そして制御部２４は、前回送信時刻後（初期状態においては初期時刻後）に正常復帰時刻が記録されていない異常信号を、未出力の異常信号とする。
未出力の異常信号がある場合、制御部２４は、その未出力の異常信号を通信部２２を介して警備装置３へ出力する（ステップＳ５０９）。そして制御部２４は、その出力時刻を、出力した異常信号に対応する前回送信時刻として記憶部２３に記憶する。
ステップＳ５０９の後、あるいはステップＳ５０８にて未出力の異常信号がない場合、制御部２４は、物体検知処理を終了する。
なお、ステップＳ５０２とＳ５０３〜Ｓ５０７の処理の実行順序は上記に限定されず、ステップＳ５０２よりも先にＳ５０３〜Ｓ５０７の処理が実行されてもよい。

さらに、制御部２４は、監視用センサ２が正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に、通信部２２を介して警備装置３へ送信してもよい。

図１０は、警備装置３の概略構成図である。警備装置３は、操作部３１と、センサインターフェース部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、センタ通信部３５とを有する。

操作部３１は、例えば、複数の操作ボタンを有する。そしてその操作ボタンの何れかを利用者が押下することにより、操作部３１はその操作ボタンに割り当てられた所定の操作信号、または利用者の識別番号及び暗証番号といった各種の入力情報を制御部３４へ出力する。そして利用者は、操作部３１を操作することで、監視対象建物の警備状態を表す警備モードを変更できる。なお、警備モードの詳細については後述する。

センサインターフェース部３２は、警備装置３と監視用センサ２とを通信可能に接続する。そのために、センサインターフェース部３２は、例えば、警備装置３と監視用センサ２とを接続する通信回線４に応じたインターフェース回路を有する。そしてセンサインターフェース部３２は、各種の異常信号及び監視用センサ２の識別コードなどを監視用センサ２から通信回線４を介して受信し、制御部３４へ渡す。
また警備装置３は、センサインターフェース部３２を介して、監視対象建物またはその周囲に設置された他のセンサ、例えば、建物の出入口に設置される開閉センサ、建物内に設置される人感センサと接続されていてもよい。この場合、センサインターフェース部３２は、他のセンサからの異常信号を受信して、制御部３４へ渡してもよい。
さらにセンサインターフェース部３２は、監視用センサ２または他のセンサから、そのセンサが正常動作中か故障中かを表すセンサ状態情報を含むセンサ状態信号を、定期的あるいは不定期的に受信し、そのセンサ状態情報を記憶部３３に記憶させてもよい。

記憶部３３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどを有し、警備装置３で利用される各種の情報及びプログラムを記憶する。
例えば、記憶部３３は、現在設定されている警備モードを表す警備モード情報、警備装置３の識別番号または警備装置３が設置された監視対象建物の識別番号、利用者の識別番号及び暗証番号を記憶する。また記憶部３３は、何れかの監視用センサ２から受信した各種異常信号及びその異常信号の受信時刻と、異常信号を発した監視用センサ２の識別番号とを関連付けた異常検知ログを記憶してもよい。さらに記憶部３３は、警備装置３に接続された各監視用センサ２の現状態を表す現状態情報を記憶してもよい。この現状態情報は、例えば、監視用センサ２が侵入異常または向き変化異常が検出された状態となっているか、または何の異常も検知されていない正常状態となっているかを表す。さらに記憶部３３は、センサ状態情報を記憶してもよい。

制御部３４は、少なくとも一つのプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部３４は、警備装置３の各部を制御する。また制御部３４は、異常処理部３４１と、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定するモード設定部３４２とを有する。

異常処理部３４１は、現在設定されている警備モードにしたがって異常処理を行う。
本実施形態では、警備モードには、警備セットモードと警備解除モードが含まれる。
警備セットモードは、例えば、夜間、休日など、警備システム１が設置された建物及びその周囲に設定された監視領域を含む監視区域が無人となるときに設定される。
異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備セットモードであることを示している場合、何れかの監視用センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信したとき、受信した異常信号と、警備装置３または警備装置３が設置された建物の識別コードとを含む異常通報信号を生成する。そして異常処理部３４１は、センタ通信部３５を介して監視センタ装置６へ異常通報信号を送信する。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を、受信した異常信号に応じて修正する。あるいは、異常処理部３４１は、操作部３１を介して何れかの監視用センサ２の異常が解消されたことを示す操作信号を受信した場合、その監視用センサ２に対応する現状態情報を、正常状態であることを示すように修正してもよい。

一方、警備解除モードは、例えば、平日の昼間など、監視区域内に正当な権限を有する利用者が居る場合に設定される。異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている警備モード情報が警備解除モードであることを示している場合、何れかの監視用センサ２または他のセンサから何らかの異常信号を受信すると、記憶部３３に記憶されている異常検知ログに、受信した異常信号に関する情報を書き込む。しかし異常処理部３４１は、監視センタ装置６への異常通報信号を送信しない。また異常処理部３４１は、記憶部３３に記憶されている現状態情報を修正しない。ただし、異常処理部３４１は、現在の警備モードが警備解除モードである場合でも、何れかの監視用センサ２から向き変化異常信号を受け取った場合は、その向き変化異常信号を含む異常通報信号を生成し、その異常通報信号を監視センタ装置６へ送信してもよい。これにより、警備装置３は、警備解除モード設定中に監視用センサ２の向きを変える妨害行為が行われることにより監視用センサ２が監視不能となった場合でも、その旨を監視センタ装置６へ通報できるので、警戒解除モード設定中に監視用センサ２に生じた向き変化異常の原因を警備員などに確認させることが可能となる。

モード設定部３４２は、操作部３１からの操作信号に従って警備モードを設定する。具体的には、モード設定部３４２は、操作部３１から受け取った利用者の識別番号及び暗証番号が、記憶部３３に記憶されている何れかの利用者の識別番号及び暗証番号と一致すると、警備モードの変更を許可する。そしてモード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備セットモードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備セットモードを表す値に書き換える。一方、モード設定部３４２は、警備モードの変更が許可された状態で、操作部３１から警備モードを警備解除モードにする操作信号を受け取ると、記憶部３３に記憶されている警備モード情報を警備解除モードを表す値に書き換える。

なお、記憶部３３が、センサ状態情報を記憶している場合、モード設定部３４２は、そのセンサ状態情報を参照して、各センサが正常動作している場合に限り警備モードを警備セットモードに設定してもよい。さらに、モード設定部３４２は、何れかの監視用センサ２について向き変化異常が発生している場合、警備解除モードから警備セットモードに変更することを禁止してもよい。そしてセンサ状態情報が、何れかのセンサが故障中であることを表している場合、あるいは、向き変化異常が発生している場合、モード設定部３４２は、図示しないモニタまたはスピーカを通じて、警備セットモードに設定できないこと、及び故障中であるセンサまたは向き変化異常が発生している監視用センサ２を通知してもよい。

センタ通信部３５は、警備装置３を公衆通信回線５に接続するためのインターフェース回路を有する。そしてセンタ通信部３５は、例えば、監視センタ装置６へ異常通報する場合、制御部３４の制御に従って、警備装置３と監視センタ装置６間の接続処理を行う。そしてセンタ通信部３５は、警備装置３と監視センタ装置６間で接続が確立された後、制御部３４から受け取った異常通報信号を公衆通信回線５を介して監視センタ装置６へ送信する。センタ通信部３５は、異常通報信号の送信が終わると、警備装置３と監視センタ装置６間の接続を開放する処理を行う。

以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態に係る監視用センサは、現在の走査で作成された測距データと過去の走査で作成された測距データとを、角度をずらしながら比較して、両測距データが最も一致する角度ずれ量を監視用センサの変位角度として求める。そしてこの監視用センサは、求められた変位角度に応じて、監視可能領域の面積が監視領域全体の面積に対して所定割合以下となる状態を検出して、向き変化異常が生じたか否かの判定に利用する。そのため、この監視用センサは、監視領域の監視に支障をきたすほど監視用センサの向きが変えられたことを妨害行為として検出できる。またこの監視用センサは、監視に支障をきたすほど監視用センサの向きが変わっている状態が一定期間継続してはじめて向き変化異常と判定するので、強風などによる監視領域内の物体の一時的な移動または監視用センサの揺れと、監視用センサの向きが変わったこととを正確に区別して、監視用センサの向きが変えられた妨害行為を検出できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
例えば、向き変化異常判定部は、監視領域全体の面積に占める監視可能領域の面積の割合を調べる代わりに、監視領域全体の面積に占める監視不能領域の面積の割合を調べてもよい。なお、監視不能領域の面積は、監視領域全体の面積から監視可能領域の面積を引いた値として求められる。この場合、向き変化異常判定部は、監視不能領域の面積が所定の閾値以上、例えば、監視領域全体の面積に第２の所定割合（例えば、50%）を乗じた値以上となった状態が所定期間継続すると、向き変化異常が生じたと判定する。
あるいは、向き変化異常判定部は、変位角度が所定以上となったとき、あるいは、監視領域全体の面積に占める監視不能領域の面積の割合が第３の所定割合よりも大きくなったときに、向き変化異常が発生したと判定してもよい。この場合、強風などによる監視領域内の植栽などの揺れを向き変化異常として誤検出しないように、第３の所定割合は、上記の第２の所定割合よりも大きな値、例えば、80%に設定されることが好ましい。また変位角度の所定値は、強風などによる瞬間的な植栽または監視用センサ自身などの揺れにより生じる変位角度よりも大きい値、例えば、120°に設定される。
また制御部は、環境変化検出部を有さなくてもよい。この場合、測距データが取得される度に、向き変化量検出処理及び向き変化異常判定処理が行われる。また、基準データは、例えば、監視領域内に不審物体が存在しないときに得られた測距データとすることができる。
さらに基準データは、監視用センサ２が正常な向きを向いているときに取得した測距データを用いればよく、例えば、背景データ、または設定用端末にて設定される測距データを用いてもよい。
また検知部は、近赤外光線以外の探査信号、例えば、可視光線、超音波、またはミリ波などを探査信号として照射するものでもよい。
このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１警備システム
２監視用センサ
３警備装置
４通信回線
５公衆通信回線
６監視センタ装置
２１検知部
２２通信部
２３記憶部
２４制御部
２５筺体
２６監視窓
２１１レーザ発振部
２１２走査鏡
２１３駆動部
２１４受光部
２１５測距データ生成部
２４１侵入判定部
２４２環境変化検出部
２４３向き変化量検出部
２４４向き変化異常判定部
３１操作部
３２センサインターフェース部
３３記憶部
３４制御部
３５センタ通信部
３４１異常処理部
３４２モード設定部

Claims

監視領域を監視する監視用センサであって、
前記監視領域の一端から他端までを含む走査範囲を探査信号で走査して、前記走査範囲内に存在する物体により反射された探査信号を受信することにより、複数の走査方位と該複数の走査方位のそれぞれに対応する前記物体までの距離とを対応付けた測距データを生成する検知部と、
現在の測距データと予め記憶した背景データとの間で距離値が変化した走査方位の数が所定閾値以上となる環境変化が検知されたか否かを判定する環境変化検出部と、
前記環境変化が検知された場合に当該環境変化が検知されたときよりも所定時間前に取得された測距データを基準データとして、前記現在の測距データと前記基準データとを走査方位の角度方向に沿ってずらしながら比較して、当該現在の測距データと前記基準データとが最も一致する角度ずれ量を前記監視用センサの変位角度として検出する向き変化量検出部と、
前記変位角度に応じて前記監視領域の少なくとも一部が監視不能となる向き変化異常が発生したか否かを判定する向き変化異常判定部と、
を有することを特徴とする監視用センサ。