JP2018013448A - Portable object detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電波を利用して物体の存在を検知する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting the presence of an object using radio waves.
通行人が身体に携帯している物を検知したい場合がある。例えば、空港の保安検査場においては、航空機の乗客がナイフ等の機内持ち込み制限品を機内に持ち込まないように、乗客が身につけている携帯物、すなわち、腕時計等のように身体に装着している物や被服のポケット等に入れて携帯している物の形状等を検知したい、というニーズがある。 There are cases in which a passer-by wants to detect what is carried around the body. For example, at airport security checkpoints, aircraft passengers should not wear carry-on restricted items such as knives into the aircraft so that they are worn on the body, such as portable items worn by passengers, such as watches. There is a need to detect the shape of things that are being carried and things that are carried in clothes pockets.
従来、乗客が身につけている携帯物を検知する方法として、金属探知機を用いた方法が広く採用されている。ただし、金属探知機はセラミックス製の非金属の携帯物を検知することができない。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method using a metal detector has been widely adopted as a method for detecting a portable object worn by a passenger. However, the metal detector cannot detect a ceramic non-metallic portable object.
上記の金属探知機を用いた方法の欠点を補う技術が提案されている。例えば、特許文献１および特許文献２には、人体から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信することにより、人物の携帯物を探知する技術が開示されている。
Techniques have been proposed to compensate for the drawbacks of the above method using a metal detector. For example,
特許文献１および特許文献２に記載の発明によれば、人物の携帯物の検知とともに、携帯物が人物の身体のどの位置に保持されているかが分かる。そのため、例えばナイフ等の機内持ち込み制限品が携帯されていることが検知された場合、検査官は検知された制限品を探し出すために人物の身体を手で触れる等の作業を行う必要がない。そのため、検査される人物と検査官の双方にとって検査の負担が少ない。
According to the inventions described in
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の発明において、人物は携帯物の検知が行われる間、静止している必要がある。そのため、通行人の移動が一時的に妨げられる、という問題がある。
However, in the inventions described in
上記の事情に鑑み、本発明は、通行人の移動を妨げることなく、通行人が身につけている携帯物の通行人の身体における位置を特定する手段を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a means for specifying a position of a portable object worn by a passer-by in a passer-by's body without hindering the movement of the passer-by.
上述した課題を解決するために、本発明は、通行人が通行する領域に向けて送信された電波の反射波強度がピーク値を示したときの前記領域内の前記通行人の水平方向位置に基づき、前記通行人の身体表面における携帯物の水平方向位置を特定する携帯物検知装置を第１の態様として提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides the horizontal position of the passerby in the area when the reflected wave intensity of the radio wave transmitted toward the area where the passerby passes shows a peak value. Based on the above, a portable object detection device for specifying a horizontal position of a portable object on the body surface of the passerby is provided as a first aspect.
第１の態様の携帯物検知装置によれば、通行人の移動が妨げられることなく、通行人が身につけている携帯物の身体表面における水平方向位置が特定される。 According to the portable object detection device of the first aspect, the horizontal position on the body surface of the portable object worn by the passerby is identified without hindering the movement of the passerby.
第１の態様の携帯物検知装置において、前記ピーク値を示したときの前記領域内で前記通行人の身体が水平方向において占めていた部分の形状に基づき、前記通行人の身体表面における前記携帯物の水平方向位置を特定する、という構成が第２の態様として採用されてもよい。 The portable object detection device according to the first aspect, wherein the portable object on the body surface of the passer-by is based on a shape of a portion of the region occupied by the passer-by body in the horizontal direction when the peak value is indicated. A configuration in which the horizontal position of an object is specified may be employed as the second aspect.
第２の態様の携帯物検知装置によれば、通行人の身体形状が携帯物の水平方向位置の特定において考慮されるため、より高い精度で携帯物の身体表面における水平方向位置が特定される。 According to the portable object detection device of the second aspect, since the body shape of the passerby is taken into account in specifying the horizontal position of the portable object, the horizontal position on the body surface of the portable object is specified with higher accuracy. .
第１または第２の態様の携帯物検知装置において、水平方向位置が互いに異なる複数の送信点から前記領域に向けて送信された電波の反射波強度のいずれかがピーク値を示したときの前記領域内の前記通行人の水平方向位置に基づき、前記通行人の身体表面における前記携帯物の水平方向位置を特定する、という構成が第３の態様として採用されてもよい。 In the portable object detection device according to the first or second aspect, when any one of reflected wave intensities of radio waves transmitted toward the region from a plurality of transmission points having different horizontal positions is a peak value, A configuration in which the horizontal position of the portable object on the body surface of the passer-by is specified based on the horizontal position of the passer-by within the area may be adopted as the third aspect.
第３の態様の携帯物検知装置によれば、通行人に異なる方向から電波が送信されるため、或る電波の送信元の位置から見て通行人の身体の裏側に携帯されている携帯物が当該電波により検知されなくても、他の電波により検知されるため、より高い精度で携帯物の身体表面における水平方向位置が特定される。 According to the portable object detection device of the third aspect, radio waves are transmitted to passers-by from different directions, so that the portable objects carried on the back side of the passer-by's body as seen from the position of a certain radio wave transmission source. Is detected by another radio wave even if it is not detected by the radio wave, the horizontal position on the body surface of the portable object is specified with higher accuracy.
第１乃至第３のいずれかの態様の携帯物検知装置において、前記領域に向けて高さの異なる複数の送信点から平行に送信された電波の反射波強度に基づき前記携帯物の高さを特定する、という構成が第４の態様として採用されてもよい。 In the portable object detection device according to any one of the first to third aspects, the height of the portable object is determined based on reflected wave intensity of radio waves transmitted in parallel from a plurality of transmission points having different heights toward the region. The configuration of specifying may be employed as the fourth aspect.
第４の態様の携帯物検知装置によれば、通行人が身につけている携帯物の高さが特定される。 According to the portable object detection device of the fourth aspect, the height of the portable object worn by the passerby is specified.
第１乃至第４のいずれかの態様の携帯物検知装置において、前記領域に向けて俯仰角が互いに異なる方向で送信された電波の反射波強度のいずれかがピーク値を示したときの前記領域内における前記通行人の水平方向位置に基づき、前記通行人の身体表面における前記携帯物の水平方向位置を特定する、という構成が第５の態様として採用されてもよい。 In the portable object detection device according to any one of the first to fourth aspects, the region when any one of reflected wave intensities of radio waves transmitted in directions different from each other toward the region has a peak value. A configuration in which the horizontal position of the portable object on the body surface of the passer-by is specified based on the horizontal position of the passer-by may be adopted as the fifth aspect.
第５の態様の携帯物検知装置によれば、携帯物の姿勢に左右されず、携帯物の検知が行われる。 According to the portable object detection device of the fifth aspect, the portable object is detected regardless of the posture of the portable object.
また、本発明は、第１の態様の携帯物検知装置と、前記領域に向けて電波を送信し当該電波の反射波を受信して反射波強度を示す信号を前記携帯物検知装置に出力する電波送受信装置とを備える携帯物検知システムを第６の態様として提供する。 In addition, the present invention provides the portable object detection device according to the first aspect, and transmits a radio wave toward the region, receives a reflected wave of the radio wave, and outputs a signal indicating the reflected wave intensity to the portable object detection device. A portable object detection system including a radio wave transmission / reception device is provided as a sixth aspect.
以下に本発明の一実施形態にかかる携帯物検知システム１を説明する。図１は携帯物検知システム１の全体構成を示した図である。携帯物検知システム１は、互いに平行に配置された床から鉛直上方向に起立したガイド板ＧＬおよびガイド版ＧＲにより区画された通路Ａ１の上を通行する通行人Ｘが身につけている携帯物を検知し、検知した携帯物の水平方向位置および高さを特定するシステムである。
A portable
携帯物検知システム１は、通路Ａ１の四隅の各々に配置された４つの電波送受信装置１１ＦＬ、１１ＦＲ、１１ＢＬ、１１ＢＲ（以下、これらの電波送受信装置を「電波送受信装置１１」と総称する）と、通路Ａ１の上を通行する通行人の頭上に配置された距離画像センサ１２と、電波送受信装置１１の各々および距離画像センサ１２から出力されるデータを用いて通路Ａ１の上を通行する通行人Ｘが身につけている携帯物の検知およびその位置を特定する携帯物検知装置１３と、携帯物検知装置１３により特定された携帯物の位置を検査官等のユーザに表示する端末装置１４を備える。
The portable
図２は電波送受信装置１１の全体構成を示した図である。電波送受信装置１１は電波送受信装置１１が床の上に設置された状態で鉛直方向の直線上に並べて配置された複数のアンテナ、すなわち、アンテナ１１１（１）〜１１１（８）を備える。アンテナ１１１（１）〜１１１（８）の床からの高さは、各々、ｈ１〜ｈ８であるものとする。なお、本実施形態の説明において電波送受信装置１１は８つのアンテナを備えるものとするが、電波送受信装置１１が備えるアンテナの数は１以上のいずれの自然数であってもよい。以下、アンテナ１１１（１）〜１１１（８）を「アンテナ１１１」と総称する。
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the radio wave transmission /
アンテナ１１１は各々、所定の周波数帯の電波を送信する送信アンテナと、送信した電波の反射波を受信する受信アンテナの両方を兼ねる。ただし、アンテナ１１１の各々が、送信アンテナと受信アンテナを個別に有していてもよい。例えば、複数のアンテナ１１１は各々、割り当てられたタイムスロットにおいて電波の送受信を行い、同じ電波送受信装置１１の異なるアンテナ１１１が送受信する電波が干渉することはない。また、異なる電波送受信装置１１の間でも、例えば互いに異なる周波数帯の電波を用いることにより、異なるアンテナ１１１が送受信する電波の干渉が無いように構成されている。
Each of the
アンテナ１１１が送信する電波の周波数帯としては、通行人Ｘの被服は通過し、金属、セラミック、プラスチック等は反射し、かつ、人体に無害な周波数帯が望ましい。本実施形態においては、そのような条件を満たす周波数帯として、準ミリ波帯〜ミリ波帯（例えば、２４ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの帯域）が用いられるものとする。準ミリ波帯の電波は、身体表面においてほとんど反射しないため、アンテナ１１１が受信する反射波は、通行人Ｘの身体表面に配置されている携帯物（金属、セラミック、プラスチック等を素材とする携帯物）に反射した反射波である。
The frequency band of the radio wave transmitted by the
同じ電波送受信装置１１が有する複数のアンテナ１１１が送信する電波の送信方向（指向性が最も強い方向）は互いに平行である。また、本実施形態において、同じ電波送受信装置１１が有する複数のアンテナ１１１が送信する電波の送信方向は電波送受信装置１１が床の上に設置された状態で水平方向である。
Transmission directions (directions having the strongest directivity) of radio waves transmitted by a plurality of
電波送受信装置１１はアンテナ１１１に電波を送信させ、また、アンテナ１１１が受信した電波から得られる情報を生成する制御ユニット１１２を備える。図３は制御ユニット１１２の構成を示した図である。制御ユニット１１２は、電波送受信装置１１の制御を行うプロセッサ等を有する制御手段１１２１と、制御手段１１２１の制御に従いアンテナ１１１に電波の送信を行わせる送信手段１１２２と、アンテナ１１１が受信した反射波を受信しデジタル信号に変換して制御手段１１２１に引き渡す受信手段１１２３と、制御手段１１２１により生成されたデータを携帯物検知装置１３に送信する通信手段１１２４を備える。
The radio wave transmission /
制御手段１１２１は、複数のアンテナ１１１の各々が送受信する電波毎に、電波の送信タイミングを示す送信タイミングデータと、反射波の受信タイミングを示す受信タイミングデータと、反射波の電波強度を示す反射波強度データを生成する。ただし、十分な強度の反射波が得られない場合、制御手段１１２１は、例えばＮｕｌｌ値を示す反射波強度データを生成する。制御手段１１２１により生成された個々の電波に関する送信タイミングデータ、受信タイミングデータ、および反射波強度データは互いに対応付けられて通信手段１１２４から携帯物検知装置１３に送信される。
For each radio wave transmitted and received by each of the plurality of
図４は４つの電波送受信装置１１の通路Ａ１における配置およびアンテナ１１１が送信する電波の送信方向を示した図である。なお、図４において、矢印Ｄ１は電波送受信装置１１ＦＬの電波の送信方向を示し、矢印Ｄ２は電波送受信装置１１ＦＲの電波の送信方向を示し、矢印Ｄ３は電波送受信装置１１ＢＬの電波の送信方向を示し、矢印Ｄ４は電波送受信装置１１ＢＲの電波の送信方向を示す。図４に示されるように、複数の電波送受信装置１１の各々は、通路Ａ１の上方の三次元空間、すなわち通行人Ｘが通行する領域に向けて、互いに異なる位置から互いに異なる方向に電波を送信する。
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the four radio wave transmission /
距離画像センサ１２は、図５に示されるように、通路Ａ１の上方に配置されており、通路Ａ１の上にある物体の距離画像データを生成する。図５の例において、通路Ａ１の上には高さがＨ１の物体Ｊ１と、高さがＨ２の物体Ｊ２が配置されている。物体Ｊ２は物体Ｊ１の上に載せられているため、床から物体Ｊ２の上面までの高さは（Ｈ１＋Ｈ２）である。距離画像センサ１２は床からの高さがＨ０の位置に設置されている。
As shown in FIG. 5, the
距離画像データは、通常の画像データと同様に、二次元平面上に配置された画素データの集まりである。ただし、通常の画像データの画素データが１色または３原色の各々の濃淡を示すのに対し、距離画像データの画素データは距離画像センサの高さから、画素に応じた位置にある対象物の表面の高さまでの距離（奥行き）を示す。 The distance image data is a collection of pixel data arranged on a two-dimensional plane, like normal image data. However, while the pixel data of normal image data indicates the density of each of the one or three primary colors, the pixel data of the distance image data is obtained from the height of the distance image sensor from the object at the position corresponding to the pixel. Indicates the distance (depth) to the height of the surface.
図５の状態で距離画像センサ１２が生成する距離画像データは図６に示すようなデータとなる。図６に示される領域Ｂ１内の画素に応じた画素データは、距離画像センサ１２の高さから床までの距離であるＨ０を示す。また、領域Ｂ２内の画素に応じた画素データは、距離画像センサ１２の高さから物体Ｊ１の上面までの距離である（Ｈ０−Ｈ１）を示す。また、領域Ｂ３内の画素に応じた画素データは、距離画像センサ１２の高さから物体Ｊ２の上面までの距離である（Ｈ０−Ｈ１−Ｈ２）を示す。このように、距離画像データは、距離画像センサ１２から見た通路Ａ１内の物体の立体形状を示す。
The distance image data generated by the
距離画像センサ１２は、例えば、画素の各々に応じた位置から対象物に向かい照射したレーザが対象物に反射して照射した位置まで戻ってくるまでの時間を測定し、測定した時間に基づき、対象物の各画素に応じた位置における奥行きを特定する、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式により距離画像データの生成を行う。ただし、距離画像センサ１２において採用される距離画像データの生成の方式はＴＯＦ方式に限られず、面積復調方式等の他のいずれの方式が採用されてもよい。
The
図７は携帯物検知装置１３の構成を示した図である。なお、携帯物検知装置１３はコンピュータがプログラムに従ったデータ処理を行うことにより実現されてもよいし、専用装置として実現されてもよい。携帯物検知装置１３は、各種データを記憶する記憶手段１３１と、電波送受信装置１１、距離画像センサ１２、および端末装置１４との間で無線または有線によりデータ通信を行う通信手段１３２と、電波の送信タイミングと受信タイミングの差に基づきアンテナ１１１と通行人Ｘの携帯物との間の距離を特定する距離特定手段１３３と、アンテナ１１１が受信した反射波のピーク点を特定するピーク点特定手段１３４と、通行人Ｘの携帯物の水平方向位置（すなわち、水平方向における位置）を特定する水平方向位置特定手段１３５とを備える。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the portable
通信手段１３２は、例えば所定時間の経過毎に電波送受信装置１１から送信されてくる送信タイミングデータ、受信タイミングデータ、および反射波強度データを受信する。また、通信手段１３２は、例えば所定時間の経過毎に距離画像センサ１２から送信されてくる距離画像データを受信する。通信手段１３２が距離画像センサ１２から受信する距離画像データには、撮像タイミングを示す撮像タイミングデータが対応付けられている。通信手段１３２により受信されたこれらのデータは順次、記憶手段１３１に記憶される。
The communication unit 132 receives, for example, transmission timing data, reception timing data, and reflected wave intensity data transmitted from the radio wave transmitter /
距離特定手段１３３は、通信手段１３２に記憶された送信タイミングデータと受信タイミングデータの組み合わせのうち、受信タイミングデータがＮｕｌｌ値でない組み合わせの各々に関し、それらのデータが示すタイミングの差、すなわち、アンテナ１１１から送信された電波が通行人Ｘの携帯物に反射してその反射波が送信元のアンテナ１１１に戻ってくるまでに要する時間を算出する。続いて、距離特定手段１３３は、算出した時間に基づきアンテナ１１１と通行人Ｘの携帯物との間の距離を算出する。距離特定手段１３３は算出した距離を示す距離データを、算出に用いた送信タイミングデータおよび受信タイミングデータに対応付けて記憶手段１３１に記憶させる。
The
ピーク点特定手段１３４は、まず、通信手段１３２に記憶された送信タイミングデータ、受信タイミングデータ、および反射波強度データの組み合わせのうち、受信タイミングデータがＮｕｌｌ値でない組み合わせの各々に関し、送信タイミングデータが示すタイミングに最も近いタイミングを示す撮像タイミングデータに対応付けて記憶手段１３１に記憶されている距離画像データを検索する。
First, the peak point specifying means 134 transmits the transmission timing data for each combination of the transmission timing data, the reception timing data, and the reflected wave intensity data stored in the communication means 132, the reception timing data of which is not a null value. The distance image data stored in the
続いて、ピーク点特定手段１３４は検索した距離画像データが示す距離画像のうち通行人Ｘの画像が占めている部分の位置および形状を、例えば既知の画像認識手法により特定する。 Subsequently, the peak point specifying means 134 specifies the position and shape of the portion occupied by the passerby X image in the distance image indicated by the searched distance image data, for example, by a known image recognition method.
続いて、ピーク点特定手段１３４は距離画像のうち通行人Ｘの画像が占めている部分の位置（例えば、通行人Ｘの頭部の中心位置）と電波の送信元の電波送受信装置１１の位置との関係に基づき、反射波強度データが示す反射波強度を補正する。
Subsequently, the peak
図８は通行人Ｘが携帯する携帯物Ｙと電波送受信装置１１が有するアンテナ１１１の位置関係によって、反射波の強度が変化することを示した図である。すなわち、アンテナ１１１から送信される電波には指向性があり、正面方向（送信方向）においてその強度が最も強く、正面方向からずれるに従いその強度が低下する。例えば、図８においてアンテナ１１１から正面方向に向かう電波、すなわち、矢印Ｗ１で示される電波はその強度が強く、正面方向からずれた方向に向かう電波、すなわち、矢印Ｗ２で示される電波はその強度が弱い。
FIG. 8 is a diagram showing that the intensity of the reflected wave changes depending on the positional relationship between the portable object Y carried by the passerby X and the
従って、それらの電波が各々、アンテナ１１１から同じ距離の位置に配置された携帯物Ｙの表面で反射してアンテナ１１１に向かったとしても、正面方向に向かった電波の反射波（矢印ｗ１で示される反射波）の強度は、正面方向からずれた方向に向かった電波の反射波（矢印ｗ２で示される反射波）の強度よりも小さくなる。
Therefore, even if these radio waves are reflected on the surface of the portable object Y arranged at the same distance from the
上記の点を考慮して、ピーク点特定手段１３４は通行人Ｘの位置が電波の送信元の電波送受信装置１１の正面方向からずれる程、そのずれの程度に応じて大きくなるように予め設定された乗数を反射波強度データが示す反射波強度に乗じて、反射波強度を補正する。以下、このように補正された反射波強度を「位置補正後の反射波強度」という。
In consideration of the above points, the peak point specifying means 134 is set in advance so that the position of the passerby X increases from the front direction of the radio wave transmission /
続いて、ピーク点特定手段１３４は位置補正後の反射波強度を、さらに、距離特定手段１３３により算出された距離に基づき補正する。一般的に電波強度は距離の二乗に比例して減衰するため、ピーク点特定手段１３４は位置補正後の反射波強度に対し、例えば距離特定手段１３３により算出された距離の二乗を乗じることにより、位置補正後の反射波強度をさらに補正する。以下、このように補正された反射波強度を「補正後の反射波強度」という。
Subsequently, the peak
なお、ピーク点特定手段１３４が上述した補正を行う順序は反対でもよい。すなわち、距離に関する反射波強度の補正が行われた後、位置に関する反射波強度の補正が行われてもよい。 Note that the order in which the peak point specifying means 134 performs the above correction may be reversed. That is, after the reflected wave intensity related to the distance is corrected, the reflected wave intensity related to the position may be corrected.
続いて、ピーク点特定手段１３４は４つの電波送受信装置１１の各々に関し、それらの電波送受信装置１１のアンテナ１１１の各々が送受信した電波に関し、補正後の反射波強度のピーク点（ピーク値を示す点）を特定する。以下に、ピーク点特定手段１３４が補正後の反射波強度のピーク点を特定する方法を説明する。
Subsequently, the peak point specifying means 134 relates to each of the four radio wave transmission /
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄ（以下、これらを「図９」と総称する）は、各々、タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４における通行人Ｘの位置と、通行人Ｘが携帯する携帯物Ｙに向かう電波の方向および携帯物Ｙの表面における反射波の向かう方向を示した図である。なお、図９において携帯物Ｙは例えばスマートフォンであり、通行人Ｘの右胸ポケットに収容された状態で通行人Ｘによって携帯されており、外部から容易に視認できない状況が想定されている。 9A, FIG. 9B, FIG. 9C, and FIG. 9D (hereinafter collectively referred to as “FIG. 9”), the position of the passer-by X at the timings t1, t2, t3, and t4, respectively, It is the figure which showed the direction of the electromagnetic wave which goes to the portable object Y to be performed, and the direction which the reflected wave goes on the surface of the portable object Y. In FIG. 9, the portable object Y is, for example, a smartphone, and is assumed to be carried by the passerby X while being accommodated in the right chest pocket of the passerby X and not easily visible from the outside.
図９に示されるように、電波送受信装置１１ＢＬおよび電波送受信装置１１ＢＲから送信される電波は通行人Ｘが通路Ａ１の上を通行中、通行人Ｘの身体に妨げられほとんど携帯物Ｙに達することはない。従って、電波送受信装置１１ＢＬおよび電波送受信装置１１ＢＲから送信される電波の反射波の強度はいずれも十分な大きさを示さない。 As shown in FIG. 9, the radio waves transmitted from the radio wave transmitting / receiving device 11BL and the radio wave transmitting / receiving device 11BR almost reach the portable object Y because the passerby X is passing on the passage A1 and is obstructed by the body of the passerby X. There is no. Therefore, the intensity of the reflected wave of the radio wave transmitted from the radio wave transmitter / receiver 11BL and the radio wave transmitter / receiver 11BR does not show a sufficient magnitude.
一方、電波送受信装置１１ＦＬおよび電波送受信装置１１ＦＲから送信される電波は通行人Ｘが通路Ａ１の上を通行中の概ね全期間にわたり、その一部が携帯物Ｙに達し、携帯物Ｙの表面で反射する。従って、電波送受信装置１１ＦＬおよび電波送受信装置１１ＦＲから送信される電波の反射波の強度はいずれも十分な大きさを示す。ただし、それらの反射波強度に応じた補正後の反射波強度は、アンテナ１１１から送信される電波の送信方向と携帯物Ｙの姿勢（携帯物Ｙの表面の方向）との関係によって変化する。
On the other hand, the radio waves transmitted from the radio wave transmitting / receiving device 11FL and the radio wave transmitting / receiving device 11FR partially reach the portable object Y over almost the entire period during which the passer-by X is passing on the passage A1, and on the surface of the portable object Y. reflect. Therefore, the intensity of the reflected wave of the radio wave transmitted from the radio wave transmitting / receiving device 11FL and the radio wave transmitting / receiving device 11FR is sufficiently large. However, the corrected reflected wave intensity corresponding to the reflected wave intensity varies depending on the relationship between the transmission direction of the radio wave transmitted from the
例えば、電波送受信装置１１ＦＬが送信した電波の携帯物Ｙにおける反射波は通行人Ｘが通路Ａ１を通行する全期間にわたり、電波送受信装置１１ＦＲが送信した電波の携帯物Ｙにおける反射波よりも補正後の強度が低い。また、電波送受信装置１１ＦＲが送信した電波の携帯物Ｙにおける反射波の強度（補正後の反射波強度）はタイミングｔ１におけるよりもタイミングｔ２における方が大きく、タイミングｔ２におけるよりもタイミングｔ３における方が大きく、タイミングｔ３におけるよりもタイミングｔ４における方が小さい。すなわち、電波送受信装置１１ＦＬから送信される電波の反射波の補正後の反射波強度は、タイミングｔ３において最も大きくなる。 For example, the reflected wave in the portable object Y of the radio wave transmitted by the radio wave transmitting / receiving apparatus 11FL is corrected more than the reflected wave in the portable object Y of the radio wave transmitted by the radio wave transmitting / receiving apparatus 11FR over the entire period when the passerby X passes through the passage A1. The strength of is low. Further, the intensity of the reflected wave (corrected reflected wave intensity) of the portable object Y of the radio wave transmitted by the radio wave transmission / reception device 11FR is larger at the timing t2 than at the timing t1, and more at the timing t3 than at the timing t2. Larger and smaller at timing t4 than at timing t3. That is, the reflected wave intensity after correction of the reflected wave of the radio wave transmitted from the radio wave transmitting / receiving device 11FL becomes the highest at the timing t3.
また、補正後の反射波強度は、電波の送信元のアンテナ１１１の高さによっても異なる。図１０は、タイミングｔ３において電波送受信装置１１ＦＲのアンテナ１１１（１）〜１１１（８）のうち、例として、アンテナ１１１（１）とアンテナ１１１（３）の各々から送信され携帯物Ｙに向かう電波が携帯物Ｙにおいて反射した反射波の向かう方向を矢印で示した図である。
The corrected reflected wave intensity also varies depending on the height of the
アンテナ１１１（１）から送信された電波のうち携帯物Ｙに向かう電波（矢印Ｗ３で示される電波）は携帯物Ｙの表面で反射して、そのほとんどがアンテナ１１１（１）とは異なる方向、すなわち、矢印ｗ３で示される方向に向かう。アンテナ１１１（１）から携帯物Ｙに向かった電波のうち、携帯物Ｙの表面で乱反射した反射波の一部はアンテナ１１１（１）に向かうため、アンテナ１１１（１）が受信する反射波の強度は或る値をとるが、その値は小さい。 Of the radio waves transmitted from the antenna 111 (1), the radio wave directed to the portable object Y (the radio wave indicated by the arrow W3) is reflected on the surface of the portable object Y, and most of the radio waves are different from the antenna 111 (1). That is, the direction is indicated by the arrow w3. Of the radio waves traveling from the antenna 111 (1) toward the portable object Y, a part of the reflected waves irregularly reflected on the surface of the portable object Y is directed to the antenna 111 (1). Therefore, the reflected waves received by the antenna 111 (1) The intensity takes a certain value, but the value is small.
一方、アンテナ１１１（３）から送信された電波のうち携帯物Ｙに向かう電波（矢印Ｗ４で示される電波）は携帯物Ｙの表面で反射して、その多くがアンテナ１１１（３）に、すなわち、矢印ｗ４で示される方向に向かう。従って、アンテナ１１１（３）が受信する反射波の強度は大きな値となる。 On the other hand, of the radio waves transmitted from the antenna 111 (3), the radio wave directed to the portable object Y (the radio wave indicated by the arrow W4) is reflected on the surface of the portable object Y, and most of the radio wave is reflected on the antenna 111 (3). , In the direction indicated by the arrow w4. Therefore, the intensity of the reflected wave received by the antenna 111 (3) is a large value.
図１１は４つの電波送受信装置１１の各々に関し、時間をＸ軸、電波の送信元のアンテナ１１１の高さをＹ軸、補正後の反射波強度をＺ軸とする座標空間に、補正後の反射波強度をプロットして得られるグラフを示した図である。ただし、図１１に示されるグラフにおいては、例えば移動平均を算出することにより、補正後の反射波強度が時間方向において平滑化されている。
FIG. 11 relates to each of the four radio wave transmission /
ピーク点特定手段１３４は、図１１のグラフに基づき、図１１において点Ｐ１で示される補正後の反射波強度のピーク点を特定する。より具体的には、例えば、ピーク点特定手段１３４はアンテナ１１１（１）〜１１１（８）の各々に関しＸ軸に示される時間とＺ軸に示される補正後の反射波強度との関係を示すグラフの極大値を特定し、特定した極大値のうち最大値を示す点をピーク点として特定する。なお、図１１の例では、電波送受信装置１１ＦＬ、電波送受信装置１１ＢＬ、および電波送受信装置１１ＢＲに関するグラフにおいてはいずれのアンテナ１１１のグラフにおいても極大値がないため、ピーク点は発見されない。なお、通行人Ｘが複数の携帯物を携帯している場合、図１１のグラフにそれらの携帯物に応じた複数のピーク点が特定されることになる。
The peak
ピーク点特定手段１３４は、上記のように特定したピーク点を示すグラフに応じた電波送受信装置１１と、ピーク点に応じた時刻と高さを特定する。この場合、ピーク点を示すグラフに応じた電波送受信装置１１として電波送受信装置１１ＦＲが特定され、点Ｐ１に応じた時刻としてタイミングｔ３が特定され、また、点Ｐ１に応じた高さとして、アンテナ１１１（３）の高さｈ３が特定されることになる。ピーク点特定手段１３４は特定した電波送受信装置１１を示す送信元装置データと、ピーク点に応じたタイミングを示すピークタイミングデータと、ピーク点に応じたアンテナ１１１の高さを示す高さデータを記憶手段１３１に記憶させる。
The peak point specifying means 134 specifies the radio wave transmitting / receiving
水平方向位置特定手段１３５（図７参照）は、上記のようにピーク点特定手段１３４により特定された情報を示すデータが記憶手段１３１に記憶されると、ピークタイミングデータが示す時刻に最も近い時刻を示す撮像時刻データに対応付けて記憶手段１３１に記憶されている距離画像データを検索する。また、水平方向位置特定手段１３５は、送信元装置データが示す電波送受信装置１１の高さデータが示す高さのアンテナ１１１が、ピークタイミングデータが示す時刻に送信した電波に関し距離特定手段１３３が特定した距離を示す距離データを記憶手段１３１から検索する。
When the data indicating the information specified by the peak point specifying means 134 is stored in the storage means 131 as described above, the horizontal position specifying means 135 (see FIG. 7) is closest to the time indicated by the peak timing data. The distance image data stored in the
水平方向位置特定手段１３５は、上記のように検索した距離画像データが表す画像のうち通行人Ｘが占める部分の位置および形状と、上記のように検索した距離データが示す電波の送信元の電波送受信装置１１と携帯物Ｙとの間の距離に基づき、通行人Ｘの身体表面における携帯物Ｙの水平方向位置を特定する。図１２は水平方向位置特定手段１３５が携帯物Ｙの水平方向位置を特定する方法を説明するための図である。
The horizontal
図１２に示される円弧Ｃ１は、送信元装置データが示す電波送受信装置１１（この場合、電波送受信装置１１ＦＲ）の水平方向における位置を中心とし、距離データが示す距離ｒ１を半径とする円弧である。距離データが示す距離ｒ１は、例えば数十センチ程度の誤差ｅを含む。図１２に示される円弧Ｃ２は距離データが示す距離ｒ１に誤差の１／２を加算した距離（ｒ１＋ｅ／２）を半径とする円弧である。また、図１２に示される円弧Ｃ３は距離データが示す距離ｒ１から誤差の１／２を減算した距離（ｒ１−ｅ／２）を半径とする円弧である。円弧Ｃ２と円弧Ｃ３の間の領域Ａ２は、その中に携帯物Ｙが存在すると推定される領域である。 An arc C1 shown in FIG. 12 is an arc centered on the position in the horizontal direction of the radio wave transmission / reception device 11 (in this case, the radio wave transmission / reception device 11FR) indicated by the transmission source device data, and the radius is the distance r1 indicated by the distance data. . The distance r1 indicated by the distance data includes an error e of about several tens of centimeters, for example. An arc C2 shown in FIG. 12 is an arc whose radius is a distance (r1 + e / 2) obtained by adding 1/2 of the error to the distance r1 indicated by the distance data. In addition, the arc C3 illustrated in FIG. 12 is an arc having a radius of a distance (r1-e / 2) obtained by subtracting 1/2 of the error from the distance r1 indicated by the distance data. A region A2 between the arc C2 and the arc C3 is a region in which the portable object Y is estimated to exist.
図１２に示される直線Ｌ１は、領域Ａ２内において、通行人Ｘの外縁に外接し、その接点Ｑ１を通る垂線が、送信元装置データが示す電波送受信装置１１に向かう直線である。このように特定される接点Ｑ１の水平方向位置が、携帯物Ｙの水平方向位置として特定される。
A straight line L1 shown in FIG. 12 is a straight line that circumscribes the outer edge of the passerby X in the area A2 and that passes through the contact point Q1 toward the radio wave transmission /
水平方向位置特定手段１３５は、図１２を用いて上述した方法に従い携帯物Ｙの水平方向位置を特定すると、特定した水平方向位置を示す水平方向位置データを生成する。水平方向位置特定手段１３５が生成する水平方向位置データは、通路Ａ１における絶対的な位置ではなく、例えば、通行人Ｘの頭部の中心位置を始点とし、接点Ｑ１を終点とするベクトルｖ１を示す。
When the horizontal
通信手段１３２（図７参照）は、記憶手段１３１に水平方向位置データが記憶されると、当該水平方向位置データと、先にピーク点特定手段１３４により記憶手段１３１に記憶された高さデータを端末装置１４に送信する。
When the horizontal position data is stored in the
端末装置１４は、例えばタブレット型コンピュータ等のデータ処理装置であり、携帯物検知装置１３から送信されてくる水平方向位置データおよび高さデータを受信する。端末装置１４は、受信したそれらのデータが示す通行人Ｘの身体における携帯物Ｙの位置を表示する。図１３は端末装置１４に表示される画像を例示した図である。図１３において、円Ｅ１が携帯物Ｙの位置を示している。円Ｅ１の中心の高さは、高さデータが示す高さである。また、円Ｅ１の中心の左右方向の位置は、水平方向位置データが示すベクトルに応じた位置である。
The
上述したように、携帯物検知システム１によれば、通行人の移動を妨げることなく、通行人が身につけている携帯物の通行人の身体における位置が特定され、ユーザに提示される。
As described above, according to the portable
［変形例］
上述した実施形態に対し様々な変形が行われてもよい。以下にそれらの変形の例を示す。なお、以下に示す変形例のうち複数が適宜組み合わされてもよい。
[Modification]
Various modifications may be made to the above-described embodiment. Examples of these modifications are shown below. Note that a plurality of modifications shown below may be combined as appropriate.
（変形例１）
上述した携帯物検知システム１において、電波送受信装置１１の各々は複数のアンテナ１１１を備える。電波送受信装置１１が備えるアンテナ１１１の数は１つでもよい。この場合、携帯物Ｙの水平方向位置は特定されるが、高さは特定されない。
(Modification 1)
In the portable
（変形例２）
上述した携帯物検知システム１において、通行人Ｘの身体が水平方向において占める部分の位置および形状は距離画像センサ１２により生成される距離画像データに基づき特定される。通行人Ｘの身体が水平方向において占める部分の位置および形状が、距離画像センサ１２とは異なる種類のセンサにより生成されるデータに基づき特定されてもよい。例えば、携帯物検知システム１が距離画像センサ１２に代えて、光学的に撮像を行う光学カメラを備え、光学カメラが生成する画像データに基づき、通行人Ｘの身体が水平方向において占める部分の位置および形状を特定する構成が採用されてもよい。
(Modification 2)
In the portable
（変形例３）
上述した携帯物検知システム１において、電波送受信装置１１が備える複数のアンテナ１１１は互いに平行な方向を送信方向とする電波を送信する。電波送受信装置１１が備える複数のアンテナ１１１が、俯仰角が互いに異なる方向に電波を送信する構成が採用されてもよい。
(Modification 3)
In the portable
図１４はこの変形例における電波送受信装置１１の外観を例示した図である。図１４に示す電波送受信装置１１は、鉛直方向に３列に並べて配置された複数のアンテナ１１１を備える。図１４に示される電波送受信装置１１が備える複数のアンテナ１１１のうち、向かって左側の列のアンテナ１１１は水平方向に電波を送信し、中央の列のアンテナ１１１は斜め上方向に電波を送信し、向かって右側の列のアンテナ１１１は斜め下方向に電波を送信する。
FIG. 14 is a diagram illustrating the appearance of the radio wave transmission /
図１５Ａは左側の列のアンテナ１１１が送信する電波の方向と、送信された電波の携帯物Ｙにおける反射波が向かう方向を矢印で示した図である。図１５Ｂは中郷の列のアンテナ１１１が送信する電波の方向と、送信された電波の携帯物Ｙにおける反射波が向かう方向を矢印で示した図である。図１５Ｃは右側の列のアンテナ１１１が送信する電波の方向と、送信された電波の携帯物Ｙにおける反射波が向かう方向を矢印で示した図である。以下、図１５Ａ、図１５Ｂ、および図１５Ｃを「図１５」と総称する。
FIG. 15A is a diagram showing the direction of the radio wave transmitted by the
図１５に示されるように、携帯物Ｙの表面が鉛直方向に対し斜めに傾いているような場合、水平方向に送信される電波の反射波が送信元のアンテナ１１１に向かわない場合がある。しかしながら、この変形例にかかる電波送受信装置１１は異なる俯仰角に電波を送信するため、それらのいずれかの反射波が送信元のアンテナ１１１に向かうことになる。例えば、図１５に示される例においては、図１５Ｃに示される最上位置のアンテナ１１１から送信された電波が携帯物Ｙの表面で反射して送信元のアンテナ１１１に向かうことになる。そのため、上述した実施形態にかかる携帯物検知システム１と比較して、この変形例にかかる携帯物検知システム１によれば、より高い精度で携帯物Ｙの検知が行われる。
（変形例４）
上述した実施形態において、電波送受信装置１１は準ミリ波帯〜ミリ波帯（例えば、２４ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの帯域）の電波を送信するものとしたが、電波送受信装置１１が送信する電波の周波数帯はこれに限られない。例えば、電波送受信装置１１がＳＨＦ（Super High Frequency、３〜３０ＧＨｚ）帯、ＥＨＦ（Extremely High Frequency、３０〜３００ＧＨｚ）帯、３００〜３０００ＧＨｚ帯等の電波を送信してもよい。
As shown in FIG. 15, when the surface of the portable object Y is inclined with respect to the vertical direction, the reflected wave of the radio wave transmitted in the horizontal direction may not be directed to the
(Modification 4)
In the embodiment described above, the radio wave transmission /
１…携帯物検知システム、１１…電波送受信装置、１２…距離画像センサ、１３…携帯物検知装置、１４…端末装置、１１１…アンテナ、１１２…制御ユニット、１３１…記憶手段、１３２…通信手段、１３３…距離特定手段、１３４…ピーク点特定手段、１３５…水平方向位置特定手段、１１２１…制御手段、１１２２…送信手段、１１２３…受信手段、１１２４…通信手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
請求項１に記載の携帯物検知装置。 The horizontal position of the portable object on the body surface of the passer-by is specified based on the shape of the portion occupied by the passer-by's body in the horizontal direction within the region when the peak value is indicated. The portable object detection device according to 1.
請求項１または２に記載の携帯物検知装置。 Based on the horizontal position of the passerby in the area when any of the reflected wave intensity of the radio waves transmitted toward the area from a plurality of transmission points whose horizontal position is different from each other shows a peak value, The portable object detection device according to claim 1 or 2, wherein a horizontal position of the portable object on a body surface of a passerby is specified.
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯物検知装置。 The portable object according to any one of claims 1 to 3, wherein a height of the portable object is specified based on reflected wave intensity of radio waves transmitted in parallel from a plurality of transmission points having different heights toward the region. Detection device.
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯物検知装置。 Based on the horizontal position of the passerby in the region when one of the reflected wave intensities of radio waves transmitted in directions with different elevation angles toward the region has a peak value, the passerby's body The portable object detection device according to claim 1, wherein a horizontal position of the portable object on a surface is specified.
前記領域に向けて電波を送信し当該電波の反射波を受信して反射波強度を示す信号を前記携帯物検知装置に出力する電波送受信装置と
を備える携帯物検知システム。 The portable object detection device according to claim 1;
A portable object detection system comprising: a radio wave transmission / reception device that transmits a radio wave toward the region, receives a reflected wave of the radio wave, and outputs a signal indicating reflected wave intensity to the portable object detection device.
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