JP3409538B2 - 人体検出装置 - Google Patents

人体検出装置

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JP3409538B2
JP3409538B2 JP27246695A JP27246695A JP3409538B2 JP 3409538 B2 JP3409538 B2 JP 3409538B2 JP 27246695 A JP27246695 A JP 27246695A JP 27246695 A JP27246695 A JP 27246695A JP 3409538 B2 JP3409538 B2 JP 3409538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体から放射され
る赤外線により人体の存在を検出する人体検出装置に係
わり、特に人体の検出精度を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の人体検出装置においては、図13に
示すように、赤外線を感知し該赤外線の強度を電気信号
に変換する2次元の赤外線センサ131 を用いて測定方向
から得られる赤外線の強度を検出し、この赤外線センサ
131 の出力信号を走査回路132により順次読み出すこと
により測定方向に対する2次元の赤外線強度分布データ
を生成し、該赤外線強度分布データに所定の強度に属す
る領域が存在するかを処理装置133によって判定し、所
定の強度の領域が存在する場合に報知装置134 により報
知を発生させる方法が一般的に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の人体検出装置にあっては、赤外線センサの出
力から所定の赤外線強度範囲内の物体を抽出することに
より検出するため、人体のように放出される赤外線量が
非常に少ない物体を正確に検出することは困難であっ
た。即ち、所定の条件を満たす物体を検出したとして
も、電気信号に変換された赤外線センサの出力は非常に
微弱であり、またSN比も低いため、人体と人体以外の
物体との区別がつかない場合がしばしば生じていた。
【0004】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
赤外線センサの感度を実質的に向上させる処理を行うこ
とにより、人体の検出精度を向上させた人体検出装置を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、赤外線の強度分布を測定
する2次元の赤外線センサとを備えた人体検出装置にお
いて、前記測定された赤外線の強度分布に対して第1の
強度範囲に属する領域を抽出する第1の領域抽出手段
と、前記第1の強度範囲に属する領域に対して前記赤外
線の強度を所定の回数検出し、該検出した赤外線の強度
を積算処理することにより積算強度分布を求める積算強
度分布測定手段と、該積算強度分布測定手段により求め
た積算強度分布に対して第2の強度範囲に属する領域を
抽出する第2の領域抽出手段と、前記第2の強度範囲に
属する領域に基づいて人体の有無を判定する人体判定手
段と、を含んで構成するようにした。
【0006】このように、人体が存在すると思われる領
域に対して積算処理を施すことにより赤外線センサから
の信号のSN比が改善され、人体の検出感度を向上させ
ることができる一方、抽出された一部の領域に対して積
算処理を行うため処理速度を向上させることができ、人
体をより迅速に検出することができる。請求項2に記載
の発明は、前記第2の強度範囲は、前記第1の強度範囲
より狭い強度範囲とした。
【0007】このように人体の放出する赤外線の強度に
より近い強度範囲を設定することにより、第1の強度範
囲に属する領域より正確に人体が存在すると思われる領
域を特定することができ、以て、人体の検出精度を高め
ることができる。請求項3に記載の発明は、赤外線発生
物体までの距離を測定する手段を含み、前記人体判定手
段は、該物体までの距離と前記第2の強度範囲に属する
領域の大きさとの関係に基づいて人体の存在を判定する
ようにした。
【0008】このように第2の強度範囲に属する領域に
加え、該領域に対応する距離からも人体か否かを判定す
ることにより、人体の検出精度をより向上させることが
できる。請求項4に記載の発明は、前記人体判定手段の
判定信号が、人体判定時に報知を行う報知手段に出力さ
れるようにした。
【0009】これにより、人体が検出されたときに人体
の存在を知らせる報知を発生させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の具体的な実施の形
態を図1〜図12に基づいて説明する。まず、第1の実
施の形態の構成を図1のブロック図(点線内は含まず)
を用いて説明する。本実施の形態における人体検出装置
は、物体から放射された赤外線の強度を検出する2次元
の赤外線センサ101 と、2次元の赤外線センサ101 を構
成する個々の検出子を走査することにより該検出子から
の出力信号を収集して温度分布画像を生成する走査回路
A102 および走査回路B103 と、得られた温度分布画像
を格納する画像メモリ104 と、該画像に対して例えば2
値化、領域抽出、重心位置算出等の画像処理を行う画像
処理装置105 と、を備え、これらの処理をマイクロコン
ピュータ108 により統括して制御する構成となってい
る。
【0011】尚、本実施の形態における画像処理装置10
5 をマイクロコンピュータ108 により代用した構成とし
てもよい。次に、本実施の形態の人体検出装置による人
体の検出方法を図2に示すフローチャートに従って説明
する。まず、赤外線センサ101 を人体を検出しようとす
る方向に向けて配設する。そして、走査回路A102 によ
り赤外線センサの個々の検出子を順次走査し、それぞれ
の検出子からの出力信号を抽出する(201) 。この赤外線
センサの各検出子の出力信号から検出領域内の温度分布
を得ることができる。尚、このときの走査方法の一例と
しては、図3に示す画面右上を始点としたラスター走査
が挙げられる。
【0012】これにより得られる温度分布、即ち、出力
信号の強度分布を、画像メモリ104のフレーム1に格納
し(202)、画像処理装置105により人体の温度(体温)に
相当する温度範囲(例えば27〜37℃)を1とし、その他
の温度範囲を0とする2値化処理を行う(203) 。図4に
この2値化処理を施した画像の一例を示した。この2値
化処理を施すことにより、人体の温度に相当する温度範
囲である人体候補領域A41a 〜41d と、それ以外の領域
42とを大まかに分別することができる。
【0013】そして、図4に示す2値化画像に対して、
例えばラベリング処理を施すことにより人体候補領域A
を個々に分別して抽出・認識する(204) 。さらに、抽出
されたそれぞれの人体候補領域Aに対して、図5に示す
順番で走査回路B103 により走査することにより、画像
メモリ104 のフレーム2に赤外線センサの出力を格納す
るようにする。即ち、フレーム1の2値化画像における
値が1の領域に対してフレーム2の対応する位置にデー
タを格納するようにする。
【0014】一方、赤外線センサの各検出子からの出力
信号の検出も同様に、走査回路B103 により人体候補領
域Aに対して検出するようにし、検出した出力信号を画
像メモリ104 のフレーム2の人体候補領域Aに対応する
位置に格納する。これにより、人体検出のための処理が
不要な領域を省略することができるので、計算の負担が
軽減され処理速度を向上させることができる。
【0015】この人体候補領域Aに対して検出する赤外
線センサからの出力信号を、所定の回数取り込むことに
より積算処理する(205) 。即ち、赤外線センサからの出
力信号を所定の回数取り込み、取り込んだ信号を加算し
た総和を求めることにより行う。この積算処理をN回行
うことにより、人体候補領域Aに対する赤外線センサか
らの検出値のSN比を、N-1に比例して改善することが
できる。尚、この積算処理は積分回路等のハードウエア
を用いて実施してもよい。
【0016】次に、積算処理によってSN比を改善した
フレーム2の積算データを、画像処理装置105 により前
記2値化処理のしきい値より狭い温度範囲(例えば32±
1℃)で再度2値化処理を行う(206) 。これにより、図
4の人体候補領域Aより高い精度で図6に示す人体が存
在すると思われる人体候補領域B61a,61b を抽出するこ
とができる(207) 。
【0017】以上の処理により得られた各人体候補領域
Bに対して、x方向の長さDxi 、Y方向の長さD
i 、および重心位置Cxi ,Cyi をそれぞれ求める
(208) 。求めたDxi , Dyi 、および重心位置C
i ,Cyi を、図7に示すように画像メモリ104 のフ
レーム3に、存在した人体候補領域Bの個数分格納す
る。ここで、iは人体候補領域Bの順番を表す指標であ
り、長さDxi ,Dyi は例えば各人体候補領域Bに対
する最大長さとしてもよい。
【0018】次に、マイクロコンピュータ108 により画
像メモリ104 のフレーム3から各人体候補領域Bに対す
るDxi ,Dyi ,および重心位置Cxi ,Cyi を読
み込む。そして、これらの値、またはこれらの値から求
められる特徴量に基づいて人体候補領域Bに人体が存在
するか否かを判定(209) することにより人体を検出す
る。
【0019】この判定処理の後、再度赤外線センサ101
による測定ステップ(201) に戻り、以上の処理を繰り返
す。以上説明したように、本実施の形態によれば、人体
が存在すると思われる人体候補領域Aに対して積算処理
を行うことにより、赤外線センサ101 の出力信号のSN
比を改善して人体の検出精度を高めることができる。ま
た、抽出された人体候補領域Aに対して積算処理を行う
ため、処理速度を向上させることができ、以て、人体を
より迅速に検出することができる。
【0020】次に、第1の実施の形態の構成に、検出さ
れた物体との距離からも人体であるか否かを判定する第
2の実施の形態を説明する。本実施の形態における構成
を図1のブロック図(点線内を含む)を用いて説明す
る。本実施の形態における人体検出装置は、第1の実施
の形態における構成に、例えば近赤外線等のレーダビー
ムを放射し、その反射ビームが到達するまでの時間から
物体までの距離を測定する距離測定装置106と、前記赤
外線センサの検出範囲の物体に対する距離測定データを
格納する距離データメモリ107 と、人体を検出したとき
に報知を発生させる報知装置109 と、を追加した構成で
ある。
【0021】この距離測定装置106と距離データメモリ1
07 とを追加した人体検出装置による検出処理を、図8
に示すフローチャートに従って説明する。このフローチ
ャートにおけるステップ301 〜ステップ308 は、第1の
実施の形態における図2のステップ201 〜ステップ208
と同様であるのでここでは説明を省略する。本実施の形
態においては、第1の実施の形態における赤外線センサ
101 による温度分布の測定と並行して、赤外線センサ10
1 による測定範囲に対して距離測定装置106 により距離
を測定する(309) 。例えば、該測定範囲に対してレーダ
ビームを図3に示すラスタ走査により照射し、各測定位
置における反射ビームの到達時間から距離を測定するこ
とができる。この距離の測定結果を距離データメモリ10
7に測定位置に対応して格納する。
【0022】ここにおいて、距離データメモリ107は、
図9に示す2次元的に配列されたm×n個の要素で構成
され、図10に示す画像メモリ104 のフレーム1のm×n
個の画素と1:1で対応している。即ち、任意の測定位
置x,yに対する距離の測定値D(x,y)は、画像メ
モリ104 のフレーム1に格納されている赤外線の強度T
(x,y)に対応している。
【0023】次に、マイクロコンピュータ108 により画
像メモリ104 のフレーム3から人体候補領域Bに対する
Dxi ,Dyi ,および重心位置Cxi ,Cyi を読み
込み、重心位置における距離の測定値D(Cxi ,Cy
i )を距離データメモリ107から読込む。ここで、物体
までの距離が分かれば画像上の人体の大きさをある程度
予測することができるので、各人体候補領域Bに対する
距離の測定値D(Cx i ,Cyi )に対応した人体のx
方向およびy方向の画像上の大きさHxi ,Hyi を求
める(310) 。
【0024】このHxi ,Hyi を、赤外線センサによ
り検出した各人体候補領域Bの大きさDxi ,Dyi
対して、例えばHxi とDxi の差、およびHyi とD
iの差を求める等して比較し(311) 、それぞれの差が
所定値以下、即ち、人体候補領域Bが人体の大きさとほ
ぼ同じであった場合に、この人体候補領域Bに人体が存
在すると判定して報知装置109 により報知を発生させる
(312) 。この報知の後、再度赤外線センサ101 による測
定ステップ(301) に戻る。また、人体の大きさと同じ大
きさでなかった場合は、報知を発生させずに再度赤外線
センサ101 による測定ステップ(301) に戻る。
【0025】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、人体までの距離が測定できるため、検出した人体ま
での距離に応じた報知を発生させることが可能となる。
例えば、検出された人体が遠い位置にいる場合は弱い報
知を発生し、接近するに従い強い報知にすることも可能
となる。また、赤外線センサからの出力信号のSN比を
改善して抽出した人体候補領域Bのx方向およびy方向
の大きさに加え、人体候補領域Bの距離に応じた判定を
加えたため、人体の検出精度をより高めることができ
る。
【0026】次に、2個の赤外線センサを用いて人体を
検出する第3の実施の形態について説明する。この第3
の実施の形態における人体検出装置の構成を図11のブロ
ック図に示す。本実施の形態は、第2の実施の形態にお
ける構成の距離測定装置106の代わりに、赤外線センサ1
01a,101b を備えた構成としている。この2つの赤外線
センサ101a,101b を用いた人体検出装置による人体の検
出方法を図12を用いて説明する。まず、赤外線センサ10
1 a,101bから第1の実施の形態における図2のステップ
201 〜ステップ208 までの処理を行い、2値化処理した
画像122a,122b の人体候補領域B123a,123b をそれぞれ
検出する。得られた画像122a,122b を、画像の位置を合
わせて重ね合わせることにより、各候補領域B123a,123
b のずれ量Wを求め、このずれ量Wから人体121 までの
距離Lを、予め用意したマップや計算式により求める。
【0027】得られた距離Lから、図8のステップ310
〜312 に従い、画像上における人体の大きさをHxi
Hyi を求め、これらを人体候補領域Bの大きさD
i ,Dyi と比較する。人体候補領域Bと人体の大き
さがほぼ等しければ報知を発生し、等しくなければ報知
を発生せずに、再度赤外線センサによる測定を繰り返し
行う。
【0028】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、異なる位置に設けた2つの赤外線センサから物体ま
での距離を測定することにより、簡単な構成で人体候補
領域Bに対する距離を求めることができ、人体を精度よ
く検出することができる。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、人体が
存在すると思われる領域に対して積算処理を施すことに
より赤外線センサからの信号のSN比が改善され、人体
の検出精度を向上させることができる一方、抽出された
一部の領域に対して積算処理を行うため処理速度を向上
させることができ、人体をより迅速に検出することがで
きる。
【0030】請求項2に記載の発明によれば、第2の強
度範囲は、第1の強度範囲より狭い強度範囲とすること
により、人体の放出する赤外線の強度により近い赤外線
の強度範囲を設定することができ、第2の強度範囲に属
する領域を第1の強度範囲に属する領域より正確に人体
が存在すると思われる領域を特定することができ、以
て、人体の検出精度をより高めることができる。
【0031】請求項3に記載の発明によれば、第2の強
度範囲に属する領域に加え、該領域に対応する距離から
も人体か否かを判定することにより、人体の検出精度を
より向上させることができる。請求項4に記載の発明
は、前記人体判定手段の判定信号が、人体判定時に報知
を行う報知手段に出力されるようにした。
【0032】これにより、人体が検出されたときに人体
の存在を知らせる報知を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1および第2の実施の形態における構成・機
能を示すブロック図。
【図2】第1の実施の形態における人体検出処理のフロ
ーチャート。
【図3】赤外線センサの出力信号を検出する際の走査方
法を説明する図。
【図4】赤外線センサからの信号の強度分布を2値化処
理した図。
【図5】2値化処理後の人体候補領域Aの走査方法を説
明する図。
【図6】人体候補領域Bの抽出結果を示す図。
【図7】画像メモリのフレーム3の構成を示す図。
【図8】第2の実施の形態における人体検出処理のフロ
ーチャート。
【図9】距離測定メモリの構成を示す図。
【図10】画像メモリのフレーム1の構成を示す図。
【図11】第3の実施の形態における構成・機能を示すブ
ロック図。
【図12】第3の実施の形態における距離検出方法を説明
する図。
【図13】従来の人体検出装置の構成・機能を示すブロッ
ク図。
【符号の説明】
41a,41b,41c,41d 人体候補領域A 61a,62b 人体候補領域B 101,101a,101b 赤外線センサ 131 人体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 8/20 G01J 1/02 G01K 13/04 G06T 1/00 G08B 13/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】赤外線の強度分布を測定する2次元の赤外
    線センサを備えた人体検出装置において、 前記測定された赤外線の強度分布に対して第1の強度範
    囲に属する領域を抽出する第1の領域抽出手段と、 前記第1の強度範囲に属する領域に対して前記赤外線の
    強度を所定の回数検出し、該検出した赤外線の強度を積
    算処理することにより積算強度分布を求める積算強度分
    布測定手段と、 該積算強度分布測定手段により求めた積算強度分布に対
    して第2の強度範囲に属する領域を抽出する第2の領域
    抽出手段と、 前記第2の強度範囲に属する領域に基づいて人体の有無
    を判定する人体判定手段と、を含んで構成したことを特
    徴とする人体検出装置。
  2. 【請求項2】前記第2の強度範囲は、前記第1の強度範
    囲より狭い強度範囲である請求項1に記載の人体検出装
    置。
  3. 【請求項3】赤外線発生物体までの距離を測定する手段
    を含み、前記人体判定手段は、該物体までの距離と前記
    第2の強度範囲に属する領域の大きさとの関係に基づい
    て人体の存在を判定する請求項1または請求項2に記載
    の人体検出装置。
  4. 【請求項4】前記人体判定手段の判定信号が、人体判定
    時に報知を行う報知手段に出力されている請求項1〜請
    求項3のいずれか1つに記載の人体検出装置。
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