JP6377796B1 - エレベータの乗車検知システム - Google Patents
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Abstract
【課題】カメラを用いて利用者を検知する場合における検知エリアの設定を簡便化し、作業員の負担を軽減して、利用者を正しく検知することのできるエレベータの乗車検知システムを提供する。
【解決手段】本実施形態に係るエレベータシステムは、乗りかごが乗場に到着したときに、乗りかごのドア付近から乗場の方向に向けて所定の範囲を撮影可能な撮像手段と、撮像手段により撮影された画像に含まれる乗りかごと乗場との間のシルを検出し、検出したシルに基づいて画像上に検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、撮像手段によって撮影された時系列的に連続した複数枚の画像を用いて、検知エリア内で人・物の動きに着目して利用者の有無を検知する利用者検知手段と、利用者検知手段の検知結果に基づいてドアの開閉動作を制御する制御手段とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】本実施形態に係るエレベータシステムは、乗りかごが乗場に到着したときに、乗りかごのドア付近から乗場の方向に向けて所定の範囲を撮影可能な撮像手段と、撮像手段により撮影された画像に含まれる乗りかごと乗場との間のシルを検出し、検出したシルに基づいて画像上に検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、撮像手段によって撮影された時系列的に連続した複数枚の画像を用いて、検知エリア内で人・物の動きに着目して利用者の有無を検知する利用者検知手段と、利用者検知手段の検知結果に基づいてドアの開閉動作を制御する制御手段とを具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、乗りかごに乗車する利用者を検知するエレベータの乗車検知システムに関する。
通常、エレベータの乗りかごが乗場に到着して戸開すると、所定時間経過後に戸閉して出発する。その際、エレベータの利用者は乗りかごがいつ戸閉するか分からないため、乗場から乗りかごに乗車するときに戸閉途中のドアにぶつかることがある。
このような乗車時における利用者とドアとの衝突を回避するため、乗りかごの上方に取り付けられたカメラなどにより利用者を検知し、ドアの開閉制御に反映させる。
乗りかごに取り付けられたカメラによる利用者の検知エリアは、エレベータごとに異なり、さらには階床ごとに異なる場合もある。したがって、最適な検知エリアを得るためには、事前に作業員がエレベータの仕様値及び階床ごとの乗場の仕様値を入力し、検知エリアを設定しておく必要がある。しかしながら、これらの仕様値を入手することが困難である場合、代わりに標準的な仕様値を設定するか、作業員が手動で決めた仕様値を設定する必要がある。このため、検知エリアの設定工数が増大し、検知性能が十分に得られないことがあった。
本発明が解決しようとする課題は、カメラを用いて利用者を検知する場合における検知エリアの設定を簡便化し、作業員の負担を軽減して、利用者を正しく検知することのできるエレベータの乗車検知システムを提供することである。
本実施形態に係るエレベータの乗車検知システムは、乗りかごが乗場に到着したときに、前記乗りかごのドア付近から前記乗場の方向に向けて所定の範囲を撮影可能な撮像手段と、前記撮像手段により撮影された画像上に検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、前記撮像手段によって撮影された時系列的に連続した複数枚の画像を用いて、前記検知エリア内で人・物の動きに着目して利用者の有無を検知する利用者検知手段と、前記利用者検知手段の検知結果に基づいて前記ドアの開閉動作を制御する制御手段とを具備する。検知エリア設定手段は、画像に含まれる乗りかごと乗場との間のシルを検出し、画像上において、シルのコーナーのうち乗場側のコーナーに基づいて三方枠の領域を検出し、画像上に三方枠の領域を含まない検知エリアを設定する。
以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。以下の説明において、略又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明を行う。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係るエレベータの乗車検知システム1の構成を示す図である。なお、ここでは、1台の乗りかごを例にして説明するが、複数台の乗りかごでも同様の構成である。
図1は、本実施形態に係るエレベータの乗車検知システム1の構成を示す図である。なお、ここでは、1台の乗りかごを例にして説明するが、複数台の乗りかごでも同様の構成である。
乗りかご11の出入口上部にカメラ12が設置されている。具体的には、乗りかご11の出入口上部を覆う幕板11aの中にカメラ12のレンズ部分を乗場15側に向けて設置されている。カメラ12は、例えば車載カメラなどの小型の監視用カメラであり、広角レンズを有し、1秒間に数コマ(例えば30コマ/秒)の画像を連続撮影可能である。乗りかご11が各階に到着して戸開したときに、乗場15の状態を乗りかご11内のかごドア13付近の状態を含めて撮影する。
このときの撮影範囲は縦幅L1+縦幅L2である(縦幅L1≫縦幅L2)。縦幅L1は乗場15側の撮影範囲であり、かごドア13から乗場15に向けて例えば3m程度であることが好ましい。縦幅L2はかご側の撮影範囲であり、かごドア13からかご背面に向けて例えば50cm程度であることが好ましい。なお、縦幅L1、縦幅L2は奥行き方向の範囲である。幅方向(奥行き方向と直交する方向)の撮影範囲は、少なくとも乗りかご11の横幅より大きいものとする。
なお、各階の乗場15において、乗りかご11の到着口には乗場ドア14が開閉自在に設置されている。乗場ドア14は、乗りかご11の到着時にかごドア13に係合して開閉動作する。動力源(ドアモータ)は乗りかご11側にあり、乗場ドア14はかごドア13に追従して開閉するだけである。以下の説明において、かごドア13を戸開しているときには乗場ドア14も戸開しており、かごドア13を戸閉しているときには乗場ドア14も戸閉しているものとする。
カメラ12によって撮影された各画像(映像)は、画像処理装置20によってリアルタイムに解析処理される。なお、図1では、便宜的に画像処理装置20を乗りかご11から取り出して示しているが、実際には画像処理装置20はカメラ12と共に幕板11aの中に収納されている。
ここで、画像処理装置20には、記憶部21と利用者検知部22が備えられている。記憶部21は、カメラ12によって撮影された画像を逐次保存すると共に、利用者検知部22の処理に必要なデータを一時的に保持しておくためのバッファエリアを有する。利用者検知部22は、カメラ12によって撮影された時系列的に連続した複数枚の画像の中でかごドア13に最も近い人・物の動きに着目して乗車意思のある利用者の有無を検知する。
この利用者検知部22を機能的に分けると、検知エリア設定部22a、動き検知部22b、位置推定部22c、乗車意思推定部22dで構成される。
検知エリア設定部22aは、カメラ12によって撮影された画像に検知エリアを設定する。検知エリアの説明、及び、検知エリアの詳細な設定方法については、後述する。
動き検知部22bは、例えば検知エリア内を一定の大きさのブロック単位に分割し、このブロック単位で各画像の輝度を比較して人・物の動きを検知する。ここで言う「人・物の動き」とは、乗場15の人物や車椅子等の移動体の動きのことである。
位置推定部22cは、動き検知部22bによって画像毎に検知された動きありのブロックの中からかごドア13に最も近いブロックを抽出し、当該ブロックを利用者の足元位置として推定する。乗車意思推定部22dは、位置推定部22cによって推定された利用者の足元位置の時系列変化に基づいて当該利用者の乗車意思の有無を判定する。
なお、これらの機能(検知エリア設定部22a、動き検知部22b、位置推定部22c、乗車意思推定部22d)はカメラ12に設けられていてもよいし、かご制御装置30に設けられていてもよい。
かご制御装置30は、図示せぬエレベータ制御装置に接続され、このエレベータ制御装置との間で乗場呼びやかご呼びなどの各種信号を送受信する。なお、「乗場呼び」とは、各階の乗場15に設置された図示せぬ乗場呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、登録階と行先方向の情報を含む。「かご呼び」とは、乗りかご11のかご室内に設けられた図示せぬ行先呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、行き先階の情報を含む。
また、かご制御装置30は、戸開閉制御部31を備える。戸開閉制御部31は、乗りかご11が乗場15に到着したときのかごドア13の戸開閉を制御する。詳しくは、戸開閉制御部31は、乗りかご11が乗場15に到着したときにかごドア13を戸開し、所定時間経過後に戸閉する。ただし、かごドア13の戸開中に画像処理装置20の利用者検知部22によって乗車意思のある人物が検知された場合には、戸開閉制御部31は、かごドア13の戸閉動作を禁止して戸開状態を維持する。
図2は、カメラ12によって撮影された画像の一例を示す図である。この例は、かごドア13が両開きであり、カメラ12がかごドア13の中央に取り付けられる場合に撮影される画像を表している。なお、カメラ12の取り付け位置は、かごドア13の中央に限られない。例えば、かごドア13は片開きであってもよい。この場合、カメラ12の設置位置は、戸当たり部側に寄せて取り付けられることが好ましい。
カメラ12は乗りかご11の出入口上部に設置されている。したがって、乗りかご11が乗場15で戸開したときに、乗場15側の所定範囲(縦幅L1)と乗りかご11内の所定範囲(縦幅L2)が撮影される。
カメラ12によって撮影された画像には、三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱(左出入口柱)A4、右前柱(右出入口柱)A5を含む。シルA3は、乗場15側のシルと、乗りかご11側のシルとの双方を含む領域である。シルA3の横幅は、エレベータの間口の幅と同等である。これらの領域は、画像上でそれぞれ独立した領域である。
図3は、エレベータの乗車検知システムの検知エリアEの一例を示す図である。検知エリアEは、位置推定エリアE1、乗車意思推定エリアE2、シルエリアE3、前柱エリアE4を含む。
位置推定エリアE1は、乗場15からかごドア13に向かってくる利用者の身体の一部、具体的には利用者の足元位置を推定するエリアである。
乗車意思推定エリアE2は、位置推定エリアE1で検知された利用者に乗車意思があるか否かを推定するエリアである。なお、乗車意思推定エリアE2は、上記位置推定エリアE1に含まれ、利用者の足元位置を推定するエリアでもある。すなわち、乗車意思推定エリアE2では、利用者の足元位置を推定すると共に当該利用者の乗車意思を推定する。
実空間において、位置推定エリアE1は、かごドア13の中心から乗場15に向かって縦幅L3の距離を有する。縦幅L3は、例えば2mに設定される(縦幅L3≦縦幅L1)。位置推定エリアE1の横幅W1は、かごドア13の横幅W0以上の距離に設定される。
乗車意思推定エリアE2はかごドア13の中心から乗場15に向かって縦幅L4の距離を有する。縦幅L4は、例えば1mに設定される(縦幅L4≦縦幅L3)。乗車意思推定エリアE2の横幅W2は、かごドア13の横幅W0と略同じ距離に設定されている。なお、乗車意思推定エリアE2の横幅W2は横幅W0より大きくてもよい。乗車意思推定エリアE2は、上述のように実空間で略長方形状でもよく、又は、例えば縦幅L4までの位置推定エリアE1と同じ形状でもよい。
シルエリアE3は、図2のシルA3と同じ領域であることが好ましい。
前柱エリアE4は、図2の左前柱A4及び右前柱A5を含む一連の領域である。
シルエリアE3、前柱エリアE4は、例えば、近接検知が実行される領域(以下、近接検知エリアと称す)である。近接検知とは、カメラ12により撮影された画像に対する画像処理又は近接スイッチなどのセンサにより、かごドア13又は乗場ドア14に近接する障害物を検知することである。近接検知は、例えば利用者検知部22の動き検知部22bが実行する。
前柱エリアE4は、図2の左前柱A4及び右前柱A5を含む一連の領域である。
シルエリアE3、前柱エリアE4は、例えば、近接検知が実行される領域(以下、近接検知エリアと称す)である。近接検知とは、カメラ12により撮影された画像に対する画像処理又は近接スイッチなどのセンサにより、かごドア13又は乗場ドア14に近接する障害物を検知することである。近接検知は、例えば利用者検知部22の動き検知部22bが実行する。
なお、位置推定エリアE1及び乗車意思推定エリアE2のうち、例えばシルエリアE3に近い所定範囲の領域においても近接検知が行われるとしてもよい。また、位置推定エリアE1及び乗車意思推定エリアE2は、近接検知エリアを含んでいてもよく、又は、近接検知エリアを除くエリアとして設定されてもよい。
本実施形態においては、検知エリア設定部22aがカメラ12により撮影された画像の中に検知エリアEを設定する。その後、動き検知部22b、位置推定部22c、乗車意思推定部22dは、この検知エリアEを用いて乗車検知を行う。具体的な乗車検知処理については、図11を用いて後述する。
図4は、実空間での座標系を説明するための図である。
座標系の原点Oは、かごドア13の中心とする。すなわち、原点Oは、カメラ12により撮影された画像(図2参照)において、シルA3を表す長方形の領域の乗場15側の端辺の中央に対応する。
座標系の原点Oは、かごドア13の中心とする。すなわち、原点Oは、カメラ12により撮影された画像(図2参照)において、シルA3を表す長方形の領域の乗場15側の端辺の中央に対応する。
X座標軸は、原点Oより乗りかご11の出入口に設けられたかごドア13と水平の方向へ延びる座表軸である。Y座標軸は、原点Oよりかごドア13に垂直に、乗場15の方向へ延びる座標軸である。Z座標軸は、原点Oより乗りかご11の高さ方向へ延びる座標軸である。
カメラ12は、原点Oの真上の高さhの位置取り付けられるとする。すなわち、実空間におけるカメラ12の設置位置の座標は、(0,0,h)である。
また、カメラ12により撮影された画像において用いられる座標系は、図3に示すように、例えば画像の左上端を原点とし、画像の横方向をX軸、画像の縦方向をY軸とする座標系である。実空間での座標系の原点Oは、画像上ではシルA3を表す長方形の領域の乗場15側の端辺の中央となる。この画像上での座標系と実空間での座標系との座標軸のずれは、例えば原点Oを回転中心とする回転パラメータにより表される。すなわち、画像上での座標系のX軸、Y軸、Z軸それぞれに対して回転パラメータが乗算されることにより、画像上での座標系を実空間での座標系に変換することができる。なお、実空間での座標系から画像上での座標系への逆変換についても、回転パラメータを用いて同様に可能である。
また、カメラ12は、画像の撮影の際に、内部パラメータを保持する。内部パラメータは、例えば、焦点距離、レンズ中心、解像度、歪み係数などである。
本実施形態において、検知エリア設定部22aは、図2に示す三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱A4、右前柱A5をカメラ12により撮影された画像n対する画像処理により検出し、これらの検出結果に基づいて図3に示す検知エリアE(位置推定エリアE1、乗車意思推定エリアE2、シルエリアE3、前柱エリアE4)を設定する。以下、検知エリア設定部22aによる検知エリアEの設定処理について、図5〜図12を用いて具体的に説明する。
図5は、検知エリア設定処理の流れを例示するフローチャートである。
本実施形態においては、上述のカメラ12の内部パラメータは、利用者検知部22にあらかじめ入力済であるとする。また、カメラ12の設置位置、回転パラメータは未知であるとする。
本実施形態においては、上述のカメラ12の内部パラメータは、利用者検知部22にあらかじめ入力済であるとする。また、カメラ12の設置位置、回転パラメータは未知であるとする。
ステップS101において、検知エリア設定部22aは、カメラ12により撮影された画像に対し、エッジ検出を行う。エッジ検出には、例えば、ソーベルフィルタ、ラプラシアンフィルタなどの各種フィルタが用いられる。エッジ検出後の画像には、エレベータのシル、三方枠、前柱を示す領域を含む多数のエッジが検出される。なお、エッジ検出後の画像にノイズが多く含まれる場合は、当該画像に対してノイズ除去が施されることが好ましい。
図6に、検知エリア設定部によるエッジ検出例を示す。図6に示すように、エッジ検出後の画像には、例えば人物Uなどのノイズが含まれていてもよい。
図5のステップS102において、検知エリア設定部22aは、シルA3を検出する。床面にはシルのような形状の四角形の模様が存在しにくいため、エッジ検出後の画像より四角形の領域を探索することにより、シルの候補を抽出する。より具体的には、検知エリア設定部22aは、エッジ検出後の画像に対し、例えばハフ変換により直線検出を行う。検知エリア設定部22aは、この直線検出後の画像に対し、四角形の領域を探索する。
四角形の領域の探索は、例えば、テンプレートマッチングにより行われてもよい。例えば、検知エリア設定部22aは、四角形のテンプレート画像を記憶部21に記憶しておく。検知エリア設定部22aは、記憶部21より読み出したテンプレート画像を用い、エッジ検出後の画像に対しテンプレートマッチング処理を行うことにより、シルA3を検出する。シルA3の候補が複数検出された場合は、例えば、シルA3の位置、大きさ、縦横比などに基づくマッチ率が最も高い領域をシルA3としてもよい。なお、テンプレート画像は、シルの平均的な形状の四角形を表す画像であることが好ましい。また、検知エリア設定部22aは、あらかじめ与えられたカメラ12の内部パラメータに基づいて、テンプレートマッチング処理の際にテンプレート画像の形、大きさなどを調整してもよい。
四角形の領域の探索は、例えば、ハフ変換により検出された2直線の交点の抽出、2直線のなす角の抽出、閉領域及び閉領域をなす直線の数の認識などの処理を組み合わせることにより、テンプレートマッチング処理を用いることなく行われてもよい。
図7は、検知エリア設定部によるシル領域の検出例を示す図である。図7は、図6の領域Mを拡大表示した図である。図7の例では、テンプレート画像TIを用い、図6のエッジ検出後の画像に対してテンプレートマッチング処理が実行された結果、2つの候補領域C1,C2が検出され、最終的に候補領域C2がシルA3であると認識されている。
図5のステップS103において、検知エリア設定部22aは、カメラの設置位置及び回転パラメータを算出する。
まず、検知エリア設定部22aは、図8に示すように、画像上のシルA3の領域の乗場15側の端辺の中央を、実空間での座標系における原点Oに対応する位置として算出する。そして、検知エリア設定部22aは、この画像上の原点Oの位置及びカメラ12の内部パラメータを用い、実空間上のカメラ12の高さhを算出する。すなわち、実空間での座標系におけるカメラ12の設置位置の3次元座標(0,0,h)が算出される。
また、画像上の原点Oを含むシルA3の端辺は、実空間での座標系におけるX軸に対応し、実空間におけるY軸は、この端辺に直交する方向である。検知エリア設定部22aは、画像上での座標系におけるX軸及びY軸と実空間での座標系におけるX軸及びY軸とのずれ、及び、画像上での座標系における原点Oの座標と実空間での座標系におけるカメラの設置位置の座標(0,0,h)とを比較することにより、X軸、Y軸、Z軸それぞれの回転パラメータを算出する。これにより、実空間での座標系と画像上での座標系との対応が明確となる。より具体的には、例えば、算出されたカメラ12の設置位置及び回転パラメータに基づいて透視投影変換処理が行われることで、位置推定エリアE1及び乗車意思推定エリアE2の設定に用いられる縦幅L3,L4及び横幅W1,W2の画像上での位置及び長さが算出される。
図5のステップS104において、検知エリア設定部22aは、三方枠を検出する。
ここで、図9は、検知エリア設定部22aによる三方枠の検出例を示す図である。また、図10は、検知エリア設定部22aによる三方枠の検出処理の例を示すフローチャートである。三方枠はシルに隣接しかつ床面に垂直に存在するため、三方枠の左枠A1及び三方枠の右枠A2は、シルA3の位置に基づいて検出可能である。
ここで、図9は、検知エリア設定部22aによる三方枠の検出例を示す図である。また、図10は、検知エリア設定部22aによる三方枠の検出処理の例を示すフローチャートである。三方枠はシルに隣接しかつ床面に垂直に存在するため、三方枠の左枠A1及び三方枠の右枠A2は、シルA3の位置に基づいて検出可能である。
図10のステップS104Aにおいて、検知エリア設定部22aは、まず、シルA3の乗場15側のコーナーCn1,Cn2を検出する。すなわち、コーナーCn1,Cn2は、シルA3のうち乗場15に含まれるシルの乗場15に近いコーナーである。コーナーCn1,Cn2は、例えばシルA3に対するコーナー検出などの画像処理により検出される。
ステップS104Bにおいて、検知エリア設定部22aは、コーナーCn1(コーナーCn2)から乗場15方向に延びる線分G1(線分G2)を検出する。この線分G1(線分G2)は、床面における三方枠のエッジを表す線分である。より具体的には、検知エリア設定部22aは、ステップS102の処理により得られたエッジ検出後の画像において、コーナーCn1(コーナーCn2)の近傍より当該画像の上方かつY軸に略平行に延びる線分G1(線分G2)を検出する。
ステップS104Cにおいて、検知エリア設定部22aは、線分G1(線分G2)の両端から垂直に延びる線分G3,G4(線分G5,G6)を検出する。この線分G3,G4(線分G5,G6)は、三方枠の左枠(右枠)のエッジを表す線分である。
例えば、検知エリア設定部22aは、エッジ検出後の画像を用い、線分G1(線分G2)の両端付近から画像の端に向かって延びる線分G3,G4(線分G5,G6)を三方枠の左枠(右枠)のエッジとして検出する。なお、他の方法として、検知エリア設定部22aは、カメラの内部パラメータ及び回転パラメータを用い、線分G1(線分G2)の両端の位置から実空間における垂直方向を表す画像上での直線の傾きを算出し、この傾きとマッチする線分G3,G4(線分G5,G6)を、三方枠の左枠(右枠)のエッジとして検出してもよい。
ステップS104Dにおいて、検知エリア設定部22aは、ステップS104Cの処理により得られた線分を用いて領域分割を行い、三方枠の左枠A1(三方枠の右枠A2)を検出する。三方枠の左枠A1(三方枠の右枠A2)は、ステップS104B及びステップS104Cにおいて検出した線分G1,G3,G4(線分G2,G5,G6)に囲まれる領域である。
図5のステップS105において、検知エリア設定部22aは、戸袋の前柱を検出する。
ここで、図11は、検知エリア設定部22aによる戸袋の前柱の検出例を示す図である。また、図12は、検知エリア設定部22aによる戸袋の前柱の検出処理の例を示すフローチャートである。戸袋の前柱も三方枠と同様、シルに隣接しかつ床面に垂直に存在するため、戸袋の左前柱A4及び右前柱A5は、シルA3の位置に基づいて検出可能である。
ここで、図11は、検知エリア設定部22aによる戸袋の前柱の検出例を示す図である。また、図12は、検知エリア設定部22aによる戸袋の前柱の検出処理の例を示すフローチャートである。戸袋の前柱も三方枠と同様、シルに隣接しかつ床面に垂直に存在するため、戸袋の左前柱A4及び右前柱A5は、シルA3の位置に基づいて検出可能である。
図12のステップS105Aにおいて、検知エリア設定部22aは、まず、シルA3の乗りかご11側のコーナーCn3,Cn4を検出する。すなわち、コーナーCn3,Cn4は、シルA3のうち乗りかご11に含まれるシルの乗りかご11に近いコーナーである。コーナーCn3,Cn4は、図9のコーナーCn1,Cn2と同様に検出される。
ステップS105Bにおいて、検知エリア設定部22aは、コーナーCn3(コーナーCn4)から乗りかご11方向に延びる線分G7(線分G8)を検出する。この線分G7(線分G8)は、床面における戸袋の前柱のエッジを表す線分である。より具体的には、検知エリア設定部22aは、ステップS102の処理により得られたエッジ検出後の画像において、コーナーCn3(コーナーCn4)の近傍より当該画像の下方かつY軸に略平行に延びる線分G7(線分G8)を検出する。
ステップS105Cにおいて、検知エリア設定部22aは、線分G7(線分G8)の両端から垂直に延びる線分G9,G10(線分G11,G12)を検出する。この線分G9,G10(線分G11,G12)は、戸袋の左前柱(右前柱)のエッジを表す線分である。線分G9,G10(線分G11,G12)の検出方法は、図9の線分G3,G4(線分G5,G6)の検出方法と同様である。
ステップS105Dにおいて、検知エリア設定部22aは、ステップS105Cの処理により得られた線分を用いて領域分割を行い、戸袋の左前柱A4(戸袋の右前柱A5)を検出する。戸袋の左前柱A4(戸袋の右前柱A5)は、ステップS105B及びステップS105Cにおいて検出した線分G7,G9,G10(線分G8,G11,G12)に囲まれる領域である。
図5のステップS106において、検知エリア設定部22aは、ステップS102〜S105の処理で得られた三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱A4、右前柱A5に基づいて、図3に示す検知エリアEを設定する。
位置推定エリアE1は、例えば、三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3に囲まれる領域のうち、横幅W1及び縦幅L3で制限される領域である。
前柱エリアE4は、例えば、検出された左前柱A4及び右前柱A5に、左前柱A4の線分G7及び右前柱A5の線分G8を向かい合う辺とする略長方形を加えた一連の領域である。
乗車意思推定エリアE2は、上述のように、縦幅L4の位置推定エリアE1に含まれる領域として設定される。また、シルエリアE3は、上述のように、シルA3と同じ領域である。
上述のように、検知エリア設定部22aは、カメラ12により撮影された画像に対し画像処理を行うことにより、自動的に当該画像に最適な検知エリアEを設定する。
なお、検知エリア設定部22aは、カメラ12が全ての検知エリアEの範囲を映すことができるよう、かごドア13及び乗場ドア14が全開の状態で検知エリア設定処理を行うことが好ましい。しかしながら、検知エリア設定部22aは、検知エリアEのうち前柱エリアE4の設定処理をかごドア13及び乗場ドア14が全閉の状態で行ってもよい。この全閉の状態でカメラ12により撮影された画像は、乗場15側からの人・物又は光などによるノイズが少なく、検知エリア設定処理に適している。この場合、検知エリア設定部22aは、まず全閉の状態でカメラ12により撮影された画像に対してエッジ検出を行う。検知エリア設定部22aは、得られたエッジ検出後の画像よりシルA3の乗りかご11側の端辺(エレベータの間口)を検出し、この端辺の両端であるコーナーCn3,Cn4を検出する。この端辺は、例えば画像上での座標系のX軸に略平行な直線を探索することにより行われてもよく、又はテンプレートマッチング処理などにより検出されてもよい。検知エリア設定部22aは、コーナーCn3,Cn4に基づき、図12のステップS105B〜S105Dの処理を実行することで、前柱エリアE4を設定する。
図13は、エレベータの乗車検知システム1の全体の処理の流れを示すフローチャートである。
なお、本実施形態においては、階床ごとに三方枠の仕様が異なる場合を考慮し、階床ごとに検知エリアEが設定されるものとする。
乗りかご11が任意の階の乗場15に到着すると(ステップS11のYes)、かご制御装置30は、かごドア13を戸開して乗りかご11に乗車する利用者を待つ(ステップS12)。
このとき、乗りかご11の出入口上部に設置されたカメラ12によって乗場側の所定範囲(縦幅L1)とかご内の所定範囲(縦幅L2)が所定のフレームレート(例えば30コマ/秒)で撮影される。画像処理装置20は、カメラ12で撮影された画像を時系列で取得し、これらの画像を記憶部21に逐次保存する(ステップS13)。
そして、利用者検知部22の検知エリア設定部22aは、乗りかご11が到着した階床の検知エリアEが設定済でない場合に(ステップS14のNo)、検知エリア設定処理を実行する(ステップS15)。検知エリア設定処理は、図5〜図12を用いて説明済であるため、省略する。
また、検知エリア設定部22aは、ステップS15により設定した階床ごとの検知エリアEを記憶部21に格納してもよい。これにより、検知エリア設定部22aは、以降同じ階床に到着した場合の検知エリアEの算出を省略することができる。より具体的には、検知エリア設定部22aは、異なる階床に到着する毎にまず記憶部21を探索し、この階床の検知エリアEが格納済であるか否かを探索する。この階床の検知エリアEが格納済である場合は、検知エリア設定部22aは、ステップS15において、検知エリアEを記憶部21より読み出して設定することにより、検知エリアEの算出が不要となる。
次に、画像処理装置20の利用者検知部22は、以下のような利用者検知処理をリアルタイムで実行する(ステップS16)。この利用者検知処理は、動き検知部22bが実行する動き検知処理(ステップS16−1)、位置推定部22cが実行する位置推定処理(ステップS16−2)、乗車意思推定部22dが行う乗車意思推定処理(ステップS16−3)に分けられる。
まず、動き検知部22bは、撮影画像から乗車意思のある利用者の動きを検知するため、まずこの検知エリアEに対し、人・物の動きがあるか否かを検知する。より具体的には、動き検知部22bは、記憶部21に格納された現在のフレームの画像と一つ前のフレームの画像について、それぞれ所定の大きさのブロックに分割し、ブロックごとに平均輝度値を算出して比較する。その結果、予め設定された値以上の輝度差を有するブロックが存在した場合には、動き検知部22bは、当該ブロックを動きありのブロックとして判定する。以後同様にして、動き検知部22bは、カメラ12によって撮影された各画像の輝度値を時系列順にブロック単位で比較しながら動きの有無を判定することを繰り返す。
また、動き検知部22bは、シルエリアE3、前柱エリアE4などの近接検知エリアにおいて動きありのブロックを検出した場合は、利用者検知信号をかご制御装置30に送信する。この場合、処理はステップS17へ進む。なお、シルエリアE3、前柱エリアE4に対する近接検知は、乗りかご11より乗場15へ出ていく人・物の検知に有効である。
次に、位置推定部22cは、動き検知部22bの検知結果に基づいて、現在の画像の中で動きありのブロックのうち、かごドア13に最も近いブロックを抽出する。そして、動き検知部22bは、このブロックのY座標を利用者の足元位置のデータとして求め、記憶部21に格納する。
以後同様にして、位置推定部22cは、利用者の足元位置のデータを求め、記憶部21に格納する。なお、この足元位置の推定処理は、位置推定エリアE1内だけでなく、乗車意思推定エリアE2内でも同様に行われる。
さらに、乗車意思推定部22dは、上記の位置推定処理により得られた利用者の足元位置のデータを平滑化する。なお、平滑化の方法としては、例えば平均値フィルタやカルマンフィルタなどの一般的に知られている方法を用いるものとし、ここではその詳しい説明を省略する。
平滑化された足元位置のデータ系列において、変化量が所定値以上のデータが存在した場合、乗車意思推定部22dは、そのデータを外れ値として除外する。なお、上記所定値は、利用者の標準的な歩行速度と撮影画像のフレームレートによって決められる。また、乗車意思推定部22dは、足元位置のデータを平滑化する前に外れ値を見つけて除外してもよい。乗車意思推定処理の結果、乗車意思ありの利用者が検知されると、画像処理装置20からかご制御装置30に対して利用者検知信号が出力される。
上述の利用者検知処理(ステップS16)の結果、かご制御装置30が利用者検知信号を受信した場合(ステップS17のYes)、戸開閉制御部31は、かごドア13の戸閉動作を禁止して戸開状態を維持する(ステップS18)。
より具体的には、かごドア13が全戸開状態になると、かご制御装置30は戸開時間のカウント動作を開始し、所定の時間T(単位は分、例えば1分)をカウントした時点で戸閉を行う。この間に乗車意思ありの利用者が検知され、利用者検知信号を受信すると、かご制御装置30はカウント動作を停止してカウント値をクリアする。これにより、上記所定の時間Tの間、かごドア13の戸開状態が維持されることになる。なお、この間に新たな利用者検知信号を受信すると、再度カウント値がクリアされ、上記所定の時間Tの間、かごドア13の戸開状態が維持されることになる。このカウント値のクリアは、利用者検知信号を受信する毎に行われてもよく、又は、T分経過毎に行われてもよい。
ただし、上記所定の時間Tの間に何度も利用者検知信号が受信されると、かごドア13をいつまでも戸閉できない状況が続いてしまうので、許容時間Tx(単位は分、例えば3分)を設けておき、この許容時間Txを経過した場合にかごドア13を強制的に戸閉することが好ましい。
上記所定の時間Tのカウント動作が終了すると(ステップS19)、かご制御装置30はかごドア13を戸閉し、乗りかご11を目的階に向けて出発させる(ステップS20)。
このように本実施形態によれば、乗りかご11の出入口上部に設置したカメラ12によって乗場15を撮影した画像を解析することにより、例えば乗りかご11から少し離れた場所からかごドア13に向かって来る利用者、又は、乗りかご11から乗場へ出ていく利用者を検知して戸開閉動作に反映させることができる。
以上述べた本実施形態によれば、エレベータの乗車検知システム1は、エレベータ使用状態において、三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱A4、右前柱A5を画像処理により自動で検出する。さらに、エレベータの乗車検知システム1は、これらの検出結果に基づいて、検知エリアE(位置推定エリアE1、乗車意思推定エリアE2、シルエリアE3、前柱エリアE4)を自動的に設定する。これにより、例えば間口の広さ、戸袋の大きさなどのエレベータの仕様によらず、又はエレベータが停止する階床ごとの三方枠の仕様によらず、最適な検知エリアEが設定されるため、安定性の高いエレベータの乗車検知システムが提供可能である。
また、自動的に検知エリアEが設定されるため、工場出荷時の仕様の確認及びエレベータ設置時の設定作業が不要となる。
本実施形態に係るエレベータの乗車検知システム1においては、カメラ12の内部パラメータが事前知識としてあらかじめエレベータの乗車検知システム1に与えられ、カメラ12の設置位置及び回転パラメータは、画像処理により自動的に計算される。これにより、例えばカメラ12の取り付けを行う保守員は、カメラ12の設置位置の微調整を行う必要がなくなるため、保守員の負担を軽減することがきる。
なお、検知エリア設定部22aは、算出されたカメラ12の設置位置の座標及び回転パラメータに基づく透視投影変換処理により画像上の原点Oの位置を算出し、この原点Oの位置に基づいて、既にシルA3の領域に基づいて算出した原点Oの位置を補正してもよい。
本実施形態において、位置推定エリアE1及び乗車意思推定エリアE2の設定に用いられる縦幅L3,L4及び横幅W1,W2は、各階床の乗場15付近の環境に応じて自動的に設定されてもよい。例えば、検知エリア設定部22aは、カメラ12よって撮影された画像より、階床ごとに乗場15の奥行き及び幅を自動的に検出し、これらに応じて縦幅L3,L4及び横幅W1,W2を伸縮するとしてもよい。これにより、階床ごとにさらに適切に位置推定エリアE1及び乗車意思推定エリアE2を設定可能となる。
本実施形態において、検知エリア設定部22aは、三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱A4、右前柱A5それぞれの領域を構成する画像上の頂点の座標、辺の長さを記憶部21に記憶してもよい。また、これらの頂点の座標、辺の長さに基づき、実空間上でのエレベータの各部の寸法などの仕様を算出し、記憶部21に格納してもよい。例えば、シルA3の横幅を算出し、エレベータの間口の長さとして記憶部21に格納してもよい。
また、本実施形態において、検知エリア設定部22aは、三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、左前柱A4、右前柱A5のうちの少なくとも1つを検出し、検知エリアE(位置推定エリアE1、乗車意思推定エリアE2、シルエリアE3、前柱エリアE4)のうち少なくとも1つを設定してもよい。
[第2の実施形態]
本実施形態においては、上記第1の実施形態の変形例について説明する。
第1の実施形態に係る検知エリア設定処理(図5参照)においては、エレベータの乗車検知システム1に対しカメラ12の内部パラメータがあらかじめ入力され、検知エリア設定部22aはカメラ12の設置位置及び回転パラメータを算出する。
本実施形態においては、上記第1の実施形態の変形例について説明する。
第1の実施形態に係る検知エリア設定処理(図5参照)においては、エレベータの乗車検知システム1に対しカメラ12の内部パラメータがあらかじめ入力され、検知エリア設定部22aはカメラ12の設置位置及び回転パラメータを算出する。
一方、本実施形態においては、エレベータの乗車検知システム1に対し、カメラ12の内部パラメータ、設置位置及び回転パラメータがあらかじめ入力される。すなわち、カメラ12により撮影される画像上での座標系と実空間での座標系との対応関係を既知とすることで、検知エリア設定部22aの処理負荷が低減される。
本実施形態では、検知エリア設定部22aによる検知エリア設定処理の変形例について、図14及び図15を参照しつつ説明する。
図14は本実施形態における検知エリア設定処理の流れを例示するフローチャートである。
図14は本実施形態における検知エリア設定処理の流れを例示するフローチャートである。
ステップS201において、検知エリア設定部22aは、カメラ12により撮影された画像に対し、エッジ検出を行う。エッジ検出処理は、図5のステップS101と同様であるため、説明を省略する。
ステップS202において、検知エリア設定部22aは、シルA3を検出する。
ここで、本実施形態において検知エリア設定部22aは、カメラ12の内部パラメータ、設置位置及び回転パラメータに基づき、カメラ12により撮影された画像上での原点Oの位置を算出可能である。そして、検知エリア設定部22aは、ステップS201の処理により得られたエッジ検出後の画像上において、原点Oの下方にある四角形の領域をシルA3と検出する。なお、四角形の領域の探索及び検出は、図5のステップS102と同様、テンプレートマッチング処理などにより行われる。
ここで、本実施形態において検知エリア設定部22aは、カメラ12の内部パラメータ、設置位置及び回転パラメータに基づき、カメラ12により撮影された画像上での原点Oの位置を算出可能である。そして、検知エリア設定部22aは、ステップS201の処理により得られたエッジ検出後の画像上において、原点Oの下方にある四角形の領域をシルA3と検出する。なお、四角形の領域の探索及び検出は、図5のステップS102と同様、テンプレートマッチング処理などにより行われる。
図15は、検知エリア設定部22aによるシル領域の検出例を示す図である。図15においては、原点Oを含む線分を上辺とする四角形がシルA3として認識されている。
この後、検知エリア設定部22aは、シルA3に基づいて三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2を検出する(ステップS203)。同様に、検知エリア設定部22aは、シルA3に基づいて戸袋の左前柱A4及び右前柱A5を検出する(ステップS204)。さらに、検知エリア設定部22aは、検出した三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、シルA3、戸袋の左前柱A4及び右前柱A5に基づき、検知エリアE(位置推定エリアE1、乗車意思推定エリアE2、シルエリアE3、前柱エリアE4)を設定する。このステップS203〜S205の処理は、図5のステップS104〜S106と同様であるため、説明を省略する。
以上述べた本実施形態によれば、カメラ12の内部パラメータ、設置位置、回転パラメータがエレベータの乗車検知システム1に事前知識としてあらかじめ与えられる。これにより、エレベータの乗車検知システム1は、実空間の原点Oの画像上における位置を算出することができ、画像上の原点Oの位置に基づいてシルA3を正確に検出可能となる。すなわち、シルA3に基づいて検出される三方枠の左枠A1、三方枠の右枠A2、戸袋の左前柱A4及び右前柱A5の検出精度を向上させることができる。また、回転パラメータの算出をしないことにより、エレベータの乗車検知システム1の処理負荷を低減することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…エレベータの乗車検知システム、11…乗りかご、11a…幕板、12…カメラ、13…かごドア、14…乗場ドア、15…乗場、20…画像処理装置、21…記憶部、22…利用者検知部、22a…検知エリア設定部、22b…動き検知部、22c…位置推定部、22d…乗車意思推定部、30…かご制御装置、31…戸開閉制御部。
Claims (6)
- 乗りかごが乗場に到着したときに、前記乗りかごのドア付近から前記乗場の方向に向けて所定の範囲を撮影可能な撮像手段と、
前記撮像手段により撮影された画像上に検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、
前記撮像手段によって撮影された時系列的に連続した複数枚の画像を用いて、前記検知エリア内で人・物の動きに着目して利用者の有無を検知する利用者検知手段と、
前記利用者検知手段の検知結果に基づいて前記ドアの開閉動作を制御する制御手段と
を具備し、
前記検知エリア設定手段は、
前記画像に含まれる前記乗りかごと前記乗場との間のシルを検出し、
前記画像上において、前記シルのコーナーのうち前記乗場側のコーナーに基づいて三方枠の領域を検出し、
前記画像上に前記三方枠の領域を含まない前記検知エリアを設定する
ことを特徴とするエレベータの乗車検知システム。 - 前記検知エリア設定手段は、
前記乗り場側のコーナーの近傍から前記乗場側へ延びる第1の線分を検出し、
前記第1の線分の両端から垂直にかつ前記画像の端に向かって伸びる第2及び第3の線分を検出し、
前記第1乃至前記第3の線分に囲まれる領域を前記三方枠の領域として検出する
ことを特徴とする請求項1記載のエレベータの乗車検知システム。 - 前記検知エリア設定手段は、前記画像上において、前記シルのコーナーのうち前記乗りかご側のコーナーに基づいて戸袋の柱の領域を検出し、前記画像上に前記戸袋の柱の領域を含まない前記検知エリアを設定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエレベータの乗車検知システム。 - 前記検知エリア設定手段は、
前記乗りかご側のコーナーの近傍から前記乗りかご側へ延びる第4の線分を検出し、
前記第4の線分の両端から垂直にかつ前記画像の端に向かって伸びる第5及び第6の線分を検出し、
前記第4乃至前記第6の線分に囲まれる領域を前記戸袋の柱の領域として検出する
ことを特徴とする請求項3記載のエレベータの乗車検知システム。 - 前記検知エリア設定手段は、前記シルの位置及び前記撮像手段の内部パラメータに基づいて、実空間における前記撮像手段の設置位置を示す3次元座標を算出し、前記3次元座標に基づいて、前記実空間の座標系と前記画像の座標系とを対応づける回転パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項1記載のエレベータの乗車検知システム。 - 前記検知エリア設定手段は、実空間における前記撮像手段の設置位置を示す3次元座標、前記撮像手段の内部パラメータ、及び、実空間の座標系と前記画像の座標系とを対応づける回転パラメータに基づいて、前記シルの位置を検出する
ことを特徴とする請求項1記載のエレベータの乗車検知システム。
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