JPH06200672A - 自動扉用移動物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動扉用移動物体検知装置において、監視エ
リアに進入した人体などの移動物体の進入方向や移動速
度を検出し、その進入方向や移動速度に基づいて扉開閉
装置に開信号を出力するように構成することによって、
不必要な扉の開閉動作を防ぐ。 【構成】 扉の前方に監視エリアを形成する画像入力部
１と、画像入力部１から取り込まれた２枚の画像を記憶
する第１画像メモリ２１，第２画像メモリ２２と、これ
ら第１画像メモリ２１，第２画像メモリ２２の２枚の画
像を比較して監視エリア内に進入した移動物体を検出す
ると共に、この移動物体の進入方向および移動速度を検
出する検知手段２とを有する。検知手段２は、移動物体
の進入方向が扉の開口幅内であるときに、移動物体の移
動速度から扉への到達時間を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、扉の前方に設けた監
視エリアに進入した人体などの移動物体を検知して扉の
開閉制御を行えるようにした自動扉用移動物体検知装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術としては、特開平４−
１７４１８４号公報に、扉の前方の監視エリアに進入し
た移動物体（例えば、人体ａ）を検出する従来の自動扉
用移動物体検知装置Ａが記載されている。この装置Ａ
は、図１０に示すように、監視エリアを、扉２０の前方
エリアの近扉監視エリアＡＢと遠扉監視エリアＡＡとに
区分けすると共に、遠扉監視エリアＡＡを扉開閉方向に
左端エリアＡ１と右端エリアＡ３と中央エリアＡ２の３
つの小エリアに区分けし、監視エリアへの人体ａの最初
の進入位置が左端エリアＡ１または右端エリアＡ３であ
るときに、人体ａが監視エリア外に退出するまで遠監視
エリアＡＡをマスクして扉開信号の送り出しを禁止する
構成としたものである。

【０００３】この構成の自動扉用移動物体検知装置Ａに
よると、監視エリアの外方から監視エリアに進入した人
体ａの最初の進入位置が左端エリアＡ１または右端エリ
アＡ３である場合には、この人体ａは扉２０の前を横切
って通過する人体ａであると判定され、この人体ａが監
視エリア外に退出するまで扉開信号の送り出しが禁止さ
れる。また、監視エリアの外方から監視エリアに進入し
た人体ａの最初の進入位置が近扉監視エリアＡＢまたは
遠扉監視エリアＡＡにおける中央エリアＡ２である場合
には、この人体ａは扉２０に向かう人体ａであると判定
されて扉開信号が送り出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来装置Ａによると、監視エリアに進入した人体ａの最初
の進入位置が近扉監視エリアＡＢであるときには、その
人体ａが扉２０と平行に歩いて扉２０の前を通過すると
きにも扉開信号が送り出されて扉２０が開き、扉２０が
不必要な開閉動作を繰り返すという問題点があった。

【０００５】この発明は以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、監視エリアに進入した人体ａを検出すると
共に、その人体ａの進入方向や移動速度を検出し、その
進入方向や移動速度に基づいて扉開閉装置に開信号を出
力するように構成することによって、不必要な扉２０の
開閉動作を防ぐことのできる自動扉用移動物体検知装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による自
動扉用移動物体検知装置は、扉の前方に複数の画素によ
り監視エリアを形成し、この監視エリアの時間的に連続
した２枚の画像を取り込むセンサーと、このセンサーか
ら取り込まれた２枚の画像を記憶するメモリと、このメ
モリの２枚の画像を比較して監視エリア内に進入した移
動物体を検出する検知手段とを有し、この検知手段は、
上記２枚の画像を比較して移動物体の進入方向を検出
し、その移動物体の進入方向が扉の開口幅内であるとき
に、扉開閉装置に開信号を出力することにある。

【０００７】請求項２の発明による自動扉用移動物体検
知装置は、扉の前方に複数の画素により監視エリアを形
成し、この監視エリアの時間的に連続した２枚の画像を
取り込むセンサーと、このセンサーから取り込まれた２
枚の画像を記憶するメモリと、このメモリの２枚の画像
を比較して監視エリア内に進入した移動物体を検出する
と共に、この移動物体の進入方向および移動速度を検出
する検知手段とを有し、この検知手段は、上記移動物体
の進入方向が扉の開口幅内であるときに、上記移動速度
から扉への到達時間を算出し、この到達時間が扉の開放
作動に要する時間以下となったときに扉開閉装置に開信
号を出力することにある。

【０００８】

【作用】請求項１の発明によると、検知手段で検出され
た移動物体の進入方向が扉の開口幅内であるときに扉開
閉装置に開信号が出力されるから、扉の前を人がただ単
に通過するような場合には扉が開かない。

【０００９】請求項２の発明によると、検知手段で検出
された移動物体の進入方向が扉の開口幅内であるとき
に、移動物体の移動速度から扉への到達時間を算出し、
この到達時間が扉の開放作動に要する時間よりも長い間
は開信号が出力されず、開放作動に要する時間以下とな
ったときはには開信号を出力するものであるから、扉の
通過には支障を来さず極力不必要な開閉を防止できる。

【００１０】

【実施例】請求項１及び２の発明の実施例の自動扉用移
動物体検出装置の構成図を示す図１において、１は画像
入力部であり、この画像入力部１は、例えば図２および
図５に示すように、両開き扉２０の前上方に取り付けら
れたカメラでなるセンサー１Ａによって構成される。こ
のセンサー１Ａにより扉２０の前方に複数の画素により
監視エリアａが形成される。

【００１１】検知手段２は、前記センサー１ＡとＡ／Ｄ
変換器１１を介して接続されている。２１，２２は検知
手段２外にそれぞれ設けた第１画像メモリおよび第２画
像メモリであり、センサー１Ａから取り込まれた画像を
演算部２３を通じて記憶する。また、前記演算部２３に
より第１画像メモリ２１と第２画像メモリ２２とに記憶
された２つの画像が比較演算され、監視エリアａ内に進
入した移動物体３０の進入方向が検出される。演算部２
３で算出された移動物体３０の進入方向から予想到達位
置が算出される。また、比較演算部２３では移動物体３
０の移動速度が算出され、その移動速度から移動物体３
０の扉２０への予想到達時間が算出される。この移動物
体３０の進入方向と移動速度の検出方法について、以下
図３，図４，図７及び図８に基づいて説明する。

【００１２】ある時刻ｔで画像入力部１で取り込んだ移
動物体３０と図外の静止物体を含む入力画像Ｐ１が微分
処理され、時刻ｔ＋Δｔで画像入力部１に取り込んだ移
動物体３０’と図外の静止物体を含む入力画像Ｐ２が微
分処理され、それぞれ別個の画像Ｄ１及び画像Ｄ２を得
る。このように時間的に連続した２枚の入力画像Ｐ１，
Ｐ２を用いて微分処理することにより、照明変動の変動
などの外乱要因の影響を無視できるようになる。また、
微分処理により画像の濃度が急激に変化する輪郭を強調
することができるため、濃度勾配の緩やかな移動物体３
０，３０’の影や静止物体の影の輪郭は消失する。した
がって、入力画像Ｐ１，Ｐ２の微分操作により影のない
前記画像Ｄ１，Ｄ２が得られる。この時点では、時刻が
異なる移動物体３０，３０’と静止物体の双方の物体
が、画像Ｄ１，Ｄ２にそれぞれ存在している。移動物体
３０と静止物体は複数存在していてもよいのは勿論であ
る。

【００１３】前記微分処理で得られた２枚の画像Ｄ１，
Ｄ２が差分処理により比較されて異なる時刻において現
れている共通の静止物体の輪郭が消去されてから、２値
化処理されて、２枚の画像Ｄ１，Ｄ２中に存在している
時刻は異なるが同一移動物体である２つの移動物体３
０，３０’の輪郭が重複して現れる１つの画像Ｄ３が得
られる。

【００１４】また、微分処理された前記２枚の画像Ｄ
１，Ｄ２は、それぞれ単独で２値化処理されて、時刻ｔ
の移動物体３０と静止物体の双方の輪郭を含む画像Ｂ
１，時刻ｔ＋Δｔの移動物体３０’と静止物体の双方の
輪郭を含む画像Ｂ２が得られる。

【００１５】次に、前記画像Ｄ３と画像Ｂ１及び画像Ｄ
３と画像Ｂ２の論理積をとり、それぞれ移動物体３０，
３０’の輪郭のみの画像Ｄ１’及び画像Ｄ２’を得る。
これにより、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔにおける時間的に連
続した同一の移動物体３０，３０’の輪郭を確実に画像
Ｄ１’及び画像Ｄ２’にそれぞれ別々に検出することが
できる。

【００１６】そして、これら画像Ｄ１’及び画像Ｄ２’
中の移動物体３０及び３０’の重心を算出する重心算出
処理を行う。これは、それぞれの移動物体３０，３０’
の輪郭の画像Ｄ１’及び画像Ｄ２’に於ける重心座標を
求めることによって行う。次に、演算処理により、これ
ら２つの同一の移動物体１０，１０’の輪郭を１つの画
像Ｄ４に２重に抽出する画像処理をして現す。これは前
記したように処理に用いた連続画像Ｐ１，Ｐ２の入力時
間差によって移動物体が移動しているため現れるもので
ある。したがって、移動物体３０の移動ベクトルは、先
に求めた２つの移動物体３０，３０’の画像Ｄ１，Ｄ
１’の重心座標から、重心比較してこの重心の変位によ
り求めることが可能である。そこで、この移動物体３０
及び３０’の重心を求める手法および移動ベクトルを求
める手法について、図４に基づいて説明する。

【００１７】まず、移動物体３０及び３０’のそれぞれ
の重心座標を求める手法について説明する。最初に行う
ノイズ消去操作は、画像中のノイズ成分を取り除く操作
である。すなわち、２値画像Ｄ１’、Ｄ２’中には移動
物体データに関係のないノイズデータが含まれている。
移動物体を表す画像データは隣接するデータとの連結性
を持ち、ノイズは連結性を持たない孤立点である。従っ
て、この孤立点を消去する操作がノイズ消去操作であ
る。

【００１８】膨張処理は、移動物体３０、３０’の輪郭
線を強調する処理である。すなわち、微分処理による輪
郭線の強調を行っても、移動物体３０、３０’の輪郭形
状を完全に求めることはできない。特に物体と物体とが
生成する影の境界線は明瞭には検出されず、波線状態と
なってしまう。そこでノイズ消去後の画像において、移
動物体３０、３０’の輪郭形状を明瞭にするため膨張処
理を行う。膨張処理では、例えば明画素の周囲８点に明
画素が１つ以上存在する場合、隣接する８点全てを明画
素にする。

【００１９】輪郭線追跡ラベリング操作は、移動物体３
０、３０’の輪郭となるがその座標値を取り出す操作で
ある。膨張処理で行った画像の連結性を基にして物体を
構成する図形成分の分別（ラベリング）を行う。ラベリ
ングには全ての明画素を分別する方法と、明画素領域の
輪郭線データのみで分別する方法とがあるが、輪郭線追
跡は演算時間が少なくて済むので、この手法を採用し
た。

【００２０】重心座標演算は、輪郭線データ数、Ｘ座標
データ、Ｙ座標データなどを因子とする演算式を用いて
行う。

【００２１】上記のようにして、画像Ｄ１’，Ｄ２’の
それぞれにおいて重心座標を算出した後、移動物体３
０、３０’の重心座標の変移を求める。この手法は、連
続画像の取り込まれる時間差Δｔは例えば１／３０ｓｅ
ｃと僅かであるため、この間の物体移動量は微少である
とし、１枚目と２枚目、すなわち、画像Ｄ１’，Ｄ２’
のそれぞれの重心座標集合の中で最も近接する２つの座
標が同一の移動物体のものであると仮定することによっ
て行われる。これらの近接した重心座標を見つけること
で、複数物体の移動ベクトルをも算出することができ
る。このようにして求めた移動ベクトルによって、移動
物体３０の移動方向と移動速度、しいては予想到達位置
と、予想到達時間を算出することができるのである。

【００２２】なお、複数の移動物体が検出された場合に
は、時刻ｔにおけるそれぞれの重心データに対して、最
も近い位置にある時刻ｔ＋Δｔにおける重心データを結
び付けて、個々の移動物体の移動ベクトルの検出をする
ようにしている。

【００２３】そして、これら予想到達位置および予想到
達時間は、比較部２４であらかじめ入力されている自動
扉特性データと比較され、出力部２５より扉コントロー
ラ２６に指令信号が出され、扉開閉駆動装置２７が動作
され、扉２０が開閉するようになっている。自動扉特性
データは、このような演算に使用するために、扉が全又
は半開の場合に必要となる扉の開口幅Ｗ、あるいは扉が
全又は半開の場合に必要となる扉の開放作動時間Ｔなど
のデータである。

【００２４】このようにして、演算部２３と比較部２４
と出力部２５とにより監視エリアａ内に進入した移動物
体３０を検知し、その移動物体３０の進入方向および移
動速度を検出する検知手段２が構成されている。

【００２５】この発明の実施例の動作を図６乃至図８に
基づいて更に詳しく説明する。センサー１Ａは、検知手
段２が作動状態になると割り込み待ちをする。待ちがな
い時は、割り込みルーチンに入って、センサー１Ａから
の画像が所定時間間隔Δｔで第１画像メモリー２１及び
第２画像メモリー２２に記憶される。そして、出力部２
５から開信号が発せられてない時は、この第１画像メモ
リー２１及び第２画像メモリー２２に記憶されている内
容から演算部２３で監視エリアａ内の移動物体３０の存
在の有無を確認する。

【００２６】そして、図７（ａ）、（ｂ）のように監視
エリアａに移動物体３０の進入が確認されると、それら
の画像が演算部２３により演算されて、移動物体３０の
進入方向と移動速度とが移動ベクトルとして検出され、
これから予想到達位置と予想到達時間が算出される。

【００２７】請求項１の発明においては、この算出され
た演算結果と予め記憶されている自動扉特性データとが
比較されて、予想到達位置が図７（ａ）のように扉２０
の開口幅Ｗ内であるときには、扉２０に到達する予定で
あると判定され、出力部２５より扉コントローラ２６に
開信号が出力される。

【００２８】移動物体３０の進入方向が図７（ｂ）のよ
うに扉２０の開口幅Ｗ外であるときには、扉２０に到達
しないと判定され、開信号は出力されない。したがっ
て、移動物体３０が扉２０の前をただ単に通過するだけ
のときに扉２０が不必要に開くことはない。また、この
時には検知手段２はスタート時点に戻って次の割り込み
待ちをする状態となる。

【００２９】次に、請求項２の発明について述べる。こ
の請求項２の実施例は、前記移動物体３０の進入方向が
図７（ａ）のように扉２０の開口幅Ｗ内である時に、検
知手段２により検出された移動物体３０の前記移動速度
を基にして、図８（ａ）に示すように移動物体３０から
扉２０に至る迄の予想到達時間を算出し、これに基づい
て扉コントローラ２６により扉２０の開動作が開始され
るまでのタイミングを計るためのカウントダウンが行わ
れる。そして、図８（ｂ）のように移動物体３０が扉２
０の前に到達したときのタイミングで、出力部２５から
開信号が出力され扉開閉駆動装置２７が動作して扉２０
が開かれる。

【００３０】扉コントローラ２６からの開信号の継続時
間すなわちオープンタイムは、タイマーで設定され、例
えば扉２０が開いてから１秒後には移動物体３０が扉開
口部Ｗを通過するものと設定すると、扉開閉駆動装置２
７の動作による扉２０の開継続時間は１秒に設定され、
扉コントローラ２６からの開信号出力は１秒後に停止さ
れる。

【００３１】なお、移動物体２０の移動方向については
Ｙ軸方向（扉を横切って入退出する方向）の正負を判定
することにより移動物体３０が入室するか退室するかを
判定することが可能であるから、退出の場合には移動物
体３０が扉２０を横切って通過した後に直ちに閉作動を
行わせることが可能である。

【００３２】検知手段２の出力部２５から開信号が出力
中に、割り込みルーチンが入力されてきた時は、オープ
ンタイムのカウントダウンが開始され、オープンタイム
が経過すると、開信号の出力が停止される。また、オー
プンタイムが経過していない時は、スタート時点に戻っ
て割り込み待ちをする状態となる。

【００３３】また、監視エリアａ内に進入した移動物体
３０の存在が確認されない時は、出力部２５から扉２０
の開出力は発せられず、スタートに戻って割り込み待ち
の状態となる。

【００３４】なお、以上の説明においては、移動物体３
０として１つのみを挙げて説明したが、複数の移動物体
３０が監視エリアａに進入した場合には、個々の移動物
体３０について同様の演算を検知手段２で行い、いずれ
かの移動物体３０の進入方向が開口幅Ｗ内にある時に、
扉２０を開くようにしてもよい。また、移動速度に合わ
せて扉を開くタイミングは、最も早く扉２０に到達する
移動物体３０に合わせるようにしてもよい。

【００３５】ところで、左右の扉を独立して全半開制御
することのできる両開きの自動扉を用いると、移動物体
の数や大きさ（たとえば人数の多少）や進入方向に応じ
て開動作させる扉やその扉の開状態を種々に選択して開
閉動作時間の短縮を図ることが可能になる。図９はその
ように構成された自動扉を示した説明図である。この構
成において、左右の扉２０，２０は個別に全開および半
開することができるように制御されている。このような
扉において、上記検知手段２によって検出した移動物体
３０の進入方向により左右いずれの扉２０を開くか否か
ということが判定されると共に、扉２０を開くときには
それを全開するか半開するかということが判定される。
全半開の開閉制御を行う場合には、複数個の移動物体が
検出された時には、全開作動させることが好ましい。こ
のような判断データは、前記した自動扉特性データとし
て蓄えておくことができる。また、移動物体３０の移動
速度に基づいて、扉２０に達する迄の時間が算出され、
この時間が扉の開放作動にようする時間以下となった時
に、扉開閉装置に開信号を出力するようにしておけば、
移動物体３０が扉２０に到着する寸前に扉２０が開き、
扉２０を開くときのタイミングが制御される。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、請求
項１の発明によれば、扉に向かう移動物体（例えば人
体）であるという判定をするときの確度が高くなり、扉
の前を移動物体がただ単に横切るような場合には扉が開
かないので、不必要な扉の開閉を防止し易くなるという
効果がある。このような効果によって、ビルや室内の空
調に要する電力が節減でき、また、ビルや室内の環境が
外部の環境の影響を受けにくくなるという利点が生ず
る。

【００３７】請求項２の発明によれば、不必要な扉の開
閉を防止し易くなるという効果に加え、移動物体が扉に
近付いたときの扉を開くタイミングを的確に定めること
ができ、前記効果及び利点を更にたかめることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による自動扉用移動物体検知
装置の構成図。

【図２】センサーの取付位置を側面図で示した説明図。

【図３】移動物体の進入方向と移動速度を算出する説明
図。

【図４】重心座標の算出手順説明図。

【図５】センサーの取付位置を平面図で示した説明図。

【図６】検知手段における動作のフローチャート。

【図７】（ａ）は監視エリアへの移動物体の進入方向が
扉の開口幅内である場合の説明図。（ｂ）は監視エリア
への移動物体の進入方向が扉の開口幅外である場合の説
明図。

【図８】（ａ）は監視エリアに進入した移動物体の扉へ
の到達時間を示す説明図。（ｂ）は監視エリアに進入し
た移動物体が扉に到達した場合を示す説明図。

【図９】全開、半開可能に制御された両開き自動扉にこ
の発明を適用した場合の説明図。

【図１０】従来例を示す説明図。

【符号の説明】

ａ 監視エリア １Ａ センサー ２ 検知手段 ２０ 扉 ２１ 第１画像メモリ（メモリ） ２２ 第２画像メモリ（メモリ） ２７ 扉開閉駆動装置（扉開閉装置） ３０ 移動物体 Ｗ 扉の開口幅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扉の前方に複数の画素により監視エリア
   を形成し、この監視エリアの時間的に連続した２枚の画
   像を取り込むセンサーと、このセンサーから取り込まれ
   た２枚の画像を記憶するメモリと、このメモリの２枚の
   画像を比較して監視エリア内に進入した移動物体を検出
   する検知手段とを有し、 この検知手段は、上記２枚の画像を比較して移動物体の
   進入方向を検出し、その移動物体の進入方向が扉の開口
   幅内であるときに、扉開閉装置に開信号を出力するもの
   であることを特徴とする自動扉用移動物体検知装置。
2. 【請求項２】 扉の前方に複数の画素により監視エリア
   を形成し、この監視エリアの時間的に連続した２枚の画
   像を取り込むセンサーと、このセンサーから取り込まれ
   た２枚の画像を記憶するメモリと、このメモリの２枚の
   画像を比較して監視エリア内に進入した移動物体を検出
   すると共に、この移動物体の進入方向および移動速度を
   検出する検知手段とを有し、 この検知手段は、上記移動物体の進入方向が扉の開口幅
   内であるときに、上記移動速度から扉への到達時間を算
   出し、この到達時間が扉の開放作動に要する時間以下と
   なったときに扉開閉装置に開信号を出力するものである
   ことを特徴とする自動扉用移動物体検知装置。