JPH0933215A - 移動パターン認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動パターンの認識を可能とする移動パター
ン認識装置を提供することを目的とする。 【構成】 移動体の存在を検出するセンサを用いて、そ
のセンサの検知可能な前記移動体が移動する検知領域に
おいて、時間的に変化する前記移動体の位置を示す移動
信号を検出するセンサヘッド２１と、予め作られた、前
記検知領域内を前記移動体が移動する際の、各種の移動
パターンに関するデータを記憶している信号処理回路２
２のメモリと、そのメモリから、センサヘッド２１によ
り検出された移動信号に対応する、前記移動パターンに
関するデータを選択する信号処理回路２２のＣＰＵとを
備えた移動パターン認識装置によれば、移動体の移動パ
ターンを認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、赤外線ア
レイセンサを用いて出入口等での人体の移動方向や通過
人数を検知する、移動パターン認識装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、セキュリティや空調制御、照明制
御において、室内にいる人間の有無や活動量を検知する
ために室内の人間の在室状況や温度分布の計測への要求
が高まりつつ有る。さらに、企業等において在室者管理
を行うことによって、部屋や建物への入場者や退場者の
人数を把握、管理することが求められている。

【０００３】従来の在室者管理としては、建物や部屋の
受付で記名してもらう方法、部屋の入口で手動カウンタ
によってカウントする方法、機械的に一人一人を入退室
させてカウントする方法等がある。

【０００４】さらに、特開平３−１９６２８６、５−３
２４９５５等のように出入口や階段等のマットに圧力セ
ンサを設置して人数や移動方向を検知する方法、また特
開平３−１８６９９８、４−９５７９４、５−８１５０
３等のように複数の赤外線センサを用いて移動方向およ
び人数をカウントする方法等がある。すなわち、人体の
重みを検知することにより人体を検知し、移動方向や通
過人数を検知することができ、また、人体から放出され
た赤外線を検知することにより人体を検知し、その信号
を空気調和機・照明器具等の環境制御機器や防犯システ
ム等の制御に用いたり、また入退場者人数を計測する目
的で、赤外線センサを用いて赤外線発生源を検出する装
置が使用されるようになってきた。

【０００５】また、上記のような問題点を解決するため
に、複数の検出部が設けられた１個の赤外線センサを用
いて、通過人体の移動方向と通過人数を検知し、在室者
人数の管理をすることができる通過人数検知センサおよ
びそのシステムが本出願人によって出願されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように人を用いて人数カウントを行う場合、コストが高
く、また非常に煩わしく手間と時間がかかるという欠点
があった。

【０００７】また、機械的に検知する方法では、大がか
りな設備を必要とし、コスト的にも非常に高く、また、
その設置のためのスペースがないという問題点もあっ
た。

【０００８】また、複数の赤外線センサを用いて人体検
知を行う方法では、複数のセンサを使用するため、コス
トが高くなり、また、出入口全てを検知しているかどう
かわからないため誤検知が多く発生し易く、正確な人数
を計測することができないという課題があった。特に、
人が多少離れながら連続して移動したり、交差したりす
るような場合のセンサの検出においては、誤検知、誤判
断が多く、正確な人体検知を行うことができないという
問題があった。さらに、これらの方法では、それぞれそ
の方法にあった信号処理方法やアルゴリズム等が必要で
あるはずであるが、それはいっさい公開されていない。

【０００９】そこで、本発明は、上述の問題に鑑みて試
されたもので、例えば、移動体の方向を検出したり、方
向別の移動回数を算出したりすることができる、移動パ
ターンの認識を可能とする移動パターン認識装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動体の存在
を検出するセンサを用いて、そのセンサの検知可能な前
記移動体が移動する検知領域において、時間的に変化す
る前記移動体の位置を示す移動信号を検出する移動信号
検出手段と、予め作られた、前記検知領域内を前記移動
体が移動する際の、各種の移動パターンに関するデータ
を記憶している移動パターン記憶手段と、その移動パタ
ーン記憶手段から、前記移動信号検出手段により検出さ
れた移動信号に対応する、前記移動パターンに関するデ
ータを選択する移動パターン選択手段とを備えたことを
特徴とする移動パターン認識装置である。

【００１１】なお、本発明の前記移動体とは移動する発
熱体であり、前記センサとは所定の角度で赤外線を集光
する集光レンズとその集光レンズにより集光された赤外
線を複数の検出部により検出する赤外線アレイセンサで
あり、前記検知領域とは前記赤外線を集光する領域であ
る。

【００１２】本発明は、所定の角度で赤外線を集光する
集光レンズとその集光レンズにより集光された赤外線を
複数の検出部により検出する赤外線アレイセンサとを用
いて、その赤外線を集光する検知領域内を発熱体が移動
する際の、時間的に変化する前記発熱体の位置を示す移
動信号を検出する移動信号検出手段と、その移動信号検
出手段により検出された移動信号の正規化データを生成
する移動信号正規化手段と、その移動信号正規化手段に
よる正規化データを考慮して予め作られた、前記検知領
域内を前記発熱体が移動する際の、各種の移動パターン
に関するデータを記憶している移動パターン記憶手段
と、その移動パターン記憶手段から、前記移動信号正規
化手段により生成された正規化データに対応する、前記
移動パターンに関するデータを選択する移動パターン選
択手段と、その移動パターン選択手段により選択された
データに基づいて、前記発熱体の移動パターンを認識す
る移動パターン認識手段とを備えたことを特徴とする移
動パターン認識装置である。

【００１３】なお、本発明の移動信号検出手段は、前記
集光レンズと前記赤外線アレイセンサとの組を複数有
し、その複数組の各々により、前記発熱体の移動する所
定の領域がカバーされているとしてもよい。

【００１４】また、本発明は、前記移動信号正規化手段
によっては生成され得ないデータであるゴミデータを複
数記憶しているゴミデータ記憶手段を備え、前記移動信
号正規化手段は、前記移動信号検出手段により検出され
た移動信号の正規化データを生成し、その正規化データ
に前記ゴミデータ記憶手段で記憶されているゴミデータ
が含まれている場合、その正規化データからそのゴミデ
ータの除去を行うとしてもよい。

【００１５】また、本発明は、所定の基準温度に関する
基準データを記憶している基準温度記憶手段を備え、前
記移動信号正規化手段は、前記基準温度記憶手段で記憶
されている基準データを用いて、前記赤外線アレイセン
サの複数の検出部から得られる信号の各々の比又は差を
求め、前記検出部とそれと隣接する検出部との間で、前
記比又は差の大小を比較して２値化処理を行うことによ
り、前記移動信号の正規化データを生成するとしてもよ
い。なお、前記所定の基準温度とは、前記検知領域内に
前記発熱体が存在しない場合の前記移動信号検出手段に
より検出される温度であり、前記基準データとは、所定
の時間サンプリングして得られた前記基準温度を用いて
算出された前記基準温度の平均値及び標準偏差であると
してもよい。

【００１６】また、本発明は、前記移動パターン記憶手
段で記憶されている移動パターンに関するデータは、そ
の移動パターンの移動方向及び／又はその方向への通過
回数に関する副情報を有し、前記移動パターン認識手段
は、前記移動パターン選択手段により選択された前記移
動パターンに関するデータに基づいて、前記発熱体の移
動パターンに関する移動方向及び／又はその方向への通
過回数を認識するとしてもよい。

【００１７】本発明では、移動信号検出手段は、移動体
の存在を検出するセンサを用いて、そのセンサの検知可
能な前記移動体が移動する検知領域において、時間的に
変化する前記移動体の位置を示す移動信号を検出する。
移動パターン記憶手段は、前記検知領域内を前記移動体
が移動する際の、各種の移動パターンに関するデータを
記憶している。そして、その各種の移動パターンに関す
るデータは予め作られている。移動パターン選択手段
は、その移動パターン記憶手段から、前記移動信号検出
手段により検出された移動信号に対応する、前記移動パ
ターンに関するデータを選択する。

【００１８】本発明では、移動信号検出手段は、所定の
角度で赤外線を集光する集光レンズとその集光レンズに
より集光された赤外線を複数の検出部により検出する赤
外線アレイセンサとを用いて、その赤外線を集光する検
知領域内を発熱体が移動する際の、時間的に変化する前
記発熱体の位置を示す移動信号を検出する。移動信号正
規化手段は、その移動信号検出手段により検出された移
動信号の正規化データを生成する。移動パターン記憶手
段は、その移動信号正規化手段による正規化データを考
慮して予め作られた、前記検知領域内を前記発熱体が移
動する際の、各種の移動パターンに関するデータを記憶
している。移動パターン選択手段は、その移動パターン
記憶手段から、前記移動信号正規化手段により生成され
た正規化データに対応する前記移動パターンに関するデ
ータを選択する。移動パターン認識手段は、その移動パ
ターン選択手段により選択されたデータに基づいて、前
記発熱体の移動パターンを認識する。

【００１９】なお、本発明の移動信号検出手段は、前記
集光レンズと前記赤外線アレイセンサとの組を複数有
し、その複数組の各々により、前記発熱体の移動する所
定の領域をカバーしているとしてもよい。

【００２０】また、本発明では、ゴミデータ記憶手段
は、前記移動信号正規化手段によっては生成され得ない
データであるゴミデータを複数記憶しており、前記移動
信号正規化手段は、前記移動信号検出手段により検出さ
れた移動信号の正規化データを生成し、その正規化デー
タに前記ゴミデータ記憶手段で記憶されているゴミデー
タが含まれている場合、その正規化データからそのゴミ
データの除去を行うとしてもよい。

【００２１】また、本発明では、基準温度記憶手段は、
所定の基準温度に関する基準データを記憶しており、前
記移動信号正規化手段は、前記基準温度記憶手段で記憶
されている基準データを用いて、前記赤外線アレイセン
サの複数の検出部から得られる信号の各々の比又は差を
求め、前記検出部とそれと隣接する検出部との間で、前
記比又は差の大小を比較して２値化処理を行うことによ
り、前記移動信号の正規化データを生成するとしてもよ
い。なお、前記所定の基準温度とは、前記検知領域内に
前記発熱体が存在しない場合の前記移動信号検出手段に
より検出される温度であり、前記基準データとは、所定
の時間サンプリングして得られた前記基準温度を用いて
算出された前記基準温度の平均値及び標準偏差であると
してもよい。

【００２２】また、本発明では、前記移動パターン記憶
手段で記憶されている移動パターンに関するデータは、
その移動パターンの移動方向及び／又はその方向への通
過回数に関する副情報を有し、前記移動パターン認識手
段は、前記移動パターン選択手段により選択された前記
移動パターンに関するデータに基づいて、前記発熱体の
移動パターンに関する移動方向及び／又はその方向への
通過回数を認識するとしてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００２４】図１は、本発明の移動パターン認識装置で
使用される移動信号検出手段の一実施例を示す斜視図で
ある。

【００２５】一般的に、赤外線発生源を検出する装置に
使用されるセンサには、赤外線センサ等が用いられる。
赤外線センサとしては、赤外線を光子としてとらえる量
子型センサと、赤外線を電磁波として吸収して、素子の
温度が上昇する熱作用の結果生じる素子の物性変化を利
用する熱型センサの２種類が知られている。前者につい
ては、通常液体窒素等による冷却が必要なため、一般的
には後者の熱型センサが用いられる。熱型センサの中で
も、焦電型赤外線センサは、他に比べて感度が高いた
め、赤外線発生源検知には適している。

【００２６】しかし、焦電型赤外線センサは、基本的に
は赤外線の変化を検出するものであるため、静止した赤
外線発生源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤
外線が断続的にセンサ受光部に入射するように工夫する
必要がある。通常は、スリット付き円板や平板等のチョ
ッパーを回転あるいは振動させることにより、赤外線が
センサ受光部に断続入射（チョッピング）するようにし
ている。

【００２７】そこで、本実施例の移動信号検出手段の赤
外線アレイセンサは、複数個のライン状の焦電素子１１
により構成される。その焦電素子１１の前面を覆うよう
にして赤外線遮光板１２が取り付けられている。シリコ
ン赤外線透過レンズである赤外線透過レンズ１３は、赤
外線１７を焦電素子１１に集光するように取り付けられ
ている。この赤外線透過レンズ１３に広角レンズを用い
れば、赤外線アレイセンサを回転させることなく、一括
して移動する発熱体を検知することが可能となる。チョ
ッパー１４は、赤外線透過レンズ１３に入射する赤外線
１７を断続的に遮断するために設けられている。チョッ
パー１４は、回転可能な状態で、チョッパーシャフト１
５を介してブラシレスモータ１６に機械的に接続されて
いる。このチョッピングの周波数を１０Ｈｚ以上に設定
すれば、より高速に、より正確に又高精度に人体検知を
行うことができる。

【００２８】また、この赤外線アレイセンサは、複数の
ライン状の焦電素子１１を有しているため、その複数個
の焦電素子１１を基準にして、各焦電素子１１の時刻別
の出力値を考慮すれば、移動する発熱体がその複数個の
焦電素子１１上のどの方向に移動したかを検出すること
ができる。

【００２９】図２は、本発明の移動パターン認識装置に
係る別の一実施例の構成図である。移動信号検出手段で
あるセンサヘッド２１は、図１のセンサを備えている。
センサヘッド２１は、図１の複数個のライン状の焦電素
子１１を有しているので、その複数個の焦電素子１１を
基準にして、焦電素子１１の各々の時刻別の出力値を考
慮すれば、発熱体がその複数個の焦電素子１１上のどの
方向に移動したかを検出することができる。そのセンサ
ヘッド２１の出力は、数ｍのケーブルを介して信号処理
回路２２に入力される。信号処理回路２２は、内部に増
幅回路（図２のＡｍｐ．）とＡ／Ｄ変換器（図２のＡ／
Ｄ）を備えている。信号処理回路２２に入力されたセン
サヘッド２１の出力は、その増幅回路により増幅された
後、そのＡ／Ｄ変換器に入力されてデジタル信号（ＡＤ
値）に変換される。そのデジタル信号は、信号処理回路
２２が有するＣＰＵ、メモリ等により演算処理され、セ
ンサヘッド２１の赤外線ラインセンサを基準にした移動
する発熱体の移動パターンが認識される。この認識結果
は、RS-232C から出力されて、コンピュータ又は表示装
置２３に送信される。

【００３０】この演算処理用のプログラム（そのフロチ
ャートについては後述する。）は、ＲＯＭ若しくはメモ
リカード等の半導体メモリ、又は、ハードディスク、光
磁気ディスク若しくはフロッピーディスク等のディスク
メモリによって記憶されている。また、その演算処理で
参照される予め作られたデータ等もＲＯＭ若しくはメモ
リカード等の半導体メモリ、又は、ハードディスク、光
磁気ディスク若しくはフロッピーディスク等のディスク
メモリによって記憶されている。信号処理回路２２が有
するメモリとは、そのプログラムをロードするための主
記憶メモリであり、そして、上述のメモリのことであ
る。

【００３１】ところで、そのプログラムを起動している
信号処理回路２２のＣＰＵは、本発明の移動パターン認
識装置の移動信号正規化手段、移動パターン選択手段、
移動パターン認識手段に該当する。また、信号処理回路
２２のメモリは、同発明の移動パターン記憶手段、ゴミ
データ記憶手段、基準温度記憶手段に該当する。

【００３２】図４は、部屋の出入口の上部に、本実施例
のセンサヘッド２１を設置した場合の様子を示す図であ
る。幅１００ｃｍ、高さ２２０ｃｍ程度の通常よく見ら
れる部屋の出入口４４の中央上部にセンサヘッド２１
を、出入口４４の中央下部からの赤外線を所定の角度で
集光するように設置されている。このセンサヘッド２１
により集光された赤外線は信号処理回路２２に入力さ
れ、そして、そこで処理されて得られた入退場等の情報
がコンピュータまたは表示装置４３に表示される。この
時のセンサの入射角が６゜であるとすると、検知領域４
６は図に示すようにになり、人体４５が最も端を通過し
たとしても十分検知することができる。

【００３３】次に、この設置状態での本装置の動作につ
いて説明する。

【００３４】図５は、プログラムが起動している図２の
ＣＰＵの処理に関するフローチャートである。即ち、常
に検知しているバックグラウンドである床面温度が、所
定時間サンプリングされて、その床面温度の平均値（Ｘ
ｖａｒ）及び標準偏差（Ｓ）が算出される。これらの平
均値と標準偏差は、信号処理回路２２のメモリに記憶さ
れる。その記憶の動作としては、サンプリングの所定時
間中に、検知領域４６内に人体４５が存在しなければ、
その算出された新しい平均値と標準偏差に更新される。

【００３５】（数１）によりこれらの平均値及び標準偏
差が使用されて、各チョッピング毎に、赤外線アレイセ
ンサの複数の焦電素子の各々から入力されて得られたＡ
Ｄ値から、その複数の焦電素子から得られた信号の各々
の変化率（ＨＥＮＫＡ）が算出される。

【００３６】

【数１】 ＨＥＮＫＡ（ｉ，ｊ）＝（ＡＤ値−Ｘｖａｒ）／Ｓ この変化率が標準偏差の３倍以上である場合の、赤外線
アレイセンサ内の隣接する焦電素子間の変化率が比較さ
れて、その大きい方を１にすることによって二値化処理
される。

【００３７】図６は、具体例として、３つの焦電素子１
１により検出された移動信号の正規化データの生成の様
子を示す図である。２．５ｍ上に設置された赤外線アレ
イセンサの検知領域は、検知エリア１，２，３からな
る。（ａ）に示す状態Ａは、検知エリア３に人体が入っ
てきた場合の移動状態である。（ｂ）に示す状態Ｂ１，
Ｂ２は、検知エリア２の方に進んでいった場合の移動状
態である。（ｃ）に示す状態Ｃ１，Ｃ２は、検知エリア
１に到達した場合の移動状態である。この時の２値化デ
ータは、それぞれの図の右に示すグラフのようになる。
即ち、標準偏差σ（Ｓ）の３倍以上の変化率のうちで、
隣接する焦電素子と比較して大きい方を１とすれば、
Ａ：（００１）、Ｂ１：（０１１）、Ｂ２：（０１
０）、Ｃ１：（１１０）、Ｃ２：（１００）となる。

【００３８】図７は、図６と同様にして得られる別の動
作の一例を示す図である。例えば、人が通過した場合に
は、（ａ）に示すように、（０００）（００１）（０１
１）（１１０）（０００）のように変化する。また、人
が途中でＵターンの場合は、（ｂ）又は（ｃ）のように
変化すると考えられる。

【００３９】このようにして得られる二値化処理された
データに基づき、検知領域内を人体が移動する際の、各
種の移動パターンに関するデータが予め作られて、信号
処理回路２２のメモリに格納されている。

【００４０】赤外線アレイセンサにより、検出されて処
理された実際の移動パターンは、このメモリに格納され
ている各種の移動パターンと比較され、そして、該当す
る移動パターンに関するデータが選択される。

【００４１】選択された移動パターンに関するデータを
基にして、人体の移動パターンが認識される。即ち、移
動の方向に関する情報が、その移動パターンに関するデ
ータに含まれていれば、どの方向に人体が移動したかが
認識される。本実施例の場合では、移動パターン認識装
置により、人が出入口４４から入ってきたのか、あるい
は出て行ったのかが認識される。

【００４２】この方法によって、信頼性も高く、高精度
に人体を検知し、移動方向を判断することができるよう
になり、従来９０％程度であった移動方向検知率を９９
％以上にすることができた。

【００４３】図８は、本発明の移動パターン認識装置に
係る別の一実施例の動作を示すフローチャートである。
本実施例の移動パターン認識装置による構成と動作は、
図１から図７を用いて説明した実施例と同様であり、相
違点は各種の移動パターンに関するデータの情報の種類
であり、その移動パターンが選択された後の情報の認識
の処理とその得られた結果である。図９は、人が出入口
を出入りする場合の移動パターンに関する具体的な二値
化データを示した図である。２人の人体が交差した場合
や連続通過した場合を示している。本実施例では、この
ような移動パターンが考慮され、かつ、人が検知領域を
どの方向に通過して行ったかを示す情報が、その移動パ
ターンに関するデータと供に、図２の信号処理回路２２
のメモリに予め記憶されている。これにより、本実施例
の移動パターン認識装置は、出入口から何人の人が入っ
てきたか、または出て行ったかを計数することができ
る。また、時間帯別の入場者数を算出することもでき
る。

【００４４】この方法により、信頼性も高く、高精度に
人体を検知し、移動方向を判断し、通過人数を計測する
ことができるようになり、従来８０％程度であった通過
人数検知率を９５％以上にすることができた。

【００４５】図１０は、本発明の移動パターン認識装置
に係る別の一実施例の動作を示すフローチャートであ
る。本実施例の移動パターン認識装置の構成と動作は、
図１から図９を用いて説明した実施例と同様であり、以
下に述べるゴミパターンの取扱いが相違する点である。
まず、図２の信号処理回路２２のメモリには、予め、図
６の移動信号の正規化データの生成によっては得られな
いデータであるゴミデータが複数記憶されている。

【００４６】そこで、このゴミパターンがどのように使
用されるかを説明する。バックグラウンドである床面温
度が、所定時間サンプリングされて、その床面温度の平
均値及び標準偏差が算出される。これらの平均値と標準
偏差は、信号処理回路２２のメモリに記憶される。その
記憶の動作としては、サンプリングの所定時間中に、検
知領域内に人体が存在しなければ、その算出された新し
い平均値と標準偏差に更新される。

【００４７】（数１）によりこれらの平均値及び標準偏
差が使用されて、各チョッピング毎に、赤外線アレイセ
ンサの複数の焦電素子の各々から入力されて得られたＡ
Ｄ値から、その複数の焦電素子から得られた信号の各々
の変化率（ＨＥＮＫＡ）が算出される。

【００４８】この変化率が標準偏差の３倍以上である場
合の、赤外線アレイセンサ内の隣接する焦電素子間の変
化率が比較されて、その大きい方を１にすることによっ
て二値化処理される。

【００４９】二値化処理されたデータにゴミパターンに
該当するデータがあれば、そのデータはゴミとして削除
される。ゴミパターンは、例えば（０００）（０１０）
（０００）のように突然１のみが現れるような場合のデ
ータであり、このような時は自動的にゴミ削除というこ
とでキャンセルされる。

【００５０】図１１は、本発明の移動パターン認識装置
に係る別の一実施例に関する構成図である。複数個の移
動信号検出手段であるセンサヘッド（１１１ａ、１１１
ｂ、…）の各々は、図１のセンサを備えている。そのセ
ンサヘッドの各々の出力は、それぞれの信号処理回路
（１１２ａ、１１２ｂ、…）に入力される。その信号処
理回路の各々は、内部に増幅回路（図１１のＡｍ
ｐ．）、Ａ／Ｄ変換器（図１１のＡ／Ｄ）及びモータド
ライバを備えている。その信号処理回路の各々に入力さ
れたセンサヘッドの出力は、その増幅回路により増幅さ
れた後、そのＡ／Ｄ変換器に入力されてデジタル信号
（ＡＤ値）に変換される。そのデジタル信号は、ＣＰ
Ｕ、メモリ等を有する制御装置１１３に入力され、その
ＣＰＵ、メモリ等により演算処理され、その信号を検出
したセンサヘッドの赤外線ラインセンサを基準にした、
移動する発熱体の移動パターンが認識される。この結果
は、RS-232C 若しくはＰＩＯから出力されてコンピュー
タ１１４に、またはＰＩＯから出力されて表示装置１１
５に送信される。

【００５１】この演算処理用のプログラム（そのフロチ
ャートについては後述する。）は、ＲＯＭ若しくはメモ
リカード等の半導体メモリ、又は、ハードディスク、光
磁気ディスク若しくはフロッピーディスク等のディスク
メモリによって記憶されている。また、その演算処理で
参照されるデータもＲＯＭ若しくはメモリカード等の半
導体メモリ、又は、ハードディスク、光磁気ディスク若
しくはフロッピーディスク等のディスクメモリによって
記憶されている。制御装置１１３が有するメモリとは、
そのプログラムをロードするための主記憶メモリであ
り、そして、上述のメモリのことである。

【００５２】ところで、そのプログラムを起動している
制御装置１１３のＣＰＵは、本発明の移動パターン認識
装置の移動信号正規化手段、移動パターン選択手段、移
動パターン認識手段に該当する。また、制御装置１１３
のメモリは、同発明の移動パターン記憶手段、ゴミデー
タ記憶手段、基準温度記憶手段に該当する。

【００５３】図１２は、部屋の出入口の上部に、本実施
例のセンサヘッドを設置した様子を示す図である。幅２
００ｃｍ、高さ２５０ｃｍ程度の幅の広い出入口１２５
の上部に、４個のセンサヘッド（１１１ａ、１１１ｂ、
１１１ｃ及び１１１ｄ）を人体１２６の通過方向とは垂
直に、ある間隔をおいて常に床面を見ているようにし
て、かつそのセンサヘッドの各々の赤外線アレイセンサ
を構成する複数の焦電素子の配列方向が人体の通過方向
と並行になるように設置する。この時のセンサヘッドの
入射角が６゜であるとすると、検知領域１２７ａ又は１
２７ｂは図に示すようになるので、人体１２６が最も端
を通過したとしても十分検知することができる。

【００５４】次に、本実施例の処理について説明する。
まず、常に検知しているバックグラウンドである床面温
度が、所定時間サンプリングされて、その床面温度の平
均値及び標準偏差が算出される。これらの平均値と標準
偏差は、図１１の制御装置１１３のメモリに記憶され
る。その記憶の動作としては、サンプリングの所定の時
間中に、各検知領域内に人体１２６が存在しなければ、
その新しい平均値と標準偏差に更新される。

【００５５】（数１）によりこれらの平均値及び標準偏
差が使用されて、各チョッピング毎に、各センサヘッド
の赤外線アレイセンサを構成している複数の焦電素子の
各々から入力されて得られたＡＤ値から、その複数の焦
電素子から得られた信号の各々の変化率（ＨＥＮＫＡ）
が算出される。

【００５６】この変化率が標準偏差の３倍以上である場
合の、赤外線アレイセンサ内の隣接する焦電素子間の変
化率が比較されて、その大きい方を１にすることによっ
て二値化処理される。

【００５７】図６及び図７を用いて説明したようにして
得られる二値化処理されたデータに基づき、検知領域内
を人体が移動する際の、各種の移動パターンに関するデ
ータが予め作られて、図１１の制御装置１１３のメモリ
に格納されている。

【００５８】赤外線アレイセンサにより検出されて処理
された実際の移動パターンは、このメモリに格納されて
いる各種の移動パターンと比較され、そして、該当する
移動パターンに関するデータが選択される。

【００５９】選択された移動パターンに関するデータを
基にして、人体の移動パターンが認識される。即ち、移
動の方向及びその方向への通過回数に関する情報が、そ
の移動パターンに関するデータに含まれていれば、どの
方向に何回、つまり何人移動したかが認識される。本実
施例の場合では、移動パターン認識装置により、人が出
入口１２５から何人入ってきたのか、あるいは何人出て
行ったのかが認識される。

【００６０】以上のように、本実施例によれば、部屋や
建物に入ってくる温度分布の一定しない人体をも容易に
低コストに検知することができ、高精度、高信頼性で通
過人数を計測することができ、在室者人数を表示させる
ことができる。

【００６１】図１３は、本発明の移動パターン認識装置
に係る別の一実施例の動作を示すフローチャートであ
る。本実施例の移動パターン認識装置の構成は、図１１
を用いて説明した実施例と同様の構成であるが、複数個
設置されたセンサヘッドからの複数の移動信号を考慮し
て処理を行う点で相違する。

【００６２】そこで、本実施例における処理について説
明する。

【００６３】まず、常に検知しているバックグラウンド
である床面温度が、所定時間サンプリングされて、その
床面温度の平均値（Ｘｖａｒ）及び標準偏差（Ｓ）が算
出される。これらの平均値と標準偏差は、図１１の制御
装置１１３のメモリに記憶される。その記憶の動作とし
ては、サンプリングの所定の時間中に、各検知領域内に
人が存在しなければ、その算出された新しい平均値と標
準偏差に更新される。

【００６４】（数１）によりこれらの平均値及び標準偏
差が使用されて、各チョッピング毎に、各センサヘッド
の赤外線アレイセンサを構成している複数の焦電素子の
各々から入力されて得られたＡＤ値から、その複数の焦
電素子から得られた信号の各々の変化率（ＨＥＮＫＡ）
が算出される。

【００６５】この変化率が標準偏差の３倍以上である場
合の、赤外線アレイセンサ内の隣接する焦電素子間の変
化率が比較されて、その大きい方を１にすることによっ
て二値化処理される。

【００６６】そして、二値化処理されたデータにゴミパ
ターンに該当するデータがあれば、そのデータはゴミと
して削除される。ここで、制御装置１１３のメモリに
は、予め、その二値化処理によっては得られないデータ
であるゴミデータが複数記憶されている。

【００６７】このようにして二値化処理されるデータに
基づいて、検知領域内を人体が移動する際の、各種の移
動パターンに関するデータが予め作られて、制御装置１
１３のメモリに格納されている。そして、各センサヘッ
ドの赤外線アレイセンサにより検出されて処理された実
際の移動パターンが、このメモリに格納されている各種
の移動パターンと比較されて、そして、該当する移動パ
ターンに関するデータが選択される。

【００６８】各センサヘッドにより選択された移動パタ
ーンに関するデータを総合して判断することにより、人
体の通過人数を検知する。例えば、図１２の例を用いて
説明すれば、センサヘッド１１１ａ及び１１１ｂに出力
が同時に表れた場合、又はセンサヘッド１１１ａ若しく
は１１１ｂに出力が表れた場合には、１人だけ通過した
と判断することができる。また、センサヘッド１１１ａ
及び１１１ｄに出力が同時に表れた場合には、２人が通
過したと判断することができる。

【００６９】以上のように、本実施例によれば、幅の広
い出入口においても、部屋や建物に入ってくる人を容易
に検知することができ、高精度、高信頼性で通過人数を
計測することができ、在室者人数を表示させることがで
きる。

【００７０】図１４は、本発明の移動パターン認識装置
に係る別の一実施例に関する構成図である。本実施例の
移動パターン認識装置の構成は、図１１を用いて説明し
た実施例と同様の構成である。図１４に示すように、幅
１６０ｃｍ、高さ２５０ｃｍ程度の幅の広い出入口１４
２の上部に、３個のセンサヘッド（１１１ａ、１１１ｂ
及び１１１ｃ）を人体の通過方向とは垂直に、ある間隔
をおいて常に床面を見ているようにし、かつ両端のセン
サヘッド（１１１ａ及び１１１ｃ）は、その赤外線アレ
イセンサの配列方向が人体の通過方向と並行になるよう
にし、中央のセンサヘッド１１１ｂは垂直になるように
設置する。このように設置することによって、各赤外線
アレイセンサの検知領域（１４３ａ、１４３ｂ及び１４
３ｃ）は図のようになる。両端のセンサヘッド（１１１
ａ及び１１１ｃ）の入射角が６゜であれば、図に示すよ
うな検知領域（１４３ａ及び１４３ｃ）になるので、人
体の通過が最も端を通過したとしても十分検知すること
ができる。

【００７１】次に、本実施例の処理について説明する。

【００７２】まず、常に検知しているバックグラウンド
である床面温度が、所定時間サンプリングされて、その
床面温度の平均値及び標準偏差が算出される。これらの
平均値と標準偏差は、図１１の制御装置１１３のメモリ
に記憶される。その記憶の動作としては、サンプリング
の所定の時間中に、各検知領域内に人体が存在しなけれ
ば、その算出された新しい平均値と標準偏差に更新され
る。

【００７３】（数１）によりこれらの平均値及び標準偏
差が使用されて、各チョッピング毎に、各センサヘッド
の赤外線アレイセンサを構成している複数の焦電素子の
各々から入力されて得られたＡＤ値から、その複数の焦
電素子から得られた信号の各々の変化率（ＨＥＮＫＡ）
が算出される。

【００７４】この変化率が標準偏差の３倍以上である場
合の、赤外線アレイセンサ内の隣接する焦電素子間の変
化率が比較されて、その大きい方を１にすることによっ
て二値化処理される。

【００７５】図６及び図７を用いて説明したようにして
得られる二値化処理されたデータに基づき、検知領域内
を人体が移動する際の、各種の移動パターンに関するデ
ータが予め作られて、制御装置１１３のメモリに格納さ
れている。

【００７６】センサヘッド（１１１ａ、１１１ｂ及び１
１１ｃ）の各々の赤外線アレイセンサにより検出されて
処理された実際の移動パターンが、このメモリに格納さ
れている各種の移動パターンと比較され、そして、該当
する移動パターンに関するデータが選択される。

【００７７】各センサヘッドにより選択された移動パタ
ーンに関するデータから、それらを総合して判断するこ
とによって、人体の通過人数を検知する。即ち、両端の
センサヘッド（１１１ａ及び１１１ｃ）の検知領域（１
４３ａ及び１４３ｃ）を包含しているセンサヘッド１１
１ｂの検知領域１４３ｂにより、通過人数が判断され
る。そして、両端のセンサヘッド（１１１ａ及び１１１
ｃ）によって移動方向と通過人数が検知される。例え
ば、３個のセンサヘッド（１１１ａ、１１１ｂ及び１１
１ｃ）の各々の赤外線アレイセンサを構成している焦電
素子の個数が８素子であるとする。このセンサヘッド１
１１ｂが、３焦電素子分以下で人体を検知した場合、た
とえ両端のセンサヘッド（１１１ａ及び１１１ｃ）が同
時に人体を検出したとしても、通過した人数を１人とし
てカウントする。また、このセンサヘッド１１１ｂが、
４から６焦電素子分で人体を検知した場合、２人として
カウントする。

【００７８】この方法によって、信頼性も高く、高精度
に人体を検知し、通過人数を判断することができるよう
になり、従来８０％程度であった通過人数検知率を９５
％以上にすることができた。

【００７９】なお、上記実施例では、センサヘッドは、
複数個の焦電素子により構成される赤外線アレイセンサ
を有するものであるしたが、必ずしもこれに限らず、超
音波やレーダー等のセンサであるとしてもよい。要する
に、本発明の移動信号検出手段は、所定の領域内を移動
する移動体の方向性を検出することができるものであれ
ばよい。

【００８０】また、上記実施例のセンサヘッドは、チョ
ッパー１４、チョッパーシャフト１５及びブラシレスモ
ータ１６を有するものとしたが、本発明の移動信号検出
手段では、移動する人体を検知するだけでよいので、チ
ョッパー１４、チョッパーシャフト１５及びブラシレス
モータ１６を必ずしも必要としない。

【００８１】また、上記実施例では、図２の信号処理回
路２２の構成は、モータドライバを含む構成であるとし
たが、必ずしもこれに限らず、図３に示すように、信号
処理回路２２ａとモータドライバを有する中継ボックス
２２ｂの如く別の構成にしてもよく、また中継ボックス
２２ｂはセンサヘッド２１に組み込まれる構成にしても
よい。

【００８２】また、上記実施例では、変化率の算出の基
準に床面温度を使用するとしたが、必ずしもこれに限ら
ず、壁面温度を使用するとしてもよい。

【００８３】また、上記実施例では、図６、図７及び図
９において、３個の焦電素子を用いて、移動パターンの
正規化データを生成したが、必ずしもこれに限らず、赤
外線アレイセンサがｎ個の焦電素子から構成されていれ
ば、その内の２からｎ個の焦電素子を用いて、移動パタ
ーンの正規化データを生成するとしてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の移動パターン認識装置は、移動体の移動パターンを認
識することができる。あるいは移動する発熱体の移動パ
ターンを認識することができる効果を有する。

【００８５】また、本発明によれば、移動パターン記憶
手段で記憶されている移動パターンに関するデータに様
々な情報を付加させておけば、様々なニーズに合った装
置を提供することができる。例えば、移動方向及びその
方向への通過回数を付加させれば、部屋や建物に入って
くる人、出てゆく人の検知が可能となるばかりか、通過
人数を測定することによって、正確な入場者数、在室者
人数を検出することができる装置を提供することができ
る長所を有する。

【００８６】また、本発明では、移動信号検出手段の赤
外線アレイセンサが床面からの赤外線を集光するように
設置されている場合、床面の温度変動を常にフィードバ
ックさせることができるので、床面の温度が変動したと
しても、平均値をその変動に追随させることができる。
そして、移動信号検出手段は、その平均値及び標準偏差
を用いて移動する発熱体を検出するため、その発熱体が
温度の低い低温物体であっても検知することができる効
果を有する。

【００８７】また、本発明によれば、移動体又は移動す
る発熱体が、連続して通過した場合や交差して通過した
場合でも正確に検知することができる効果を有する。

【００８８】また、本発明では、移動信号検出手段が移
動体又は移動する発熱体を明らかに検出していないよう
な場合に発生するゴミパターンを削除することによっ
て、低温や高温物体が混在している場合でも正確な検出
を行うことができる効果を有する。

【００８９】また、本発明によれば、システム的にコン
パクト化でき、コスト的にも安く、正確で信頼性の高い
移動パターン認識装置を得ることができ、容易に即座に
在室者人数を検知することができる。

【００９０】また、本発明では、従来の他のセンサを使
用した場合のような誤検知は見られず、正確であり信頼
性の高い人体検知、通過人数検知を可能とする。

【００９１】また、本実施例では、プログラム的にも非
常に簡便であるアルゴリズムを用いることによって、連
続通過や交差通過時においても誤検知のほとんどない正
確な人体検知を、容易に低コストで実現することができ
る。

【００９２】また、本発明によれば、容易に、高精度
に、信頼性の高い人体検知、在室者人数測定を行うこと
ができ、快適なインテリジェントビルデイングシステム
に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動パターン認識装置で使用される移
動信号検出手段の一実施例を示す斜視図

【図２】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一実
施例の構成図

【図３】図２の実施例の一部の構成を変更した構成図

【図４】部屋の出入口の上部に、本実施例のセンサヘッ
ド２１を設置した場合の様子を示す図

【図５】プログラムが起動している図２のＣＰＵの処理
に関するフローチャート

【図６】３つの焦電素子１１により検出された移動信号
の正規化データの生成の様子を示す図

【図７】図６と同様にして得られる別の動作の一例を示
す図

【図８】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一実
施例の動作を示すフローチャート

【図９】人が出入口を出入りする場合の移動パターンに
関する具体的な二値化データを示した図

【図１０】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一
実施例の動作を示すフローチャート

【図１１】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一
実施例に関する構成図

【図１２】部屋の出入口の上部に、本実施例のセンサヘ
ッドを設置した様子を示す図

【図１３】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一
実施例の動作を示すフローチャート

【図１４】本発明の移動パターン認識装置に係る別の一
実施例に関する構成図

【符号の説明】

１１ 焦電素子 １２ 赤外線遮光板 １３ 赤外線透過レンズ １４ チョッパー １５ チョッパーシャフト １６ ブラシレスモータ １７ 赤外線 ２１ センサヘッド ２２、２２ａ 信号処理回路 ２２ｂ 中継ＢＯＸ ２３ コンピュータまたは表示装置 ４４ 出入口 ４５ 人体 ４６ 検知領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 千廣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の存在を検出するセンサを用い
   て、そのセンサの検知可能な前記移動体が移動する検知
   領域において、時間的に変化する前記移動体の位置を示
   す移動信号を検出する移動信号検出手段と、 予め作られた、前記検知領域内を前記移動体が移動する
   際の、各種の移動パターンに関するデータを記憶してい
   る移動パターン記憶手段と、 その移動パターン記憶手段から、前記移動信号検出手段
   により検出された移動信号に対応する、前記移動パター
   ンに関するデータを選択する移動パターン選択手段とを
   備えたことを特徴とする移動パターン認識装置。
2. 【請求項２】 前記移動体とは、移動する発熱体であ
   り、 前記センサとは、所定の角度で赤外線を集光する集光レ
   ンズとその集光レンズにより集光された赤外線を複数の
   検出部により検出する赤外線アレイセンサであり、 前記検知領域とは、前記赤外線を集光する領域であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動パターン認識装置。
3. 【請求項３】 所定の角度で赤外線を集光する集光レン
   ズとその集光レンズにより集光された赤外線を複数の検
   出部により検出する赤外線アレイセンサとを用いて、そ
   の赤外線を集光する検知領域内を発熱体が移動する際
   の、時間的に変化する前記発熱体の位置を示す移動信号
   を検出する移動信号検出手段と、 その移動信号検出手段により検出された移動信号の正規
   化データを生成する移動信号正規化手段と、 その移動信号正規化手段による正規化データを考慮して
   予め作られた、前記検知領域内を前記発熱体が移動する
   際の、各種の移動パターンに関するデータを記憶してい
   る移動パターン記憶手段と、 その移動パターン記憶手段から、前記移動信号正規化手
   段により生成された正規化データに対応する、前記移動
   パターンに関するデータを選択する移動パターン選択手
   段と、 その移動パターン選択手段により選択されたデータに基
   づいて、前記発熱体の移動パターンを認識する移動パタ
   ーン認識手段とを備えたことを特徴とする移動パターン
   認識装置。
4. 【請求項４】 前記移動信号検出手段は、前記集光レン
   ズと前記赤外線アレイセンサとの組を複数有し、その複
   数組の各々により、前記発熱体の移動する所定の領域が
   カバーされていることを特徴とする請求項２又は３記載
   の移動パターン認識装置。
5. 【請求項５】 前記移動信号正規化手段によっては生成
   され得ないデータであるゴミデータを複数記憶している
   ゴミデータ記憶手段を備え、 前記移動信号正規化手段は、 前記移動信号検出手段により検出された移動信号の正規
   化データを生成し、 その正規化データに前記ゴミデータ記憶手段で記憶され
   ているゴミデータが含まれている場合、その正規化デー
   タからそのゴミデータの除去を行うことを特徴とする請
   求項４記載の移動パターン認識装置。
6. 【請求項６】 所定の基準温度に関する基準データを記
   憶している基準温度記憶手段を備え、 前記移動信号正規化手段は、 前記基準温度記憶手段で記憶されている基準データを用
   いて、前記赤外線アレイセンサの複数の検出部から得ら
   れる信号の各々の比又は差を求め、 前記検出部とそれと隣接する検出部との間で、前記比又
   は差の大小を比較して２値化処理を行うことにより、前
   記移動信号の正規化データを生成することを特徴とする
   請求項３から５の何れかに記載の移動パターン認識装
   置。
7. 【請求項７】 前記所定の基準温度とは、前記検知領域
   内に前記発熱体が存在しない場合の前記移動信号検出手
   段により検出される温度であり、 前記基準データとは、所定の時間サンプリングして得ら
   れた前記基準温度を用いて算出された前記基準温度の平
   均値及び標準偏差であることを特徴とする請求項６記載
   の移動パターン認識装置。
8. 【請求項８】 前記移動パターン記憶手段で記憶されて
   いる移動パターンに関するデータは、その移動パターン
   の移動方向及び／又はその方向への通過回数に関する副
   情報を有し、 前記移動パターン認識手段は、前記移動パターン選択手
   段により選択された前記移動パターンに関するデータに
   基づいて、前記発熱体の移動パターンに関する移動方向
   及び／又はその方向への通過回数を認識することを特徴
   とする請求項３から７の何れかに記載の移動パターン認
   識装置。