JP6579467B2 - Depth detection system and method - Google Patents
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Description
この発明は、二次元画像を用いずに監視対象空間内における監視対象となる人（以下「対象者」という。）やペット等（以下「対象物」という。）の有無、位置又は動作状態を把握することができる監視装置において、監視用の一次元輝度分布検知装置から対象者又は対象物（以下「対象者等」という。）までの距離を検知するための奥行き検知システム及び方法に関するものである。 In the present invention, the presence / absence, position, or operating state of a person (hereinafter referred to as “target person”), a pet or the like (hereinafter referred to as “target object”) to be monitored in the space to be monitored without using a two-dimensional image. The present invention relates to a depth detection system and method for detecting a distance from a monitoring one-dimensional luminance distribution detection device to a target person or an object (hereinafter referred to as “target person etc.”) in a monitoring apparatus capable of grasping. is there.
監視対象空間内における対象者等の有無、位置又は動作状態を把握するには、通常のカメラを用いた二次元画像が使用されているが、プライバシー保護の面から居宅などでの使用が制限されている。
そこで、特許文献１（特許第３８１６４０４号公報）では、複数の距離センサを壁又は天井にマトリクス状に配置し、各距離センサの監視エリア内における人物の存在や存在する人物の位置情報に基づいて、人物の存在、姿勢、位置、移動状態を判断する監視システムが提案されている（特に段落００７４〜００７５及び段落００８１を参照）。
To grasp the presence, position, or operating state of the subject in the monitored space, a two-dimensional image using a normal camera is used, but the use at home etc. is restricted from the viewpoint of privacy protection. ing.
Therefore, in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3816404), a plurality of distance sensors are arranged in a matrix on the wall or ceiling, and based on the presence of persons in the monitoring area of each distance sensor and the position information of existing persons. A monitoring system for determining the presence, posture, position, and movement state of a person has been proposed (see particularly paragraphs 0074 to 0075 and paragraph 0081).
また、本発明者らは、特許文献２（特開２０１５−１６３８６８号公報）に開示されているとおり、対象者等の有無、位置又は動作状態の監視ができるラインセンサとロッドレンズ又はスリットを備えた輝度分布センサを提案している。 In addition, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-163868), the present inventors include a line sensor and a rod lens or slit that can monitor the presence or absence, position, or operating state of a subject or the like. We have proposed a brightness distribution sensor.
しかし、特許文献１に記載されている監視システムは、人物の姿勢、位置、移動状態を判断するためには、複数の距離センサをマトリクス状に配置する必要があるため、装置自体のコスト及び装置の設置に要するコストが大きいという問題があった。
また、特許文献２に記載した輝度分布センサは小さい設置コストで、対象者等の有無、位置又は動作状態の監視ができるものの、輝度分布センサから対象者等までの距離を検知できず、対象者等の大きさを把握することができなかったため、センサの設置環境によっては、全く大きさの異なる荷物やペットを監視すべき対象者等として誤検知する可能性があった。
However, since the monitoring system described in Patent Document 1 needs to arrange a plurality of distance sensors in a matrix in order to determine the posture, position, and movement state of a person, the cost of the device itself and the device There was a problem that the cost required for installation of the was large.
Moreover, although the brightness distribution sensor described in Patent Document 2 can monitor the presence / absence, position, or operation state of the target person at a low installation cost, the distance from the brightness distribution sensor to the target person cannot be detected. Therefore, depending on the installation environment of the sensor, there is a possibility that a baggage or a pet having a completely different size may be erroneously detected as a subject to be monitored.
この発明は、特許文献２記載の輝度分布センサ（一次元輝度分布検知装置）を用いて対象者等の有無、位置、動作状態、距離又は大きさの監視を行うに際して、距離センサ等を追加することなく一次元輝度分布検知装置と対象者等との距離（以下「奥行き距離」という。）を検知可能とする奥行き検知システム及び方法を提供することを目的としてなされたものである。 The present invention adds a distance sensor or the like when monitoring the presence / absence, position, operation state, distance or size of a subject using the luminance distribution sensor (one-dimensional luminance distribution detection device) described in Patent Document 2. It is an object of the present invention to provide a depth detection system and method that can detect the distance (hereinafter referred to as “depth distance”) between a one-dimensional luminance distribution detection apparatus and a subject or the like without any problem.
請求項１に係る発明は、対象者又は対象物が移動する床面を含む監視対象空間と対向する位置に設置されたラインセンサと、該ラインセンサの前記監視対象空間側に所定距離をおいて設置されスリット又は棒状レンズを有するスリット板とを備える一次元輝度分布検知装置を用いて、対象者又は対象物の奥行き距離を検知する奥行き検知システムであって、前記ラインセンサの長手方向に延びる直線を含み前記監視対象空間側に延びるラインセンサ延長平面と前記スリット若しくは前記棒状レンズ及び前記ラインセンサ延長平面と前記床面は直交しており、前記ラインセンサが有する複数の受光素子によって検知された光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物と前記床面との境界部領域のうち前記スリット板を延長したスリット板延長平面に最も近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別する境界受光素子判別手段と、前記近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて、前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離を演算する奥行き距離演算手段と、前記奥行き距離演算手段で演算した距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の水平方向の幅を演算する幅演算手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a line sensor installed at a position facing a monitoring target space including a floor surface on which a subject or an object moves, and a predetermined distance on the monitoring target space side of the line sensor. A depth detection system that detects a depth distance of a subject or an object using a one-dimensional luminance distribution detection device provided with a slit plate or a slit plate having a rod-shaped lens, and a straight line extending in the longitudinal direction of the line sensor The line sensor extension plane extending to the monitoring target space side and the slit or the rod lens, and the line sensor extension plane and the floor surface are orthogonal to each other, and light detected by a plurality of light receiving elements of the line sensor A slit plate extension obtained by extending the slit plate in the boundary area between the subject or the object and the floor surface based on the intensity signal Based on the position of the light receiving element that detects the light receiving element that detects the light intensity of the adjacent boundary area, and the light receiving element that detects the light intensity of the adjacent boundary area, the adjacent boundary area And a depth distance calculating means for calculating the distance between the slit plate extension plane and the distance calculated by the depth distance calculating means and the light intensity signal, the horizontal width of the subject or the object is calculated. A width calculating means is provided.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の奥行き検知システムにおいて、前記奥行き距離演算手段で演算した距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の上下方向の大きさを演算する大きさ演算手段を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the depth detection system according to the first aspect, based on the distance calculated by the depth distance calculation means and the light intensity signal, the size of the subject or the object in the vertical direction is determined. A size calculating means for calculating is provided.
請求項３に係る発明は、対象者又は対象物が移動する床面を含む監視対象空間に対向する位置に設置されたラインセンサと、該ラインセンサの前記監視対象空間側に所定距離をおいて設置されスリット又は棒状レンズを有するスリット板とを備える一次元輝度分布検知装置を用いて、対象者又は対象物の奥行き距離を検知する奥行き検知方法であって、
前記ラインセンサの長手方向に延びる直線を含み前記監視対象空間側に延びるラインセンサ延長平面と前記スリット若しくは前記棒状レンズを直交させるとともに、前記ラインセンサ延長平面と前記床面を直交させ、
前記ラインセンサが有する複数の受光素子によって検知された光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物と前記床面との境界部領域のうち前記スリット板を延長したスリット板延長平面に最も近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別し、
前記近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて、前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離を演算し、
前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の水平方向の幅を演算することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a line sensor installed at a position facing a monitoring target space including a floor surface on which the subject or the object moves, and a predetermined distance on the monitoring target space side of the line sensor. A depth detection method for detecting a depth distance of a subject or an object using a one-dimensional luminance distribution detection device provided with a slit plate or a slit plate having a rod-shaped lens,
The line sensor extension plane including the straight line extending in the longitudinal direction of the line sensor and extending to the monitoring target space side is orthogonal to the slit or the rod lens, and the line sensor extension plane is orthogonal to the floor surface,
Based on light intensity signals detected by a plurality of light receiving elements of the line sensor, the closest proximity to the slit plate extension plane extending the slit plate in the boundary region between the subject or the object and the floor surface Identify the light receiving element that detected the light intensity in the boundary area,
Based on the position of the light receiving element that detects the light intensity of the proximity boundary region, the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane is calculated,
The horizontal width of the subject or the object is calculated based on the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane and the light intensity signal .
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の奥行き検知方法において、前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の上下方向の大きさを演算することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the depth detection method according to the third aspect of the present invention , based on the distance between the adjacent boundary region and the slit plate extension plane and the light intensity signal, the subject or the object is It is characterized by calculating the size of the direction .
請求項１に係る発明の奥行き検知システム又は請求項３に係る発明の奥行き検知方法によれば、ラインセンサの監視対象空間側に所定距離をおいて設置されるスリット又は棒状レンズを備える一次元輝度分布検知装置であって、ラインセンサの長手方向に延びる直線を含み監視対象空間側に延びるラインセンサ延長平面をスリット若しくは棒状レンズと直交させ、かつ、ラインセンサ延長平面を対象者又は対象物が移動する床面と直交させたものを用いて、ラインセンサが有する複数の受光素子によって検知された光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物と床面との境界部領域のうち最もスリット板延長平面に近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別し、その近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて、近接境界部領域とスリット板延長平面との距離を演算し、近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離と光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物の水平方向の幅を演算することができるので、距離センサ等を追加することなく一次元輝度分布検知装置１台だけで、対象者若しくは対象物の奥行き距離及び幅を検知することができる。
そのため、小さい設置コストにより監視対象空間内における対象者又は対象物の有無や位置だけでなく、対象者若しくは対象物の奥行き距離も検知でき、さらには対象者若しくは対象物の形状や状態の概略（例えば、太っているか痩せているか、直立しているか横になっているか）も判断可能となる。
According to the depth detection system of the invention according to claim 1 or the depth detection method of the invention according to claim 3 , the one-dimensional luminance comprising a slit or a rod-like lens installed at a predetermined distance on the monitoring target space side of the line sensor. A distribution detection device that includes a straight line extending in the longitudinal direction of the line sensor and extending the line sensor extension plane extending to the monitoring target space side perpendicular to the slit or rod-shaped lens, and the subject or the object moves on the line sensor extension plane Using the object perpendicular to the floor surface, the slit plate extension is the most among the boundary area between the subject or the object and the floor surface based on the light intensity signals detected by the plurality of light receiving elements of the line sensor. Based on the position of the light receiving element that detects the light intensity of the proximity boundary area near the plane and detects the light intensity of the adjacent boundary area Calculates the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane, based on the distance and the light intensity signal of the near border area and said slit plate extension plane, calculating the horizontal width of the subject or object Therefore, it is possible to detect the depth distance and width of the subject or the object with only one one-dimensional luminance distribution detection device without adding a distance sensor or the like.
Therefore, it is possible to detect not only the presence / absence or position of the target person or the object in the monitoring target space but also the depth distance of the target person or the target object with a small installation cost , and further, an outline of the shape or state of the target person or the target object ( For example, it is possible to determine whether the subject is fat or thin, upright or lying .
請求項２に係る発明の奥行き検知システム又は請求項４に係る発明の奥行き検知方法によれば、請求項１又は３に係る発明の効果に加え、対象者若しくは対象物の上下方向の大きさ（通常は高さ）も検知することができる。
そのため、高さや大きさの異なる荷物やペットを監視すべき対象者若しくは対象物として誤検知してしまうことが防止可能となる。
According to the depth detection system of the invention according to claim 2 or the depth detection method of the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention according to claim 1 or 3 , the size of the subject or the object in the vertical direction ( Usually, height) can also be detected.
For this reason, it is possible to prevent a baggage or a pet having a different height or size from being erroneously detected as an object person or object to be monitored.
本発明の実施形態を説明する前に、スリットを用いた一次元輝度分布検知装置によって三次元的な広がりのある空間における対象者等の有無や位置を監視する原理及びその装置構成について説明する。 Before describing the embodiment of the present invention, the principle of monitoring the presence and position of a subject or the like in a three-dimensional space by a one-dimensional luminance distribution detection device using a slit will be described.
図１は、スリットを用いた一次元輝度分布検知装置のラインセンサ１とスリット板２と監視対象空間３からラインセンサ１に入射する光の関係を示す図である。
ラインセンサ１は、長さ２８．５ｍｍで長手方向に２０６８個の受光素子が並んでおり、ほぼ鉛直に設置される。
スリット板２は、幅４０ｍｍ、高さ２５ｍｍ、厚さ１ｍｍの平板であり、その中央に水平に長さ１１ｍｍ、幅１ｍｍの細長い孔（スリット）が形成され、ラインセンサ１の長手方向に延びる直線４を含み監視対象空間３に向かって延びる延長平面５と垂直に交差している。すなわち、スリットは水平方向に配置されている。
また、延長平面５とスリット板２はスリットの中央で交差している。
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between light incident on the line sensor 1 from the line sensor 1, the slit plate 2, and the monitoring target space 3 of the one-dimensional luminance distribution detection apparatus using a slit.
The line sensor 1 has a length of 28.5 mm and 2068 light receiving elements arranged in the longitudinal direction, and is installed substantially vertically.
The slit plate 2 is a flat plate having a width of 40 mm, a height of 25 mm, and a thickness of 1 mm. A long and narrow hole (slit) having a length of 11 mm and a width of 1 mm is formed in the center of the slit plate 2 and extends straight in the longitudinal direction of the line sensor 1. 4 and intersects perpendicularly with an extension plane 5 extending toward the monitoring target space 3. That is, the slits are arranged in the horizontal direction.
Further, the extension plane 5 and the slit plate 2 intersect at the center of the slit.
そして、図１に示すように監視対象空間３の背面が平面の壁６であると仮定した場合、ラインセンサ１で輝度を計測できる監視対象空間３は、ラインセンサ１の上端とスリットの右端を通る直線が壁６と交差する点Ｒ１、ラインセンサ１の上端とスリットの左端を通る直線が壁６と交差する点Ｌ１、ラインセンサ１の下端とスリットの右端を通る直線が壁６と交差する点Ｒ３、ラインセンサ１の下端とスリットの左端を通る直線が壁６と交差する点Ｌ３、スリットの右端及びスリットの左端の６点で囲まれる空間となる。 When it is assumed that the back surface of the monitoring target space 3 is a flat wall 6 as shown in FIG. 1, the monitoring target space 3 in which the line sensor 1 can measure the luminance has the upper end of the line sensor 1 and the right end of the slit. A straight line passing through the wall 6 intersects the wall 6, a point R 1 where the straight line passing through the upper end of the line sensor 1 and the left end of the slit intersects the wall 6, and a straight line passing through the lower end of the line sensor 1 and the right end of the slit intersects the wall 6. This is a space surrounded by a point R3, a point L3 where a straight line passing through the lower end of the line sensor 1 and the left end of the slit intersects the wall 6, a right end of the slit, and a left end of the slit.
図２は、ラインセンサ１とスリット板２と監視対象空間３の垂直断面図であり、監視対象空間３は対象者等が移動する水平な床面７の全部又は一部を含んでいる。
監視対象空間３の壁６の高さＹは、図２に示すようにラインセンサ１の長さの半分をｙ、ラインセンサ１とスリット板２の距離をｄ、スリット板２と壁６の距離をＤとし、床面７の存在とスリット板２の厚さを無視した場合、次の式で表される。
Ｙ＝２ｙ×Ｄ／ｄ
同様に監視対象空間３の壁６の幅Ｘは、スリットの長さをｘとした場合、次の式で表される。
Ｘ＝ｘ×Ｄ／ｄ
なお、図２は分かり易くするためにラインセンサ１及びスリット板２を大きく描いてあるが、実際にはＤ及びＹはｄ及びｙに比べてはるかに大きい。
FIG. 2 is a vertical sectional view of the line sensor 1, the slit plate 2, and the monitoring target space 3, and the monitoring target space 3 includes all or part of the horizontal floor surface 7 on which the subject or the like moves.
As shown in FIG. 2, the height Y of the wall 6 of the monitoring target space 3 is half the length of the line sensor 1, d is the distance between the line sensor 1 and the slit plate 2, and is the distance between the slit plate 2 and the wall 6. Is D, and the presence of the floor surface 7 and the thickness of the slit plate 2 are ignored, it is expressed by the following equation.
Y = 2y × D / d
Similarly, the width X of the wall 6 of the monitoring target space 3 is expressed by the following expression when the length of the slit is x.
X = x × D / d
In FIG. 2, the line sensor 1 and the slit plate 2 are drawn large for easy understanding, but actually D and Y are much larger than d and y.
監視対象空間３に対象者等がいない場合に、ラインセンサ１の上端にある受光素子Ｓ１に入射する光強度は、図１に示すように、Ｒ１からＣ１を通ってＬ１に至る線上の壁で反射される光の強度の和となり、ラインセンサ１の中央にある受光素子Ｓ２に入射する光強度は、同じく図１のＲ２からＣ２を通ってＬ２に至る線上の壁で反射される光の強度の和となり、ラインセンサ１の下端にある受光素子Ｓ３に入射する光強度は、同じく図１のＲ３からＣ３を通ってＬ３に至る線上の壁で反射される光の強度の和となる。
なお、実際には図２に示すように、監視対象空間は対象者等が移動する床面７を含んでおり、図２には示していないが監視対象空間に天井面が含まれる場合もあるので、壁６及び床面７、場合によってはこれらに加え天井面で反射される光の強度の和となる。
When there is no subject or the like in the monitoring target space 3, the light intensity incident on the light receiving element S1 at the upper end of the line sensor 1 is a wall on a line from R1 through C1 to L1 as shown in FIG. The light intensity that is the sum of the reflected light intensities and is incident on the light receiving element S2 in the center of the line sensor 1 is the intensity of the light reflected by the wall on the line from R2 to C2 in FIG. The light intensity incident on the light receiving element S3 at the lower end of the line sensor 1 is also the sum of the intensity of light reflected by the wall on the line from R3 to C3 in FIG.
In practice, as shown in FIG. 2, the monitoring target space includes a floor surface 7 on which the subject or the like moves, and although not shown in FIG. 2, the monitoring target space may include a ceiling surface. Therefore, it is the sum of the intensities of the light reflected by the wall 6 and the floor surface 7 and, in some cases, the ceiling surface.
図３はラインセンサ１の各受光素子で発生する電荷量に対応するＡＤＵ値のグラフである。縦軸は受光素子が上側から何番目かを示し、横軸はＡＤＵ値を示している。
すなわち、グラフの下側が上側の受光素子で発生する電荷量に対応するＡＤＵ値を示すが、上側の受光素子は監視対象空間３の下側からの光を受光するので、グラフの上下と監視対象空間３の写真の上下はほぼ一致することとなる。
FIG. 3 is a graph of ADU values corresponding to the amount of charge generated in each light receiving element of the line sensor 1. The vertical axis indicates the number of the light receiving element from the upper side, and the horizontal axis indicates the ADU value.
That is, the lower side of the graph shows the ADU value corresponding to the amount of charge generated in the upper light receiving element, but the upper light receiving element receives light from the lower side of the monitoring target space 3, so The upper and lower sides of the photo of the space 3 are almost coincident.
図３のグラフにおいて、実線は照度が２８６ルクスの下で監視対象空間が右側の写真に示す監視対象空間から得られたＡＤＵ値のグラフであり、監視対象空間に対象者等が存在していない背景ＡＤＵ値を示している。
また、点線は監視対象空間全体が一様かつ反射される光の強度が最大の場合に得られるＡＤＵ値のグラフである。
このグラフから分かるように、ラインセンサ１の上端及び下端付近ではスリットによって入射光量が減少しＡＤＵ値が下がるので、図中の矢印に示す範囲内の受光素子を有効画素とし、観測には有効画素におけるＡＤＵ値だけを用いる。
In the graph of FIG. 3, the solid line is a graph of the ADU value obtained from the monitoring target space indicated by the photograph on the right side under the illuminance of 286 lux, and there is no subject or the like in the monitoring target space. The background ADU value is shown.
The dotted line is a graph of the ADU value obtained when the entire monitored space is uniform and the intensity of reflected light is maximum.
As can be seen from this graph, since the incident light amount is reduced by the slit and the ADU value is lowered near the upper end and lower end of the line sensor 1, the light receiving element within the range indicated by the arrow in the figure is an effective pixel, and the effective pixel is used for observation. Only the ADU value at is used.
以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples.
実施例１は、図２のように一次元輝度分布検知装置のラインセンサ１及びスリット板２を床面７に対して垂直に配置し、スリット中心を床面７から高さＨの箇所にセットして対象者等の奥行き距離を演算するようにした奥行き検知システムである。
高さＨは通常、対象者等の高さの２分の１からほぼ同じ高さ程度までの間で選択する。
まず、図２を用いて奥行き距離を演算する原理を説明する。
なお、このシステムは対象者等が床面７に接触した状態で移動することを前提としているので、対象者等と床面７との境界部領域（床面７に接触している箇所）のうち最もスリット板延長平面に近い近接境界部領域とスリット板延長平面との距離を、対象者等の奥行き距離Ｅとみなしている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the line sensor 1 and the slit plate 2 of the one-dimensional luminance distribution detection device are arranged perpendicular to the floor surface 7 and the slit center is set at a position at a height H from the floor surface 7. Thus, the depth detection system is configured to calculate the depth distance of the subject or the like.
The height H is usually selected between a half of the height of the subject or the like and approximately the same height.
First, the principle of calculating the depth distance will be described with reference to FIG.
Since this system is based on the premise that the target person moves in contact with the floor surface 7, the boundary area between the target person and the floor surface 7 (where the floor surface 7 is in contact) is assumed. Of these, the distance between the adjacent boundary region closest to the slit plate extension plane and the slit plate extension plane is regarded as the depth distance E of the subject or the like.
図２において、対象者等が監視対象空間３の床面７に立っており、地点８が対象者等の下端面（例えば、靴底や足裏）と床面７が接触している箇所のうち最もスリット板延長平面に近い近接境界部領域であると仮定する。
そして、地点８に対応する受光素子がラインセンサ１の上端から距離ａだけ下側であり、地点８に対応する受光素子とスリット中心とラインセンサ１の上端がなす角度がφであったとすると、地点８とスリット板延長平面との距離である対象者等の奥行き距離Ｅは次の式（１）又は式（２）により演算することができる。
Ｅ＝Ｈ×ｄ／（ｙ−ａ）・・・・（１）
Ｅ＝Ｈ／ｔａｎ（θ−φ）・・・（２）
ただし、Ｈは床面７からスリット中心までの高さ、θは一次元輝度分布検知装置の視野角の半分であり、ｔａｎθ＝ｙ／ｄという関係がある。
ここで、ｄ、ｙ及びθは一次元輝度分布検知装置の仕様で決まり、Ｈは一次元輝度分布検知装置を設置する高さにより確定するので、距離ａ又は角度φを特定できれば対象者等の奥行き距離Ｅは簡単に演算することができる。
In FIG. 2, the subject person stands on the floor surface 7 of the monitoring target space 3, and the point 8 is a place where the floor surface 7 is in contact with the lower end surface (for example, a shoe sole or sole) of the subject person. It is assumed that the adjacent boundary region is closest to the slit plate extension plane.
If the light receiving element corresponding to the point 8 is a distance a below the upper end of the line sensor 1 and the angle formed by the light receiving element corresponding to the point 8, the slit center and the upper end of the line sensor 1 is φ, The depth distance E of the subject or the like, which is the distance between the point 8 and the slit plate extension plane, can be calculated by the following equation (1) or equation (2).
E = H × d / (ya) (1)
E = H / tan (θ−φ) (2)
However, H is the height from the floor surface 7 to the center of the slit, θ is half the viewing angle of the one-dimensional luminance distribution detector, and there is a relationship of tan θ = y / d.
Here, d, y, and θ are determined by the specification of the one-dimensional luminance distribution detection device, and H is determined by the height at which the one-dimensional luminance distribution detection device is installed. Therefore, if the distance a or the angle φ can be specified, The depth distance E can be easily calculated.
図４は、床面７上で一次元輝度分布検知装置の前方１ｍ、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍの各地点に人を立たせた時のＡＤＵ値のグラフ及びＡＤＵ値のグラフにおいて有効画素の下端から有意なＡＤＵ値が出力される画素（初値画素）までの距離（図２における距離ａに相当）を用いて人とスリット板延長平面との距離（図２における奥行き距離Ｅに相当）を演算した結果（測定値）を示している。
なお、グラフはそれぞれの状態で得られたＡＤＵ値（実測ＡＤＵ値）から人等がいない状態で得られたＡＤＵ値（背景ＡＤＵ値）を引いた値を示している。
そのため、図４の写真に水平線を引いて線上に人が全く引っかからない箇所においては、実測ＡＤＵ値と背景ＡＤＵ値が等しくなるためグラフ値はほぼ０となり、水平線上に人が引っかかる箇所においては、通常実測ＡＤＵ値が背景ＡＤＵ値より小さくなるためグラフ値はマイナスの値となる。
すなわち、図４のグラフの下側から初めて０でない有意な値が得られた画素（初値画素）は人が立っている床面のうち最も近い点（図２の地点８）に対応するので、初値画素を特定できれば図２におけるａ又はφを決定できることになる。
FIG. 4 shows the ADU value graph and the lower end of the effective pixel in the ADU value graph when a person stands on the floor 7 at the respective points 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, and 5 m ahead of the one-dimensional luminance distribution detection device. 2 is used to calculate the distance (corresponding to the depth distance E in FIG. 2) between the person and the slit plate extension plane using the distance (corresponding to the distance a in FIG. 2) to the pixel (initial value pixel) from which a significant ADU value is output. The results (measured values) are shown.
The graph shows a value obtained by subtracting the ADU value (background ADU value) obtained in a state where there is no person from the ADU value (actually measured ADU value) obtained in each state.
Therefore, in a place where a horizontal line is drawn on the photograph of FIG. 4 and no person is caught on the line, the measured ADU value and the background ADU value are equal, so the graph value is almost 0, and in a place where a person is caught on the horizontal line, Since the normally measured ADU value is smaller than the background ADU value, the graph value is a negative value.
That is, a pixel (initial value pixel) from which a significant value other than 0 is obtained for the first time from the lower side of the graph in FIG. 4 corresponds to the closest point (point 8 in FIG. 2) on the floor on which a person stands. If the initial value pixel can be specified, a or φ in FIG. 2 can be determined.
図４に示された実験結果及び各写真から分かるように、人の立っている箇所が近すぎると足元の床面７が監視対象空間３の範囲からはずれて測定不能となっている（１ｍにおける測定結果）。
しかし、一次元輝度分布検知装置から２ｍ以上離れている場合には、若干の測定誤差は出るものの対象者等の大きさを判別するには十分な測定値が得られることが分かる。
また、この実験においては一次元輝度分布検知装置の前方１．２ｍが測定可能な最短距離であることも分かる。
As can be seen from the experimental results shown in FIG. 4 and the respective photographs, when the person is standing too close, the floor 7 at the foot is out of the range of the monitored space 3 and cannot be measured (at 1 m). Measurement result).
However, it can be seen that when the distance from the one-dimensional luminance distribution detection apparatus is 2 m or more, a measurement value sufficient for discriminating the size of the subject or the like is obtained although a slight measurement error occurs.
In this experiment, it can also be seen that 1.2 m ahead of the one-dimensional luminance distribution detector is the shortest measurable distance.
図５は、実施例１に係る奥行き検知システムの全体構成を示す図である。
実施例１に係る奥行き検知システムは、監視対象空間３からの光を絞り込むスリットを有するスリット板２と、スリットを通過した光の強度を検出するラインセンサ１と、ラインセンサ１の各受光素子における受光量に応じた光強度信号に基づいて監視対象空間３内における対象者等の有無及び位置を判別する位置判別手段と、同光強度信号に基づいて対象者等と床面７との境界部領域のうち最もスリット板延長平面に近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別する境界受光素子判別手段と、近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて対象者等の奥行き距離を演算する奥行き距離演算手段と、奥行き距離及び対象者等が存在する位置の範囲に基づいて対象者等の上下方向における大きさ（以下単に「対象者等の大きさ」という。）を演算する大きさ演算手段と、奥行き距離及び対象者等が存在する位置における光強度信号の大きさに基づいて対象者等の水平方向における幅（以下単に「対象者等の幅」という。）を演算する幅演算手段と、位置判別手段、境界受光素子判別手段、奥行き距離演算手段、大きさ演算手段及び幅演算手段の判別結果や演算結果に基づく報知情報を作成する報知情報作成手段と、報知情報に基づいて画像情報を送信する表示制御手段１３を備えている。
そして、位置判別手段、境界受光素子判別手段、奥行き距離演算手段、大きさ演算手段、幅演算手段、報知情報作成手段及び表示制御手段１３を合わせて判別演算手段１０という。
FIG. 5 is a diagram illustrating the overall configuration of the depth detection system according to the first embodiment.
The depth detection system according to the first embodiment includes a slit plate 2 having a slit that narrows light from the monitoring target space 3, a line sensor 1 that detects the intensity of light that has passed through the slit, and each light receiving element of the line sensor 1. A position discriminating means for discriminating the presence and position of the subject or the like in the monitoring target space 3 based on the light intensity signal corresponding to the amount of received light, and a boundary portion between the subject or the like and the floor surface 7 based on the light intensity signal Boundary light-receiving element discriminating means for discriminating a light-receiving element that detects the light intensity in the proximity boundary area closest to the slit plate extension plane in the area, and a target based on the position of the light-receiving element that detects the light intensity in the proximity boundary area Depth distance calculating means for calculating the depth distance of the person, etc., and the size in the vertical direction of the object person, etc. (hereinafter simply referred to as “object person, etc.” And a horizontal width (hereinafter simply referred to as “subject” etc.) based on the depth distance and the magnitude of the light intensity signal at the position where the subject exists. Width calculation means for calculating the width of the position and the position determination means, the boundary light receiving element determination means, the depth distance calculation means, the size calculation means, and the determination results of the width calculation means and the notification information based on the calculation results Notification information creating means and display control means 13 for transmitting image information based on the notification information are provided.
The position determining means, the boundary light receiving element determining means, the depth distance calculating means, the size calculating means, the width calculating means, the notification information creating means, and the display control means 13 are collectively referred to as a determination calculating means 10.
奥行き距離及び対象者等が存在する位置の範囲に基づく対象者等の大きさの演算は、図４のグラフの下側から最後に０でない有意な値が得られた画素（終値画素）が対象者等の上端に対応していることを利用する。
すなわち、終値画素を特定できれば図２におけるラインセンサ１の下端から対象者等の上端に対応する受光素子までの距離ｂを決定でき、対象者等の下端から上端までの長さ（対象者等の大きさ）Ｆに対応するラインセンサ１の長さは２ｙ−ａ−ｂとなるので、対象者等の大きさＦは次の式（３）により演算することができる。
Ｆ＝（２ｙ−ａ−ｂ）×Ｅ／ｄ・・・・（３）
ただし、対象者等の上端が監視対象空間３の外にはみだしてしまうとｂ＝０になってしまい、対象者等の正確な大きさを演算することができなくなる。
そのため、対象者等の下端が監視対象空間３内でスリット板延長平面に最も近づいた状態（図２の点９に来た状態）において、対象者等の上端が監視対象空間３の外にはみださないようにするため、スリットの高さＨを対象者等の高さの２分の１以上とするのが望ましい。
The calculation of the size of the target person based on the depth distance and the range of the position where the target person exists is for the pixel (closing pixel) from which the last significant value was obtained from the lower side of the graph of FIG. It is used that it corresponds to the upper end of the person.
That is, if the closing pixel can be specified, the distance b from the lower end of the line sensor 1 in FIG. 2 to the light receiving element corresponding to the upper end of the subject can be determined, and the length from the lower end to the upper end of the subject etc. Since the length of the line sensor 1 corresponding to (size) F is 2y-a-b, the size F of the subject or the like can be calculated by the following equation (3).
F = (2y−a−b) × E / d (3)
However, if the upper end of the subject or the like protrudes outside the monitoring target space 3, b = 0 is set, and the exact size of the subject or the like cannot be calculated.
Therefore, in a state where the lower end of the subject person or the like is closest to the slit plate extension plane in the monitoring target space 3 (the state that has reached point 9 in FIG. 2), the upper end of the subject person is outside the monitoring target space 3. In order to prevent the protrusion from occurring, it is desirable that the height H of the slit is at least half the height of the subject.
奥行き距離及び対象者等が存在する位置における光強度信号の大きさに基づく対象者等の幅の演算は、図４のグラフと写真から分かるように、対象者等の水平方向における幅が小さいほど光強度信号の大きさが小さく、幅が大きいほど光強度信号の大きさが大きくなることを利用する。
光強度信号の大きさは対象者等の着用している服の色等によっても変化するが、標準的な色の様々な幅の帯を所定の奥行き距離に置いた時の光強度信号の大きさを予め測定し、光強度信号の大きさと幅との関係を事前に把握しておけば、観測時に得られた光強度信号の大きさ及び奥行き距離に基づいて、標準的な色の服を着ている対象者等と仮定した場合の、その対象者の各高さにおける横幅を推定することが可能である。
なお、図４の１ｍのグラフにおいて上端の近くに異常に大きいＡＤＵ値が現れているが、この現象は背景となっている照明装置を人が隠したために発生している。
したがって、このような異常値の出現を抑えるためには、背景内に照明装置等の発光体が入らないようにするか、背景内の発光体が隠されることのないように一次元輝度分布検知装置の向きや設置高さを工夫すると良い。
例えば、図２の場合には対象者等の下端が監視対象空間３内でスリット板延長平面に最も近づいた状態（図２の点９に来た状態）において、対象者等の上端がスリットとスリット板２からもっとも遠い照明装置とを結ぶ線より上に来ないように、スリットの高さＨを調整すると良い。
The calculation of the width of the target person based on the depth distance and the magnitude of the light intensity signal at the position where the target person etc. is present, as the width in the horizontal direction of the target person etc. is smaller, as can be seen from the graph and photograph of FIG. The fact that the magnitude of the light intensity signal increases as the magnitude of the light intensity signal decreases and the width increases is utilized.
The magnitude of the light intensity signal varies depending on the color of the clothes worn by the subject, etc., but the magnitude of the light intensity signal when various width bands of standard colors are placed at a predetermined depth distance. If you know the relationship between the magnitude and width of the light intensity signal in advance, you can wear standard color clothing based on the magnitude and depth distance of the light intensity signal obtained at the time of observation. It is possible to estimate the horizontal width at each height of the target person assuming that the target person is wearing the person.
Note that an abnormally large ADU value appears near the upper end in the 1 m graph of FIG. 4, but this phenomenon occurs because a person hid the lighting device as a background.
Therefore, in order to suppress the appearance of such abnormal values, one-dimensional luminance distribution detection is performed so that a light emitter such as a lighting device does not enter the background or the light emitter in the background is not hidden. It is better to devise the orientation and installation height of the device.
For example, in the case of FIG. 2, in the state where the lower end of the subject or the like is closest to the slit plate extension plane in the monitoring target space 3 (the state that has reached the point 9 in FIG. 2), the upper end of the subject or the like is the slit. It is preferable to adjust the height H of the slit so that it does not come above the line connecting the illumination device farthest from the slit plate 2.
判別演算手段１０の具体的な構成は、各受光素子から受信した光強度信号を受光素子毎の時系列データとして記憶する記憶手段１２、記憶手段１２に記憶された対象者等が存在していない時における受光素子毎の光強度信号値（背景輝度信号値）と一時点における受光素子毎の光強度信号値に基づいて対象者等の有無、位置及び近接境界部領域の判別を行い、近接境界部領域に対応する受光素子の位置に基づいて対象者等の奥行き距離を演算し、奥行き距離及び対象者等が存在する位置の範囲に基づいて対象者等の大きさを演算し、奥行き距離及び対象者等が存在する位置における光強度信号の大きさに基づいて対象者等の幅を演算し、それらの判別結果や演算結果に基づく報知情報を作成するＣＰＵ１１、並びにＣＰＵ１１からの報知情報に基づいて画像情報を表示手段１４に送信する表示制御手段１３からなっている。
そして、判別演算手段１０は一次元輝度分布検知装置（ラインセンサ１）とともに設けても良いし、各受光素子から光強度信号を受信できさえすれば、一次元輝度分布検知装置から離れた位置に設けても良い。
The specific configuration of the discrimination calculation means 10 is that there are no storage means 12 for storing the light intensity signal received from each light receiving element as time series data for each light receiving element, and no subject stored in the storage means 12. Based on the light intensity signal value (background luminance signal value) for each light receiving element at the time and the light intensity signal value for each light receiving element at a temporary point, the presence / absence of the subject, etc., the position and the proximity boundary region are determined. The depth distance of the subject person is calculated based on the position of the light receiving element corresponding to the partial area, the size of the subject person is calculated based on the depth distance and the range of the position where the subject person exists, and the depth distance and The CPU 11 that calculates the width of the target person based on the magnitude of the light intensity signal at the position where the target person exists, creates notification information based on the determination result and the calculation result, and the notification information from the CPU 11 It consists display control unit 13 for transmitting image information to the display unit 14 based.
And the discrimination | determination calculation means 10 may be provided with the one-dimensional luminance distribution detection apparatus (line sensor 1), and if it can receive the light intensity signal from each light receiving element, it will be in the position away from the one-dimensional luminance distribution detection apparatus. It may be provided.
表示手段１４は、表示制御手段１３からの画像情報を受信して、対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅についての情報を表示するものである。
そして、表示手段１４は判別演算手段１０とともに設けても良いし、表示制御手段１３から画像情報を受信できさえすれば、判別演算手段１０から離れた位置に設けても良い。
表示装置１４には、対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅のうち、少なくとも一つを表示するが、その表示態様としては、（１）文字や記号による表示、（２）監視対象空間を示すエリア表示を行うとともに、そのエリア表示内に対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅に応じた画像の表示を行うビジュアル表示、（３）光強度信号をグラフ化した表示等がある。
そして、これらの表示態様の中から利用者のニーズに合わせて１つ又は複数の表示を適宜選択して表示させれば良い。
The display unit 14 receives the image information from the display control unit 13 and displays information on the presence / absence, position, depth distance, size, and width of the subject.
The display unit 14 may be provided together with the discrimination calculation unit 10 or may be provided at a position away from the discrimination calculation unit 10 as long as image information can be received from the display control unit 13.
The display device 14 displays at least one of the presence / absence, position, depth distance, size, and width of the subject or the like. The display mode includes (1) display with characters and symbols, (2) Visual display that displays an area according to the presence / absence, position, depth distance, size, and width of the subject in the area display, and (3) a graph of the light intensity signal. There is a display.
Then, one or a plurality of displays may be appropriately selected from these display modes according to the needs of the user and displayed.
また、判別演算手段１０は記憶手段１２を有しているので、判別測定装置１０に対する指示入力手段を追加することにより、過去の指定した時間における対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅についての情報を表示手段１４に表示させることもできる。
さらに、指定した時間から所定時間ずつ前又は後の時間における対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅を、連続的に表示させることによって、対象者等の動作状態を追跡することができる。
そうした場合、所定時間を長くとれば、長時間にわたる対象者等の動作状態の追跡を短時間で行うことができ、逆に所定時間を短くとれば、特に注視したい時間における対象者等の動作状態の詳細な追跡を行うことができる。
In addition, since the discrimination calculation means 10 includes the storage means 12, by adding an instruction input means for the discrimination measurement device 10, the presence / absence, position, depth distance, size, etc. of the subject at the past designated time. Further, information about the width can be displayed on the display means 14.
In addition, by continuously displaying the presence / absence, position, depth distance, size and width of the subject, etc., at a predetermined time before or after the specified time, the operation status of the subject, etc. is tracked. Can do.
In such a case, if the predetermined time is lengthened, the operation state of the subject over a long time can be tracked in a short time, and conversely if the predetermined time is shortened, the operation state of the subject in particular at the time to be watched. Detailed tracking can be done.
実施例２は、図６のように一次元輝度分布検知装置のラインセンサ１及びスリット板２を監視対象空間３側に傾け、スリット板２と床面７とのなす角度が約６０°となるように配置するとともにスリット中心が対象者等の高さ程度となる箇所にセットして、対象者等の奥行き距離を演算するようにした奥行き検知システムである。
なお、スリット板２と床面７とのなす角度は６０°に限られず、スリット中心の高さも対象者等の高さ程度に限られないので、図６においては奥行き距離を演算する原理を説明するにあたり、スリット板２と床面７との交差角度をω（ただし、０＜ω＜９０°）、スリット中心からスリット板２を延長したスリット板延長平面と床面７との交差線までの距離をＬとしてあり、対象者等の奥行き距離Ｅは、実施例１と同様に近接境界部領域とスリット板延長平面との距離としてある。
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the line sensor 1 and the slit plate 2 of the one-dimensional luminance distribution detection device are tilted toward the monitoring target space 3, and the angle formed between the slit plate 2 and the floor surface 7 is about 60 °. The depth detection system is arranged in such a manner that the slit center is set at a position where the height of the subject or the like is approximately the same, and the depth distance of the subject or the like is calculated.
Note that the angle between the slit plate 2 and the floor surface 7 is not limited to 60 °, and the height of the slit center is not limited to the height of the subject or the like, so FIG. 6 explains the principle of calculating the depth distance. In doing so, the angle of intersection between the slit plate 2 and the floor surface 7 is ω (where 0 <ω <90 °), and the slit plate extension plane extending the slit plate 2 from the slit center to the intersection line of the floor surface 7 is. The distance is L, and the depth distance E of the subject or the like is the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane as in the first embodiment.
図６において、対象者等が監視対象空間３の床面７の地点８に立っており、地点８に対応する受光素子がラインセンサ１の上端からａだけ下側であり、また地点８に対応する受光素子とスリット中心と有効画素上端のなす角度がφであったとすると、次の関係が成り立つ。
Ｅ：ｄ＝Ｌ：（ｄ／ｔａｎω＋ｙ−ａ）
Ｅ：ｄ＝Ｌ：｛ｄ／ｔａｎω＋ｄ×ｔａｎ（θ−φ）｝
したがって、対象者等の奥行き距離Ｅは次の式（４）又は式（５）により演算することができる。
Ｅ＝ｄ×Ｌ×ｔａｎω／｛ｄ＋（ｙ−ａ）×ｔａｎω｝・・・・（４）
Ｅ＝Ｌ×ｔａｎω／｛１＋ｔａｎ（θ−φ）×ｔａｎω｝・・・（５）
そして、ｄ、ｙ及びθは一次元輝度分布検知装置の仕様で決まり、Ｌ及びωは一次元輝度分布検知装置を設置する高さと傾きにより確定するので、ａ又はφを特定できればＥは簡単に演算することができる。
In FIG. 6, the subject or the like is standing at a point 8 on the floor surface 7 of the monitoring target space 3, and the light receiving element corresponding to the point 8 is a lower side from the upper end of the line sensor 1 and corresponds to the point 8. Assuming that the angle formed between the light receiving element, the slit center, and the upper end of the effective pixel is φ, the following relationship is established.
E: d = L: (d / tan ω + ya)
E: d = L: {d / tan ω + d × tan (θ−φ)}
Accordingly, the depth distance E of the subject or the like can be calculated by the following equation (4) or equation (5).
E = d × L × tan ω / {d + (y−a) × tan ω} (4)
E = L × tan ω / {1 + tan (θ−φ) × tan ω} (5)
Since d, y, and θ are determined by the specifications of the one-dimensional luminance distribution detector, and L and ω are determined by the height and inclination of the one-dimensional luminance distribution detector, E can be easily determined if a or φ can be specified. It can be calculated.
以上のように、実施例２は一次元輝度分布検知装置の配置と対象者等の奥行き距離を演算する式が異なる以外は実施例１と同じなので、奥行き検知システムの全体構成や判別演算手段１０の具体的な構成及びそれらについての詳しい説明は省略するが、図６から分かるように、床面７の監視対象空間３内におけるスリット板２に最も近い点（図６の点９）を図２より近づけることができるので、奥行き距離の測定範囲を広げることができる。
また、監視対象空間３の上面の傾きが緩くなるため、天井部分に設置された照明装置を監視対象空間３内に入りにくくすることができる。
例えば、監視対象空間３のスリット板２から最も遠い部分が天井に設置されている最も遠い照明装置より先になるようにしておけば、背景内に天井の照明装置が入ってしまうことはなくなる。
As described above, the second embodiment is the same as the first embodiment except that the arrangement of the one-dimensional luminance distribution detection device and the expression for calculating the depth distance of the subject are different. Although the detailed configuration and detailed description thereof are omitted, as can be seen from FIG. 6, the point closest to the slit plate 2 in the monitored space 3 on the floor surface 7 (point 9 in FIG. 6) is shown in FIG. Since it can be made closer, the measurement range of the depth distance can be expanded.
Moreover, since the inclination of the upper surface of the monitoring target space 3 becomes loose, it is possible to make it difficult for the lighting device installed in the ceiling portion to enter the monitoring target space 3.
For example, if the farthest part of the monitoring target space 3 from the slit plate 2 is set ahead of the farthest lighting device installed on the ceiling, the ceiling lighting device will not enter the background.
実施例１及び２の奥行き検知システムに関する変形例を列記する。
（１）実施例１及び２においては、スリットを用いているが、スリットに代えて棒状レンズ（ロッドレンズ又はシリンドリカルレンズ）を用いても良く、スリット板２のスリット部分に棒状レンズを挿入又は装着できるようにしても良い。
（２）実施例１及び２の判別演算手段１０は、受信した光強度信号を受光素子毎の時系列データとして記憶する記憶手段１２を備え、対象者等の動作状態を追跡することができるようになっているが、現時点における対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅のうちのいずれかを判別又は演算するだけで良ければ、記憶手段１２や動作状態の判別機能は不要である。
その場合、背景輝度信号値は事前に測定して得られたデータをＣＰＵ１１に記憶して用いることとなる。
また、判別演算手段１０に記憶手段１２や動作状態の追跡機能を設けなくても、判別演算手段１０から対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅についての情報又は各受光素子の光強度信号を所定周期で別の解析装置に送信し、それらの情報を受信した解析装置によって、時系列に情報を蓄積し解析して対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅を判別又は演算することも可能である。
（３）実施例１及び２の判別演算手段１０は、対象者等の有無、位置、奥行き距離、大きさ及び幅を判別又は演算できるようになっているが、対象者等の奥行き距離を演算するだけのものとしても良い。
そうした場合、実施例１及び２の判別演算手段１０は、ラインセンサ１の各受光素子における受光量に応じた光強度信号に基づいて、近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別する境界受光素子判別手段と、境界受光素子判別手段が判別した受光素子の位置に基づいて対象者等の奥行き距離を演算する奥行き距離演算手段だけを備えていれば良い。
（４）実施例１及び２においては、対象者等の有無、位置、動作状態、奥行き距離、大きさ及び幅を表示手段１４で報知しているが、表示手段１４に代えて又は追加してスピーカーを設け、画像による報知に代え又は追加して音による報知を行うようにしても良い。
The modification regarding the depth detection system of Example 1 and 2 is listed.
(1) In Examples 1 and 2, a slit is used, but a rod-shaped lens (rod lens or cylindrical lens) may be used instead of the slit, and a rod-shaped lens is inserted or mounted in the slit portion of the slit plate 2. You may be able to do it.
(2) The discrimination calculation means 10 of the first and second embodiments includes a storage means 12 for storing the received light intensity signal as time series data for each light receiving element so that the operation state of the subject or the like can be tracked. However, if it is only necessary to determine or calculate any of the presence / absence, position, depth distance, size, and width of the subject at the present time, the storage means 12 and the function of determining the operation state are not necessary. is there.
In that case, as the background luminance signal value, data obtained by measuring in advance is stored in the CPU 11 and used.
Further, even if the determination calculation means 10 is not provided with the storage means 12 or the tracking function of the operation state, the information about the presence / absence, position, depth distance, size and width of the subject or the like from the determination calculation means 10 or each light receiving element. Presence / absence, position, depth distance, size, and width of the subject, etc. by transmitting and analyzing the light intensity signal to another analyzer at a predetermined cycle and accumulating and analyzing the information in time series by the analyzer that received the information Can also be determined or calculated.
(3) The discrimination calculation means 10 of the first and second embodiments can discriminate or calculate the presence / absence, position, depth distance, size and width of the subject, but calculates the depth distance of the subject. It's good to just do it.
In such a case, the discrimination calculation means 10 of the first and second embodiments discriminates the light receiving element that detects the light intensity of the adjacent boundary region based on the light intensity signal corresponding to the amount of light received by each light receiving element of the line sensor 1. Only the boundary light receiving element determining means and the depth distance calculating means for calculating the depth distance of the subject or the like based on the position of the light receiving element determined by the boundary light receiving element determining means may be provided.
(4) In the first and second embodiments, the presence or absence of the subject or the like, the position, the operation state, the depth distance, the size, and the width are reported by the display unit 14, but instead of or in addition to the display unit 14. A speaker may be provided, and sound notification may be performed instead of or in addition to image notification.
（５）実施例２においては、近接境界部領域とスリット板延長平面との距離を、対象者等の奥行き距離Ｅとみなしたが、ωが小さい場合には実際の奥行き距離と測定値の誤差が大きくなるため、図７に示すように、近接境界部領域とスリットの長手方向に延びる線を含み床面７に垂直に交差する平面との距離を対象者等の奥行き距離Ｋとみなしても良い。
そうした場合、（Ｋ＋Ｌ×ｃｏｓω）：ｄ／ｓｉｎω＝Ｌ：（ｄ／ｔａｎω＋ｙ−ａ）及びＫ／ｔａｎ（ω−θ＋φ）＝Ｌ×ｓｉｎωの関係が成り立つので、対象者等の奥行き距離Ｋは次の式（６）又は式（７）により演算することができる。
Ｋ＝ｄ×Ｌ／｛ｄ×ｃｏｓω＋（ｙ−ａ）×ｓｉｎω｝−Ｌ×ｃｏｓω・・・（６）
Ｋ＝Ｌ×ｓｉｎω×ｔａｎ（ω−θ＋φ）・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
この場合においても、ｄ、ｙ及びθは一次元輝度分布検知装置の仕様で決まり、Ｌ及びωは一次元輝度分布検知装置を設置する高さと傾きにより確定するので、ａ又はφを特定できればＫは簡単に演算することができる。
また、ω＝４５°とした図７から分かるように、ω＜θ（実施例１及び２では４７°）とすることで対象者等がスリットの真下にいても近接境界部領域を特定可能となる。
さらに、ω＝９０°−θ（実施例１及び２においては４３°）とすれば監視対象空間３の上面は水平となるので、スリット板２を対象者等の高さから天井の高さの間に設置することで、対象者等が監視対象空間３のどこに動いても、対象者等が視野から外れず、天井に設置されている照明装置が視野に入ることがなくなる。
（６）実施例１及び２においては、監視対象空間３の輝度を計測するラインセンサ１を用いたが、ＲＧＢ値を計測する一次元カラーセンサを用いても良い。
そうした場合、ＡＤＵ値（ａｄｕ）は取得したＲＧＢ値をそれぞれＲ、Ｇ、Ｂとすると、次の式（８）により求めることができる。
ａｄｕ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ・・・・・・（８）
また、対象者等が近い位置にあるときに取得したＲＧＢ値に基づいて対象者等が着用している服の色を判別して、対象者等が誰か又はユニフォームを着ているか否かを判定することも可能である。
さらに、対象者等が立っている場合には、下側の一次元カラーセンサで取得したＲＧＢ値に基づいて上半身の服の色を判別し、上側の一次元カラーセンサで取得したＲＧＢ値に基づいて下半身の服の色を判別できるので、対象者等の判定精度を高めることができる。
(5) In the second embodiment, the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane is regarded as the depth distance E of the subject or the like. Therefore, as shown in FIG. 7, even if the distance between the adjacent boundary region and the plane that includes the line extending in the longitudinal direction of the slit and intersects the floor surface 7 perpendicularly is regarded as the depth distance K of the subject or the like good.
In such a case, since the relationship of (K + L × cos ω): d / sin ω = L: (d / tan ω + ya) and K / tan (ω−θ + φ) = L × sin ω holds, the depth distance K of the subject or the like is (6) or (7).
K = d × L / {d × cos ω + (ya) × sin ω} −L × cos ω (6)
K = L × sin ω × tan (ω−θ + φ) (7)
Also in this case, d, y, and θ are determined by the specification of the one-dimensional luminance distribution detection device, and L and ω are determined by the height and inclination at which the one-dimensional luminance distribution detection device is installed. Can be calculated easily.
Further, as can be seen from FIG. 7 in which ω = 45 °, by setting ω <θ (47 ° in the first and second embodiments), it is possible to specify the proximity boundary region even if the subject is directly below the slit. Become.
Further, if ω = 90 ° −θ (43 ° in the first and second embodiments), the upper surface of the monitoring target space 3 becomes horizontal, so that the slit plate 2 is moved from the height of the subject or the like to the height of the ceiling. By installing it in between, the subject or the like does not deviate from the field of view, and the lighting device installed on the ceiling does not enter the field of view, regardless of where the subject or the like moves in the monitoring target space 3.
(6) In the first and second embodiments, the line sensor 1 that measures the luminance of the monitoring target space 3 is used, but a one-dimensional color sensor that measures RGB values may be used.
In such a case, the ADU value (adu) can be obtained by the following equation (8), assuming that the acquired RGB values are R, G, and B, respectively.
adu = 0.30R + 0.59G + 0.11B (8)
Also, by determining the color of the clothes worn by the subject based on the RGB values acquired when the subject is at a close position, it is determined whether or not the subject is wearing a uniform. It is also possible to do.
Furthermore, when the subject is standing, the color of the upper body is determined based on the RGB value acquired by the lower one-dimensional color sensor, and based on the RGB value acquired by the upper one-dimensional color sensor. Since the color of the clothes on the lower body can be discriminated, it is possible to improve the accuracy of judgment of the subject or the like.
１ ラインセンサ ２ スリット板 ３ 監視対象空間
４ ラインセンサ１の長手方向に延びる直線
５ 監視対象空間３に向かって水平に延びる延長平面
６ 平面の壁 ７ 床面 ８ 近接境界部領域の地点
９ 床面７の監視対象空間３内におけるスリット板２に最も近い点
１０ 判別演算手段 １１ ＣＰＵ １２ 記憶手段
１３ 表示制御手段 １４ 表示手段
ａ ラインセンサ１の上端から地点８に対応する受光素子までの距離
ｂ ラインセンサ１の下端から対象者等の上端に対応する受光素子までの距離
ｄ ラインセンサ１とスリット板２の距離 Ｄ スリット板２と壁６の距離
Ｅ 対象者等の奥行き距離 Ｆ 対象者等の大きさ
Ｈ 床面７からスリット中心までの高さ Ｋ 対象者等の奥行き距離
ｘ スリットの長さ Ｘ 監視対象空間３の壁６の幅
ｙ ラインセンサ１の長さ Ｙ 監視対象空間３の壁６の高さ
θ 一次元輝度分布検知装置の視野角の半分
φ 地点８に対応する受光素子とスリット中心とラインセンサ１の上端がなす角度
ω スリット板２と床面７との交差角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Line sensor 2 Slit board 3 Monitoring object space 4 The straight line extended in the longitudinal direction of the line sensor 1 5 The extended plane extended horizontally toward the monitoring object space 3 6 Planar wall 7 Floor surface 8 The point of a proximity boundary area 9 Floor surface 7 closest to the slit plate 2 in the monitored space 3 10 Discriminating calculation means 11 CPU 12 Storage means 13 Display control means 14 Display means a Distance from the upper end of the line sensor 1 to the light receiving element corresponding to the point 8 b line Distance from the lower end of the sensor 1 to the light receiving element corresponding to the upper end of the subject, etc. d Distance between the line sensor 1 and the slit plate 2 D Distance between the slit plate 2 and the wall 6 E Depth distance of the subject etc. F Size of the subject etc. Height H Height from the floor surface 7 to the center of the slit K Depth distance of the subject, etc. x Length of the slit X Width of the wall 6 of the monitoring target space 3 y Length of the line sensor 1 Y Height of the wall 6 of the monitored space 3 θ Half of the viewing angle of the one-dimensional luminance distribution detection device φ Angle formed by the light receiving element corresponding to the point 8, the slit center, and the upper end of the line sensor 1 ω Slit plate 2 and floor surface Crossing angle with 7
Claims (4)
前記ラインセンサの長手方向に延びる直線を含み前記監視対象空間側に延びるラインセンサ延長平面と前記スリット若しくは前記棒状レンズ及び前記ラインセンサ延長平面と前記床面は直交しており、
前記ラインセンサが有する複数の受光素子によって検知された光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物と前記床面との境界部領域のうち前記スリット板を延長したスリット板延長平面に最も近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別する境界受光素子判別手段と、
前記近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて、前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離を演算する奥行き距離演算手段と、
前記奥行き距離演算手段で演算した距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の水平方向の幅を演算する幅演算手段を備える
ことを特徴とする奥行き検知システム。 A line sensor installed at a position facing a monitoring target space including a floor on which the subject or the object moves, and a slit or a rod-shaped lens installed at a predetermined distance on the monitoring target space side of the line sensor A depth detection system that detects a depth distance of a subject or an object using a one-dimensional luminance distribution detection device including a slit plate,
The line sensor extension plane including the straight line extending in the longitudinal direction of the line sensor and extending to the monitoring target space side, the slit or the rod lens, and the line sensor extension plane and the floor surface are orthogonal to each other,
Based on light intensity signals detected by a plurality of light receiving elements of the line sensor, the closest proximity to the slit plate extension plane extending the slit plate in the boundary region between the subject or the object and the floor surface Boundary light receiving element discriminating means for discriminating a light receiving element that detects the light intensity of the boundary area
Depth distance calculation means for calculating the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane based on the position of the light receiving element that detects the light intensity of the proximity boundary region ;
A depth detection system comprising: width calculation means for calculating a horizontal width of the subject or the object based on the distance calculated by the depth distance calculation means and the light intensity signal .
ことを特徴とする請求項１に記載の奥行き検知システム。 The size calculating means for calculating the size of the subject or the object in the vertical direction based on the distance calculated by the depth distance calculating means and the light intensity signal. Depth detection system.
前記ラインセンサの長手方向に延びる直線を含み前記監視対象空間側に延びるラインセンサ延長平面と前記スリット若しくは前記棒状レンズを直交させるとともに、前記ラインセンサ延長平面と前記床面を直交させ、
前記ラインセンサが有する複数の受光素子によって検知された光強度信号に基づいて、対象者若しくは対象物と前記床面との境界部領域のうち前記スリット板を延長したスリット板延長平面に最も近い近接境界部領域の光強度を検知した受光素子を判別し、
前記近接境界部領域の光強度を検知した受光素子の位置に基づいて、前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離を演算し、
前記近接境界部領域と前記スリット板延長平面との距離と前記光強度信号に基づいて、前記対象者若しくは対象物の水平方向の幅を演算する
ことを特徴とする奥行き検知方法。 A line sensor installed at a position facing a monitoring target space including a floor surface on which the subject or the object moves, and a slit or a rod-like lens installed at a predetermined distance on the monitoring target space side of the line sensor A depth detection method for detecting a depth distance of a subject or an object using a one-dimensional luminance distribution detection device including a slit plate,
The line sensor extension plane including the straight line extending in the longitudinal direction of the line sensor and extending to the monitoring target space side is orthogonal to the slit or the rod lens, and the line sensor extension plane is orthogonal to the floor surface,
Based on light intensity signals detected by a plurality of light receiving elements of the line sensor, the closest proximity to the slit plate extension plane extending the slit plate in the boundary region between the subject or the object and the floor surface Identify the light receiving element that detected the light intensity in the boundary area,
Based on the position of the light receiving element that detects the light intensity of the proximity boundary region, the distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane is calculated ,
A depth detection method , comprising: calculating a horizontal width of the subject or an object based on a distance between the proximity boundary region and the slit plate extension plane and the light intensity signal .
ことを特徴とする請求項３に記載の奥行き検知方法。 The depth detection method according to claim 3.
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