JP2002074372A - 部屋監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、赤外線センサを併設することな
く、窓からさし込む太陽光による浴室床面に写った木の
葉等の影による人体検出センサの誤検出を防止すること
ができる部屋監視装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 人体の動きを撮像して画像処理する第１
の人体検出センサと、該第１の人体検出センサと一定距
離離して人体の動きを撮像して画像処理する第２の人体
検出センサと、両センサにより撮像された両画像の中心
座標間の距離から床面の影を判定する手段とを設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浴室等における人体
の動きを撮像して画像処理する人体検出センサを有する
部屋監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、窓を有する浴室等に人体検出セン
サを取り付けた場合において、窓からさし込む太陽光に
よる浴室の床面に写った木の葉等の影による影響によっ
て、人体検出センサが前記影を人と誤って検知する難点
があった。この難点を解決するために従来の技術水準の
ものは人体検出センサと赤外線センサとを併設して熱検
知による赤外線センサにより人であるか否かを赤外線セ
ンサの検出に先立ってまず判別させていた。従って、人
体検出センサとは別個に赤外線センサを必要とするもの
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では人体検出センサと赤外線センサとでは、セン
サの構造、検出の仕組みが異なるため、センサ毎に別個
に個別的なソフトウエアーを必要とし、制御が複雑とな
るのみならずセンサの設置位置が適正位置から少しでも
ずれると撮像範囲から外れ、位置調整が煩雑となる問題
を有していた。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、赤外線センサを
併設することなく、窓からさし込む太陽光による浴室床
面に写った木の葉等の影による人体検出センサの誤検出
を防止することができる部屋監視装置を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の部屋監視装置は、人体の動きを撮像して画
像処理する第１の人体検出センサと、該第１の人体検出
センサと一定距離離して人体の動きを撮像して画像処理
する第２の人体検出センサと、両センサにより撮像され
た両画像の中心座標間の距離から床面の影を判定する手
段とを設けたことを第１の特徴としている。この第１の
特徴によれば、赤外線センサを併設することなく、窓か
らさし込む太陽光による人体検出センサの誤検出を防止
することができたものである。また、同種の人体検出セ
ンサを用いることにより別個の制御ソフトウエアを必要
としないので、制御が簡素化され製作も容易となる。ま
た、本発明の部屋監視装置は、人体の動きを撮像して画
像処理する第１の人体検出センサと、該第１の人体検出
センサと一定距離離して人体の動きを撮像して画像処理
する第２の人体検出センサと、前記第１の人体検出セン
サにより撮像された画像の中心座標を求める第１中心座
標検出手段と、前記第２の人体検出センサにより撮像さ
れた画像の中心座標を求める第２中心座標検出手段と、
前記第１中心座標検出手段と前記第２中心座標検出手段
により両中心座標間の距離を演算する距離演算手段と、
該距離演算手段による演算値と前記一定距離による一定
値とを比較して床面の影を判定する手段を設けたことを
第２の特徴としている。この第２の特徴によれば、上記
の特徴に加え、高さのないもの（影）と、高さのあるも
の（人）との判定が確実となる利点がある。

【０００６】さらに、本発明の部屋監視装置は、上記人
体検出センサを低解像度の撮像装置により構成したこと
を第３の特徴としている。この第３の特徴によれば、上
記の特徴に加え、人体の輪郭が現れないので、プライバ
シーの保護につながる利点がある。また、画素数が少な
いので演算速度が速くなり、判定の迅速化を図ることが
できる。

【０００７】さらに、本発明の部屋監視装置は浴室に用
いられることを第４の特徴としている。この第４の特徴
によれば、上記の特徴に加え、浴室窓からの太陽光の差
し込みによる誤判定が防止できる。

【０００８】

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

【０００９】図１は本発明の一実施形態を示す浴室に実
施した部屋監視装置の全体構成図である。図２は本発明
の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。図３
は人体検出センサの画像検出部の１画素を構成する画像
コア回路の構成を示す回路図である。図４はセンサの撮
像範囲と検知領域との関係を示す説明図である。図５は
第１の人体検出センサによる撮像画像Ａとその射影処理
を示す説明図、図６は第２の人体検出センサによる撮像
画像Ｂとその射影処理を示す説明図、図７は射影回路の
構成図である。図８は本発明の一実施形態を示す制御テ
ーブルの説明図である。図９は本発明のフローチャート
である。図１０は判定手段のブロック図である。

【００１０】図１は浴室１を側方から見た断面図であ
り、本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴
室１内部には浴槽２及び洗場３を設けてある。４は浴室
への出入口である。そして、浴室１の天井には人体セン
サ５が設置されている。人体センサ５は浴室１の壁面の
上部に取り付けても良い。

【００１１】人体センサ５は、図４に示すように人工網
膜を利用した撮像装置を有し浴室における人体の動きを
撮像して画像処理する第１の人体検出センサ５１と、該
第１の人体検出センサ５１と一定距離離して人体の動き
を撮像して画像処理する第２の人体検出センサ５２とか
ら構成している。５３は両人体検出センサ５１、５２を
取付ける基板である。

【００１２】人体センサ５の出力は、図示しない信号線
を通じて浴室用リモコンや台所用リモコンへ接続され
る。そして、給湯器を制御するリモコンには浴室１に入
浴者がいることを知らせるランプ等の表示部を有してお
り、人体センサ５が入浴者を検知して信号線から検知信
号を出力すると表示部が点灯するようになっている。

【００１３】図２は人工網膜チップを利用した第１の人
体検出センサ５１の構成を示したものであり、第２の人
体検出センサ５２も同様に構成してある。人体検出セン
サ５１は人体を検出すると共に検出した画像を処理する
撮像装置６と、撮像装置６に制御信号を与えると共に処
理情報を判定する制御装置７とから構成されている。

【００１４】前記撮像装置６の撮像部８は、縦３２×横
３２画素（＝１０２４画素）からなる画像検出部９、結
像レンズ１０、スキャナ１１、マルチプレクサ１２及び
スキャナ駆動制御部１３から構成されている。多数の画
素を間引いて検出処理しても良い。画像検出部９の画素
はそれぞれモノクロ２５６階調「レベル０（黒）〜２５
５（白）の２５６階調」で表現される。

【００１５】そして、撮像部８においては、浴室内の画
像は、結像レンズ１０によって画像検出部９に結像され
る。スキャナ１１は、スキャナ駆動制御部１３によって
駆動制御されており、画像検出部９の各画素列を順次一
定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御して
いる。受光状態となった１列の各画素から同時に出力さ
れた光電流は、マルチプレクサ１２によってアナログデ
ータからシリアルデータに変換され、増幅器１４で増幅
された後、画像処理部１５へ入力される。なお、アナロ
グデータからシリアルデータへの変換等は外部に設けた
制御装置７部あるいは別途設けたＩＣにより行っても良
い。

【００１６】また、画像検出部９の各画素は、図３に示
すように画素コア回路１７によって構成されている。画
素コア回路１７は受光素子１８、電荷蓄積回路１９、感
度可変回路２０から構成されており、感度可変端子２１
及びリセット端子２２がスキャナ１１に接続され、光電
流出力端子２３がマルチプレクサ１２に接続されてい
る。

【００１７】図２においてゲイン調整部１６は、画像処
理部１５における画像平均値（画像の明るさ）をチェッ
クし、画像平均値が適切な範囲から外れていれば、増幅
器１４によって撮像装置６のゲインを調整すると共にス
キャナ駆動制御部１３によって画像検出部９の蓄積時間
を調整し、適正な明るさの画像が得られるように調光す
る。

【００１８】人工網膜を用いた撮像装置６では、画像平
均値は、画像検出部９を構成する３２×３２個の全画素
における階調（０階調（黒）〜２５５階調（白）の２５
６階調）の平均値であり、０〜２５５の値で表わさせ
る。解像度を低くすることで、体の輪郭をぼかしてプラ
イバシーの保護を図っている。この画像平均値は増幅器
１４のゲインと画像検出部９の蓄積時間によって決定さ
れる。ここで、ゲインはカメラの絞りに相当し、蓄積時
間はカメラのシャッタースピードに相当する。従って、
撮像装置６の適正な画像平均値を得ようとすれば、適当
なゲインに固定しておき、蓄積時間を調整すればよい。
あるいは、適当な蓄積時間を固定しておき、ゲインを調
整すればよい。

【００１９】そして、図２において少なくとも撮像をお
こなう画像検出部９と画像処理を行なう画像処理部１５
とは１チップで構成されている。このチップは人工網膜
チップと称される。また、このチップの裏面位置には、
制御装置７を設けてあり、制御装置７はマイクロコンピ
ュータからなりこの内部には人体検出センサに５１よる
検知処理を行なう検知領域を複数の領域に分割する領域
分割手段２４をソフトウエアーとして組込んである。具
体的には、図８に示すように、画像処理部１５に入力さ
れた画像情報を処理するための制御テーブル２５を複数
域に分割するものである。例えば、洗場領域３０及び浴
槽領域３１の２つの領域に分割したものである。これに
浴室への入口領域を加えて３つの領域に分割しても良
い。

【００２０】そして、撮像装置６の検知出力はそれぞれ
判定手段３２へ出力される。判定手段は撮像装置６から
の出力に基づき、浴室における入浴者の有無や入浴者の
動き、影か否かなどを総合的に判断する。

【００２１】図１０は判定手段３２のソフトウエア構成
を図示した概念図であり、図において３３は第１の人体
検出センサ５１により撮像された画像の中心座標を求め
る第１中心座標検出手段である。検出方法の詳細につい
ては後述する。３４は第２の人体検出センサ５２により
撮像された画像の中心座標を求める第２中心座標検出手
段である。距離演算手段３５は前記第１中心座標検出手
段３３と第２中心座標検出手段３４とによる検出結果か
ら第１、第２中心座標間の距離を演算するようになって
いる。３６はＥＥＰＲＯＭ等からなる記憶手段であり、
例えば浴室１の床面の長さ、壁高さ、第１の人体検出セ
ンサ５１と第２の人体検出センサ５２間の距離等のデー
タを記憶させてある。３７は比較判定手段であり、前記
距離演算手段３５による演算値と前記両センサ５１、５
２間の一定距離による一定値とを比較して床面の影か否
かを判定するようになっている。

【００２２】前記第１中心座標検出手段３３は図５に示
すように、第１の人体検出センサ５１によって撮像され
た画像（Ａ画像という）の中心座標を検出するものであ
る。すなわち、画素エリア３８における入力画像の行方
向及び列方向への射影により、行射影３９及び列射影４
０を行い、行射影３９及び列射影４０の出力信号の加算
を行なうことで中心座標Ｐを検出するものである。

【００２３】列射影４０については、具体的には図７に
示されるように、Ｐスキャナを同時にアクティブにして
Ｘスキャナで読み出すようにしてある。また、行射影３
９については、図示してはいないが、前記とは逆にＸス
キャナを同時にアクティブにしてＰスキャナで読み出す
ようにすればよい。前記第２中心座標検出手段３４は図
６に示すように、同一の被写体を第２の人体検出センサ
５２によって撮像された画像（Ｂ画像という）の中心座
標を検出するものである。すなわち、画素エリア３８に
おける入力画像の行方向及び列方向への射影により、行
射影４１及び列射影４２を行い、行射影及び列射影の出
力信号の加算を行なうことで中心座標Ｏを検出するもの
である。

【００２４】人工網膜により検出した画像は次のように
画像処理される。画像処理部１５は、画像検出部９を構
成する全画素から画像情報を一定時間毎に受信する。画
像処理部１５は、一定時間毎に画像情報を受け取ると、
該画像情報を処理し、判定手段３２に出力して入浴者の
動きを監視するのである。

【００２５】具体的には、まず画像検出部９で検出した
一定時間前の画像（前画像）と現時点での画像（現画
像）との受光量の差（差分）を画像処理部１５で演算す
る。差分が正の画素は＋で表わし、負の画素は−で表わ
し、差が０の画素は０で表わす。対象物の動きは画像の
境界によって判定できるので、画像の境界の移動はそこ
での差分の正または負となって表れる。これにより画像
境界の移動の方向が推定される。そして差分の総和を見
ることで大まかな人の動きが把握できる。

【００２６】また、上記解析方法を２次元の画像に適用
して、具体的には画素上の方向を縦方向、横方向、右上
がり斜め方向、右下がり斜め方向の４つに分けて、この
４つの方向毎に現画像と前画像との差分（スカラー）を
求めて、この差分の画像から各方向ごとの動きを判定
し、各方向の差分をベクトルとして表わすようにしても
よい。そして該画素とその周辺の３×３画素の差分ベク
トルを平均化することで（オプチカルフロー）、浴室に
おける人の存在や人の動きを検知することができる。

【００２７】図８に示すように人体検出センサ５１の検
知領域２６は、洗場領域３０、浴槽領域３１の２つのエ
リアに分け、各エリア毎に前記差分の総和または動き量
を検知している。ここで、動き量とは、各領域３０、３
１毎に各画素のオプチカルフローのスカラー量を平均し
たもの（スカラー平均）、もしくはスカラー量の和(ス
カラー和)である。

【００２８】次に、図９のフローチャートにより、被撮
像体が高さを有するか否か、すなわち人体かあるいは影
かを判定するフローについて説明する。

【００２９】まず浴室１の床の長さ、壁面の高さを実際
に計測して制御装置７の記憶手段３６に外部からパソコ
ン等により入力する（ステップＳ１）。なお、システム
バスの場合には標準化されているので工場出荷時に予め
規格の寸法長さを記憶手段３６に記憶させておいても良
い。

【００３０】次に、２つの人体検出センサ５１、５２を
浴室１の壁面上部あるいは天井に取り付けた後、両セン
サ間の距離を実測して前記同様に記憶手段３６に入力す
る（ステップＳ２）。固定後のセンサ間の距離は一定と
なるため、この一定距離は今後の演算上の基準となる。
この２つのセンサは基板５３の両端に予め取り付けてお
き、この基板５３を天井等に取り付けるようにしても良
い。この場合には人体検出センサ間の距離は事前に把握
できるので工場出荷の段階で記憶手段３６に記憶させて
おくことができる。

【００３１】次に、床面における前記制御テーブル２５
の１コマ分の距離（Ｈ）を演算する（ステップＳ３）。
具体的には床長さを制御テーブル２５の総列コマ数で割
り算すれば良い。例えば、床長さが１６０センチメート
ルで制御テーブル２５の総列コマ数が３２コマであれ
ば、制御テーブル１コマの距離は５センチメートルとな
る。

【００３２】さらに、前記両センサ間の距離を床面にお
ける制御テーブル２５のコマ数（Ｄ）に変換する（ステ
ップＳ４）。具体的には、両センサ５１、５２間の距離
を制御テーブル１コマの距離で割り算すれば良い。例え
ば、先の例でみれば両センサ間の距離が２０センチメー
トルであれば、制御テーブル１コマの距離５センチメー
トルで割れば、４コマとなる。

【００３３】次に、第１の人体検出センサ５１で検出し
た検出画像（Ａ）の中心座標（Ｐ）を第１中心座標検出
手段３３によって前記した方法により検出する（ステッ
プＳ５）。さらに第２の人体検出センサ５２で検出した
検出画像（Ｂ）の中心座標（Ｏ）を第２中心座標検出手
段３４によって前記した方法により検出する（ステップ
Ｓ６）。

【００３４】その後、判定手段３２の距離演算手段３５
により両中心座標間の距離（Ｏ―Ｐ）を演算する（ステ
ップＳ７）。

【００３５】次に、両中心座標間の距離（Ｏ―Ｐ）から
両中心座標間の制御テーブルコマ数（Ｋ）を演算するの
である（ステップＳ８）。この演算においては、例えば
撮像画像の分解能から制御テーブルコマ数を計算すれば
良い。例えば両中心座標間の距離が２０センチメートル
で、分解能が２倍であれば、両中心座標間の制御テーブ
ルコマ数（Ｋ）は８コマとなる。

【００３６】そして、ステップＳ９においてこのテーブ
ルコマ数（Ｋ）と前記テーブルコマ数（Ｄ）とを比較判
定手段３７により比較する（ステップＳ９）。この結
果、両中心座標間の制御テーブルコマ数（Ｋ）の方が床
面における両センサ間の制御テーブルコマ数（Ｄ）より
も多い場合には、被撮像体は高さを有していると判断で
き、人体等の物体であると判定できる（ステップＳ１
０）。

【００３７】また、両中心座標間の制御テーブルコマ数
（Ｋ）が、床面における両センサ間の制御テーブルコマ
数（Ｄ）と同一かあるいは少ない場合には、被撮像体は
高さを有していないと判断でき、影であると判定できる
（ステップＳ１１）。

【００３８】また、人体検出センサ５１の取り付けは、
浴室１の天井であって、浴室の洗場領域３０と浴槽領域
３１との境界位置に取付けられる。この位置は標準的な
浴室において洗場３及び浴槽２を設けた浴室内の人の動
きを監視できる最適位置である。特に、浴槽２と洗場３
との境界に取付けることで、浴槽２及び洗場３での人の
動きに対して、境界が明確化できる。

【００３９】また、ユニットバス等からなるシステムバ
スルームの場合には、バスルームの天井にその点検用の
点検口が位置しており、この点検蓋である点検口に前記
人体センサ５を取り付けることを推奨する。点検口は取
り付け、取り外しができるので、人体センサ５の設置、
点検が容易に行なえるのみならず、前記センサの最適取
付け位置の条件を満足するものである。

【００４０】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定され
ることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。例
えば、本実施形態ではシステムバスルームについて説明
したが、この例に限られることなくこれ以外の既存の浴
室にも設置できるものである。また、洗面所、トイレ等
に設置することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明においては、赤外線センサを併設
することなく、窓からさし込む太陽光による人体検出セ
ンサの誤検出を防止することができたものである。ま
た、同種の人体検出センサを用いることにより別個の制
御ソフトウエアを必要としないので、制御が簡素化され
製作も容易となる。また、本発明は、上記の特徴に加
え、高さのないもの（影）と、高さのあるもの（人）と
の判定が確実となる利点がある。さらに、本発明のもの
では、人体の輪郭が詳細に現れないので、プライバシー
の保護につながる利点がある。また、画素数が少ないの
で演算速度が速くなり、判定の迅速化を図ることができ
る。さらに、本発明は、浴室窓からの太陽光の差し込み
による誤判定が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の浴室の全体構成図である。

【図２】図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブ
ロック図である。

【図３】図３は人体検出センサの画像検出部の１画素を
構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。

【図４】図４はセンサの撮像範囲と検知領域との関係を
示す説明図である。

【図５】図５は第１の人体検出センサによる撮像画像Ａ
とその射影処理を示す説明図である。

【図６】図６は第２の人体検出センサによる撮像画像Ｂ
とその射影処理を示す説明図である。

【図７】図７は射影回路の構成図である。

【図８】図８は本発明の一実施形態を示す制御テーブル
の説明図である。

【図９】図９は本発明のフローチャートである。

【図１０】図１０は判定手段のブロック図である。

【符号の説明】

１ 浴室 ２ 浴槽 ３ 洗場 ４ 出入口 ６ 撮像装置 ７ 制御装置 ９ 画像検出部 １５ 画像処理部 １７ 画像コア回路 ２４ 領域分割手段 ３０ 洗場領域 ３１ 浴槽領域 ３２ 判定手段 ３３ 第１中心座標検出手段 ３４ 第２中心座標検出手段 ３５ 距離演算手段 ３６ 記憶手段 ３７ 比較判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA07 AB02 BB06 BC01 CA14 CB09 CB22 DC09 5B057 AA19 BA02 CA02 CA08 CA13 CC03 DA06 DA15 DB03 DB09 DC22 DC32 DC36 5C054 AA02 CA04 CC02 CE16 CH04 FC11 FC12 FF05 HA19 5L096 AA09 BA02 CA05 FA37 FA66 GA08 HA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体の動きを撮像して画像処理する第１
   の人体検出センサと、該第１の人体検出センサと一定距
   離離して人体の動きを撮像して画像処理する第２の人体
   検出センサと、両センサにより撮像された両画像の中心
   座標間の距離から床面の影を判定する手段とを設けたこ
   とを特徴とする部屋監視装置。
2. 【請求項２】 人体の動きを撮像して画像処理する第１
   の人体検出センサと、該第１の人体検出センサと一定距
   離離して人体の動きを撮像して画像処理する第２の人体
   検出センサと、前記第１の人体検出センサにより撮像さ
   れた画像の中心座標を求める第１中心座標検出手段と、
   前記第２の人体検出センサにより撮像された画像の中心
   座標を求める第２中心座標検出手段と、前記第１中心座
   標検出手段と前記第２中心座標検出手段により両中心座
   標間の距離を演算する距離演算手段と、該距離演算手段
   による演算値と前記一定距離による一定値とを比較して
   床面の影を判定する手段を設けたことを特徴とする部屋
   監視装置。
3. 【請求項３】 上記人体検出センサは低解像度の撮像装
   置により構成したことを特徴とする請求項１〜２に記載
   の部屋監視装置。
4. 【請求項４】 上記部屋監視装置は浴室に用いられるこ
   とを特徴とする請求項１〜３に記載の部屋監視装置。