JP2005015094A

JP2005015094A - エレベータのかご内監視装置

Info

Publication number: JP2005015094A
Application number: JP2003179213A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Hayashi; 健太郎林; Manabu Hashimoto; 橋本　　学; Hideki Shiozaki; 秀樹塩崎; Takashi Shiraishi; 孝白石
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】映像監視の死角をなくして任意の視点からの仮想映像を生成することができるエレベータのかご内監視装置を得る。
【解決手段】エレベータのかご１内にカメラを設置して監視を行うエレベータのかご内監視装置において、前記カメラとして、視野が重なるように設置された複数のカメラ２ａ，２ｂを備えると共に、前記複数のカメラ２ａ，２ｂから複数の同期された映像を入力する入力手段３と、前記入力手段３を介して入力された映像の視点を変換して任意の視点からのかご内映像を生成する画像変換手段５とを備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータかご内の防犯などの安全面を向上させるためのエレベータのかご内監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エレベータのかご内を監視する監視装置として、複数カメラを用いてかご内を監視するものがある（特許文献１参照）。この監視装置は、かご内に露出して取り付けられる第１のカメラと、この第１のカメラの死角を撮影可能な隠蔽された第２のカメラを備え、第１と第２のカメラの映像を交互に録画するようにしている。
【０００３】
このような監視装置によれば、一つのカメラでの監視による死角を低減させる効果がある。また、一方を隠しカメラとすることで、いたずらによる監視不能状態を回避することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２６０３７号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の監視装置では、映像がカメラ設置位置に依存するので、監視員が確認する場合に状況把握が困難になる場合がある。すなわち、複数のカメラを設置したとしても、単眼視により乗客を検出するので乗客同士の隠蔽が発生し、監視することのできない大きな視角が発生する場合がある。
【０００６】
この発明は上述した従来例における問題点を解消するためになされたもので、映像監視の死角をなくして任意の視点からの仮想映像を生成することができるエレベータのかご内監視装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明に係るエレベータのかご内監視装置は、エレベータのかご内にカメラを設置して監視を行うエレベータのかご内監視装置において、前記カメラとして、視野が重なるように設置された複数のカメラを備えると共に、前記複数のカメラから複数の同期された映像を入力する入力手段と、前記入力手段を介して入力された映像の視点を変換して任意の視点からのかご内映像を生成する画像変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータのかご内監視装置の構成を示すブロック図である。図１に示すエレベータのかご内監視装置は、エレベータかご１内の天井の２隅に視野が重なるように設置されたカメラ２ａ，２ｂと、カメラ２ａ，２ｂによる映像を合成または選択または時分割選択するマルチプレクサまたはセレクタまたは時分割セレクタ装置でなり、同期された複数の映像を入力する入力手段３と、入力手段３を介して入力される映像を記録する映像記録装置４と、映像記録装置４に記録された映像から任意の組の複数の映像を抽出して仮想視点映像を生成する画像変換手段５と、画像変換手段５からの映像をモニタするためのディスプレイ６とを備えている。
【０００９】
ここで、前記画像変換手段５は、図２に示すように、カメラ２ａ，２ｂを設置した時点における各カメラ間の３次元空間上の相対的な位置と姿勢の相対関係情報を予め求めておき、カメラ２ａ，２ｂによる重なった領域の画像上で空間的に同じ位置にある物体の画像上の位置を計算し対応づけた対応情報と前記相対関係情報に基づいて３次元空間中の物体の３次元位置を求める３次元距離計算手段５ａと、この３次元距離計算手段５ａで求められた３次元位置情報に基づいて仮想３次元空間上で平行移動させたり回転させたりして視点変換された映像を求める視点変換手段５ｂと、この視点変換手段５ｂにより変換された視点からの映像を生成する映像生成手段５ｃとを備えている。
【００１０】
上述した構成を備えるエレベータのかご内監視装置では、カメラ２ａ，２ｂをかご１内に設置して、監視の死角を低減することができる。すなわち、従来のかご内監視カメラは、かご内に１個であることが前提であった。また、一つのカメラで狭い空間の全てを見渡すことができるようにするため、非常に広角なレンズを用いることが普通である。しかし、かご１内に複数の物体／人物が存在する場合、一つのカメラの映像では死角が発生する場合がある。また、実際の犯罪者の中にはこの死角の特性を利用し、カメラから見えないところで犯罪行為に及ぶことも多いと推測される。
【００１１】
そこで、この発明の実施の形態１では、カメラ２ａ，２ｂを同一かご１内に設置し、また、積極的に視野を重ねるように配置することにより、死角状態となるような状況にも対応しうる監視装置を構成している。また、例えば、図１では、カメラ２ａ，２ｂをエレベータかご１内の天井２隅に設置しているが、エレベータかご１内の天井４隅に４台のカメラを設置してもよく、このとき、各カメラ間の光軸を、例えば９０度に近い角度で交差するように設置すれば、ほとんどの場合の死角をなくすことができる。
【００１２】
なお、本装置を構成する場合に、カメラが２台である必要はなく、死角のよく発生する状況に応じて、２台からＮ台までカメラを増やしてよい。この場合、カメラ数に応じて設置コストが増大するが、死角はなくなってゆくので、コストと安全性とのトレードオフで台数を決めればよい。また、カメラを設置する位置も、天井の２隅または４隅である必要はない。例えば、顔を撮りたいのであれば人物の平均的な高さの位置にカメラを設置するのが有効である。
【００１３】
また、上記マルチプレクサやセレクタ等の入力手段３をリアルタイムに操作する必要がないならば、これらをエレベータ側に設置することで、監視員まで敷設する映像ケーブルの数を節約し、設置コストを低減することも可能である。また、かご内カメラから監視員のディスプレイ６までの映像を伝送する経路の形態は問わない。有線であっても無線であってもかまわない。
【００１４】
次に、実施の形態１に係る具体的な動作について説明する。この実施の形態１は、画像変換手段５により、監視員に見やすい映像に変換して提示する。すなわち、かご１内の映像を得る際、実際には微妙な角度からの映像をチェックしなければかご１内の事象を直感的に把握しづらいという問題点がある。この問題点に対して、カメラ２ａ，２ｂから出力される映像をマルチプレクサまたはセレクタまたは時分割セレクタ装置でなる入力手段３に入力し、映像記録装置４で映像を一旦記録する。
【００１５】
そして、画像変換手段５は、このようにして記録された映像から、任意の組の複数映像を抽出して入力する。画像変換手段５は、例えばカメラからの視点だけでなく、仮想視点映像を生成する。この画像変換手段５により生成された画像をディスプレイ６に表示して監視員が監視するようにする。このようにすることで、理想的には任意の視点からのかご内映像を生成し、監視員がそれをチェックすることができる。なお、画像変換手段５は、通常、監視員からの指示をリアルタイムに受け取り、その指示に従って映像を生成することができるものである。
【００１６】
ここで、前記画像変換手段５の具体的な動作について図２を参照して説明する。基本的に、各カメラ２ａ，２ｂは、それぞれの視野が重なるように設置されている。そこで、３次元距離計算手段５ａは、重なった領域上の画像上で空間的に同じ位置にある物体の画像上の位置を計算し、これを対応付ける。さらに、各カメラ間の３次元空間上の相対的な位置と姿勢の関係を設置した時点で求めておき、この相対関係と対応付けの情報を使って、３次元空間中の物体の３次元位置を求めることができる。実際には物体表面のあらゆる点での３次元位置を計算することができる。
【００１７】
次に、視点変換手段５ｂは、前記３次元距離計算手段５ａにより求められた３次元位置情報をもとに、これを仮想３次元空間上で平行移動させたり回転させたりして視点変換した映像を得る。これは、一般的な行列計算を用いて計算することができる。
【００１８】
さらに、映像生成手段５ｃは、前記視点変換手段５ｂにより変換された視点からの映像を実際のカメラからの映像を重ね合わせて（マッピング）表示することにより仮想視点からの映像を生成する。
【００１９】
以上のようにして、画像変換手段５により仮想視点映像を生成し、監視員の都合の良い方向からの映像を得ることができる。もちろん、上記で述べた仮想視点の映像を生成する構成にこだわる必要はない。例えば、最近の報告では、上記のように明示的な３次元位置を計算しなくとも、任意の視点の仮想映像を生成できる方法（ＩｍａｇｅＢａｓｅｄＲｅｎｄｅｒｉｎｇ：ＩＢＲ）があり、上記の代わりにこれを用いても良い。
【００２０】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、かご内監視における死角を減らし、より安全な監視を行うことができるが、原則として人間（監視員）が監視し続けることを前提としている。このような場合では、監視員にかかるコストと、監視員が見逃すかもしれないという危険性が存在する。
【００２１】
この実施の形態２では、実施の形態１の構成に対し、複数カメラから得られる画像をもとに、乗客の状態を判断する画像認識手段を追加し、監視員が常に画像をチェックしなくともかご内の安全を確保することができるようにする。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態２に係るエレベータのかご内監視装置の主要な構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、図１及び図２に示す実施の形態１の構成に対し、画像変換手段５の３次元距離計算手段５ａにより計算された３次元距離に基づいて乗客の状態を判断する画像認識手段８と、画像認識手段８により乗客の異常状態を認識した時に通報を行う通報手段９とをさらに備えている。ここで、画像認識手段８としては、乗客の倒れを検出する乗客倒れ検出手段８ａと、乗客の暴れを検出する乗客暴れ検出手段８ｂとを有する。
【００２３】
次に、上記構成を備える実施の形態２に係る動作を説明する。３次元距離計算手段５ａは、映像記録装置４に記録された映像に基づいて、設置時にカメラ間の３次元空間上での位置姿勢関係が求められた２つのカメラ２ａ，２ｂから物体までの３次元距離を計算し、画像認識手段８は、その３次元距離に基づいて、乗客の状態が倒れであるか、暴れであるかを検出する。具体的には、カメラが天井近くに設置されている場合、物体（乗客）までの距離が大きければ倒れとする。また、小さな物体（荷物）と区別するために、画像上に動きがあるかどうかを調べて、まったく動きのない場合は距離が大きくても荷物と判断する。また、画像上の動き量の大きさを計算し、平時よりも大きな動きがたくさん発生した場合には乗客が暴れている状態と判断する。
【００２４】
かご内倒れ検出および暴れ検出は、監視映像を計算機で処理して検出することが可能である。例えば、それぞれのアルゴリズムとして、図４と図５に示すアルゴリズムを用いることができる。
【００２５】
すなわち、図４に示すように、倒れ状態検出では、空間中の３次元距離を計算し（ステップＳ４１）、３次元距離をかご床面からの高さに変換し（ステップＳ４２）、一定以下の計測値しかなければ、倒れ状態の乗客がいるかもしれないと判断する（ステップＳ４３）。また、倒れ状態にある乗客は荷物と異なり若干の動きを持つものとすれば、少しだけ動きがある場合にのみ倒れ状態の乗客がいると判断できる（ステップＳ４４）。この状態が、一定以上の時間続けば、実際に倒れ状態の乗客がいると判断して警告する（ステップＳ４５，Ｓ４６）。
【００２６】
また、図５に示すように、暴れ状態検出では、画像上から画像上の動きを全てのピクセル位置で計算する（ステップＳ５１）。計算された動き情報を動きの大きさで分類し（ステップＳ５２）、各大きさで分類された動き領域の面積を求める。このとき、小さな動きも、大きな動きも、まんべんなく画像上で発生しているとすれば、高い確率で暴れ状態の物体がかご内に存在すると仮定できる（ステップＳ５３）。本条件を満たせば暴れ状態の乗客があると判断して警告する（ステップＳ５４）。
【００２７】
実施の形態３．
図６は、カメラと３Ｄセンサを組み合わせたこの発明の実施の形態３に係るエレベータのかご内監視装置の構成を示すブロック図である。カメラのみで３次元情報を得るためには、理論的に２台以上のカメラが必要となり、さらに、カメラ同士の距離を離さなければならないという制約がある。そこで、この実施の形態３では、例えば、図６に示すように、３Ｄ距離情報を直接計測できる３Ｄセンサ１０をカメラ２の直近に設置し、その距離情報（距離画像）と同時刻のカメラ映像を、時刻合わせ手段１１及びマルチプレクサでなる入力手段３を介して入力し映像記録装置４にて記録させておく。画像変換手段５では、３Ｄセンサ１０から得られた距離情報を元に、カメラ２の映像を任意視点画像に変換させる。
【００２８】
なお、３Ｄセンサ１０としては、特に制約は無く、カメラ２と同じ程度の視野を持つもので、人体に影響を与えないものであればよい。また、３Ｄセンサ１０の中には、距離画像と可視画像の両方を取得できるものが存在する。このようなセンサの場合には、さらに図６に示すカメラ２を省くことすら可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、映像監視の死角をなくして任意の視点からの仮想映像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータのかご内監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の画像変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るエレベータのかご内監視装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図４】図３の乗客倒れ検出手段のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】図３の乗客暴れ検出手段のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３に係るエレベータのかご内監視装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１エレベータかご、２，２ａ，２ｂカメラ、３入力手段、４映像記録装置、５画像変換手段、５ａ３次元距離計算手段、５ｂ視点変換手段、５ｃ映像生成手段、６ディスプレイ、８画像認識手段、８ａ乗客倒れ検出手段、８ｂ乗客暴れ検出手段、９通報手段、１０３Ｄセンサ、１１時刻合わせ手段。

Claims

エレベータのかご内にカメラを設置して監視を行うエレベータのかご内監視装置において、
前記カメラとして、視野が重なるように設置された複数のカメラを備えると共に、
前記複数のカメラから複数の同期された映像を入力する入力手段と、
前記入力手段を介して入力された映像の視点を変換して任意の視点からのかご内映像を生成する画像変換手段と
を備えたことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
請求項１に記載のエレベータのかご内監視装置において、
前記画像変換手段は、各カメラ間の３次元空間上の相対的な位置と姿勢の相対関係情報を予め求めておき、前記複数のカメラによる重なった領域の画像上で空間的に同じ位置にある物体の画像上の位置を計算して対応づけた対応情報と前記相対関係情報とに基づいて３次元空間中の物体の３次元位置を求める３次元距離計算手段と、前記３次元距離計算手段で求められた３次元位置情報に基づいて視点変換された画像を求める視点変換手段と、前記視点変換手段により変換された視点からの画像を生成する画像生成手段とを備えた
ことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
請求項１に記載のエレベータのかご内監視装置において、
前記画像変換手段は、各カメラ間の３次元空間上の相対的な位置と姿勢の相対関係情報を予め求めておき、前記複数のカメラによる重なった領域の画像上で空間的に同じ位置にある物体の画像上の位置を計算して対応づけた対応情報と前記相対関係情報とに基づいて３次元空間中の物体の３次元位置を求める３次元距離計算手段を有し、
前記３次元距離計算手段により計算された物体までの３次元距離に基づいて乗客の状態を判断する画像認識手段をさらに備えた
ことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
請求項３に記載のエレベータのかご内監視装置において、
前記画像変換手段は、前記３次元距離計算手段で求められた３次元位置情報に基づいて視点変換された画像を求める視点変換手段と、前記視点変換手段により変換された視点からの画像を生成する画像生成手段とをさらに有する
ことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
請求項３または４に記載のエレベータのかご内監視装置において、
前記画像認識手段により乗客の異常状態を認識した時に通報を行う通報手段をさらに備えた
ことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
請求項３ないし５のいずれか１項に記載のエレベータのかご内監視装置において、
前記画像認識手段は、乗客の倒れを検出する乗客倒れ検出手段と、乗客の暴れを検出する乗客暴れ検出手段とを有する
ことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。
エレベータのかご内にカメラを設置して監視を行うエレベータのかご内監視装置において、
前記カメラに近接して設置され、かご内物体までの距離情報を計測する３Ｄセンサと、
前記３Ｄセンサから得られる距離情報と同時刻の前記カメラからの映像を入力する入力手段と、
前記入力手段を介して入力された前記カメラからの映像を前記３Ｄセンサから得られた距離情報に基づいて視点変換して任意の視点からのかご内映像を生成する画像変換手段と
を備えたことを特徴とするエレベータのかご内監視装置。