JP2010169432A - Passage detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、所定の場所を通過する物体を検出する通過検出装置に関する。 The present invention relates to a passage detection device that detects an object passing through a predetermined location, for example.
現在、人の通行を管理するために、通行制御装置が用いられている。通行制御装置は、例えば、鉄道、空港、または施設などの特定のエリアの出入口などに設けられている。通行制御装置としての自動改札装置は、例えば、利用者の所持する情報記憶媒体を読み取り、利用者の通行の可否を判定する。この自動改札装置は、通行可と判定した場合、扉を開き利用者の通行を促し、通行不可と判定した場合、扉を閉じて利用者の通行を阻止する。 Currently, traffic control devices are used to manage traffic of people. The traffic control device is provided, for example, at an entrance / exit of a specific area such as a railway, an airport, or a facility. For example, an automatic ticket gate as a traffic control device reads an information storage medium possessed by a user and determines whether or not the user can pass. When it is determined that the passage is permitted, the automatic ticket gate opens the door to prompt the user to pass, and when it is determined that the passage is impossible, the door is closed to prevent the user from passing.
自動改札装置では、情報記憶媒体の所持者と扉により通行を制御する人物とを対応付ける必要がある。この為に、本体の通路側の面に利用者及び移動物体の通過状態を検出するための複数のセンサを備える自動改札装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 In the automatic ticket gate, it is necessary to associate the owner of the information storage medium with the person whose traffic is controlled by the door. For this reason, an automatic ticket gate device provided with a plurality of sensors for detecting the passage state of a user and a moving object is provided on the passage side surface of the main body (see, for example, Patent Document 1).
上記した自動改札装置は、検知領域に人または物が存在するか否かを各センサ毎に判定する。自動改札装置は、センサにより取得する明るさのレベルが基準値以下である場合、人または物が存在すると判定するもので、これらのセンサは、自動改札装置が並べられて形成される通路の通行方向に沿って所定間隔をおいて配置されている。 The automatic ticket gate described above determines for each sensor whether a person or an object exists in the detection area. The automatic ticket gate determines that a person or an object exists when the brightness level acquired by the sensor is equal to or lower than a reference value. These sensors are used to pass through a passage formed by arranging the automatic ticket gates. They are arranged at predetermined intervals along the direction.
自動改札装置は、隣接するセンサで基準値以下の明るさを検知した場合、同じ人物、または物をそれぞれのセンサにより検知していると判断する。これにより、上記した自動改札装置は、移動する人または物の位置を検出する。 The automatic ticket checker determines that the same person or object is detected by the respective sensors when the brightness below the reference value is detected by the adjacent sensors. As a result, the automatic ticket gate described above detects the position of the moving person or object.
上記した自動改札装置は、水平に並べられた照明部に対応するように、光を受光する受光素子を複数備えている。この為、検出するポイントを増やすために照明部を増設する場合、受光素子も照明部と同じだけ増設する必要がある。この為、コストが嵩むという問題がある。 The automatic ticket gate described above includes a plurality of light receiving elements that receive light so as to correspond to the illumination units arranged horizontally. For this reason, when an illuminating unit is added to increase the number of points to be detected, it is necessary to add the same number of light receiving elements as the illuminating unit. For this reason, there exists a problem that cost increases.
構成を簡易にする為に、エリアカメラにより各照明部からの光を一括して受光する構成が考えられる。しかし、この構成によると、各照明部は、エリアカメラに対して投光するように設置する必要がある。この為に、照明部とカメラとの間で死角が多くなる可能性がある。これにより、人物または物が通過したことを正確に検出できない可能性があるという問題がある。 In order to simplify the configuration, a configuration in which light from each illumination unit is collectively received by an area camera is conceivable. However, according to this structure, it is necessary to install each illumination part so that it may project with respect to an area camera. For this reason, there may be a large number of blind spots between the illumination unit and the camera. Accordingly, there is a problem that it may not be possible to accurately detect that a person or an object has passed.
そこで、本発明の目的は、より高い精度で通過を検出することができる通過検出装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a passage detection device that can detect passage with higher accuracy.
本発明の一実施形態としての通過検出装置は、対面して設けられる一対の本体間に形成される通路を通過する通過物を検出する通過検出装置であって、前記一対の本体のうちの一方の本体の通路側に設けられ、通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、前記第1の光学系と同じ側の本体の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持って設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、前記第1の光学系が設置されている本体とは他方の本体の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第2の照明部と、前記第1の光学系と同じ側の本体の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、前記第2の照明部からの光を受光する第2の光学系と、受光した光を画像に変換する面状の受光素子と、前記受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第2の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、前記受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、を備える。 A passage detection device according to an embodiment of the present invention is a passage detection device that detects a passing object passing through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other, and one of the pair of main bodies. A first optical system that is provided on the passage side of the main body and receives light from a predetermined range on the passage side, and the first optical system above the first optical system of the main body on the same side as the first optical system. The first illuminating unit provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the optical system and irradiating beam-shaped light, and the main body on which the first optical system is installed are the other side A plurality of second illumination units that are provided on the passage side of the main body along the passage direction of the passage and irradiate beam-like light; and the passage side of the main body on the same side as the first optical system, respectively. A plurality of light sources are provided along the passage direction of the passage, and receive light from the second illumination unit. A second optical system; a planar light-receiving element that converts received light into an image; and a light received by the first optical system and received by the second optical system, provided in front of the light-receiving element. An imaging system that forms an image on the light receiving element, and a detection unit that detects a passing state of the passing object based on an image converted by the light receiving element.
また、本発明の一実施形態としての通過検出装置は、対面して設けられる一対の本体間に形成される通路を通過する通過物を検出する通過検出装置であって、前記一対の本体の両方に設けられ、それぞれ通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持ってそれぞれ設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、前記一対の本体の両方の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第2の照明部と、前記一対の本体の両方の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、対面する本体に設置されている前記第2の照明部からの光を受光する第2の光学系と、前記一対の本体の両方に設けられ、受光した光をそれぞれ画像に変換する面状の受光素子と、前記各受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第2の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、前記各受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、を備える。 In addition, a passage detection device according to an embodiment of the present invention is a passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided to face each other, and includes both the pair of main bodies. A first optical system that receives light from a predetermined range on the passage side, and light that is different from the optical axis of the first optical system above the first optical system of both of the pair of main bodies. A plurality of first illumination units each provided with an elevation angle so as to have an axis, a plurality of first illumination units that irradiate beam-like light, and a passage direction of the passages on both passage sides of the pair of main bodies; A second illumination unit that irradiates beam-like light, and the second illumination unit that is provided in a plurality along the passage direction of the passages on both passage sides of the pair of main bodies and is installed on the facing body A second optical system for receiving light from the section, and the front A planar light-receiving element that is provided in both of the pair of main bodies and converts received light into an image, and a light received by the first optical system that is provided in front of each of the light-receiving elements, and the second light An imaging system that forms an image on the light receiving element with light received by an optical system; and a detection unit that detects a passing state of the passing object based on an image converted by each light receiving element.
また、本発明の一実施形態としての通過検出装置は、対面して設けられる一対の本体間に形成される通路を通過する通過物を検出する通過検出装置であって、前記一対の本体のうちの一方の本体の通路側に設けられ、通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、前記第1の光学系と同じ側の本体の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持って設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、前記第1の光学系が設置されている本体と同じ側の本体の前記第1の光学系より下部の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第3の照明部と、前記第3の照明部の近傍に設けられ、対応する前記第3の照明部により照明される範囲から光を受光する第3の光学系と、受光した光を画像に変換する面状の受光素子と、前記受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第3の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、前記受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、を備える。 In addition, a passage detection device as an embodiment of the present invention is a passage detection device that detects a passing substance that passes through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other. A first optical system that is provided on the passage side of one of the main bodies and receives light from a predetermined range on the passage side, and the first optical system on the same side as the first optical system above the first optical system. A first illuminating unit that is provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the first optical system, and irradiates beam-like light; and a main body on which the first optical system is installed; A plurality of third illuminating units that irradiate beam-shaped light, and are provided on the same side of the main body on the side of the passage below the first optical system along the passage direction of the passage, and the third illumination unit And receive light from the range illuminated by the corresponding third illumination unit. A third optical system, a planar light-receiving element that converts received light into an image, and a light received by the first optical system and the third optical system provided in a preceding stage of the light-receiving element. An imaging system that forms an image of the received light on the light receiving element; and a detection unit that detects a passing state of the passing object based on an image converted by the light receiving element.
また、本発明の一実施形態としての通過検出装置は、対面して設けられる一対の本体間に形成される通路を通過する通過物を検出する通過検出装置であって、前記一対の本体の両方に設けられ、それぞれ通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持ってそれぞれ設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より下部の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第3の照明部と、前記各第3の照明部の近傍に設けられ、対応する前記第3の照明部により照明される範囲から光を受光する第3の光学系と、前記一対の本体の両方に設けられ、受光した光をそれぞれ画像に変換する面状の受光素子と、前記各受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第3の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、前記各受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、を備える。 In addition, a passage detection device according to an embodiment of the present invention is a passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided to face each other, and includes both the pair of main bodies. A first optical system that receives light from a predetermined range on the passage side, and light that is different from the optical axis of the first optical system above the first optical system of both of the pair of main bodies. A first illuminating unit that is provided with an elevation angle so as to have an axis and irradiates beam-shaped light, and each of the passages on the passage side below the first optical system of both the pair of main bodies. A plurality of illumination units that are provided along the direction of travel, irradiate beam-shaped light, and provided in the vicinity of each of the third illumination units, and from a range illuminated by the corresponding third illumination unit. Both the third optical system that receives light and the pair of main bodies A planar light receiving element that converts received light into an image, and light received by the first optical system and light received by the third optical system, provided in front of each of the light receiving elements. An image forming system that forms an image on the light receiving element, and a detection unit that detects a passing state of the passing object based on an image converted by each light receiving element.
この発明の一形態によれば、より高い精度で通過を検出することができる通過検出装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a passage detection device that can detect passage with higher accuracy.
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る通過検出装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a passage detection device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態に係る通過検出装置100の構成例について説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of the
図1に示すように、通過検出装置100は、第1の照明部1、第2の照明部2、照明制御部4、撮像部5、撮像制御部6、画像入力部7、画像処理部8、および制御部9などを備えている。画像入力部7、画像処理部8、及び制御部9は、バス10などを介して互いに接続されている。
As illustrated in FIG. 1, the
図2は、図1に示す通過検出装置100の一対の本体101、102により形成される通路を人物が通過する例について説明するための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an example in which a person passes through a passage formed by the pair of
図3は、図1に示す通過検出装置100の概観を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an overview of the
第1の照明部1は、図3に示すように、通過検出装置100の一方の本体101の通路側に設置される。第1の照明部1は、例えば、指向性を有する近赤外の光を発するLight Emitting Diode(LED)などにより構成される。第1の照明部1は、仰角をもった状態で通過検出装置100の一方の本体101の通路側に設置される。即ち、第1の照明部1は、指向性を有する近赤外の光を所定の角度で発する。
As shown in FIG. 3, the
なお、第1の照明部1は、集光レンズなどを備えている。第1の照明部1から発せられる光は、集光レンズにより集光される。第1の照明部1から発せられる光は、最大距離(一対の本体101、102により形成される通路の幅程度)において照射範囲の半径が数cm程度のビーム状である。
In addition, the
第2の照明部2は、撮像部5が設置されている本体101とは反対側の他方の本体102の通路側で、かつ撮像部5の設置位置よりも下方に複数水平に並べられた状態で設置される。第2の照明部2は、例えば、指向性を有する近赤外の光を発するLight Emitting Diode(LED)などを備えている。第2の照明部2は、一対の本体101、102により形成される通路の通行方向に沿って水平に複数配列される。即ち、第2の照明部2は、指向性を有する近赤外の光を対面側の一方の本体101に向けて水平に発する。
The
なお、第2の照明部2は、例えば、集光レンズなどを備えている。この場合、第2の照明部2から発せられる光は、集光レンズにより集光される。第2の照明部2から発せられる光は、最大距離(一対の本体101、102により形成される通路の幅程度)において照射範囲の半径が数cm程度のビーム状である。集光レンズを備える第2の照明部2は、発する光が図3に示す受光部51に入射する向きで設置される。
In addition, the
なお、第2の照明部2は、集光レンズではなく拡散板を備えていてもよい。この場合、LEDから発せられる光は、拡散板により拡散され、対面側の本体101の受光部51に入射する。
Note that the
照明制御部4は、第1の照明部1及び第2の照明部2の点灯のタイミング、及び照射強度を制御する。照明制御部4は、例えば、カウンターICを実装した電気基板などを備えている。照明制御部4は、第1の照明部1及び第2の照明部2に流す電流のONとOFFとを切り替えることにより、照明が点灯するタイミングを制御する。また、照明制御部4は、電流値を調整することにより、照明の発光強度を変えることができる。
The
撮像部5は、図3に示すように、通過検出装置100の一方の本体101の通路側本体に設置される。撮像部5は、例えば、カメラなどにより構成される。撮像部5は、例えば、CCDまたはCMOSなどのエリアイメージセンサ(受光素子)、レンズなどの光学系及び結像系などを備えている。撮像部5は、光学系により受光した光を、結像系によりエリアイメージセンサに結像させる。
As illustrated in FIG. 3, the
上記のエリアイメージセンサは、二次元的に配列された複数の画素を備えている。エリアイメージセンサの各画素は、受光した光を電気信号、即ち画像に変換し、ディジタル信号として出力する。また、撮像部5の備えるカメラがアナログカメラである場合、例えば、A/D変換器により信号をディジタル化して出力する。
The area image sensor includes a plurality of pixels arranged two-dimensionally. Each pixel of the area image sensor converts the received light into an electrical signal, that is, an image, and outputs it as a digital signal. When the camera included in the
また、撮像部5は、光学系として光ファイバ52と受光部51を備えている。図3に示すように、受光部51は、通過検出装置100の一方の本体101の通路側の面に複数水平に並べられた状態で設置される。受光部51と光ファイバ52とは光学的に接続されている。受光部51は、例えば、光ファイバ52の端部である。
The
光ファイバ52は、光を伝播する。また、光ファイバ52のもう一方の端部は、撮像部5に接続されている。即ち、受光部51により受光された光は、光ファイバ52により撮像部5内に伝播される。撮像部5内に伝播された光は、光学系及び結像系を経てエリアイメージセンサの一部に照射される。なお、撮像部5の構成は、後に詳細に説明する。
The
撮像制御部6は、撮像部5による撮像のタイミングの制御を行う。また、撮像制御部6は、撮像部5のエリアイメージセンサのゲインなどの制御を行う。撮像制御部6は、複数のカメラを用いた場合に、それぞれのカメラの水平同期信号や垂直同期信号を共通化することにより当該カメラの同期を保つことが可能である。撮像制御部6の同時性は、例えば、パルスジェネレータにより同期信号を分配するなどして実現が可能である。また、撮像制御部6は、照明制御部4と信号の同期を取ることにより、第1の照明部1及び第2の照明部2による照明のタイミングに同期させて撮像部5による撮像を行うことができる。
The
画像入力部7は、撮像部5により取得された画像を逐次取り込む。画像入力部7は、例えば、画像を一時的に保存するメモリ、及びタイミング信号発生部などを備えている。タイミング信号発生部は、画像を取り込むタイミンングを制御するためのタイミング信号を発生させる。
The
画像処理部8は、画像入力部7により入力された画像に対して種々の画像処理を行う。例えば、画像処理部8は、入力画像に対して2値化処理、及びラベリング処理を施す。さらに、画像処理部8は、ラベリング処理によりラベリングされた各領域の重心をそれぞれ特定する。
The
制御部9は、照明制御部4、撮像制御部6、画像処理部8の動作を総合的に制御する。制御部9は、記憶手段として機能するメモリを備えている。メモリは、例えば、ROM、RAM、及び不揮発性メモリなどにより構成される。ROMは、制御用のプログラム、および制御データなどを予め記憶している。また、RAMは、ワーキングメモリとして機能し、制御部9が処理中のデータなどを一時保管する。不揮発性メモリは、本装置の処理結果などを記憶する。
The
制御部9は、画像処理部8により特定した重心の位置に基づいて、撮像部5から対象物までの距離を算出する。これにより、通過検出装置100は、通路を通過する人、または物の幅などを算出する。
The
図4は、画像処理部8により行われる画像処理について説明するための説明図である。図4(A)は、画像入力部7から入力される入力画像の例を示す図である。画像処理部8は、図4(A)に示すような画像が入力された場合、入力画像に対して2値化処理を行う。即ち、画像処理部8は、図示しないメモリに記憶されている閾値と入力画像の各画素の値とを比較し、閾値未満の画素を「0(暗)」、閾値以上の画素を「1(明)」に置き換える。
FIG. 4 is an explanatory diagram for describing image processing performed by the
なお、ここでは、第1の照明部1からの照射光が通路を通過している人物によって反射される箇所および第2の照明部2により照明されている箇所が「明」になり、その他の箇所が「暗」になるような閾値がメモリに設定されている。上記した2値化処理により、図4(B)に示すような画像が得られる。図4(B)は、2値化処理が施された画像の例を示す図である。
In addition, the location where the irradiation light from the
次に、画像処理部8は、2値化を施した画像に対してラベリング処理を行う。即ち、画像処理部8は、図4(B)に示す画像において「明」となっている画素でラベルが付加されていない画素を一つ見つけ、ラベルを付加する。画像処理部8は、ラベルを付加した画素に連結している4近傍の画素のうちの「明」の画素に同じラベルを付加する。
Next, the
この処理を画像全体に行うことにより、「明」の領域(輝点)をグループとして分類する。上記したラベリング処理により、図4(C)に示すようなデータが得られる。図4(C)は、ラベリング処理により画素毎に付加されたラベル情報の例を示す図である。図では4つの領域が輝点として検出されている。 By performing this process on the entire image, “bright” regions (bright spots) are classified as groups. With the labeling process described above, data as shown in FIG. 4C is obtained. FIG. 4C is a diagram illustrating an example of label information added to each pixel by the labeling process. In the figure, four areas are detected as bright spots.
なお、本実施形態では、「明」の画素の4近傍の画素にラベルを付加するようにラベリング処理を行ったが、これに限定されない。ラベリング処理は、如何なる範囲で行われてもよい。照明のサイズ、照明の光の均一度、ノイズの影響などにより画素にばらつきが出る可能性があるため、ラベリング処理を行う範囲は、例えば、周囲8画素、または周囲24画素など、適宜設定することができる。 In the present embodiment, the labeling process is performed so as to add a label to pixels in the vicinity of four “bright” pixels. However, the present invention is not limited to this. The labeling process may be performed in any range. Since the pixels may vary depending on the size of the illumination, the uniformity of the illumination light, the influence of noise, etc., the range for the labeling process should be set as appropriate, for example, around 8 pixels or around 24 pixels. Can do.
画像処理部8は、ラベル情報に基づいて、各輝点の重心を算出する重心算出処理を行う。即ち、画像処理部8は、領域内の各画素の座標と画素数とに基づいて、各輝点の中心の座標(重心点)を求める。
The
図4(D)は、ラベリング処理により分類された1つの領域の例を示す図である。図4(D)に示すように、分類された領域の中に5つの画素が存在している。この領域の重心の座標を(Xc、Yc)とし、領域内の各画素の座標を(Xi、Yi)とし、領域内の画素数をnとした場合、下記の数式1及び数式2が成り立つ。
FIG. 4D is a diagram illustrating an example of one region classified by the labeling process. As shown in FIG. 4D, there are five pixels in the classified area. When the coordinates of the center of gravity of this area are (Xc, Yc), the coordinates of each pixel in the area are (Xi, Yi), and the number of pixels in the area is n, the following
上記の数式1及び数式2により、重心(Xc、Yc)を特定することができる。
The center of gravity (Xc, Yc) can be specified by
次に、本装置から対象物までの距離の求め方について説明する。本実施形態では、三角測距の原理を用いて本装置から対象物までの距離を求める方法について説明するが、距離を求める方法は、他の如何なる方法であってもよい。 Next, how to obtain the distance from the apparatus to the object will be described. In the present embodiment, a method for obtaining the distance from the apparatus to the object using the principle of triangulation will be described, but the method for obtaining the distance may be any other method.
図5及び図6は、1対の本体101、102により形成される通路を対象物(人物)が通過する例について説明するための説明図である。
図5は、1対の本体101、102により形成される通路を上部から見た図である。図6は、1対の本体101、102により形成される通路を通行方向から見た図である。
5 and 6 are explanatory diagrams for explaining an example in which an object (person) passes through a passage formed by a pair of
FIG. 5 is a view of a passage formed by the pair of
図5及び図6に示すように、本体102の通路側の面に複数設置されている第2の照明部2により射出された光が対面する本体101の受光部51に入射している。受光部51に入射した光は、光ファイバ52により撮像部5に導入される。また、撮像部5の光学系は、少なくとも第1の照明部1により照明される範囲から光を受光する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the light emitted by the second illuminating
また、図5及び図6に示す例では、人物が撮像部5の撮像範囲内に存在している。即ち、第2の照明部2と撮像部5との間に人物が存在している為、第2の照明部2からの光が人物により遮られる。またさらに、第1の照明部1が人物を照射している。
In the example shown in FIGS. 5 and 6, a person is present within the imaging range of the
図7は、図1及び図3に示す撮像部5の構成例について説明するための説明図である。図7に示すように、撮像部5は、受光部51、光ファイバ52、レンズ53、レンズ54、ハーフミラー55、及びエリアイメージセンサ56を備えている。
FIG. 7 is an explanatory diagram for describing a configuration example of the
受光部51は、光ファイバ52の端部である。受光部51は、光を受光し、光ファイバ52内に導入する。
The
光ファイバ52は、光の透過率の高い石英ガラスまたはプラスチックなどにより構成される。光ファイバ52は、芯であるコアと、コアを覆うクラッドにより構成される。クラッドよりもコアの方が光の屈折率が高い。この為、全反射及び屈折により光がコアに集中し、受光部51により受光した光を他端に効率よく伝播することができる。受光部51に入射した光は、光ファイバ52により撮像部5内に導入され、レンズ53に入射される。
The
レンズ54は、撮像範囲から受光する光を集光する。また、レンズ53は、光ファイバ52から射出される光を集光する。レンズ53及びレンズ54により集光された光は、ハーフミラー55に入射される。
The
ハーフミラー55は、結像系である。ハーフミラー55は、例えば、厚さ及び材質が均一な平行平板ガラスの一方の面に金属膜が蒸着されたものである。ハーフミラー55は、透過率及び反射率が所定の比率に制御されている。即ち、ハーフミラー55は、レンズ54により集光された光を透過する。また、ハーフミラー55は、レンズ53により集光された光を反射する。即ち、ハーフミラー55は、レンズ54により集光した光とレンズ53により集光した光とをエリアイメージセンサ56に結像させる。
The
エリアイメージセンサ56は、面状の受光素子である。エリアイメージセンサ56は、受光した光を電気信号に変換し、画像データを取得する。なお、レンズ53により集光された光、即ち、本体102の第2の照明部2から照射された光は、エリアイメージセンサ56の所定の位置に入射する。この所定位置は、レンズ54により集光された光とレンズ53により集光された光とが混合しない位置であるように調整される。
The
即ち、エリアイメージセンサ56は、第1の受光領域と第2の受光領域とを具備する。レンズ53により受光した光をエリアイメージセンサ56の第1の受光領域に入射させ、レンズ54により受光した光をエリアイメージセンサ56の第2の領域に入射させるようにレンズ53、レンズ54、及びハーフミラー55は、調整されて設置されている。
That is, the
なお、撮像部5のレンズ54及び第1の照明部1は、図6に示すように、異なる光軸を持つように設けられている。
The
図5及び図6に示すような例において撮像部5により撮像をした場合、図8に示すような画像が撮像される。
In the example shown in FIGS. 5 and 6, when the
図8は、図5及び図6に示す例において撮像された画像について説明するための説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for describing an image captured in the example illustrated in FIGS. 5 and 6.
図8に示す点Fは、撮像部5により撮像される画像の中心点である。
A point F illustrated in FIG. 8 is a center point of an image captured by the
図8に示すように、中心点Fより上側に、第1の照明部1により照明されている輝点Pが写り込んでいる。また、中心点Fより下側に、撮像部5と対面する他方の本体102の通路側に設置されている第2の照明部2からの光による輝点Sが写り込んでいる。なお、第2の照明部2と、第2の照明部2からの光を受光する受光歩51は、それぞれ複数並べられて設置されている。この為、画像には、輝点Sが複数写り込んでいる。
As shown in FIG. 8, the bright spot P illuminated by the
なお、輝点Pが写り込む座標は、対象物と本体101との距離によって変化する。即ち、輝点Pの座標に基づいて、対象物と本体101との距離を逆算により求めることができる。またさらに、輝点Pの座標に基づいて、対象物における照明位置の高さを逆算により求めることができる。
Note that the coordinates at which the bright spot P appears change depending on the distance between the object and the
図9は、1対の本体101、102により形成される通路を通行方向から見た図である。ここでは、第1の照明部1による照明に基づいて、対象物と撮像部5との距離、及び第1の照明装置による人物の照明位置の高さを算出する方法について説明する。
FIG. 9 is a view of a passage formed by the pair of
まず、撮像部5から対象物(人物)までの距離Laを求める。なお、カメラ位置とは、カメラの中心点を示す。
First, a distance La from the
第1の照明部1の照射方向と水平とが成す角(照射角)をθLとする。また、照明位置Pと撮像部5とを結ぶ線と水平とが成す角をθaとする。またさらに、第1の照明部1と撮像部5との高さ方向の距離をDsとする。この場合、下記の数式3が成り立つ。
An angle (irradiation angle) formed by the irradiation direction of the
tan(θa)=(La・tanθL+Ds)/La ・・・(数式3)
ここで、撮像部5から撮像部5の光軸方向(画像の中心点Fの方向)のある点F´までの距離をLcとする。また、撮像部5の光軸と水平とが成す角をθelとする。またさらに、距離Lcにおける光軸方向と直行する方向のF´点での面をフレーム面とする。またさらに、撮像部5と照明位置Pとを結ぶ線の延長線とフレーム面とが交わる点をP´とする。この場合、点P´と点F´との距離Daは、下記の数式4のように表される。
tan (θa) = (La · tan θL + Ds) / La (Formula 3)
Here, a distance from the
Lc・tan(θa-θel)=Da ・・・(数式4)
ここで、撮像部5の画角をθverとする。またさらに、撮像部5の光軸とで1/2θverの角度を成す直線とフレーム面とが交わる点をR´とする。この場合、点R´と点F´との距離(垂直方向の画像フレーム幅の1/2の距離)Dverは、下記の数式5のように表される。
Lc · tan (θa-θel) = Da (Formula 4)
Here, the angle of view of the
Dver=Lc・tan(θver/2) ・・・(数式5)
図8に示す画像のX軸方向(横方向)のピクセル数を2Nhorとする。また、図8に示す画像のY軸方向(縦方向)のピクセル数を2Nverとする。またさらに、図8に示す画像において、照明位置Pの重心と中心点Fとの距離(ピクセル数)をN1とする。この場合、距離Dverと距離Daとの間に、下記の数式6のような関係が成り立つ。
Dver = Lc · tan (θver / 2) (Formula 5)
The number of pixels in the X-axis direction (lateral direction) of the image shown in FIG. 8 is 2Nhor. Further, the number of pixels in the Y-axis direction (vertical direction) of the image shown in FIG. 8 is 2Nver. Furthermore, in the image shown in FIG. 8, the distance (number of pixels) between the center of gravity of the illumination position P and the center point F is N1. In this case, the following relationship is established between the distance Dver and the distance Da.
Da/Dver=N1/Nver ・・・(数式6)
上記の数式3乃至数式6をLaについて解くと、下記の数式7のように表される。
Da / Dver = N1 / Nver (Formula 6)
When
La=Ds・(C1・tanθel-1)/[C1・(1+tanθL・tanθel)+tanθel-tanθL]
・・・(数式7)
なお、C1は、下記の数式8により表される。
La = Ds ・ (C1 ・ tanθel-1) / [C1 ・ (1 + tanθL ・ tanθel) + tanθel-tanθL]
... (Formula 7)
C1 is expressed by the following
C1=N1・tan(θver/2)/Nver ・・・(数式8)
θel、θL、θver及びDsは、第1の照明部1及び撮像部5の設置状態などの条件に基づく定数である。また、N1/Nverは、画像から得られる値である。この為、通過検出装置100の制御部9は、撮像部5により取得した画像に基づいて、撮像部5から照明位置Pまでの水平方向の距離Laを算出することができる。
C1 = N1 · tan (θver / 2) / Nver (8)
θel, θL, θver, and Ds are constants based on conditions such as the installation state of the
次に照明位置Pの高さDhを算出する。撮像部5の設置位置の高さをDcamとすると、照明位置Pの高さDhは、下記の数式9により算出される。
Next, the height Dh of the illumination position P is calculated. When the height of the installation position of the
Dh=Dcam+ La・tanθL+Ds ・・・(数式9)
上記したように、通過検出装置100の制御部9は、撮像部5により撮像した画像に写り込んでいる第1の照明部1により照明されている照明位置Pの重心の座標と中心点Fのとの距離に基づいて、通過する人物と撮像部5との水平方向の距離Laを求めることができる。また、制御部9は、算出した距離Laに基づいて通過する人物(対象物)の照明位置Pの高さDhを求めることができる。即ち、制御部9は、撮像した画像に基づいて通過物の通過状態を検出する検出部として機能する。
Dh = Dcam + La ・ tanθL + Ds (Formula 9)
As described above, the
自動改札装置においては身長が125cm以上の人物は大人であると判定しているため、Dhが略125cmとなるように第1の照明部1の仰角を設定することにより、撮像部5の画像内に輝点Sの存在しない(人物が存在)状態で輝点Pが存在すると大人と判定し、輝点Pが存在しないと小児と判定することができる。
In the automatic ticket gate, it is determined that a person whose height is 125 cm or more is an adult. Therefore, by setting the elevation angle of the
また、上記したように距離Laを1対の本体101、102の両側からそれぞれ算出することにより、対象物の厚みLwをも算出することができる。すなわち、一方の本体101から対象物までの距離をLa1、他方の本体102から対象物までの距離をLa2とする。また、1対の本体101、102の間隔がLmであるとする。この場合、対象物の厚さLwは、Lw=Lm−(La1+La2)という式により求めることができる。これにより、例えば、カバンなどの厚さが薄いものを人であると誤認することを防ぐことができる。
Further, as described above, by calculating the distance La from both sides of the pair of
また、第2の照明部2による輝点Sは、撮像部5により撮像される画像中の常に同じ位置に写り込む。しかし、第2の照明部2と撮像部5との間に通過物が存在する場合、輝点Sは写り込まない。制御部9は、画像中の所定の位置に輝点Sが存在するか否かに基づいて、通過物の有無を検知する。即ち、制御部9は、所定の位置に全ての輝点Sが存在すると判断した場合、通路に通過物が存在しないと判断する。また、制御部9は、所定の位置に輝点Sが存在しないと判断した場合、通路に通過物が存在すると判断する。
Further, the bright spot S by the
即ち、制御部9は、撮像した画像に基づいて通過物の通過状態、及び、通過物の有無を検出する検出部として機能する。
That is, the
なお、所定位置に輝点Sが存在するか否かの判断を1画素について行う場合、ノイズの為に正確な判定が行われない場合がある。そこで、判定する照明の位置座標が1画素だけの場合、近傍の複数(例えば8近傍)の画素の値の平均値に基づいて輝点Sの有無の判定を行ってもよい。 In addition, when determining whether or not the bright spot S exists at a predetermined position for one pixel, an accurate determination may not be performed due to noise. Therefore, when the position coordinate of the illumination to be determined is only one pixel, the presence / absence of the bright spot S may be determined based on an average value of a plurality of neighboring pixels (for example, eight neighboring pixels).
この構成により、例えば、反射率の低い通過物などの、第1の照明部1からの照明では検出することができない通過物を検出することができる。この結果、より高い精度で通過物を検出することができる通過検出装置を提供することができる。
With this configuration, it is possible to detect a passing object that cannot be detected by illumination from the
上記したように、撮像部5により取得した画像を解析することにより、撮像部5から対象物までの距離及び照明位置の高さを算出したが、上記した方法に限定されない。例えば、N1の座標と距離及び高さとの関係を予め算出し、ルックアップテーブルを作成してもよい。この場合、通過検出装置100は、画像中の照明の座標に基づいてルックアップテーブルを参照し、対象物までの距離、及び対象物の照明位置の高さを認識することができる。また、レンズの歪みを補正する機能を追加することも可能である。
As described above, the distance from the
図10は、図1に示す通過検出装置100の動作について説明するためのフローチャートである。
まず、通過検出装置100は、撮像部5により撮像範囲の画像を取得する(ステップS11)。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the
First, the
通過検出装置100の画像処理部8は、撮像部5により画像が入力された場合、入力画像に対して2値化処理を行う(ステップS12)。即ち、画像処理部8は、閾値と入力画像の各画素の値とを比較し、閾値未満の画素を「暗」、閾値以上の画素を「明」に置き換える。
When the image is input by the
画像処理部8は、2値化を施した画像に対してラベリング処理を行う(ステップS13)。即ち、画像処理部8は、隣接する「明」の画素に同じラベルを付する処理を、2値化処理を施した画像全体に施す。
The
画像処理部8は、ラベリング処理を施した画像に基づいて、各グループの重心点を算出する重心算出処理を行う(ステップS14)。即ち、画像処理部8は、領域内の各画素の座標と画素数とに基づいて、各輝点の中心の座標(重心)を求める。
The
次に、通過検出装置100の制御部9は、第1の照明部1により照明される輝点Pの座標に基づいて撮像部5と対象物との距離La、及び照明位置Pの高さDhを算出する上側演算処理を行う(ステップS15)。
Next, the
即ち、制御部9は、画像に基づいて、中心点Fと輝点Pとの間のピクセル数N1を算出する。制御部9は、N1を用いて上記の数式7及び数式8を解くことにより、撮像部5から照明位置Pまでの水平方向の距離Laを算出することができる。また、Laの値を用いて数式9を解く事により、照明位置Pの高さDhを算出することができる。
That is, the
なお、上記のステップS15の処理を対面側の通過検出装置100からも行うことにより、対象物の厚さLwも算出することができる。
Note that the thickness Lw of the object can also be calculated by performing the processing in step S15 from the facing
次に、通過検出装置100の制御部9は、第2の照明部2により照明される輝点Sの座標に基づいて通路を通過する通過物の有無を判定する下側演算処理を行う(ステップS16)。
Next, the
制御部9は、通過物が存在しない場合に輝点Sが写り込む座標を例えば内部のメモリなどに予め記憶している。制御部9は、2値化された画像において、記憶している座標の画素を参照し、「明」であるか否かを判定する。参照した画素が「明」である場合、制御部9は、輝点が存在すると判断して通路に通過物が存在しないと判定する。また、参照した画素が「暗」である場合、制御部9は、輝点が存在しないと判断して通路に通過物が存在すると判定する。
The
なお、制御部9は、輝点Sが写り込む座標の画素の明暗に基づいて通路に通過物が存在するか否か判定する構成として説明したが、この構成に限定されない。通過物が存在しない場合に撮像された画像と入力画像とを比較する構成であってもよい。この場合、制御部9は、入力画像と通過物が存在しない場合に撮像された画像とで比較を行い、差が検出される場合、通路に通過物が存在すると判定する。なお、比較に用いられる、通過物が存在しない場合に撮像された画像は、例えば制御部9のメモリに予め格納されている。
In addition, although the
制御部9は、算出した処理結果(距離La、高さDh、及び通過物の有無)を、画像処理部8内のRAM(ランダムアクセスメモリ)に書き込む(ステップS17)。ここで、撮像部5により取得した1枚の画像に対する処理が終了する。
The
上記したように、通過検出装置100は、撮像部5により撮像した画像に写り込んでいる第1の照明部1により照明されている輝点Pの重心の座標と中心点Fとの距離に基づいて、撮像部5及び第1の照明部1の設置条件などにより定まる数式を解く事により、通過する人物(対象物)の高さがDh以上か否か、及び、撮像部5と照明位置Pとの水平方向の距離Laを求めることができる。
As described above, the
また、本実施形態に係る通過検出装置100は、本体102に設けられた第2の照明部2から射出される光を受光する受光部51を本体101の通路側に水平に配列した状態で備えている。受光部51により受光された光は、光ファイバ52及び光学系により撮像部5内のエリアイメージセンサ56に導入される。この構成により、1つのカメラで死角の少ない状態で通過物の検出を行うことができる。
Further, the
なお、上記した実施形態では、通過検出装置100は、仰角を持って設置された1つの第1の照明部1と、前記第1の照明部1が設置されている本体101と対面する本体102の通路側の面に水平に複数配列された第2の照明部2とを備えているとして説明したが、この構成に限定されない。この構成は、最低限の構成であり、照明の数をさらに増やしてもよい。
In the above-described embodiment, the
図11は、通過検出装置100の他の例の概観を示す図である。図11に示すように、通過検出装置100は、第1の照明部1を複数備え、これら複数の第1の照明部1は、それぞれ異なる仰角で設置されている。このように異なる仰角で複数の第1の照明部1を設置することにより、検出することができる対象物の高さに幅を持たせることができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an overview of another example of the
図12は、通過検出装置100のさらに他の例の概観を示す図である。図12に示すように、通過検出装置100は、第1の照明部1を複数備え、これら複数の第1の照明部1は、通路の通行方向に沿って複数設置されている。即ち、このように通路の通行方向に沿って複数の第1の照明部1を配列することにより、通過検出装置100は、対象物の高さを複数の位置で検出することができる。
FIG. 12 is a diagram illustrating an overview of still another example of the
図13は、通過検出装置100のさらに他の例の概観を示す図である。図13に示すように、通過検出装置100は、第2の照明部2を複数列備えている。即ち、通過検出装置100は、異なる高さにそれぞれ通路の通行方向に沿って配列された複数の第2の照明部2を備えている。また、この場合、第2の照明部2と対面する本体101は、異なる高さにそれぞれ通路の通行方向に沿って配列された受光部51を備える。各第2の照明部2は、対応する受光部51に光を入射させることができるように調整されて設置されている。このように第2の照明部2及び受光部51を複数列配列することにより、通過検出装置100は、通過物の有無を検出することができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an overview of still another example of the
図14は、通過検出装置100のさらに他の例の概観を示す図である。図14に示すように、通過検出装置100は、第2の照明部として、ライン状の連続的な平行照明11を備えている。このように第2の照明部として平行照明11を用いることにより、水平方向の分解能を上げることができる。
FIG. 14 is a diagram illustrating an overview of still another example of the
次に、本発明の第2の実施形態に係る通過検出装置について詳細に説明する。 Next, the passage detection apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
図15は、第2の実施形態に係る通過検出装置200の構成例について説明するためのブロック図である。なお、第1の実施形態の通過検出装置100の各ブロックと同じ構成には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 15 is a block diagram for explaining a configuration example of the
図15に示すように、通過検出装置200は、第1の照明部1、第3の照明部3、照明制御部4、撮像部5、撮像制御部6、画像入力部7、画像処理部8、および制御部9などを備えている。画像入力部7、画像処理部8、及び制御部9は、バス10などを介して互いに接続されている。
As illustrated in FIG. 15, the
図16は、図15に示す通過検出装置200の概観を示す図である。
図17は、1対の本体201及び202により形成される通路を上部から見た図である。
図18は、1対の本体201及び202により形成される通路を通行方向から見た図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an overview of the
FIG. 17 is a view of a passage formed by the pair of
FIG. 18 is a view of the passage formed by the pair of
第3の照明部3は、図16乃至図18に示すように、撮像部5が設置されている本体201の通路側の面に複数水平に並べられた状態で設置される。第3の照明部3は、例えば、指向性を有する近赤外の光を発するLEDなどを備えている。第3の照明部3は、一対の本体201及び202により形成される通路の通行方向に沿って水平に複数配列される。即ち、第3の照明部3は、指向性を有する近赤外の光を通路に向けて水平に発する。
As shown in FIGS. 16 to 18, the
なお、第3の照明部3は、例えば、集光レンズなどを備えている。この場合、第3の照明部3から発せられる光は、集光レンズにより集光される。第3の照明部3から発せられる光は、最大距離(一対の本体201及び202により形成される通路の幅程度)において照射範囲の半径が数cm程度のビーム状である。
In addition, the
また、それぞれの第3の照明部3の近傍に受光部51が設けられている。受光部51は、レンズ57を備えている。レンズ57は、少なくとも、第3の照明部3により照明される範囲から光を受光する。第3の照明部3と受光部51とは対応するように設けられている。各受光部51は、それぞれ対応する第3の照明部3により照明される範囲の光、即ち反射光を受光する。即ち、第3の照明部3から発せられた光が通過物により拡散反射される。レンズ57は、通過物により拡散反射された光を受光し、受光部51に接続されている光ファイバ52に導入する。
In addition, a
また図17及び図18に示すように、第1の照明部1が人物を照射している。撮像部5のレンズ54は、第1の照明部1により照明される範囲の光を受光する。即ち、レンズ54は、第1の照明部1により射出された光の反射光を受光する。
As shown in FIGS. 17 and 18, the
図19は、図15に示す撮像部5の構成例について説明するための説明図である。図7に示すように、撮像部5は、受光部51、光ファイバ52、レンズ53、レンズ54、ハーフミラー55、及びエリアイメージセンサ56を備えている。
FIG. 19 is an explanatory diagram for describing a configuration example of the
また、上述したように、受光部51はレンズ57を備えている。受光部51は、レンズ57の焦点に光ファイバ52の端部が設置されて構成される。即ち、レンズ57により集光された光が光ファイバ52内に導入される。
In addition, as described above, the
光ファイバ52に導入された光は、レンズ54に入射される。レンズ53により集光された光は、ハーフミラー55を透過し、エリアイメージセンサ56に入射される。レンズ53により集光された光は、ハーフミラー55により反射され、エリアイメージセンサ56に入射される。エリアイメージセンサ56は、受光した光を電気信号に変換し、画像データを取得する。
The light introduced into the
図20は、図15に示す通過検出装置200の撮像部5により撮像された画像について説明するための説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram for describing an image captured by the
図20に示すように、本実施形態の画像では、第1の実施形態において説明した第1の照明部1による輝点P及び第3の照明部3による輝点Qが写り込んでいる。
As shown in FIG. 20, in the image of this embodiment, the bright spot P by the
第3の照明部3による輝点Qは、常に同じ位置に写り込む。これは、受光部51により受光した光がエリアイメージセンサ56の所定位置に入射するように撮像部5内のレンズ53及びハーフミラー55が調整されて設置されているためである。しかし、通路に通過物が存在しない場合、第3の照明部3から射出される光を反射する反射物が存在しない為、輝点Qは、画像に写り込まない。
The bright spot Q by the
制御部9は、画像中の所定の位置に輝点Qが存在するか否かに基づいて、通過物の有無を検知する。即ち、制御部9は、所定の位置に輝点Qが存在すると判断した場合、通路に通過物が存在すると判断する。また、制御部9は、所定の位置に輝点Qが存在しないと判断した場合、通路に通過物が存在しないと判断する。
The
なお、所定位置に輝点Qが存在するか否かの判断を1画素について行う場合、ノイズの為に正確な判定が行われない場合がある。そこで、判定する照明の位置座標が1画素だけの場合、近傍の複数(例えば8近傍)の画素の値の平均値に基づいて輝点Qの有無の判定を行ってもよい。 In addition, when determining whether or not the bright spot Q exists at a predetermined position for one pixel, an accurate determination may not be performed due to noise. Therefore, when the position coordinate of the illumination to be determined is only one pixel, the presence / absence of the bright spot Q may be determined based on an average value of a plurality of neighboring pixels (for example, eight neighboring pixels).
上記したように、本実施形態に係る通過検出装置200は、本体201に設けられた第3の照明部3から射出される光の反射光を受光する受光部51を各第3の照明部3の近傍に備えている。受光部51により受光された光は、光ファイバ52及び光学系により撮像部5内のエリアイメージセンサ56に導入される。この構成により、1つのカメラでより死角の少ない状態で通過物の検出を行うことができる。
As described above, the
上記の第1の実施形態では、第1の照明部1及び撮像部5が通路を形成する一対の本体101及び102のうちの一方の本体101に設置されており、第2の照明部2が他方の本体102に設置されているとして説明したが、この構成に限定されない。通路を形成する本体101及び102の両方が第1の照明部1、第2の照明部2、及び撮像部5を備えていてもよい。
In said 1st Embodiment, the
また、上記の第2の実施形態では、第1の照明部1、第3の照明部3、及び撮像部5が通路を形成する一対の本体201及び202のうちの一方の本体201に設置されているとして説明したが、この構成に限定されない。通路を形成する本体201及び202の両方が第1の照明部1、第3の照明部3、及び撮像部5を備えていてもよい。
Moreover, in said 2nd Embodiment, the
図21(A)及び図22(A)は、通路を形成する両方の本体101及び102が光源2、透過型の受光部51及び撮像部5を備える例を、図21(B)及び図22(B)は、通路を形成する両方の本体201及び202が光源2、反射型の受光部51及び撮像部5を備える例についてそれぞれ説明するための説明図である。
21A and 22A show an example in which both the
図21は、1対の通行制御装置により形成される通路を上部から見た図、図22は、1対の通行制御装置により形成される通路を通行方向から見た図である。 21 is a view of the passage formed by the pair of traffic control devices as viewed from above, and FIG. 22 is a view of the passage formed by the pair of traffic control devices as viewed from the direction of travel.
図21(A)及び図22(A)に示すように、通過検出装置100の一方の本体(第1の本体)101は、第1の照明部1、第2の照明部2、撮像部5、及び透過型の受光部51を備えている。通過検出装置100の他方の本体(第2の本体)102もまた、第1の照明部1、第2の照明部2、撮像部5、及び透過型の受光部51を備えている。第1の本体101に設置されている受光部51は、第2の本体102に設置されている第2の照明部2から射出される光を受光する。また、第2の本体102に設置されている受光部51は、第1の本体101に設置されている第2の照明部2から射出される光を受光する。
As shown in FIGS. 21A and 22A, one main body (first main body) 101 of the
図21(A)及び図22(A)に示すように、人物が撮像部5の撮像範囲内に存在しているときは第1の照明部1が人物を照射している。また、第1及び第2の本体101、102の通路側の面に複数設置されている第2の照明部2からの光が人物の立つ位置に応じて遮断される。
As shown in FIGS. 21A and 22A, when the person is within the imaging range of the
即ち、図21(A)及び図22(A)に示す例において、第1及び第2の本体101、102に設置されているそれぞれの撮像部5により画像を撮像した場合、図23(A)及び図23(B)に示すような画像が撮像される。
That is, in the example shown in FIGS. 21A and 22A, when images are taken by the
図23(A)及び図23(B)に示すように、画像中央より上側に、第1の照明部1により照明されている輝点Pが写り込んでいる。なお、輝点Pの座標は、撮像部5と人物との距離に応じて変化する。
As shown in FIGS. 23A and 23B, the bright spot P illuminated by the
また、図23(A)及び図23(B)に示すように、画像中央より下側に、第2の照明部2により照明されている輝点Sが写り込んでいる。なお、第2の照明部2による輝点Sは、第2の照明部2が通過検出装置100の本体の通路側の面に複数並べられている為、複数写り込んでいる。第2の照明部2は、撮像部5と対面する本体に設置されている光源である。この為、第2の照明部2による輝点Sは、常に画像の所定の位置に写り込む。
Further, as shown in FIGS. 23A and 23B, the bright spot S illuminated by the
図21(A)及び図22(A)に示す例では、第2の照明部2による光の光軸上に人物が存在する。この為、図23(A)及び図23(B)に示す画像において、対応する座標が暗点となっている。
In the example shown in FIGS. 21A and 22A, a person is present on the optical axis of the light by the
即ち、制御部9は、所定の位置に輝点Sが存在すると判断した場合、通路に通過物が存在しないと判断する。また、制御部9は、所定の位置に輝点Sが存在しないと判断した場合、通路に通過物が存在すると判断する。
That is, when it is determined that the bright spot S exists at a predetermined position, the
また、図21(B)及び図22(B)に示すように、通過検出装置200の一方の本体(第1の本体)201は、第1の照明部1、第3の照明部3、撮像部5、及び受光部51を備えている。通過検出装置200の他方の本体(第2の本体)202もまた、第1の照明部1、第3の照明部3、撮像部5、及び受光部51を備えている。なお、第3の照明部3は、射出する光が対面する本体の受光部51に入射しないように、対面する本体の受光部51とで水平方向、または垂直方向にずらされて設置されるとともに、通路に通過物が存在しないとき対面する本体で反射しないように反射防止塗膜が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 21B and 22B, one main body (first main body) 201 of the
第1の本体201に設置されている受光部51は、第1の本体201に設置されている第3の照明部3から射出される光の反射光を受光する。また、第2の本体202に設置されている受光部51は、第2の本体202に設置されている第3の照明部3から射出される光の反射光を受光する。
The
図21(B)及び図22(B)に示すように、通過物が撮像部5の撮像範囲内に存在しているときは第1の照明部1が通過物を照射している。また、第1及び第2の本体201、202の通路側の面に複数設置されている第3の照明部3からの光が通過物を照射している。第1及び第2の本体201、202の第3の照明部3の近傍に設置されている受光部51は、それぞれ対応する第3の照明部3により照明される範囲の反射光を受光する。
As shown in FIGS. 21B and 22B, when the passing object is present within the imaging range of the
即ち、図21(B)及び図22(B)に示す例において、第1及び第2の本体201、202に設置されているそれぞれの撮像部5により画像を撮像した場合、図24(A)及び図24(B)に示すような画像が撮像される。
That is, in the example shown in FIG. 21B and FIG. 22B, when images are captured by the
図24(A)及び図24(B)に示すように、画像中央より上側に、第1の照明部1により照明されている輝点Pが写り込んでいる。なお、輝点Pの座標は、撮像部5と人物との距離に応じて変化する。
As shown in FIGS. 24A and 24B, the bright spot P illuminated by the
また、図24(A)及び図24(B)に示すように、画像中央より下側に、第3の照明部3により照明されている輝点Qが写り込んでいる。なお、第3の照明部3による輝点Qは、第3の照明部3が通過検出装置200の本体の通路側の面に複数並べられている為、複数写り込んでいる。なお、輝点Qが常に画像中の同じ位置に写り込むように、受光部51及び撮像部5内の光学系は調整されて設置されている。この為、第3の照明部3による輝点Qは、常に画像の所定の位置に写り込む。
Further, as shown in FIGS. 24A and 24B, the bright spot Q illuminated by the
図21(B)及び図22(B)に示す例では、第3の照明部3による光の光軸上に通過物が存在する。この為、図24(A)及び図24(B)に示す画像において、対応する座標が輝点Qとなっている。
In the example shown in FIGS. 21B and 22B, there is a passing object on the optical axis of the light by the
即ち、制御部9は、所定の位置に輝点Qが存在すると判断した場合、通路に通過物が存在すると判断する。また、制御部9は、所定の位置に輝点Qが存在しないと判断した場合、通路に通過物が存在しないと判断する。
That is, when the
上記したように、第1の実施形態の他の実施形態では、通路を形成する通過検出装置100の両方の本体101、102がそれぞれ第1の照明部1、第2の照明部2、及び撮像部5を備える。また、第2の実施形態の他の実施形態では、通路を形成する通過検出装置200の両方の本体201、202がそれぞれ第1の照明部1、第3の照明部3、及び撮像部5を備える。この構成により、さらに死角の少ない状態で通過物の検出を行うことができる。
As described above, in other embodiments of the first embodiment, both the
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is, It can implement by changing a component in the range which does not deviate from the summary in an implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
1…第1の照明部、2…第2の照明部、3…第3の照明部、4…照明制御部、5…撮像部、6…撮像制御部、7…画像入力部、8…画像処理部、9…制御部、10…バス、11…平行照明、51…受光部、52…光ファイバ、53…レンズ、54…レンズ、55…ハーフミラー、56…エリアイメージセンサ、57…レンズ、100…通過検出装置、200…通過検出装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記一対の本体のうちの一方の本体の通路側に設けられ、通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、
前記第1の光学系と同じ側の本体の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持って設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、
前記第1の光学系が設置されている本体とは他方の本体の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第2の照明部と、
前記第1の光学系と同じ側の本体の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、前記第2の照明部からの光を受光する第2の光学系と、
受光した光を画像に変換する面状の受光素子と、
前記受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第2の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、
前記受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする通過検出装置。 A passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other,
A first optical system provided on the passage side of one of the pair of main bodies and receiving light from a predetermined range on the passage side;
Provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the first optical system above the first optical system of the main body on the same side as the first optical system. A first illumination unit for irradiation;
A main body in which the first optical system is installed, a plurality of second illumination units that are provided on the passage side of the other main body along the passage direction of the passage, and irradiate beam-shaped light; and
A plurality of second optical systems provided along the passage direction of the passage on the passage side of the main body on the same side as the first optical system, and receiving light from the second illumination unit;
A planar light-receiving element that converts received light into an image;
An imaging system provided in a preceding stage of the light receiving element, for imaging the light received by the first optical system and the light received by the second optical system on the light receiving element;
Based on the image converted by the light receiving element, a detection unit that detects a passing state of the passing object,
A passage detection device comprising:
前記結像系は、前記第1の光学系により受光した光を前記受光素子の第1の受光領域に入射させ、前記第2の光学系により受光した光を前記受光素子の第2の領域に入射させることを特徴とする請求項1に記載の通過検出装置。 The light receiving element includes a first light receiving region and a second light receiving region,
The imaging system causes the light received by the first optical system to enter the first light receiving region of the light receiving element, and the light received by the second optical system enters the second region of the light receiving element. The passage detection device according to claim 1, wherein the light is incident.
前記ハーフミラーは、前記第1の光学系により受光した光を透過させて前記受光素子の第1の受光領域に入射させ、前記第2の光学系により受光した光を反射させて前記受光素子の第2の受光領域に入射させることを特徴とする請求項2に記載の通過検出装置。 The imaging system comprises a half mirror,
The half mirror transmits light received by the first optical system and enters the first light receiving region of the light receiving element, reflects light received by the second optical system, and reflects the light received by the light receiving element. The passage detection device according to claim 2, wherein the light is incident on the second light receiving region.
前記一対の本体の両方に設けられ、それぞれ通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、
前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持ってそれぞれ設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、
前記一対の本体の両方の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第2の照明部と、
前記一対の本体の両方の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、対面する本体に設置されている前記第2の照明部からの光を受光する第2の光学系と、
前記一対の本体の両方に設けられ、受光した光をそれぞれ画像に変換する面状の受光素子と、
前記各受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第2の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、
前記各受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする通過検出装置。 A passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other,
A first optical system that is provided in both of the pair of main bodies and receives light from a predetermined range on the passage side;
Each of the pair of main bodies is provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the first optical system above the first optical system, and irradiates beam-shaped light. The lighting section of
A plurality of second illuminating units that are provided along the passage direction of the passages on both passage sides of the pair of main bodies, and irradiate beam-shaped light; and
A second optical system configured to receive a light from the second illuminating unit, which is provided on the both passage sides of the pair of main bodies, respectively, along the passage direction of the passage, and is installed on the facing main body;
A planar light-receiving element that is provided on both of the pair of main bodies and converts received light into an image;
An imaging system provided in a preceding stage of each of the light receiving elements and imaging the light received by the first optical system and the light received by the second optical system on the light receiving element;
Based on the image converted by each of the light receiving elements, a detection unit that detects a passing state of the passing object,
A passage detection device comprising:
前記一対の本体のうちの一方の本体の通路側に設けられ、通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、
前記第1の光学系と同じ側の本体の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持って設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、
前記第1の光学系が設置されている本体と同じ側の本体の前記第1の光学系より下部の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第3の照明部と、
前記第3の照明部の近傍に設けられ、対応する前記第3の照明部により照明される範囲から光を受光する第3の光学系と、
受光した光を画像に変換する面状の受光素子と、
前記受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第3の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、
前記受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする通過検出装置。 A passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other,
A first optical system provided on the passage side of one of the pair of main bodies and receiving light from a predetermined range on the passage side;
Provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the first optical system above the first optical system of the main body on the same side as the first optical system. A first illumination unit for irradiation;
A plurality of light beams are provided along the passage direction of the passage on the passage side below the first optical system of the main body on the same side as the main body on which the first optical system is installed, and irradiate beam-shaped light. A third lighting unit;
A third optical system provided in the vicinity of the third illuminating unit and receiving light from a range illuminated by the corresponding third illuminating unit;
A planar light-receiving element that converts received light into an image;
An imaging system that is provided in front of the light receiving element and forms an image on the light receiving element with the light received by the first optical system and the light received by the third optical system;
Based on the image converted by the light receiving element, a detection unit that detects a passing state of the passing object,
A passage detection device comprising:
前記一対の本体の両方に設けられ、それぞれ通路側の所定範囲から光を受光する第1の光学系と、
前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より上部に前記第1の光学系の光軸と異なる光軸を持つように仰角を持ってそれぞれ設けられ、ビーム状の光を照射する第1の照明部と、
前記一対の本体の両方の前記第1の光学系より下部の通路側にそれぞれ前記通路の通行方向に沿って複数設けられ、ビーム状の光を照射する第3の照明部と、
前記各第3の照明部の近傍に設けられ、対応する前記第3の照明部により照明される範囲から光を受光する第3の光学系と、
前記一対の本体の両方に設けられ、受光した光をそれぞれ画像に変換する面状の受光素子と、
前記各受光素子の前段に設けられ、前記第1の光学系により受光した光と前記第3の光学系により受光した光とを前記受光素子に結像させる結像系と、
前記各受光素子により変換された画像に基づいて、前記通過物の通過状態を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする通過検出装置。 A passage detection device that detects a passing substance passing through a passage formed between a pair of main bodies provided facing each other,
A first optical system that is provided in both of the pair of main bodies and receives light from a predetermined range on the passage side;
Each of the pair of main bodies is provided with an elevation angle so as to have an optical axis different from the optical axis of the first optical system above the first optical system, and irradiates beam-shaped light. The lighting section of
A plurality of third illuminators that irradiate beam-like light, each provided along the passage direction of the passage on the passage side below the first optical system of both of the pair of main bodies;
A third optical system that is provided in the vicinity of each of the third illumination units and receives light from a range illuminated by the corresponding third illumination unit;
A planar light-receiving element that is provided on both of the pair of main bodies and converts received light into an image;
An imaging system provided in a preceding stage of each of the light receiving elements and imaging the light received by the first optical system and the light received by the third optical system on the light receiving element;
Based on the image converted by each of the light receiving elements, a detection unit that detects a passing state of the passing object,
A passage detection device comprising:
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