JP2012233879A - 人体検知センサ及び自動水栓 - Google Patents
人体検知センサ及び自動水栓 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012233879A JP2012233879A JP2012080036A JP2012080036A JP2012233879A JP 2012233879 A JP2012233879 A JP 2012233879A JP 2012080036 A JP2012080036 A JP 2012080036A JP 2012080036 A JP2012080036 A JP 2012080036A JP 2012233879 A JP2012233879 A JP 2012233879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- light
- human body
- amount
- detection sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
【解決手段】発光部25が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部26で受光して被検知対象を検知する人体検知センサ1は、受光エリア内の反射光の重心位置を特定する重心特定手段322と、重心位置が検知エリアに属しているか否かを判定する第1の判定手段323Aと、重心画素の画素値に関する閾値処理の結果に応じて重心画素の受光度合いの適否を判定する第2の判定手段323Bと、第1及び第2の判定手段323A・Bがいずれも肯定的な判定を行ったときに被検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段324と、を備えている。
【選択図】図4
Description
前記反射光を受光した各画素の受光量に基づいて、前記撮像素子における各画素の配列領域である受光エリア内の前記反射光の重心位置を特定する重心特定手段と、
前記受光エリアの一部に設定された検知エリアに前記重心位置が属しているか否かを判定する第1の判定手段と、
各画素の受光量に所定の空間フィルタ処理を施して得られたフィルタ処理データのうちの前記重心位置に当たる重心画素のデータ値に関する閾値処理の結果、及び前記重心画素の受光量の度合いに関する閾値処理の結果、のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記重心画素の受光度合いの適否を判定する第2の判定手段と、
前記第1及び第2の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに被検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段と、を備えた人体検知センサにある。
前記第1の態様の人体検知センサと、
該人体検知センサの検知信号に応じて、前記水栓の吐止水の切替、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段と、を備え、
前記人体検知センサが備える撮像部の撮像範囲には、前記鉢の内周面が含まれている自動水栓にある。
この場合には、例えば、前記検知エリア外にピークを持つ鏡面反射光と、前記検知エリア内で生じたノイズ成分と、の組合せに応じて、前記重心位置が前記検知エリア内にずれて位置したような状況に適切に対処可能になる。前記第1の判定手段が肯定的な判定を行ったとしても、前記重心画素の受光量が十分でなければ前記第2の判定手段による否定的な判定が可能となり、誤検知を回避できる。
該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されていることも良い。
この場合には、前記重心画素の周辺に位置する画素を含めて受光量が十分であるか否かを判定でき、前記第2の判定手段による判定精度を向上できる。
該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されていることが好ましい。
なお、さらに好ましくは、受光量の位置的な変化度合いが強調されたフィルタ処理データに関する上記の判定条件に対して、前記重心画素の受光量が所定値以上であることや、前記重心画素の周辺画素の受光量の総和の度合いが所定値以上であること等の判定条件を組み合わせることが良い。
前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算した積算受光量が、前記総受光量の半分に達する直前の第1の画素、及び前記総受光量の半分に達したときの第2の画素を特定した上で、
前記第1の画素の位置から前記第2の画素の位置までの位置的な範囲に含まれる何れかの位置を前記重心位置として特定するのが良い。
前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算した積算受光量が、前記総受光量の半分に達する直前の第1の画素、及び前記総受光量の半分に達したときの第2の画素を特定した上で、
前記総受光量の半分から前記第1の画素における積算受光量を差し引いた受光量を前記第2の画素の受光量により除算して求められる偏差の分だけ、前記第1の画素の位置を基準として前記第2の画素側へずらした位置を前記重心位置として特定することも良い。
前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算した積算受光量が、前記総受光量の半分に達したときの画素の位置を前記重心位置として特定することも良い。
(実施例1)
本例は、洗面台15の水栓(自動水栓)16に人体検知センサ1を適用した例である。この内容について、図1〜図9を参照して説明する。
本例の洗面台15は、図1のごとく、凹状に窪むボウル部151を設けたカウンタ155と、吐水口168を設けた水栓16と、を備えている。水栓16は、カウンタ155の上面をなすカウンタトップ156に立設されている。ボウル部151は、その最深部に排水口152を備えている。
差分演算手段321は、図5のごとく、LED素子251の発光がない1回目の受光動作による撮像データである無発光時データC(x)と、LED光(LED素子251の投射光)の下での2回目の受光動作による発光時データL(x)と、を取り込んで記憶した後、両者の差分データD(x)を求める手段である。ここで、xは、0〜63の画素番号を示し、L(n)等は、画素番号nの画素の画素値を表している。周囲光に加えてLED光有りの発光時データL(x)から、周囲光のみの無発光時データC(x)を、差し引いた差分データD(x)では、周囲光の影響が抑圧され、LED光に応じた反射光の成分が精度高く抽出されている。
重心特定手段322は、図5のごとく得られた差分データD(x)について、重心位置を計算する手段である。ここで、本例では、計算負荷の軽減のため、簡易的な計算方法により重心位置を算出している。この計算方法について、横軸に画素番号x、縦軸に画素値(受光量)D(x)が規定された図6を参照して説明する。
第1の判定手段323Aは、上記のように特定された重心位置が検知エリア(図6参照。)に属しているか否かを判定する手段である。本例では、センサユニット2による三角測量の原理を根拠として次に説明するように検知エリアが設定されている。
第2の判定手段323Bは、差分データD(x)のうち、重心位置に当たる重心画素の画素値D(N)(図6参照。)についての閾値処理の結果に応じて判定を実行する手段である。第2の判定手段323Bは、重心画素の画素値D(N)がDs以上であったときに肯定的な判定を行う。
検知出力手段324は、第1及び第2の判定手段323A・Bの判定が何れも肯定的であったときに、被検知対象である手などが検知された旨を表す検知信号を出力する。図6のごとく、重心画素が検知エリア内に位置し、かつ、重心画素の画素値D(N)≧Dsであれば、検知信号が出力される。
また、本例では、重心画素の画素値D(N)に対する閾値Dsの値を具体的に例示していないが、ラインセンサ261の特性や周囲の明るさ等に応じて、適宜設定できる。
なお、本例では、センサユニット2と制御ユニット3とを別体で構成している。これに代えて、センサユニット2と制御ユニット3とを一体的に構成し、水栓16に収容することも良い。
なお、ラインセンサ261の各画素260に感度のばらつきがある場合等であれば、各画素260の受光量を補正してから検知処理を実行することも良い。
本例は、実施例1の人体検知センサに基づいて、第2の判定手段の構成を変更した例である。この内容について、図10を用いて説明する。
本例は、重心画素の画素値が適正か否かという実施例1の判定に代えて、重心画素の周辺を含めて画素値の総和が適正か否かの判定を実行する第2の判定手段の例である。
なお、本例に代えて、2近傍画素を含めた1×5画素サイズのオペレータ等、空間フィルタ処理に適用するオペレータのサイズについては適宜、変更可能である。オペレータ268としては、ローパスフィルタのオペレータであれば本例の作用効果を得ることができ、その重み係数については適宜、変更可能である。
また、本例では、フィルタ処理データF(x)に対する閾値を具体的に例示していないが、ラインセンサ261の特性や、周囲の明るさや、ノイズ的な外乱光の特性等に応じて、適宜設定できる。
本例は、実施例1の人体検知センサに基づいて、第2の判定手段の構成を変更した例である。この内容について、図11〜13を用いて説明する。
本例は、重心画素の画素値D(x)(図6参照。)が適正であるか否かという実施例1の判定に加えて、重心画素周辺の画素値D(x)の変化度合いが適正であるか否かの判定を実行する第2の判定手段の例である。
一方、ノイズ的な外乱光が入射したとき、図13のような差分データD(x)が得られる場合がある。ノイズ的な外乱光に基づく差分データD(x)の場合、その受光量分布に滑らかさがなくギザギザになる傾向がある。本例の空間フィルタ処理に適用するオペレータ268によれば、このような受光量分布のギザギザ度合いが強調されたフィルタ処理データF(x)を生成できる。
図13の場合であれば、まず、差分データD(x)については、重心位置が検知エリアに含まれていると共に、重心画素の画素値が所定値Ds以上となっている。一方、フィルタ処理データF(x)については、所定範囲に属する画素の中にデータ値F(x)がFsを超える画素が含まれている。本例で追加されたデータ値F(x)に関する上記の判定条件に適合しないことから、図13のようなノイズ的な外乱光は検知の対象から排除される。
一方、図12のような手かざし操作による拡散反射光の場合であれば、本例で追加された判定条件によっても肯定的な判定が可能である。同図の拡散反射光については、本例の人体検知センサによって検知と判断可能である。
なお、本例に代えて、2近傍画素を含めた1×5画素サイズや1×2画素サイズのオペレータ等、空間フィルタ処理に適用するオペレータのサイズについては適宜、変更可能である。オペレータ268としては、ハイパスフィルタのオペレータであれば本例の作用効果を得ることができ、その重み係数については適宜、変更可能である。
また、本例では、フィルタ処理データF(x)に対する閾値Fsの値を具体的に例示していないが、実施例2と同様、適宜設定できる。
本例は、実施例1の構成を基にして、重心位置をサブピクセル(副画素)精度で特定した例である。この内容について、実施例1で参照した図6、及び図14及び図15を参照して説明する。
図14は、図6における左端の画素番号ゼロの画素から特定の画素までの画素範囲に含まれる各画素の画素値(差分データD(x))の積算値の変化を示している。同図の横軸は前記特定の画素の画素番号xを示し、縦軸は積算値である積算受光量S(x)を示している。S(x)及び同図中のSDは、次式の通りである。特に、SDは、実施例1と同様、全画素の画素値(差分データD(x))の総和である。
図15は、図14におけるS(x)=SD/2近傍の破線で囲まれた領域の拡大図である。
本例の重心位置の特定方法では、まず、画素番号が連続する2画素であって、画素番号が小さい方の第1の画素(N−1)の積算受光量S(N−1)がSDの1/2よりも小さく、かつ、画素番号が大きい方の第2の画素(N)の積算受光量S(N)がSD/2以上である2画素が特定される。
重心位置は、第1の画素(N−1)の位置を基準として、OFFSETの分だけ第2の画素(N)側へずらした位置として次式にように特定できる。
このように重心位置をサブピクセルの精度で算出できれば、相対的に、撮像素子であるラインセンサにおいて必要となる画素数を抑制できる。画素数の少ないラインセンサであれば、低消費電力を期待できる。ラインセンサの消費電力を抑制できれば、例えば、水流発電機の発電電力を電力供給源とした自動水栓等への適用が比較的容易になる。
本例では、第1の画素(N−1)と第2の画素(N)との間の1画素分の位置的な範囲においてS(x)が直線的に変化していると仮定して、重心位置をサブピクセル精度で求めている。これに代えて、前記1画素分の位置的な範囲内でS(x)が曲線的に変化していると仮定して重心位置を求めることも良い。
Claims (7)
- 1次元あるいは2次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、該撮像部に対して所定方向にオフセットして配設された発光部を備え、発光部が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部で受光して被検知対象を検知する人体検知センサであって、
前記反射光を受光した各画素の受光量に基づいて、前記撮像素子における各画素の配列領域である受光エリア内の前記反射光の重心位置を特定する重心特定手段と、
前記受光エリアの一部に設定された検知エリアに前記重心位置が属しているか否かを判定する第1の判定手段と、
各画素の受光量に所定の空間フィルタ処理を施して得られたフィルタ処理データのうちの前記重心位置に当たる重心画素のデータ値に関する閾値処理の結果、及び前記重心画素の受光量の度合いに関する閾値処理の結果、のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記重心画素の受光度合いの適否を判定する第2の判定手段と、
前記第1及び第2の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに被検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段と、を備えた人体検知センサ。 - 請求項1において、前記第2の判定手段では、前記重心画素の受光量が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。
- 請求項1において、前記第2の判定手段では、周辺画素の受光量の総和の度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、前記第2の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、前記重心特定手段は、前記撮像素子において前記所定方向に配列された各画素の受光量の総和である総受光量を算出すると共に、
前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算した積算受光量が、前記総受光量の半分に達する直前の第1の画素、及び前記総受光量の半分に達したときの第2の画素を特定した上で、
前記総受光量の半分から前記第1の画素における積算受光量を差し引いた受光量を前記第2の画素の受光量により除算して求められる偏差の分だけ、前記第1の画素の位置を基準として前記第2の画素側へずらした位置を前記重心位置として特定する人体検知センサ。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、前記重心特定手段は、前記撮像素子において前記所定方向に配列された各画素の受光量の総和である総受光量を算出すると共に、
前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算した積算受光量が、前記総受光量の半分に達したときの画素の位置を前記重心位置として特定する人体検知センサ。 - 底部に排水口を設けた鉢の内部に吐水する水栓と、
請求項1〜6のいずれか1項に記載された人体検知センサと、
該人体検知センサの検知信号に応じて、前記水栓の吐止水の切替、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段と、を備え、
前記人体検知センサが備える撮像部の撮像範囲には、前記鉢の内周面が含まれている自動水栓。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012080036A JP6008540B2 (ja) | 2011-04-18 | 2012-03-30 | 人体検知センサ及び自動水栓 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011092193 | 2011-04-18 | ||
JP2011092193 | 2011-04-18 | ||
JP2012080036A JP6008540B2 (ja) | 2011-04-18 | 2012-03-30 | 人体検知センサ及び自動水栓 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012233879A true JP2012233879A (ja) | 2012-11-29 |
JP6008540B2 JP6008540B2 (ja) | 2016-10-19 |
Family
ID=47434305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012080036A Active JP6008540B2 (ja) | 2011-04-18 | 2012-03-30 | 人体検知センサ及び自動水栓 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6008540B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017133325A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社Lixil | 小便器洗浄装置 |
JP2019052978A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 株式会社東芝 | 距離計測装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06160084A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-06-07 | Kubota Corp | Ccdへの入射光線束の位置検出方法 |
JP2003279857A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-10-02 | Olympus Optical Co Ltd | レーザ顕微鏡 |
JP2007221491A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Keyence Corp | 光電センサ |
JP2007286930A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Juki Corp | 対象物の重心検出方法 |
JP2010112891A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Inax Corp | 光センサ |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012080036A patent/JP6008540B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06160084A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-06-07 | Kubota Corp | Ccdへの入射光線束の位置検出方法 |
JP2003279857A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-10-02 | Olympus Optical Co Ltd | レーザ顕微鏡 |
JP2007221491A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Keyence Corp | 光電センサ |
JP2007286930A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Juki Corp | 対象物の重心検出方法 |
JP2010112891A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Inax Corp | 光センサ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017133325A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社Lixil | 小便器洗浄装置 |
JP2019052978A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 株式会社東芝 | 距離計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6008540B2 (ja) | 2016-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6219602B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP5990800B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP5976531B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
WO2012043663A1 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
WO2014192230A1 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP6169935B2 (ja) | 自動水栓 | |
JP5722688B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP6284465B2 (ja) | 自動水栓およびキッチン | |
JP5678318B2 (ja) | 自動給水装置及び測距センサ | |
JP6029229B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP6008540B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP5775721B2 (ja) | 自動給水装置 | |
JP5909170B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP5909171B2 (ja) | 人体検知センサ及び自動水栓 | |
JP7391711B2 (ja) | 給水装置 | |
JP2019173489A (ja) | 水栓装置 | |
JP5635882B2 (ja) | 自動水栓装置 | |
JP2021130915A (ja) | 給水装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160913 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6008540 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |