JP2015176206A - 自動ドア制御装置および自動ドア制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動ドアを通過する意思がある人を正確に識別する自動ドア制御装置を提供する。
【解決手段】自動ドアの駆動装置に対して、ドアを開閉する指令を送信する自動ドア制御装置であって、ドアに近接している人物を検出する人物検出手段と、前記検出した人物の顔または視線の動作を検出する動作検出手段と、前記検出した動作に基づいて、ドアを開放するか否かを決定し、対応する指令を前記駆動装置に送信するドア制御手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動ドアの開閉制御を行う制御装置に関する。

現在利用されている自動ドアの多くは、人がドアに接近したことをセンサによって検知し、ドアを駆動するための信号を発生させることで開扉制御を行っている。

ドアを通過する人をセンサによって検知する場合、誤検知が問題となる。例えば、赤外線センサを用いて、ドアの前に人がいることを検知する構成が広く知られているが、このような構成の場合、ドアの前を人が横切っただけであっても、通過する人と誤認し、自動ドアが開放されてしまう。

この問題を解決するための発明として、例えば特許文献１に記載の自動ドア装置では、ドアの正面にいる人が静止していることを検知したうえで、駆動装置に対してドアの開放信号を送出している。また、特許文献２に記載の制御装置では、自動ドアに近づいてくる人を正面から撮像し、当該人物が所定の距離まで接近した場合に、ドアを開放する制御を行っている。

特開平７−1９７７４０号公報 特開２００７−２８５００６号公報

特許文献１に記載の発明では、ドアの前にいる人が静止していることを検出したうえでドアを開放するため、ドアを通る意思がある人を識別することができる。
しかし、当該発明では、所定の時間だけ静止しなければドアが開放されないため、ドアを通過しようする人は一旦立ち止まる必要がある。すなわち、ドアが開放されるまでにタイムラグがあるため、利便性が低下してしまう。また、ドアを通る意思が無くても、ドアの前で立ち止まるとドアが開放されてしまう。

これに対し、特許文献２に記載の発明では、自動ドアに向かってくる人物をドア越しに撮影し、その距離を推定することで、ドアを通過する意思がある人を判別している。
しかし、当該発明では、カメラによって取得された画像から顔を検出し、顔が所定の大きさ以上になった場合にドアを開放するという制御を行っているため、カメラをドア越し、かつ、人の進行方向上に設置しなければならない。すなわち、機器の設置条件に制限が生じてしまう。

本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、自動ドアを通過する意思がある人を正確に識別する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る自動ドア制御装置は、利用者の顔や視線の動作に基づいてドアを開放するか否かを決定するという構成をとった。

具体的には、本発明に係る自動ドア制御装置は、
自動ドアの駆動装置に対して、ドアを開閉する指令を送信する自動ドア制御装置であって、ドアに近接している人物を検出する人物検出手段と、前記検出した人物の顔または視線の動作を検出する動作検出手段と、前記検出した動作に基づいて、ドアを開放するか否かを決定し、対応する指令を前記駆動装置に送信するドア制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る自動ドア制御装置は、ドアの近傍にいる人物を検出したうえで、当該人物の顔または視線の動作を検出し、当該検出した動作に基づいてドアの開放制御を行う。検出対象の動作とは、顔や視線の動きに基づくものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、視線や顔の向きの変化であってもよいし、注視点の位置の変化、移動方向、移動速度、移動にかかる時間、滞留時間などであってもよい。また、これらの組み合わせであってもよい。
かかる構成によると、自動ドアを通過しようとした人の、通過しようとする意志を推定できる動作が検出された場合、典型的には、その人が顔や視線を意図的に動かした場合にのみドアが開放されるため、ドアを通過する意思が無い人物を誤検出することによる誤開扉を防ぐことができる。

また、前記ドア制御手段は、前記検出した人物の顔または視線が、所定の方向を向き、かつ、当該方向が一定時間変化しない場合に、ドアを開放する指令を前記駆動装置に送信することを特徴としてもよい。

自動ドアを通過する人物が行う動作は、自動ドアを通過しない人物が行う動作と明確に区別できることが好ましい。例えば、検出した顔や視線が特定の方向を向いた状態で静止している場合、当該人物はドアを通過する意思があるものと推定することができる。

また、前記動作検出手段は、前記検出した人物の顔または視線が向いている方向の変化を検出し、前記ドア制御手段は、前記検出した方向の変化が所定のパターンと一致する場合に、ドアを開放する指令を前記駆動装置に送信することを特徴としてもよく、前記所定のパターンは、複数の所定の領域が所定の時間内に全て注視されたことを表すパターンであることを特徴としてもよい。

このように、顔または視線が向いている方向の変化に基づいて、ドアを通過する意思を推定するようにしてもよい。かかる構成によると、利用者が、予め定められたパターンに一致するように顔または視線を動かした場合にのみドアが開放されるため、誤判定をより減らすことができる。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む自動ドア制御装置として特定することができる。また、前記自動ドア制御装置の制御方法や、前記自動ドア制御装置を動作させるためのプログラム、当該プログラムが記録された記録媒体として特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

本発明によれば、自動ドアを通過する意思がある人を正確に識別する自動ドア制御装置を提供することができる。

第一の実施形態に係る自動ドア制御システムの構成図である。 自動ドアと利用者との位置関係を説明する図である。 利用者が視認する領域を説明する図である。 開扉パターンテーブルの例である。 第一の実施形態に係る自動ドア制御装置の処理フローチャートである。 第二の実施形態において利用者が視認する領域を説明する図である。

（第一の実施形態）
<システム構成>
第一の実施形態に係る自動ドア制御システムの概要について、システム構成図である図１を参照しながら説明する。第一の実施形態に係る自動ドア制御システムは、制御装置１００および駆動装置２００からなるシステムである。

制御装置１００は、自動ドアの開閉を制御するための装置であり、自動ドアを通過しようとするユーザ（以下、利用者）の存在を認識して、ドアを開放する指令（開き指令）および閉鎖する指令（閉じ指令）を生成し、駆動装置２００に送信する装置である。
駆動装置２００は、自動ドアを開閉するためのモータを含む駆動手段であり、制御装置１００から送信された指令に基づいてドアを開閉する手段である。具体的には、開き指令を受信すると、内蔵されたモータを開き方向に駆動し、閉じ指令を受信すると、閉じ方向に駆動する。モータの回転は、減速機、プーリー、ベルトまたはチェーン等の駆動機構（不図示）に伝えられ、ドアが開閉する。なお、ドアの開閉にはリニアモータ等を用いてもよい。

まず、制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、画像取得部１０１、利用者検知部１０２、視線検出部１０３、動作判定部１０４、ドア制御部１０５を有する。

画像取得部１０１は、画像を取得する手段である。本実施形態では、図２に示したように、ドアの上部に取り付けられたカメラ１０１Ａを用いて、ドアの正面にいる人物を撮像する。カメラ１０１Ａは、ＲＧＢ画像を取得するカメラであってもよいし、グレースケール画像や、赤外線画像を取得するカメラであってもよい。

利用者検知部１０２は、画像取得部１０１が取得した画像に基づいて、利用者とドアとの位置関係を取得する手段である。図２のように、カメラ１０１Ａが利用者を俯瞰する位置に取り付けられている場合、画像中に写っている人物の位置によって、利用者とドアとの距離、および、ドアの中心から見た利用者の方向を取得することができる。
本実施形態に係る制御装置は、このようにして取得した位置関係に基づいて、ドアを開放する処理を開始すべきか否かを判断する。例えば、図２のハッチングで示した領域に利用者がいる場合にのみ処理を開始させることができる。

なお、本実施形態では、画像取得部１０１が取得した単一の画像を用いて利用者とドアとの距離を取得しているが、利用者がドアに近づいていることを検知できれば、他の手段を用いてもよい。例えば、利用者を複数回撮像して得られた複数の画像を用いて距離を推定するようにしてもよいし、超音波センサなど、利用者とドアとの距離を取得するセンサ等を設けるようにしてもよい。また、マットスイッチ等の手段によって、所定の範囲に入った利用者を検知するようにしてもよい。また、画像から人物を検出する場合は、必ずしも対象が人間であることを識別する必要はなく、ドアに近づいてくる物体を検出することができればよい。

視線検出部１０３は、画像取得部１０１が取得した画像に基づいて、利用者の視線の方向を検出し、利用者が注視している場所を特定する手段である。視線の方向は、例えば、取得した画像から顔領域を検出し、当該顔領域に含まれる目の領域を検出し、当該目の領
域に含まれる角膜反射および瞳孔の位置を検出することで取得することができる。また、取得した視線の方向と、利用者とドアとの位置関係に基づいて、利用者が注視している点（以下、注視点）を特定することができる。視線の方向や、注視点を認識する技術については公知のものであるため、詳細な説明は省略する。
なお、注視点は、ドアを基準とした座標系（以下、ドア座標系）を用いて表される。本実施形態では、図２のように、Ｘ軸とＹ軸で表されたドア座標系において、利用者がどこを注視しているかを特定する（Ｚ軸はドアの位置で固定）。

動作判定部１０４は、取得した注視点の位置を追跡し、注視点の動きが、予め定められたパターン（以下、開扉パターン）と一致するか否かを判定する手段である。第一の実施形態では、動作判定部１０４が「注視点が、予め定められた領域に所定の時間だけ滞留する」という開扉パターンを記憶しておき、取得した注視点の動きが、当該パターンと一致した場合に、ドアを開放すべきと判定する。
図３は、自動ドアを正面から見た図である。動作判定部１０４は、例えば、「領域３０１の内部を１秒以上視認する」という開扉パターンを記憶しておき、照合を行う。

ドア制御部１０５は、動作判定部１０４が行った判断に基づいて、ドアを開閉するための信号を駆動装置２００に送信する手段である。ドアを開閉するための信号は、電気信号であってもよいし、無線によって変調された信号や、パルス変調された赤外線信号などであってもよい。

制御装置１００は、プロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置を有するコンピュータであり、補助記憶装置に記憶されたプログラムが主記憶装置にロードされ、プロセッサによって実行されることによって、前述した各手段が機能する（プロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置はいずれも不図示）。

<ドアの開扉方法>
次に、利用者の視線の動きに基づいてドアの開放を判断する方法について詳しく説明する。
まず、視線検出部１０３が行う処理について説明する。
視線検出部１０３は、画像取得部１０１を通して周期的にカメラ画像を取得し、利用者の視線の方向を検出したうえで、ドア座標系における注視点の座標を取得する。注視点の座標は、取得した視線の方向と、利用者とドアとの位置関係に基づいて算出することができる。注視点の座標は、周期的に（例えば毎秒３０回）動作判定部１０４へ送信される。

動作判定部１０４は、視線検出部１０３から注視点の座標を取得すると、当該座標を、注視点の動きを表す時系列データに追加する。当該時系列データはキューによって構成されており、含まれるデータ（注視点の座標）のうち、一定時間以上古くなったものは古い順に削除される。

また、動作判定部１０４には、開扉パターンが記憶されている。図４は、開扉パターンを記録したテーブル（開扉パターンテーブル）の例である。動作判定部１０４は、時系列データに記録された注視点の座標の変化と、開扉パターンとを照合し、一致するか否かを判定する。
図４に示したように、開扉パターンは、一つ以上の条件からなり、各条件は、注視点の場所、注視時間、注視順序の三つの要素からなる。各条件は、これらの要素が全てを満たされた場合に満たされたと判定される。また、全ての条件が満たされた場合に、開扉パターンに一致したと判定される。
第一の実施形態に対応する開扉パターンは、図４（Ａ）のようになる。すなわち、本例の場合、利用者が自動ドア表示付近（領域３０１の内部）を１秒以上注視した場合に、開
扉パターンと一致すると判定され、ドアが開放される。
なお、図４の例では、説明を簡単にするために、注視する領域を文章で記載しているが、実際の領域はドア座標系における座標値などによって表される。

なお、開扉パターンとして登録する動作は、ドアを通過する人のみが意図的に行う動作であることが好ましい。例えば、ドア上部に取り付けられたカメラ１０１Ａを注視した場合に、ドアを開放するものとしてもよい。この場合、開扉パターンテーブルに、「領域３０２の内部を１秒以上注視する」という開扉パターンを登録しておけばよい。
また、利用者が注視する場所は、カメラ、ドア上の領域、ドアの近傍にある領域など、どのような場所であってもよい。また、注視時間は、０．５秒〜１秒程度であることが好ましいが、これより短くてもよいし、長くてもよい。

<処理フローチャート>
次に、以上に説明した機能を実現するための処理フローチャートについて説明する。
図５は、本実施形態に係る制御装置１００の処理フローチャートである。当該処理は、制御装置１００の電源が投入された際に開始され、所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１１で、画像取得部１０１が、カメラ画像を取得する。本ステップでは、自動ドアの正面上部に備えられたカメラ１０１Ａを用いて、ドアの正面を俯瞰したＲＧＢカラー画像を取得する。
次に、ステップＳ１２で、利用者検知部１０２が、ステップＳ１１で取得したカメラ画像を用いて、ドアに対する利用者の位置関係を取得する。そして、利用者がドアに十分近接しているかを判定し（ステップＳ１３）、十分に近接していると判定した場合は、処理をステップＳ１４へ遷移させる。利用者がドアに十分近接していない場合、あるいは利用者が存在しない場合は、ドアを開放しても無益であるため、処理をステップＳ１１へ戻す。

次に、ステップＳ１４で、視線検出部１０３が、利用者の視線の方向を検出し、注視点の座標を生成して、動作判定部１０４に送信する。
次に、ステップＳ１５で、動作判定部１０４が、取得した注視点の座標を、注視点の動きを表す時系列データに追加する。前述したように、当該時系列データはキューによって構成されており、新しいデータが追加された場合、古いデータから順次削除される。
ステップＳ１６では、動作判定部１０４が、記憶している時系列データと、記憶している開扉パターンとを照合し、開扉パターンと一致するか否かを判定する（ステップＳ１７）。開扉パターンと一致した場合、ドア制御部１０５に対してドアを開放する旨の信号を送信し、処理をステップＳ１８へ遷移させる。開扉パターンが一致しなかった場合、処理をステップＳ１１へ戻す。

ステップＳ１８では、ドア制御部１０５が、駆動装置２００に対してドアを開放する信号を送信する。この結果、自動ドアが開放される。

以上説明したように、第一の実施形態に係る自動ドア制御システムは、利用者の視線の動きに基づいて、自動ドアを開放するか否かを決定する。従来技術のように、視線の方向のみに基づいて開扉の判断を行った場合、無関係な人物を、ドアを通過する人と誤認してしまう可能性があるが、本実施形態に係る制御装置は、視線の動作をパターンマッチングするため、視線を意図的に動かさなければドアが開扉しない。すなわち、誤検知による誤開扉を防止することができる。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では、注視点が所定の領域で一定時間以上滞留した場合に、ドアを開放
する制御を行った。これに対し、第二の実施形態では、注視点の位置の変化が所定のパターンと一致した場合にドアを開放する実施形態である。第二の実施形態に係る自動ドア制御システムの構成は、以下に説明する点を除き、第一の実施形態と同様である。

第二の実施形態に係る制御装置１００が行う処理は、図５に示したものと同様であるが、開扉パターンが相違する。

図６は、第二の実施形態において利用者が注視する領域を説明するための図である。第二の実施形態では、ドア座標系に複数の領域を設定し、「所定の時間内に、利用者が複数の領域を順番に視認する」という開扉パターンを設定する。
例えば、図６の例の場合、「領域４０１を注視した後、領域４０１Ｒ（または４０１Ｌ）を注視する」といった開扉パターンを動作判定部１０４に記憶させておき、ステップＳ１５において、取得した注視点の座標の変化が、当該開扉パターンと一致するかを判定する。これに対応する開扉パターンテーブルは、図４（Ｂ）のようになる。
なお、「注視順序」とは、注視を行う順番である。すなわち、本例の場合、利用者が領域４０１と領域４０１Ｒ（または４０１Ｌ）を０．５秒以上かけてそれぞれ順番に注視した場合に、開扉パターンと一致したと判定される。

このように、第二の実施形態によると、利用者が複数の領域を順番に注視しなければドア開放の制御が行われないため、誤検知の発生率をより低くすることができる。

なお、第二の実施形態では、「複数の領域を順番に注視する」という開扉パターンを挙げたが、領域を視認すべき順番が定まっていない場合、順番を考慮しないようにしてもよい。例えば、図６の例では、「領域４０１と領域４０２の両方を注視する」といった開扉パターンを用いてもよい。この場合、開扉パターンテーブルは、図４（Ｃ）のようになる。

（変形例）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。

制御装置１００には、実施形態の説明で例示したもの以外の手段を追加してもよい。例えば、顔認証を行う手段を追加し、取得した画像に基づいて利用者の認証を行ったうえで、認証に成功した場合にのみ、ステップＳ１４以降の処理を行うようにしてもよい。

また、実施形態の説明では、視線の方向を取得することで注視点の座標を取得したが、注視点の座標は必ずしも視線検出によって行わなくてもよい。例えば、取得した画像から利用者の顔の方向を推定し、当該方向に注視点があるものと仮定して処理を行うようにしてもよい。このようにすることで、制御装置１００が行う処理の量を減らすことができる。

また、開扉パターンとの照合は、必ずしも注視点の位置によって行わなくてもよい。例えば、視線の方向や顔の方向そのものを用いてもよい。また、視線の方向や顔の方向の変化量、変化する際の速度、変化に要する時間などを用いてもよい。また、例示したもの以外の顔の動作を開扉パターンに追加してもよい。たとえば、まばたきを検出する手段を追加し、開扉パターンに「まばたきの有無」という要素を追加してもよい。

また、実施形態の説明では、ドアを開扉する条件を判定する方法について述べたが、同様の方法を用いてドアの閉扉を行ってもよい。この場合、開扉と閉扉で異なるパターンを記憶させ、それぞれ判断を行うようにしてもよい。例えば、ドアが開く方向に視線を移動
させたら開扉を行い、ドアが閉まる方向に視線を移動させたら閉扉を行うようにしてもよい。

また、視線検出部１０３が注視点の座標を推定する際には、利用者の目の高さについての情報が必要となる。当該高さには、固定値を用いてもよいし、画像に基づいて利用者の身長を推定することができる場合、推定した身長から目の高さを求めてもよい。
なお、利用者の目の高さを固定とした場合、取得した注視点の座標が実際の座標とずれる場合がある。このため、開扉パターンとの照合において、動作判定部１０４が当該ずれを補正するようにしてもよい。

１００・・・制御装置
１０１・・・画像取得部
１０２・・・利用者検知部
１０３・・・視線検出部
１０４・・・動作判定部
１０５・・・ドア制御部
２００・・・駆動装置

Claims (7)

1. 自動ドアの駆動装置に対して、ドアを開閉する指令を送信する自動ドア制御装置であって、
   ドアに近接している人物を検出する人物検出手段と、
   前記検出した人物の顔または視線の動作を検出する動作検出手段と、
   前記検出した動作に基づいて、ドアを開放するか否かを決定し、対応する指令を前記駆動装置に送信するドア制御手段と、
   を有することを特徴とする、自動ドア制御装置。
2. 前記ドア制御手段は、前記検出した人物の顔または視線が、所定の方向を向き、かつ、当該方向が一定時間変化しない場合に、ドアを開放する指令を前記駆動装置に送信する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の自動ドア制御装置。
3. 前記動作検出手段は、前記検出した人物の顔または視線が向いている方向の変化を検出し、
   前記ドア制御手段は、前記検出した方向の変化が所定のパターンと一致する場合に、ドアを開放する指令を前記駆動装置に送信する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の自動ドア制御装置。
4. 前記所定のパターンは、複数の所定の領域が所定の時間内に全て注視されたことを表すパターンである
   ことを特徴とする、請求項３に記載の自動ドア制御装置。
5. 自動ドアの駆動装置に対して、ドアを開閉する指令を送信する自動ドア制御装置が行う自動ドア制御方法であって、
   ドアに近接している人物を検出する人物検出ステップと、
   前記検出した人物の顔または視線の動作を検出する動作検出ステップと、
   前記検出した動作に基づいて、ドアを開放するか否かを決定し、対応する指令を前記駆動装置に送信するドア制御ステップと、
   を含むことを特徴とする、自動ドア制御方法。
6. 自動ドアの駆動装置に対して、ドアを開閉する指令を送信する自動ドア制御装置に、
   ドアに近接している人物を検出する人物検出ステップと、
   前記検出した人物の顔または視線の動作を検出する動作検出ステップと、
   前記検出した動作に基づいて、ドアを開放するか否かを決定し、対応する指令を前記駆動装置に送信するドア制御ステップと、
   を実行させることを特徴とする、自動ドア制御プログラム。
7. 請求項６に記載の自動ドア制御プログラムが記録された記憶媒体。

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