JP2015213251A - 挙動解析装置、監視システム及びアミューズメントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】監視環境の影響を受けることなく、監視領域に存在する人物の挙動を高精度に解析することの可能な挙動解析装置を提供する。【解決手段】本発明の挙動解析装置は、監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射するとともに、前記レーザ照射領域に設定された複数の計測点から戻る前記レーザ光の反射光を受光することにより、前記各計測点の位置情報を得るレーザ測位装置と、前記レーザ測位装置によって得られた前記各計測点の前記位置情報に基づいて、前記監視領域に存在する人物の挙動を解析する情報処理装置とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、挙動解析装置、監視システム及びアミューズメントシステムに関する。

従来、空港や駅、公共施設などでは、監視員が監視カメラの映像に基づいて不審者や要救護者等の有無を目視にて判断することが一般的である。しかしながら、このような映像の目視による監視では、監視カメラの映像に多数の人物が存在する場合、監視員が不審者や要救護者を見落としてしまう可能性がある。また、監視員は常に監視カメラの映像を注視する必要があり、監視員にとっても肉体的な負担が大きい。

上記のような映像の目視による監視の問題点を解消するために、監視カメラから得られる画像のデジタル的な処理によって、撮影領域（監視領域）に存在する人物の挙動（行動）を自動的に解析する技術が開発されている（例えば、下記特許文献１〜４参照）。

特開２０１２−２３５６６号公報 特開２０１２−４７２０号公報 特開２０１１−１９１９８７号公報 特開２０１１−１０７７６５号公報

上記のように、従来技術では、監視カメラから得られる画像のデジタル的な処理によって人物の挙動を解析する。しかしながら、監視カメラから得られる画像の品質は、監視カメラの設置環境の影響を大きく受ける。例えば、監視カメラが屋外に設置されている場合、雨天または霧などの悪天候時や夜間に得られる画像の品質は著しく低くなる。また、監視カメラが屋内に設置されている場合であっても、撮影領域の明るさが十分でなければ、画像の品質は低くなる。

監視カメラから得られる画像の品質が低下すると、画像処理の過程において人物そのものの識別が不可能になるなどが原因で、最終的に得られる挙動解析結果の精度が大きく低下することになる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、監視環境の影響を受けることなく、監視領域に存在する人物の挙動を高精度に解析することの可能な挙動解析装置と、この挙動解析装置を備える監視システム及びアミューズメントシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために、以下の手段を採用する。
（１）本発明の一態様に係る挙動解析装置は、監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射するとともに、前記レーザ照射領域に設定された複数の計測点から戻る前記レーザ光の反射光を受光することにより、前記各計測点の位置情報を得るレーザ測位装置と、前記レーザ測位装置によって得られた前記各計測点の前記位置情報に基づいて、前記監視領域に存在する人物の挙動を解析する情報処理装置とを備える。

（２）上記（１）に記載の挙動解析装置において、前記情報処理装置が、人物候補条件を満たす前記計測点の集合である計測点群を前記人物として識別し、前記計測点群の時間的な変動態様を表す挙動パラメータに基づいて前記人物の挙動が予め設定された挙動類型のいずれに該当するかを判別してもよい。

（３）上記（２）に記載の挙動解析装置において、前記情報処理装置が、前記計測点群の計測点数の変化率、前記計測点群の移動量、及び前記計測点群の移動速度の少なくとも１つを前記挙動パラメータとして算出してもよい。

（４）上記（２）または（３）に記載の挙動解析装置が、前記監視領域内における温度分布を測定する温度測定装置をさらに備えていてもよい。この場合、前記情報処理装置が、前記温度測定装置によって得られた前記温度分布の測定結果に基づいて前記人物の表面温度を認識し、前記挙動パラメータ及び前記人物の表面温度に基づいて前記人物の挙動が予め設定された前記挙動類型のいずれに該当するかを判別してもよい。

（５）本発明の一態様に係る監視システムは、監視領域を撮影する監視カメラと、前記監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射する前記レーザ測位装置を備える上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の挙動解析装置と、前記監視カメラから得られる前記監視領域の画像に、前記挙動解析装置から得られる前記監視領域に存在する人物の挙動解析結果を合成して合成画像を生成する画像生成装置と、前記画像生成装置によって生成された前記合成画像を表示する表示装置とを備える。

（６）本発明の一態様に係るアミューズメントシステムは、監視領域に設置された複数種類の仕掛け装置と、前記監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射する前記レーザ測位装置を備える上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の挙動解析装置と、前記挙動解析装置から得られる前記監視領域に存在する人物の挙動解析結果に基づいて、前記仕掛け装置の起動タイミング及び起動すべき前記仕掛け装置の種類を制御する仕掛け制御装置とを備える。

本発明によれば、監視環境の影響を受けることなく、監視領域に存在する人物の挙動を高精度に解析することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る挙動解析装置１の機能構成を示すブロック図である。 レーザレーダヘッド１１の取付位置及びレーザパルス（計測光）の照射状態を模式的に示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 レーザレーダヘッド１１からレーザ照射領域Ｗにレーザパルスが照射される様子を示した図である。 情報処理装置２０の動作を示すフローチャートである。 計測点Ｐ_ｉｊの３次元極座標データをＸＹＺ直交座標データに変換する方法の説明図である。 人物識別原理の説明図であって、ＸＹＺ直交座標系におけるＺＹ平面をＸ軸方向から見た図（ａ）と、ＸＹＺ直交座標系におけるＺＸ平面をＹ軸方向から見た図（ｂ）である。 計測点数変化率ＲＴと活動レベルとの対応関係を示す図である。 活動レベルの平均値と挙動類型との対応関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る監視システム１００の構成概略図である。 本発明の一実施形態に係るアミューズメントシステム２００の構成概略図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
[挙動解析装置]
図１は、本実施形態に係る挙動解析装置１の機能構成を示すブロック図である。この図１に示すように、本実施形態に係る挙動解析装置１は、レーザレーダ（レーザ測位装置）１０と、情報処理装置２０とを備えている。

レーザレーダ１０は、監視領域Ｒを内包するレーザ照射領域Ｗにレーザ光を照射するとともに、レーザ照射領域Ｗに設定された複数の計測点Ｐから戻るレーザ光の反射光を受光することにより、各計測点Ｐの位置情報を得る。このレーザレーダ１０は、レーザレーダヘッド１１及びレーザ制御装置１２を備えている。図２（ａ）に示すように、レーザレーダヘッド１１は、例えば空港や駅、公共施設などに設定された監視領域Ｒを内包するレーザ照射領域Ｗ近傍の高所に設置されている。

レーザレーダヘッド１１は、レーザ制御装置１２による制御に従って、パルス状のレーザ光（レーザパルス）をレーザ照射領域Ｗに向かって照射する。具体的には、レーザレーダヘッド１１は、レーザ照射領域Ｗに設定された主走査方向及び副走査方向（図２（ａ）及び（ｂ）参照）に沿ってレーザパルスを計測光として照射する。

すなわち、レーザレーダヘッド１１は、主走査方向に沿ってレーザパルスを１ライン分照射した後に、レーザパルスの照射位置を主走査方向に直交する副走査方向に沿って一定のピッチだけ移動させて、再び主走査方向に沿ってレーザパルスを１ライン分照射するという動作を繰り返すことにより、レーザ照射領域Ｗの全域に亘ってレーザパルスを照射する。また、レーザレーダヘッド１１は、レーザ照射領域Ｗに設定された各計測点Ｐから戻ってくるレーザパルスの反射光を順次受光し、その反射光の受光強度を示す受光信号をレーザ制御装置１２に出力する。

このようなレーザレーダヘッド１１は、図１に示すように、レーザ光源１１ａ、コリメートレンズ１１ｂ、ポリゴンミラー１１ｃ、揺動ミラー１１ｄ、集光レンズ１１ｅ、受光器１１ｆ、主走査モータ１１ｇ、副走査モータ１１ｈ、主走査モータドライバ１１ｉ及び副走査モータドライバ１１ｍを備えている。

レーザ光源１１ａは、レーザ制御装置１２による制御に従って、一定波長を有するレーザパルスをコリメートレンズ１１ｂへ出射するとともに、レーザパルスの繰り返しタイミングを示すタイミング信号Ｓｉをレーザ制御装置１２へ出力する。コリメートレンズ１１ｂは、レーザ光源１１ａから入射されるレーザパルスを平行光に変換してポリゴンミラー１１ｃへ出射する。

ポリゴンミラー１１ｃは、レーザパルスを反射するための複数（例えば４つ）の鏡面を有する多面体である。ポリゴンミラー１１ｃの回転軸は、主走査モータ１１ｇの回転軸と結合されている。主走査モータ１１ｇの回転によって、ポリゴンミラー１１ｃは、図１中の矢印で示す方向に回転する。ポリゴンミラー１１ｃの回転により、コリメートレンズ１１ｂからポリゴンミラー１１ｃに入射したレーザパルスは、揺動ミラー１１ｄへ向かって反射されるとともに、主走査方向に沿って走査される。

揺動ミラー１１ｄは、ポリゴンミラー１１ｃの回転軸に直交する軸回りに揺動可能に設置された平板状ミラーである。揺動ミラー１１ｄの回転軸は、副走査モータ１１ｈの回転軸と結合されている。副走査モータ１１ｈの回転によって、揺動ミラー１１ｄは、図１中の矢印で示す方向に揺動する。揺動ミラー１１ｄの揺動により、ポリゴンミラー１１ｃから揺動ミラー１１ｄに入射したレーザパルスは、レーザレーダヘッド１１の外部（つまり、レーザ照射領域Ｗ）へ向かって反射（出射）されるとともに、副走査方向に沿って走査される。

すなわち、レーザレーダヘッド１１からレーザ照射領域Ｗに照射されるレーザパルスの水平角φ（レーザ照射領域Ｗを平面視した場合における、主走査方向とレーザパルスの照射方向との間の角度；図２（ｂ）参照）は、ポリゴンミラー１１ｃの回転によって制御される。また、レーザレーダヘッド１１からレーザ照射領域Ｗに照射されるレーザパルスの垂直角θ（レーザ照射領域Ｗを側面視した場合における、副走査方向とレーザパルスの照射方向との間の角度；図２（ａ）参照）は、揺動ミラー１１ｄの揺動によって制御される。

上記のような水平角φ及び垂直角θの制御によって、レーザパルスは、主走査方向及び副走査方向に沿って走査され、その結果、レーザ照射領域Ｗの全域に亘ってレーザパルスが照射される。そして、各計測点Ｐから戻ってくるレーザパルスの反射光は、揺動ミラー１１ｄ及びポリゴンミラー１１ｃを介して集光レンズ１１ｅに入射する。集光レンズ１１ｅは、レーザパルスの反射光を受光器１１ｆの受光面に集光させる。受光器１１ｆは、集光レンズ１１ｅによって集光されたレーザパルスの反射光の光電変換を行い、その反射光の受光強度を示す受光信号Ｓｒをレーザ制御装置１２へ出力する。

主走査モータ１１ｇは、主走査モータドライバ１１ｉから入力される駆動信号に応じて回転するモータである。上述のように、主走査モータ１１ｇの回転により、ポリゴンミラー１１ｃは回転する。副走査モータ１１ｈは、副走査モータドライバ１１ｍから入力される駆動信号に応じて回転するモータである。上述のように、副走査モータ１１ｈの回転により、揺動ミラー１１ｄは揺動する。

主走査モータドライバ１１ｉは、レーザ制御装置１２による制御に従って、主走査モータ１１ｇを一定速度で回転させるための駆動信号を生成して主走査モータ１１ｇへ出力する。副走査モータドライバ１１ｍは、レーザ制御装置１２による制御に従って、揺動ミラー１１ｄを所定角及び所定タイミングで揺動させるための駆動信号を生成して副走査モータ１１ｈへ出力する。

レーザ制御装置１２は、レーザ光源１１ａ、主走査モータドライバ１１ｉ及び副走査モータドライバ１１ｍを制御することにより、レーザレーダヘッド１１の動作（つまり、レーザパルスの垂直角θ及び水平角φ）を制御する。また、レーザ制御装置１２は、レーザ光源１１ａから入力されるタイミング信号Ｓｉと、受光器１１ｆから入力される受光信号Ｓｒとの時間差（遅延時間Δｔ；図１参照）に基づいて、レーザレーダヘッド１１と計測点Ｐ（レーザパルスの反射位置）との間の距離Ｌを演算する。

すなわち、レーザ制御装置１２は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、主走査方向に沿って所定間隔で複数の計測点Ｐを設定し、各計測点Ｐまでの距離Ｌをタイミング信号Ｓｉに対する受光信号Ｓｒの遅延時間Δｔに基づいてそれぞれ演算する。そして、レーザ制御装置１２は、距離Ｌ、垂直角θ及び水平角φを１セットとする３次元極座標データ（位置情報）を各計測点Ｐのそれぞれについて取得する。

図３はレーザレーダヘッド１１からレーザ照射領域Ｗにレーザパルスが照射される様子を示した図である。図３において、主走査方向をＸ軸、副走査方向をＹ軸、ＸＹ平面に垂直の方向をＺ軸と定義し、レーザレーダヘッド１１はＺ軸上に設置されていると想定する。また、以下の説明では、任意の位置の計測点Ｐを計測点Ｐ_ｉｊと表記する。ここで、計測点Ｐ_ｉｊとは、副走査方向におけるｉ番目の走査ライン上に存在し、主走査方向においてｊ番目に位置する計測点Ｐを意味する。すなわち、図３に示すように、副走査方向における走査ライン総数をｍとし、主走査方向における計測点Ｐの総数をｎとすると、１フレーム内における計測開始時の計測点ＰはＰ_１１で表され、１フレーム内における計測終了時の計測点ＰはＰ_ｍｎで表される。

図３に示すように、まず、レーザ制御装置１２は、計測開始点である計測点Ｐ_１１にレーザパルスが照射されるようにレーザレーダヘッド１１を制御する（この時、レーザ光源１１ａからタイミング信号Ｓｉがレーザ制御装置１２に出力される）。計測点Ｐ_１１からの反射光は、揺動ミラー１１ｄ、ポリゴンミラー１１ｃ及び集光レンズ１１ｅを介して受光器１１ｆに集光される。受光器１１ｆは、反射光の強度を示す受光信号Ｓｒをレーザ制御装置１２に出力する。

そして、レーザ制御装置１２は、タイミング信号Ｓｉに対する受光信号Ｓｒの遅延時間Δｔと光の伝播速度ｃとからなる下記関係式（１）に基づいて、レーザレーダヘッド１１と計測点Ｐ_１１との間の距離Ｌ（Ｌ_１１）を算出する。
Ｌ（Ｌ_１１）＝ Δｔ・ｃ／２ …（１）

レーザ制御装置１２は、上記のように算出した距離Ｌ_１１に加えて、計測点Ｐ_１１にレーザパルスを照射した時のレーザパルスの垂直角θ（θ_１１）及び水平角φ（φ_１１）を計測点Ｐ_１１の３次元極座標データ（距離Ｌ_１１、垂直角θ_１１、水平角φ_１１）として情報処理装置２０へ出力する。

続いて、レーザ制御装置１２は、計測点Ｐ_１２にレーザパルスが照射されるようにレーザレーダヘッド１１を制御し、上記と同様に、レーザレーダヘッド１１と計測点Ｐ_１２との間の距離Ｌ_１２を算出し、計測点Ｐ_１２の３次元極座標データ（距離Ｌ_１２、垂直角θ_１２、水平角φ_１２）を情報処理装置２０へ出力する。
以下同様に、レーザ制御装置１２は、計測点Ｐ_１３〜Ｐ_１ｎにレーザパルスが順次照射されるようにレーザレーダヘッド１１を制御し、計測点Ｐ_１３〜Ｐ_１ｎの３次元極座標データを順次取得して情報処理装置２０へ出力する。

そして、レーザ制御装置１２は、１番目（ｉ＝１）の走査ラインが終了すると、２番目（ｉ＝２）の走査ラインの最初の計測点Ｐ_２１にレーザパルスが照射されるようにレーザレーダヘッド１１を制御し、１番目の走査ラインと同様に、各計測点Ｐ_２１〜Ｐ_２ｎの３次元極座標データを順次取得して情報処理装置２０へ出力する。
以上のように、レーザ制御装置１２は、レーザ照射領域Ｗに設定された全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎにレーザパルスが順次照射されるようにレーザレーダヘッド１１を制御し、全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎの３次元極座標データを順次取得して情報処理装置２０へ出力する。

情報処理装置２０は、上記のレーザレーダ１０によって得られた各計測点Ｐ_ｉｊの位置情報、すなわち３次元極座標データ（距離Ｌ_ｉｊ、垂直角θ_ｉｊ、水平角φ_ｉｊ）に基づいて、監視領域Ｒに存在する人物の挙動を解析する。より具体的には、情報処理装置２０は、人物候補条件を満たす計測点Ｐ_ｉｊの集合である計測点群を人物として識別し、その計測点群の時間的な変動態様を表す挙動パラメータに基づいて、人物の挙動が予め設定された挙動類型のいずれに該当するかを判別する。

なお、この情報処理装置２０は、レーザレーダ１０が取得した３次元極座標データに基づいて人物の識別を行うので、レーザ照射領域Ｗにおける計測点Ｐの密度（つまり空間分解能）は、少なくとも人物と背景とを十分に識別できる値に設定されている。

以下、情報処理装置２０の動作について詳細に説明する。
図４は、情報処理装置２０の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、情報処理装置２０は、まず、レーザレーダ１０から１フレーム分の３次元極座標データ、つまり全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎの３次元極座標データを取得する（ステップＳ１）。次に、情報処理装置２０は、各計測点Ｐ_ｉｊの３次元極座標データをＸＹＺ直交座標データ（３次元直交座標データ）に変換する（ステップＳ２）。

以下、図５を参照しながら、任意の計測点Ｐ_ｉｊの３次元極座標データをＸＹＺ直交座標データに変換する方法を説明する。図５に示すように、計測点Ｐ_ｉｊにレーザパルスを照射した時に、監視領域Ｒに存在する人物にレーザパルスが反射して得られた３次元極座標データを距離Ｌ_ｉｊ、垂直角θ_ｉｊ、水平角φ_ｉｊとし、レーザレーダヘッド１１が設置されている高さをＺ_０とすると、計測点Ｐ_ｉｊのＸ座標Ｐ_Ｘ、Ｙ座標Ｐ_Ｙ、Ｚ座標Ｐ_Ｚは下記関係式（２）、（３）、（４）で表される。
Ｐ_Ｘ＝Ｌ_ｉｊ・ｓｉｎθ_ｉｊ・ｃｏｓφ_ｉｊ …（２）
Ｐ_Ｙ＝Ｌ_ｉｊ・ｓｉｎθ_ｉｊ・ｓｉｎφ_ｉｊ …（３）
Ｐ_Ｚ＝Ｚ_０−Ｌ_ｉｊ・ｃｏｓθ_ｉｊ …（４）

上関係式（４）において、人物が存在しない場合はＰ_Ｚ＝０となり、この時の計測点Ｐ_ｉｊのＸＹＺ直交座標データ（Ｐ_Ｘ、Ｐ_Ｙ、Ｐ_Ｚ）はＸＹ平面上の位置を示すが、人物が存在する場合の計測点Ｐ_ｉｊのＸＹＺ直交座標データ（Ｐ_Ｘ、Ｐ_Ｙ、Ｐ_Ｚ）は、人物の表面においてレーザパルスが照射（反射）された位置を示す。

以上のように、ステップＳ２において、情報処理装置２０は、上記関係式（２）〜（４）に基づいて、各計測点Ｐ_ｉｊの３次元極座標データ（距離Ｌ_ｉｊ、垂直角θ_ｉｊ、水平角φ_ｉｊ）をＸＹＺ直交座標データ（Ｐ_Ｘ、Ｐ_Ｙ、Ｐ_Ｚ）に変換する。このような座標変換は、１フレーム分の全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎのそれぞれについて行われる。

続いて、情報処理装置２０は、人物候補条件を満たす計測点Ｐ_ｉｊの集合である計測点群を人物として識別する（ステップＳ３）。以下、図６（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、人物識別原理について説明する。図６（ａ）は、ＸＹＺ直交座標系におけるＺＹ平面をＸ軸方向から見た図（人物の側面から見た図）である。図６（ｂ）は、ＸＹＺ直交座標系におけるＺＸ平面をＹ軸方向から見た図（人物の正面から見た図）である。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、人物が監視領域Ｒ内に存在する場合、人物の足から頭部にかけて人物表面の複数箇所にレーザパルスが照射されるので、人物表面におけるレーザパルスの照射位置（反射位置）に対応する計測点Ｐ_ｉｊは、Ｚ軸方向に一定以上の高さを有する。従って、１フレーム分の全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎのうち、Ｚ軸方向に一定以上の高さを有する計測点Ｐ_ｉｊを抽出し、さらに、抽出した計測点Ｐ_ｉｊのうち、互いに隣接する計測点Ｐ_ｉｊをグループ化することにより、そのグループ化によって得られた計測点群を監視領域Ｒ内の人物として識別することができる。

上記の人物識別原理に基づき、情報処理装置２０は、ステップＳ３において、まず、１フレーム分の全計測点Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎのうち、Ｚ座標Ｐ_Ｚが予め設定された高さ閾値以上の計測点Ｐ_ｉｊを抽出する。上記の高さ閾値は、例えば標準的な体格を有する人物の膝程度の高さに設定されている。そして、情報処理装置２０は、抽出した計測点Ｐ_ｉｊのうち、互いに隣接する計測点Ｐ_ｉｊをグループ化する。

ここで、グループ化によって得られた計測点群の全てを人物として識別すると、高さ閾値以上の高さを有する物体であれば、人物以外の物体も人物として識別されることになる。そこで、情報処理装置２０は、計測点群のうち、計測点数が予め設定された大きさ閾値以上の計測点群を人物として識別する。上記の大きさ閾値は、例えば標準的な体格を有する人物の大きさに相当する計測点数に設定されている。
以上のように、情報処理装置２０は、ステップＳ３において、人物候補条件を満たす計測点群（すなわち、高さ閾値以上の高さを有する計測点Ｐ_ｉｊの集合であって、且つ、大きさ閾値以上の大きさ（計測点数）を有する計測点群）を人物として識別する。

次に、情報処理装置２０は、今回フレームにおいて人物として識別された計測点群と前回フレームにおいて人物として識別された計測点群とを照合し、同一人物と推定される計測点群のペアには同一の識別ＩＤを付与する（ステップＳ４）。このような処理により、監視領域Ｒ内における同一人物の追跡が可能となる。言い換えれば、情報処理装置２０は、同一の識別ＩＤが付与された今回フレームの計測点群と前回フレームの計測点群とを、同一人物として認識する。

なお、上記ステップＳ４において、前回フレームの計測点群と、その一定距離内に存在する今回フレームの計測点群とを同一人物と推定する手法を採用することができる。また、前回フレームの計測点群と、その予想到達領域に存在する今回フレームの計測点群とを同一人物と推定する手法を採用することもできる。前回フレームの計測点群の予想到達領域は、前回フレームを含む過去のフレームのＸＹＺ直交座標データから算出した当該計測点群の移動方向及び移動速度に基づいて予想することができる。

また、情報処理装置２０は、上記ステップＳ４において、前回フレームの計測点群のなかに、今回フレームの計測点群に対して同一人物と推定可能なものが存在しない場合、つまり今回フレームから初めて監視領域Ｒに登場した人物（計測点群）が存在する場合、その計測点群に他の計測点群と異なる新たな識別ＩＤを付与する。

次に、情報処理装置２０は、計測点群ごとに（つまり人物ごとに）、計測点群の時間的な変動態様を表す挙動パラメータとして、計測点群の計測点数の変化率（以下、計測点数変化率ＲＴ）を算出する（ステップＳ５）。具体的には、情報処理装置２０は、ある識別ＩＤが付与された今回フレームの計測点群の計測点数を、同一の識別ＩＤが付与された前回フレームの計測点群の計測点数で除算することにより、上記計測点数変化率ＲＴを算出する。

人物が激しく活動するほど（人物が暴れるほど）、人物によって反射されるレーザパルスの本数が減少する。言い換えれば、人物が激しく活動するほど、人物として識別された計測点群に含まれる計測点の数が減少する。従って、上記のような計測点数変化率ＲＴを算出することにより、その人物（計測点群）の活動レベル（活動の激しさを表す指標）を推定することができる。

次に、情報処理装置２０は、計測点群ごとに（つまり人物ごとに）、上記ステップＳ５で算出した計測点数変化率ＲＴに基づいて活動レベルを設定する（ステップＳ６）。図７に示すように、計測点数変化率ＲＴが０．８超１．０以下の計測点群（人物）には、活動レベルとして“ＬＶ１”が設定される。計測点数変化率ＲＴが０．６超０．８以下の計測点群には、活動レベルとして“ＬＶ２”が設定される。計測点数変化率ＲＴが０．４超０．６以下の計測点群には、活動レベルとして“ＬＶ３”が設定される。計測点数変化率ＲＴが０．２超０．４以下の計測点群には、活動レベルとして“ＬＶ４”が設定される。計測点数変化率ＲＴが０超０．２以下の計測点群には、活動レベルとして“ＬＶ５”が設定される。活動レベルの数値が高くなるほど、その計測点群（人物）がより激しく活動している（暴れている）ことになる。

次に、情報処理装置２０は、計測点群ごとに（つまり人物ごとに）、数フレーム分（例えば１０フレーム分）の活動レベルの平均値に基づいて、人物の挙動が予め設定された挙動類型のいずれに該当するかを判別する（ステップＳ７）。図８に示すように、人物の挙動類型として、例えば、異常挙動、要注意挙動及び通常挙動の３つが予め設定されている。ここで、異常挙動とは、監視領域Ｒに安全上の問題が発生する可能性が高く、監視員が現地に赴いて早急に対処する必要のある挙動を意味する。要注意挙動とは、安全上の問題が発生する可能性は低いが、引き続き監視する必要のある挙動を意味する。通常挙動とは、安全上の問題がない挙動を意味する。

図８に示すように、情報処理装置２０は、上記ステップＳ７において、活動レベルの平均値が“ＬＶ４”以上“ＬＶ５”以下の人物（計測点群）の挙動を異常挙動と判別する。また、情報処理装置２０は、活動レベルの平均値が“ＬＶ３”以上“ＬＶ４”未満の人物（計測点群）の挙動を要注意挙動と判別する。また、情報処理装置２０は、活動レベルの平均値が“ＬＶ３”未満の人物（計測点群）の挙動を通常挙動と判別する。

以上のように、本実施形態では、レーザレーダ１０の計測データ、つまりレーザパルスの反射位置（計測点Ｐ_ｉｊ）の位置情報に基づいて、監視領域Ｒに存在する人物の挙動を解析する。監視カメラの画像に基づいて人物の挙動を解析する従来技術と比べて、レーザパルスの照射によって得られる位置情報は、天候や暗闇などのレーザレーダ１０の設置環境の影響を受けない。従って、本実施形態によれば、監視環境（レーザレーダ１０の設置環境）の影響を受けることなく、監視領域に存在する人物の挙動を高精度に解析することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、人物として識別された計測点群の時間的な変動態様を表す挙動パラメータとして、計測点群の計測点数の変化率（計測点数変化率ＲＴ）を算出する場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、計測点数変化率ＲＴ、計測点群の移動量、及び計測点群の移動速度の少なくとも１つを挙動パラメータとして算出してもよい。

より好ましくは、計測点数変化率ＲＴ、計測点群の移動量、及び計測点群の移動速度の３つ全てを挙動パラメータとして算出することがよい。これにより、人物の挙動をより細やかに解析することができる。例えば、計測点数変化率ＲＴだけを挙動パラメータとして算出する場合、上記のように人物の活動レベルを判別することはできるが、人物が同じ位置から移動せずに活動している（暴れている）のか、或いは移動しながら暴れているのかを判別することはできない。

従って、計測点数変化率ＲＴだけでなく、計測点群の移動量及び移動速度を挙動パラメータとして算出すれば、例えば、活動レベルの平均値が“ＬＶ４”以上“ＬＶ５”以下であっても、移動量及び移動速度が閾値以下であれば（つまり、その人物がほとんど移動せずにその場で激しく活動していれば）、その人物（計測点群）の挙動を異常挙動ではなく要注意挙動と判別する、というように、人物の挙動をより細やかに解析することができる。また、計測点数変化率ＲＴ、計測点群の移動量、及び計測点群の移動速度は、人物の頭部や腕などの部位ごとに算出してもよい。

（２）上記実施形態において、挙動解析装置１が、監視領域Ｒ内における温度分布を測定する温度測定装置（例えば赤外線カメラなど）をさらに備えていてもよい。この場合、情報処理装置２０が、上記温度測定装置によって得られた温度分布の測定結果に基づいて人物の表面温度（例えば人物の頭部の表面温度）を認識し、上記の挙動パラメータ及び人物の表面温度に基づいて、人物の挙動が予め設定された挙動類型のいずれに該当するかを判別するようにしてもよい。

人物の表面温度は、その人物の興奮度を表す指標として利用することができる。従って、この変形例において、例えば、活動レベルの平均値が“ＬＶ４”以上“ＬＶ５”以下であっても、その人物の頭部の表面温度が閾値以下であれば（つまり、その人物の興奮度が低ければ）、その人物（計測点群）の挙動を異常挙動ではなく要注意挙動と判別する、というように、人物の挙動をより細やかに解析することができる。なお、人物の興奮度を表す指標として利用する表面温度は、一定時間内の平均値でもよいし、一定時間内の最高温度でもよい。

〔監視システム〕
図９は、本実施形態に係る監視システム１００の構成概略図である。この図９に示すように、本実施形態に係る監視システム１００は、上記の挙動解析装置１と、監視カメラ３０と、画像生成装置４０と、表示装置５０とを備えている。挙動解析装置１は、上述したように、レーザレーダ１０及び情報処理装置２０を備えている。また、レーザレーダ１０は、例えば空港や駅、公共施設などに設定された監視領域Ｒを内包するレーザ照射領域Ｗ近傍の高所に設置されたレーザレーダヘッド１１と、このレーザレーダヘッド１１の動作を制御するレーザ制御装置１２とを備えている。このような挙動解析装置１の構成及び機能は、上記と同様なので以下での説明は省略する。

監視カメラ３０は、監視領域Ｒの全体を撮影可能な位置に設置されており、監視領域Ｒを撮影して、その監視領域Ｒの画像を画像生成装置４０へ出力する。画像生成装置４０は、監視カメラ３０から得られる監視領域Ｒの画像に、挙動解析装置１の情報処理装置２０から得られる監視領域Ｒに存在する人物の挙動解析結果を合成して合成画像を生成する。表示装置５０は、例えば監視員が常駐する監視ルームに設置されており、画像生成装置４０によって生成された合成画像を表示する。

このような監視システム１００において、画像生成装置４０は、監視カメラ３０によって撮影された監視領域Ｒ上の人物のうち、異常挙動または要注意挙動と判別された人物に対してのみ挙動解析結果が表示されるような合成画像を生成する。なお、通常挙動と判別された人物に対しては挙動解析結果を表示する必要はない。

このような監視システム１００によれば、映像の目視のみによる従来の監視システムと比べて、表示装置５０の表示画像に多数の人物が存在する場合であっても、監視員が不審者を見落としてしまう可能性を大幅に低減することができる。また、監視員は、表示装置５０の表示画像から一目で不審者の存在を発見できるので、監視員にとって肉体的な負担が小さい。さらに、監視環境（レーザレーダ１０の設置環境）の影響を受けることなく、監視領域Ｒに存在する人物の挙動に関する情報を正確に監視員に知らせることができる。

〔アミューズメントシステム〕
図１０は、本実施形態に係るアミューズメントシステム２００の構成概略図である。この図１０に示すように、本実施形態に係るアミューズメントシステム２００は、上記の挙動解析装置１と、複数種類の仕掛け装置６０と、仕掛け制御装置７０とを備えている。挙動解析装置１は、上述したように、レーザレーダ１０及び情報処理装置２０を備えている。また、レーザレーダ１０は、例えばアトラクション施設内の利用者用通路に設定された監視領域Ｒを内包するレーザ照射領域Ｗ近傍の高所に設置されたレーザレーダヘッド１１と、このレーザレーダヘッド１１の動作を制御するレーザ制御装置１２とを備えている。このような挙動解析装置１の構成及び機能は、上記と同様なので以下での説明は省略する。

複数種類の仕掛け装置６０は、アトラクション施設の利用者に対して、恐怖、驚き等の感情を抱かせるための装置であり、監視領域Ｒ、つまりアトラクション施設内の利用者用通路に沿って配置されている。仕掛け制御装置７０は、挙動解析装置１から得られる監視領域Ｒに存在する人物（利用者）の挙動解析結果に基づいて、仕掛け装置６０の起動タイミング及び起動すべき仕掛け装置６０の種類を制御する。

例えば、仕掛け制御装置７０は、通常挙動と判別された利用者については興奮度が低いと判断し、最大限の恐怖、或いは驚きを与えるように、仕掛け装置６０の起動タイミング及び起動すべき仕掛け装置６０の種類を制御する。また、仕掛け制御装置７０は、要注意挙動と判別された利用者については興奮度が中程度と判断し、中程度の恐怖、或いは驚きを与えるように、仕掛け装置６０の起動タイミング及び起動すべき仕掛け装置６０の種類を制御する。また、仕掛け制御装置７０は、異常挙動と判別された利用者については興奮度が高いと判断し、これ以上の恐怖、或いは驚きを与えないように、仕掛け装置６０の起動タイミング及び起動すべき仕掛け装置６０の種類を制御する。

このようなアミューズメントシステム２００によれば、アトラクション施設のように、明るさが十分でない環境であっても、利用者の挙動（興奮度）を正確に判断でき、その利用者の興奮度に応じて適切に仕掛け装置６０を制御することが可能となる。その結果、利用者の満足度が高まり、リピーターの増加を図ることができる。

１ 挙動解析装置
１０ レーザレーダ
１１ レーザレーダヘッド
１２ レーザ制御装置
２０ 情報処理装置
３０ 監視カメラ
４０ 画像生成装置
５０ 表示装置
６０ 仕掛け装置
７０ 仕掛け制御装置
１００ 監視システム
２００ アミューズメントシステム
Ｒ 監視領域
Ｗ レーザ照射領域

Claims (6)

1. 監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射するとともに、前記レーザ照射領域に設定された複数の計測点から戻る前記レーザ光の反射光を受光することにより、前記各計測点の位置情報を得るレーザ測位装置と、
   前記レーザ測位装置によって得られた前記各計測点の前記位置情報に基づいて、前記監視領域に存在する人物の挙動を解析する情報処理装置と、
   を備えることを特徴とする挙動解析装置。
2. 前記情報処理装置は、人物候補条件を満たす前記計測点の集合である計測点群を前記人物として識別し、前記計測点群の時間的な変動態様を表す挙動パラメータに基づいて前記人物の挙動が予め設定された挙動類型のいずれに該当するかを判別することを特徴とする請求項１に記載の挙動解析装置。
3. 前記情報処理装置は、前記計測点群の計測点数の変化率、前記計測点群の移動量、及び前記計測点群の移動速度の少なくとも１つを前記挙動パラメータとして算出することを特徴とする請求項２に記載の挙動解析装置。
4. 前記監視領域内における温度分布を測定する温度測定装置をさらに備え、
   前記情報処理装置は、前記温度測定装置によって得られた前記温度分布の測定結果に基づいて前記人物の表面温度を認識し、前記挙動パラメータ及び前記人物の表面温度に基づいて前記人物の挙動が予め設定された前記挙動類型のいずれに該当するかを判別することを特徴とする請求項２または３に記載の挙動解析装置。
5. 監視領域を撮影する監視カメラと、
   前記監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射する前記レーザ測位装置を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の挙動解析装置と、
   前記監視カメラから得られる前記監視領域の画像に、前記挙動解析装置から得られる前記監視領域に存在する人物の挙動解析結果を合成して合成画像を生成する画像生成装置と、
   前記画像生成装置によって生成された前記合成画像を表示する表示装置と、
   を備えることを特徴とする監視システム。
6. 監視領域に設置された複数種類の仕掛け装置と、
   前記監視領域を内包するレーザ照射領域にレーザ光を照射する前記レーザ測位装置を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の挙動解析装置と、
   前記挙動解析装置から得られる前記監視領域に存在する人物の挙動解析結果に基づいて、前記仕掛け装置の起動タイミング及び起動すべき前記仕掛け装置の種類を制御する仕掛け制御装置と、
   を備えることを特徴とするアミューズメントシステム。

Images