JP2016157338A - 自動改札機制御装置、および自動改札機システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動改札機に接近する利用者の数に応じて自動改札機の動作モードを切り替えることができる自動改札機制御装置、および自動改札機システムを提供することである。【解決手段】解析部は、画像取得部により取得された時系列の画像における利用者の移動方向を解析する。計数部は、解析部による解析結果に基づいて、第１の側から自動改札機群に接近する利用者の数と、第１の側とは反対側の第２の側から自動改札機群に接近する利用者の数とを計数する。決定部は、計数部の計数結果に基づいて、自動改札機群に含まれる複数の自動改札機のうち、少なくとも、第１の側から第２の側への通過を許可する第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率と、第２の側から第１の側への通過を許可する第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率とを決定する。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、自動改札機制御装置、および自動改札機システムに関する。

鉄道の駅等に設置される自動改札機には、駅構内から駅構外へ出場しようとする利用者を通過させる出場専用モード、駅構外から駅構内へ入場しようとする利用者を通過させる入場専用モード、出場と入場の双方を許可する双方向モード等、複数の動作モードの間で動作モードを切り替え可能なものがある。従来は、駅係員の操作によって自動改札機の動作モードが切り替えられていたが、駅係員が業務に忙しい場合に操作ができなかったり、駅係員の感覚に依存するために適切な切り替えができなかったりする場合があった。また、自動改札機の動作モードを自動的に切り替えるための技術が開示されているが、従来の技術では、自動改札機に接近する利用者の数に応じて自動改札機の動作モードを切り替えることができない場合があった。

特開平０７−２７２０３０号公報 特開２００５−７０８５０号公報

本発明が解決しようとする課題は、自動改札機に接近する利用者の数に応じて自動改札機の動作モードを切り替えることができる自動改札機制御装置、および自動改札機システムを提供することである。

実施形態の自動改札機制御装置は、画像取得部と、解析部と、計数部と、決定部とを持つ。画像取得部は、複数の自動改札機を含む自動改札機群の周辺を撮像する撮像部によって時系列で撮像された画像を取得する。解析部は、前記画像取得部により取得された時系列の画像における利用者の移動方向を解析する。計数部は、前記解析部による解析結果に基づいて、第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と、前記第１の側とは反対側の第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数とを計数する。決定部は、前記計数部の計数結果に基づいて、前記自動改札機群に含まれる複数の自動改札機のうち、少なくとも、前記第１の側から前記第２の側への通過を許可する第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率と、前記第２の側から前記第１の側への通過を許可する第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率とを決定する。

実施形態に係る自動改札機システム１の使用環境の一例を示す図。 図１に示す使用環境を構外側から見た図。 １つの自動改札機１０を上方から見た図。 駅サーバ１００の機能構成を中心として示す図。 利用者の動きベクトルを導出する処理を説明するための図。 図１に示す環境においてオプティカルフロー解析部１１２によって導出される利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）の分布を示す図。 方向毎利用者数計数部１１４により抽出処理が行われた結果を示す図。 方向毎利用者数計数部１１４による計数結果を分類するパターンと、動作モードとの関係の一例を示す図。 動作モードの切り替えの制限について説明するための図。 動作モードの振り替えについて説明するための図。 駅サーバ１００により実行される処理の流れを示すフローチャート。 駅サーバ１００により実行される処理の流れを示すフローチャートの他の例。 自動改札機制御装置の他の配置例を示す図。

以下、実施形態の自動改札機制御装置、および自動改札機システムを、図面を参照して説明する。適宜、ＸＹＺ座標系を用いて説明を行う。

図１は、実施形態に係る自動改札機システム１の使用環境の一例を示す図である。また、図２は、図１に示す使用環境を構外側から見た図である。

自動改札機システム１は、複数の自動改札機１０−１から１０−ｎ（ｎは任意の自然数）と、駅サーバ（自動改札機制御装置）１００とを備える。駅サーバ１００は、複数の自動改札機１０−１から１０−ｎのそれぞれと通信を行う。以下、いずれの自動改札機であるかを区別しないときは、単に自動改札機１０と称する。

自動改札機システム１が設置される駅には、複数の自動改札機１０−１から１０−ｎの周辺を撮像するカメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４が設置される。図１の例では、カメラＣ−１は、駅構内のホームＡへ向かう階段の天井付近に取り付けられ、下方を撮像する。図中、Ａ−１は、カメラＣ−１の監視領域である。また、カメラＣ−２は、駅構外の天井付近に取り付けられ、下方を撮像する。図中、Ａ−２は、カメラＣ−２の監視領域である。また、カメラＣ−３は、例えば駅構内のホームＢへ向かう階段の天井付近に取り付けられ、下方を撮像する。図中、Ａ−３は、カメラＣ−３の監視領域である。また、カメラＣ−４は、駅構外の天井付近に取り付けられ、下方を撮像する。図中、Ａ−４は、カメラＣ−４の監視領域である。カメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４は、例えば所定周期で繰り返し撮像を行い、撮像した画像のデータを駅サーバ１００に出力する。以下、各カメラによって撮像される画像は、上側が構内側に対応し、下側が構外側に対応するものとして扱われるものとする。

本実施形態の駅サーバ１００は、監視領域Ａ−１およびＡ−２における画像に基づいて、自動改札機１０−１から１０−ｋを制御し、監視領域Ａ−３およびＡ−４における画像に基づいて、自動改札機１０−ｋ+１から１０−ｎを制御する。以下、自動改札機１０−１から１０−ｋを自動改札機群１０（Ａ）と、自動改札機１０−ｋ+１から１０−ｎを自動改札機群１０（Ｂ）と、それぞれ称する。また、自動改札機群１０（Ａ）と、監視領域Ａ−１およびＡ−２とを含むものをエリアＡ、自動改札機群１０（Ｂ）と、監視領域Ａ−３およびＡ−４とを含むものをエリアＢと称する。なお、ｎ＞ｋである。

図３は、１つの自動改札機１０を上方から見た図である。自動改札機１０は、通路を挟んで対向配置される主機２０と従機３０とを備える。主機２０は、例えば、電子媒体のリーダライタ部２１と、上面表示部２２と、正面表示部２３と、扉部２４および２５と、制御部２６とを備える。また、従機３０は、電子媒体のリーダライタ部３１と、上面表示部３２と、正面表示部３３と、扉部３４および３５とを備える。

主機２０のリーダライタ部２１は、図３のａ方向に通過しようとする利用者によって翳された電子媒体に記憶された情報を読み取って、読み取った情報を制御部２６に送信する。また、リーダライタ部２１は、制御部２６によってＳＦ（Stored Fare）処理、すなわち電子マネーからの料金収受処理がなされた結果を電子媒体に書き込む。上面表示部２２は、リーダライタ部２１に電子媒体が翳された場合に、制御部２６によって処理された結果を表示する。正面表示部２３は、図３のａ方向に通過可能であるか否かを示すマークや図形、文字等を表示する。正面表示部２３の表示内容は、制御部２６によって決定される。図３の例では、自動改札機１０は、図３のａ方向の通過のみ許可する動作モード（第１の動作モード）に設定されているため、主機２０の正面表示部２３は、通過を許可することを示すマークを表示している。制御部２６は、主機２０と従機３０の各部を制御する。

一方、従機３０のリーダライタ部３１は、図３のｂ方向に通過しようとする利用者によって翳された電子媒体に記憶された情報を読み取って、読み取った情報を主機２０の制御部２６に送信する。また、リーダライタ部３１は、主機２０の制御部２６によってＳＦ処理がなされた結果を電子媒体に書き込む。上面表示部３２は、リーダライタ部３１に電子媒体が翳された場合に、主機２０の制御部２６によって処理された結果を表示する。正面表示部３３は、図３のｂ方向に通過可能であるか否かを示すマークや図形、文字等を表示する。正面表示部３３の表示内容は、主機２０の制御部２６によって決定される。図３の例では、自動改札機１０が第１の動作モードに設定されているため、従機３０の正面表示部３３は、通過を禁止することを示すマークを表示している。

主機２０の制御部２６は、自動改札機１０が第１の動作モードに設定されている場合には、扉部２５および３５を開放状態に維持すると共に、扉部２４および３４を開放状態または閉止状態に制御することで、ａ方向の利用者の通過を許可または禁止する。また、制御部２６は、自動改札機１０が図３のｂ方向の通過のみ許可する動作モード（第２の動作モード）に設定されている場合には、扉部２４および３４を開放状態に維持すると共に、扉部２５および３５を開放状態または閉止状態に制御することで、ｂ方向の利用者の通過を許可または禁止する。

また、自動改札機１０の動作モードには、前述した第１の動作モードと第２の動作モードの他、図３のａ方向の通過とｂ方向の通過との双方を許可する第３の動作モードが含まれてもよい。自動改札機１０が第３の動作モードに設定されている場合、主機２０の制御部２６は、例えば、利用者が通過中でなければ正面表示部２３と正面表示部３３の双方に通過を許可することを示すマークや図形、文字等を表示させ、利用者がいずれかの側から進入し、リーダライタ部２１とリーダライタ部３１のいずれか一方に電子媒体が翳されると、他方のリーダライタ部を無効化すると共に、利用者が進入してきていない側の表示部（正面表示部２３または正面表示部３３）に、通過を禁止することを示すマークや図形、文字等を表示させるといった制御を行う。

主機２０の制御部２６は、駅サーバ１００とＬＡＮ（Local Area Network）等を介した通信を行い、動作モードの設定指示等を受け付ける。

なお、図３では自動改札機１０が電子媒体の専用機であるように表現したが、自動改札機１０は、磁気券を併用可能なものであってもよいし、磁気券の専用機であってもよい。

図４は、駅サーバ１００の機能構成を中心として示す図である。駅サーバ１００は、カメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４と通信するためのカメラ通信インターフェース１０２と、自動改札機１０−１から１０−ｎと通信するための改札機通信インターフェース１０４とを備える。カメラ通信インターフェース１０２と改札機通信インターフェース１０４は、統合されて一つのハードウェアで実現されてもよい。

また、駅サーバ１００は、画像取得部１１０と、オプティカルフロー解析部１１２と、方向毎利用者数計数部１１４と、動作モード決定部１１６とを備える。これらの機能部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することで機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

画像取得部１１０は、カメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４からカメラ通信インターフェース１０２を介して取得した時系列の画像を、画像データ１２０としてＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリに順次記憶させる。

オプティカルフロー解析部１１２は、画像取得部１１０により取得された時系列の画像である画像データ１２０を解析し、利用者の移動方向を導出する。まず、オプティカルフロー解析部１１２は、画像データ１２０に含まれる各フレームの画像から、例えばＦＡＳＴ（Features from Accelerated Segment Test）によって特徴点（コーナー）を抽出する。ＦＡＳＴとは、着目点の画素値と周囲の点の画素値とを比較し、差分が閾値を超える点が連続しているかどうかに基づいて、着目点が特徴点か否かを判定する手法であり、機械学習によって得られた決定木を用いることで高速処理を実現可能な手法である。なお、オプティカルフロー解析部１１２は、ＦＡＳＴに限らず、Ｈａｒｒｉｓオペレータ等の他の手法を用いて画像から特徴点を抽出してもよい。

次に、オプティカルフロー解析部１１２は、各フレームの画像から抽出した特徴点を画像間で同定する処理を行うことで、特徴点の画像間の移動ベクトル（オプティカルフロー）を導出する。オプティカルフロー解析部１１２は、例えば、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ法によりオプティカルフローを導出する。Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ法とは、移動前後の画素値が一定という拘束条件式をテイラー展開で近似して求められるＬｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ方程式を、設定領域内の各画素について求め、設定領域についての方程式の誤差の和が最小になるパラメータを最小二乗法等で求める手法である。なお、オプティカルフロー解析部１１２は、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ法に限らず、他の手法を用いてオプティカルフローを導出してもよい。

更に、オプティカルフロー解析部１１２は、オプティカルフローの中で同じような動きをしているものをグループ化し、利用者の動きを示す動きベクトルとして認識する。オプティカルフロー解析部１１２は、例えば、オプティカルフロー群の重心との距離が所定距離以内であり、且つオプティカルフロー群の平均ベクトルとの差分ベクトルの大きさが所定値未満であるものをグループ化し、グループ化したオプティカルフローを代表するベクトル（例えば平均ベクトル）を、利用者の動きベクトルとして方向毎利用者数計数部１１４に出力する。

図５は、利用者の動きベクトルを導出する処理を説明するための図である。図５に示す利用者Ｕからは、複数の特徴点Ｃが抽出される。特徴点Ｃは、利用者Ｕの身体のうち、肩先、腕、頭部のうち鼻、耳といった箇所で抽出されやすい。オプティカルフロー解析部１１２は、同じ利用者Ｕから抽出された複数の特徴点Ｃについて、それぞれオプティカルフローＯＦ（Ｃ）を求める。そして、複数のオプティカルフローＯＦ（Ｃ）を代表するベクトルを、利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）として導出する。「代表するベクトル」とは、例えば、各ベクトルの成分を平均化した平均ベクトルである。また、オプティカルフロー解析部１１２は、例えば、特徴点Ｃの重心を、利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）の始点とすることで、利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）を導出する。

図６は、図１に示す環境においてオプティカルフロー解析部１１２によって導出される利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）の分布を示す図である。図示するように、利用者Ｕの動きベクトルＶ（Ｕ）は、各領域内でまちまちの方向を向いている場合がある。

方向毎利用者数計数部１１４は、エリアＡにおける自動改札機群１０（Ａ）と、エリアＢにおける自動改札機１０（Ｂ）のそれぞれについて、第１の側（構内側）から接近する利用者の数と、第２の側（構外側）から接近する利用者の数とを計数する。

エリアＡに関して、方向毎利用者数計数部１１４は、監視領域Ａ−１において画像の上側から下側に向かう方向を有する動きベクトルＶ（Ｕ）、すなわち第１の側（構内側）から接近する動きベクトルＶ（Ｕ）の数を抽出し、抽出した動きベクトルＶ（Ｕ）の数を、自動改札機群１０（Ａ）に対して第１の側（構内側）から接近する利用者の数として計数する。

また、方向毎利用者数計数部１１４は、監視領域Ａ−２において画像の下側から上側に向かう方向を有する動きベクトルＶ（Ｕ）、すなわち第２の側（構外側）から接近する動きベクトルＶ（Ｕ）を抽出し、抽出した動きベクトルＶ（Ｕ）の数を、自動改札機群１０（Ａ）に対して第２の側（構外側）から接近する利用者の数として計数する。

エリアＢに関して、方向毎利用者数計数部１１４は、監視領域Ａ−３において画像の上側から下側に向かう方向を有する動きベクトルＶ（Ｕ）、すなわち第１の側（構内側）から接近する動きベクトルＶ（Ｕ）の数を抽出し、抽出した動きベクトルＶ（Ｕ）の数を、自動改札機群１０（Ｂ）に対して第１の側（構内側）から接近する利用者の数として計数する。

また、方向毎利用者数計数部１１４は、監視領域Ａ−４において画像の下側から上側に向かう方向を有する動きベクトルＶ（Ｕ）、すなわち第２の側（構外側）から接近する動きベクトルＶ（Ｕ）を抽出し、抽出した動きベクトルＶ（Ｕ）の数を、自動改札機群１０（Ｂ）に対して第２の側（構外側）から接近する利用者の数として計数する。

ここで、方向毎利用者数計数部１１４は、例えば、自動改札機群に対する正対方向を中心として、所定の角度範囲（プラスマイナス１５度程度）に収まっていれば、自動改札機群に対して第１の側（構内側）または第２の側（構外側）から接近する動きベクトルＶ（Ｕ）として抽出する。

図７は、方向毎利用者数計数部１１４により抽出処理が行われた結果を示す図である。図示するように、自動改札機群に接近する方向でない動きベクトルＶ（Ｕ）は除外され、自動改札機群に接近する方向の動きベクトルＶ（Ｕ）が抽出される。この結果に基づき、方向毎利用者数計数部１１４は、エリアＡに関しては、自動改札機群１０（Ａ）に対して、第１の側（構内側）から接近する利用者の数を７人、第２の側（構外側）から接近する利用者の数を３人と計数する。監視領域Ａ−１内の動きベクトルＶ（Ｕ）の数が７、監視領域Ａ−２内の動きベクトルＶ（Ｕ）の数が３だからである。また、方向毎利用者数計数部１１４は、エリアＢに関しては、自動改札機群１０（Ｂ）に対して、第１の側（構内側）から接近する利用者の数を２人、第２の側（構外側）から接近する利用者の数を９人と計数する。監視領域Ａ−３内の動きベクトルＶ（Ｕ）の数が２、監視領域Ａ−４内の動きベクトルＶ（Ｕ）の数が９だからである。

動作モード決定部１１６は、方向毎利用者数計数部１１４による計数結果に基づいて、自動改札機１０（Ａ）と、自動改札機１０（Ｂ）とのそれぞれについて、第１の動作モード、第２の動作モード、および第３の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を決定する。第１の動作モードは、第１の側（構内側）から第２の側（構外側）への通過のみ許可する動作モード（出場専用モード）である。第２の動作モードは、第２の側（構外側）から第１の側（構内側）への通過のみ許可する動作モード（入場専用モード）である。第３の動作モードは、双方向の通過を許可する動作モード（双方向モード）である。

動作モード決定部１１６は、例えば、予め動作モードに関する４つのパターンを用意し、方向毎利用者数計数部１１４による計数結果を４つのパターンのいずれかに当てはめることによって、各動作モードで動作する自動改札機１０の数を決定する。

以下、エリアＡに着目して説明するが、エリアＢについても同様である。図８は、方向毎利用者数計数部１１４による計数結果を分類するパターンと、動作モードとの関係の一例を示す図である。図中、自動改札機１０の通路に記載された矢印は、下向きであれば第１の動作モード、上向きであれば第２の動作モード、双方向であれば第３の動作モードに設定されることを意味している。

図８の「パターン（１）」で示すように、動作モード決定部１１６は、監視領域Ａ−１における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値以上であり、且つ監視領域Ａ−２における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値以上である場合には、自動改札機群１０（Ａ）のうち第１の動作モードと第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を同程度にする。「同程度にする」とは、ｋが偶数の場合は丁度同じ数にすることを意味してもよいし、ｋが奇数の場合はいずれかを１多くすることを意味してもよい。また、自動改札機システム１が設置される駅の傾向に応じて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかで動作する自動改札機１０の数または比率が若干多くなっても構わない。この場合、後述するパターン（２）やパターン（３）よりも、動作モードの偏りが小さければよい。これによって、駅サーバ１００は、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機１０の動作モードを決定し、混雑緩和のために適切な比率の動作モードで自動改札機を動作させることができる。

図８の「パターン（２）」で示すように、動作モード決定部１１６は、監視領域Ａ−１における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値以上であり、且つ監視領域Ａ−２における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値未満である場合には、自動改札機群１０（Ａ）のうち第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を、第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率よりも多くする。これによって、駅サーバ１００は、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機１０の動作モードを決定し、通過数の多い方向に対応可能な自動改札機１０を多くすることができる。

図８の「パターン（３）」で示すように、動作モード決定部１１６は、監視領域Ａ−１における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値未満であり、且つ監視領域Ａ−２における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値以上である場合には、自動改札機群１０（Ａ）のうち第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を、第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率よりも多くする。これによって、駅サーバ１００は、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機１０の動作モードを決定し、通過数の多い方向に対応可能な自動改札機１０を多くすることができる。

図８の「パターン（４）」で示すように、動作モード決定部１１６は、監視領域Ａ−１における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値未満であり、且つ監視領域Ａ−２における自動改札機群１０（Ａ）に接近する利用者の数が閾値未満である場合には、自動改札機１０−１から１０−ｋのうち第３の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を、パターン（１）から（３）の場合よりも多くする。この場合、動作モード決定部１１６は、例えば、自動改札機群１０（Ａ）の全ての自動改札機１０を、第３の動作モードで動作させる。これによって、駅サーバ１００は、利用者の数が少なく、頻繁に通過方向が切り替わることで制御が煩雑になる懸念が小さい場合には、本来は利用者にとって最も便利である双方向モードを積極的に適用することができる。なお、パターン（１）からパターン（３）においても、第３の動作モードで動作する自動改札機１０が一定数含まれるようにしてもよい。

動作モード決定部１１６は、上記のように決定した動作モード（パターン）を、動作モード情報１２２としてＲＡＭ等のメモリに記憶させる。そして、繰り返し決定する動作モードが直前に決定した動作モードと異なる場合にのみ、各自動改札機１０に対して動作モードの切り替え指示を行う。これによって、不要な通信が行われるのを防止することができる。なお、パターン（１）からパターン（４）では各動作モードで動作する自動改札機１０の数を決定する手法について説明したが、動作モード決定部１１６は、まず予め定めたパターン等により各動作モードで動作する自動改札機１０の比率を決定し、決定した比率を制御対象の自動改札機群の数に乗算することで、各動作モードで動作する自動改札機１０の数を決定してもよい。

また、動作モード決定部１１６は、動作モードを切り替えようとする際に、切り替えによって自動改札機１０の手前まで接近して来た利用者が、急に利用不能となる状況が生じないように制御する。図９は、動作モードの切り替えの制限について説明するための図である。図９の左図に示すように、自動改札機１０がａ方向の通過のみ許可する動作モードで動作しており、利用者Ｕがこの自動改札機１０を利用しようとしている場面を考える。この状況において、急に自動改札機１０の動作モードがｂ方向の通過のみ許可する動作モードに切り替わったとすると、利用者Ｕは、当該自動改札機１０の利用を急に取りやめ、他の自動改札機１０に回る必要が生じる。このような事態が生じることは、利用者Ｕにとって煩わしいものである。

このため、動作モード決定部１１６は、例えばオプティカルフローチャート解析部１１２によって導出された利用者の動きベクトルを参照し、動作モードを切り替えようとする自動改札機１０に対して、これまで通過を許可していた方向に沿って進入する側の所定範囲（例えば、自動改札機１０の通路の入口からＸ［ｍ］の範囲）を監視し、所定範囲内に、自動改札機１０に接近するように移動している利用者Ｕが存在する場合には、動作モードの切り替えを行わないようにする。このような動作モードの切り替えの制限を行った場合、動作モード決定部１１６は、例えば、自動改札機１０に接近するように移動している利用者Ｕが所定範囲内にいなくなるのを待ってから動作モードの切り替えを行う。この結果、利用者に煩わしさを覚えさせるのを抑制しつつ、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機１０の動作モードを決定することができる。なお、所定範囲内に、自動改札機１０に接近するように移動している利用者Ｕが存在することは、自動改札機１０に設けられた接近検知センサの出力値を参照して検知してもよい。

また、他の自動改札機１０に動作モードを振り替えることで速やかな動作モードの切り替えが可能である場合には、動作モードの振り替えを行ってもよい。図１０は、動作モードの振り替えについて説明するための図である。図示するように、動作モード決定部１１６が、パターン（１）からパターン（２）に切り替えようとしている際に、動作モードの切り替え対象の自動改札機１０−２には、切り替えによって利用不能となる利用者Ｕが、所定範囲内に存在する。この場合、動作モード決定部１１６は、自動改札機１０−２の動作モードの切り替えを取りやめ、代わりに、動作モードを切り替える筈であった自動改札機１０−ｋの動作モードの切り替えを取りやめることで、対象となる自動改札機群１０（Ａ）全体における、各動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を維持するようにしてもよい。図示するように、当初予定していたパターン（２）における各動作モードで動作する自動改札機１０の数と、修正されたパターン（２）における各動作モードで動作する自動改札機１０の数は一致するように制御される。この結果、利用者に煩わしさを覚えさせるのを抑制しつつ、利用者の移動傾向に応じて自動改札機１０の動作モードを決定することができる。

以下、実施形態の駅サーバ１００の処理について、フローチャートの形式で説明する。図１１は、駅サーバ１００により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、エリアＡとエリアＢのそれぞれについて、所定周期で繰り返し実行される。

まず、画像取得部１１０が、カメラ画像通信インターフェース１０２を介してカメラＣ−１からＣ−４より画像を取得する（ステップＳ２００）。次に、オプティカルフロー解析部１１２が、オプティカルフローを導出し（ステップＳ２０２）、利用者の動きベクトルを導出する（ステップＳ２０４）。

次に、方向毎利用者数計数部１１４が、第１の側（構内側）から自動改札機（エリアＡの場合は１０−１から１０−ｋ、エリアＢの場合は１０−ｋ+１から１０−ｎ）に接近する利用者の数と、第２の側（構外側）から自動改札機（同上）に接近する利用者の数とを計数する（ステップＳ２０６）。そして、動作モード決定部１１６が、方向毎利用者数計数部１１４の計数結果に基づいて、自動改札機１０の動作モードのパターンを決定する（ステップＳ２０８）。

更に、動作モード情報１２２を参照し、動作モード決定部１１６は、ステップＳ２０８で決定した動作モードのパターンを採用した場合に、いずれかの自動改札機１０に動作モードの切り替えが生じるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。いずれの自動改札機１０にも動作モードの切り替えが生じない場合、本フローチャートの１ルーチンが終了する。

いずれかの自動改札機１０に動作モードの切り替えが生じる場合、動作モード決定部１１６は、動作モードの切り替えの対象となる自動改札機１０（以下、切り替え対象機）の直前（前述した所定範囲）に、切り替え対象機に接近する利用者が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１２）。

切り替え対象機の直前に、切り替え対象機に接近する利用者が存在しない場合、動作モード決定部１１６は、動作モードの切り替えを、改札機インターフェース１０４を介して切り替え対象機に指示する（ステップＳ２１４）。一方、切り替え対象機の直前に、切り替え対象機に接近する利用者が存在する場合、動作モード決定部１１６は、利用者が存在しなくなるまで待機した後に、動作モードの切り替えを、改札機インターフェース１０４を介して切り替え対象機に指示する（ステップＳ２１４）。ここで、ステップＳ２１２およびＳ２１４の処理は対象となる自動改札機群の全てについて同期して行う必要はなく、動作モード決定部１１６は、直前に接近して来る利用者が存在しない切り替え対象機から順次、動作モードの切り替えを行うように制御してもよい。

なお、図１１のフローチャートの処理は、以下のように変更されてもよい。図１２は、駅サーバ１００により実行される処理の流れを示すフローチャートの他の例である。本フローチャートの処理は、例えば、エリアＡとエリアＢのそれぞれについて、所定周期で繰り返し実行される。なお、ステップＳ２００からＳ２１２までの処理については図１１に示すと同様であるため、説明を省略する。

図１２のフローチャートの処理において、切り替え対象機の直前に、切り替え対象機に接近する利用者が存在する場合、動作モード決定部１１６は、切り替え指示を再構成する（ステップＳ２１３）。具体的には、動作モード決定部１１６は、予め用意している動作モードのパターンが有する動作モードの数または比率を維持しつつ、切り替え対象機を入れ替える処理を行う。そして、動作モード決定部１１６は、切り替え対象機の直前に、切り替え対象機に接近する利用者が存在しなくなるまで、繰り返し切り替え指示の再構成を行う。なお、この再構成のロジックについては任意に決定してよく、データをソートする手法等を援用することができる。切り替え対象機の直前に、切り替え対象機に接近する利用者が存在しなくなった場合、動作モード決定部１１６は、動作モードの切り替えを、改札機インターフェース１０４を介して切り替え対象機に指示する（ステップＳ２１４）。

以上説明した実施形態に係る駅サーバ１００によれば、複数の自動改札機１０の周辺を撮像するカメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４によって時系列で撮像された画像を取得し、取得された時系列の画像における利用者の移動方向（動きベクトルＶ（Ｕ））を解析し、解析結果に基づいて、第１の側（構内側）から自動改札機群（１０（Ａ）または１０（Ｂ））に接近する利用者の数と、第１の側とは反対側の第２の側（構外側）から自動改札機群に接近する利用者の数とを計数し、計数結果に基づいて、自動改札機群に含まれる複数の自動改札機１０のうち、少なくとも、第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率と、第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率とを決定するため、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機の動作モードを切り替えることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態において、自動改札機１０は、第１の動作モードと、第２の動作モードと、第３の動作モードとのいずれかで動作するものとしたが、自動改札機１０は、第１の動作モードまたは第２の動作モードでのみ動作するものであってよい。この場合、駅サーバ１００の動作モード決定部１１６は、例えば、以下のように自動改札機１０の動作モードを決定する。

（１）第１の側（構内側）から自動改札機群に接近する利用者の数Ｎ１から、第２の側（構外）側から自動改札機群に接近する利用者の数Ｎ２を差し引いた差分が閾値以上であれば、第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数よりも多くする。
（２）第２の側（構外）側から自動改札機群に接近する利用者の数Ｎ２から、第１の側（構内側）から自動改札機群に接近する利用者の数Ｎ１を差し引いた差分が閾値以上であれば、第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数または比率を第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数よりも多くする。
（３）（１）と（２）のいずれも成立しない場合、第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数と第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数とを同程度にする。

また、実施形態では、駅に設置される駅サーバ１００が自動改札機制御装置として機能するものとして説明したが、自動改札機制御装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークＮＷを介して自動改札機１０を制御するものであってもよい。図１３は、自動改札機制御装置の他の配置例を示す図である。図示するように、自動改札機制御装置２００は、ＬＡＮやＷＡＮ等のネットワークＮＷを介してカメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４から画像を取得し、上記説明した駅サーバ１００と同様の処理を行って、駅サーバ１００Ａに対して自動改札機１０の動作モードを指示する信号を送信する。駅サーバ１００Ａは、自動改札機制御装置２００から受信した信号に従って、自動改札機１０の動作モードを切り替える。この場合、自動改札機制御装置２００は、ネットワークＮＷに接続するためのネットワークインターフェース２０２を備える。また、自動改札機制御装置２００は、画像取得部２１０、オプティカルフロー解析部２１２、方向毎利用者数計数部２１４、および動作モード決定部２１６等の機能部を備える。これらの機能部の機能については、実施形態の駅サーバ１００と同様であるため、説明を省略する。

また、実施形態では、オプティカルフロー解析部１１２が利用者の動きベクトルを導出し、方向毎利用者数計数部１１４が、第１の側（構内側）から自動改札機群に接近する利用者の数と、第２の側（構内側）から自動改札機群に接近する利用者の数とを計数するものとした。これに代えて、オプティカルフロー解析部１１２は、特徴点のオプティカルフローＯＦ（Ｃ）を導出するものの、利用者の動きベクトルまでは導出せず、方向毎利用者数計数部１１４に代えて、「方向毎特徴点数計数部」すなわち第１の側（構内側）から接近する特徴点Ｃの数と、第２の側（構外側）から接近する特徴点Ｃの数とを計数する機能部を備えてもよい。特徴点Ｃの数の比率は、利用者の数の比率と近いものになるため、特徴点Ｃの数を計数することで、近似的に利用者の数の比率を得ることができるからである。

また、実施形態では、自動改札機１０は、入場処理および出場処理を行うものとして説明したが、自動改札機１０は、路線間の乗り継ぎ処理を行うものであってもよい。この場合、「構内側」、「構外側」といった表現に代えて、「第１路線側」、「第２路線側」とする。

また、正面表示部２３および３３の機能は、駅の天井部に取り付けられた表示部、床面に埋設される表示部等で実現されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数の自動改札機１０の周辺を撮像するカメラＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およびＣ−４によって時系列で撮像された画像を取得し、取得された時系列の画像における利用者の移動方向（動きベクトルＶ（Ｕ））を解析し、解析結果に基づいて、第１の側（構内側）から自動改札機群に接近する利用者の数と、第１の側とは反対側の第２の側（構外側）から自動改札機群に接近する利用者の数とを計数し、計数結果に基づいて、自動改札機群に含まれる複数の自動改札機１０のうち、少なくとも、第１の動作モードで動作する自動改札機１０の数と、第２の動作モードで動作する自動改札機１０の数とを決定するため、自動改札機群に接近する利用者の数に応じて自動改札機の動作モードを切り替えることができる。

上記実施形態は、以下のように表現することができる。
複数の自動改札機を含む自動改札機群の周辺を撮像する撮像部によって時系列で撮像された画像を通信インターフェースを介して取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された時系列の画像における利用者の移動方向を、前記画像取得部により取得された時系列の画像における特徴点を抽出し、特徴点のオプティカルフローをグループ化することで解析する解析部と、
前記解析部による解析結果に基づいて、第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と、前記第１の側とは反対側の第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数とを計数する計数部と、
前記計数部の計数結果に基づいて、前記自動改札機群に含まれる複数の自動改札機のうち、少なくとも、前記第１の側から前記第２の側への通過を許可する第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率と、前記第２の側から前記第１の側への通過を許可する第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率とを決定する決定部と、
を備える自動改札機制御装置。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…自動改札機システム、１０…自動改札機、１００…駅サーバ、１０２…カメラ通信インターフェース、１０４…改札機通信インターフェース、１１０…画像取得部、１１２…オプティカルフロー解析部、１１４…方向毎利用者数計数部、１１６…動作モード決定部、Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４…監視領域、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、Ｃ−４…カメラ

Claims (11)

1. 複数の自動改札機を含む自動改札機群の周辺を撮像する撮像部によって時系列で撮像された画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部により取得された時系列の画像における利用者の移動方向を解析する解析部と、
   前記解析部による解析結果に基づいて、第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と、前記第１の側とは反対側の第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数とを計数する計数部と、
   前記計数部の計数結果に基づいて、前記自動改札機群に含まれる複数の自動改札機のうち、少なくとも、前記第１の側から前記第２の側への通過を許可する第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率と、前記第２の側から前記第１の側への通過を許可する第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率とを決定する決定部と、
   を備える自動改札機制御装置。
2. 前記決定部は、前記計数部の計数結果に基づいて、更に、前記自動改札機群に含まれる複数の自動改札機のうち、前記第１の側から前記第２の側への通過と前記第２の側から前記第２の側への通過との双方を許可する第３の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を決定する、
   請求項１記載の自動改札機制御装置。
3. 前記決定部は、
   前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が閾値以上であり、且つ前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が閾値未満である第１の場合に、前記第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を前記第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率よりも多くし、
   前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が閾値未満であり、且つ前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が閾値以上である第２の場合に、前記第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を前記第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率よりも多くする、
   請求項２記載の自動改札機制御装置。
4. 前記決定部は、前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が共に閾値未満である場合に、前記第３の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を、前記第１の場合および前記第２の場合よりも多くする、
   請求項３記載の自動改札機制御装置。
5. 前記決定部は、前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が共に閾値未満である場合に、前記自動改札機群に含まれる複数の自動改札機の全てを前記第３の動作モードで動作させる、
   請求項４記載の自動改札機制御装置。
6. 前記決定部は、前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数と前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数が共に閾値以上である場合に、前記第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率と前記第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率とを同程度にする、
   請求項３から５のうちいずれか１項記載の自動改札機制御装置。
7. 前記決定部は、
   前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数から、前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数を差し引いた数が所定値よりも多い場合に、前記第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を前記第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率よりも多くし、
   前記第２の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数から、前記第１の側から前記自動改札機群に接近する利用者の数を差し引いた数が所定値よりも多い場合に、前記第２の動作モードで動作する自動改札機の数または比率を前記第１の動作モードで動作する自動改札機の数または比率よりも多くする、
   請求項１記載の自動改札機制御装置。
8. 前記決定部は、前記いずれかの動作モードで動作する自動改札機の数または比率を決定することによって、動作モードが切り替えられる自動改札機を利用しようとしている利用者が、前記動作モードが切り替えられる自動改札機の周辺の所定領域に存在するか否かを判定し、存在する場合に、前記決定した自動改札機の数または比率に基づく前記動作モードの切り替え指示を停止する、
   請求項１から７のうちいずれか１項記載の自動改札機制御装置。
9. 前記決定部は、前記決定した自動改札機の数または比率に基づく前記動作モードの切り替え指示を停止した後、前記動作モードが切り替えられる自動改札機の周辺の所定領域に利用者が存在しなくなるのを待って、前記決定した自動改札機の数または比率に基づく前記動作モードの切り替え指示を行う、
   請求項８記載の自動改札機制御装置。
10. 前記決定部は、前記いずれかの動作モードで動作する自動改札機の数または比率を決定することによって、動作モードが切り替えられる自動改札機を利用しようとしている利用者が、前記動作モードが切り替えられる自動改札機の周辺の所定領域に存在するか否かを判定し、存在する場合に、前記決定したいずれかの動作モードで動作する自動改札機の数または比率を維持しつつ、動作モードが切り替えられる自動改札機の周辺の所定領域に利用者が存在しなくなるように、動作モードが切り替えられる自動改札機を変更する、
    請求項１から７のうちいずれか１項記載の自動改札機制御装置。
11. 請求項１から１０のうちいずれか１項記載の自動改札機制御装置と、
    前記自動改札機制御装置の決定部により決定された動作モードで動作する前記複数の自動改札機と、
    を備える自動改札機システム。

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