JP2023061237A - 人物カウントシステム、及びこのシステムを用いたゲート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別でき、正確な人数をカウントできる人物カウントシステムを提供する。
【解決手段】人物カウントシステムは、点群データ取得部１６－１，１６－２と、赤外線データ取得部１７と、統合処理部１２ａとを備える。点群データ取得部は、通路の特定位置の上方に設けられ、異なる方向から通行者の点群データを取得する。赤外線データ取得部は、特定位置の上方に設けられ、通行者の熱源データを取得する。統合処理部は、点群データ取得部からの点群データを画像処理し、通行者に近接する物体を検出したときに、画像処理結果に熱源データを重ね合わせて前記物体が人か物かを判別する。
【選択図】図５

Description

本発明は、通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別して人数を数える人物カウントシステム、及びこのシステムを用いたゲート装置に関する。

特許文献１には、カードリーダの読取結果による入室人数と、画像処理により判別した監視領域内の人数の一致により、電気錠の解錠可否を制御する出入口管理装置が記載されている。すなわち、カードから読み取った人数とカメラによる監視領域内の人数の一致を確認して解錠（＝入室許可）を行う技術であり、複数人が重なって光センサの検出ラインに進入した際の共連れ検出に対応している。

また、特許文献２には、ステレオ画像処理方式を利用してゲートを通過する人数を的確に把握する人数計測手段と、認証者を認証する認証手段とを組合せて、共連れ侵入を効果的に防止することができるゲート監視システムが記載されている。

特開２００４－１６９４４１号公報 特開２００８－５９１７９号公報

しかしながら、特許文献１の出入口管理装置や、特許文献２のゲート監視システムでは、通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別できない。例えば、特許文献１では、監視領域内の人数検出手段が時間差による複数画像間の差画像による人物認識であるため、通行者が乳幼児や子供を抱えている状態（抱っこ通行者と称する）である場合、「２人」ではなく「１人」と判別する可能性が高い。

また、特許文献２では、通行可能人数とゲート内に進入する人数の比較による共連れ検知を、赤外線センサによる追従検知を用いて実施しているが、抱っこ通行者に対しての共連れ検知は不可能である。

このように、従来技術では、通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別できず、大人に抱えられた状態（抱っこ状態）の乳幼児や子供を検出して正確な人数をカウントできない、という課題がある。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別でき、正確な人数をカウントできる人物カウントシステム、及びこのシステムを用いたゲート装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る人物カウントシステムは、通路の特定位置の上方に設けられ、異なる方向から通行者の点群データを取得する点群データ取得部と、前記特定位置の上方に設けられ、前記通行者の熱源データを取得する赤外線データ取得部と、前記点群データ取得部からの点群データを画像処理し、前記通行者に近接する物体を検出したときに、画像処理結果に前記熱源データを重ね合わせて前記物体が人か物かを判別する統合処理部と、を備える。

また、本発明の一態様に係るゲート装置は、人物カウントシステムと、通行券媒体から通行券情報を読み取る情報読取部と、開放時に前記通行者による前記特定位置の通過を許容する一方、閉鎖時に前記通行者による前記特定位置の通過を阻止するゲートと、前記ゲートを開閉する制御部と、を備え、前記制御部は、前記通行券情報に基づき前記ゲートを開放し、前記通行券情報に含まれた通過可能人物と前記人物カウントシステムの計数結果が不一致の時に前記ゲートを閉鎖するように構成されている。

本発明によれば、通行者に近接する物体を検出したときに、物体が人か物かを判別でき、正確な人数をカウントできる人物カウントシステム、及びこのシステムを用いたゲート装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る人物カウントシステムが用いられたゲート装置の概略構成を示す外観斜視図である。 図１のゲート装置における人物カウント部を抽出した平面図、側面図、正面図である。 図１のゲート装置における本体の側面図である。 本発明の実施形態に係るゲート装置の構成例を示すブロック図である。 図４における人物カウント部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るゲート装置において、主制御部、通行制御部、及び人物カウント部の動作を説明するための模式図である。 ＴｏＦカメラによる撮像イメージ図である。 図５に示した統合処理部で実行される抱っこ判定処理の概要を示すフローチャートである。 第１のＴｏＦカメラのポイントクラウド画像を示しており、「抱っこの可能性あり」と思われる箇所を抽出した状態を示す図である。 第２のＴｏＦカメラのポイントクラウド画像を示す図である。 ＩＲカメラで撮影して得た熱源データを示す図である。 ＴｏＦカメラのポイントクラウド画像を側面視に回転した状態を示す図である。 ＴｏＦカメラのポイントクラウド画像を側面視に回転し、「抱っこの可能性あり」と思われる箇所を示す図である。 正面からのＩＲカメラの２次元画像を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る人物カウントシステムが用いられたゲート装置の概略構成を示している。ゲート装置１０は、矢印ＡＡで示す通路（特定位置）１１ａに沿って対向配置された一対の本体１１－１，１１－２と、これら本体１１－１，１１－２の上方に配置された人物カウント部１２とを備える。

人物カウント部１２は、本体１１－１にＬ型アーム１５によって設置され、通路の特定位置の上方に点群データ取得部と赤外線データ取得部が配置される。そして、点群データ取得部で取得した通行者の３次元点群データと、赤外線データ取得部で取得した熱源データに基づき、通行者に近接する物体が人か物かを判別し、抱っこ通行者の共連れを検知するようになっている。

本体１１－１の入口側には情報読取部１３が設けられ、本体１１－１，１１－２の出口側には通行規制ゲート（ゲート）１４－１，１４－２が設けられている。情報読取部１３は、通行券媒体（入場券や搭乗券）に記載されたＱＲコード（登録商標）や、ＩＣカードなどに記録された通行券情報を読み取るものである。ゲート１４－１，１４－２は、開放時に通行者による通路１１ａの通過を許容する一方、閉鎖時に通行者による通路１１ａの通過を阻止する。

図示しないが、本体１１－１，１１－２の通路１１ａ側の面にはそれぞれ、透過型センサと反射型センサが対向して配置されている。また、本体１１－１には、主制御部と通行制御部が内蔵されている。主制御部は、情報読取部１３で読み取った通行券情報と人物カウント部１２でカウントした人数とに基づき、通行者の人数を判定する。

図２は、図１に示したゲート装置１０における人物カウント部１２を抽出して示しており、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は正面図である。本例では、点群データ取得部は、第１、第２のＴｏＦ（Time of Flight）カメラ１６－１，１６－２で構成され、これらＴｏＦカメラ１６－１，１６－２は異なる方向から通行者の点群データを取得する。赤外線データ取得部は、ＩＲ（Infrared）カメラ１７で構成され、通行者を撮影して熱源データを取得する。ＩＲカメラ１７は、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２間に配置され、これらＴｏＦカメラ１６－１，１６－２と座標軸を一致させることで、同じ範囲を撮影するようになっている。

更に、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２からの点群データを画像処理し、通行者に近接する物体を検出したときに、この画像処理結果にＩＲカメラ１７で撮影した熱源データを重ね合わせ、物体が人か物かを判別する統合処理部が設けられている。統合処理部は、人物カウント部１２に内蔵されていても良いし、本体１１－１に内蔵しても良い。あるいは専用の処理部を設けずに、主制御部や通行制御部の一部の機能を利用してプログラムで同様な処理を実現することもできる。

図３は、図１に示したゲート装置における本体１１－１の側面図である。図示しないが、基本的には本体１１－２も同様に構成されており、本体１１－１，１１－２の通路１１ａ側の側面には、１６対の透過型センサ２０－１～２０－１６と、４対の反射型センサ２１－１～２１－４が対向配置される。透過型センサ２０－１～２０－１６は、投光器と受光器が対をなし、投光器からの出射光を受光器で受光するようになっている。これらの透過型センサ２０－１～２０－１６は、人間検知センサとして機能するもので、通路１１ａを通過する通行者が光を遮ることで人物を検出する。

反射型センサ２１－１～２１－４は、一組の投光器と受光器が同一側面に設けられ、投光器からの出射光が人物により反射した反射光を受光器で受光する。このように、反射型センサ２１－１～２１－４は、通行者により反射した光を検出することで人物を検出する。透過型センサ２０－１～２０－１６により、通行者の通路１１ａ内の移動状況を検知し、反射型センサにより通行者が大人か子供かを判定できる。

図４は、本発明の実施形態に係るゲート装置の構成例を示すブロック図である。ゲート装置１０は、主制御部２２、通行制御部２３、及び人物カウント部１２を備えている。主制御部２２には、情報読取部１３に設けられたＱＲリーダ２４で読み取った入場券や搭乗券に記載されたＱＲコード（登録商標）の情報、あるいはＩＣリーダライタ（ＩＣＲＷ）２５で読み取ったＩＣカードなどに記録された通行券情報が入力される。ＱＲコード（登録商標）やＩＣカードから読み取った情報には、通過予定人数や、大人か子供か等の情報が含まれている。これらの読み取り情報は、主制御部２２に入力される。

通行制御部２３には、透過型センサ２０（２０－１～２０－１６）と反射型センサ２１（２１－１～２１－４）から通行者の検出情報、例えば通行位置や人数、大人か子供か等が入力される。また、人物カウント部１２には、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２で取得した通行者の３次元点群データと、ＩＲカメラ１７で取得した通行者の熱源データが入力され、この人物カウント部１２による判別結果（人数と抱っこ通行者の共連れがあるか否か）が通行制御部２３に入力される。そして、通行制御部２３からの情報が主制御部２２に入力され、主制御部２２によりＱＲリーダ２４やＩＣリーダライタ２５で読み取った情報、透過型センサ２０と反射型センサ２１で検出した通行者の検出情報、及びＴｏＦカメラ１６－１，１６－２とＩＲカメラ１７で取得した通行者に近接する物体が人か物かを判別する情報などに基づき、ゲート１４（またはドアユニット）の開閉制御を行う。

図５は、図４における人物カウント部１２の構成例を示している。本例では、人物カウント部１２内に統合処理部１２ａが設けられている。ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２で撮影された画像は、統合処理部１２ａに入力される。ＴｏＦカメラ１６－１はセンサ１６ａと、このセンサ１６ａの出力画像を処理する画像処理部１６ｂで構成され、ＴｏＦカメラ１６－２はセンサ１６ｃと、このセンサ１６ｃの出力画像を処理する画像処理部１６ｄで構成される。そして、画像処理部１６ｂ，１６ｄの処理結果が統合処理部１２ａに入力される。また、ＩＲカメラ１７で取得した画像も統合処理部１２ａに入力される。

この統合処理部１２ａは、点群データと熱源データを重ね合わせたときに、物体の熱源が温度閾値を超えている場合、あるいは熱源を持った点群データ数が一定値以上ある場合に、物体が人であると判定する。

図６は、本発明の実施形態に係るゲート装置において、主制御部２２、通行制御部２３、及び人物カウント部１２の動作を説明するための模式図である。通行者が本体１１－１の入口側の情報読取部１３にチケット（通行券媒体）を翳すと、例えばＱＲリーダ２４でＱＲコード（登録商標）が読み取られ、主制御部２２から通行制御部２３にドア（ゲート）を開くためのコマンドが入力され、ゲート１４（１４－１，１４－２）が開く。主制御部２２は、通過者が一人存在することを認識して「クレジット＋１」を実行する。ここで、「クレジット」とは、チケットを読み取ることで発生する通行権利であり、これが不足の場合にはエラーとする。

通行者が本体１１－１，１１－２間の通路１１ａに進入して、透過型センサ２０（２０－１～２０－１６）で人間の通過を検出すると、通行制御部２３から主制御部２２に人間を検知したことを通知する。これらチケットの使用と透過型センサ２０及び反射型センサ２１による移動状況から人らしさを検出すると、通行制御部２３は検出した人物に選別番号を割り付ける。

一方、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２とＩＲカメラ１７による監視領域内に人が進入すると（カメラ撮影点に到達）、人物カウント部１２に撮影通知が出され、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２とＩＲカメラ１７で撮影が行われる。図７は、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２による撮像イメージを示しており、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２の撮影範囲が監視領域となる。監視領域は、ゲート装置１０の本体１１－１，１１－２の入口付近であり、情報読取部１３にチケットを翳す前に検出される。人物カウント部１２から通行制御部２３に撮影が行われたことが通知されると、割り付けられた選別番号が通行制御部２３から人物カウント部１２に、撮影応答として通知される。

撮影応答が人物カウント部１２に入力されると、抱っこ判定処理が実行される。判定結果は、人数通知として通行制御部２３に入力され、カメラ検知通知が主制御部２２に入力されると共に、人数応答が人物カウント部１２に返される。

通行者がゲート装置１０の中央部（通路１１ａの中央部）に到着すると、通行制御部２３に人間検知通知が実行され、通行制御部２３から主制御部２２に通知される。
同様に、通行者がゲート装置１０の出口に到着すると、通行制御部２３に人間検知通知が実行され、通行制御部２３から主制御部２２に通知される。

通行者がゲート装置１０の出口を出ると、主制御部２２では「クレジット－１」が実行される。これによって、主制御部２２から通行制御部２３にドア（ゲート１４）を閉めるためのコマンドが入力され、ゲート１４が閉じられる。この状態で、透過型センサ２０（２０－１～２０－１６）の全てで受光を行い、通行制御部２３から主制御部２２に人がいないことを確認する。

図８は、図５に示した統合処理部１２ａで実行される抱っこ判定処理の概要を示すフローチャートである。図９はＴｏＦセンサ１６ａで取得したポイントクラウド画像（点群データ）を示し、図１０はＴｏＦセンサ１６ｃで取得したポイントクラウド画像（点群データ）を示している。また、図１１は、ＩＲカメラ１７で撮影して得た熱源データである。

各ＴｏＦセンサ１６ａ，１６ｃの取付位置がずらしてあるため、測定データは若干異なっており、図９の二点鎖線ＤＬ１で囲んだ領域には、通行者に近接する物体が写っている。このように異なる２方向から撮影することで、特定の方向からは検出できなくても別の方向からは検出できる可能性があり、検出の正確性を図ることができる。
統合処理が開始されると、ＴｏＦカメラ１６－１，１６－２の画像処理部１６ｂ，１６ｄから形状判定結果を受信する（ステップＳ１）。

次に、ＴｏＦセンサ１６ａ，１６ｃで取得した点群データを、それぞれ画像処理部１６ｂ，１６ｄで画像処理する。図１２は、画像処理部１６ｂ，１６ｄで行った画像処理結果に基づき、撮影した人物を側方から見たポイントクラウド画像である。ここでは、便宜上ポイントクラウド画像を側面視に回転した状態で表現しているが、実際には斜め上方の正面から撮影した画像になっている。

このポイントクラウド画像から、通行者に近接する物体があるか、すなわち抱っこの可能性があるか否かを判定する（ステップＳ２）。可能性があると判定した場合には、図１３に二点鎖線ＤＬ２で囲んで示すように、「抱っこの可能性あり」と思われる箇所を抽出する。

ステップＳ２で抱っこの可能性があると判定されると、統合処理部１２ａで図１３のポイントクラウド画像に、図１４に示すＩＲカメラ１７からの熱源データ（熱源情報）を重ね合わせ（ステップＳ３）、検出した物体の熱源の有無を判定する（ステップＳ４）。
図１４は、正面からのＩＲカメラの２次元画像を示しており、二点鎖線ＤＬ３で囲んだ領域が、ポイントクラウド画像から抱っこの可能性があると判定された箇所である。

そして、二点鎖線ＤＬ３で囲んだ領域内に熱源ありと判定されると、抱っこ通行であると判定する（ステップＳ５）。例えば、点群データと熱源データを重ね合わせたときに、物体の熱源が温度閾値を超えている場合、あるいは熱源を持った点群データ数が一定値以上ある場合に、物体が人であると判定する。
熱源なしと判定された場合、及びステップＳ２で抱っこの可能性なしと判定された場合には、単独通行と判定する（ステップＳ６）。

次のステップＳ７では、判定結果を主制御部２２に格納する。続いて、人数通知位置に到達したか否か判定し、到達したと判定されると人数通知を送信し（ステップＳ８）、統合処理を終了する。一方、人数通知位置に到達していないと判定されると、ステップＳ１に戻ってＴｏＦカメラ１６－１，１６－２の画像処理部１６ｂ，１６ｄから形状判定結果を受信する。

このような人物カウントシステム、及びこのシステムを用いたゲート装置によれば、通行者に近接する物体を検出したときに、熱源データを用いて物体が人か物かを判別するので、例えばぬいぐるみを抱えた人物を誤って２人とカウントすることはなく、正確な人数をカウントできる。

以上の実施形態で説明された構成や制御手順等については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

例えば、ＴｏＦカメラ（点群データ取得部）１６－１，１６－２、及びＩＲカメラ（赤外線データ取得部）はそれぞれ、通行者の移動に伴って、異なる位置で複数回、点群データと熱源データを取得し、統合処理部１２ａは、取得した複数回の点群データをそれぞれ画像処理し、画像処理結果にそれぞれ対応する熱源データを重ね合わせて、複数回の画像処理結果に基づき通行者に近接する物体が人か物かを判別するようにしても良い。

そして、「抱っこ通行者の共連れ」と判定された回数と、単独通行と判定された回数のどちらが多いか、あるいはその組み合わせがどのような順番で並んでいるかなどを複合的に判断する。このように複数回の判定から近接する物体が人か物かを判別することで、より高精度に判別することが可能となる。

また、人物カウントシステムをゲート装置に適用する場合を例に取って説明したが、他の装置やシステムに適用しても良いのは勿論である。

１０…ゲート装置、１１－１，１１－２…本体、１１ａ…通路（特定位置）、１２…人物カウント部、１２ａ…統合処理部、１３…情報読取部、１４，１４－１，１４－２…通行規制ゲート（ゲート）、１５…Ｌ型アーム、１６－１，１６－２…ＴｏＦカメラ（点群データ取得部）、１６ａ，１６ｃ…センサ、１６ｂ，１６ｄ…画像処理部、１７…ＩＲカメラ（赤外線データ取得部）、２０－１～２０－１６…透過型センサ、２１－１～２１－４…反射型センサ、２２…主制御部、２３…通行制御部、２４…ＱＲリーダ、２５…ＩＣリーダライタ（ＩＣＲＷ）

Claims (5)

1. 通路の特定位置の上方に設けられ、異なる方向から通行者の点群データを取得する点群データ取得部と、
   前記特定位置の上方に設けられ、前記通行者の熱源データを取得する赤外線データ取得部と、
   前記点群データ取得部からの点群データを画像処理し、前記通行者に近接する物体を検出したときに、画像処理結果に前記熱源データを重ね合わせて前記物体が人か物かを判別する統合処理部と、を備える人物カウントシステム。
2. 前記統合処理部は、点群データと熱源データを重ね合わせたときに、前記物体の熱源が温度閾値を超えている場合、あるいは熱源を持った点群データ数が一定値以上ある場合に、前記物体が人であると判定する、請求項１に記載の人物カウントシステム。
3. 前記点群データ取得部及び前記赤外線データ取得部はそれぞれ、前記通行者の移動に伴って、異なる位置で複数回、点群データと熱源データを取得し、
   前記統合処理部は、取得した複数回の点群データをそれぞれ画像処理し、画像処理結果にそれぞれ対応する前記熱源データを重ね合わせて、複数回の画像処理結果に基づき前記通行者に近接する物体が人か物かを判別する、請求項１又は２に記載の人物カウントシステム。
4. 前記点群データ取得部は、前記特定位置における上方の異なる２方向から前記通行者の３次元点群データを取得する第１、第２のＴｏＦ（Time of Flight）カメラを含み、
   前記赤外線データ取得部は、前記第１、第２のＴｏＦカメラと座標軸を一致させたＩＲ（Infrared）カメラを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の人物カウントシステム。
5. 前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の人物カウントシステムと、
   通行券媒体から通行券情報を読み取る情報読取部と、
   開放時に前記通行者による前記特定位置の通過を許容する一方、閉鎖時に前記通行者による前記特定位置の通過を阻止するゲートと、
   前記ゲートを開閉する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記通行券情報に基づき前記ゲートを開放し、前記通行券情報に含まれた通過可能人物と前記人物カウントシステムの計数結果が不一致の時に前記ゲートを閉鎖するように構成されている、ゲート装置。

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