JP2712554B2

JP2712554B2 - 自動改札機

Info

Publication number: JP2712554B2
Application number: JP1129091A
Authority: JP
Inventors: 興史日戸; 幸信永田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH02307186A

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この発明は、駅などの改札口に設置される自動改札機
に関する。

（ｂ）従来の技術従来の自動改札機の構造を第７図（Ａ）〜（Ｃ）に示
す。同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−
Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。

図において100a,100bはそれぞれ自動改札機ユニット
であり、この２つのユニット100a,100bが対となって１
つの自動改札機が構成されている。なお、101bは隣接す
る他の自動改札機の片側のユニットである。自動改札機
ユニット100bには、券挿入口１、券放出口２および通行
阻止扉5b,6bが設けられている。また、自動改札機ユニ
ット100aには、同様に券挿入口３、巻放出口４および通
行阻止扉5a（図には現れていない。）,6aが設けられて
いる。この２つの自動改札機ユニット100a,100b間が通
路として用いられ、図において左方向に通行する場合に
は券挿入口１および券放出口２が用いられ、5a,5bが通
行阻止用の扉として用いられる。また図において右方向
に通行する場合には券挿入口３および券放出口４が用い
られ、6a,6bが通行阻止用の扉として用いられる。

さらに、第７図に示した自動改札機ユニット100a,100
bには、人や物の通行状態を検知するための複数のセン
サが設けられている。同図おいて10b〜19bはそれぞれ通
過型光電センサの受光器であり、これに対向して自動改
札機ユニット100aには送光器10a〜19a（図には現れてい
ない。）が設けられている。ここで10,16は入り口検知
用センサ、15,19は出口検知用センサ、11は入口側進入
検知用センサ、14は出口側進入検知用センサとして、ま
た12,13,17および18は中央検知用センサとしてそれぞれ
用いられる。

センサ10〜15がユニット100a,100bの本体側に設けら
れているのに対し、センサ16〜19はユニット本体より上
部に突出した手摺上の枠体7a,7bに設けられている。こ
の手摺上枠体7a,7bの高さはこの改札機を通行する人
（物）の背の高さを検知するために設けられている。具
体的には中央の４つの光電センサ12,13,17,18が全部オ
ン（物体を検知）してから全部オフする動作によって大
人１名をカウントし、また、光電センサ12,13のみが共
にオンし、オフする動作によって、その物体を小人また
は手荷物などの物として処理し、通過方向は他のセンサ
と中央の４つのセンサのオンオフタイミングによって判
定している。

（ｃ）発明が解決しようとする課題ところが、このような従来の自動改札機においては、
通路を通過する物体の高さを検知する必要上、手摺状の
枠体を設けていたため、（１）手摺状枠体が通行する人に心理的圧迫感を与え
る。

（２）手摺状枠体が障害となって、肩などにかけた荷物
が通行時にぶつかる場合がある。

（３）手摺状枠体の取付高さや形状が一定であるために
自動改札機本体の形状や設置方法が限られ、デザイン上
にも大きな制約がある。

などの問題があった。

さらに前記手摺状枠体に設けられている透過型光電セ
ンサは、通路を通過する物体が一定高さを超えるものて
あるか否かを検知するだけであり、同一高さの物体であ
れば、通過物体が人であるのか物であるのかまでは判別
することができなかった。そのため、例えば縦長の荷物
を人と誤検知して通行阻止扉が誤動作するといった問題
もあった。

この発明の目的は、このような従来の問題点を解消す
るものであり、従来の手摺状枠体を用いることなく、通
路を通過する物体（人，物）の外形状を検知できるよう
にした移動改札機を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段この発明は、通路途中の一定位置を複数の異なった方
向から指向し、物体表面の各点までの距離を検出する物
体検出センサを通路の両側に設けるとともに、これらの
物体検出センサの指向方向および各物体検出センサと物
体表面間の距離から物体の外形状を検知する物体外形状
検知手段を設けたことを特徴とする。

（ｅ）作用この発明の自動改札機においては物体検出センサが、
通路の両側に設けられ、通路途中の一定位置を複数の異
なった方向から指向し、物体表面の各点までの距離を検
出する。物体外形状検出手段は、各物体検出センサの指
向方向および各物体検出センサと物体表面間の距離デー
タに基づいて、通路を通過する物体の外形状を検知す
る。

したがって、斜め上方に位置する物体を検知する物体
検出センサを自動改札機本体の上面などに設けることに
よって、従来の手摺状枠体が不要となる。さらに、通路
を通過する物体の外形状の特徴から人と物とを判別する
ことができ、物体検知ミスによる通行阻止扉の誤動作を
防止することができる。

（ｆ）実施例この発明の実施例である自動改札機の構造を第１図に
示す。同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ
−Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。図において
100a,100bはそれぞれ自動改札機ユニットであり、この
２つのユニット100a,100bが対となって１つの自動改札
機を構成している。なお、101bは隣接する他の自動改札
機の片方のユニットである。第７図に示した従来例と同
様に自動改札機ユニット100bには券挿入口１、券放出口
２および通行阻止扉5b,6bを設けている。自動改札機ユ
ニット100aには同様に券挿入口３、券放出口４および通
行阻止扉5a（図には現れていない。）,6aを設けてい
る。また、自動改札機ユニット100bには同図（Ｂ）に示
すように複数の透過型光電センサの受光器10b〜15bを設
けている。自動改札機ユニット100aにはこれに対向して
透過型光電センサの送光器10a〜15a（図には現れていな
い。）を設けている。ここでセンサ10は入口検知用セン
サ、11は入口側進入検知用センサ、12,13は中央検知用
センサ、14は出口側進入検知用センサ、15は出口検出用
センサとしてそれぞれ用いる。

第１図（Ａ）に示すように、自動改札機ユニット100a
および100bの上面にはそれぞれ四つのセンサ21,22,23,2
4および31,32,33,34を設けている。このうち22,23,32,3
3は測距型センサであり、例えば照明光照射部とセパレ
ーターレンズおよびCCDラインセンサなどが一体化され
たものを用いる。各測距型センサ22,23,32,33は、水平
方向については同図（Ａ）に示すように、通路の中央部
を指向し、垂直方向については同図（Ｂ）に示すよう
に、ほぼ水平から斜め上方へスキャンできるようにして
いる。

また、21,24,31,34はそれぞれ反射型光電センサであ
り、たとえば光ビーム照射部と二分割フォトダイオード
などの受光部が一体化され、三角測量方式で一定距離以
内からの反射光を検出する、いわゆる距離限定型センサ
である。これらの反射型センサは同図（Ａ），（Ｂ）に
示すように、それぞれ通路側の斜め上方の一定角度を指
向するように設けていて、一体高さ以上の物体（人）の
通過を検知する。

反射型センサ21,31は透過型センサ10とともに入口検
知を行い、反射型センサ24,34は透過型センサ15ととも
に出口検知を行い、測距型センサ22,23,32,33は透過型
センサ12,13とともに中央検知を行う。

前記測距型センサの構造を第２図に示す。第２図にお
いて59は測距型センサ22を回動させるモータである。こ
のモータ59と同軸上にセンサ22の指向角度を検出するア
ブソリュート型ロータリーエンコーダを設けている。他
の測距型センサについても同様にそれぞれ指向角度をほ
ぼ水平方向から斜め上方にスキャンさせるためのモータ
を設けている。なお、パルスモータを用い、それに与え
るパルス数によって指向角度を定める場合にはロータリ
ーエンコーダは不要である。

第３図は自動改札機の制御部のブロック図である。CP
U40は自動改札機全体の制御を統括する。ROM41にはCPU4
0の処理プログラムを予め書き込んでいる。RAM42には各
センサの検出結果の一時記憶や通過人数のカウントなど
を行う領域を設けている。搬送機構43は挿入された券を
所定の経路で搬送する機構であり、搬送制御回路44がそ
の搬送制御を行う。磁気ヘッド46は搬送中の券に記録さ
れている磁気データを読み取る、または書き込むもので
あり、リードライト制御回路47がデータが読出制御また
は書込制御を行う。5,6通行阻止扉であり、扉開閉制御
回路49がその開閉制御を行う。測距型センサ22・・・33
は自動改札機本体の上面ほぼ中央部に設けているセンサ
であり、測距型センサ制御回路51が各測距型センサの検
出制御を行う。反射型センサ21・・・34は自動改札機ユ
ニットの上面のほぼ両端に設けているセンサであり、反
射型センサ制御回路53がその検出制御を行う。送光器10
a,受光器10b・・・送光器15a,受光器15bなどは透過型光
電センサであり、透過型センサ制御回路55がその検出制
御を行う。モータ59・・・62は第２図に示したように各
測距型センサの指向角度を変化させるモータ、ロータリ
ーエンコーダ63・・・66は各測距型センサの指向角度を
検出するものでセンサ角度制御回路57がモータ制御およ
びロータリーエンコーダの読み取り制御を行う。上記角
制御回路はインターフェイス回路45,48,50,52,54,56お
よび58を介してそれぞれバスラインに接続している。

次に自動改札器制御部の処理手順を第４図のフローチ
ャーにトしたがって説明する。

まず、入口検知を行う透過型センサ10および反射型セ
ンサ21,31、出口検知を行う透過型センサ15および反射
型センサ24,34、さらに入口側進入検知を行う透過型セ
ンサ11および出口側進入検知を行う透過型センサ14の各
センサの状態を検出することによって、自動改札機に対
する進入および通過状態を確認する。また進入があった
場合にはその方向を記憶する（n1）。続いて中央検知を
行う透過型センサ12,13の状態を読み取って、この二つ
のセンサがともにオン状態となれば、続いて測距型セン
サ22,23,32,33の検出結果を読み取るとともに、この四
つのセンサの指向角度を順次斜め上方へ変化させること
によってスキャンニングを行う（n2→n3）。このときの
各測距センサの測距値と物体との関係を第６図に示す。

第６図は平面図であり、測距センサ22,23,32,33はそ
れぞれ測距値L1（θ）,L2（θ）,L3（θ）,L4（θ）を
それぞれ得る。ここでθは各測距センサの水平面から上
方への指向角度であり、各指向角度毎に前記測距値を求
める。

その後、第４図に示すように各測距センサの指向角度
を初期位置（水平状態）に戻し（n4）、外形データＲ
（θ）と高さデータＨを求める（n5）。具体的には第６
図に示したように、各測距センサの測距値から、これら
の測距値により定まる四点を通る円を物体の断面形状と
みなして、その円の半径Ｒ（θ）を求める。このように
して各指向角度θ毎に物体の断面形状を示す円の半径デ
ータを求めることにより、第５図に示すように物体の外
形状が得られる。さらに、各測距センサの指向角度を大
きくし、ある角度で反射光が無くなった場合、或いはほ
ぼ無限遠の測距値から得られた点を、その物体の頂点と
みなす。そして、各測距センサの位置関係と指向角度か
ら物体の高さＨを求める。

このようにして各測距センサをスキャンさせることに
よって物体の外形データと高さデータを求め、その後、
中央の透過型センサ12,13がオフ状態となるまで上記の
処理を繰り返す（n6→n3・・・）。中央の透過型センサ
12,13がオフ状態となれば、n5で求めた複数回分の外形
データと高さデータの平均値をそれぞれ求める（n7）。
続いて外形データから人体の肩から頭部にかけての括れ
部分および頭部の抽出を行い、頭部の有無を判定する
（n8）。頭部があれば、平均高さが予め定めた基準の高
さデータHtypより高いか否か判定する（n9→n10）。こ
の基準高さHtypは大人と小人の区別の行うしきい値であ
り、n10がYESであれば大人とみなして、通過人数のカウ
ントアップなどを行う。（n11）。もしn10がNOであれば
小人とみなして小人処理を行う（n12）。また、頭部が
ない場合には、手荷物などとみなす（n9→n13）。

なお、上記実施例では、自動改札機ユニットのほぼ中
央部に設けた測距センサをスキャンさせることによって
各高さにおける物体の断面形状を検知するようにした例
であったが、各測距センサの指向角度を予め固定してお
き、一定高さにおける物体の有無と外形状を検知するよ
うにしてもよい。これによっても大人，小人および物の
判別を行うことができる。

（ｇ）発明の効果この発明によれば、通路途中の一定位置を複数の異な
った方向から指向し、物体表面の各点までの距離を検出
する物体検出センサを通路の両側に設け、これによって
通路を通過する物体の外形状を検出するようにしたの
で、次にような効果が得られる。

一定高さの位置を通過する物体の有無を検出するため
の手摺状枠体が不要となるため、（１）通過する人に心理的圧迫感を与えることがなく
なり、円滑な改札を行うことができる。

（２）障害物が無くなるため、比較的大型の荷物を肩
などに掛けたまま通過することがてきる。

（３）自動改札機本体が、手摺状枠体を設けることに
よる設計上の制限を受けず、その使用形態やデザイン上
の自由度が大きくなる。

また、通過する物体の外形状を検知することができる
ため、（４）人と物との判別が確実となり、誤動作を防止す
ることがてきる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の実施例である自動改札機の構造を示
す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）における
Ｘ−Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。第２図は
同自動改札機に用いられる測距センサの構造を示す図で
ある。第３図は同自動改札機の制御部のブロック図、第
４図はその処理手順を表すフローチャートである。第５
図および第６図は前記測距センサによる物体の外形状検
知方法を説明する図である。第７図は従来の自動改札機
の構造を示す図である。 1,3……巻挿入口、2,4……券放出口、 5,6……通行阻止扉、７……手摺状枠体、 10〜19……透過型光電センサ、 21,24,31,34……反射型センサ、 22,23,32,33……測距型センサ、 100a,100b……自動改札機ユニット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通路途中の一定位置を複数の異なった方向
から指向し、物体表面の各点までの距離を検出する物体
検出センサを通路の両側に設けるとともに、これらの物
体検出センサの指向方向および各物体検出センサと物体
表面間の距離から物体の外形状を検知する物体外形状検
知手段を設けたことを特徴とする自動改札機。