JP2854805B2 - 物体認識方法および視覚装置 - Google Patents
物体認識方法および視覚装置Info
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- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータが外部空
間の状況を認識するための視覚技術に関し、人間の振舞
に反応するコンピュータシステムなどに利用される。
間の状況を認識するための視覚技術に関し、人間の振舞
に反応するコンピュータシステムなどに利用される。
【０００２】パーソナルコンピュータにおいては、ユー
ザー層が拡がり日常生活にまで浸透するにつれて、使い
やすく親しみやすいことが重要な要素となってきた。視
覚技術は、コンピュータと人間とのコミュニケーション
に欠かせない情報入力技術であり、人間と同様の知覚機
能の実現を目指して、その実用性の向上が進められてい
る。
ザー層が拡がり日常生活にまで浸透するにつれて、使い
やすく親しみやすいことが重要な要素となってきた。視
覚技術は、コンピュータと人間とのコミュニケーション
に欠かせない情報入力技術であり、人間と同様の知覚機
能の実現を目指して、その実用性の向上が進められてい
る。
【０００３】
【従来の技術】産業用ロボットなどの視覚センサーとし
ては、ＴＶカメラが広く用いられている。ＴＶカメラに
よる場合は、複雑な形状を認識することができるもの
の、画面から必要な情報を抽出する画像処理に長時間を
要する。また、例えば特開昭６２−１３５０８６号公報
に開示されているように、異なる時刻の画像情報を比較
して被写体（物体）の静動を検出することは可能である
が、物体の形状が不特定である場合は、物体の移動（例
えば接近）と物体の大きさの変化（例えば拡大）とを画
像処理により区別するのは極めて困難である。
ては、ＴＶカメラが広く用いられている。ＴＶカメラに
よる場合は、複雑な形状を認識することができるもの
の、画面から必要な情報を抽出する画像処理に長時間を
要する。また、例えば特開昭６２−１３５０８６号公報
に開示されているように、異なる時刻の画像情報を比較
して被写体（物体）の静動を検出することは可能である
が、物体の形状が不特定である場合は、物体の移動（例
えば接近）と物体の大きさの変化（例えば拡大）とを画
像処理により区別するのは極めて困難である。
【０００４】そこで、移動ロボットでは、障害物や移動
目標物の検出に、対象物までの距離を計る測距器が用い
られている。測距器には、超音波や光を発射してから物
体で反射して戻るまでの時間を計る飛行時間測定式のも
の、及び赤外光やレーザー光の投光方向と受光方向との
ズレを計る三角測量式のものがある。
目標物の検出に、対象物までの距離を計る測距器が用い
られている。測距器には、超音波や光を発射してから物
体で反射して戻るまでの時間を計る飛行時間測定式のも
の、及び赤外光やレーザー光の投光方向と受光方向との
ズレを計る三角測量式のものがある。
【０００５】通常、測距器を用いる場合には、測距範囲
（視野）を拡げるために、測距器自体や測距ビームのス
キャン（特開昭６２−１０８１０６号公報）、又は測距
器の多点配置が行われる。なお、測距ビームのスキャン
に関しては、特開昭５９−１２９８０９号公報に、カメ
ラのオートフォーカシングに際して赤外線ビームのスキ
ャンによって被写体までの最短距離を検出する技術が開
示されている。
（視野）を拡げるために、測距器自体や測距ビームのス
キャン（特開昭６２−１０８１０６号公報）、又は測距
器の多点配置が行われる。なお、測距ビームのスキャン
に関しては、特開昭５９−１２９８０９号公報に、カメ
ラのオートフォーカシングに際して赤外線ビームのスキ
ャンによって被写体までの最短距離を検出する技術が開
示されている。
【０００６】また、物体の種類を認識するための技術と
して、特開平５−２８８５２８号公報には、視点からみ
た立体空間の多数方向の測距データをそれらの値の大小
によってグループ化し、視野内に存在する個々の物体を
識別して物体毎の位置情報を得るデータ処理手法が開示
されている。
して、特開平５−２８８５２８号公報には、視点からみ
た立体空間の多数方向の測距データをそれらの値の大小
によってグループ化し、視野内に存在する個々の物体を
識別して物体毎の位置情報を得るデータ処理手法が開示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、測距
器を用いて適当な方向の対物間距離を測定することによ
り、特定空間における物体の有無、物体の大きさ、及び
物体と視点との相対位置を認識する技術は実用化されて
いる。
器を用いて適当な方向の対物間距離を測定することによ
り、特定空間における物体の有無、物体の大きさ、及び
物体と視点との相対位置を認識する技術は実用化されて
いる。
【０００８】しかし、測距器及びデータ処理系からなる
従来の視覚装置では、特に視界の奥行き方向（遠近方
向）における物体の移動状況、つまり、視点に対して物
体が近づいているとか、逆に遠ざかっているといった動
止状態を認識することができなかった。なお、ここでの
物体は、人間及び他の動物を含む有形体を意味する。
従来の視覚装置では、特に視界の奥行き方向（遠近方
向）における物体の移動状況、つまり、視点に対して物
体が近づいているとか、逆に遠ざかっているといった動
止状態を認識することができなかった。なお、ここでの
物体は、人間及び他の動物を含む有形体を意味する。
【０００９】動止状態を認識することができれば、例え
ば立ち入り禁止区域の監視を行う場合には、単に人間ら
しき大きさの物体が進入したか否かを識別するだけでな
く、進入後の行動パターンに応じた最良の対処を選択実
行することができる。また、オペレータの姿勢の変化に
応じてコンピュータが何らかのリアクションを行うとい
った、ヒューマン性に富んだコンピュータシステム環境
の実現が可能になる。
ば立ち入り禁止区域の監視を行う場合には、単に人間ら
しき大きさの物体が進入したか否かを識別するだけでな
く、進入後の行動パターンに応じた最良の対処を選択実
行することができる。また、オペレータの姿勢の変化に
応じてコンピュータが何らかのリアクションを行うとい
った、ヒューマン性に富んだコンピュータシステム環境
の実現が可能になる。
【００１０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、視点からみた遠近方向における物体の動止状態を
容易且つ確実に識別することを目的としている。また、
人間に代表される動物の立ち居振舞の認識に好適な情報
入力手段を提供することをも目的としている。
ので、視点からみた遠近方向における物体の動止状態を
容易且つ確実に識別することを目的としている。また、
人間に代表される動物の立ち居振舞の認識に好適な情報
入力手段を提供することをも目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る物
体認識方法は、測距器を用いて当該測距器から対象領域
内へ放射状に拡がる複数の方向における対物間距離を測
定し、測定された対物間距離に基づいて対象領域内の物
体の前記測距器に対する対向角度を算出し、算出された
対向角度を物体データとしてメモリに格納する一連の処
理を繰り返し、ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の
物体データとを比較することによって、前記物体の姿勢
変化の有無を判別するものである。
体認識方法は、測距器を用いて当該測距器から対象領域
内へ放射状に拡がる複数の方向における対物間距離を測
定し、測定された対物間距離に基づいて対象領域内の物
体の前記測距器に対する対向角度を算出し、算出された
対向角度を物体データとしてメモリに格納する一連の処
理を繰り返し、ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の
物体データとを比較することによって、前記物体の姿勢
変化の有無を判別するものである。
【００１２】請求項２の発明に係る物体認識方法は、ｎ
回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の物体データとを比
較して対向角度の差を算出し、算出された対向角度の差
が一定値より大きいときに、物体の姿勢が変化したこと
を認識するものである。
回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の物体データとを比
較して対向角度の差を算出し、算出された対向角度の差
が一定値より大きいときに、物体の姿勢が変化したこと
を認識するものである。
【００１３】請求項３の発明に係る物体認識方法は、複
数の方向のそれぞれについて測定された対物間距離を比
較し、当該対物間距離が同一の物体に対応するか否かを
判別するものである。
数の方向のそれぞれについて測定された対物間距離を比
較し、当該対物間距離が同一の物体に対応するか否かを
判別するものである。
【００１４】請求項４の発明に係る物体認識方法は、測
定された対物間距離に基づいて対象領域内の物体の幅を
算出し、算出された幅を前記対向角度とともに物体デー
タとしてメモリに格納し、ｎ回目の物体データの幅と
〔ｎ−１〕回目の物体データの幅とを比較することによ
って、これらの物体データが同一の物体に対応するか否
かを判定するものである。
定された対物間距離に基づいて対象領域内の物体の幅を
算出し、算出された幅を前記対向角度とともに物体デー
タとしてメモリに格納し、ｎ回目の物体データの幅と
〔ｎ−１〕回目の物体データの幅とを比較することによ
って、これらの物体データが同一の物体に対応するか否
かを判定するものである。
【００１５】請求項５の発明に係る視覚装置２，２Ｂ
は、複数の測距方向の対物間距離に応じた信号を出力す
る測距器２０，２０Ｂと、前記測距器２０，２０Ｂの出
力する信号を周期的にサンプリングする手段と、サンプ
リングされた前記各測距方向の距離データから対象領域
内の物体の両端に対応した距離データを抽出し、前記物
体の幅Ｗを算出する手段と、前記物体の両端に対応した
測距方向及び距離データに基づいて、前記測距器２０，
２０Ｂに対する前記物体の対向角度θを算出する手段
と、前記物体の中央位置と幅Ｗと対向角度θとを示す物
体データを生成する手段と、前記物体データを記憶する
メモリ２５３と、ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目
の物体データとを比較し、それらの示す前記幅Ｗがほぼ
等しく且つ前記中央位置及び対向角度θの少なくとも一
方の差が一定値を越えるときに、対象領域内の物体の動
止状態を示す状態判別信号ＳＪを出力する手段とを備え
る。
は、複数の測距方向の対物間距離に応じた信号を出力す
る測距器２０，２０Ｂと、前記測距器２０，２０Ｂの出
力する信号を周期的にサンプリングする手段と、サンプ
リングされた前記各測距方向の距離データから対象領域
内の物体の両端に対応した距離データを抽出し、前記物
体の幅Ｗを算出する手段と、前記物体の両端に対応した
測距方向及び距離データに基づいて、前記測距器２０，
２０Ｂに対する前記物体の対向角度θを算出する手段
と、前記物体の中央位置と幅Ｗと対向角度θとを示す物
体データを生成する手段と、前記物体データを記憶する
メモリ２５３と、ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目
の物体データとを比較し、それらの示す前記幅Ｗがほぼ
等しく且つ前記中央位置及び対向角度θの少なくとも一
方の差が一定値を越えるときに、対象領域内の物体の動
止状態を示す状態判別信号ＳＪを出力する手段とを備え
る。
【００１６】請求項６の発明に係る視覚装置２は、前記
測距器２０が放射状に配置された複数の光学測距センサ
ー２１１から構成される。請求項７の発明に係る視覚装
置２Ｂは、前記測距器２０Ｂが、光学測距センサー２１
１と、測距光の光路を偏向するためのスキャン機構２３
０とから構成される。
測距器２０が放射状に配置された複数の光学測距センサ
ー２１１から構成される。請求項７の発明に係る視覚装
置２Ｂは、前記測距器２０Ｂが、光学測距センサー２１
１と、測距光の光路を偏向するためのスキャン機構２３
０とから構成される。
【００１７】請求項８の発明に係るシステムは、前記状
態判別信号ＳＪを出力する前記視覚装置２，２Ｂと、前
記状態判別信号ＳＪに応じて予め定められた表示を行う
表示装置３，３Ｂとを備える。
態判別信号ＳＪを出力する前記視覚装置２，２Ｂと、前
記状態判別信号ＳＪに応じて予め定められた表示を行う
表示装置３，３Ｂとを備える。
【００１８】
【作用】測距器２０，２０Ｂは、その配置位置から測距
方向前方の物体（厳密には測距媒体の反射位置）までの
対物間距離に応じた信号を出力する。
方向前方の物体（厳密には測距媒体の反射位置）までの
対物間距離に応じた信号を出力する。
【００１９】一方向の測定データ又は複数方向の測定デ
ータの平均値など、物体の奥行き方向の位置を示す物体
データを記憶しておき、測定時刻の異なる時系列の物体
データを比較することにより、移動の有無及び移動方向
を物体の動止状態として判別することができる。
ータの平均値など、物体の奥行き方向の位置を示す物体
データを記憶しておき、測定時刻の異なる時系列の物体
データを比較することにより、移動の有無及び移動方向
を物体の動止状態として判別することができる。
【００２０】対象領域（視界）内に複数の物体が存在す
る可能性がある場合には、物体データの比較に際して、
それら物体データに対応する物体の同一性を確認する必
要がある。
る可能性がある場合には、物体データの比較に際して、
それら物体データに対応する物体の同一性を確認する必
要がある。
【００２１】この同一性の確認は、複数方向の対物間距
離を測定し、個々の物体の両端を検出して各物体の幅Ｗ
を算出しておき、前回の測定時と今回の測定時とで幅Ｗ
に変わりが有るか否かを調べることによって行われる。
離を測定し、個々の物体の両端を検出して各物体の幅Ｗ
を算出しておき、前回の測定時と今回の測定時とで幅Ｗ
に変わりが有るか否かを調べることによって行われる。
【００２２】また、測距方向に直交する方向と物体の幅
方向との交差角度である対向角度θを算出し、それを物
体データの一部として記憶しておけば、測距器２０，２
０Ｂに対する物体の姿勢変化の有無をも動止状態として
判別することができる。例えば、物体が人体である場合
は、人の左右の向きが測距器を目視していると推定でき
る真正面の向き（正対状態であって対向角度は０）であ
るか否かが判る。
方向との交差角度である対向角度θを算出し、それを物
体データの一部として記憶しておけば、測距器２０，２
０Ｂに対する物体の姿勢変化の有無をも動止状態として
判別することができる。例えば、物体が人体である場合
は、人の左右の向きが測距器を目視していると推定でき
る真正面の向き（正対状態であって対向角度は０）であ
るか否かが判る。
【００２３】
【実施例】図１は本発明に係る物体認識システム１の機
能構成を示すブロック図、図２は物体認識システム１の
外観図である。
能構成を示すブロック図、図２は物体認識システム１の
外観図である。
【００２４】物体認識システム１は、人物の動止状態
（立ち居振舞）に応じた状態識別信号ＳＪを出力する視
覚装置２と、状態識別信号ＳＪに呼応して予め定められ
た表示を行う表示装置３とから構成されており、例えば
来客への挨拶や案内を行う自動接客システムなどとして
利用される。
（立ち居振舞）に応じた状態識別信号ＳＪを出力する視
覚装置２と、状態識別信号ＳＪに呼応して予め定められ
た表示を行う表示装置３とから構成されており、例えば
来客への挨拶や案内を行う自動接客システムなどとして
利用される。
【００２５】表示装置３は、パーソナルコンピュータ
（以下「ＰＣ」という）３０と、カラー画面表示機能及
び音声出力機能を備えたＣＲＴディスプレイ３５とから
なる。物体認識システム１では、図２のようにＣＲＴデ
ィスプレイ３５の上面の中央部に視覚装置２が配置さ
れ、ＣＲＴディスプレイ３５の前面側の人物の動止状態
が視覚装置２により識別される。そして、動止状態の識
別された人物に対して、必要に応じてＣＲＴディスプレ
イ３５によりメッセージが伝えられる。
（以下「ＰＣ」という）３０と、カラー画面表示機能及
び音声出力機能を備えたＣＲＴディスプレイ３５とから
なる。物体認識システム１では、図２のようにＣＲＴデ
ィスプレイ３５の上面の中央部に視覚装置２が配置さ
れ、ＣＲＴディスプレイ３５の前面側の人物の動止状態
が視覚装置２により識別される。そして、動止状態の識
別された人物に対して、必要に応じてＣＲＴディスプレ
イ３５によりメッセージが伝えられる。
【００２６】視覚装置２は、対物間距離に応じた信号を
出力する測距器２０、測距器２０の駆動制御と測距デー
タの処理とを担うＭＰＵ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏ
ｒｕｔｉｔ）２５、及びＰＣ３０へ状態識別信号ＳＪを
送出するためのインタフェース２８からなる。
出力する測距器２０、測距器２０の駆動制御と測距デー
タの処理とを担うＭＰＵ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏ
ｒｕｔｉｔ）２５、及びＰＣ３０へ状態識別信号ＳＪを
送出するためのインタフェース２８からなる。
【００２７】ＭＰＵ２５は、プログラムを実行するＣＰ
Ｕ２５１、予めプログラムや演算用データが格納された
ＲＯＭ２５２、測距結果に対応した物体データの一時記
憶などに使用されるＲＡＭ２５３、及びＩ／Ｏポート２
５４，２５５から構成されている。Ｉ／Ｏポート２５４
は、測距器２０の出力するアナログ信号を量子化するＡ
Ｄ変換器を含んでいる。
Ｕ２５１、予めプログラムや演算用データが格納された
ＲＯＭ２５２、測距結果に対応した物体データの一時記
憶などに使用されるＲＡＭ２５３、及びＩ／Ｏポート２
５４，２５５から構成されている。Ｉ／Ｏポート２５４
は、測距器２０の出力するアナログ信号を量子化するＡ
Ｄ変換器を含んでいる。
【００２８】一方、測距器２０は、三角測量式の光学測
距系２１０、及び、光学測距系２１０の投光用ドライバ
回路と受光信号処理回路とを有した電気回路ボード２２
０から構成されている。
距系２１０、及び、光学測距系２１０の投光用ドライバ
回路と受光信号処理回路とを有した電気回路ボード２２
０から構成されている。
【００２９】図３は光学測距系２１０の構成及び測距原
理を示す図である。測距器２０の光学測距系２１０は、
図３（Ａ）のように、仮想の視点Ｐを中心に放射状に配
置された３つの光学測距センサー２１１から構成されて
いる。中央の光学測距センサー２１１の測距方向Ｍ２
と、両端の光学測距センサー２１１の測距方向Ｍ１，Ｍ
３との間の角度は１５°である。すなわち、測距器２０
による測距の対象領域（視野）は、中心角が３０°の扇
形の２次元空間領域である。
理を示す図である。測距器２０の光学測距系２１０は、
図３（Ａ）のように、仮想の視点Ｐを中心に放射状に配
置された３つの光学測距センサー２１１から構成されて
いる。中央の光学測距センサー２１１の測距方向Ｍ２
と、両端の光学測距センサー２１１の測距方向Ｍ１，Ｍ
３との間の角度は１５°である。すなわち、測距器２０
による測距の対象領域（視野）は、中心角が３０°の扇
形の２次元空間領域である。
【００３０】各光学測距センサー２１１は、図３（Ｂ）
のように、赤外線ＬＥＤ２１２、位置検知形検出器（Ｐ
ＳＤ）２１３、投光用レンズ２１４、及び受光用レンズ
２１５からなる。この種のセンサーでは、周知のように
ＰＳＤ２１３の受光面上での集光位置が対物間距離（つ
まり赤外光の反射位置）によって変化することを利用し
て、対物間距離が電気信号に変換される。なお、投光用
発光素子として半導体レーザーを用いたセンサー、受光
素子としてＣＣＤアレイを用いたセンサー、及びアパー
チャにより受光ビームを規制する方式のセンサーなど
を、光学測距センサー２１１に代えて用いることもでき
る。
のように、赤外線ＬＥＤ２１２、位置検知形検出器（Ｐ
ＳＤ）２１３、投光用レンズ２１４、及び受光用レンズ
２１５からなる。この種のセンサーでは、周知のように
ＰＳＤ２１３の受光面上での集光位置が対物間距離（つ
まり赤外光の反射位置）によって変化することを利用し
て、対物間距離が電気信号に変換される。なお、投光用
発光素子として半導体レーザーを用いたセンサー、受光
素子としてＣＣＤアレイを用いたセンサー、及びアパー
チャにより受光ビームを規制する方式のセンサーなど
を、光学測距センサー２１１に代えて用いることもでき
る。
【００３１】次に、自動接客システムとして利用する場
合を例に挙げて、物体認識システム１の動作を説明す
る。図４は物体認識システム１の使用例を示す模式図で
ある。
合を例に挙げて、物体認識システム１の動作を説明す
る。図４は物体認識システム１の使用例を示す模式図で
ある。
【００３２】図４において、物体認識システム１は、間
口が約１２０ｃｍの入口ＥＮを有した部屋内の入口ＥＮ
の真正面の位置に配置されており、物体認識システム１
と入口ＥＮとの最短距離は２ｍとされている。したがっ
て、入口ＥＮから部屋に入った入室者（来客）は、直ち
にＣＲＴディスプレイ３５を見つけることができる。
口が約１２０ｃｍの入口ＥＮを有した部屋内の入口ＥＮ
の真正面の位置に配置されており、物体認識システム１
と入口ＥＮとの最短距離は２ｍとされている。したがっ
て、入口ＥＮから部屋に入った入室者（来客）は、直ち
にＣＲＴディスプレイ３５を見つけることができる。
【００３３】さて、視覚装置２の測距器２０は、連続的
又は断続的に赤外光を発して各方向Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の
対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に応じた光電変換信号を出
力する。ただし、測距器２０の有効測定距離の最大値は
２．５ｍ程度であり、２．５ｍ以内に物体が無い場合
は、無限遠を示す信号を出力する。
又は断続的に赤外光を発して各方向Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の
対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に応じた光電変換信号を出
力する。ただし、測距器２０の有効測定距離の最大値は
２．５ｍ程度であり、２．５ｍ以内に物体が無い場合
は、無限遠を示す信号を出力する。
【００３４】ここで、厳密には対物間距離Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３は測距器２０とその前方の物体との間の距離である
が、以下の説明では視点Ｐ（図３参照）と物体との間の
距離とする。なお、光学測距センサー２１１の配置位置
と視点Ｐとの距離は一定であるので、その距離に応じて
適当なオフセットを設けるなどして光学測距センサー２
１１の出力を増幅すれば、視点Ｐと物体との距離を示す
測距信号を容易に得ることができる。
Ｌ３は測距器２０とその前方の物体との間の距離である
が、以下の説明では視点Ｐ（図３参照）と物体との間の
距離とする。なお、光学測距センサー２１１の配置位置
と視点Ｐとの距離は一定であるので、その距離に応じて
適当なオフセットを設けるなどして光学測距センサー２
１１の出力を増幅すれば、視点Ｐと物体との距離を示す
測距信号を容易に得ることができる。
【００３５】図５は視覚装置２のＭＰＵ２５の動作を示
すフローチャートである。ＭＰＵ２５は、測距器２０の
３つの光学測距センサー２１１の各出力を同時に又は短
い周期で順にサンプルホールドして量子化し、ほぼ同一
時刻における各測距方向Ｍ１〜３の対物間距離Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３を測定する（＃１０）。なお、このサンプリン
グは、例えば１００ｍｓの周期で繰り返し行われ、各回
のサンプリング毎に以下の処理が実行される。
すフローチャートである。ＭＰＵ２５は、測距器２０の
３つの光学測距センサー２１１の各出力を同時に又は短
い周期で順にサンプルホールドして量子化し、ほぼ同一
時刻における各測距方向Ｍ１〜３の対物間距離Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３を測定する（＃１０）。なお、このサンプリン
グは、例えば１００ｍｓの周期で繰り返し行われ、各回
のサンプリング毎に以下の処理が実行される。
【００３６】対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の測定に続い
て、ＭＰＵ２５は、入室者の人数を識別するための処理
として、測距方向が隣り合い且つ互いの差が一定値以下
である近似した対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を、同一の
入室者に対応した測定データにまとめるグループ化処理
を行う（＃２０）。例えば、対物間距離Ｌ１と対物間距
離Ｌ２とが近似し、さらに対物間距離Ｌ１と対物間距離
Ｌ３とが近似すれば、対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は１
つのグループに属し、同一人物に対応することになる。
本実施例では、このようなグループ化における判断基準
値は、胴の幅の上限値の４０ｃｍである。つまり、人間
以外の物体の入室がないと仮定した場合、測定した各方
向の対物間距離の間に４０ｃｍを越える差があれば、た
とえ横向きの姿勢で入室したとしても一人の入室者の奥
行き寸法としては大き過ぎるので、入室者の斜め後ろに
他の入室者が居ると考えられる。なお、グループ化によ
り、入室者の両端位置が特定される。
て、ＭＰＵ２５は、入室者の人数を識別するための処理
として、測距方向が隣り合い且つ互いの差が一定値以下
である近似した対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を、同一の
入室者に対応した測定データにまとめるグループ化処理
を行う（＃２０）。例えば、対物間距離Ｌ１と対物間距
離Ｌ２とが近似し、さらに対物間距離Ｌ１と対物間距離
Ｌ３とが近似すれば、対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は１
つのグループに属し、同一人物に対応することになる。
本実施例では、このようなグループ化における判断基準
値は、胴の幅の上限値の４０ｃｍである。つまり、人間
以外の物体の入室がないと仮定した場合、測定した各方
向の対物間距離の間に４０ｃｍを越える差があれば、た
とえ横向きの姿勢で入室したとしても一人の入室者の奥
行き寸法としては大き過ぎるので、入室者の斜め後ろに
他の入室者が居ると考えられる。なお、グループ化によ
り、入室者の両端位置が特定される。
【００３７】データのグループ化が終われば、グループ
毎に人体の中央に対応する中心方位を求める（＃３
０）。このとき、測距方向Ｍ２が基準方向（すなわち方
位は０°）とされ、測距方向Ｍ１の方位は−１５°とさ
れ、測距方向Ｍ３の方位は１５°とされる。したがっ
て、例えば３方向の対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が属す
るグループの中心方位は０°であり、対物間距離Ｌ１，
Ｌ２が属するグループの中心方位は−７．５°であり、
対物間距離Ｌ３のみが属するグループの中心方位は１５
°である。
毎に人体の中央に対応する中心方位を求める（＃３
０）。このとき、測距方向Ｍ２が基準方向（すなわち方
位は０°）とされ、測距方向Ｍ１の方位は−１５°とさ
れ、測距方向Ｍ３の方位は１５°とされる。したがっ
て、例えば３方向の対物間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が属す
るグループの中心方位は０°であり、対物間距離Ｌ１，
Ｌ２が属するグループの中心方位は−７．５°であり、
対物間距離Ｌ３のみが属するグループの中心方位は１５
°である。
【００３８】次に、無限遠でない有効な２つ以上の対物
間距離が対応するグループについて、測距方向と直交す
る方向と人体の両端を結ぶ幅方向との交差角度である対
向角度θを算出する（＃４０，５０）。対向角度θは、
ＣＲＴディスプレイ３５に対する入室者の体の向きを示
すものである。入室者の位置がＣＲＴディスプレイ３５
の真正面であるか斜め前方であるかに係わらず、ＣＲＴ
ディスプレイ３５からみた入室者の方向と入室者の前後
方向とが一致した状態では、対向角度θは０°である。
間距離が対応するグループについて、測距方向と直交す
る方向と人体の両端を結ぶ幅方向との交差角度である対
向角度θを算出する（＃４０，５０）。対向角度θは、
ＣＲＴディスプレイ３５に対する入室者の体の向きを示
すものである。入室者の位置がＣＲＴディスプレイ３５
の真正面であるか斜め前方であるかに係わらず、ＣＲＴ
ディスプレイ３５からみた入室者の方向と入室者の前後
方向とが一致した状態では、対向角度θは０°である。
【００３９】図６は対向角度θ及び幅Ｗの算出式の内容
を示す模式図である。中心方位における対物間距離をＬ
ｃ、視点Ｐからみた入室者の左端の対物間距離をＬｓ、
両端の方位と中心方位との間の方位角をαとすると、対
向角度θは（１）式によって表される。ただし、対向角
度θの演算に際しては、左端の対物間距離Ｌｓと右端の
対物間距離Ｌｓ’との平均値を求め、その平均値が中心
方位における対物間距離Ｌｃとして用いられる。
を示す模式図である。中心方位における対物間距離をＬ
ｃ、視点Ｐからみた入室者の左端の対物間距離をＬｓ、
両端の方位と中心方位との間の方位角をαとすると、対
向角度θは（１）式によって表される。ただし、対向角
度θの演算に際しては、左端の対物間距離Ｌｓと右端の
対物間距離Ｌｓ’との平均値を求め、その平均値が中心
方位における対物間距離Ｌｃとして用いられる。
【００４０】
【数１】
【００４１】なお、入室者の左右の向きは両端の対物間
距離Ｌｓ，Ｌｓ’の大小関係により定まる。すなわち、
視点Ｐからみて入室者の右端が左端より近い場合（図６
の場合）には、入室者の前方正面は、入室者からみて視
点Ｐの右側（視点Ｐからみて左側）である。この場合の
入室者の姿勢を、本明細書では視点Ｐを基準に考えて
「左向き姿勢」という。左向き姿勢では、対向角度θは
正の値となる。
距離Ｌｓ，Ｌｓ’の大小関係により定まる。すなわち、
視点Ｐからみて入室者の右端が左端より近い場合（図６
の場合）には、入室者の前方正面は、入室者からみて視
点Ｐの右側（視点Ｐからみて左側）である。この場合の
入室者の姿勢を、本明細書では視点Ｐを基準に考えて
「左向き姿勢」という。左向き姿勢では、対向角度θは
正の値となる。
【００４２】また、逆に視点Ｐからみて入室者の右端が
左端より遠い場合には、入室者の前方正面は、入室者か
らみて視点Ｐの左側（視点Ｐからみて右側）である。こ
の場合の入室者の姿勢を「右向き姿勢」という。右向き
姿勢では、対向角度θは負の値となる。
左端より遠い場合には、入室者の前方正面は、入室者か
らみて視点Ｐの左側（視点Ｐからみて右側）である。こ
の場合の入室者の姿勢を「右向き姿勢」という。右向き
姿勢では、対向角度θは負の値となる。
【００４３】対向角度θが求まると、入室者の位置（中
央方位及びその対物間距離）、及び対向角度θを示すデ
ータを、ｎ回目の物体データとして入室者毎にＲＡＭ２
５３に格納する〔図５（＃６０）〕。その際、対向角度
θが不明の場合は、その旨を示すパラメータを組み込ん
だ物体データを生成する。
央方位及びその対物間距離）、及び対向角度θを示すデ
ータを、ｎ回目の物体データとして入室者毎にＲＡＭ２
５３に格納する〔図５（＃６０）〕。その際、対向角度
θが不明の場合は、その旨を示すパラメータを組み込ん
だ物体データを生成する。
【００４４】次に、前回の測距時に格納した〔ｎ−１〕
回目の物体データと、最新のｎ回目の物体データとを照
合する（＃７０）。そして、各回の物体データにおける
位置及び対向角度θを比較し、それらに一定値を越える
差があった場合、すなわち入室者に注目すべき動きがあ
った場合には、入室者の動止状態を示す状態識別信号Ｓ
Ｊを表示装置３へ出力し、再び測距器出力のサンプリン
グを行う（＃８０，９０）。
回目の物体データと、最新のｎ回目の物体データとを照
合する（＃７０）。そして、各回の物体データにおける
位置及び対向角度θを比較し、それらに一定値を越える
差があった場合、すなわち入室者に注目すべき動きがあ
った場合には、入室者の動止状態を示す状態識別信号Ｓ
Ｊを表示装置３へ出力し、再び測距器出力のサンプリン
グを行う（＃８０，９０）。
【００４５】図７は入室者の立ち居振舞の一例を示す模
式図である。また、表１は図７における各時刻ｔ０〜４
の対物間距離Ｌ１〜３を示している。
式図である。また、表１は図７における各時刻ｔ０〜４
の対物間距離Ｌ１〜３を示している。
【００４６】
【表１】
【００４７】ここでの第１回目のサンプリング時刻であ
る時刻ｔ０では、３方向の対物間距離Ｌ１〜３は全て無
限遠であり、室内には誰も居ない。この状態ではＣＲＴ
ディスプレイ３５による表示は行われない。
る時刻ｔ０では、３方向の対物間距離Ｌ１〜３は全て無
限遠であり、室内には誰も居ない。この状態ではＣＲＴ
ディスプレイ３５による表示は行われない。
【００４８】第２回目のサンプリング時刻である時刻ｔ
１では、方位が０°の方向Ｍ２の対物間距離Ｌ２が１６
９ｃｍであり、入室者の居ることが判る。ただし、対向
角度θは不明である。入室を検出したことを受けて、Ｃ
ＲＴディスプレイ３５では例えば接客担当者の似顔絵が
表示される。
１では、方位が０°の方向Ｍ２の対物間距離Ｌ２が１６
９ｃｍであり、入室者の居ることが判る。ただし、対向
角度θは不明である。入室を検出したことを受けて、Ｃ
ＲＴディスプレイ３５では例えば接客担当者の似顔絵が
表示される。
【００４９】時刻ｔ２では、入室者の位置は、方位が−
７．５°であり視点Ｐからの距離が約１２６〔≒（１２
８＋１２３）÷２〕ｃｍの位置である。また、対向角度
θは８．７°であり、左向き姿勢である。
７．５°であり視点Ｐからの距離が約１２６〔≒（１２
８＋１２３）÷２〕ｃｍの位置である。また、対向角度
θは８．７°であり、左向き姿勢である。
【００５０】時刻ｔ１の物体データと時刻ｔ２の物体デ
ータとを比較することにより、時刻ｔ１から時刻ｔ２ま
での時間に、入室者が４３（＝１６９−１２６）ｃｍだ
け視点Ｐに近づいたことが判る。
ータとを比較することにより、時刻ｔ１から時刻ｔ２ま
での時間に、入室者が４３（＝１６９−１２６）ｃｍだ
け視点Ｐに近づいたことが判る。
【００５１】時刻ｔ３では、入室者の位置は、方位が−
７．５°であり視点Ｐからの距離が約５７ｃｍの位置で
ある。また、対向角度θは−３６．７°であり、右向き
姿勢である。
７．５°であり視点Ｐからの距離が約５７ｃｍの位置で
ある。また、対向角度θは−３６．７°であり、右向き
姿勢である。
【００５２】時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間に、入室
者が６９（＝１２６−５７）ｃｍだけ視点Ｐに近づき、
左向き姿勢から右向き姿勢へ約４５°だけ回転したこと
が判る。ただし、回転後の状態がＣＲＴディスプレイ３
５との正対状態ではないので、回転に対するリアクショ
ン表示は行われない。
者が６９（＝１２６−５７）ｃｍだけ視点Ｐに近づき、
左向き姿勢から右向き姿勢へ約４５°だけ回転したこと
が判る。ただし、回転後の状態がＣＲＴディスプレイ３
５との正対状態ではないので、回転に対するリアクショ
ン表示は行われない。
【００５３】時刻ｔ４では、入室者の位置は、方位が０
°であり視点Ｐからの距離が５２ｃｍの位置である。ま
た、対向角度θは４．２°であり、左向き姿勢である。
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間においては、入室者の
位置はほとんど変わらないものの、右向き姿勢から左向
き姿勢へ約３３°だけ回転したことが判る。この場合
は、回転後の状態はほぼＣＲＴディスプレイ３５との正
対状態であり、入室者が意図的にＣＲＴディスプレイ３
５の方向に向きを変えたと考えられるので、ＣＲＴディ
スプレイ３５によって例えば挨拶をする接客担当者の似
顔絵が表示され、同時に音声による挨拶が行われる。
°であり視点Ｐからの距離が５２ｃｍの位置である。ま
た、対向角度θは４．２°であり、左向き姿勢である。
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間においては、入室者の
位置はほとんど変わらないものの、右向き姿勢から左向
き姿勢へ約３３°だけ回転したことが判る。この場合
は、回転後の状態はほぼＣＲＴディスプレイ３５との正
対状態であり、入室者が意図的にＣＲＴディスプレイ３
５の方向に向きを変えたと考えられるので、ＣＲＴディ
スプレイ３５によって例えば挨拶をする接客担当者の似
顔絵が表示され、同時に音声による挨拶が行われる。
【００５４】ところで、特に光学測距センサーによる三
角測量式の測距においては、次に説明する実施例のよう
にスキャン方式を採用することにより、測距方向を容易
に多方向化して物体検出の分解能を高めることができ
る。
角測量式の測距においては、次に説明する実施例のよう
にスキャン方式を採用することにより、測距方向を容易
に多方向化して物体検出の分解能を高めることができ
る。
【００５５】図８は本発明の他の実施例に係る物体認識
システム１Ｂのブロック図である。物体認識システム１
Ｂは、測距器２０Ｂを有した視覚装置２Ｂと、表示制御
手段としてＰＣ３０Ｂを有した表示装置３Ｂとから構成
されており、基本的には上述の物体認識システム１と同
様の機能を有している。
システム１Ｂのブロック図である。物体認識システム１
Ｂは、測距器２０Ｂを有した視覚装置２Ｂと、表示制御
手段としてＰＣ３０Ｂを有した表示装置３Ｂとから構成
されており、基本的には上述の物体認識システム１と同
様の機能を有している。
【００５６】測距器２０Ｂは、１つの光学測距センサー
２１１、ミラーにより光路を偏向する形式の周知のスキ
ャン機構２３０、及び電気回路ボード２２０Ｂから構成
されている。スキャン機構２３０は、ＭＰＵ２５Ｂによ
って駆動制御される。
２１１、ミラーにより光路を偏向する形式の周知のスキ
ャン機構２３０、及び電気回路ボード２２０Ｂから構成
されている。スキャン機構２３０は、ＭＰＵ２５Ｂによ
って駆動制御される。
【００５７】図９は視覚装置２ＢのＭＰＵ２５Ｂの動作
を示すフローチャートである。ＭＰＵ２５は、測距器２
０Ｂの出力する測距信号に対して、１回の測距処理とし
て１５ポイントのサンプリングを行う（＃１１）。これ
により、３°刻みの１５方向Ｍ１〜１５における対物間
距離Ｌ１〜１５が測定される（図１０参照）。つまり、
測距器２０Ｂによる測距の対象領域は、中心角が４２°
（＝３°×１４）の扇形の２次元空間領域である。
を示すフローチャートである。ＭＰＵ２５は、測距器２
０Ｂの出力する測距信号に対して、１回の測距処理とし
て１５ポイントのサンプリングを行う（＃１１）。これ
により、３°刻みの１５方向Ｍ１〜１５における対物間
距離Ｌ１〜１５が測定される（図１０参照）。つまり、
測距器２０Ｂによる測距の対象領域は、中心角が４２°
（＝３°×１４）の扇形の２次元空間領域である。
【００５８】対物間距離Ｌ１〜１５の測定に続いて、Ｍ
ＰＵ２５は、測定データのグループ化処理を行う（＃２
１）。これにより、入室者の人数、各入室者の両端位置
を認識することが可能となる。なお、グループ化の判断
基準は、上述の例と同様に人体における胴の幅の上限値
の４０ｃｍである。
ＰＵ２５は、測定データのグループ化処理を行う（＃２
１）。これにより、入室者の人数、各入室者の両端位置
を認識することが可能となる。なお、グループ化の判断
基準は、上述の例と同様に人体における胴の幅の上限値
の４０ｃｍである。
【００５９】データのグループ化が終われば、グループ
毎に人体の中央に対応する中心方位を求める（＃３
１）。このとき、中央の測距方向Ｍ８が基準方向（すな
わち方位は０°）とされる。また、１グループに属する
測定データ数が奇数であれば、グループ内の中央の測距
方向が中心方位とされ、測定データ数が偶数であれば、
グループにおける中央部の２つの測距方向の中間方向が
中心方位とされる。
毎に人体の中央に対応する中心方位を求める（＃３
１）。このとき、中央の測距方向Ｍ８が基準方向（すな
わち方位は０°）とされる。また、１グループに属する
測定データ数が奇数であれば、グループ内の中央の測距
方向が中心方位とされ、測定データ数が偶数であれば、
グループにおける中央部の２つの測距方向の中間方向が
中心方位とされる。
【００６０】次に、２つ以上の有効な対物間距離が対応
するグループについて、図６に示した対向角度θを
（１）式によって算出する（＃４１，５１）。ただし、
ここでは、まず左右両端における対向角度θを求め、そ
れらの平均値をグループの対向角度θとする。このよう
な演算に際して、グループに属する測定データ数が偶数
の場合には、グループにおける中央部の２つの測距方向
の対物間距離の平均値が、中心方位の対物間距離Ｌｃと
して算出される。
するグループについて、図６に示した対向角度θを
（１）式によって算出する（＃４１，５１）。ただし、
ここでは、まず左右両端における対向角度θを求め、そ
れらの平均値をグループの対向角度θとする。このよう
な演算に際して、グループに属する測定データ数が偶数
の場合には、グループにおける中央部の２つの測距方向
の対物間距離の平均値が、中心方位の対物間距離Ｌｃと
して算出される。
【００６１】対向角度θが求まると、続いて入室者の幅
Ｗを求める〔図９（＃６１）〕。入室者の中心位置Ｃと
一端位置Ｓとの間の長さをｘとすると、幅Ｗは長さｘの
ほぼ２倍である。したがって、幅Ｗは（２）式で表され
る。
Ｗを求める〔図９（＃６１）〕。入室者の中心位置Ｃと
一端位置Ｓとの間の長さをｘとすると、幅Ｗは長さｘの
ほぼ２倍である。したがって、幅Ｗは（２）式で表され
る。
【００６２】
【数２】
【００６３】入室者の幅Ｗが求まると、入室者の位置
（中央方位及びその対物間距離）、幅Ｗ、及び対向角度
θを示すデータを、ｎ回目の物体データとして入室者毎
に図示しないＲＡＭに格納する〔図９（＃７１）〕。そ
の際、幅Ｗ又は対向角度θが不明の場合は、その旨を示
すパラメータを組み込んだ物体データを生成する。
（中央方位及びその対物間距離）、幅Ｗ、及び対向角度
θを示すデータを、ｎ回目の物体データとして入室者毎
に図示しないＲＡＭに格納する〔図９（＃７１）〕。そ
の際、幅Ｗ又は対向角度θが不明の場合は、その旨を示
すパラメータを組み込んだ物体データを生成する。
【００６４】次に、前回の測距時に格納した〔ｎ−１〕
回目の物体データと、最新のｎ回目の物体データとを照
合する（＃８１）。幅Ｗの値が一致すれば、前回及び今
回の物体データは同一の入室者に対応する。
回目の物体データと、最新のｎ回目の物体データとを照
合する（＃８１）。幅Ｗの値が一致すれば、前回及び今
回の物体データは同一の入室者に対応する。
【００６５】そして、幅Ｗの一致した入室者について、
各回の物体データにおける位置及び対向角度θを比較
し、それらに一定値を越える差があった場合、すなわち
入室者に注目すべき顕著な動きがあった場合に、入室者
の動止状態を示す状態識別信号ＳＪを表示装置３へ出力
し、再び測距器出力のサンプリングを行う（＃９１，１
０１，１１１）。
各回の物体データにおける位置及び対向角度θを比較
し、それらに一定値を越える差があった場合、すなわち
入室者に注目すべき顕著な動きがあった場合に、入室者
の動止状態を示す状態識別信号ＳＪを表示装置３へ出力
し、再び測距器出力のサンプリングを行う（＃９１，１
０１，１１１）。
【００６６】以上の処理を担うＭＰＵ２５Ｂを有した物
体認識システム１Ｂも、図４の例と同様に自動接客シス
テムとして利用することができる。図１０は入室者の立
ち居振舞の他の例を示す模式図である。また、表２は図
１０における各方向Ｍ１〜１５の各時刻ｔ０〜５の対物
間距離Ｌ１〜１５を示している。
体認識システム１Ｂも、図４の例と同様に自動接客シス
テムとして利用することができる。図１０は入室者の立
ち居振舞の他の例を示す模式図である。また、表２は図
１０における各方向Ｍ１〜１５の各時刻ｔ０〜５の対物
間距離Ｌ１〜１５を示している。
【００６７】
【表２】
【００６８】時刻ｔ０においては、１５方向の対物間距
離Ｌ１〜１５は全て無限遠であり、室内には誰も居な
い。この状態ではＣＲＴディスプレイ３５による表示は
行われない。
離Ｌ１〜１５は全て無限遠であり、室内には誰も居な
い。この状態ではＣＲＴディスプレイ３５による表示は
行われない。
【００６９】時刻ｔ１においては、対物間距離Ｌ４〜７
が有効範囲内の値であり且つ近似しており、対物間距離
Ｌ１１〜１３も有効範囲内の値であり且つ近似している
ので、室内に二人の入室者Ａ，Ｂの居ることが判る。各
入室者Ａ，Ｂに対応した物体データの内容は次のとおり
である。
が有効範囲内の値であり且つ近似しており、対物間距離
Ｌ１１〜１３も有効範囲内の値であり且つ近似している
ので、室内に二人の入室者Ａ，Ｂの居ることが判る。各
入室者Ａ，Ｂに対応した物体データの内容は次のとおり
である。
【００７０】入室者Ａ………視点からの距離：１９８
〔＝（１９９＋１９７）÷２〕ｃｍ 方位：−７．５° 対向角度θ：９．１° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：３１．５ｃｍ 入室者Ｂ………視点からの距離：２００（＝Ｌ１２）ｃ
ｍ 方位：１２° 対向角度θ：−１０．７° 姿勢：右向き姿勢 幅Ｗ：２１．３ｃｍ 幅Ｗの値から入室者Ｂは子供であるらしいと判断でき
る。二人の入室を検出したことを受けて、ＣＲＴディス
プレイ３５の画面に接客担当者（エージェント）が映し
出される。
〔＝（１９９＋１９７）÷２〕ｃｍ 方位：−７．５° 対向角度θ：９．１° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：３１．５ｃｍ 入室者Ｂ………視点からの距離：２００（＝Ｌ１２）ｃ
ｍ 方位：１２° 対向角度θ：−１０．７° 姿勢：右向き姿勢 幅Ｗ：２１．３ｃｍ 幅Ｗの値から入室者Ｂは子供であるらしいと判断でき
る。二人の入室を検出したことを受けて、ＣＲＴディス
プレイ３５の画面に接客担当者（エージェント）が映し
出される。
【００７１】時刻ｔ２においても、二人の入室者Ａ２，
Ｂ２の居ることが判る。各入室者Ａ２，Ｂ２に対応した
物体データの内容は次のとおりである。 入室者Ａ２……視点からの距離：１７０（＝Ｌ６）ｃｍ 方位：−６° 対向角度θ：６．４° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：３５．７ｃｍ 入室者Ｂ２……視点からの距離：１７７（＝Ｌ１３）ｃ
ｍ 方位：１５° 対向角度θ：２０．６° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：１９．８ｃｍ 時刻ｔ１の物体データと時刻ｔ２の物体データとを比較
すると、幅Ｗの差が小さいことから、入室者Ａと入室者
Ａ２とが同一人物であり、入室者Ｂと入室者Ｂ２とが同
一人物である。
Ｂ２の居ることが判る。各入室者Ａ２，Ｂ２に対応した
物体データの内容は次のとおりである。 入室者Ａ２……視点からの距離：１７０（＝Ｌ６）ｃｍ 方位：−６° 対向角度θ：６．４° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：３５．７ｃｍ 入室者Ｂ２……視点からの距離：１７７（＝Ｌ１３）ｃ
ｍ 方位：１５° 対向角度θ：２０．６° 姿勢：左向き姿勢 幅Ｗ：１９．８ｃｍ 時刻ｔ１の物体データと時刻ｔ２の物体データとを比較
すると、幅Ｗの差が小さいことから、入室者Ａと入室者
Ａ２とが同一人物であり、入室者Ｂと入室者Ｂ２とが同
一人物である。
【００７２】したがって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの
時間に、大人が姿勢をほとんど変えずに視点Ｐに向かっ
て直進し、２８ｃｍだけ視点Ｐに近づいたことが判る。
また、子供が視点Ｐへの最短方向から若干逸れた方向に
前進して２８ｃｍだけ視点Ｐに近づき、右向きから左向
きへ大きく回転したことが判る。
時間に、大人が姿勢をほとんど変えずに視点Ｐに向かっ
て直進し、２８ｃｍだけ視点Ｐに近づいたことが判る。
また、子供が視点Ｐへの最短方向から若干逸れた方向に
前進して２８ｃｍだけ視点Ｐに近づき、右向きから左向
きへ大きく回転したことが判る。
【００７３】以下、同様に各時刻ｔ２〜５の物体データ
を比較することにより、動止状態が判る。そして、測距
周期内に大きな動きがあった場合には、動いた後の位置
及び姿勢に応じて所定の表示が行われる。例えば、時刻
ｔ４から時刻ｔ５までの時間においては、ＣＲＴディス
プレイ３５の近辺で大人が回転してＣＲＴディスプレイ
３５と正対したので、物体認識システム１Ｂは大人への
挨拶を行う。
を比較することにより、動止状態が判る。そして、測距
周期内に大きな動きがあった場合には、動いた後の位置
及び姿勢に応じて所定の表示が行われる。例えば、時刻
ｔ４から時刻ｔ５までの時間においては、ＣＲＴディス
プレイ３５の近辺で大人が回転してＣＲＴディスプレイ
３５と正対したので、物体認識システム１Ｂは大人への
挨拶を行う。
【００７４】上述の実施例によれば、対向角度θを算出
したので、遠近変化だけでなく左右の向きの変化をも識
別することができ、人間の行動に似た高度のリアクショ
ンを実現することができる。
したので、遠近変化だけでなく左右の向きの変化をも識
別することができ、人間の行動に似た高度のリアクショ
ンを実現することができる。
【００７５】上述の第２実施例によれば、幅Ｗを算出し
て記憶しておき、幅Ｗの大小比較により、各時刻の検出
物体（人体）の同一性を確認するようにしたので、対象
領域内に複数の人間が存在する可能性のある状況で使用
する場合にも、複雑なデータ処理によらずに個々の人間
の動止状態を識別することができる。
て記憶しておき、幅Ｗの大小比較により、各時刻の検出
物体（人体）の同一性を確認するようにしたので、対象
領域内に複数の人間が存在する可能性のある状況で使用
する場合にも、複雑なデータ処理によらずに個々の人間
の動止状態を識別することができる。
【００７６】上述の実施例において、測距の奥行き方向
は、水平方向、仰角方向、又は俯角方向であってもよ
く、視覚装置２，２Ｂと対象物との位置関係に合わせて
最適化すればよい。また、測距の方位角方向は、水平面
方向、鉛直面方向、又はそれらの中間の方向であっても
よい。
は、水平方向、仰角方向、又は俯角方向であってもよ
く、視覚装置２，２Ｂと対象物との位置関係に合わせて
最適化すればよい。また、測距の方位角方向は、水平面
方向、鉛直面方向、又はそれらの中間の方向であっても
よい。
【００７７】上述の実施例において、２方向のスキャン
機構を用いたり、多数の測距センサー２１１を縦横に配
置して、測距の対象領域を３次元空間に拡張してもよ
い。３次元の測距を行えば、挨拶時の前屈を含む多様な
動作の識別が可能となる。その場合、放射状に配置した
複数の測距センサー２１１を一括に回動させれば、広範
囲の測距における各点の測距時刻の同時性を高めること
ができる。また、測距の対象領域内で測距方向の密度
（例えば方位角の大きさ）を部分的に大きくし、特に重
要な範囲の分解能を高めてもよい。なお、スキャン機構
として、測距センサー２１１を回動させる機構又は平行
移動させる機構を用いてもよい。
機構を用いたり、多数の測距センサー２１１を縦横に配
置して、測距の対象領域を３次元空間に拡張してもよ
い。３次元の測距を行えば、挨拶時の前屈を含む多様な
動作の識別が可能となる。その場合、放射状に配置した
複数の測距センサー２１１を一括に回動させれば、広範
囲の測距における各点の測距時刻の同時性を高めること
ができる。また、測距の対象領域内で測距方向の密度
（例えば方位角の大きさ）を部分的に大きくし、特に重
要な範囲の分解能を高めてもよい。なお、スキャン機構
として、測距センサー２１１を回動させる機構又は平行
移動させる機構を用いてもよい。
【００７８】上述の実施例において、測距方向の数（分
解能）、サンプリング周期、対向角度θや幅Ｗの算出
式、状態識別信号ＳＪの情報内容、及びＣＲＴディスプ
レイ３５による表示の内容は、用途に応じてハードウエ
アの性能を考慮して種々設定することができる。また、
飛行時間測定法によって測距を行うことも可能である。
解能）、サンプリング周期、対向角度θや幅Ｗの算出
式、状態識別信号ＳＪの情報内容、及びＣＲＴディスプ
レイ３５による表示の内容は、用途に応じてハードウエ
アの性能を考慮して種々設定することができる。また、
飛行時間測定法によって測距を行うことも可能である。
【００７９】上述の実施例において、パーソナルコンピ
ュータ３０，３０Ｂの表示制御機能を視覚装置２，２Ｂ
に設け、視覚装置２，２ＢとＣＲＴディスプレイ３５と
を直接に接続して、人間の立ち居振舞に応じた表示を行
う物体認識システムを構成することができる。
ュータ３０，３０Ｂの表示制御機能を視覚装置２，２Ｂ
に設け、視覚装置２，２ＢとＣＲＴディスプレイ３５と
を直接に接続して、人間の立ち居振舞に応じた表示を行
う物体認識システムを構成することができる。
【００８０】
【発明の効果】請求項１乃至請求項８の発明によれば、
視点からみた物体の姿勢を複雑な画像処理によらず容易
に識別することができる。また、特に請求項５乃至請求
項７の発明によれば、人間に代表される動物の立ち居振
舞に正しく反応する実用性の高い情報処理システムを安
価に構築することができ、コンピュータの応用範囲を拡
げることができる。
視点からみた物体の姿勢を複雑な画像処理によらず容易
に識別することができる。また、特に請求項５乃至請求
項７の発明によれば、人間に代表される動物の立ち居振
舞に正しく反応する実用性の高い情報処理システムを安
価に構築することができ、コンピュータの応用範囲を拡
げることができる。
【図１】本発明に係る物体認識システムの機能構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】物体認識システムの外観図である。
【図３】光学測距系の構成及び測距原理を示す図であ
る。
る。
【図４】物体認識システムの使用例を示す模式図であ
る。
る。
【図５】視覚装置のＭＰＵの動作を示すフローチャート
である。
である。
【図６】対向角度及び幅の算出式の内容を示す模式図で
ある。
ある。
【図７】入室者の立ち居振舞の一例を示す模式図であ
る。
る。
【図８】本発明の他の実施例に係る物体認識システムの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図９】図８の視覚装置のＭＰＵの動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１０】入室者の立ち居振舞の他の例を示す模式図で
ある。
ある。
１，１Ｂ 物体認識システム ２，２Ｂ 視覚装置 ３，３Ｂ 表示装置 ２０，２０Ｂ 測距器 ２５ ＭＰＵ ２１１ 光学測距センサー ２３０ スキャン機構 ２５３ ＲＡＭ（メモリ） Ｌ１〜Ｌ１５ 対物間距離 Ｍ１〜Ｍ１５ 測距方向（特定の方向） ＳＪ 状態判別信号 Ｗ 幅（物体の幅） θ 対向角度
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 13/00 G01B 11/00
Claims (8)
- 【請求項１】測距器を用いて当該測距器から対象領域内
へ放射状に拡がる複数の方向における対物間距離を測定
するステップ、測定された対物間距離に基づいて対象領
域内の物体の前記測距器に対する対向角度を算出するス
テップ、及び算出された対向角度を物体データとしてメ
モリに格納するステップからなる一連の処理を繰り返
し、 ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の物体データとを
比較することによって、前記物体の姿勢変化の有無を判
別する ことを特徴とする物体認識方法。 - 【請求項２】測距器を用いて当該測距器から対象領域内
へ放射状に拡がる複数の方向における対物間距離を測定
するステップ、測定された対物間距離に基づいて対象領
域内の物体の前記測距器に対する対向角度を算出するス
テップ、及び算出された対向角度を物体データとしてメ
モリに格納するステップからなる一連の処理を繰り返
し、 ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の物体データとを
比較して対向角度の差を算出し、 算出された対向角度の差が一定値より大きいときに、物
体の姿勢が変化したことを認識する ことを特徴とする物
体認識方法。 - 【請求項３】複数の方向のそれぞれについて測定された
対物間距離を比較し、当該対物間距離が同一の物体に対
応するか否かを判別する 請求項１又は請求項２記載の物
体認識方法。 - 【請求項４】測定された対物間距離に基づいて対象領域
内の物体の幅を算出し、算出された幅を前記対向角度と
ともに物体データとしてメモリに格納し、 ｎ回目の物体データの幅と〔ｎ−１〕回目の物体データ
の幅とを比較すること によって、これらの物体データが
同一の物体に対応するか否かを判定する 請求項１又は請
求項２記載の物体認識方法。 - 【請求項５】複数の方向の対物間距離に応じた信号を出
力する測距器と、 前記測距器の出力する信号を周期的にサンプリングする
手段と、 サンプリングされた前記各測距方向の距離データから対
象領域内の物体の両端に対応した距離データを抽出し、
前記物体の幅を算出する手段と、 前記物体の両端に対応した測距方向及び距離データに基
づいて、前記測距器に対する前記物体の対向角度を算出
する手段と、 前記物体の中央位置と幅と対向角度とを示す物体データ
を生成する手段と、 前記物体データを記憶するメモリと、 ｎ回目の物体データと〔ｎ−１〕回目の物体データとを
比較し、それらの示す前記幅がほぼ等しく、且つ前記中
央位置及び対向角度の少なくとも一方の差が一定値を越
えるときに、対象領域内の物体の動止状態を示す状態判
別信号を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする視覚装置。 - 【請求項６】請求項５記載の視覚装置であって、 前記測距器は、放射状に配置された複数の光学測距セン
サーからなることを特徴とする視覚装置。 - 【請求項７】請求項５記載の視覚装置であって、 前記測距器は、光学測距センサーと、測距光の光路を偏
向するためのスキャン機構とからなることを特徴とする
視覚装置。 - 【請求項８】請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の
視覚装置と、 前記視覚装置の出力する前記状態判別信号に応じて、予
め定められた表示を行う表示装置とを、 備えたことを特徴とする物体認識システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133332A JP2854805B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 物体認識方法および視覚装置 |
| US08/420,686 US5675404A (en) | 1994-06-15 | 1995-04-12 | Method and system for recognizing behavior of object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133332A JP2854805B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 物体認識方法および視覚装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085649A JPH085649A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2854805B2 true JP2854805B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=15102247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133332A Expired - Fee Related JP2854805B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 物体認識方法および視覚装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5675404A (ja) |
| JP (1) | JP2854805B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6281930B1 (en) * | 1995-10-20 | 2001-08-28 | Parkervision, Inc. | System and method for controlling the field of view of a camera |
| TW399309B (en) * | 1998-09-30 | 2000-07-21 | World Wiser Electronics Inc | Cavity-down package structure with thermal via |
| JP4391624B2 (ja) * | 1999-06-16 | 2009-12-24 | 本田技研工業株式会社 | 物体認識装置 |
| US20040247157A1 (en) * | 2001-06-15 | 2004-12-09 | Ulrich Lages | Method for preparing image information |
| ATE405853T1 (de) * | 2001-06-15 | 2008-09-15 | Ibeo Automobile Sensor Gmbh | Verfahren zur verarbeitung eines tiefenaufgelösten bildes |
| DE102004032048A1 (de) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ausrichtung eines ersten Objektes zu einem zweiten Objekt |
| CN101228555A (zh) * | 2005-07-07 | 2008-07-23 | 独创目标实验室公司 | 用于目标的运动行为的三维监控和分析的系统 |
| US20080231464A1 (en) * | 2007-03-24 | 2008-09-25 | Lewis Mark E | Targeted switching of electrical appliances and method |
| US9631914B2 (en) * | 2014-03-13 | 2017-04-25 | The Boeing Company | Calibration of sensor arrays |
| CN110874905A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 监控方法及装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3620626A (en) * | 1969-05-29 | 1971-11-16 | Quantronix Corp | Proximity warning system for aircraft |
| JPS5596475A (en) * | 1979-01-19 | 1980-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | Obstacle detector for vehicle |
| US4497065A (en) * | 1982-07-12 | 1985-01-29 | Westinghouse Electric Corp. | Target recognition system enhanced by active signature measurements |
| JPS59129809A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-26 | Asahi Optical Co Ltd | カメラの自動焦点装置 |
| JPS62108106A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Hitachi Ltd | 知能移動機械の二次元センサ− |
| JPS62135086A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-18 | Hitachi Ltd | 画像処理方法 |
| US4902126A (en) * | 1988-02-09 | 1990-02-20 | Fibertek, Inc. | Wire obstacle avoidance system for helicopters |
| US5144685A (en) * | 1989-03-31 | 1992-09-01 | Honeywell Inc. | Landmark recognition for autonomous mobile robots |
| US5517300A (en) * | 1990-05-31 | 1996-05-14 | Parkervision, Inc. | Remote controlled tracking system for tracking a remote control unit and positioning and operating a camera |
| US5471296A (en) * | 1990-05-31 | 1995-11-28 | Parkervision, Inc. | Camera lens control system and method |
| JP3097295B2 (ja) * | 1992-04-13 | 2000-10-10 | トヨタ自動車株式会社 | ３次元物体認識装置 |
| JP3263699B2 (ja) * | 1992-12-22 | 2002-03-04 | 三菱電機株式会社 | 走行環境監視装置 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP6133332A patent/JP2854805B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-12 US US08/420,686 patent/US5675404A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085649A (ja) | 1996-01-12 |
| US5675404A (en) | 1997-10-07 |
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