JP3747457B2 - 浴室 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浴室における人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像以外の手段である赤外線センサとを取り付けた浴室に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、出願人は先に人体の動きを撮像する人体検出センサを浴室の天井に取付けるようにした人体検出装置を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浴室の天井には、照明機器、換気扇あるいは浴室乾燥機等多くの機器が取付けられており、これら機器に加えて更に人体検出センサを取付けるには、取付け面積が不足し、また、設置取付け工事が煩雑となる問題を有してした。
また、浴室の入口方向によって浴室施工パターンは複数の平面パターンが生じるために、センサを浴室の天井に取り付ける方法では、センサの画像を処理するために複数の平面パターンに応じた複数個の処理ソフトウエアが必要となって、現場毎にソフトウエアの選択調整を必要とし、現場調整が煩雑となる問題を有していた。
さらに、浴室の天井にセンサを取り付けたものでは、浴室のドアの形態によってセンサの検出処理に影響を与えていた。例えば、浴室のドアが引き戸の場合と、開き戸の場合とでは、入浴者の出入りの動きが異なるため、浴室への出入り検出の不具合が生じる問題があった。
加えて、浴槽に浸かっている入浴者の動きが相対的に小さくなるため、入浴者の動きの検出感度が落ちるという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑み、人体検出センサを設置し易く、しかも検出感度の良好な浴室を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の浴室は、浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理し前記浴槽の長手方向の浴室壁面に取り付けた人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外線センサと、前記人体検出センサによる検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、領域分割手段により洗場領域と浴槽領域と入口領域との３つに分割するものにおいて、 赤外線センサがオンした後、一定時間内に人体検出センサが洗場において人体を検知すると入室であると判定し、洗場において人を検知しなかった場合でも所定時間内に人体検出センサが浴槽において人を検知すると入室しているものと判断する入室判定手段を設けたことを特徴としている。
この特徴によれば、浴室への入室判定の確実化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態を示す浴室の全体構成図である。図２は本発明の一実施形態を示す天井側から見たセンサの取付け位置を示す説明図である。図３は本発明の実施形態を示す浴室のセンサから見た浴室の俯瞰図である。図４は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。図５は人体検出センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。図６はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領域との関係を示す説明図である。図７は制御フローチャートである。
【００１３】
図１は浴室１を側方から見た断面図であり、本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室１内部には浴槽２及び洗場３を設けてある。４は浴室への出入口である。そして、浴室１の内壁面には人体センサ５が設置されている。人体センサ５は、人工網膜を利用した撮像装置を有し浴室における人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサ５１と、撮像装置以外の手段例えば赤外線検知により人体を検知する人体検知センサ５２とから構成している。
【００１４】
人体センサ５の出力は、ケーブル線４１を通じて浴室用リモコン６０や台所用リモコン７０へ接続される。そして、給湯器４０を制御するリモコンには浴室１に入浴者がいることを知らせるランプ等の表示部を有しており、人体センサ５が入浴者を検知して信号線から検知信号を出力すると表示部が点灯等するようになっている。人体センサ５の電源はプラグ４７から給湯器４０のコントローラ４２を介して供給される。給湯管４６は一端を給湯器４０と接続し、他端を浴槽２に接続してある。
【００１５】
図４は人工網膜チップを利用した人体検出センサ５１、赤外線を用いた赤外線センサ５２とからなる人体センサ５の構成を示したものである。人体検出センサ５１は人体を検出すると共に検出した画像を処理する撮像装置６と、撮像装置６に制御信号を与えると共に処理情報を判定する制御装置７とから構成されている。そして、人体検出センサ５１の他に赤外線センサ５２を同一のケース内に設け、その制御装置７を共用し浴室１が暗い場合の監視の補填を行なうようにしてある。
【００１６】
前記撮像装置６の撮像部８は、縦１２８×横１２８画素のＣ−ＭＯＳアレイ等のうち、制御装置７のマイクロコンピュータのＲＡＭ容量上縦３２×横３２画素（＝１０２４画素）からなる画像検出部９、結像レンズ１０、スキャナ１１、マルチプレクサ１２及びスキャナ駆動制御部１３から構成されている。ＲＡＭ容量が許せば、もっと多くの画素を用いても良く、また多数の画素を間引いて検出処理しても良い。また、縦３２×横３２画素のチップを使用してもよい。画像検出部９の画素はそれぞれモノクロ２５６階調「レベル０（黒）〜２５５（白）の２５６階調」で表現される。
【００１７】
そして、撮像部８においては、浴室１内の画像は、結像レンズ１０によって画像検出部９に結像される。スキャナ１１は、スキャナ駆動制御部１３によって駆動制御されており、画像検出部９の各画素列を順次一定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御している。受光状態となった１列の各画素から同時に出力された光電流は、マルチプレクサ１２によってアナログデータからシリアルデータに変換され、増幅器１４で増幅された後、画像処理部１５へ入力される。なお、アナログデータからシリアルデータへの変換等は外部に設けた制御装置７部あるいは別途設けたＩＣにより行っても良い。
また、画像検出部９の各画素は、図５に示すように画素コア回路１７によって構成されている。画素コア回路１７は受光素子１８、電荷蓄積回路１９、感度可変回路２０から構成されており、感度可変端子２１及びリセット端子２２がスキャナ１１に接続され、光電流出力端子２３がマルチプレクサ１２に接続されている。
図４においてゲイン調整部１６は、画像処理部１５における画像平均値（画像の明るさ）をチェックし、画像平均値が適切な範囲から外れていれば、増幅器１４によって撮像装置６のゲインを調整すると共にスキャナ駆動制御部１３によって画像検出部９の蓄積時間を調整し、適正な明るさの画像が得られるように調光する。
【００１８】
人工網膜を用いた撮像装置６では、画像平均値は、画像検出部９を構成する３２×３２個の全画素における階調（０階調（黒）〜２５５階調（白）の２５６階調）の平均値であり、０〜２５５の値で表わさせる。この画像平均値は増幅器１４のゲインと画像検出部９の蓄積時間によって決定される。ここで、ゲインはカメラの絞りに相当し、蓄積時間はカメラのシャッタースピードに相当する。従って、撮像装置６の適正な画像平均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な蓄積時間を固定しておき、ゲインを調整すればよい。
【００１９】
そして、図４において少なくとも撮像をおこなう画像検出部９と画像処理を行なう画像処理部１５とは１チップで構成されている。このチップは人工網膜チップと称される。また、このチップの裏面位置には、制御装置７を設けてあり、制御装置７はマイクロコンピュータからなりこの内部には、人体検出センサ５１による検知処理を行なう検知領域を、複数の領域に分割する領域分割手段２４をソフトウエアーとして組込んである。
具体的には、図６に示すように、画像処理部１５に入力された画像情報を処理するためのポイントテーブル２５を複数域に分割するものである。すなわち人体検出センサ５１による検出可能な撮像能力範囲（ポイントテーブル２５全体に相当）を、まず画像処理の必要な検知領域２６と、画像処理を行なわない非検知領域２７とに区画している。すなわち、撮像能力範囲のすべてを検知領域とはしていない。これにより検出処理可能な検出処理領域のうちの一部を、実際に検知し処理するセンサ検知領域として使用することで画像の処理範囲を限定して、画像処理の速度を早めている。
さらに前記の検知領域２６を、洗場領域３０、浴槽領域３１、入口領域３２の３つの領域に分割したものである。
この検知領域２６は、洗場領域３０、浴槽領域３１の２つの領域に分割したものであってもよい。
【００２０】
そして、人体検出センサ５１を構成する結像レンズ１０と撮像装置６と制御装置７とは、前記赤外線センサ５２と共に１つのケースに納められ、人体センサセットとして浴室１の壁面に取り付けられる。図２、図３は人体検出センサ５１の取り付け位置を示すものである。
【００２１】
図２において、人体検出センサ５１は、浴槽２の長手方向に接する浴室壁面１０１の上部位置に取り付けられる。そして、センサの視野はこの浴室壁面１０１から、浴室壁面１０１の対向面に向かってその視野を広げている。
標準的な浴室におけるこのセンサの撮像エリアは、図３に示されるような範囲となることが実験により確認された。
すなわち、人体検出センサ５１の取付け位置である、浴槽２の長手方向の壁面上部から浴室１を俯瞰した場合、手前側に浴槽２が俯瞰でき、奥側に出入口４が俯瞰できる。手前側が浴槽となることで、浴槽部を相対的に大きく検出でき、浴槽内の入浴者の微細な動きを検出することが可能となる。
前述した浴槽領域３１には略浴槽２の平面全体部分を検知できるように設定してある。また、洗場領域３０には略洗場３の平面全体部分を検知できるように設定してある。さらに、入口領域３２には出入口４の下部を検知できるように設定してある。
そして、入口領域３２は浴槽領域３１を除く洗場領域３０をコ字状に取り囲むように設定してある。洗場領域３０をコ字状に取り囲むように入口領域を設定することで、出入口４がその浴室施工パターンにより、前記浴室壁面１０１から見て正面側のみならず右側面側あるいは左側面側のいずれの側にあっても、人体検出センサ５１の視野角内に納まるようになっている。この結果、出入口４の方向が現場により異なっても、単一の画像処理ソフトウエアにより人体検出の処理を行うことができる。
【００２２】
そして、撮像装置６の検知出力と赤外線センサ５２の検知出力はそれぞれ判定手段３３へ出力される。判定手段３３は撮像装置６からの出力と赤外線センサ５２からの出力に基づき、浴室１における入浴者の有無や入浴者の動きなどを総合的に判断する。
【００２３】
人工網膜により検出した画像は次のように画像処理される。
画像処理部１５は、画像検出部９を構成する全画素から画像情報を一定時間毎に受信する。画像処理部１５は、一定時間毎に画像情報を受け取ると、該画像情報を処理し、判定手段３３に出力して入浴者の動きを監視するのである。
【００２４】
具体的には、まず画像検出部９で検出した一定時間前の画像（前画像）と、現時点での画像（現画像）との受光量の差（差分）を、画像処理部１５で演算する。差分が正の画素は＋で表わし、負の画素は−で表わし、差が０の画素は０で表わす。
対象物の動きは画像の境界によって判定できるので、画像の境界の移動はそこでの差分の正または負となって表れる。これにより画像境界の移動の方向が推定される。そして差分の総和を見ることで大まかな人の動きが把握できる。
また、上記解析方法を２次元の画像に適用して、具体的には画素上の方向を縦方向、横方向、右上がり斜め方向、右下がり斜め方向の４つに分けて、この４つの方向毎に現画像と前画像との差分（スカラー）を求めて、この差分の総和から各方向ごとの動きを判定するようにしてもよい。
【００２５】
図６に示すように人体検出センサ５１の検知領域２６は、洗場領域３０、浴槽領域３１、入口領域３２の３つのエリアに分け、各エリア毎に前記差分の総和または動き量を検知している。ここで、動き量とは、各領域３０、３１、３２毎に各画素のオプチカルフローのスカラー量を平均したもの（スカラー平均）、もしくはスカラー量の和(スカラー和)である。人体検出センサによる検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段２４と、人体検出センサ５１を浴槽の長手方向の浴室壁面１０１に取付けることで、浴槽領域のみあるいは浴槽２以外の領域を別個に検出処理したり、階調の調整を行うことができ、複数の平面パターンに対応することが可能となり、処理のためのソフトウエアを複数用意することなく単数で済ませることができる。
【００２６】
次に、浴室１に人が入室したか否か等の判別について説明する。図７において、人が浴室１に入り始めると、まず待機状態にある赤外線センサ５２が人体を検知してオンとなる（ステップＳ１）と共にタイマセットされ（ステップＳ２）、人体検出センサ５１が一定時間内に洗場において人を検知すると（ステップＳ３）、入室したものと判断する（ステップＳ４）。
この入室判定において、人体検出センサ５１による人体検知には撮像及び動き量の演算等に時間を要すること、あるいは浴室が暗い場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサ５２を併用し、赤外線センサ５２が検出した後人体検出センサ５１が共に人を検出することで、人体検出センサ５１の弱点を補い、入室の確実を期しているものである。
【００２７】
また、浴室からの退出時においても、赤外線センサ５２がオフとなった場合（ステップＳ５においてノーの場合）で、かつ、人体検出センサ５１が動き量を検知しない場合（ステップＳ６においてノーの場合）に浴室から退出したものと判断させている。赤外線センサ５２のみでは浴槽湯温を人体温度と誤って判断することが有り得るので、この赤外線センサ５２の弱点を他のセンサ５１を使用することで補完している。
そして、人体検出センサ５１が洗場３において人を検知しなかった場合（ステップＳ３でノーの場合）でも、浴槽２において人を検知すると（ステップＳ８）、所定時間内に赤外線センサ５２及び人体検出センサ５１が共に人を検知している場合（ステップＳ９、Ｓ１０でイエスの場合）には、入室しているものと判断することとしている（ステップＳ４）。
なお、入室したものと判定したのちはセンサの検知継続時間を平均的な入浴時間に見合うようにタイマセット（ステップＳ１１）している。このタイマセット時間は、浴室に人が居ることを検知して延長するようにしてもよい。
【００２８】
また、人体検出センサ５１の取り付けは、浴槽２の長手方向の浴室壁面１０１に取付けられる。この位置は標準的な浴室において洗場３及び浴槽２を設けた浴室内の人の動きを監視できる最適位置である。特に、浴室の出入口４が開き戸であっても、または引き戸であっても、画像は相対的に小さく処理され、入室動作は同じ動きと判断される。従って、ドアの種類による影響を比較的受け難く、画像を処理することができる。
人体センサ５を構成する人体検出センサ５１と赤外線センサ５２とは１つのケース内に収納することで、取付けし易く、点検も容易となる。
【００２９】
また、バスルームの浴室壁面１０１に浴室暖房機が取付けられている場合には、この浴室暖房機と一体的に取付けるようにしてもよい。カセット式にしても良いし、または内蔵するようにしても良い。人体センサ５は取り付け、取り外しができるようにしておけば、人体センサ５の設置、点検が容易に行なえることとなる。
【００３０】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。例えば、本実施形態ではシステムバスルームについて説明したが、この例に限られることなくこれ以外の既存の浴室にも設置できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、本発明の浴室によれば、人体検出センサの施工、取付けがやり易くなる。また、引き戸と開き戸とによる画像上の動きが比較的同じ動きとなり、検出判断が容易となる。さらに、センサから見て浴槽が手前側となることで、浴槽部を大きく検出でき、浴槽内の微細な動きを検出し易くできるものである。
また、本発明の浴室は、浴室平面パターンを１つにすることができ、画像の処理に要するソフトウエアを簡素化することが可能となり、ソフトの選択調整が不要となる利点がある。
さらに、本発明の浴室は、人体検出センサが多少最適取付け位置からずれても、浴槽部は大きく検出でき、浴槽内の人体検出に有利となる利点がある。
さらに、本発明の浴室は、浴室ドアの位置がセンサ側から見て正面方向、右方向、左方向のいずれ側にあっても、ドア位置に関係なく洗場及び浴槽内における人の動き、浴室への出入りの動きを迅速に検知することができる。
さらに、本発明の浴室は、浴槽湯による人体の誤検知を防止しえて、確実に人体の動きを検出できる。
さらに、本発明の浴室は、浴室への入室判定の確実化を図ることができる。
また、本発明の浴室は、センサの小型化が図れるのみならず浴室内行動を迅速、確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の浴室の全体構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態を示す天井側から見たセンサの取付け位置を示す説明図である。
【図３】図３は本発明の実施形態を示す浴室のセンサから見た浴室の俯瞰図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。
【図５】図５は人体検出センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。
【図６】図６はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領域との関係を示す説明図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
１ 浴室
２ 浴槽
３ 洗場
４ 出入口
５ 人体センサ
６ 撮像装置
７ 制御装置
９ 画像検出部
１５ 画像処理部
１７ 画像コア回路
２４ 領域分割手段
２６ 検知領域
３０ 洗場領域
３１ 浴槽領域
３２ 入口領域
３３ 判定手段

Claims (1)

1. 浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理し前記浴槽の長手方向の浴室壁面に取り付けた人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外線センサと、前記人体検出センサによる検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、領域分割手段により洗場領域と浴槽領域と入口領域との３つに分割するものにおいて、 赤外線センサがオンした後、一定時間内に人体検出センサが洗場において人体を検知すると入室であると判定し、洗場において人を検知しなかった場合でも所定時間内に人体検出センサが浴槽において人を検知すると入室しているものと判断する入室判定手段を設けたことを特徴とする浴室。

Images