JP4061866B2 - 人体検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域を監視して人体の動きを検出し異常が生じた場合には、遠隔場所に居る家族等の他者に警報を発する人体検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体検出装置は、監視領域に対して時間間隔（撮像周期）を設けて撮像する撮像装置と、この撮像装置により撮像した画像を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を処理する制御装置とからなり、この制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する画像蓄積時間帯とから撮像周期を構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような人体検出装置においては、図１７に示すように、画像処理のための演算時間帯は略固定された一定の時間であるが、撮像装置によって撮像した画像を蓄積するための画像蓄積時間は、人体検出装置が設置された浴室等の部屋の明るさによって蓄積完了までに要する時間が異なるため、蓄積時間は可変するものである。このため、制御装置による画像処理のための演算時間帯と、画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する画像蓄積時間帯とから構成される撮像周期は、設置環境の明るさの変動によって、変化するものであった。このように、撮像中において撮像周期が変化すると、センサによる動き検出の検出量に差異が生じて、動きがあるものと判定される場合と判定されない場合とが生じ、動き有無の検出が不安定となる問題があった。特に浴室内で人の動きが発生している状態であるにもかかわらず、センサが動きなしと判断した場合には、その後の人体監視のフローに移行することができず、センサの機能が損なわれてしまうという難点があった。また、撮像のための撮像周期時間が長くなる難点もあった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、安定した検出量を得ることができ、人の動きの有無を迅速かつ確実に判定することのできる人体検出装置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】
上記課題を解決するために、本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを第１の特徴としている。
この第１の特徴によれば、撮像装置による画像の電荷の蓄積時間中において、制御装置により、記憶させた画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。そして、制御装置による画像処理のための演算時間帯と、画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期とすることで、例えば部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
また本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを第２の特徴としている。
この第２の特徴によれば、撮像装置による画像の電荷の蓄積時間中において、制御装置により、記憶させた画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。また、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
【０００６】
さらに本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、このいずれかの撮像周期を一定の周期としたことを第３の特徴としている。
この第３の特徴によれば、撮像周期時間の短縮化が図れるのみならず、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度は変化したとしても幅広く対応でき、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
【０００７】
また、本発明の特許請求の範囲に記載の請求項１から請求項３の人体検出装置は、結像レンズと、該結像レンズによって結像される画像検出部と、スキャナと、前記画像検出部の各画素列を順次一定周期毎に受光状態に制御するスキャナ駆動制御部とからなる撮像部を有し監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置を設けたことを第４の特徴としている。
この第４の特徴によれば、上記の特徴に加え、光から電圧への変換を円滑にでき、撮像部と制御部とを近設しえて小型化が可能となり、画像処理の迅速化、動き検出の確実化、入室判定の確実化等を図ることができる。
【０００８】
【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全体構成図である。図２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３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４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５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。図６は本発明の一実施形態を示す人体監視のフローチャートである。図７は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す一実施形態の説明図である。図８は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す他実施形態の電気制御のブロック図である。図９は記憶部の拡大図である。図１０の（ａ）は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、（ｂ）は前画像の明暗を各画素毎に示す図、（ｃ）は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。図１１は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。図１２は一実施形態を示す電気回路ブロック図、図１３は本発明の一実施形態を示す撮像装置と制御装置と表示手段との関係を示す説明図である。図１４は撮像状態を示すフローチャートである。図１５は一実施形態を示す説明図、図１６は他の実施形態を示す説明図、図１７は従来技術を示す説明図である。
【０００９】
図１は本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室１の内部には浴槽２及び洗場３を設けてある。４は浴室１への出入口である。５は人体センサであり、その詳細構成については後述するが、浴室１の内壁面上部に取り付けてある。具体的には、浴槽２の長手方向に接する浴室壁面と対向する浴室壁面の上部位置に取り付けてある。温水機器４０には、該温水機器４０を遠隔位置から操作する浴室に設置した風呂リモコン６０及び台所に設置した台所リモコン７０を接続してある。
そして人体センサ５は、本実施形態では浴室１の壁面に取り付けているが、この例に限ることなく、浴室１の天井面に取り付けても良い。
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１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、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサ５２とから構成している。
この人体センサ５の設置は浴室に限られず、トイレ、洗面所等密閉空間であってもよい。
【００１０】
本実施形態の浴室１には温水機器４０を遠隔操作する風呂リモコン６０を設置し、また台所には温水機器４０を遠隔操作する台所リモコン７０を設置している。ここに、温水機器４０とは、浴槽に給湯等水を加熱供給するための機器であり、具体的には給湯器付風呂釜、給湯器付暖房機、温水暖房機、給湯器等により構成されている。温水機器にはガスを燃料とするもののみならず石油を燃料とするものでもよい。また、電気を熱源とするものでもよい。
【００１１】
温水機器４０と、リモコン６０、７０と、人体検出センサ５１との接続については、図１のものにおいては、まず温水機器４０と台所リモコン７０とがケーブル４１により接続され、次に台所リモコン７０と風呂リモコン６０とがケーブル４１で接続され、さらに風呂リモコン６０と人体検出センサ５１とがケーブル４１で接続されている。
【００１２】
そして、給湯器等を制御する前記リモコン６０、７０には、浴室１に入浴者がいることを知らせる液晶表示パネル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、検知信号を出力すると、表示部が点灯等表示するようにしてある。表示部は上記のものに限られず、入浴者の動きが一定時間無かった場合、浴槽で寝ているかまたは倒れたと推測し、まず風呂リモコン６０で警報音あるいは音声により注意を喚起し、浴室側から応答が所定時間内にない場合には、台所リモコン７０において警報音あるいは音声により家族等他者に警報報知するようにしておけばよい。
【００１３】
また、人体検出センサをトイレに設置する場合には、温水便座を遠隔操作するリモコン等に報知手段を設けておけばよい。さらに、人体検出センサを洗面所に設置する場合には、洗面所の給湯カランの湯温等を遠隔操作する機器あるいは洗面所の暖房機のリモコン等に報知手段を設けておけばよい。
【００１４】
そして、温水機器４０の内部には熱交換器及びバーナが内蔵されており、制御のための各種センサを設けてある。また、温水機器４０から浴槽２に対して給湯落しこみ管４６が接続配管されている。また、人体センサ５を作動させるための電源は、温水機器４０の電源プラグ４７から導入され、温水機器４０のコントローラ４２部の図示しないトランスを介して降圧され低電圧化されて供給される。
【００１５】
図２は人工網膜チップを利用した人体検出センサ５１と、赤外線センサ５２とからなる人体センサ５の具体構成を示したものである。人体検出センサ５１は監視領域を撮像する撮像装置６と、撮像装置６を制御すると共に処理情報を判定等する制御装置７とから構成されている。
また、制御装置７と外部のリモコン６０、７０とは例えば後述する通信ＩＣ等の通信部５３により送受信するようにしてある。
そして、人体検出センサ５１の他に赤外線センサ５２を同一のケース体内に設け、その制御装置７を共用し、浴室１が暗い場合の監視の相互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。上記画素の一部で検出処理しても良い。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、スキャナ駆動制御部１３は画像検出部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によって複数の電気信号は１つの電気信号にまとめられ、増幅器１４で増幅された後、アナログ電圧として出力される。アナログデータからデジタルデータへの変換は制御装置７により行うようにしてある。
【００１８】
また、画像検出部９の各画素は、図３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。
【００１９】
図２においてゲイン調整部１６は、画像出力部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。この調光は後述する分割された各検知領域ごとに行うようにしてある。
【００２０】
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。
【００２１】
そして、図２において少なくとも撮像をおこなう画像検出部９とスキャナ１１とスキャナ駆動部１３とゲイン調整部１６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、この制御装置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等をソフトウエアーとして組み込んである。
【００２２】
具体的には、図４に示すように、制御装置７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るようにしている。
【００２３】
さらに前記の検知領域２６を、図４のように、入口領域２９と洗場領域３０と浴槽領域３１との３つの領域に分割するようにしてある。検知領域２６の分割については、この例に限られることなく、入口領域２９と該入口領域２９以外の領域の２つに分割してもよい。要するに検知領域２６を複数の領域に分割するものであればよい。例えば、洗場領域３０及び浴槽領域３１を合わせて１つの領域に設定しても差しつかえない。ここに入口領域２８とは、浴室の場合には浴室内であって浴室への出入口ドアの近傍に位置する領域をいう。洗場領域３０とは、主として頭や体を洗う床部の領域をいい、また、浴槽領域３１とは浴槽が位置している領域をさす。このように分割された領域毎に、順次実際の画像情報が制御装置７に入力されて、領域毎に検出、演算等の処理がなされるのである。
【００２４】
そして、人体センサ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壁面等に取り付けられる。取り付け位置は浴室への出入口４を含め、浴室１全体を監視領域として視野角内におさめるようにすれば良い。
【００２５】
そして、撮像装置６の検出出力と赤外線センサ５２の検知出力はそれぞれ判定手段３２へ入力される。判定手段３２は撮像装置６からの出力と赤外線センサからの出力に基づき、浴室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ようになっている。
【００２６】
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。
画像を制御、処理する制御装置７は、画像検出部９を構成する全画素から画像情報を予め設定した所定時間間隔毎に受信し、所定時間間隔毎に画像情報を受け取ると、該画像情報を演算処理し、判定手段３２により入浴者の動きを判定するのである。撮像の周期は予め設定された一定の周期で構成してある。図１５は撮像周期の割り当てを示すものであり、演算時間帯と画像蓄積時間帯とを比較して、画像蓄積時間帯の方が長い場合には、この画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期（Ｓ）を構成し、この撮像周期を一定の周期としてある。ここに演算時間帯とは、制御装置７による画像演算処理のための時間帯をいう。画像蓄積時間帯とは、画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する時間帯をいう。すなわち、結像レンズ１０を通して入った光は画像検出部９で検出され、アナログの電圧として蓄積され、順次制御装置７側に送信されＡ／Ｄ変換されて、画像蓄積され画像記憶されるようになっている。また可変時間帯とは、いわゆるデッドタイムで、時間変更が可能であり、この範囲内で画像蓄積完了に要する時間を延長し得るものである。また、上記演算時間帯と画像蓄積時間帯と可変時間帯とは、この例に限られず、図１６のように演算時間帯と画像蓄積時間帯とを比較し、演算時間帯の方が長い場合には、この演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期（Ｓ）を構成し、この撮像周期を一定の周期としておけばよい。さらに、前記演算時間帯と、前記画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、このいずれかの撮像周期を一定の周期として撮像するようにしてもよい。
【００２７】
次に、撮像装置６で捉えた画像から、人の動きを抽出するための画像処理方法を説明する。
マイクロコンピュータで構成される制御装置７は、所定時間毎に画像情報を受け取ると、当該画像情報から入浴者の動きを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。
【００２８】
具体的には、いま図１０（ａ）のように正方形の物体の画像（明画像）Ｐが位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動したとする。このとき、明るい画素を記号Ｂ、暗い画素を記号Ｄで表わせば、前画像は図１０（ｂ）で表わされ、現画像は図１０（ｃ）で表わされる。この前後の画像は、図１２の画像記憶手段１１５により一旦記憶される。撮像された画像は順次更新され常に最新の２枚の画像が記憶されるようになっている。そして動き量演算手段１１１により、分割された領域毎に前記２枚の画像が比較されて、各領域の各画素（ｘ、ｙ）毎に、前画像ｐの受光量Ｐp（ｘ、ｙ）と現画像ｎの受光量Ｐn（ｘ、ｙ）との差分（動き量）
Ｄ（ｘ、ｙ）＝Ｐn（ｘ、ｙ）−Ｐp（ｘ、ｙ）
が演算され、演算結果は図１１のような差分画像として得ることができる。
【００２９】
図１１の差分画像においては、差分Ｄ（ｘ、ｙ）が正の画素は＋記号で表わし、負の画素は−記号で表わし、Ｄ（ｘ、ｙ）がゼロの画素は０記号で表わしている。このような差分の総和を捉えることで、動きがあるか否かを前記領域毎に判定することができ、この判定は動き有無判定手段１１４にて行われる。動き量が生じていなければ「動き無し」と判定され、動き量が生じていれば「動き有り」と判定される。
【００３０】
一方、動き有無領域検出手段１１２により、分割された領域毎に動きのある領域か否かを検出するようにしてある。すなわち、撮像装置６で撮像された撮像画像は、入口領域２９、洗場領域３０及び浴槽領域３１の順に一定時間毎に制御装置７に読み込まれ、この画像データを解析することで動きのある領域を検出するようにしてある。例えば人の動きによる光素電圧の変化を捉えて、変化のある領域を動きのある領域であるとして、その領域を検出するようにすればよい。あるいは、前述した動き量のある領域を捉えて動きのある領域を検出してもよい。すなわち、動き量は各領域毎に演算しているので、動き量の生じている領域を動きの有る領域、動き量の生じていない領域を動きの無い領域として検出するようにすればよい。そして、動きの発生している領域が、予め特定された領域に該当するか否かを特定領域該当判定手段１１３により判定するようにしてある。特定領域とは、浴室の場合には浴槽領域３１又は洗場領域３０を意味し、入口領域２９を除く領域である。具体的には、状態の遷移表を予めマイクロコンピュータに記憶させ、動きの有無と動きのある領域との信号を入力し、順次監視場所等を遷移させるようにして、現在人のいる領域が特定領域かどうかを判定させるようにしてある。
【００３１】
また、人体検出センサは感度を自動調整するための感度調整回路を備えており、浴室１内が暗い場合には感度を高くし、浴室１内が明るい場合には、感度を低くすることによって検出精度が高くなるようにしている。
【００３２】
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５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）。
【００３３】
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１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。
【００３４】
また、浴室１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１から退出したものと判断させている（ステップＳ７）。
赤外線センサ５２のみでは入口部に立ち止ったままであると、退出したものと誤って判断することが有り得るので、両センサの人体非検出により退出判定して、この赤外線センサ５２の弱点を他のセンサを使用することで補完している。
【００３５】
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には（ステップＳ９、Ｓ１０）、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してもよい。
【００３６】
また、人体検出センサ５１の取り付けは、浴室１の天井あるいは壁面上部位置であり、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俯瞰できる最適位置である。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。
【００３７】
次に装置全体を構成するセンサ、リモコン等の各部材間における他の実施例の接続構成について図７を用いて説明する。
風呂リモコン６０と台所リモコン７０とは、有線式のリモコンのケーブル４１によってそれぞれ温水機器４０内のコントローラの制御部９０に接続されている。
【００３８】
また、人体検出センサ５１はケーブル４１により風呂リモコン６０に接続されている。この風呂リモコン６０には、ケーブル４１を接続するための接続用の端子８５を設けてあり、人体検出センサ５１を作動させるための電源をこの風呂リモコン６０から供給するようになっている。
人体検出センサ５１と温水機器４０あるいはリモコン６０、７０との接続は、上記の例に限られず、図８に示されるように人体検出センサ５１から通信ＩＣ５３を経て、温水機器４０と接続する台所リモコン７０から風呂リモコン６０を介して接続してもよい。また通信ＩＣ５３を介して台所リモコン７０、風呂リモコン６０及び温水機器４０の順序で接続してもよい。あるいは、人体検出装置を人体検出センサと浴室表示手段と台所表示手段とにより構成するようにしてもよい。
【００３９】
そして図７において、制御部９０には温水機器４０を制御する給湯器制御部９１と、人体検出センサ５１による異常検出信号により作動し前記各リモコン６０、７０に設けたスピーカ等の報知手段６１、７１を動作させる報知動作部９２と、報知手段による報知を解除する報知解除部９３とを設けてある。
なお、これら報知動作部９２及び報知解除部９３は、センサ側あるいはリモコン側に設けてもよい。これにより温水機器側の制御負担を少なくできる。
【００４０】
また、風呂リモコン６０には報知を解除するための報知解除手段６２であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ６３、表示を行うための液晶表示板、タッチパネル等の表示手段６４が設けられている。
また台所リモコン７０には報知を解除するための報知解除手段７２であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ７３、表示用の表示手段７４が設けられている。
また、各リモコンに設けた音声報知のための報知手段６１、７１は、スピーカと音声ＩＣとにより構成することを推奨する。
【００４１】
さらに、報知解除手段７２による報知解除がなされない場合において、緊急連絡用の特定電話番号に発信する電話発信部１００を制御部９０内に設けてもよい。
【００４２】
図８は人体検出センサ５１と各リモコン６０・７０、温水機器４０間の通信接続関係を示す回路図の一例であり、本実施例では通信ＩＣを使用して接続してある。人体検出センサ５１は温水機器４０を介して接続するようにしてもよい。
人体検出センサ５１には前述した撮像装置６の他、制御装置７、通信用の通信ＩＣからなる通信部５３を設けてある。
この通信部５３は、アナログ通信部５５とデジタル通信部５６とにより構成してあり、アナログ通信部５５は例えばＡＳＫ（amplitude shift keying）方式で構成すればよい。また、デジタル通信部５６は例えばＱＰＳＫ（quadri phase shift keying）方式の他、Ｍ１６ＱＡＭ、ＧＦＳＫ、ＢＰＳＫ等のデジタル高速変調方式を採用すればよい。
【００４３】
風呂リモコン６０には、前述した操作スイッチの他に、表示手段６４、風呂リモコン制御部６５、通信用の通信ＩＣからなる前記同様のアナログ通信部６６、デジタル通信部６７を設けてある。また、風呂リモコン６０には、スピーカ等６１に報知用の音声ＩＣ６８、ＰＣＭコーディック６９を設けてある。このＰＣＭコーディック６９は、例えばＡＤＰＣＭ、ＤＰＣＭなどのＰＣＭ（pulse code modulation）方式により、音声情報や映像情報を符号化及び復号化するものである。
【００４４】
また、風呂リモコン６０のインターホンスイッチ６２はオン操作により、台所リモコン７０に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。風呂リモコン６０のリモコンケースには、ケーブル４１を接続するための接続用の端子８５を設けてあり、ケーブル４１により温水機器４０と接続する台所リモコン７０を介して風呂リモコン６０を経て、人体検出センサ５１に作動用の電源を供給するようになっている。
【００４５】
また、前記人体検出センサ５１には、後述する音声記憶部及び画像記憶部とからなるデータ記憶部５４を設けてある。データ記憶部５４はもちろんリモコン側に設けてもよい。
台所リモコン７０には、前述した操作スイッチ７３の他、表示手段７４、台所リモコン制御部７５、アナログ通信用の通信ＩＣからなるアナログ通信部７６、デジタル通信用の通信ＩＣからなるデジタル通信部７７を設けてある。その他７８は音声ＩＣでスピーカ等７１に報知用のＩＣであり、７９はＰＣＭコーディックである。また、台所リモコン７０のインターホンスイッチ６２はそのオン操作により、風呂リモコン６０に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。
温水機器４０には、前述した制御部９０、給湯制御部９１の他、通信用の通信ＩＣからなるアナログ通信部９５、商用電源を低電圧化するためのトランス９６等を設けてある。
【００４６】
そして、人体検出センサ５１のアナログ通信部５５及びデジタル通信部５６は、風呂リモコン６０のアナログ通信部６６及びデジタル通信部６７と接続され、該風呂リモコン６０のアナログ通信部６６及びデジタル通信部６７は、台所リモコン７０のアナログ通信部７６及びデジタル通信部７７を介して温水機器４０のアナログ通信部９５と接続されている。これら通信部間のケーブル４１線は電力重畳式の二芯ケーブルを使用し、センサ用の信号と通常の給湯制御用の制御信号と重畳して伝送するようにしておけばよい。
【００４７】
図９は人体検出センサ５１を操作したり、他者に表示、報知させるためのデータを記憶させたＥＥＰＲＯＭ等から構成した記憶部５４の内容を示す説明図である。
【００４８】
図９において音声記憶部１０１は、前述したリモコンに設けた報知手段６１、７１に音声を報知させるための音声データを記憶させたものである。この音声記憶部１０１は、少なくとも、入浴者に対して「動いて下さい」と言うメッセージで体を動かす動作の要求を報知するための音声データを記憶させた動作要求報知音声記憶部１０７と、入浴者の動きが停止して所定時間経過した場合に他者に警報を発するための音声データを記憶させた警報報知音声記憶部１０８とから構成してある。また、前記動作要求報知音声記憶部１０７と報知手段６１、７１とで動作要求報知手段を構成している。
【００４９】
１０２は画像記憶部であり、前記表示手段６１、７１に人体検出用の画像を表示させる画像表示データを記憶させたものである。
この画像記憶部１０２は、人体検出に必要な機能を画像により表示するためのものであり、例えば人体検出の初期操作に必要な画面を表示手段に表示するための画像データを記憶させる操作用画像記憶部１０３、人体の動きが停止した状態を前記表示手段に表示する画像データを記憶する停止画像記憶部１０４、報知手段を報知させた状態を前記表示手段に表示するための画像データを記憶する報知用画像記憶部１０５及びその他画像を表示するために必要なデータを記憶させるその他記憶部１０６から構成してある。
【００５０】
この記憶部１０６は、本実施形態のものでは、監視機能が停止したとき監視機能の停止を表示するための画像を記憶させる監視機能停止表示画像記憶部１２０から構成されている。
【００５１】
次に図１３に基づき撮像装置６と制御装置７と表示手段７４（６４）との関係について説明する。図において撮像装置６により撮像された画像は、Ａ／Ｄ変換され、分割された領域毎の各画素順にマイクロコンピュータで構成された制御装置７の画像蓄積手段１２１にデジタル画像データとして蓄積されていく。そして分割された１の領域全部に蓄積完了されたか否かの判断は蓄積可否判断手段１２２により行われるようになっている。
【００５２】
画像蓄積に要する時間は一般的な浴室の明るさを基準にして標準的な時間にしておけばよいが、蓄積が不十分な場合は、タイマ手段１２３により可変時間帯を使用して、画像蓄積に必要な蓄積時間を延長できるようになっている。
【００５３】
そして、人体検出装置の操作に際しては、予めリモコンの操作スイッチを操作して、人体検出センサ５１側の操作用画像記憶部１０３から操作に必要な初期画面画像を表示手段６４、７４に呼出して表示させ、その画面から特定の画面を選択して操作を開始する。これと同時に、人体検出センサ５１側の音声記憶部１０１から音声データの一部を呼出して、スピーカ等の報知手段６１、７１により操作順序等を音声で報知させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、前述したように入室判断がされると、図６に示されるように、人体停止の検出フローに入り、撮像装置６によって前述したように所定時間間隔で監視領域を撮像して（ステップＳ１１）、前画像と現画像とを一旦制御装置７に記憶させる（ステップＳ１２）。次に、制御装置７にプログラムされた動き量演算手段１１１により、各領域毎の各画素毎に、前画像の受光量と現画像の受光量との差分（動き量）を演算する（ステップＳ１３）。
一方、前記動き有無領域検出手段１１２により、動きの発生している領域が検出される（ステップＳ１４）。
【００５５】
そして、これらの情報は制御装置７の判定手段３２に送られる。判定手段３２においては、動きの生じている領域が予め特定された領域、すなわち、浴槽領域３１又は洗場領域３０に該当するか否かを、特定領域該当判定手段１１３によって判定するのである。さらに、判定手段３２においては平行して、動き有無判定手段１１４により動きがあるか否かを判定するのである。
【００５６】
動きが生じている領域が浴槽領域３１又は洗場領域３０に該当する場合（ステップＳ１５でイエスの場合）において、かつ、動きがないと判定された場合（ステップＳ１６でイエスの場合）には、浴室内で入浴者が倒れたものと推定して、人の動きが停止したものと判定している（ステップＳ１７）。
この停止判定により、前述した報知警報のステップに移行するようにすればよい。
【００５７】
また、浴槽、洗場領域において、動きがあると判定された場合（ステップＳ１６でノーの場合）には、前記同様に撮像、演算、判定が所定時間毎に更新して繰り返されるのである。
【００５８】
さらに、ステップＳ１５において、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合（ステップＳ１５でノーの場合）であって、その後動きがないと判定された場合（ステップＳ１８でイエスの場合）には、赤外線センサ５２のオフ（ステップＳ１９でイエスの場合）を前提条件に、浴室から退出したものと判断するようにしている（ステップＳ２０）。
【００５９】
また、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合（ステップ１５でノーの場合）であって、その後も動きが継続している場合（ステップＳ１８でノーの場合）は、入口付近で活動していると考えられるから、継続して監視がなされるのである。このように、入口領域で立ち止まっているときであっても、停止したものとは判断されないことにより、誤判定による誤警報を生じさせることがなくなるのである。
【００６０】
そして、人体検出センサ５１により人体の動きがあった後の停止を検出した場合には、判定手段３２から信号を出力し、人体検出センサ５１側の音声記憶部１０１の動作要求報知音声記憶部１０７と画像記憶部１０２の停止画像記憶部１０４から、停止した場面に対応する予め記憶させた情報を読み出して、アナログ通信部５５及びデジタル通信部５６を介して伝送し、リモコン部に音声で報知すると共に画像で表示する。温水機器４０を制御するリモコン６０、７０から人体検出センサ５１に電源を供給し、このリモコン部で報知するようにしておけば、配線工事が簡略化されるのみならずセンサの報知、表示部材を別途に設ける必要がなくなる。
【００６１】
この報知は具体的には、例えば「浴室での動きがありません。動いて下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにすればよい。浴槽内では動きが止まる場合があるので入浴者に対して動きを要請して、人体検出センサの誤検出を防ぐためである。
【００６２】
上記所定時間内に、人体検出センサ５１が動きを検出すれば入浴者は健在であると推測できる。
一方、停止状態をカウンタ等でカウントし、停止状態が所定時間継続すると異常状態と判定され、判定手段３２から信号を出力し、音声記憶部１０１の警報報知音声記憶部１０８及び画像記憶部１０２の報知画像記憶部１０５から、他者に異常状態を知らせるための予め記憶させた情報を、通信部５３を介して異常検出信号を伝送し、各リモコンの報知手段６１、７１に音声で報知すると共に表示手段６４、７４に画像で表示する。
【００６３】
この報知は具体的には、例えば「浴室を見に行って下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにしてある。これにより、人体検出センサ５１による人体の異常情報を浴室のみならず台所に同時に報知することができる。
【００６４】
異常検出信号は、通信ＩＣからなる通信部を介して、図８のように伝送する。すなわち、人体検出センサ５１に設けた音声記憶部１０１、画像記憶部１０２から、音声及び画像データを前述した信号に応じて呼び出し、アナログ及びデジタル通信部６６、７６を介して台所リモコン７０に伝送し、台所リモコン７０に設けられたスピーカ等の報知手段７１及び表示手段７４に報知及び表示する。画像の検出、処理は前述した各領域２９、３０、３１毎に行うことにより、報知及び表示のための応答速度を早めることとなる。
【００６５】
報知後においては報知を解除する必要があるが、この報知解除の方法として、報知により浴室内での異常状態を知った家族が、台所リモコン７０のインターホンにより浴室リモコン６０のインターホンに対して呼出しを掛け、浴室１から応答があった場合に、浴室内の入浴者は健全な状態と推測できるので、報知解除用のインターホンスイッチ６２の信号により、ケーブル４１を経て、コントローラの制御部９０内の報知解除部９３を介して報知解除されて、再び監視フローに置かれることとなる。
温水機器を遠隔位置から制御するケーブル４１を利用することで、解除指令を伝送するための特別のケーブルを敷設する必要はなくなるのである。
【００６６】
インターホンスイッチ６２による報知解除手段により報知解除がなされない場合には、特定の電話番号に発信するコントローラ内の電話発信部１００から自動的に外部に発信されるようにしてもよい。これにより、家族が同居していない場合にも、安心して入浴することができる。
【００６７】
次に、撮像フローについて、図１４に基づいて説明する。
【００６８】
撮像装置６による撮像が開始されると（ステップＳ２１）、前述した調光が自動的になされた（ステップＳ２２）後、画像蓄積手段１２１により画像データの蓄積が開始される（ステップＳ２３）と同時に撮像の周期時間（Ｓ）がスタートする（ステップＳ２４）。周期時間の一例として、３００ミリ秒程度が望ましい。
【００６９】
そして、標準的な時間内に、蓄積可否判断手段１２２により、１画面分の画像データの蓄積が完了したと判断された場合（ステップＳ２５でイエスの場合）には、画像記憶手段１１５に記憶される。続いて、次の画面の画像データの蓄積を行い、この前画像と現画像とを一旦制御装置７に記憶させる（ステップＳ２６）。この場合、残りの可変時間はデッドタイムとなり、撮像周期は一定である。次に、制御装置７にプログラムされた動き量演算手段１１１により撮像画像データの演算処理が行われて、各領域毎の各画素毎に、前画像の受光量と現画像の受光量との差分（動き量）を演算する（ステップＳ２７）。なお、最初の２枚の画像データが蓄積されるまでは、演算は行われない。この動き量の演算を継続的に行うことで、前述した人体停止検出のフローに移行することとなる（ステップＳ２８）。このように人体検出センサ５１を設置している場所の光量の環境が良好な場合には、撮像及び撮像画像データの処理は一定の周期で円滑に行われる。
【００７０】
一方、浴室の照度が低く、標準時間内に画像データの蓄積ができなかったと蓄積可否判断手段１２２により判断された場合（ステップＳ２５でノーの場合）には、タイマ手段１２３により画像データの蓄積時間は可変時間帯に食い込んで時間延長される（ステップＳ２９）。その後、再び蓄積可否判断手段１２２により画像データの蓄積状態が判断され、画像データの蓄積が完了した場合（ステップＳ３０でイエスの場合）には、前記と同様に次の画像データの蓄積に移り、動き量の演算に移行するのである。
【００７１】
また、ステップＳ３０において画像データ蓄積が完了していない場合（ステップＳ３０でノーの場合）であって撮像周期時間（Ｓ時間）が経過していない場合（ステップＳ３１でノーの場合）には可変時間帯が許容する限り延長され画像蓄積され続ける。そしてこの間に画像データの蓄積が完了すれば動き量の演算に移行する。また、画像データ蓄積が完了していない場合（ステップＳ３０でノーの場合）であって撮像周期時間（Ｓ時間）が経過した場合（ステップＳ３１でイエスの場合）には、前述したゲイン調整部１６をゲイン調整手段１２６により調整して、ゲインを変更するようにしてある（ステップＳ３２）。このゲイン変更により撮像周期時間（Ｓ時間）内に画像蓄積ができた場合には（ステップＳ３３でイエスの場合）、前記と同様に次の画像データの蓄積に移り、動き量の演算に移行するのである。
また、ゲイン変更しても撮像周期時間（Ｓ時間）内に画像蓄積ができなかった場合には（ステップＳ３３でノーの場合）には、監視機能停止手段１２４により前記撮像装置による監視機能を停止することとしている。具体的には、リモコンの表示部に「感知できません」の文字画像を表示させると共に人体検出センサ５１本体に設けたランプ等の表示する手段１２５を赤色に点灯することとしている。この結果使用者は、監視機能が停止していることを確実に知ることができる。これにより人体停止の検出フローには移行しないこととなる。
【００７２】
このように、撮像周期はあらかじめ設定した一定の周期に設定されている、すなわち、演算時間帯あるいは画像蓄積時間帯と、時間変更の可能な可変時間帯とによる撮像周期を一定にすることにより、浴室の照明器具の電圧降下等により浴室の照度が変化したとしても、可変時間帯によって画像の蓄積時間を吸収し得て、人による同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができる。また、動き量演算手段１１１と画像記憶手段１１５とは別個に設けてあることから、平行して画像データの演算動作と画像蓄積記憶動作とを行わせることができ、撮像周期を短くすることが可能である。具体的には、浴室の照明が明るい場合には、図１６のように画像蓄積時間は短くて済むので、演算時間帯を基準にして可変時間を付加することにより、撮像周期（Ｓ）を一定にしている。これにより演算等の遅れを可変時間帯で吸収できる。また、浴室の照明が暗い場合には、図１５のように画像蓄積時間は長くかかるので、画像蓄積時間を基準にして可変時間を付加することで、撮像周期（Ｓ）を一定にしている。これらの時間は機種に応じて実験により予め求めることも可能である。あるいは、設置現場毎に設定するようにしてもよい。
【００７３】
監視機能を停止した後は、監視機能停止表示画像記憶部１２０から表示画像が呼び出され、表示手段６４、７４に表示される（ステップＳ３４）。これにより、家族のものは監視機能が停止していることを遠隔位置から知ることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、監視機能の停止の表示を風呂リモコン６０のみならず台所リモコン７０に表示することで、入浴者はセンサによる監視検出状況を把握でき、安心感を得ることができ、また、家族の者はセンサ設置場所の光量の点検に行くことも可能となる。
【００７５】
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。さらに、浴室以外にトイレ、洗面所等においても用いることができるものである。また、センサとリモコンと温水機器本体との全部を有線によるコードで接続したが、無線によりその全部若しくは一部を連携させてもなんら支障はないものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、撮像装置による画像の蓄積時間中において、制御装置により画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。また、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
また本発明は、光から電圧への変換を円滑にでき、撮像部と制御部とを近設しえて小型化が可能となり、画像処理の迅速化、動き検出の確実化、入室判定の確実化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。
【図３】図３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４】図４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５】図５は本発明の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の人体監視のフローを示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の装置全体を示す一実施形態を示すブロック図である。
【図８】図８は通信関係を示す他実施形態を示すブロック図である。
【図９】図９は記憶部の概要を示すブロック図である。
【図１０】図１０の（ａ）は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、（ｂ）は前画像の明暗を各画素毎に示す図、（ｃ）は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。
【図１１】図１１は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。
【図１２】図１２は一実施形態を示す電気回路ブロック図である。
【図１３】図１３は一実施形態を示す撮像装置と制御装置と表示手段との接続を示す説明図である。
【図１４】図１４は撮像フローを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は撮像周期の内容を示す説明図である。
【図１６】図１６は他実施形態を示す説明図である。
【図１７】図１７は従来例を示す説明図である。
【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 画像出力部
１７ 画像コア回路
２４ 領域分割手段
２６ 検知領域
２９ 入口領域
３０ 洗場領域
３１ 浴槽領域
３２ 判定手段
４０ 温水機器
４１ ケーブル
４２ コントローラ
４７ 電源プラグ
５１ 人体検出センサ
５２ 赤外線センサ
５４ データ記憶部
５５ アナログ通信部
５６ デジタル通信部
６０ 風呂リモコン
６１ 報知手段
６２ 解除手段
６６ アナログ通信部
６７ デジタル通信部
７０ 台所リモコン
７１ 報知手段
７６ アナログ通信部
７７ デジタル通信部
８５ 端子
９０ 制御部
１００ 電話発信部
１０１ 音声記憶部
１０２ 画像記憶部
１０３ 操作用画像記憶部
１０４ 停止画像記憶部
１０５ 報知用画像記憶部
１０６ その他記憶部
１０７ 動作要求報知音声記憶部
１０８ 警報報知音声記憶部
１１１ 動き量演算手段
１１２ 動き有無領域検出手段
１１３ 特定領域該当判定手段
１１４ 動き有無判定手段
１１５ 画像記憶手段
１２０ 監視機能停止表示画像記憶部
１２１ 画像蓄積手段
１２２ 蓄積可否判断手段
１２３ タイマ手段
１２４ 監視機能停止手段
１２５ 表示する手段
１２６ ゲイン調整手段
Ｓ 撮像周期
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域を監視して人体の動きを検出し異常が生じた場合には、遠隔場所に居る家族等の他者に警報を発する人体検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体検出装置は、監視領域に対して時間間隔（撮像周期）を設けて撮像する撮像装置と、この撮像装置により撮像した画像を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を処理する制御装置とからなり、この制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する画像蓄積時間帯とから撮像周期を構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような人体検出装置においては、図１７に示すように、画像処理のための演算時間帯は略固定された一定の時間であるが、撮像装置によって撮像した画像を蓄積するための画像蓄積時間は、人体検出装置が設置された浴室等の部屋の明るさによって蓄積完了までに要する時間が異なるため、蓄積時間は可変するものである。このため、制御装置による画像処理のための演算時間帯と、画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する画像蓄積時間帯とから構成される撮像周期は、設置環境の明るさの変動によって、変化するものであった。このように、撮像中において撮像周期が変化すると、センサによる動き検出の検出量に差異が生じて、動きがあるものと判定される場合と判定されない場合とが生じ、動き有無の検出が不安定となる問題があった。特に浴室内で人の動きが発生している状態であるにもかかわらず、センサが動きなしと判断した場合には、その後の人体監視のフローに移行することができず、センサの機能が損なわれてしまうという難点があった。また、撮像のための撮像周期時間が長くなる難点もあった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、安定した検出量を得ることができ、人の動きの有無を迅速かつ確実に判定することのできる人体検出装置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】
上記課題を解決するために、本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを第１の特徴としている。
この第１の特徴によれば、撮像装置による画像の電荷の蓄積時間中において、制御装置により、記憶させた画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。そして、制御装置による画像処理のための演算時間帯と、画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期とすることで、例えば部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
また本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを第２の特徴としている。
この第２の特徴によれば、撮像装置による画像の電荷の蓄積時間中において、制御装置により、記憶させた画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。また、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
【０００６】
さらに本発明の人体検出装置は、監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、このいずれかの撮像周期を一定の周期としたことを第３の特徴としている。
この第３の特徴によれば、撮像周期時間の短縮化が図れるのみならず、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度は変化したとしても幅広く対応でき、可変時間帯により画像の電荷の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
【０００７】
また、本発明の特許請求の範囲に記載の請求項１から請求項３の人体検出装置は、結像レンズと、該結像レンズによって結像される画像検出部と、スキャナと、前記画像検出部の各画素列を順次一定周期毎に受光状態に制御するスキャナ駆動制御部とからなる撮像部を有し監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置を設けたことを第４の特徴としている。
この第４の特徴によれば、上記の特徴に加え、光から電圧への変換を円滑にでき、撮像部と制御部とを近設しえて小型化が可能となり、画像処理の迅速化、動き検出の確実化、入室判定の確実化等を図ることができる。
【０００８】
【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全体構成図である。図２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３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４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５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。図６は本発明の一実施形態を示す人体監視のフローチャートである。図７は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す一実施形態の説明図である。図８は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す他実施形態の電気制御のブロック図である。図９は記憶部の拡大図である。図１０の（ａ）は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、（ｂ）は前画像の明暗を各画素毎に示す図、（ｃ）は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。図１１は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。図１２は一実施形態を示す電気回路ブロック図、図１３は本発明の一実施形態を示す撮像装置と制御装置と表示手段との関係を示す説明図である。図１４は撮像状態を示すフローチャートである。図１５は一実施形態を示す説明図、図１６は他の実施形態を示す説明図、図１７は従来技術を示す説明図である。
【０００９】
図１は本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室１の内部には浴槽２及び洗場３を設けてある。４は浴室１への出入口である。５は人体センサであり、その詳細構成については後述するが、浴室１の内壁面上部に取り付けてある。具体的には、浴槽２の長手方向に接する浴室壁面と対向する浴室壁面の上部位置に取り付けてある。温水機器４０には、該温水機器４０を遠隔位置から操作する浴室に設置した風呂リモコン６０及び台所に設置した台所リモコン７０を接続してある。
そして人体センサ５は、本実施形態では浴室１の壁面に取り付けているが、この例に限ることなく、浴室１の天井面に取り付けても良い。
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１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、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサ５２とから構成している。
この人体センサ５の設置は浴室に限られず、トイレ、洗面所等密閉空間であってもよい。
【００１０】
本実施形態の浴室１には温水機器４０を遠隔操作する風呂リモコン６０を設置し、また台所には温水機器４０を遠隔操作する台所リモコン７０を設置している。ここに、温水機器４０とは、浴槽に給湯等水を加熱供給するための機器であり、具体的には給湯器付風呂釜、給湯器付暖房機、温水暖房機、給湯器等により構成されている。温水機器にはガスを燃料とするもののみならず石油を燃料とするものでもよい。また、電気を熱源とするものでもよい。
【００１１】
温水機器４０と、リモコン６０、７０と、人体検出センサ５１との接続については、図１のものにおいては、まず温水機器４０と台所リモコン７０とがケーブル４１により接続され、次に台所リモコン７０と風呂リモコン６０とがケーブル４１で接続され、さらに風呂リモコン６０と人体検出センサ５１とがケーブル４１で接続されている。
【００１２】
そして、給湯器等を制御する前記リモコン６０、７０には、浴室１に入浴者がいることを知らせる液晶表示パネル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、検知信号を出力すると、表示部が点灯等表示するようにしてある。表示部は上記のものに限られず、入浴者の動きが一定時間無かった場合、浴槽で寝ているかまたは倒れたと推測し、まず風呂リモコン６０で警報音あるいは音声により注意を喚起し、浴室側から応答が所定時間内にない場合には、台所リモコン７０において警報音あるいは音声により家族等他者に警報報知するようにしておけばよい。
【００１３】
また、人体検出センサをトイレに設置する場合には、温水便座を遠隔操作するリモコン等に報知手段を設けておけばよい。さらに、人体検出センサを洗面所に設置する場合には、洗面所の給湯カランの湯温等を遠隔操作する機器あるいは洗面所の暖房機のリモコン等に報知手段を設けておけばよい。
【００１４】
そして、温水機器４０の内部には熱交換器及びバーナが内蔵されており、制御のための各種センサを設けてある。また、温水機器４０から浴槽２に対して給湯落しこみ管４６が接続配管されている。また、人体センサ５を作動させるための電源は、温水機器４０の電源プラグ４７から導入され、温水機器４０のコントローラ４２部の図示しないトランスを介して降圧され低電圧化されて供給される。
【００１５】
図２は人工網膜チップを利用した人体検出センサ５１と、赤外線センサ５２とからなる人体センサ５の具体構成を示したものである。人体検出センサ５１は監視領域を撮像する撮像装置６と、撮像装置６を制御すると共に処理情報を判定等する制御装置７とから構成されている。
また、制御装置７と外部のリモコン６０、７０とは例えば後述する通信ＩＣ等の通信部５３により送受信するようにしてある。
そして、人体検出センサ５１の他に赤外線センサ５２を同一のケース体内に設け、その制御装置７を共用し、浴室１が暗い場合の監視の相互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。上記画素の一部で検出処理しても良い。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、スキャナ駆動制御部１３は画像検出部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によって複数の電気信号は１つの電気信号にまとめられ、増幅器１４で増幅された後、アナログ電圧として出力される。アナログデータからデジタルデータへの変換は制御装置７により行うようにしてある。
【００１８】
また、画像検出部９の各画素は、図３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。
【００１９】
図２においてゲイン調整部１６は、画像出力部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。この調光は後述する分割された各検知領域ごとに行うようにしてある。
【００２０】
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。
【００２１】
そして、図２において少なくとも撮像をおこなう画像検出部９とスキャナ１１とスキャナ駆動部１３とゲイン調整部１６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、この制御装置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等をソフトウエアーとして組み込んである。
【００２２】
具体的には、図４に示すように、制御装置７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るようにしている。
【００２３】
さらに前記の検知領域２６を、図４のように、入口領域２９と洗場領域３０と浴槽領域３１との３つの領域に分割するようにしてある。検知領域２６の分割については、この例に限られることなく、入口領域２９と該入口領域２９以外の領域の２つに分割してもよい。要するに検知領域２６を複数の領域に分割するものであればよい。例えば、洗場領域３０及び浴槽領域３１を合わせて１つの領域に設定しても差しつかえない。ここに入口領域２８とは、浴室の場合には浴室内であって浴室への出入口ドアの近傍に位置する領域をいう。洗場領域３０とは、主として頭や体を洗う床部の領域をいい、また、浴槽領域３１とは浴槽が位置している領域をさす。このように分割された領域毎に、順次実際の画像情報が制御装置７に入力されて、領域毎に検出、演算等の処理がなされるのである。
【００２４】
そして、人体センサ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壁面等に取り付けられる。取り付け位置は浴室への出入口４を含め、浴室１全体を監視領域として視野角内におさめるようにすれば良い。
【００２５】
そして、撮像装置６の検出出力と赤外線センサ５２の検知出力はそれぞれ判定手段３２へ入力される。判定手段３２は撮像装置６からの出力と赤外線センサからの出力に基づき、浴室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ようになっている。
【００２６】
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。
画像を制御、処理する制御装置７は、画像検出部９を構成する全画素から画像情報を予め設定した所定時間間隔毎に受信し、所定時間間隔毎に画像情報を受け取ると、該画像情報を演算処理し、判定手段３２により入浴者の動きを判定するのである。撮像の周期は予め設定された一定の周期で構成してある。図１５は撮像周期の割り当てを示すものであり、演算時間帯と画像蓄積時間帯とを比較して、画像蓄積時間帯の方が長い場合には、この画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期（Ｓ）を構成し、この撮像周期を一定の周期としてある。ここに演算時間帯とは、制御装置７による画像演算処理のための時間帯をいう。画像蓄積時間帯とは、画像蓄積手段により撮像した画像を蓄積する時間帯をいう。すなわち、結像レンズ１０を通して入った光は画像検出部９で検出され、アナログの電圧として蓄積され、順次制御装置７側に送信されＡ／Ｄ変換されて、画像蓄積され画像記憶されるようになっている。また可変時間帯とは、いわゆるデッドタイムで、時間変更が可能であり、この範囲内で画像蓄積完了に要する時間を延長し得るものである。また、上記演算時間帯と画像蓄積時間帯と可変時間帯とは、この例に限られず、図１６のように演算時間帯と画像蓄積時間帯とを比較し、演算時間帯の方が長い場合には、この演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期（Ｓ）を構成し、この撮像周期を一定の周期としておけばよい。さらに、前記演算時間帯と、前記画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、このいずれかの撮像周期を一定の周期として撮像するようにしてもよい。
【００２７】
次に、撮像装置６で捉えた画像から、人の動きを抽出するための画像処理方法を説明する。
マイクロコンピュータで構成される制御装置７は、所定時間毎に画像情報を受け取ると、当該画像情報から入浴者の動きを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。
【００２８】
具体的には、いま図１０（ａ）のように正方形の物体の画像（明画像）Ｐが位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動したとする。このとき、明るい画素を記号Ｂ、暗い画素を記号Ｄで表わせば、前画像は図１０（ｂ）で表わされ、現画像は図１０（ｃ）で表わされる。この前後の画像は、図１２の画像記憶手段１１５により一旦記憶される。撮像された画像は順次更新され常に最新の２枚の画像が記憶されるようになっている。そして動き量演算手段１１１により、分割された領域毎に前記２枚の画像が比較されて、各領域の各画素（ｘ、ｙ）毎に、前画像ｐの受光量Ｐp（ｘ、ｙ）と現画像ｎの受光量Ｐn（ｘ、ｙ）との差分（動き量）
Ｄ（ｘ、ｙ）＝Ｐn（ｘ、ｙ）−Ｐp（ｘ、ｙ）
が演算され、演算結果は図１１のような差分画像として得ることができる。
【００２９】
図１１の差分画像においては、差分Ｄ（ｘ、ｙ）が正の画素は＋記号で表わし、負の画素は−記号で表わし、Ｄ（ｘ、ｙ）がゼロの画素は０記号で表わしている。このような差分の総和を捉えることで、動きがあるか否かを前記領域毎に判定することができ、この判定は動き有無判定手段１１４にて行われる。動き量が生じていなければ「動き無し」と判定され、動き量が生じていれば「動き有り」と判定される。
【００３０】
一方、動き有無領域検出手段１１２により、分割された領域毎に動きのある領域か否かを検出するようにしてある。すなわち、撮像装置６で撮像された撮像画像は、入口領域２９、洗場領域３０及び浴槽領域３１の順に一定時間毎に制御装置７に読み込まれ、この画像データを解析することで動きのある領域を検出するようにしてある。例えば人の動きによる光素電圧の変化を捉えて、変化のある領域を動きのある領域であるとして、その領域を検出するようにすればよい。あるいは、前述した動き量のある領域を捉えて動きのある領域を検出してもよい。すなわち、動き量は各領域毎に演算しているので、動き量の生じている領域を動きの有る領域、動き量の生じていない領域を動きの無い領域として検出するようにすればよい。そして、動きの発生している領域が、予め特定された領域に該当するか否かを特定領域該当判定手段１１３により判定するようにしてある。特定領域とは、浴室の場合には浴槽領域３１又は洗場領域３０を意味し、入口領域２９を除く領域である。具体的には、状態の遷移表を予めマイクロコンピュータに記憶させ、動きの有無と動きのある領域との信号を入力し、順次監視場所等を遷移させるようにして、現在人のいる領域が特定領域かどうかを判定させるようにしてある。
【００３１】
また、人体検出センサは感度を自動調整するための感度調整回路を備えており、浴室１内が暗い場合には感度を高くし、浴室１内が明るい場合には、感度を低くすることによって検出精度が高くなるようにしている。
【００３２】
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５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）。
【００３３】
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１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。
【００３４】
また、浴室１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１から退出したものと判断させている（ステップＳ７）。
赤外線センサ５２のみでは入口部に立ち止ったままであると、退出したものと誤って判断することが有り得るので、両センサの人体非検出により退出判定して、この赤外線センサ５２の弱点を他のセンサを使用することで補完している。
【００３５】
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には（ステップＳ９、Ｓ１０）、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してもよい。
【００３６】
また、人体検出センサ５１の取り付けは、浴室１の天井あるいは壁面上部位置であり、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俯瞰できる最適位置である。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。
【００３７】
次に装置全体を構成するセンサ、リモコン等の各部材間における他の実施例の接続構成について図７を用いて説明する。
風呂リモコン６０と台所リモコン７０とは、有線式のリモコンのケーブル４１によってそれぞれ温水機器４０内のコントローラの制御部９０に接続されている。
【００３８】
また、人体検出センサ５１はケーブル４１により風呂リモコン６０に接続されている。この風呂リモコン６０には、ケーブル４１を接続するための接続用の端子８５を設けてあり、人体検出センサ５１を作動させるための電源をこの風呂リモコン６０から供給するようになっている。
人体検出センサ５１と温水機器４０あるいはリモコン６０、７０との接続は、上記の例に限られず、図８に示されるように人体検出センサ５１から通信ＩＣ５３を経て、温水機器４０と接続する台所リモコン７０から風呂リモコン６０を介して接続してもよい。また通信ＩＣ５３を介して台所リモコン７０、風呂リモコン６０及び温水機器４０の順序で接続してもよい。あるいは、人体検出装置を人体検出センサと浴室表示手段と台所表示手段とにより構成するようにしてもよい。
【００３９】
そして図７において、制御部９０には温水機器４０を制御する給湯器制御部９１と、人体検出センサ５１による異常検出信号により作動し前記各リモコン６０、７０に設けたスピーカ等の報知手段６１、７１を動作させる報知動作部９２と、報知手段による報知を解除する報知解除部９３とを設けてある。
なお、これら報知動作部９２及び報知解除部９３は、センサ側あるいはリモコン側に設けてもよい。これにより温水機器側の制御負担を少なくできる。
【００４０】
また、風呂リモコン６０には報知を解除するための報知解除手段６２であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ６３、表示を行うための液晶表示板、タッチパネル等の表示手段６４が設けられている。
また台所リモコン７０には報知を解除するための報知解除手段７２であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ７３、表示用の表示手段７４が設けられている。
また、各リモコンに設けた音声報知のための報知手段６１、７１は、スピーカと音声ＩＣとにより構成することを推奨する。
【００４１】
さらに、報知解除手段７２による報知解除がなされない場合において、緊急連絡用の特定電話番号に発信する電話発信部１００を制御部９０内に設けてもよい。
【００４２】
図８は人体検出センサ５１と各リモコン６０・７０、温水機器４０間の通信接続関係を示す回路図の一例であり、本実施例では通信ＩＣを使用して接続してある。人体検出センサ５１は温水機器４０を介して接続するようにしてもよい。
人体検出センサ５１には前述した撮像装置６の他、制御装置７、通信用の通信ＩＣからなる通信部５３を設けてある。
この通信部５３は、アナログ通信部５５とデジタル通信部５６とにより構成してあり、アナログ通信部５５は例えばＡＳＫ（amplitude shift keying）方式で構成すればよい。また、デジタル通信部５６は例えばＱＰＳＫ（quadri phase shift keying）方式の他、Ｍ１６ＱＡＭ、ＧＦＳＫ、ＢＰＳＫ等のデジタル高速変調方式を採用すればよい。
【００４３】
風呂リモコン６０には、前述した操作スイッチの他に、表示手段６４、風呂リモコン制御部６５、通信用の通信ＩＣからなる前記同様のアナログ通信部６６、デジタル通信部６７を設けてある。また、風呂リモコン６０には、スピーカ等６１に報知用の音声ＩＣ６８、ＰＣＭコーディック６９を設けてある。このＰＣＭコーディック６９は、例えばＡＤＰＣＭ、ＤＰＣＭなどのＰＣＭ（pulse code modulation）方式により、音声情報や映像情報を符号化及び復号化するものである。
【００４４】
また、風呂リモコン６０のインターホンスイッチ６２はオン操作により、台所リモコン７０に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。風呂リモコン６０のリモコンケースには、ケーブル４１を接続するための接続用の端子８５を設けてあり、ケーブル４１により温水機器４０と接続する台所リモコン７０を介して風呂リモコン６０を経て、人体検出センサ５１に作動用の電源を供給するようになっている。
【００４５】
また、前記人体検出センサ５１には、後述する音声記憶部及び画像記憶部とからなるデータ記憶部５４を設けてある。データ記憶部５４はもちろんリモコン側に設けてもよい。
台所リモコン７０には、前述した操作スイッチ７３の他、表示手段７４、台所リモコン制御部７５、アナログ通信用の通信ＩＣからなるアナログ通信部７６、デジタル通信用の通信ＩＣからなるデジタル通信部７７を設けてある。その他７８は音声ＩＣでスピーカ等７１に報知用のＩＣであり、７９はＰＣＭコーディックである。また、台所リモコン７０のインターホンスイッチ６２はそのオン操作により、風呂リモコン６０に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。
温水機器４０には、前述した制御部９０、給湯制御部９１の他、通信用の通信ＩＣからなるアナログ通信部９５、商用電源を低電圧化するためのトランス９６等を設けてある。
【００４６】
そして、人体検出センサ５１のアナログ通信部５５及びデジタル通信部５６は、風呂リモコン６０のアナログ通信部６６及びデジタル通信部６７と接続され、該風呂リモコン６０のアナログ通信部６６及びデジタル通信部６７は、台所リモコン７０のアナログ通信部７６及びデジタル通信部７７を介して温水機器４０のアナログ通信部９５と接続されている。これら通信部間のケーブル４１線は電力重畳式の二芯ケーブルを使用し、センサ用の信号と通常の給湯制御用の制御信号と重畳して伝送するようにしておけばよい。
【００４７】
図９は人体検出センサ５１を操作したり、他者に表示、報知させるためのデータを記憶させたＥＥＰＲＯＭ等から構成した記憶部５４の内容を示す説明図である。
【００４８】
図９において音声記憶部１０１は、前述したリモコンに設けた報知手段６１、７１に音声を報知させるための音声データを記憶させたものである。この音声記憶部１０１は、少なくとも、入浴者に対して「動いて下さい」と言うメッセージで体を動かす動作の要求を報知するための音声データを記憶させた動作要求報知音声記憶部１０７と、入浴者の動きが停止して所定時間経過した場合に他者に警報を発するための音声データを記憶させた警報報知音声記憶部１０８とから構成してある。また、前記動作要求報知音声記憶部１０７と報知手段６１、７１とで動作要求報知手段を構成している。
【００４９】
１０２は画像記憶部であり、前記表示手段６１、７１に人体検出用の画像を表示させる画像表示データを記憶させたものである。
この画像記憶部１０２は、人体検出に必要な機能を画像により表示するためのものであり、例えば人体検出の初期操作に必要な画面を表示手段に表示するための画像データを記憶させる操作用画像記憶部１０３、人体の動きが停止した状態を前記表示手段に表示する画像データを記憶する停止画像記憶部１０４、報知手段を報知させた状態を前記表示手段に表示するための画像データを記憶する報知用画像記憶部１０５及びその他画像を表示するために必要なデータを記憶させるその他記憶部１０６から構成してある。
【００５０】
この記憶部１０６は、本実施形態のものでは、監視機能が停止したとき監視機能の停止を表示するための画像を記憶させる監視機能停止表示画像記憶部１２０から構成されている。
【００５１】
次に図１３に基づき撮像装置６と制御装置７と表示手段７４（６４）との関係について説明する。図において撮像装置６により撮像された画像は、Ａ／Ｄ変換され、分割された領域毎の各画素順にマイクロコンピュータで構成された制御装置７の画像蓄積手段１２１にデジタル画像データとして蓄積されていく。そして分割された１の領域全部に蓄積完了されたか否かの判断は蓄積可否判断手段１２２により行われるようになっている。
【００５２】
画像蓄積に要する時間は一般的な浴室の明るさを基準にして標準的な時間にしておけばよいが、蓄積が不十分な場合は、タイマ手段１２３により可変時間帯を使用して、画像蓄積に必要な蓄積時間を延長できるようになっている。
【００５３】
そして、人体検出装置の操作に際しては、予めリモコンの操作スイッチを操作して、人体検出センサ５１側の操作用画像記憶部１０３から操作に必要な初期画面画像を表示手段６４、７４に呼出して表示させ、その画面から特定の画面を選択して操作を開始する。これと同時に、人体検出センサ５１側の音声記憶部１０１から音声データの一部を呼出して、スピーカ等の報知手段６１、７１により操作順序等を音声で報知させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、前述したように入室判断がされると、図６に示されるように、人体停止の検出フローに入り、撮像装置６によって前述したように所定時間間隔で監視領域を撮像して（ステップＳ１１）、前画像と現画像とを一旦制御装置７に記憶させる（ステップＳ１２）。次に、制御装置７にプログラムされた動き量演算手段１１１により、各領域毎の各画素毎に、前画像の受光量と現画像の受光量との差分（動き量）を演算する（ステップＳ１３）。
一方、前記動き有無領域検出手段１１２により、動きの発生している領域が検出される（ステップＳ１４）。
【００５５】
そして、これらの情報は制御装置７の判定手段３２に送られる。判定手段３２においては、動きの生じている領域が予め特定された領域、すなわち、浴槽領域３１又は洗場領域３０に該当するか否かを、特定領域該当判定手段１１３によって判定するのである。さらに、判定手段３２においては平行して、動き有無判定手段１１４により動きがあるか否かを判定するのである。
【００５６】
動きが生じている領域が浴槽領域３１又は洗場領域３０に該当する場合（ステップＳ１５でイエスの場合）において、かつ、動きがないと判定された場合（ステップＳ１６でイエスの場合）には、浴室内で入浴者が倒れたものと推定して、人の動きが停止したものと判定している（ステップＳ１７）。
この停止判定により、前述した報知警報のステップに移行するようにすればよい。
【００５７】
また、浴槽、洗場領域において、動きがあると判定された場合（ステップＳ１６でノーの場合）には、前記同様に撮像、演算、判定が所定時間毎に更新して繰り返されるのである。
【００５８】
さらに、ステップＳ１５において、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合（ステップＳ１５でノーの場合）であって、その後動きがないと判定された場合（ステップＳ１８でイエスの場合）には、赤外線センサ５２のオフ（ステップＳ１９でイエスの場合）を前提条件に、浴室から退出したものと判断するようにしている（ステップＳ２０）。
【００５９】
また、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合（ステップ１５でノーの場合）であって、その後も動きが継続している場合（ステップＳ１８でノーの場合）は、入口付近で活動していると考えられるから、継続して監視がなされるのである。このように、入口領域で立ち止まっているときであっても、停止したものとは判断されないことにより、誤判定による誤警報を生じさせることがなくなるのである。
【００６０】
そして、人体検出センサ５１により人体の動きがあった後の停止を検出した場合には、判定手段３２から信号を出力し、人体検出センサ５１側の音声記憶部１０１の動作要求報知音声記憶部１０７と画像記憶部１０２の停止画像記憶部１０４から、停止した場面に対応する予め記憶させた情報を読み出して、アナログ通信部５５及びデジタル通信部５６を介して伝送し、リモコン部に音声で報知すると共に画像で表示する。温水機器４０を制御するリモコン６０、７０から人体検出センサ５１に電源を供給し、このリモコン部で報知するようにしておけば、配線工事が簡略化されるのみならずセンサの報知、表示部材を別途に設ける必要がなくなる。
【００６１】
この報知は具体的には、例えば「浴室での動きがありません。動いて下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにすればよい。浴槽内では動きが止まる場合があるので入浴者に対して動きを要請して、人体検出センサの誤検出を防ぐためである。
【００６２】
上記所定時間内に、人体検出センサ５１が動きを検出すれば入浴者は健在であると推測できる。
一方、停止状態をカウンタ等でカウントし、停止状態が所定時間継続すると異常状態と判定され、判定手段３２から信号を出力し、音声記憶部１０１の警報報知音声記憶部１０８及び画像記憶部１０２の報知画像記憶部１０５から、他者に異常状態を知らせるための予め記憶させた情報を、通信部５３を介して異常検出信号を伝送し、各リモコンの報知手段６１、７１に音声で報知すると共に表示手段６４、７４に画像で表示する。
【００６３】
この報知は具体的には、例えば「浴室を見に行って下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにしてある。これにより、人体検出センサ５１による人体の異常情報を浴室のみならず台所に同時に報知することができる。
【００６４】
異常検出信号は、通信ＩＣからなる通信部を介して、図８のように伝送する。すなわち、人体検出センサ５１に設けた音声記憶部１０１、画像記憶部１０２から、音声及び画像データを前述した信号に応じて呼び出し、アナログ及びデジタル通信部６６、７６を介して台所リモコン７０に伝送し、台所リモコン７０に設けられたスピーカ等の報知手段７１及び表示手段７４に報知及び表示する。画像の検出、処理は前述した各領域２９、３０、３１毎に行うことにより、報知及び表示のための応答速度を早めることとなる。
【００６５】
報知後においては報知を解除する必要があるが、この報知解除の方法として、報知により浴室内での異常状態を知った家族が、台所リモコン７０のインターホンにより浴室リモコン６０のインターホンに対して呼出しを掛け、浴室１から応答があった場合に、浴室内の入浴者は健全な状態と推測できるので、報知解除用のインターホンスイッチ６２の信号により、ケーブル４１を経て、コントローラの制御部９０内の報知解除部９３を介して報知解除されて、再び監視フローに置かれることとなる。
温水機器を遠隔位置から制御するケーブル４１を利用することで、解除指令を伝送するための特別のケーブルを敷設する必要はなくなるのである。
【００６６】
インターホンスイッチ６２による報知解除手段により報知解除がなされない場合には、特定の電話番号に発信するコントローラ内の電話発信部１００から自動的に外部に発信されるようにしてもよい。これにより、家族が同居していない場合にも、安心して入浴することができる。
【００６７】
次に、撮像フローについて、図１４に基づいて説明する。
【００６８】
撮像装置６による撮像が開始されると（ステップＳ２１）、前述した調光が自動的になされた（ステップＳ２２）後、画像蓄積手段１２１により画像データの蓄積が開始される（ステップＳ２３）と同時に撮像の周期時間（Ｓ）がスタートする（ステップＳ２４）。周期時間の一例として、３００ミリ秒程度が望ましい。
【００６９】
そして、標準的な時間内に、蓄積可否判断手段１２２により、１画面分の画像データの蓄積が完了したと判断された場合（ステップＳ２５でイエスの場合）には、画像記憶手段１１５に記憶される。続いて、次の画面の画像データの蓄積を行い、この前画像と現画像とを一旦制御装置７に記憶させる（ステップＳ２６）。この場合、残りの可変時間はデッドタイムとなり、撮像周期は一定である。次に、制御装置７にプログラムされた動き量演算手段１１１により撮像画像データの演算処理が行われて、各領域毎の各画素毎に、前画像の受光量と現画像の受光量との差分（動き量）を演算する（ステップＳ２７）。なお、最初の２枚の画像データが蓄積されるまでは、演算は行われない。この動き量の演算を継続的に行うことで、前述した人体停止検出のフローに移行することとなる（ステップＳ２８）。このように人体検出センサ５１を設置している場所の光量の環境が良好な場合には、撮像及び撮像画像データの処理は一定の周期で円滑に行われる。
【００７０】
一方、浴室の照度が低く、標準時間内に画像データの蓄積ができなかったと蓄積可否判断手段１２２により判断された場合（ステップＳ２５でノーの場合）には、タイマ手段１２３により画像データの蓄積時間は可変時間帯に食い込んで時間延長される（ステップＳ２９）。その後、再び蓄積可否判断手段１２２により画像データの蓄積状態が判断され、画像データの蓄積が完了した場合（ステップＳ３０でイエスの場合）には、前記と同様に次の画像データの蓄積に移り、動き量の演算に移行するのである。
【００７１】
また、ステップＳ３０において画像データ蓄積が完了していない場合（ステップＳ３０でノーの場合）であって撮像周期時間（Ｓ時間）が経過していない場合（ステップＳ３１でノーの場合）には可変時間帯が許容する限り延長され画像蓄積され続ける。そしてこの間に画像データの蓄積が完了すれば動き量の演算に移行する。また、画像データ蓄積が完了していない場合（ステップＳ３０でノーの場合）であって撮像周期時間（Ｓ時間）が経過した場合（ステップＳ３１でイエスの場合）には、前述したゲイン調整部１６をゲイン調整手段１２６により調整して、ゲインを変更するようにしてある（ステップＳ３２）。このゲイン変更により撮像周期時間（Ｓ時間）内に画像蓄積ができた場合には（ステップＳ３３でイエスの場合）、前記と同様に次の画像データの蓄積に移り、動き量の演算に移行するのである。
また、ゲイン変更しても撮像周期時間（Ｓ時間）内に画像蓄積ができなかった場合には（ステップＳ３３でノーの場合）には、監視機能停止手段１２４により前記撮像装置による監視機能を停止することとしている。具体的には、リモコンの表示部に「感知できません」の文字画像を表示させると共に人体検出センサ５１本体に設けたランプ等の表示する手段１２５を赤色に点灯することとしている。この結果使用者は、監視機能が停止していることを確実に知ることができる。これにより人体停止の検出フローには移行しないこととなる。
【００７２】
このように、撮像周期はあらかじめ設定した一定の周期に設定されている、すなわち、演算時間帯あるいは画像蓄積時間帯と、時間変更の可能な可変時間帯とによる撮像周期を一定にすることにより、浴室の照明器具の電圧降下等により浴室の照度が変化したとしても、可変時間帯によって画像の蓄積時間を吸収し得て、人による同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができる。また、動き量演算手段１１１と画像記憶手段１１５とは別個に設けてあることから、平行して画像データの演算動作と画像蓄積記憶動作とを行わせることができ、撮像周期を短くすることが可能である。具体的には、浴室の照明が明るい場合には、図１６のように画像蓄積時間は短くて済むので、演算時間帯を基準にして可変時間を付加することにより、撮像周期（Ｓ）を一定にしている。これにより演算等の遅れを可変時間帯で吸収できる。また、浴室の照明が暗い場合には、図１５のように画像蓄積時間は長くかかるので、画像蓄積時間を基準にして可変時間を付加することで、撮像周期（Ｓ）を一定にしている。これらの時間は機種に応じて実験により予め求めることも可能である。あるいは、設置現場毎に設定するようにしてもよい。
【００７３】
監視機能を停止した後は、監視機能停止表示画像記憶部１２０から表示画像が呼び出され、表示手段６４、７４に表示される（ステップＳ３４）。これにより、家族のものは監視機能が停止していることを遠隔位置から知ることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、監視機能の停止の表示を風呂リモコン６０のみならず台所リモコン７０に表示することで、入浴者はセンサによる監視検出状況を把握でき、安心感を得ることができ、また、家族の者はセンサ設置場所の光量の点検に行くことも可能となる。
【００７５】
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。さらに、浴室以外にトイレ、洗面所等においても用いることができるものである。また、センサとリモコンと温水機器本体との全部を有線によるコードで接続したが、無線によりその全部若しくは一部を連携させてもなんら支障はないものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、撮像装置による画像の蓄積時間中において、制御装置により画像情報を演算処理することで、撮像周期時間の短縮化を図ることができる。また、部屋の照明器具の電圧降下等により部屋の照度が変化したとしても、可変時間帯により画像の蓄積時間を吸収し得て、人の同じ入室動作であれば、検出できる動きの検出量を略同じにすることができ、安定した検出を行うことができる。
また本発明は、光から電圧への変換を円滑にでき、撮像部と制御部とを近設しえて小型化が可能となり、画像処理の迅速化、動き検出の確実化、入室判定の確実化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。
【図３】図３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４】図４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５】図５は本発明の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の人体監視のフローを示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の装置全体を示す一実施形態を示すブロック図である。
【図８】図８は通信関係を示す他実施形態を示すブロック図である。
【図９】図９は記憶部の概要を示すブロック図である。
【図１０】図１０の（ａ）は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、（ｂ）は前画像の明暗を各画素毎に示す図、（ｃ）は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。
【図１１】図１１は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。
【図１２】図１２は一実施形態を示す電気回路ブロック図である。
【図１３】図１３は一実施形態を示す撮像装置と制御装置と表示手段との接続を示す説明図である。
【図１４】図１４は撮像フローを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は撮像周期の内容を示す説明図である。
【図１６】図１６は他実施形態を示す説明図である。
【図１７】図１７は従来例を示す説明図である。
【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 画像出力部
１７ 画像コア回路
２４ 領域分割手段
２６ 検知領域
２９ 入口領域
３０ 洗場領域
３１ 浴槽領域
３２ 判定手段
４０ 温水機器
４１ ケーブル
４２ コントローラ
４７ 電源プラグ
５１ 人体検出センサ
５２ 赤外線センサ
５４ データ記憶部
５５ アナログ通信部
５６ デジタル通信部
６０ 風呂リモコン
６１ 報知手段
６２ 解除手段
６６ アナログ通信部
６７ デジタル通信部
７０ 台所リモコン
７１ 報知手段
７６ アナログ通信部
７７ デジタル通信部
８５ 端子
９０ 制御部
１００ 電話発信部
１０１ 音声記憶部
１０２ 画像記憶部
１０３ 操作用画像記憶部
１０４ 停止画像記憶部
１０５ 報知用画像記憶部
１０６ その他記憶部
１０７ 動作要求報知音声記憶部
１０８ 警報報知音声記憶部
１１１ 動き量演算手段
１１２ 動き有無領域検出手段
１１３ 特定領域該当判定手段
１１４ 動き有無判定手段
１１５ 画像記憶手段
１２０ 監視機能停止表示画像記憶部
１２１ 画像蓄積手段
１２２ 蓄積可否判断手段
１２３ タイマ手段
１２４ 監視機能停止手段
１２５ 表示する手段
１２６ ゲイン調整手段
Ｓ 撮像周期
Claims (4)
- 監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを特徴とする人体検出装置。
- 監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、この撮像周期を一定の周期としたことを特徴とする人体検出装置。
- 監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積手段と、蓄積された画像情報を記憶させて演算処理する制御装置とからなり、撮像装置による画像の電荷の蓄積中に、記憶させた画像情報を演算処理する人体検出装置であって、前記制御装置による画像処理のための演算時間帯と、前記画像蓄積手段により撮像した画像の電荷を蓄積する画像蓄積時間帯とを比較し、画像蓄積時間帯の方が長い場合にはこの画像蓄積時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、演算時間帯の方が長い場合にはこの演算時間帯に時間変更の可能な可変時間帯を付加して撮像周期を構成し、このいずれかの撮像周期を一定の周期としたことを特徴とする人体検出装置。
- 前記撮像装置は、結像レンズと、該結像レンズによって結像される画像検出部と、スキャナと、前記画像検出部の各画素列を順次一定周期毎に受光状態に制御するスキャナ駆動制御部とからなる撮像部を有し監視領域に対して撮像周期を設けて撮像する撮像装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の人体検出装置。
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