JP4469712B2 - 歩行者移動経路追跡方法、及び歩行者移動経路追跡システム - Google Patents

Description

この発明は、建造物内の歩行者の移動経路を追跡する歩行者移動経路追跡方法、及び歩行者移動経路追跡システムに関する。

従来、駅などの建造物内における歩行者の流れを円滑化させる為に、歩行者の流れを解析する種々の方法が提案されている。例えば、建造物内の複数の地点に計数器を携帯した人員を配備し、通行人の数をカウントさせる方法（例えば、特許文献１参照）や、建造物内の各地点にモニタを配置して該建造物内の各通路を撮影し、これらのモニタに映し出された映像を参照することにより該建造物内の歩行者の流れを解析する方法がある。
特開平７−２３７８３５号公報

例えば鉄道会社は、利用客の流れを解析することにより駅構内のどの通路（階段も含む）が混雑するかを解析し、解析結果に基づいて通路の幅を広げたり階段を増設したりする。駅構内の通路における利用客の流れを解析するときは、主に、上述のモニタを使用した方法が採用されている。ところが該方法では、解析側が得る情報は、モニタに映し出される各地点の情報のみである。従って、これら各地点の間の利用客の流れの情報は、該モニタを観察する人間の推測や専用のプログラムによる演算等により補完される必要がある。また、駅構内に人員を配備して計数器で通行人をカウントさせる方法を採用すると、特に大きな駅構内を調査したいときには多くの人員を配備する必要があるため多額の人件費が掛かってしまう。

また、上述の解析方法においては、各地点の情報しか得られない為、駅構内に複数の目的地及び通路が存在する場合、各地点の利用客の流れだけではどれくらいの利用客がいずれの通路を通行していずれの目的地に移動しているか（すなわち利用客の移動経路）を正確に把握することができなかった。従って、駅構内における利用客の流れを正確に把握することはできなかった。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、複数の通路を有する建造物内の歩行者の移動経路を正確に把握できる歩行者移動経路追跡方法、及び歩行者移動経路追跡システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る歩行者移動経路追跡方法は、少なくとも１つの目的地と、該少なくとも１つの目的地を結ぶ複数の経路を有する建造物内の歩行者の移動経路を追跡する歩行者移動経路追跡方法であって、前記建造物内の通路の床に歩行者の足の裏の圧力分布を検出可能な密度で埋設された複数の圧力センサにより複数の通路を歩行する各歩行者により通路に加えられる圧力を検出するステップと、前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより、個々の歩行者を識別するステップと、前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、識別された歩行者毎に移動経路を演算するステップと、を有している。本発明の歩行者移動経路追跡方法によると、床に加えられる圧力により歩行者の移動経路を把握することができる。また、これらを収集することにより正確な歩行者の流れを解析することも可能となる。

また、上記歩行者移動経路追跡方法では、歩行者を識別するステップにおいて、該歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより該歩行者を識別することができる。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る歩行者移動経路追跡方法は、前記複数の圧力センサから出力される検出データの中から、歩行者の足の裏の圧力分布が同一パターンの圧力分布を検出し、同一パターンの圧力分布が検出された位置の遷移履歴から当該歩行者の移動経路を検出することを特徴とする。前記複数の圧力センサから出力される検出データの中から同一パターンの圧力分布を検出する場合、先に検出された圧力分布の時間的推移から予測される移動方向側に検索範囲を絞り込むようにしても良い。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る歩行者移動経路追跡システムは、少なくとも１つの目的地と、該少なくとも１つの目的地を結ぶ複数の経路を有する建造物内の歩行者の移動経路を追跡する歩行者移動経路追跡システムであって、前記建造物内の通路の床に歩行者の足の裏の圧力分布を検出可能な密度で埋設され、該通路を歩行する歩行者の該通路に対する圧力を検出し、検出した圧力を外部機器に出力する複数の圧力センサと、前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより、個々の歩行者を識別すると共に、前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、識別された歩行者毎に移動経路を演算する移動経路演算手段と、を有している。

また、上記歩行者移動経路追跡システムにおいて、移動経路演算手段は、歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより該歩行者を識別することができる。

また、上記歩行者移動経路追跡システムにおいて、複数の圧力センサの各々は、床内に、マトリクス状に配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。

本発明の歩行者移動経路追跡方法及び歩行者移動経路追跡システムによると、床に埋設された圧力センサの出力に基づいて該床上を移動する歩行者を識別できる為、該歩行者の移動経路を正確に把握することが可能となる。また、これらの移動経路を収集することにより正確な歩行者の流れを解析することも可能となる。

図１は、本発明の実施形態における歩行者移動経路追跡システム１の構成を示した図である。本実施形態においては、歩行者移動経路追跡システム１は、駅構内に設けられたシステムであり、該駅構内における利用客の移動経路を演算する機能を果たす。また、歩行者移動経路追跡システム１で算出された利用客の移動経路を利用すると、該駅構内における利用客の流れを解析することも可能となる。

歩行者移動経路追跡システム１では、駅構内の床に埋設された圧力センサにより、歩行者の足の裏の圧力を検出し、それに基づいて歩行者の識別、及び移動経路演算を行う。すなわち歩行者移動経路追跡システム１は、人によって個人差がある歩行時の性質（例えば歩行時の足の裏の圧力分布や、歩幅、床を蹴るタイミング、足の形、大きさ等）を利用して歩行者の移動経路を算出するシステムである。歩行者移動経路追跡システム１を利用すると、例えば複数の利用客が第一のホームから第二のホームに移動するときに、どれくらいの利用客がどの経路（通路や階段）を利用して移動しているかを正確に把握できるようになる。

以下、歩行者移動経路追跡システム１の構成及び作用を、図１を参照して説明する。歩行者移動経路追跡システム１は、駅構内のホーム１１、１２、階段２１、２２、２３、通路３１、３２、３３の床に埋設された複数の圧力センサと、該圧力センサにより得られた歩行者の歩行に関する情報を収集し、該歩行者の移動経路を演算するホストコンピュータ４１から構成されている。

本実施形態において、歩行者移動経路追跡システム１は、一例として、ホーム１１に停車した電車からホーム１２に到着する電車に乗り換えようとしている利用客の移動経路を演算する。なお、図１では、ホーム１１から階段２２を経由してホーム１２に移動する利用客群を利用客群Ａ（図中黒塗りの足跡）とし、階段２３を経由してホーム１２に移動する利用客群を利用客群Ｂ（図中斜線部の足跡）としている。

図２は、複数の圧力センサＰＳが埋設されているホーム１１の床の断面を示した断面図である。なお、ホーム１２、階段２１、２２、２３、通路３１、３２、３３の床にも、ホーム１１と同様に圧力センサが埋設されている。従って、ホーム１１に埋設されている圧力センサの説明をもって、他の場所に埋設されている圧力センサの説明は省略する。

圧力センサＰＳは、無線通信インターフェース（不図示）を内蔵した微小なチップであり、ホストコンピュータ４１と無線で通信する機能を有している。これら複数の圧力センサＰＳは、ホーム１１の床内に、所定の平均密度でマトリクス状かつ同一平面上に配置されている。また、これらの圧力センサＰＳの各々は、その埋設位置をホストコンピュータ４１に把握されている。なお、ホストコンピュータ４１が各圧力センサＰＳの埋設位置を把握しているのであれば、これらの圧力センサＰＳは、床内に、ランダムかつ同一平面上に配置されていてもかまわない。

ホーム１１上を利用客群Ａ（または利用客群Ｂ）が歩行すると図２中矢印方向に圧力が掛かる。これら複数の圧力センサＰＳは、歩行者の足跡が検出できるよう比較的高密度に配置されており、このとき複数の圧力センサＰＳが利用客の歩行時の足の裏の圧力を検出する。圧力を感知した圧力センサは、圧力を電気信号に変換し、自己のＩＤ情報とともに無線通信インターフェースを介してホストコンピュータ４１に送信する。

本実施形態において、ホストコンピュータ４１は、一例として、圧力分布のパターンを認識により駅構内の利用客の移動経路を演算する。図３は、ホストコンピュータ４１による圧力分布のパターン認識を模式的に示した図である。

ホストコンピュータ４１は、ホーム１１を始めとするそれぞれの床に埋設された複数の圧力センサＰＳの圧力分布を、各々のＩＤ情報に関連付けて管理している。また、どのＩＤ情報を持った圧力センサＰＳがどの位置に埋設されているかを把握している。従って、利用客群Ａ及び利用客群Ｂがホーム１１上に足の裏を密着させて体重を掛けると、ホストコンピュータ４１は、図３の如き圧力分布のパターンを認識することができる。

ホストコンピュータ４１は、所定のアルゴリズムにより、駅構内を歩行する個々の利用客を識別することができる。該アルゴリズムは、各利用客によってそれぞれ異なっている要素（例えば、利用客の歩行時の足の裏の圧力分布や、歩幅、床を蹴るタイミング、足の形、大きさ等）を参照することにより各利用客を識別するものである。以下に、該アルゴリズムの一例を説明する。

例えば利用客の歩行時の足の裏の圧力分布により該利用客の移動経路を算出するアルゴリズムを説明する。図４は、このアルゴリズムによる利用客の移動経路算出処理を示したフローチャートである。

図４のフローチャートによると、ホストコンピュータ４１は、先ず、圧力センサＰＳの出力に基づいて作成された圧力分布（すなわちホストコンピュータ４１が認識している圧力分布）の中の１つに着目する（ステップ１、以下、Ｓ１とする）。そして着目した圧力分布に対応する圧力センサＰＳのＩＤ情報を取得する（Ｓ２）。なお、ここで取得されるＩＤ情報とは、着目した圧力分布の基となる信号をホストコンピュータ４１に出力した、いずれかの圧力センサＰＳのＩＤ情報であり、例えば当該圧力分布の中央部分に位置する圧力センサＰＳのＩＤ情報である。また、ホストコンピュータ４１は、各圧力センサＰＳの埋設位置情報をＩＤ情報と関連付けて記憶している為、該ＩＤ情報を取得することにより当該圧力分布の位置情報を知ることができる。

ＩＤ情報を取得すると、ホストコンピュータ４１は、次に、他の圧力分布を検索し（Ｓ３）、検索された圧力分布の中にＳ１の処理で着目した圧力分布と同一パターンの圧力分布があるか否かを判定する（Ｓ４）。

Ｓ１の処理で着目した圧力分布と同一パターンの圧力分布があると判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ホストコンピュータ４１は、Ｓ１の処理で着目した圧力分布と、Ｓ４の処理で同一パターンと判定された圧力分布とを、同一人物のものであると判断し、この同一パターンの圧力分布に対応する圧力センサＰＳのＩＤ情報を取得する（Ｓ５）。そしてＳ１の処理において着目した圧力分布の位置情報と、上述の同一パターンの圧力分布の位置情報をプロットする（Ｓ６）。すなわち２つの圧力分布の位置を線で結ぶ。

互いの圧力分布の位置をプロットした後、ホストコンピュータ４１は、Ｓ３の処理に戻り、再び検索処理を実行する。ホストコンピュータ４１は、これ以降、Ｓ３〜Ｓ６の処理を繰り返し、Ｓ１の処理で着目した圧力分布に該当する利用客の次の一歩が検出される位置情報を取得し、該一歩に該当する位置を順にプロットしていく。このような処理を実行することにより、ホストコンピュータ４１は、利用客の移動経路を算出していく。

また、Ｓ１の処理で着目した圧力分布と同一パターンの圧力分布がないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、ホストコンピュータ４１は、Ｓ３の処理すなわち検索処理を開始してから所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ７）。検索処理開始から所定時間経過したと判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ホストコンピュータ４１は、当該圧力分布に該当する利用客が駅構内から出たと判断し、移動経路算出処理を終了する。また、検索処理開始から所定時間経過していないと判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ホストコンピュータ４１は、Ｓ３に戻り、検索処理を続行する。

なお、駅構内には多数の利用客がいる。従ってＳ３の検索処理では予め検索範囲を絞り込んだ方が効率良く所望の圧力分布を検索することができる。検索範囲の絞り込みは、例えば所定の条件を満たす圧力分布のみを検索するようにすればよい。以下に、検索範囲の絞り込みの一例を説明する。

検索範囲を絞り込む為の所定の条件には、例えば、着目した圧力分布の進行方向側に位置すること、着目した圧力分布の形状（右足の分布か左足の分布か）と一致すること、着目した圧力分布近傍に位置すること（例えば着目した圧力分布を中心とした半径２ｍ以内の範囲）等が挙げられる。

着目した圧力分布の進行方向側に検索範囲を絞り込む為には、例えば以下の方法が考えられる。該方法とは、着目した圧力分布の時間的推移に基づいて当該圧力分布の進行方向を特定し、該特定された方向に位置する圧力分布のみを検索するというものである。ここでいう圧力分布の時間的推移とは、人の歩き方、すなわち人は踵側から足を地面に付けて踵側から足を地面から離すという動作に着目したものである。これによると、当該圧力分布の中で最初に高い圧力が測定された箇所が踵側すなわち進行方向と逆側であり、最後に高い圧力が測定された箇所がつま先側すなわち進行方向側となる。この絞り込み方法では、着目した圧力分布のつま先に該当する位置より前方の範囲を検索範囲とする。

また、着目した圧力分布の形状により検索範囲を絞り込む為には、例えば以下の如き判断をホストコンピュータ４１に実行させればよい。該判断とは、該形状が進行方向に向かって、稍左側に沿ったものを右足と判断し、稍右側に沿ったものを左足と判断することである。これにより例えば着目した圧力分布が右足である場合、ホストコンピュータ４１は、上述した判断に従い、進行方向に向かって稍左側に沿った圧力分布のみを検索すればよい。

以上に挙げたアルゴリズムは一例であり、実際にはアルゴリズムはこれらの例に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。また、様々なアルゴリズムの組み合わせにより、より正確に複数の利用客を識別し、各利用客の移動経路を算出することができる。

ホストコンピュータ４１は、図４の如きアルゴリズムにより圧力分布の識別し、該識別した圧力分布をプロットすることにより該利用客の移動経路を演算している。従って、ホストコンピュータ４１は、例えばホーム１１に居た利用客群Ａがどの通路や階段を利用してホーム１２へ移動したかを正確に把握できる。さらにホストコンピュータ４１は、駅構内を移動する利用客の移動経路を収集し、該収集結果に基づいて駅構内を移動する利用客の流れを演算することもできる。

すなわち本実施形態では、単純に各地点における利用客の数をカウントするのではなく、一の地点から移動する利用客がどの経路を利用して二の地点に移動するかを正確に把握できる。従って、本実施形態では、建造物内における歩行者の流れをより正確に解析することも可能となる。

以上が本発明の実施形態である。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

なお、本実施形態では駅構内の全ての床に圧力センサＰＳを埋設しているが、別の実施形態では該駅構内の分岐地点の床のみに該センサＰＳを埋設してもよい。図１を参照して別の実施形態を説明すると、例えば、ホーム１１や通路３１には圧力センサＰＳが埋設されており、階段２１には該センサＰＳが埋設されていない。例えば、ホーム１１で検出された圧力分布と同一パターンの圧力分布が通路３１で認識された場合、ホストコンピュータ４１は、ホーム１１に居た利用客が階段２１を利用して通路３１に移動したと判断する。また、ホーム１１で検出された圧力分布と同一パターンの圧力分布が他の通路で認識された場合、ホストコンピュータ４１は、ホーム１１に居た利用客が他の階段を利用して該通路に移動したと判断する。このように別の実施形態では、各分岐地点で検出された圧力分布をプロットすることにより利用客の移動経路を算出できる。

また、圧力センサＰＳを圧電素子で構成した場合、圧力分布を取得すると共に圧電効果によって得られた電力を、例えば駅構内の照明や歩行者移動経路追跡システム１そのものを作動させることに利用することができる。

本発明の実施形態における歩行者移動経路追跡システムの構成を示した図である。 本発明の実施形態に用いられる複数の圧力センサが埋設されているホームの床の断面を示した断面図である。 本発明の実施形態に用いられるホストコンピュータによる圧力分布のパターン認識を模式的に示した図である。 利用客の足の裏の圧力分布を利用したアルゴリズムによる利用客の移動経路算出処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 解析システム
４１ ホストコンピュータ
ＰＳ 圧力センサ

Claims (7)

1. 少なくとも１つの目的地と、該少なくとも１つの目的地を結ぶ複数の経路を有する建造物内の歩行者の移動経路を追跡する歩行者移動経路追跡方法であって、
   前記建造物内の通路の床に歩行者の足の裏の圧力分布を検出可能な密度で埋設された複数の圧力センサにより複数の通路を歩行する各歩行者により通路に加えられる圧力を検出するステップと、
   前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより、個々の歩行者を識別するステップと、
   前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、識別された歩行者毎に移動経路を演算するステップと、を有したことを特徴とする、歩行者移動経路追跡方法。
2. 前記複数の圧力センサから出力される検出データの中から、歩行者の足の裏の圧力分布が同一パターンの圧力分布を検出し、同一パターンの圧力分布が検出された位置の遷移履歴から当該歩行者の移動経路を検出することを特徴とする請求項１記載の歩行者移動経路追跡方法。
3. 前記複数の圧力センサから出力される検出データの中から同一パターンの圧力分布を検出する場合、先に検出された圧力分布の時間的推移から予測される移動方向側に検索範囲を絞り込むことを特徴とする請求項２記載の歩行者移動経路追跡方法。
4. 少なくとも１つの目的地と、該少なくとも１つの目的地を結ぶ複数の経路を有する建造物内の歩行者の移動経路を追跡する歩行者移動経路追跡システムであって、
   前記建造物内の通路の床に歩行者の足の裏の圧力分布を検出可能な密度で埋設され、該通路を歩行する歩行者の該通路に対する圧力を検出し、検出した圧力を外部機器に出力する複数の圧力センサと、
   前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、歩行者の足の裏の圧力分布、歩幅、及び床を蹴るタイミングの少なくとも１つにより、個々の歩行者を識別すると共に、前記複数の圧力センサから出力される検出データに基づいて、識別された歩行者毎に移動経路を演算する移動経路演算手段と、を有したこと、を特徴とする歩行者移動経路追跡システム。
5. 前記各圧力センサは、検出データと共に自己のＩＤ情報を無線送信する無線送信機能を有し、
   前記移動経路演算手段は、前記各圧力センサの埋設位置情報をＩＤ情報と関連付けて記憶しており、前記各圧力センサから無線送信された検出データ及びＩＤ情報を受信し、該ＩＤ情報に基づいて当該圧力分布の位置情報を取得することを特徴とする請求項４記載の歩行者移動経路追跡システム。
6. 前記複数の圧力センサの各々は、前記床内に、マトリクス状に配置されていること、を特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の歩行者移動経路追跡システム。
7. 前記複数の圧力センサの各々は、前記床内に、ランダムに配置されていること、を特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の歩行者移動経路追跡システム。

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