JP5256859B2 - 通行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道の駅などに設置される自動改札装置のような通行制御装置に関し、特に、利用者を撮像するための撮像装置を備えた通行制御装置に関する。

自動改札装置を通行する利用者の中には、高齢者、妊婦、子供などの通行弱者も含まれている。このような通行弱者に対しては、安全上の配慮から、自動改札装置において通常の利用者の場合とは異なる改札処理を行うことが要求される。例えば、投入された乗車券が有効でなく通行を禁止する場合でも、ゲート扉を通常より遅い速度でゆっくりと閉じて、利用者に衝撃が加わらないようにしたり、閉じた後のゲート扉の保持力を弱めて、利用者が転倒するのを未然に防止するなどの処理がその例である。

このような処理を行うためには、改札通路を通行する利用者が通行弱者であることを判別する必要がある。その手段として、自動改札装置にカメラを設置し、カメラで撮像した利用者の画像を解析して、利用者が通行弱者であるか否かを判別する方法が考えられる。下記の特許文献１〜３には、改札通路を通行する利用者を撮像するカメラが設置された自動改札装置が記載されている。但し、これらの文献では、通行弱者の判別については言及されていない。

特開２００２−２７９４５６号公報 特開２００３−３３１３２３号公報 特開２００５−１１２４８号公報

図１１は、カメラを設置した自動改札装置の例であって、改札通路の出口側からみた正面図を示している。５０は改札通路６１を挟んで設置された自動改札装置、５１は自動改札装置５０の本体、５７は本体５１の側部に設けられた側板である。片方の自動改札装置５０における側板５７の上部には、利用者Ｐ１、Ｐ２を撮像するカメラ１１が内蔵されている。

このように、改札通路６１の片側に１台のカメラ１１を設けた場合は、カメラ１１で撮像して得られる画像は１アングルからの画像のみである。したがって、改札通路６１に２人の利用者Ｐ１、Ｐ２が連なって入ってきた場合、カメラ１１が撮像した画像は、前後の利用者が重なって、図１２のように１人の利用者の画像となることがある。Ｚはカメラ１１の撮像領域を示している。この結果、改札通路６１を通行する通行弱者の検出や、利用者の人数の算出が正確に行えなくなる。

この対策として、上記の特許文献１に記載されているように、改札通路の両側にカメラを設置し、複数アングルから利用者を撮像することが考えられる。この場合、それぞれのカメラで撮像された複数の画像を処理すると処理結果も複数となり、ある画像の処理結果と他の画像の処理結果とが一致しないというケースが生じうる。このため、取得した複数の画像から、通行弱者等を正確に検出するための方策が必要となる。

本発明は、上述した課題に鑑み、通行弱者を正確に判別して適切な通行処理を行うことができる通行制御装置を提供することを目的としている。

本発明に係る自動改札装置は、通路を通行する利用者を、異なる撮像領域において撮像する複数の撮像手段と、これらの撮像手段が撮像した各画像から、通常の利用者とは異なる通行弱者を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて通行処理を行なう通行処理手段とを備える。そして、通行処理手段は、撮像された各画像から得られた検出手段の検出結果の突合を行い、突合の結果、検出手段が、撮像された各画像のうち少なくとも１つの画像から、通行弱者を検出した場合は、当該検出結果を優先し通行弱者ありと判定して、通常の利用者に対する通行処理とは異なる、安全上の配慮をした通行処理を行ない、突合の結果、検出手段が、撮像された各画像のうちいずれの画像からも、通行弱者を検出しなかった場合に、通行弱者なしと判定して、通常の利用者に対する通行処理を行なう。

ここで、「通行弱者」とは、通路を通行する利用者のうち、通常の利用者と比較して何らかの不利な要素を保有している者をいい、例えば、前述した高齢者、妊婦、子供のほか、ベビーカーを押している人、松葉杖をついている人、大きな荷物を担いでいる人、目の不自由な人などがこれに該当する。

本発明のようにすれば、複数アングルから利用者を撮像することで、通行弱者の検出が容易になるとともに、１つの撮像手段で撮像された画像を処理した結果、通行弱者が検出されなかった場合でも、他の撮像手段で撮像された画像を処理した結果、通行弱者が検出された場合は、後者の処理結果が優先されて通行弱者ありと判定されるので、画像処理結果の簡単な突合によって、通行弱者を正確に検出することができる。

本発明においては、複数の撮像手段が撮像した各画像から、通路を通行する利用者の人数を判定する判定手段をさらに設けてもよい。この場合、通行処理手段は、判定手段が、撮像された各画像のうち少なくとも１つの画像から、利用者の人数を複数と判定した場合に、当該人数に応じた通行処理を行ない、判定手段が、撮像された各画像のうちいずれの画像からも、利用者の人数を複数と判定しなかった場合に、利用者１人に対する通行処理を行なう。

このようにすると、複数アングルから利用者を撮像することで、通行する利用者の人数の検出が容易になるとともに、１つの撮像手段で撮像された画像を処理した結果、複数の利用者が検出されなかった場合でも、他の撮像手段で撮像された画像を処理した結果、複数の利用者が検出された場合は、後者の処理結果が優先されて人数が複数と判定されるので、画像処理結果の簡単な突合によって、利用者人数を正確に検出することができる。

本発明においては、利用者が所持する乗車券や入退室カードのような媒体が受け付けられた時に、撮像手段が利用者を撮像することが好ましい。

このようにすると、撮像手段は必要な場合のみ利用者を撮像するので、画像を保存するメモリの容量を節約することができる。

本発明によれば、複数の撮像手段で撮像した画像に基づいて通行弱者を正確に判別することができ、通行弱者に対して適切な対応をとることが可能となる。

図１ないし図３は、本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した図であり、図１は斜視図、図２は正面図、図３は側面図である。図において、５０は自動改札装置、５１は自動改札装置５０の本体、５２は自動改札装置５０の入口側（改札側）に設けられたゲート扉、５３は自動改札装置５０の出口側（集札側）に設けられたゲート扉、５４は自動改札装置５０で使用される非接触ＩＣカード（図示省略）との間で通信を行うアンテナ、５５はアンテナ５４で読み取った非接触ＩＣカードが正常な乗車媒体であるか否かを表示するランプ表示部、５６は利用者に対して通行許可や通行禁止等の各種メッセージを表示するメッセージ表示部、５７は本体５１の側部に設けられた側板、５８は側板５７の上面に設けられた小児／学生表示ランプ、５９は側板５７内に設けられているセンサやカメラ（後述）を覆うカバー、６０は本体５１の正面に設けられている通行可否表示部、６１は１対の自動改札装置５０により形成される改札通路である。

図３は、図１における右側の自動改札装置５０のカバー５９を取り外した状態の側面図である。４０は通行方向に直線状に複数個配列された人間位置追跡用のセンサであって、例えば透過型の光センサから構成されている。また、図１の左側の自動改札装置５０における側板５７にも、改札通路６１を挟んでセンサ４０のそれぞれと対向する位置に、透過型の光センサが複数個設けられている。そして、各自動改札装置５０においては、センサを構成する投光素子と受光素子とが通行方向に交互に配列されており、かつ、一方の自動改札装置５０の投光素子と他方の自動改札装置５０の受光素子とが改札通路６１を挟んで対向している。

図１に示すように、右側の自動改札装置５０の側板５７の内部には、カメラ１１が配備されている。また、左側の自動改札装置５０の側板５７の内部にも、カメラ１２が配備されている。これらのカメラ１１、１２は、改札通路６１の出口側に設けられており、改札通路６１の入口側から入場する利用者を撮像する。このため、カメラ１１は図３に示すように設置されていて、撮像領域Ｚ１を撮像する。図示は省略しているが、カメラ１２も、図３に示したカメラ１１と同じように設置されている。

図２は、図１を出口側からみた図であって、向かって左側の自動改札装置５０に設置されたカメラ１１は、上述した撮像領域Ｚ１を撮像し、向かって右側の自動改札装置５０に設置されたカメラ１２は、撮像領域Ｚ２を撮像する。このように、２台のカメラ１１、１２は、異なる撮像領域Ｚ１、Ｚ２を異なるアングルから撮像する。Ｐは改札通路６１を通行する利用者を示している。

以上のような自動改札装置５０は、例えば鉄道の駅に設置され、利用者が非接触ＩＣカードをアンテナ５４の上にかざすと、アンテナ５４が読み取った非接触ＩＣカードのデータが本体５１の内部に設けられている制御部に送られ、制御部が乗車媒体の適否を判定してゲート扉５２，５３の開閉を制御し、通行を許可または禁止する。

図４は、自動改札装置５０の電気的構成を示したブロック図である。１は自動改札装置５０の動作を制御する制御部としてのＣＰＵ、２はメモリから構成される記憶部である。記憶部２には、後述する判定結果を格納する判定結果エリア２ａと、カメラ１１、１２で撮像した画像を格納する画像エリア２ｂとが設けられている。また、これ以外にも、乗車媒体から読み取った媒体情報が格納されるエリアや、ＣＰＵ１の動作プログラムが格納されるエリア、各種の制御パラメータが格納されるエリアなどを有している（図示省略）。３はゲート扉５２，５３を駆動する扉駆動部であって、扉開閉用のモータや、モータの駆動回路などから構成される。４は表示部であって、図１に示したランプ表示部５５、メッセージ表示部５６、小児／学生表示ランプ５８および通行可否表示部６０から構成される。５は上位装置であるホスト装置（図示省略）との間で通信を行うホスト通信部、６は自動改札装置５０の各部に電源を供給する電源部である。

７は撮像部であって、前述したカメラ１１、１２とその駆動回路等から構成される。８は、カメラ１１、１２で撮像された画像を処理する画像処理部であって、撮像画像から通行弱者や通行人数を検出する処理（詳細は後述）を行う。９は人間検知部であって、図３に示したセンサ４０などから構成される。１０はアンテナ５４の動作を制御するアンテナ制御部であって、アンテナ５４は非接触ＩＣカードからなる非接触媒体７０との間で無線通信を行い、非接触媒体７０に記録されている媒体情報を非接触で読み取る。

以上において、ＣＰＵ１は、本発明における通行処理手段の一実施形態を構成し、撮像部７は本発明における撮像手段の一実施形態を構成している。また、ＣＰＵ１および画像処理部８は、本発明における検出手段および判定手段の一実施形態を構成し、アンテナ５４は、本発明における読取手段の一実施形態を構成している。

図５は、自動改札装置５０の動作を示したフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、自動改札装置５０における処理の詳細を説明する。

ステップＳ１で電源をＯＮにして装置を起動すると、ステップＳ２で待機状態となり、ステップＳ３で乗車媒体が受け付けられるのを待つ。非接触媒体７０がアンテナ５４にかざされて検知されると、媒体が受け付けられたと判断して（ステップＳ３：ＹＥＳ）、カメラ１１、１２による撮像動作に移り、ステップＳ４〜Ｓ８と、ステップＳ９〜Ｓ１３とが並行して実行される。

まず、カメラ１１、１２を駆動して撮像を開始し（ステップＳ４、Ｓ９）、利用者の画像を取得する（ステップＳ５、Ｓ１０）。カメラ１１、１２は、前述したように、それぞれ異なるアングルから利用者を撮像する。このため、図６および図７に示すように、２人の利用者Ｐ１、Ｐ２が連なって自動改札装置５０に入場する場合、例えば、カメラ１１では、図８（ａ）に示す１人の利用者Ｐ１の画像が撮像領域Ｚ１において取得され、カメラ１２では、図８（ｂ）に示す２人の利用者Ｐ１、Ｐ２の画像が撮像領域Ｚ２において取得されたとする。

これらの画像は、記憶部２の画像エリア２ｂ（図４）に格納され保存される（ステップＳ６、Ｓ１１）。続いて、画像処理部８は、記憶部２の画像エリア２ｂから画像を読み込み、読み込んだ画像に対して、フィルタリングや圧縮などの画像処理を行う（ステップＳ７、Ｓ１２）。その後、画像処理部８は、処理された画像に基づいて、公知の方法により、画像中の利用者の人数を算出するとともに、利用者の年齢および種別を推定する（ステップＳ８、Ｓ１３）。種別とは、性別や、通行弱者か否かの区別などである。利用者人数は、例えば、画像中の顔を切り出すなどの方法により算出することができる。利用者の年齢や種別は、例えば、特開２００５−２７５９３５号公報に示されているように、人体の所定部位の特徴量に対して二分木探索法を適用することで推定することができる。

次に、これらの算出・推定結果を記憶部２の判定結果エリア２ａへ出力し、処理結果をテーブル化する（ステップＳ１４）。これにより、判定結果エリア２ａには、例えば、図９に示すようなテーブルが作成される。ここでは、カメラ１１の撮像画像から得られた結果は、利用者の人数が「１人」、通行弱者は「あり」で、カメラ１２の撮像画像から得られた結果は、利用者の人数が「２人」、通行弱者は「なし」となっている。

次に、ＣＰＵ１は、図９のテーブルを参照して、突合による判定を行う（ステップＳ１５）。この突合では、カメラ１１、１２のそれぞれが撮像した画像のうち、少なくとも１つの画像から通行弱者が検出された場合は、通行弱者ありと判定し、いずれの画像からも通行弱者が検出されなかった場合は、通行弱者なしと判定する。また、カメラ１１、１２のそれぞれが撮像した画像のうち、少なくとも１つの画像から複数の利用者が検出された場合は、利用者の人数を複数と判定し、いずれの画像からも複数の利用者が検出されなかった場合は、利用者の人数を１人と判定する。

したがって、図９のテーブルの場合、図１０（ａ）に斜線で示すように、通行弱者についてはカメラ１１の撮像結果が優先されて「あり」と判定され、人数についてはカメラ１２の撮像結果が優先されて「２人」と判定される。すなわち、図１０（ｂ）のような最終判定結果が得られる。

こうして最終的な判定結果が得られると、ＣＰＵ１は、その判定結果に応じた改札処理を実行する（ステップＳ１６）。すなわち、上の例では、改札通路６１を通行する利用者に通行弱者が含まれるため、冒頭でも述べたように、乗車媒体が有効でなく通行を禁止する場合でも、出口側のゲート扉５３を通常より遅い速度でゆっくりと閉じて、利用者に衝撃が加わらないようにしたり、閉じた後のゲート扉５３の保持力を弱めて、利用者が転倒するのを未然に防止したりする。また、上の例では、改札通路６１を通行する利用者は２人であるので、例えば、受け付けた乗車媒体が１枚であった場合は、もう１枚が受け付けられるのを待ったり、１枚のプリペイドカードで複数人の通行が可能な運用の場合は、２人分の料金を引き落とすなどの処理を行う。

なお、カメラ１１、１２で撮像した画像のいずれからも、利用者が１人しか検出されず、かつ、通行弱者が検出されなかった場合は、利用者１人に対する通常の改札処理が行われる。

上述した自動改札装置５０においては、２台のカメラ１１、１２により複数アングルから利用者を撮像することで、通行弱者の検出が容易になるとともに、カメラ１１、１２の一方が撮像した画像から通行弱者が検出されなかった場合でも、他方が撮像した画像から通行弱者が検出された場合は、後者の処理結果が優先されて通行弱者ありと判定されるので、画像処理結果の簡単な突合によって、通行弱者を正確に検出することができる。このため、通行弱者に対して適切な改札処理を行うことが可能となる。

また、２台のカメラ１１、１２により複数アングルから利用者を撮像することで、通行する利用者の人数の検出が容易になるとともに、カメラ１１、１２の一方が撮像した画像から複数の利用者が検出されなかった場合でも、他方が撮像した画像から複数の利用者が検出された場合は、後者の処理結果が優先されて人数が複数と判定されるので、画像処理結果の簡単な突合によって、利用者人数を正確に判定することができる。このため、利用者人数に応じた適切な改札処理を行うことが可能となる。

さらに、２台のカメラ１１、１２は、利用者が所持する乗車媒体が受け付けられた時に、利用者を撮像するようにしているので、必要な場合のみ利用者を撮像することで、画像を保存するメモリ（記憶部２）の容量を節約することができる。

本発明は、上述した実施形態以外にも、種々の実施形態を採用することができる。例えば、上記実施形態では、カメラ１１、１２を左右の自動改札装置５０にそれぞれ１個設置した例を挙げたが、左右の自動改札装置５０に複数台のカメラを設けてもよい。また、左右の自動改札装置５０に設置するカメラの台数は異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、カメラ１１、１２を自動改札装置５０の側板５７の内部に設置したが、自動改札装置５０の本体５１にカメラ１１、１２を設置してもよく、カメラ１１、１２の設置場所は任意である。

さらに、上記実施形態では、非接触媒体専用の自動改札装置５０を例に挙げたが、本発明は、非接触媒体と磁気券の両方に対応した自動改札装置や、磁気券のみに対応した自動改札装置にも適用することができる。また、本発明は、自動改札装置に限らず、入退出管理システムに用いられるゲート装置などにも適用することができる。

本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した正面図である。 本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した側面図である。 自動改札装置の電気的構成を示したブロック図である。 自動改札装置の動作を示したフローチャートである。 複数の利用者の自動改札装置への進入を説明する側面図である。 複数の利用者の自動改札装置への進入を説明する正面図である。 ２台のカメラで撮像した各画像を示す図である。 判定結果エリアに作成されるテーブルの例である。 撮像結果の突合を説明する図である。 カメラを設置した自動改札装置の正面図である。 カメラで撮像した画像を示す図である。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ 記憶部
２ａ 判定結果エリア
２ｂ 画像エリア
７ 撮像部
８ 画像処理部
１１、１２ カメラ
５０ 自動改札装置
５４ アンテナ
７０ 非接触媒体
Ｐ１、Ｐ２ 利用者
Ｚ１、Ｚ２ 撮像領域

Claims (3)

1. 通路を通行する利用者を、異なる撮像領域において撮像する複数の撮像手段と、
   前記複数の撮像手段が撮像した各画像から、通常の利用者と比較して何らかの不利な要素を保有している通行弱者を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に応じて通行処理を行なう通行処理手段と、
   を備え、
   前記通行処理手段は、
   前記撮像された各画像から得られた前記検出手段の検出結果の突合を行い、
   前記突合の結果、前記検出手段が、前記撮像された各画像のうち少なくとも１つの画像から、通行弱者を検出した場合は、当該検出結果を優先し通行弱者ありと判定して、通常の利用者に対する通行処理とは異なる、安全上の配慮をした通行処理を行ない、
   前記突合の結果、前記検出手段が、前記撮像された各画像のうちいずれの画像からも、通行弱者を検出しなかった場合は、通行弱者なしと判定して、通常の利用者に対する通行処理を行なうことを特徴とする通行制御装置。
2. 請求項１に記載の通行制御装置において、
   前記複数の撮像手段が撮像した各画像から、前記通路を通行する利用者の人数を判定する判定手段をさらに備え、
   前記通行処理手段は、
   前記判定手段が、前記撮像された各画像のうち少なくとも１つの画像から、利用者の人数を複数と判定した場合に、当該人数に応じた通行処理を行ない、
   前記判定手段が、前記撮像された各画像のうちいずれの画像からも、利用者の人数を複数と判定しなかった場合に、利用者１人に対する通行処理を行なうことを特徴とする通行制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の通行制御装置において、
   前記利用者が所持する媒体を受け付けて、当該媒体に記録されている媒体情報を読み取る読取手段を備え、
   前記複数の撮像手段は、前記読取手段が前記媒体を受け付けた時に、利用者を撮像することを特徴とする通行制御装置。

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