JPH05113088A - 自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人などが近づき危険な状態になった事を速や
かに認識して自動停止させる。 【構成】 画像入力手段２から入力された画像は開閉手
段１が移動する領域を切り出す切り出し手段３によって
処理された後動体検出手段４に入力される。動体認識手
段５によって動体の位置が認識され、動体が切り出し手
段の近傍に近づいた場合には異常判定手段６で異常と判
定される。また切り出し手段３で切り出される領域を領
域変更手段１０によって限定して動体を検出することに
より制御手段７による開閉手段１の迅速な制御が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャッター、自動ドア
等の開閉装置の近傍に存在する動体を画像で抽出し、抽
出された動体の異常を識別する自動開閉装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の自動開閉装置、例えば、
シャッターにおいてはその下端面に接触センサを配設
し、接触センサが物体に触れた時に開閉動作を停止する
ようになっていた（従来例１）。また、赤外線センサを
用いて人体の温度を検出し、赤外線センサの出力が変化
したことを利用して人体の存在の有無を確かめる手段が
あった（従来例２）。一方シャッターの近傍に撮像手段
を設けて常時画像により人間の目で監視（従来例３）し
たり、シャッター近傍の動体を画像処理により検出した
りする例（従来例４）があった。この従来例４では画像
により動体を検出する手段として、図８に示したよう
に、背景画面Ａと現画面Ｂの差分画面Ｃを取り、動いた
部分のみ抽出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例１では、開閉装置の下端に接触するまでは全く検出す
ることができなかった。また、接触センサは物体に接触
してから一定圧力に達するまで物体を検出しないため図
６に示したように障害物４０が開閉装置の一方の領域に
置かれている場合には一定以上の圧力を検出してから停
止していた。そのため開閉装置の下端面は障害物４０の
あるところは停止し、障害物４０のないところはそのま
ま移動することになり移動用のガイド４１、４２に対し
て歪みが生じ、そのためこれが原因で故障につながると
いう課題があった。更に、この手段では開閉装置近傍に
いる人は検出されないため、人が近くにいれば危険であ
り、従って自動運転はできないという課題があった。

【０００４】また、従来例２の赤外線センサで検出する
手段は動体のおよその位置はわかっても、状態把握や領
域を指定してその中の人間を認識するなどの複雑な制御
はできないという課題があった。

【０００５】また、従来例３は、撮像手段により人間の
目で認識するというものであり、したがって常時監視し
ていなければならないという課題があった。

【０００６】更に、従来例４の場合のように動体を画像
により検出する手段は、図７に示すように画像入力手段
２により背景画像を背景画像メモリ部１５に記憶し、次
に現在の画像を現画像メモリ部１６に記憶し、その後、
現画像メモリ部１６から背景画像メモリ部１５の差分演
算を差分手段１８で行ない、これを２値化手段２２によ
りある閾値で２値化して動体の形状を取り出すものであ
るが、使用される時の周囲の照度が変化した場合に差分
演算すると照度変化をも動体として検出してしまうので
制御信頼性がうすいという課題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、動体
を画像で検出し、目的とする領域の目的とする動体に注
目し監視しながら開閉手段を制御する自動開閉装置を提
供することを第１の目的としている。

【０００８】また監視する領域の位置や大きさを変えて
速やかに動体を検知する事を第２の目的としている。

【０００９】さらに領域の境界として開閉手段の端面を
検出する事を第３の目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、開閉手段と、開閉手段を撮像する画像入力
手段と、画像入力手段で撮像された画像中で開閉手段が
移動する領域を切り出す切り出し手段と、切り出し手段
で切り出された領域外の動体を検出する動体検出手段
と、切り出し領域を変更する領域変更手段と、動体検出
手段で検出した動体の状態を認識する動体認識手段と、
動体認識手段で認識した動体が切り出し領域近傍に近づ
いたことを判定する異常判定手段と、異常状態判定手段
の出力により開閉手段を制御する制御手段と、制御手段
の出力により開閉手段を自動開閉する構成としたもので
ある。

【００１１】また第２の目的を達成するために前記切り
出し手段の切り出し領域を変更する領域変更手段を設け
た構成としている。

【００１２】また第３の目的を達成するために前記領域
変更手段を開閉手段端面を検出する端面検出手段と、端
面検出手段により検出された端面の移動方向を検出する
移動方向検出手段とで構成したものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記の構成によって、開閉手段を画像
入力手段で画像入力し、入力した画像から、開閉手段が
移動する領域を切り出し手段で切り出し、その後、切り
出し手段で切り出された領域以外の領域において動体検
出手段により動体を検出し、動体の状態を認識する動体
認識手段により動体の位置等の認識を行ない、認識手段
で認識した動体が切り出し手段近傍に近づいたことを異
常判定手段で判定し、異常判定手段の出力により異常が
あったことを検知して開閉手段が作動しているときには
これを停止させる。

【００１４】また切り出し手段で切り出す領域を領域変
更手段により変更し開閉手段と連動して開閉手段の存在
するところを切り出すようにして、切り出し領域外の動
体を上記した動体検出手段により動体検出を行ない、動
体検出を行う領域の位置、大きさを変える。

【００１５】さらに領域変更を開閉手段端面を検出する
端面検出手段と前記端面の移動方向検出する移動方向検
出手段で行い、切り出し領域の境界線を開閉手段の移動
に応じて動的に変更する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１において、１は開閉手段、２は開閉手
段１を撮像する画像入力手段、３は画像入力手段２で撮
像された画像中で開閉手段１が移動する領域を切り出す
切り出し手段、４は切り出し手段３で切り出された領域
外の動体を検出する動体検出手段、５は動体検出手段４
で検出した動体の状態を認識する動体認識手段、６は動
体認識手段で認識した動体が切り出し領域近傍に近づい
たことを判定する異常判定手段、７は異常判定手段６の
出力により開閉手段１を制御する制御手段、８は制御手
段７の出力により報知する報知手段、１０は切り出し手
段３の切り出し領域を変更する領域変更手段、１１は領
域変更手段１０の変更基準とする開閉手段の端面を検出
する端面検出手段、１２は端面検出手段１１により開閉
手段１の端面が移動する方向と反対の方向を検出する移
動方向検出手段、また、動体検出手段４は、画像入力手
段２より得られた信号から背景画像を記憶する背景画像
メモリ部１５と、画像入力手段２より得られた信号から
現画像を記憶する現画像メモリ部１６と、画像入力手段
２より得られた信号の現画像より以前の画像を記憶する
前画像メモリ部１７と、背景画像メモリ部１５と現画像
メモリ部１６との差分演算を行う差分手段１８と、前画
像メモリ部１７と現画像メモリ部１６と背景画像メモリ
部１５の出力より変化部分を検出する変化検出手段２０
と、変化検出手段２０の出力により背景画像を書き換え
る背景書換手段２１と、差分手段１８で得られた画像を
ある設定された閾値により２値化する２値化手段２２と
から構成している。

【００１８】図２は本発明の一実施例の全体を示す斜視
図で、２３は自動開閉装置で開閉手段１はいわゆるシャ
ッターで構成している。

【００１９】また、図３、図４において２４は開閉手段
１の上方から下方に向けて設置した画像入力手段２で入
力された画像、２５は人体、直線ａと直線ｂではさまれ
た領域２６は切り出し手段３で切り出した切り出し領
域、直線ｂと直線ｄではさまれた領域２７は切り出し領
域外、直線ｂと直線ｃにはさまれた領域２８は切り出し
領域外２７中の危険領域である。

【００２０】上記構成における動作を図５を用いて説明
する。ステップ１０３で画像入力手段２により開閉手段
１の画像入力を行う。次に、ステップ１０４で画像入力
手段２で入力された画像中で開閉手段１が移動する領域
を切り出し手段３により切り出す。そして領域変更手段
１０により切り出し領域外２７に動体検出する範囲を変
更する。そして、ステップ１０５にて切り出し手段３で
切り出された切り出し領域外２７中の動体を動体検出手
段４により検出し、動体検出手段４で検出した動体がど
の位置にいるかをステップ１０６の動体認識手段５によ
り検出する。尚、ここでは動体の面積、輝度、形等の特
徴から人体２５を認識するようにしてある。

【００２１】その後ステップ１０８で検出した位置情報
から人体２５が切り出し領域２６近傍に近づいたことを
異常判定手段６により判定する。この異常判定手段６の
判定は動体認識手段５で認識された人体２５が切り出し
領域外２７に存在しない場合は安全信号を制御手段７に
出力しステップ１０９の開閉動作にはいる。ステップ１
１０で動作完了でないならばステップ１０３へ戻り画像
入力を行う。動作完了であればステップ１１１にて開閉
手段１の動作を完了させ、他の不必要な電源をオフす
る。

【００２２】一方、人体２５が切り出し領域外２７中に
存在する場合は異常判定手段６の第２の異常判定により
危険状態であることの確認のためのビットを立て、ステ
ップ１１３にて制御手段７により開閉手段１の減速開閉
動作に入る。その後は、ステップ１０３に戻り画像入力
を行う。

【００２３】しかし、この状態から、図４に示すように
異常判定手段６により危険領域２８に人体２５の位置が
存在すると判断した場合は、ステップ１１２において制
御手段７には異常の出力を行い、開閉手段１の動作を中
止する。次に、異常状態が続いているかどうかをステッ
プ１１５にてチェックし、異常状態が解消されている場
合はステップ１０３に戻り画像入力を行う。しかし、異
常状態が解消されていない場合はステップ１１６にて報
知手段８により警備会社等に報知する。

【００２４】尚、ここでは報知手段８により報知するま
で正常状態か危険状態か異常状態かの場合に分けて、危
険状態の時は減速制御を行い、異常状態のみ開閉動作を
中止して、更に、連続的に異常が発生しているときには
報知手段８により報知する。

【００２５】ここで領域の切り出し方法については切り
出し手段３によって切り出された切り出し領域を開閉手
段１の移動とともに切り出し領域を領域変更手段１０に
より変更することで開閉手段１がスタート状態の時は危
険領域を広く監視することが可能となる。開閉手段１が
閉止状態に近くなれば近づくほど開閉手段１と地面など
との間にはさまれる危険は大きくなるが画像入力手段２
で入力された画像中の危険領域は限られた領域になるた
め検出すべき画像領域は小さくなる。したがって位置検
出等の動体認識をマイコンのソフトウェアで行う場合に
は演算を行わねばならないデータが少なくなり、すばや
い危険回避動作が可能となる。

【００２６】なお、切り出し領域を動体を検出しない側
としたが、逆に動体を検出する側を切り出し領域として
も同様の作用をする。

【００２７】また、切り出し手段３で切り出す領域を変
更する領域変更手段１０は端面検出手段１１により変更
基準となる開閉手段１の端面を検出し、その後移動方向
検出手段１２により前記端面検出手段１１により検出さ
れた開閉手段１の端面が移動する方向を検出することに
より可能となる。この領域変更手段１０の領域変更によ
り端面を基準として移動方向の向きから切り出し領域を
抽出することができる。この手段によれば、切り出し領
域を検出するのに複雑な構成を行わず、エッジ検出等の
簡単な構成で実現可能となる。

【００２８】次に、動体検出手段４としては、背景画像
メモリ部１５と現画像メモリ部１６との差分を差分手段
１８により演算し、差分画像を２値化手段２２により２
値化することにより動体を検出する。これは照度等の変
化がない場合において動体を検出することが可能であ
る。

【００２９】しかしながら、必ずしも照度が一定でない
場合がある。これを解消するために、本発明の一実施例
では画像入力手段２より得られた信号から背景画像を背
景画像メモリ部１５に記憶し、画像入力手段２より得ら
れた信号から現画像を現画像メモリ部１６に記憶し、前
記画像入力手段２より得られた信号の現画像より以前の
画像を前画像メモリ部１７に記憶する。そして、前記背
景画像メモリ部１５と現画像メモリ部１６との差分演算
を差分手段１８により行い、前記背景画像メモリ部１５
と前記前画像メモリ部１７と現画像メモリ部１６との出
力から変化部分を変化検出手段２０により検出する。

【００３０】そして、前記変化検出手段２０の出力から
現画像メモリ部の同一場所の画素について輝度、あるい
は色の書換えを背景書換え手段２１により行う。これに
より、照度等の変化により背景が変化しても瞬時値で補
正することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自動開閉装
置によれば、次の効果を奏する。 （１）開閉手段の移動による動きを除去できるので、動
体検出の誤動作がなくなり安全な開閉動作を可能にす
る。 （２）動体を抽出して後に人体を認識するので動いてい
るものの中から人体のみを認識して危険を回避すること
ができる。 （３）人体が開閉手段に近づいていてもその領域が危険
領域でないならば制御手段により減速運転を行ない、危
険領域ならば開閉手段を停止するのできめ細かな運転が
可能となる。

【００３２】また切り出し手段で切り出す領域を開閉手
段と連動して開閉手段の存在するところを切り出すよう
にして、切り出し領域外の動体を動体検出手段により動
体検出を行なうため、 （１）切り出し領域を開閉手段の移動とともに領域変更
手段により変更することで開閉手段１の動体開始時は危
険領域を広く監視することが可能となる。 （２）開閉手段が閉止状態に近くなれば入力された画像
中の危険領域は限られた領域になるため検出すべき画像
領域は小さくなり位置検出等の動体認識をマイコンのソ
フトウェアで行っている場合にはすばやい危険回避動作
が可能となる。

【００３３】さらに領域変更を、開閉手段端面と、前記
端面の移動方向を検出して行っているので切り出し領域
の検出を複雑な構成を用いずにエッジ検出等の簡単な構
成で実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の自動開閉装置のブロック図

【図２】同装置の全体を示す斜視図

【図３】同装置が異常でない状態にある場合の入力画像
図

【図４】同装置が異常である状態にある場合の入力画像
図

【図５】同装置のフローチャート

【図６】従来の自動開閉装置が異常の状態にある場合の
正面図

【図７】同装置のブロック図

【図８】同装置の動体抽出法を示す模式図

【符号の説明】

１ 開閉手段 ２ 画像入力手段 ３ 切り出し手段 ４ 動体検出手段 ５ 動体認識手段 ６ 異常判定手段 ７ 制御手段 １０ 領域変更手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉手段と、前記開閉手段を撮像する画像
   入力手段と、前記画像入力手段で撮像された画像中の前
   記開閉手段が移動する領域を切り出す切り出し手段と、
   前記切り出し手段で切り出す領域を変更する領域変更手
   段と前記切り出し手段で切り出された領域外の動体を検
   出する動体検出手段と、前記動体検出手段で検出した動
   体の状態を認識する動体認識手段と、前記動体認識手段
   で認識した動体が切り出し領域の近傍に近づいた時異常
   と判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力に
   より前記開閉手段を制御する制御手段からなる自動開閉
   装置。
2. 【請求項２】切り出し手段の切り出し領域を変更する領
   域変更手段を設けた請求項１記載の自動開閉装置。
3. 【請求項３】領域変更手段は開閉手段の端面を検出する
   端面検出手段と、前記端面の移動方向を検出する移動方
   向検出手段により構成された請求項２記載の自動開閉装
   置。