JPH05141149A - 自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉手段の近傍の物体を２つの画像により認
識して障害になる立体形状の物と紙等の障害にならない
物とを識別して開閉手段を制御する。 【構成】 ２つの画像入力手段で入力された複数の画像
中から物体を検出する物体検出手段４が設けられ、また
物体検出手段４で検出した物体の状態を認識する物体認
識手段５と、この認識された物体の異常状態を判定する
異常判定手段６と、異常判定手段６の出力により開閉手
段を制御する制御手段７とを備えている。これによっ
て、立体形状の物体が予め決めてある領域に近づいた場
合には異常があったとして開閉手段の作動を制御し危険
を回避する。

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して動作する自動開閉装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の自動開閉装置は、第１の
方法として赤外線センサを用いて人体の温度を検出し、
赤外線の出力が変化したときを利用して人体の存在の有
無を確かめる方法があった。また目的とするところに撮
像手段を設けて常時画像により他の人間の目で監視する
ことにより異常を見つけるという方法があった（第２の
従来例）。そしてまた、この種の自動開閉装置に別の技
術手段として動体を画像により検出する手段を組み込む
ことにより開閉装置の自動化を目指す方法が考えられた
（第３の従来例）。この第３の従来例では画像により動
体を検出する手段として、図４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
出する手段であった。

【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、赤外線センサで検出する手段は人体のおよそ
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を行なうことができ
なかった。また、人体以外の物体は検出できないという
課題があった。

【０００４】また、従来例２では、撮像手段により人間
の目で認識するということは、常時監視していなければ
ならないという課題があった。

【０００５】更に、従来例３の場合のように動体を画像
により検出する場合は、図４に示すように画像入力手段
により背景画像を背景画像メモリ部に記憶し、次に現在
の画像を現画像メモリ部に記憶し、その後、差分２値化
手段で現画像メモリ部から背景画像メモリ部の差分演算
を行ない、ある閾値で２値化して物体の形状を取り出す
ことができるが、動いているものはすべて抽出するため
抽出した物体が開閉手段の動きなのか、人等の目的とす
る対象体の動きなのか、あるいは物体が置かれているの
かを識別できないという課題があった。さらに、その物
体が紙等の開閉動作に影響の無いものなのか立体形状の
物体で開閉動作に影響するものなのかの判別が出来なか
った。また、実際に使用される時の照度は変化している
が照度が変化した場合は差分演算すると照度変化をも物
体として検出してしまうという課題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、開閉
手段の近傍を異なった位置からの画像により物体を認識
すると共に、物体の中で開閉手段の開閉に影響の少ない
紙切れ等の物体と立体形状の物体を識別して開閉を制御
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、異なった位置から開閉手段の近傍を撮像す
る２つの画像入力手段と、前記２つの画像入力手段で入
力された複数の画像中から物体を検出する物体検出手段
と、前記物体検出手段で検出した物体の状態を認識する
物体認識手段と、前記物体認識手段で認識した物体の異
常状態を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とを具備し
たものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成によって、異なった位置から
開閉手段の近傍を撮像する２個の画像入力手段を介し、
物体検出手段により物体をそれぞれ検出し、前記物体の
状態を認識する物体認識手段により異なった角度からみ
た物体の立体的な大きさ、形、位置等の認識を行ない、
前記認識手段で認識した物体が開閉手段に異常を与える
かどうかを異常判定手段で判定し、前記異常判定手段の
出力により異常があった場合でかつ開閉手段が作動して
いるときには自動停止する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１０】図１，図２において、１は出入口を開閉す
る開閉手段、２は前記開閉手段１の上部から下方を撮像
するように配置された画像入力手段Ａ、３は開閉手段１
の下部で開閉手段１の横方向から開閉手段を臨む方向に
配置してある画像入力手段Ｂ、４は前記画像入力手段Ａ
２、画像入力手段Ｂ３で撮像された画像中の物や動くも
の（以下物体で代表する）を検出する物体検出手段、５
は前記物体検出手段３で検出した物体の状態を認識する
物体認識手段、６は前記物体認識手段で認識した物体が
異常領域に存在するか否かの異常判定する異常判定手
段、７は前記異常判定手段５の出力により前記開閉手段
１を制御する制御手段、また、物体検出手段４は前記画
像入力手段Ａ２、及び画像入力手段Ｂ３で撮像された画
像の背景画像を記憶する背景画像メモリ部８ａ、及び８
ｂと、前記画像入力手段Ａ２、及び画像入力手段Ｂ３で
撮像された画像の現画像を記憶する現画像メモリ部９
ａ、及び９ｂと、前記背景画像メモリ部８の画像と現画
像メモリ部９の画像との差分演算を行い所定の閾値で２
値化し記憶する差分２値化手段１０ａ、及び１０ｂと、
前記差分２値化手段１０で差分画像を２値化するときに
閾値設定手段１１ａ、及び１１ｂで設定された設定値以
下の部分の現画像を背景画像に書き換える背景書換え手
段１２ａ、及び１２ｂとで構成されている。なお、開閉
手段１はいわゆるシャッターであり、その上部には制御
部７からの信号により制御される電動式巻取り部１３が
設けられている。そして開閉部１４は両側に設けられた
レール１４に沿って上下するように構成されている。

【００１１】次に、この一実施例の構成に於ける作用を
説明する。図２はこの動作を示すフローチャートであ
る。ステップ１０１において開閉手段１の上方から下方
を撮像する画像入力手段Ａ２により予め動体の存在しな
い背景画像を背景画像メモリ部８ａに入力する。その後
制御手段７において電動式巻取り部１３に信号を送り開
閉装置を動作させる。次に、ステップ１０２において画
像入力手段Ａ２により現画像を現画像メモリ部９ａに入
力する。ステップ１０３ではそれぞれ記憶された背景画
像と現画像の同一場所の画素について差分２値化手段１
０ａにおいて差分演算し、ステップ１０４で閾値設定手
段１１ａにより所定の閾値により２値化する。この時、
差分演算された画素の輝度レベルが閾値以下かどうかの
判定をステップ１０５で行い、閾値以下であればステッ
プ１０６でその場所にある現画像メモリ部９ａの現画像
を背景書換え手段１２ａにより背景画像メモリ部８ａの
背景画像の同一場所に書き換え、ステップ１０７に行
く。もし、閾値以上であれば背景を書き換えないためそ
のままステップ１０７へ行く。ステップ１０７では全て
の画素についてステップ１０３からステップ１０６まで
の処理がされたかどうかをみて、全ての画素について処
理されていないならばステップ１０３に行き、次の画素
について同様の動作を行ない、全ての画素について処理
をする。次に、ステップ１０８へ行き閾値以上の画素を
順次見て行き、いくつかの塊として抽出して物体の位置
を検出する。これにより物体検出手段３にて物体の検出
ができる。検出された物体は開閉部１４の通過領域ある
いは近傍のどの領域に存在しているかその位置の認識を
物体認識手段４で行なう。

【００１２】一方、画像入力手段Ｂ３で入力された画像
についても画像入力手段Ａ２で行なったと同様の画像処
理を行ない物体の抽出を行なう。即ち、ステップ２０１
においてはステップ１０１で背景画像入力を行なったよ
うに、開閉手段１の下方で横方向から撮像する画像入力
手段３により動体の存在しない背景画像を背景画像メモ
リ部８ｂに予め入力する。その後制御手段７において電
動式巻取り部１３に信号を送り開閉装置を動作させる。
次に、ステップ２０２において画像入力手段Ｂ３により
現画像を現画像メモリ部９ｂに入力する。ステップ２０
３ではそれぞれ記憶された背景画像と現画像の同一場所
の画素について差分２値化手段１０ｂにおいて差分演算
し、ステップ２０４で閾値設定手段１１ｂにより所定の
閾値により２値化する。この時、差分演算された画素が
閾値以下かどうかの判定をステップ２０５で行い、閾値
以下であればステップ２０６でその場所にある現画像メ
モリ部３ｂの現画像を背景書換え手段１２ｂにより背景
画像メモリ部８ａの背景画像の同一場所に書き換え、ス
テップ２０７に行く。もし、閾値以上であれば背景を書
き換えないためそのままステップ２０７へ行く。ステッ
プ２０７では全ての画素についてステップ２０３からス
テップ２０６までの処理がされたかどうかをみて、全て
の画素について処理されていないならばステップ２０３
に行き、次の画素について同様の動作を行ない、全ての
画素について処理をする。次に、ステップ２０８へ行き
ステップ２０７で閾値以上の画素を順次見て行き、いく
つかの塊として抽出して物体の位置を検出する。これに
より物体検出手段４にて物体の検出ができる。検出され
た物体は開閉部１５の通過領域あるいは近傍のどの領域
に存在しているかその位置の認識を物体認識手段５で行
なう。

【００１３】その後ステップ２０９では画像入力手段Ｂ
３から入力した画像から得られた前記物体認識手段５で
認識したいくつかの物体の中で順次操作により物体が危
険な異常領域に存在しているか否かを全ての物体につい
て異常判定手段６で判定する。正常であればステップ１
０２、ステップ２０２で画像入力して同様の動作を行な
う。一方異常であればステップ２１０へ行き画像入力手
段Ｂ３から入力した画像から得られた前記物体認識手段
５で認識したいくつかの物体の中で順次操作により物体
が危険な異常領域に存在しているか否かを全ての物体に
ついて異常判定手段６で判定する。画像入力手段Ａ２で
得られた画像から異常判定が異常判定手段６で判定され
ても画像入力手段Ｂ３で得られた画像から閾値以下の物
体もしくは無視しても良い物体として認識される場合が
ある。それは、例えば紙のような場合には上方からみた
場合はある一定の大きさの物体として認識されるが画像
入力手段Ｂ３のように横方向から見た場合は薄くて無視
して良いような大きさで異常判定すると閾値以下で正常
と判定される場合がある。そこで正常であればステップ
１０２、ステップ２０２へ行き次の画像を入力して同様
の動作を行なう。一方異常であればステップ２１１へ行
き異常判定手段６から制御手段７へ信号を送り、制御手
段７により電動式巻取り部１３へ停止命令を送り開閉手
段１を停止する。その後、ステップ１０２、ステップ２
０２へ行き次の画像を入力して同様の操作を行なう。

【００１４】以上説明したように、差分画像の輝度レベ
ルが閾値以下かどうかの判定により閾値以下であった場
合に背景書換え手段１２で背景書換えを行ないながら一
番最近の背景に書き換え、閾値以上の塊から上方の画像
入力手段と横方向の画像入力手段から得られた画像から
物体を認識して認識した物体が異常領域に存在すれば開
閉手段１の動作を停止することにより安全を確保する。

【００１５】尚、異常領域として開閉部１５の通過領域
とすることにより物体が存在している場合には異常判定
手段６により異常の判定が行なわれ、近傍の物体には異
常判定がされず、開閉動作が継続して行なわれる。ま
た、異常領域を開閉部１５の通過領域の異常領域と開閉
手段の近傍の第２異常領域に分けて識別することにより
開閉部１５の通過領域では異常判定を行ない、即座に制
御手段７により開閉部１５を停止し、一方開閉手段１の
近傍に人がいる場合などでは動きの検出により物体が認
識されるが異常とまでには至らないので開閉部１５の開
閉動作速度を変更してゆっくり動作させながらより危険
状態になったときにのみ停止するようにしても良い。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の動体認識装
置は、２つの画像入力手段より得られた信号から背景画
像と現画像の差分演算を行い所定の閾値で２値化して、
２値化された画像の閾値以下の部分のそれぞれの現画像
を対応した背景画像メモリ部に書き換え常に最新の背景
としながら、抽出された塊の中から、立体形状の物体と
平面の紙等とを識別し、立体形状の物体を異常として判
定しながら開閉装置の制御をするもので次の効果が得ら
れる。

【００１７】（１）２つの画像により立体形状の物体と
平面形状の物体の識別を行ない、異常領域に立体形状の
物体が存在したならば開閉装置の動作を自動停止するこ
とができる。従って、異常領域に存在しない物体や紙等
はたとえ物体として認識されても開閉装置には影響を与
えず、かつ物体の安全を確保しつつ開閉動作を継続する
ことができる。

【００１８】（２）２つの画像を用いることにより異常
領域を開閉装置が通過して真に危険な領域とこの近傍で
次に危険な領域とに分け、危険状態に重み付けすること
によりこれらの危険状態に応じて開閉装置の停止または
減速運転のどちらかを選択できる。従って、赤外線セン
サ等を使って単なる動きを検出した場合では得られない
ようなきめ細かな運転制御が可能となる。

【００１９】（３）撮像された画像の照度が徐々に変化
しても最新の背景を常に更新しているので、２値化画像
から物体だけを抽出することができる。

【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外観斜視図

【図２】同装置の制御動作を説明するブロック図

【図３】同装置のフローチャート

【図４】従来の自動開閉装置における動体検出のブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 開閉手段 ２ 画像入力手段Ａ ３ 画像入力手段Ｂ ４ 物体検出手段 ５ 物体認識手段 ６ 異常判定手段 ７ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なった位置から開閉手段の近傍を撮像す
   る２つの画像入力手段と、前記２つの画像入力手段で入
   力された複数の画像中から物体を検出する物体検出手段
   と、前記物体検出手段で検出した物体の状態を認識する
   物体認識手段と、前記物体認識手段で認識した物体の異
   常状態を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とを具備し
   た自動開閉装置。