JPS6332677A - 移動体量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＯＤセンサ等の蓄積型光検出器により移動
体が監視面を通過した数、例えば建物等に人出する人の
数を計測して表示する移動体量計測装置に関する。

（従来技術） 従来、例えば建物等に出入りする人の数を自動釣に計測
する装置としては、例えば光ビームを使用した光電スイ
ッチ装置、テレビカメラの映像を利用した装置あるいは
床マットにスイッチを組み込んだ所謂マットセンサを利
用した装置等が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、光ビーム方式におっては複数の人が横に
並んで通過したときの判別ができず、また、テレビカメ
ラ方式にあってはカメラ映像から通過する人の映像をパ
ターン認識する技術が複雑で装置が高価となり、更にマ
ットセンサでは機械的なスイッチ作動による検出である
ことから耐久性に問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、通過移動体、例えば人数の判別が正確にできると
共に装置構成も簡単でコスト的に安価でおり、更に移動
体の通過に対し充分な輝度変化を１ｑで高速処理ができ
るようにした移動体量計測装置を提供することを目的と
する。

この目的を達成するため本発明にあっては、監視面上を
通過する移動体を、移動体の移動方向に対して上面また
は下面から監視する監視面の輝度変化を監視する複数の
受光画素を直線配列してなる蓄積型光検出器により検出
し、この蓄積型光検出器が検出した受光情報に基づいて
移動体の数を判別するようにし、更に前記監視面に監視
ラインを形成する蛍光灯等の光源を埋設し、この光源か
ら前記蓄積型光検出器に入射する光を移動体の通過部位
で遮って充分な輝度変化が得られるようにしたものであ
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１及び２は蓄積型光検出器とし
ての電荷結合デバイス（以下ｒｃｃｏセンサ」という）
であり、第２図に示すように複数の受光画素３ａ〜３ｎ
を直線的に配列した構造を待ち、各受光画素に光が当た
ると読出しタイミングで定まる一定の蓄積時間（露光時
間）にわたる入射光の積分量に比例した蓄積電荷を得る
ことができる。

このような構造を持つＣＣＤセンサ１，２について本発
明にあっては、受光データに基づく通行量の演ｎ処理に
使用するデータとして全ての受光データを使用せず、第
２図に斜線部で示すように例えば４つ置きの受光データ
ＡＩ、Ａ５．・・・Ａｎ−１及びＢ２，８６．・・・３
ｎを受光データを記憶したメ゛モリからジャンピングア
ドレスの指定で読出して演算処理を実行するようにして
いる。

更に一例を具体的に説明するならば、例えばＣＣＤセン
サ１，２としては、２０４８個の受光画素を直線配列し
たものを使用し、１６個置きの受光データを読出してデ
ータ処理を行なう。ここで後の説明で明らかにする光学
系の構成によってＣＣＤセンサに結ばれる受光画素１つ
当りの監視面上の監視長さが０．２５Ｃｍであったとす
ると、１６個置きの受光データを読込むことは、監視面
上で４Ｃｍごと受光データをメモリから読込んでデータ
処理を行なうことを意味する。

このように直線配列された受光画素から得られた受光デ
ータのうち、一定間隔毎に間を置いて読出した受光デー
タをデータ処理することで、１ライン当りの画素数が多
くても高速データ処理が可能となる。

尚、受光画素に対応したデータ処理に使用する受光デー
タの密度は、例えば移動体を人とした場合、人の通過を
検出できる範囲内で決定され、且つ人を検出できる範囲
内で可変することができる。

この２台のＣＣＤセンサを使用した本発明の監視面の構
造及び検出光学系は、第３図に示すようになる。

第３図において、例えば検出対象となる移動体として人
の通過を例にとると、建物の玄関口等の床面（監視面）
４には２本の光源設置溝１０２８゜１０２ｂが形成され
、この光源設置溝１０２ａ。

１０２ｂの中に蛍光灯’１０６を上向きに複数本長手方
向に並べて設置し、蛍光灯１０６の上部となる溝開口部
にはガラス等でなる保護カバー１０８ａ、１０８ｂを設
けている。

光源設置溝１０２ａ　、１０２ｂは第４図（ｂ　）に保
護カバーを取外して示すように、複数本の蛍光灯１０６
を長手方向に並べて光源として組み込んでおり、また溝
開口部に設けられる保護カバー１０８°ａ、１０８ｂは
第４図（ａ　）に示すように、斜線部で示す遮光部によ
り監視ラインＡ、８を形成する透明又は乳白色の透過窓
１１０ａ、１１０ｂを備えており、透過窓１１０ａ、１
１０ｂで定まるライン光源を形成している。　再び第３
図を参照するに、床面４に設けたライン光源でなる２本
の監視ラインＡ、Ｂの影像は、人が通過する移動方向に
対して上面より反射ミラー５で反射して集光レンズ６に
入射し、監視ラインＡの映像については集光レンズ６か
らハーフミラ−７で反射してＣＣＤセンサ１に像を結ば
じ、一方、蒲祝ラインＢについては集光レンズ６からハ
ーフミラ−７を透過してＣＣＤセンサ２に象を結ばせる
。このような光学系により、監視ラインＡ、ＢはＣＣＤ
センサ１，２における受光画素１つ当りにつき例えばラ
イン上で０．２５Ｃｍの像が縮小されて結像される。

一方、第４図に平面的に示したライン光源でなる監視ラ
インＡ、Ｂは、この実施例では一例として建物の外側に
監視ラインＡを設置し、建物の内側に監視う、インＢを
設置している。ここで平行に形成された監視ラインＡと
Ｂの間隔りは、移動体の大きざによって定められ、例え
ば移動体を人とした場合Ｄ＝１０Ｃｍ程度に定められる
。また、監視ラインＡ、Ｂの横幅Ｗは出入口の大きざに
よって決まる。

移動体を人としたときに監視ラインＡとＢの間隔りを１
Ｑｃｍ程度とする理由は、次の通りである。

まず計測対象となる人は２点鎖線に示すように、その肩
幅Ｈ１が統計的にＨ１＝４０ｃｍ程度でおり、その分散
は２０・〜６Ｑｃｍとなる。また、胸の厚さト１２はＨ
２＝１０〜２４ｃｍの範囲に分散している。

従って、２本の監視ラインＡと８を通過するときの輝度
変化を検出して通行量を判別するためには、胸の厚さト
１２に基づいて略１００％に近い計測可能な確率を得ら
れるライン間隔りを求めるとＤ＝９．６４Ｃｍとなり、
実用上はＤ＝１０Ｃｍ前後に定めれば良い。

次に第２図に示したＣＣＤセンサ１，２の蓄積時間、即
ち露光時間は人が移動するときの速度を統計的に求め、
その最も速い移動速度■がＶ＝２゜１９ｍ／ｓでおるこ
とからライン間隔Ｄ＝９．６４ｃｍとしたときのライン
通過時間は４４ｍ５となる。従って、この通過時間中で
２回のデータをサンプリングするとすれば２２ｍ５とな
り、この程度の蓄積時間が確保できれば、人が通過した
ときも監視ラインの輝度変化による光電荷の蓄積を充分
に行なうことができ、蓄積型光検出器としてのＣＯＤセ
ンサによる人の通過検出ができる。

尚、監視ラインＡとＢは、蛍光灯等の光源を備えている
ことから、人の通過がない通常の監視状態ではＣＯＤセ
ンサに入射するライン映像は最大輝度となり、人の通過
により監視ラインの輝度が大きく低下し、この輝度の低
下に伴う受光データの変化から人の通過を判別する。

再び第１図を参照するに、ＣＣＤセンサ１，２はＣＯＤ
駆動回路８からの転送りロックを受けて一定の蓄積時間
毎に受光信号を出力してあり、転送りロックは監視ライ
ンの間隔りをＤ＝１０ｃｍとしたとき、この間を人が通
過した時間内で最低２回のデータをサンプリングするこ
と及び光源の発光波形との同期をとることとの条件から
５０Ｈ２地域では２０ｍ５，６０Ｈｚ地域では１６．７
１１１５の蓄積露光時間毎に、ＣＯＤセンサの受光画素
に蓄積された蓄積電荷を受光信号として読出すようにな
る。

ＣＣＤセンサ１，２の出力は、Ａ／Ｄ変換器９ａ、９ｂ
のそれぞれで受光レベルに応じたデジタル信号に変換さ
れ、マルチプレクサ１０に与えられる。

ここでＣＣＤセンサ１，２は、例えば２０４８個の受光
画素を価えていることから、１台毎に順次読出した場合
には読出し時間が長くなるため、Ａ／Ｄ変換器９ａ　、
９ｂを２系統を設け、並列的に受光信号を読出して高速
処理を可能にしている。

マルチプレクサ１０に続いては、受光データに背景処理
を施すための背景処理回路１１及びＲＡＭ１２ａ、１２
ｂが設けられる。

ＲＡＭ１２ａには、監視ラインＡ、Ｂ上に人の通過がな
い定常状態で得られたＡライン及びＢラインの受光デー
タが書込まれ、この書込まれた受光データが背景処理回
路１１に対する背景処理変換のための背景基準データと
して使用される。背景処理回路１１はＲＡＭ１２ａに記
゛庶された背景基準データからマルチプレクサ１０を介
してリアルタイムで得られる受光データを差し引いて、
背景の影響を受けない受光データを作り出す。この受光
データの背Ｆｄａ理は、受光画素に対応した受光データ
１つ１つについて、リアルタイム処理により行なわれる
。

一方、背景基準データの記憶に使用されていない他方の
ＲＡＭ１２ｂに対してはマルチプレクサ１０を介して受
光データの書込みがリアルタイムで行なわれており、必
要に応じてＲＡＭ１２ｂから１２ａに切換えることで背
景基準データのリフレッシュができるようにしている。

背景処理回路１１で背景処理が施された受光データは、
ゲート回路１３を介してバッファメモリ１４ａまたは１
４ｂに書込まれる。バッフ７メモリ１４ａ、１４ｂは、
ゲート回路１５を介して通行量計測のための演算処理を
実行する演算処理部１６に接続される。

ここでバッフ７メモリ１４ａ、１４ｂの２台を設ける理
由は、一方のバッファメモリ例えばバッフ７メモリ１４
ａにゲート回路１３を介して受光データの書込みを行な
っているときは、他方のバッファメモリ１４ｂをゲート
回路１５を介して演算処理部１６に接続し、バッファメ
モリ１４ｂに既に記憶されている受光データを演算処理
部１６が読込んでデータ処理を行なう。

このように一方のバッフ７メモリの書込み中に、他方の
バッファメモリのデータを演算処理することで、ＣＯＤ
センサ側と演算処理部１６側とのタイミング合せが不要
となり、ＣＣＤセンサ１，２からの受光データの転送と
演１理部１６によるデータ処理を独立させることができ
る。

演算処理部１６は、例えばＣＰＵによるプログラム制御
で実行され、ゲート回路１５で選択しているいずれか一
方のバッファメモリ１４ａまたは１４ｂに記憶している
受光データを読込んで、通行量計測のための演算処理を
行なう。この演算処理部１６による演算処理は、第５図
のジェネラルフローに示す処理内容を持つ。

まずバッファメモリ１４ａまたは１４ｂからのデータの
読込みは第２図に示したように、予め設定した一定間隔
毎に間を置いた受光データを読込んでデータ処理を行な
う。このようなデータ処理は、バッファメモリに対する
ジャンピングアドレスの指定方式で実現することができ
る。

演算処理部１６はゲート回路１５を介して入力するバッ
フ７メモリ１４ａまたは１４ｂからの受光データに基づ
き、まずブロック１８に示すようにＡラインのデータを
読込み、そのデータ変化を検出する。続いてブロック１
９でＢラインのデータの読込みに切換え、そのデータ変
化を検出する。

ブロック１８．１９におけるデータ変化の検出について
は、同時にデータ変化を生じたライン位置も検出する。

続いてブロック２０でＡライン及びＢラインのデータ変
化から第６図に示す監視ラインＡ、Ｂを人が通過したと
きのパターンを判別する。

第６図では、監視ラインＡ、Ｂに対し、出入口の外側に
位置する監視ラインＡ側から人が入ってきたときの時間
変化を時刻１１〜ｔ３に分けて示す。ここで、時刻ｔ１
の監視ラインＡにざしかかった状態をパターン１とし、
時刻ｔ２の監視ラインＡ、Ｂの両方にさしかかった状態
をパターン２とし、更に監視ラインＡをぬけて監視ライ
ンＢにかかつている状態をパターン３とする。勿論、退
出時にめっでは、時刻ｔ３からｔｌへの変化が得られる
。

従って、第５図のブロック２０におけるパターンγ１］
別では、第６図のいずれのパターンであるかをＡ、Ｂラ
インデータに基づいて判別することになる。

次のブロック２１ではブロック２０で判別されたパター
ンと、既に登録されている前回のパターンから移動方向
を判別する。例えば、パターン１か判別されたとき、前
回のパターンがパターン１〜３のいずれでもなければ入
場であり、またパターン３が判別された状態で前回のパ
ターンがパターン１〜３のいずれでもなければ退場とな
る。勿論、パターン２が判別されたときには、前回のパ
ターンがパターン１であれば入場、パターン３であれば
退場となる。

移動方向の判別が済むと、ブロック２２において入退数
を計数する。即ち、入場であればカウンタをカウントア
ツプし、また退場であればカウンタをカウントダウンす
る。このような計測処理が終了すると、最後にブロック
２３において、これまでのデータ処理で得られたライン
上の人の通過位置及びのその通過位置にあけるパターン
のうち移動方向判別に使用されていない通過位置及びパ
ターンを登録して再びブロック１８の９８埋に戻る。

そして、この使用されない上記通過位置のパターンが前
回からどのように変化したかにより移動方向が判別され
る。

再び第１図を参照するに、演算処理部１６で求められた
、そのときの入退数は表示器１７に与えられ、現在建物
に残っている人の人数若しくは入場者数等を表示する。

尚、演算処理部１６は、マルチプレクサ１０、ゲート回
路１３．１５の制御も行なう。

第７Ａ図、７８．７Ｃ図は、第１図の制御処理を更に詳
細に示したフローチャートである。

まず第７Ａ図はＡラインのデータ処理を示す。

装置をスタートさせると、ブロック５０で背景基準デー
タのセットを行ない、次のブロック５２でデータ変化数
カウンタし、位置カウンタＮ、更に１ライン当りに付き
処理するデータ数を監視するループカウンタ■をそれぞ
れ零にイニシＶライスする。

続いてブロック５４でループカウンタ■で設定された最
初のＡラインデータを入力し、判別ブロック５６で人で
おることを判断するため閾値以上か否かをチエツクする
。受光データが閾値を下回っていればブロック５８でル
−プカウンタ■をインクリメントし、判別ブロック６０
でループカウンタＩが最終値１＝１２８に遠しているか
どうかをチエツクし、閾値以上となるデータ変化を検出
するまでブロック５４〜６０の処理を繰返す。

受光データが閾値以上になると、判別ブロック５６から
ブロック６２に進み、この時の位置カウンタＮで指定さ
れる監視ラインの端からＮ人目の長さ、即ちデータ変化
数りをインクリメントし、判別ブロック６４で閾値ＬＯ
に達したか否かをチエツクし、閾値１０に達していなけ
ればブロック６６でループカウンタＩをインクリメント
し、最終値ｌ−１２８に達しているかどうかを判別ブロ
ック６８でチエツクした後、次のＡラインデータをブロ
ック７０で入力し、閾値以上であれば判別ブロック７２
から再びブロック６２に戻って、データ変化数りをイン
クリメントし、データ変化数Ｌ＝ＬＯに達するまでこの
ループを繰返す。

尚、データ変化数りが閾値ＬＯに達する前に閾値以上と
ならない受光データが得られた時には、受光データが空
いていると判断し、判別ブロック７２から判別ブロック
７４に進んで受光データの空き数をカウントする空き数
カウンタをインクリメントし、空き数カウンタの計数値
が所定値を越えた時にはブロック７６に進み、データ変
化数りを零にリセットして再びブロック５４に戻る。

判別ブロック６４でデータ変化数りが閾値ＬＯに達した
ことが判別されると、ブロック７８に進み、人の位ＩＮ
を登録し、続いてブロック８０でイ装置カウンタＮをイ
ンクリメントし、ル−プカウンタＩが最終値に達してい
なければ再びブロック５４に戻る。

このようなＡラインデータの処理により、監視ラインＡ
上に人の通過による輝度変化があれば、位置カウンタＮ
の値によってライン上の通過位置及び通過人数が登録デ
ータとして得られる。

判別ブロック６０または６８でループカウンタ■の最終
値が判別されると、ブロック８２に進みカウンタ１．Ｎ
及びＬを零にリセットし、第７Ｂ図に示すＢラインデー
タの処理に進む。

この第７Ｂ図に示すＢラインデータの処理も、第７Ａ図
のＡラインデータの処理と全く同じでめることから、付
加符号すを付して同一番号で各処理ブ【コックを示すっ このようにしてＡライン及びＢラインのデータ処理が終
了すると、第７Ｃ図に示すパターン及び移動方向の判別
処理に進む。

まず判別ブロック８４において、第６図に示したパター
ン１〜３のいずれであるかを判別し、ブロック８６ａ〜
８６ｃのいずれかに進む。尚、このパターン判別につい
ては、位置カウンタＮとの対応関係をもってパターン判
別を行なう。

続いて判別ブロック８８で既に登録されている前回のパ
ターンと比較し、ブロック９０ａの入場または９０ｂの
退出となる方向判別を行なう。ブロック９０ａの入場判
別にあっては、入選数カウンタＭを位置カウンタＮで与
えられる人数分だけ加算し、一方、ブロック９０ｂの退
出にあっては入退数カウンタＭを位置カウンタＮで与え
られる人数分だけ減算する。勿論、入場者と退出者が混
在する場合もあることから、入退出カウンタＭの加算と
減算が同時に行なわれる場合もあり得る。

このように入選数カウンタＭの計数が終了すると、ブロ
ック９２においてブロック８６８〜８６Ｃで判別された
パターンを位置と共に登録して前回のパターンとし、再
び第７Ａ図のブロック５４に戻る。

尚、第７Ａ、７８図におけるデータ処理におっては、デ
ータ変化数りが閾値ＬＯに達した時、人の通過によるデ
ータ変化と判定しているが、更に検出精度を高めるため
には閾値１ｏを多段階、例えば２段階に設定し、Ａ及び
Ｂラインのデータ処理における閾値ＬＯを例えばＬＯ＝
５（ライン上で２０Ｃｍ）としてまずパターンを判定し
、このパターン判定後に閾値ＬＯ＝１５　（ライン上で
６０ｃｍ）に遠するデータ変化が得られてから入退出の
計数動作を行なわせるようにしても良い。

更に、上記の実施例は移動体として人の通過を例にとる
ものであったが、本発明はこれに限定されず、車両や荷
物の通過量を検出することもでき、この場合には移動体
の大きざと移動速度に基づいて２本の監視ラインＡとＢ
の間隔を適切な値に設定すれば良い。

また、車両等のように移動する方向が一方向しか移動し
ない移動体においては、蓄積型光検出器を１ライン設け
るだけで移動体の数を計測することができる。

更に、本実施例においては移動体を移動方向に対して上
面から監視するよう構成したが、ライン光源を天井面等
に設置して下面から監視するようにしても良い。

（発明の効果〉 以上説明してきたように本発明によれば、蕎視面上を通
過する移動体を、移動体の移動方向に対して上面または
下面から監視する監視面の輝度変化を監視する複数の受
光画素を直線配列してなる蓄積型光検出器により検出し
、この蓄積型光検出器が検出した受光情報に基づいて移
動体の数を判別するようにし、更に監視面に光源を埋設
し、藷視面に位置する光源から蓄積型光検出器に入射す
る光を移動体の通過部位で遮って輝度変化を得るように
したたため、同時に複数の人が横に並んで通過した場合
や、入場者と退出者が交差した場合も正確に通過人数と
移動方向を判別することができ、極めて精度の高い通行
量の検出ができる。

また監視面に光源を埋設して移動体の通過で蓄積型光検
出器に対する光の入射を遮るようにしているため、移動
体の通過による輝度変化を充分に大きくとることができ
、ＣＣＤセンサ等における蓄積時間が短くとも充分な信
号変化を１ｑることかでき、高速処理が可能となる。更
に、監視面の光源を移動体の通過で遮って１揮度変化を
得ているため、例えば洋服の色の影響がなく、また移動
体を青光照明することになるので更に分解能を向上する
ことができる。

加えて、蓄積型光検出器としてＣＣＤセンサを使用する
ことから、従来のテレビカメラ方式に比べ検出光学系及
び通行■判別のデータ処理が簡単となり、低コストで高
い検出精度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第２図
は本発明で用いるＣＣＤセンサの構造を示した説明図、
第３図は本発明の検出光学系及びライン光源を示した説
明図、第４図は監視面に設けるライン光源の（Ｍ造を示
した説明図、第５図は第１図の演算処理部によるデータ
処理の概要を示したジェネラルフローチャート、第６図
は本発明の移動方向の判別で用いる監視ラインに対する
人の通過状態を示した説明図、第７Ａ、７８．７Ｃ図は
プログラム制御による本発明の通行量訂測処理を示した
フローチャートである。 １．２：ＣＣＤセンサ ４：床面 ５：反射ミラー ６：集光レンズ ７：ハーフミラ− ８：ＣＣＤ駆動回路 ９ａ　、９ｂ　：Ａ／Ｄ変換器 １０：マルチプレクサ １２ａ　、　１２ｂ　：ＲＡＭ １１：背景処理回路 １３、”１５：ゲート回路 １４ａ、１４ｂ　：バッファメモリ １６：演算処理部 １７：表示器 １０２ａ、１０２ｂ：光源設置溝 １０６：蛍光灯 １０８ａ　、　１０８ｂ　：保護カバー１１０ａ、１１
０ｂ：透過窓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体が監視面上を通過する移動方向に対して上面また
   は下面から該監視面の輝度変化を監視する複数の受光画
   素を直線配列してなる蓄積型光検出器と、該蓄積型光検
   出器で検出した前記監視面の受光情報に基づいて移動体
   の数を判別する判別手段を備えた移動体量計測装置に於
   いて、 前記監視面に光源を埋設し、該光源から前記蓄積型光検
   出器に入射する光を移動体の通過部位で遮って輝度変化
   を得るようにしたことを特徴とする移動体量計測装置。