(57)【要約】【課題】吐水を制御する操作を検知する位置を状況に応じ移動させることができる吐水制御装置を提供する。【解決手段】撮像対象領域が撮像された画像の画像情報に基づいて、前記画像における吐水の操作に関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な操作物体の位置を検知する操作物体検知部と、前記画像情報に基づいて、前記画像における検知対象である対象物体の位置を検知する対象物体検知部と、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体の位置、前記対象物体検知部により検知された前記対象物体の位置、及び前記対象物体の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する制御部を備える。【選択図】図１
2019178524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象領域が撮像された画像の画像情報に基づいて、前記画像における吐水の操作に関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な操作物体の位置を検知する操作物体検知部と、
前記画像情報に基づいて、前記画像における検知対象である対象物体の位置を検知する対象物体検知部と、
前記操作物体検知部により検知された前記操作物体の位置、前記対象物体検知部により検知された前記対象物体の位置、及び前記対象物体の位置の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する制御部
を備えることを特徴とする吐水制御装置。
【請求項２】
前記操作物体は、前記撮像対象領域において複数設けられ、複数の前記操作物体のうち少なくとも一つの物体一つの物体は位置が変更可能であり、
前記操作物体検知部は、前記画像における複数の前記操作物体の各々の位置を検知する
請求項１に記載の吐水制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記対象物体の位置の時系列変化に基づいて、前記対象物体の位置が前記操作物体の位置に近づいていると判定される場合、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する
請求項１又は請求項２に記載の吐水制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記対象物体の位置の移動速度の時系列変化に基づいて、前記対象物体の移動速度が減速していると判定される場合、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する
請求項３に記載の吐水制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記対象物体の移動速度の時系列変化に基づいて、前記対象物体が前記操作物体の位置において速度が所定の閾値以下となると予測される場合に、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する
請求項４に記載の吐水制御装置。
【請求項６】
前記操作物体は、吐水の操作に応じた表示がなされた表示物である
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の吐水制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記撮像対象領域における物体の深度を示す深度情報に基づいて、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体における三次元空間の位置、及び前記対象物体検知部により検知された前記対象物体における三次元空間の位置を算出し、算出した各々の位置に基づいて、吐水を制御する
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の吐水制御装置。
【請求項８】
撮像対象領域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された画像の画像情報を取得する請求項１から請求項７の何れか一項に記載の吐水制御装置と
を備える吐水制御システム。
【請求項９】
前記撮像対象領域における物体の深度を測定する距離測定装置
を更に備え、
前記吐水制御装置は、前記撮像装置により撮像された画像の画像情報、及び前記距離測定装置により測定された前記撮像対象領域における物体の深度を示す深度情報を取得する
請求項８に記載の吐水制御システム。
【請求項１０】
操作物体検知部が、撮像対象領域が撮像された画像の画像情報に基づいて、前記画像における吐水の操作に関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な操作物体の位置を検知し、
対象物体検知部が、前記画像情報に基づいて、前記画像における検知対象である対象物体の位置を検知し、
制御部が、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体の位置、前記対象物体検知部により検知された前記対象物体の位置、及び前記対象物体の位置の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する
吐水制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水制御装置、吐水制御システム、及び吐水制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の人間の行動からその行動の意図を認識する行動認識技術の発達に伴い、人間が水栓の操作をしなくても、自動的にその人間の意図に基づいて適切に水栓を制御するシステムの開発が期待されている。
例えば、吐水口の下が検知領域となるようにシンクに設置したセンサにより、吐水口に差し出された人間の手や洗浄物を検知することで、検知対象物体の動きに応じたタイミングで吐水を開始する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の技術を用いた場合においては、シンクにセンサ等を設けなければならない。このため、センサの設置位置が固定されており、その設置位置を動かすことができない。センサの設置位置が固定されているため、センサが検知可能な領域に、人間の手や洗浄物を差し出さなければ、吐水が開始されない。このため、背の低い子供が吐水口の手前に手などを差し出す動作をした場合に、検知できない可能性がある。このような場合に、子供の動作に合わせた位置にセンサを移動させようとしても移動できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐水を制御する操作を検知する位置を状況に応じ移動させることができる吐水制御装置、吐水制御システム、及び吐水制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明の一実施形態は、撮像対象領域が撮像された画像の画像情報に基づいて、前記画像における関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な操作物体の位置を検知する操作物体検知部と、前記画像情報に基づいて、前記画像における検知対象である対象物体の位置を検知する対象物体検知部と、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体の位置、前記対象物体検知部により検知された前記対象物体の位置、及び前記対象物体の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する制御部を備える吐水制御装置である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記操作物体は、前記画像において複数設けられ、複数の前記操作物体のうち少なくとも一部は位置が変更可能であり、前記操作物体検知部は、前記画像における複数の前記操作物体の各々の位置を検知する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記制御部は、前記対象物体の位置の時系列変化に基づいて、前記対象物体の位置が前記操作物体の位置に近づいていると判定される場合、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記制御部は、前記対象物体の位置の移動速度の時系列変化に基づいて、前記対象物体の移動速度が減速していると判定される場合、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する。
【００１０】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記制御部は、前記対象物体の移動速度の時系列変化に基づいて、前記対象物体が前記操作物体の位置において速度が所定の閾値以下となると予測される場合に、前記操作物体に対応する操作に応じて、吐水を制御する。
【００１１】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記操作物体は、吐水の操作に応じた表示がなされた表示物である。
【００１２】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御装置であって、前記制御部は、前記撮像対象領域における物体の深度を示す深度情報に基づいて、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体における三次元空間の位置、及び前記対象物体検知部により検知された前記対象物体における三次元空間の位置を算出し、算出した各々の位置に基づいて、吐水を制御する。
【００１３】
また、本発明の一実施形態は、撮像対象領域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像された画像の画像情報を取得する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の吐水制御装置を備える吐水制御システムである。
【００１４】
また、本発明の一実施形態は、上述の吐水制御システムであって、前記撮像対象領域における物体の深度を測定する距離測定装置を更に備え、前記吐水制御装置は、前記撮像装置により撮像された画像の画像情報、及び前記距離測定装置により測定された前記撮像対象領域における物体の深度を示す深度情報を取得する。
【００１５】
また、本発明の一実施形態は、操作物体検知部が、撮像対象領域の画像情報に基づいて、前記画像情報に対応する画像における吐水の操作関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な操作物体の位置を検知し、対象物体検知部が、前記画像情報に基づいて、前記画像における検知対象である対象物体の位置を検知し、制御部が、前記操作物体検知部により検知された前記操作物体の位置、前記対象物体検知部により検知された前記対象物体の位置、及び前記対象物体の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する吐水制御方法である。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、この発明によれば、吐水を制御する操作を検知する位置を状況に応じ移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る吐水制御システム１の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る軌道予測部２０６が行う処理を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態に係る軌道予測部２０６が行う処理を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る吐水制御装置２０の動作例を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る吐水制御装置２０の動作例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る吐水制御装置２０Ａの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態の吐水制御システム及び吐水制御装置を、図面を参照して説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る吐水制御システム１の構成例を示すブロック図である。吐水制御システム１は、図形４０１を含む領域である撮像対象領域４０の画像に基づいて、吐水及び止水を制御する。図形４０１は、例えば、吐水の操作に対応する視覚記号（ピクトグラム）である。ここで、図形４０１は、「操作物体」の一例である。また、図形４０１は、「表示物」の一例である。
【００２０】
図１に示すように、図形４０１は、例えば、水が注がれたコップの絵文字が示された画像である。水が注がれたコップが表示された絵文字は、例えば、浄水を吐水するという吐水の操作に対応する。
【００２１】
図形４０１は、タッチセンサや電子回路が組み込まれた電子部品ではなく、視覚記号（ピクトグラム）が描かれた部材であり、例えば、ステッカーやシール、カード等である。また、図１では、図形４０１が一つである場合を例示したが、図形４０１は複数あってもよい。図形４０１は、シンクの壁や外周部など、吐水を操作するために好適な任意の箇所に設けられてよく、設置位置が固定されることなく状況に応じて設置位置が変更されてもよい。例えば、小さな子供が水栓を使用する場合には、図形を低い位置に移動させて使用するようにしてよい。
【００２２】
吐水制御システムが行う吐水の制御には、吐水する水の種別、吐水する水の形態及び吐水する水の水圧や流量、温度等を選択する制御が含まれる。吐水する水の種別には、例えば、原水、浄水、湯水がある。吐水する水の形態には、例えば、ストレート吐水、及びシャワー吐水がある。以下の説明では、吐水制御システム１が吐水及び止水を制御する場合を例示して説明する。
【００２３】
吐水制御システム１は、例えば、撮像装置１０及び吐水制御装置２０を備える。
吐水制御装置２０は、吐水管の吐水を開始又は終了させる電磁弁３０と接続する。吐水制御システム１は、電磁弁３０を開閉することにより吐水管の吐水及び止水を制御する。
【００２４】
撮像装置１０は、例えば、キッチン等、水が使用される場所に設けられ、所定の時間間隔で撮像対象領域４０を撮像する。ここで、撮像装置１０により撮像された撮像対象領域４０の画像は、「領域画像」の一例である。撮像装置１０は、例えば、シンクよりも広い領域（例えばシンクとコンロを含む領域）を撮像する。撮像装置１０は、例えば、キッチンの天井、又はウォールキャビネットの底板外側面に設けられる。天井に設けられる場合には、照明配線器具に装着可能な電球型のカメラを用いることができる。この場合、撮像装置１０は、照明配線器具から供給される電力により動作する。また、この場合、撮像装置１０は、吐水管の上側方向に設けられる。この場合、撮像装置１０は、例えば、吐水管の上側方向から下側をみた領域が撮像領域となるように設置される。つまり、撮像装置１０は、吐水管を俯瞰する位置から吐水管を含む領域を撮像する。
【００２５】
また、撮像装置１０は、撮像した画像の画像情報を吐水制御装置２０に出力する。撮像装置１０は、例えば、ＷｉＦｉ（ワイファイ）等の無線通信回線を介して、撮像した画像の画像情報を吐水制御装置２０に出力する。なお、撮像装置１０は、動画像を撮像してもよいし、静止画像を撮像してもよい。また、撮像装置１０は、カラー画像を撮像してもよいし、白黒画像を撮像してもよい。
【００２６】
吐水制御装置２０は、例えば、対象物体検知部２００、図形検知部２０１、座標抽出部２０２、座標抽出部２０３、一致検知部２０４、速度検知部２０５、軌道予測部２０６、及び制御情報出力部２０７を備える。ここで、図形検知部２０１及び座標抽出部２０３は「操作物体検知部」の一例である。また、座標抽出部２０２は、「対象物体検知部」の一例である。また、一致検知部２０４は、「制御部」の一例である。また、速度検知部２０５は、「制御部」の一例である。また、軌道予測部２０６は、「制御部」の一例である。また、制御情報出力部２０７は、「制御部」の一例である。
【００２７】
対象物体検知部２００は、撮像装置１０により撮像された撮像対象領域４０の画像に基づいて、対象物体４００（対象物体４００Ｘ、４００Ｙ）があるか否かを検知する。ここでの対象物体４００は、吐水を操作しよう図形４０１を操作する物体であり、例えば、図形４０１を押したり、触れたり、指し示したりする手の部分である。また、図１の例では、対象物体４００Ｙは対象物体である「手」の位置を示し、対象物体４００Ｘは対象物体４００Ｙが検知された時間より前の時点における「手」の位置を示している。以下の説明においては、対象物体４００Ｘ、４００Ｙを区別しない場合には、対象物体４００Ｘ、４００Ｙを対象物体４００と総称する。
【００２８】
対象物体検知部２００は、例えば、エッジ検出を行うことにより画像に撮像された様々な物体を抽出する。図形検知部２０１は、例えば、画像データにおける輝度の差分に基づいてエッジ検出を行う。具体的には、対象物体検知部２００は、画像に様々な矩形の枠（セル）をあてはめ、枠の内部と比較して、枠の外周に輝度の差分が少ない場合に、その枠内に物体があると判定し、その枠を抽出することで画像から物体を抽出する。
【００２９】
対象物体検知部２００は、画像から抽出した物体から、対象物体４００を選択する。対象物体検知部２００は、例えば、対象物体４００として想定される様々な手や指、肘などの身体の一部（以下では、単に「手」という）の形状を示す画像を予め記憶させておく。対象物体検知部２００は、記憶されている手の画像と、撮像装置１０により撮像された画像から抽出した物体の画像を、同じ大きさにスケーリングした上で、両画像の画素の各々について比較する。対象物体検知部２００は、比較した両画像が所定の類似条件を充足する場合に、画像から抽出した物体が、対象物体４００の画像であると判定する。ここでの所定の類似条件は、例えば、両画像における画素毎の色の差分が所定の閾値未満である画素の割合が所定以上の割合となる場合である。対象物体検知部２００は、検知結果を座標抽出部２０２に出力する。
【００３０】
図形検知部２０１は、撮像装置１０により撮像された撮像対象領域４０の画像に基づいて、画像に図形４０１があるか否かを検知する。
【００３１】
図形検知部２０１は、例えば、エッジ検出を行うことにより画像に撮像された様々な物体を抽出する。そして、図形検知部２０１は、画像から抽出した物体から図形４０１を選択する。図形検知部２０１は、例えば、予め定められた所定の図形４０１を記憶させておく。図形検知部２０１は、記憶されている図形４０１と、撮像装置１０により撮像された画像から抽出した物体の画像とを比較し、両画像が所定の類似条件を充足する場合に画像から抽出した物体が図形４０１であると判定する。図形検知部２０１は、検知結果を座標抽出部２０３に出力する。
【００３２】
座標抽出部２０２は、撮像装置１０により撮像された画像、及び対象物体検知部２００により出力された検知結果に基づいて、画像における対象物体４００の位置を示す位置座標を抽出する。ここでの位置座標は、対象物体４００の部分における中心付近の位置を示す座標値（代表値）であってもよいし、対象物体４００の外周を示す座標群であってもよい。座標抽出部２０２は、抽出した画像における対象物体４００の位置座標を一致検知部２０４に出力する。座標抽出部２０２は、例えば、画像における横方向を示すｘ軸、及び縦方向を示すｙ軸の二次元座標系により、対象物体４００の位置を示す位置座標を抽出する。
【００３３】
座標抽出部２０３は、撮像装置１０により撮像された画像、及び図形検知部２０１により出力された検知結果に基づいて、画像における図形４０１の位置を示す位置座標を抽出する。座標抽出部２０２は、抽出した画像における図形４０１の位置座標を一致検知部２０４に出力する。座標抽出部２０３は、例えば、画像におけるｘ軸、及びｙ軸の二次元座標系により、図形４０１の位置を示す位置座標を抽出する。
【００３４】
一致検知部２０４は、座標抽出部２０２により抽出された対象物体４００位置座標と、座標抽出部２０３により抽出された図形４０１の位置座標とが一致しているか否かを検知する。一致検知部２０４は、例えば、対象物体４００の位置座標と図形４０１の位置座標との距離が所定の閾値未満である場合に双方の位置座標が一致していると判定する。ここでの所定の閾値は、図形４０１が設置される位置などに応じて任意に設定されてよい。一致検知部２０４は、検知結果を制御情報出力部２０７に出力する。
【００３５】
速度検知部２０５は、座標抽出部２０２により抽出された図形４０１に対する対象物体４００の位置座標に基づいて、対象物体４００が移動する速度を検知する。速度検知部２０５は、画像における対象物体４００（例えば、対象物体４００Ｙ）の位置座標と、その画像の前に撮像された画像における対象物体４００（例えば、対象物体４００Ｘ）の位置座標との位置の変化量を算出し、画像が撮像される所定の時間間隔に基づいて、単位時間あたりの移動量（つまり、速度）を算出する。速度検知部２０５は、例えば、ｘ軸方向における速度、及びｙ軸方向における速度をそれぞれに算出する。速度検知部２０５は、算出した速度を、軌道予測部２０６及び制御情報出力部２０７に出力する。
【００３６】
軌道予測部２０６は、速度検知部２０５により算出された図形４０１に対する対象物体４００が移動する速度に基づいて、対象物体４００が移動する軌道を予測する。軌道予測部２０６は、例えば、対象物体４００の移動における移動方向、及び単位時間あたり速度変化量（つまり、加速度）を算出する。軌道予測部２０６は、算出した移動方向、及び加速度に基づいて、対象物体４００が算出した移動方向に等加速度運動すると仮定した場合における、対象物体４００の移動位置の変化（つまり、軌道）を算出する。軌道予測部２０６は、算出した移動位置の変化（つまり、軌道）を、対象物体４００が移動する軌道として予測する。軌道予測部２０６は、例えば、ｘ軸方向における軌道、及びｙ軸方向における軌道をそれぞれ予測する。軌道予測部２０６は、予測した対象物体４００が移動する軌道を制御情報出力部２０７に出力する。
【００３７】
制御情報出力部２０７は、一致検知部２０４の検知結果、速度検知部２０５の検知結果、及び軌道予測部２０６の予測結果に基づいて、電磁弁３０の開閉状態を制御する制御信号を出力する。
制御情報出力部２０７は、例えば、一致検知部２０４の検知結果に基づいて、ｘ軸、及びｙ軸の二次元座標系において、対象物体４００の位置が図形４０１の位置に近づいているか否かを判定する。対象物体４００が図形４０１に近づいている場合、制御情報出力部２０７は、速度検知部２０５の検知結果に基づいて、ｘ軸、及びｙ軸の二次元座標系において、対象物体４００の移動速度が減速しているか否かを判定する。対象物体４００の移動速度が減速している場合、制御情報出力部２０７は、軌道予測部２０６の予測結果に基づいて、ｘ軸、及びｙ軸の二次元座標系において、対象物体４００の移動速度が０（ゼロ）となる時点における対象物体４００の位置座標（対象物体４００の移動が停止すると予測される位置）を算出する。制御情報出力部２０７は、算出した対象物体４００の移動が停止すると予測される位置と、図形４０１の位置とが一致する判定した場合、電磁弁３０を開く（又は閉じる）操作が行われたと判定し、その旨を示す制御情報を電磁弁３０に出力する。ここでの「停止」は、「速度が所定の閾値以下」の一例である。
【００３８】
図２は、第１の実施形態に係る軌道予測部２０６が軌道を予測する処理を説明するための図である。図２では図形４０１に対する対象物体４００が移動する速度の時系列変化の一例を示している。図２の横軸は時間、縦軸は速度を示している。
図２では、時間ｔ０において撮像された画像における対象物体４００の移動速度が速度ｖ０であり、時間ｔ１において撮像された画像における対象物体４００の移動速度が速度ｖ１である場合を例示している。また、速度ｖ０は、速度ｖ１よりも速度が大きく、時間ｔ０から時間ｔ１の間に対象物体４００の移動速度が減速している場合を例示している。
【００３９】
軌道予測部２０６は、時間ｔ１における対象物体４００の加速度を、以下の式（１）により算出する。ここで、ａ１は時間ｔ１における加速度、ｖ１は時間ｔ１における速度、ｖ０は時間ｔにおける速度、時間ｔ０は時間ｔ１より前に画像が撮像された時間を示す。
【００４０】
ａ１＝（ｖ１−ｖ０）／（ｔ１−ｔ０）      …（１）
【００４１】
軌道予測部２０６は、加速度ａ１が負（ａ１＜０）、つまり対象物体４００が移動速度を減速させながら移動している場合、速度が０（ゼロ）となるまでにかかる時間を、以下の式（２）により算出する。ここで、Δｔは速度が０（ゼロ）となるまでにかかる時間、ｖ１は時間ｔ１における速度、ｖ０は時間ｔ０における速度を示す。
【００４２】
Δｔ＝ｖ１／（（ｖ０−ｖ１）＊（ｔ１−ｔ０））      …（２）
【００４３】
図３は、第１の実施形態に係る軌道予測部２０６が軌道を予測する処理を説明するための図である。図３では、図２に対応する対象物体４００が移動する位置の時系列変化の一例を示している。図３の横軸は時間、縦軸はｘ座標を示している。
図３では、時間ｔ０において撮像された画像における対象物体４００のｘ座標が座標ｘ０であり、時間ｔ１において撮像された画像における対象物体４００のｘ座標が座標ｘ１である場合を例示している。
【００４４】
軌道予測部２０６は、時間Δｔの間に移動する距離として、図２におけるｄｘで示される三角形の面積に相当する値を算出する。具体的には、軌道予測部２０６は、時間Δｔの間に移動する距離を以下の式（３）により算出する。ここで、ｄｘは時間Δｔの間に移動する距離、Δｔは速度が０（ゼロ）となるまでにかかる時間、ｖ１は時間ｔ１における速度、ｘ１は時間ｔ１におけるｘ座標、ｘ０は時間ｔ０におけるｘ座標、時間ｔ０は時間ｔ１より前に画像が撮像された時間を示す。
【００４５】
ｄｘ＝Δｔ＊ｖ１／２＊（（ｘ０−ｘ１）／｜ｘ１−ｘ０｜)      …（３）
【００４６】
ここで、式（３）における（（ｘ０−ｘ１）／｜ｘ１−ｘ０｜)の項は、移動する方向を＋（プラス）又は−（マイナス）符号で示している。
【００４７】
軌道予測部２０６は、移動速度が０（ゼロ）となる時点における対象物体４００のｘ座標を算出する。具体的には、対象物体４００が時間ｔ１における座標ｘ１から。時間Δtが経過した後に、ｘ軸方向に距離ｄｘ変化することから、軌道予測部２０６は、移動速度が０（ゼロ）となる時点における対象物体４００のｘ座標を、（ｘ１＋ｄｘ）と算出する。
軌道予測部２０６は、ｙ軸方向についても同様に、移動速度が０（ゼロ）となる時点における対象物体４００のｙ座標を算出する。
【００４８】
図４は、第１の実施形態に係る吐水制御装置２０の動作例を示すフローチャートである。ここでは、図４を用いて吐水制御装置２０の動作の全体の流れを説明する。
【００４９】
まず、吐水制御装置２０は、撮像装置１０により撮像された撮像対象領域４０の画像の画像情報を取得する（ステップＳ１００）。吐水制御装置２０は、取得した画像情報を、対象物体検知部２００、及び図形検知部２０１に出力する。
次に、図形検知部２０１は、画像に図形４０１が含まれているか否かを検知する処理（図形の検知処理）を行う（ステップＳ２００）。図形検知部２０１は、検知結果を座標抽出部２０３に出力する。
次に、対象物体検知部２００は、画像に対象物体４００が含まれているか否かを検知する処理（操作の検知処理）を行う（ステップＳ３００）。対象物体検知部２００は、検知結果を座標抽出部２０２に出力する。座標抽出部２０２は、対象物体検知部２００により出力された検知結果に基づいて、対象物体４００の位置座標を抽出し、抽出した位置座標を一致検知部２０４に出力する。
【００５０】
次に、一致検知部２０４、速度検知部２０５、及び軌道予測部２０６は、対象物体４００の移動の状態を検知する処理（操作の状態検知処理）を行う（ステップＳ４００）。一致検知部２０４は、座標抽出部２０２及び２０３により抽出された位置座標に基づいて、図形４０１の位置と対象物体４００の位置とが一致するか否かを検知する。一致検知部２０４は、検知結果を制御情報出力部２０７に出力する。速度検知部２０５は、座標抽出部２０２により抽出された対象物体４００の位置座標に基づいて、対象物体４００が移動する速度を算出する。軌道予測部２０６は、速度検知部２０５により算出された対象物体４００の移動速度に基づいて、対象物体４００が移動する位置の時系列変化を予測する。
【００５１】
そして、制御情報出力部２０７は、一致検知部２０４、速度検知部２０５、及び軌道予測部２０６による処理（操作の状態検知処理）の結果に基づいて、操作に応じた吐水を判定する判定処理を行う（ステップＳ５００）。
【００５２】
なお、上述したフローチャートでは、まず、図形４０１を検知する処理（図形の検知処理）を行った後に、操作を検知する処理（操作の検知処理）を行う場合を例示して説明したが、先に操作を検知する処理（操作の検知処理）を行い、その次に図形４０１を検知する処理（図形の検知処理）を行うようにしてもよい。
【００５３】
図５は、第１の実施形態に係る吐水制御装置２０の動作例を示すフローチャートである。ここでは、図５を用いて、ステップＳ５００により示される「判定処理」の流れを説明する。
【００５４】
まず、制御情報出力部２０７は、座標抽出部２０３により画像から対象物体４００（図５では「操作」と記載する）が検出されたか否かを判定する（ステップＳ５０１）。
次に、制御情報出力部２０７は、画像から操作が検出された場合、一致検知部２０４の検知結果に基づいて、操作の位置ＴＰが図形４０１の位置に近づいているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
次に、制御情報出力部２０７は、操作の位置が図形４０１の位置に近づいている場合、速度検知部２０５の検知結果に基づいて、操作の移動速度ＴＶが減速しているか否かを判定する（ステップＳ５０３）。
次に、制御情報出力部２０７は、操作の移動速度ＴＶが減速している場合、軌道予測部２０６の予測結果に基づいて、操作の軌道が図形４０１の位置で停止すると予測されるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。制御情報出力部２０７は、操作の移動速度が０（ゼロ）となる時点における操作の位置が、図形４０１の位置と所定の閾値未満の距離にある場合に、操作の軌道が図形４０１の位置で停止すると予測されると判定する。
そして、制御情報出力部２０７は、操作の軌道が図形４０１の位置で停止すると予測される場合、図形４０１に対する操作が行われると判定し、図形４０１に対応する操作に基づいて、吐水を制御する（ステップＳ５０５）。
なお、上述したフローチャートでは、ステップＳ５０４に示す処理において速度、操作の軌道が停止する位置を予測したが、これに限定されることはない。制御情報出力部２０７は、操作の移動速度が所定の閾値以下となる位置を予測してもよい。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施形態の吐水制御装置２０は、撮像対象領域が撮像された領域画像の画像情報に基づいて、領域画像における吐水の操作に関する検知対象である操作物体であって位置が変更可能な図形４０１を検知する図形検知部２０１と、領域画像に基づいて、図形４０１に対する操作を検知する対象物体検知部２００と、図形検知部２０１により検知された図形の位置、対象物体検知部２００により検知された図形に対する操作の操作位置ＶＴ、及び操作位置の移動に関する情報に基づいて、吐水を制御する制御情報出力部２０７を備える。これにより、第１の実施形態の吐水制御装置２０は、対象物体４００の移動速度に応じて、図形４０１に対して操作がなされる動作であると判定する場合に、図形４０１に対応する吐水制御を行うことができる。ここで、図形４０１は、タッチセンサや電子回路が組み込まれた電子部品ではないため状況に応じて設置位置が変更可能である。このため、吐水を制御する操作を検知する位置を状況に応じ移動させることができる。
【００５６】
また、実施形態の吐水制御装置２０では、図形４０１は、画像において複数設けられ、複数の図形４０１のうち少なくとも一部は位置が変更可能であり、図形検知部２０１は、画像における複数の図形４０１各々の位置を検知する。このため、実施形態の吐水制御装置２０は、複数の図形４０１が設置された場合であっても、各々の図形４０１の位置と操作する手の移動状況に基づいて、応答性を低下させることなく吐水を制御することが可能である。
【００５７】
また、実施形態の吐水制御装置２０では、制御情報出力部２０７は、操作位置ＶＴの時系列変化に基づいて、操作位置ＶＴが図形４０１の位置に近づいていると判定される場合、図形４０１に対応する操作に応じて、吐水を制御する。これにより、第１の実施形態の吐水制御装置２０は、操作位置ＶＴが図形４０１の位置に近づいている場合に、操作が行われると判定して、吐水を制御することができる。
【００５８】
また、実施形態の吐水制御装置２０では、制御情報出力部２０７は、操作位置ＶＴの移動における速度の変化率に基づいて、操作位置ＶＴの移動における速度が減速していると判定される場合、図形４０１に対応する操作に応じて、吐水を制御する。これにより、第１の実施形態の吐水制御装置２０は、操作位置ＶＴが図形４０１の位置に近づいており、尚且つ、操作位置ＶＴの移動における速度が減速していると判定される場合に、操作が行われると判定して、吐水を制御することができる。
【００５９】
また、実施形態の吐水制御装置２０では、制御情報出力部２０７は、操作位置ＶＴの移動における速度の変化率に基づいて、操作位置ＶＴの移動が図形４０１の位置において停止すると予測される場合に、図形４０１に対応する操作に応じて、吐水を制御する。これにより、第１の実施形態の吐水制御装置２０は、操作位置ＶＴが図形４０１の位置に近づいており、尚且つ、操作位置ＶＴの移動における速度が減速しており、さらに、操作位置ＶＴの移動が図形４０１の位置において速度が所定の閾値以下となると予測される場合に、操作が行われると判定して、吐水を制御することができる。これにより、センサの誤動作を抑制し、検知結果に応じてより精度よく、図形４０１に対する操作が行われたか否かを検知することができる。
【００６０】
ここで、比較例として、吐水口の周辺が撮像されるように水栓等に設置したセンサにより、検知対象物体である吐水口に差し出された人間の手や被洗浄物を検知することにより、吐水を開始する構成を考える。このような比較例では、吐水口の周辺を検知対象物体が単に通過した場合であっても、吐水が開始されてしまう場合があり得る。
【００６１】
これに対し、本実施形態では、操作位置ＶＴが図形４０１の位置に近づいており、尚且つ、操作位置ＶＴの移動における速度が減速しており、さらに、操作位置ＶＴの移動が図形４０１の位置において停止すると予測される場合に、操作が行われると判定して、吐水を制御することができる。このため、対象物体４００の位置が図形４０１の位置を横切るように移動して通過した場合に、図形４０１に対する操作が行われたと誤検出することを抑制することができ、より精度よく、図形４０１に対する操作が行われたか否かを検知することができる。
【００６２】
また、実施形態の吐水制御システム１は、吐水する水に関する状態である吐水の操作に対応する図形を含む領域画像を撮像する撮像装置１０と、撮像装置１０により撮像された領域画像の画像情報を取得する吐水制御装置２０とを備える。これにより、実施形態の吐水制御システム１は、撮像装置１０により撮像された画像に基づいて吐水を制御することができるため、センサの誤動作を抑制し、検知結果に応じて吐水を制御することができる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、第２の実施形態に係る吐水制御システム１Ａは、対象物体４００の移動について三次元空間における移動情報を取得する点において、上述した実施形態と相違する。以下では、上述した実施形態と異なる点を説明し、上述した実施形態と同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
図６は、第２の実施形態に係る吐水制御システム１Ａの構成例を示すブロック図である。吐水制御システム１Ａは、撮像装置１０Ａ及び吐水制御装置２０Ａを備える。
【００６５】
撮像装置１０Ａは、撮像対象領域４０を撮像すると共に、撮像対象領域４０における物体の深度情報を取得する。撮像装置１０Ａは、距離センサを備えた撮像装置である。ここで、距離センサは「距離測定装置」の一例である。
距離センサは、例えば、赤外線等を照射し、照射した赤外線が物体に反射した反射光を受光することにより、照射口から物体までの距離を測定する。撮像装置１０は、距離センサを用いて、撮像対象領域４０における物体までの距離を測定する。撮像装置１０Ａは、測定した物体まで距離を示す情報を、画像情報と共に吐水制御装置２０Ａに送信する。
【００６６】
吐水制御装置２０Ａは、撮像装置１０Ａにより送信された画像情報、及び物体まで距離を示す情報に基づいて、吐水を制御する。
座標抽出部２０２は、画像における横方向を示すｘ軸、縦方向を示すｙ軸、及び深度方向を示すｚ軸の三次元座標系により、対象物体４００の位置を示す位置座標を抽出する。座標抽出部２０２は、算出した位置座標を、一致検知部２０４に出力する。
座標抽出部２０３は、画像におけるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の三次元座標系により、図形４０１の位置を示す位置座標を抽出する。座標抽出部２０３は、算出した位置座標を、一致検知部２０４に出力する。
速度検知部２０５は、ｘ軸方向における速度、ｙ軸方向における速度、及びｚ軸方向における速度をそれぞれに算出する。速度検知部２０５は、算出した速度を、軌道予測部２０６及び制御情報出力部２０７に出力する。
軌道予測部２０６は、ｘ軸方向における軌道、ｙ軸方向における軌道、及びｚ軸方向における軌道をそれぞれ予測する。軌道予測部２０６は、算出した軌道を、制御情報出力部２０７に出力する。
制御情報出力部２０７は、一致検知部２０４の検知結果に基づいて、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の三次元座標系において、対象物体４００の位置が図形４０１の位置に近づいているか否かを判定する。対象物体４００が図形４０１に近づいている場合、制御情報出力部２０７は、速度検知部２０５の検知結果に基づいて、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の三次元座標系において、対象物体４００の移動速度が減速しているか否かを判定する。対象物体４００の移動速度が減速している場合、制御情報出力部２０７は、軌道予測部２０６の予測結果に基づいて、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の三次元座標系において、対象物体４００の移動速度が０（ゼロ）となる時点における対象物体４００の位置座標（対象物体４００の移動が停止すると予測される位置）を算出する。制御情報出力部２０７は、算出した対象物体４００の移動が停止すると予測される位置と、図形４０１の位置とが一致する判定した場合、電磁弁３０を開く（又は閉じる）操作が行われたと判定し、その旨を示す制御情報を電磁弁３０に出力する。
【００６７】
以上説明したように、第２の実施形態の吐水制御装置２０Ａでは、制御情報出力部２０７は、撮像対象領域４０における物体の深度を示す深度情報に基づいて、図形検知部２０１により検知された図形における三次元空間の位置、及び対象物体検知部２００により検知された図形４０１に対する操作における三次元空間の位置を算出し、算出した各々の位置に基づいて、前記吐水を制御する。これにより、第２の実施形態の吐水制御装置２０Ａは、撮像面に対して垂直なｚ軸方向に、対象物体４００と図形４０１とが重なるようにして操作が行われる場合でも、ｚ軸方向における対象物体４００の移動速度を算出し、ｚ軸方向における対象物体４００の移動の軌道を予測することができる。このため、センサの誤動作を抑制し、検知結果に応じてより精度よく、図形４０１に対する操作が行われたか否かを検知することができる。
【００６８】
なお、上記では、撮像装置１０Ａが距離センサを備えた撮像装置である場合を例示して説明したが、これに限定されることはない。撮像装置１０Ａは、撮像対象領域４０における物体の深度を測定できればよく、例えば、ステレオカメラであってもよい。
【００６９】
上述した少なくとも一つの実施形態では、図形検知部２０１が図形４０１を検知する場合を例示して説明したが、これに限定されない。吐水制御装置２０（２０Ａ）は、図形４０１の位置に代えて、吐水口の位置を検知するようにしてもよい。吐水口の位置を検出することで、吐水口と対象物体４００とが近づいている場合に吐水を行う等の制御を行うことができ、検知結果に応じて吐水状態を制御することが可能となる。
また、上述した少なくとも一つの実施形態では、人間が図形４０１に触れるなどして操作することにより吐水状態が制御される場合を例示して説明したが、図形に限定されることはない。吐水制御システム１（１Ａ）においては、図形以外の文字や写真等に、人間が触れるなどした場合に、吐水状態が制御されるようにしてもよい。
【００７０】
上述した実施形態における吐水制御装置２０、及び２０Ａが行う処理の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【００７１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１  吐水制御システム
１０  撮像装置
２０  吐水制御装置
２００  対象物体検知部
２０１  図形検知部
２０２  座標抽出部
２０３  座標抽出部
２０４  一致検知部
２０５  速度検知部
２０６  軌道予測部
２０７  制御情報出力部
３０  電磁弁
４０  撮像対象領域
４００  対象物体
４０１  図形
【図１】
2019178524.tif 000003
【図２】
2019178524.tif 000004
【図３】
2019178524.tif 000005
【図４】
2019178524.tif 000006
【図５】
2019178524.tif 000007
【図６】
2019178524.tif 000008