(57)【要約】【課題】１台の距離センサのみを用い、隣接する人を区別して検出することができる、高精度な人数計測装置を得る。【解決手段】幅方向と幅方向に垂直な移動方向とを含む通路面の上を移動する人の数を計測する人数計測装置であって、回転軸を中心に回転しながら回転軸に垂直な方向にレーザ光を放射し、人までの距離を測定するスキャン型距離センサと、測定された距離データと、レーザ光の照射方向データとを用いて、通路上の人の位置を算出する人位置算出部と、人位置算出部によって算出された人の位置の時間変化に基づいて、通路を通過した人の数を数える計数部と、を含み、距離センサの回転軸は、通路面に垂直な方向を基準として、幅方向に第１の角度だけ傾斜し、かつ、移動方向に第２の角度だけ傾斜したことを特徴とする人数計測装置を提供する。【選択図】図３Ａ
2019117573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通路の幅方向と前記幅方向に垂直な移動方向とを含む通路面の上を移動する人の数を計測する人数計測装置であって、
回転軸を中心に回転しながら前記回転軸に垂直な方向にレーザ光を放射し、前記人からの反射光を検出して、前記人までの距離を測定するスキャン型距離センサと、
前記距離センサによって測定された距離データと、前記距離センサの前記レーザ光の照射方向データとを用いて、前記通路上の人の位置を算出する人位置算出部と、
前記人位置算出部によって算出された前記人の位置の時間変化に基づいて、前記通路を通過した人の数を数える計数部と、を含み、
前記距離センサの前記回転軸は、前記通路面に垂直な方向を基準として、前記幅方向に第１の角度だけ傾斜し、かつ、移動方向に第２の角度だけ傾斜したことを特徴とする人数計測装置。
【請求項２】
前記距離センサは、前記距離センサの前記通路面からの垂直方向への距離が、前記人の頭頂部と前記通路面との距離よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の人数計測装置。
【請求項３】
前記計数部は、更に、前記通路を通過した人の通過方向を算出し、前記通過方向ごとの通過人数を数えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の人数計測装置。
【請求項４】
前記通路は、階段であり、前記通路面は、前記階段の各段の踏面と蹴上げとが交わる線を通る面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の人数計測装置。
【請求項５】
前記第１の角度は、前記階段の横幅を分母とし、前記階段の蹴上げの長さを分子とする値の逆正接である角度以上の角度であることを特徴とする請求項４に記載の人数計測装置。
【請求項６】
前記人位置算出部は、単位時間ごとに、前記距離データから座標データを算出し、該座標データを用いて、前記人の位置と、前記人の横幅と、を算出して記憶することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の人数計測装置。
【請求項７】
前記人位置算出部における前記人の位置と前記人の横幅の算出は、ミーンシフト法を用いたクラスタリングによって行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の人数計測装置。
【請求項８】
前記人位置算出部は、算出された前記人の横幅が所定の閾値よりも大きい場合、前記人の横幅を算出するために用いられた複数の前記座標データを、１単位時間前に算出され記憶された前記人に対応する人の横幅の範囲内にある第１座標データと、該人の横幅の範囲外にある第２座標データと、に分割し、前記第１座標データおよび前記第２座標データを用いて、再度前記人の位置と、前記人の横幅と、を算出して記憶することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の人数計測装置。
【請求項９】
通路の幅方向と前記幅方向に垂直な移動方向とを含む通路面の上を移動する人の数を計測する方法であって、
前記通路面に垂直な方向を基準として、前記幅方向に第１の角度だけ傾斜し、かつ、移動方向に第２の角度だけ傾斜した回転軸に垂直な方向に、前記回転軸を中心に回転しながら、レーザ光を放射し、前記人からの反射光を検出して前記人までの距離を測定するステップと、
測定された距離データと、前記レーザ光の照射方向データとを用いて、前記通路上の人の位置を算出する人位置算出ステップと、
前記人位置算出ステップにおいて算出された前記人の位置の時間変化に基づいて、前記通路を通過した人の数を数える人数計数ステップと、を含む人数計測方法。
【請求項１０】
前記距離を測定するステップにおいて、前記レーザ光は、前記通路面からの垂直方向への距離が、前記人の頭頂部と前記通路面との距離よりも大きい位置から放射されることを特徴とする請求項９に記載の人数計測方法。
【請求項１１】
前記人数計数ステップは、更に、前記通路を通過した人の通過方向を算出し、前記通過方向ごとの通過人数を数える工程を含むことを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の人数計測方法。
【請求項１２】
前記通路は、階段であり、前記通路面は、前記階段の各段の踏面と蹴上げとが交わる線を通る面であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の人数計測方法。
【請求項１３】
前記第１の角度は、前記階段の横幅を分母とし、前記階段の蹴上げの長さを分子とする値の逆正接である角度以上の角度であることを特徴とする請求項１２に記載の人数計測方法。
【請求項１４】
前記人位置算出ステップは、単位時間ごとに、前記距離データから座標データを算出し、該座標データを用いて、前記人の位置と、前記人の横幅と、を算出して記憶する工程を含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の人数計測方法。
【請求項１５】
前記人位置算出ステップにおける前記人の位置と前記人の横幅の算出は、ミーンシフト法を用いたクラスタリングによって行われることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の人数計測方法。
【請求項１６】
前記人位置算出ステップは、算出された前記人の横幅が所定の閾値よりも大きい場合、前記人の横幅を算出するために用いられた複数の前記座標データを、１単位時間前に算出され記憶された前記人に対応する人の横幅の範囲内にある第１座標データと、該人の横幅の範囲外にある第２座標データと、に分割し、前記第１座標データおよび前記第２座標データを用いて、再度前記人の位置と、前記人の横幅と、を算出して記憶する工程を含むことを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の人数計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通路を通行する人の数を計測する人数計測装置および人数計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業ビル、鉄道施設などの施設の中の人の流動を調査して得られるデータは、施設内の快適性、集客性などを向上させるリレイアウトを検討する際の参考情報として有用である。さらに、建物内のある区画から他の区画へ、例えばある階から別の階への人の流動データを把握することは、建物のセキュリティを確保するために有用である。
【０００３】
特許文献１には、レーザセンサで水平面内をスキャニングすることによって得られた距離データから、通行人の足の位置および歩行方向などを決定する技術が開示されている。この技術は、複数のレーザセンサによって通行人の足のレーザセンサからの距離を示す距離データを取得する手段と、通行人の足の位置、歩行方向、歩幅などを算出する手段と、を有し、通行人の行動を解析するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、複数のレーザセンサを必要とするものである。また、特許文献１の技術には、人が隣接している場合、レーザセンサが各人を区別せずに１人の人として誤検出するという問題がある。本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、１台のスキャン型距離センサのみを用い、隣接する人を区別して検出することができる、高精度な人数計測装置および人数計測方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、幅方向と幅方向に垂直な移動方向とを含む通路面の上を移動する人の数を計測する人数計測装置を提供する。この人数計測装置は、回転軸を中心に回転しながら回転軸に垂直な方向にレーザ光を放射し、人からの反射光を検出して、人までの距離を測定するスキャン型距離センサと、距離センサによって測定された距離データと、距離センサのレーザ光の照射方向データとを用いて、通路上の人の位置を算出する人位置算出部と、人位置算出部によって算出された人の位置の時間変化に基づいて、通路を通過した人の数を数える計数部と、を含む。距離センサの回転軸は、通路面に垂直な方向を基準として、幅方向に第１の角度だけ傾斜し、かつ、移動方向に第２の角度だけ傾斜したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、スキャン型距離センサを所定の高さに設置し、レーザ光の放射方向を走査する回転軸を通路の奥行方向を軸に所定の角度を有するように設置することによって、人が隣接している場合であっても、それぞれの人を時間差をもって、区別して検出することができ、１台の距離センサで、高い精度で通路の通過人数を計測することができる、といった従来にない顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置の距離センサによるレーザ光の放射の方向を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置の距離センサの設置条件を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置の距離センサの設置条件を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る人数計測装置による人数計測プロセスを示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ１０１の人位置算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８Ａ】階段を上から見た概略図であり、階段の上に立っている人を概略的に示している。
【図８Ｂ】図８Ａの人を測定することによって得られた座標データを示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｂの座標データを用いてクラスタリングした結果である収束点を示す図である。
【図９Ａ】階段を上から見た概略図であり、階段の上にｘ方向に並んで立っている２人の人を概略的に示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａの２人の人を測定することによって得られた座標データを示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｂの座標データを用いてクラスタリングした結果である収束点を示す図である。
【図１０】ステップＳ１０２の人数計数処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】人が通行している階段をｙ軸方向に見た概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの階段を上から見た概略図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａおよび図１１Ｂの人を測定することによって得られた座標データを示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃの座標データから得られた人の位置と横幅を示す図である。
【図１２Ａ】人が通行している階段をｙ軸方向に見た概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの階段を上から見た概略図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａおよび図１２Ｂの人を測定することによって得られた座標データを示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｃの座標データから得られた人の位置と横幅を示す図である。
【図１３Ａ】人が通行している階段をｙ軸方向に見た概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの階段を上から見た概略図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａおよび図１３Ｂの人を測定することによって得られた座標データを示す図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃの座標データから得られた人の位置と横幅を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。
【図１５Ａ】本発明の実施の形態２に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施の形態２に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１５Ｃ】本発明の実施の形態２に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１５Ｄ】本発明の実施の形態２に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明の実施の形態４に係る人数計測装置による人数計測の実施状況を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をより詳細に説明するために、本発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。人数計測装置１００は、人数計測が行われる場所である通路内の、人などの物体までの距離を測定する距離センサ１１０と、距離センサ１１０によって測定された距離データを用いて人の位置を算出する人位置算出部１２０と、人位置算出部１２０によって算出された人の位置の時間変化に基づいて、通路を通過した人の数を数える計数部１３０と、を含む。
【００１１】
図２に示すように、距離センサ１１０は、回転軸Ｃに垂直な方向にレーザ光１１２を放射する。そして、距離センサ１１０は、レーザ光１１２を放射した時刻から、建物の構造物または人１０４などの物体によって反射されたレーザ光１１２が距離センサ１１０の位置まで戻って来た時刻までの時間を測定することによって、距離センサ１１０から物体までの距離を測定する。図２に示すように、距離センサ１１０は、レーザ光１１２の照射方向を回転軸Ｃを中心に回転させながら、レーザ光１１２をパルスとして断続的に照射し、断続的に物体までの距離を測定するスキャン型の距離センサである。このようにして、距離センサ１１０は、回転軸Ｃに垂直な平面上に存在する物体までの距離データを取得することができる。
【００１２】
次に、距離センサ１１０の設置条件について説明する。図３Ａ〜３Ｃは、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置１００による人数計測の実施状況を示す概略図である。実施の形態１では、人数計測装置１００は、階段１０３またはエスカレータなどの階段状の通路において適用される。示されている例では、階段１０３の幅方向をｘ軸方向、ｘ軸に垂直な鉛直方向（高さ方向）をｚ軸方向、ｘ軸およびｚ軸に垂直な奥行き方向をｙ軸方向とする。階段１０３は、ｙ軸方向に延びており、カーブしていない形状であるものとする。図３Ａは、階段１０３を通過中の人１０４と、階段１０３および人１０４を含む通路に向けてレーザ光１１２を照射して距離を測定する距離センサ１１０とを、ｘ軸方向から見た概略図であり、図３Ｂは、これらをｚ軸方向（上）から見た概略図であり、図３Ｃは、ｙ軸方向から見た概略図である。
【００１３】
図３Ａ〜３Ｃ、特に図３Ｃに示すように、距離センサ１１０は、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｘｚ平面に平行であり、かつｚ軸に対して第１の角度θを成すように、取り付けられる。以上の説明からわかるように、第１の角度θは、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｚ軸方向（鉛直方向）を向くとき、０°である。言い換えれば、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、ｚ軸方向（鉛直方向）から、ｘ軸の負方向に、第１の角度θだけ傾斜したものである。距離センサ１１０をこのように斜めに設置することによって、距離センサ１１０から放射されるレーザ光１１２は、レーザ光１１２が照射される物体のｙ方向の位置が同一である場合、ｘ方向の位置すなわち階段１０３の幅方向の位置が異なると、異なる高さに到達することになる。したがって、距離センサ１１０は、ｘ軸方向、すなわち階段１０３の幅方向の各位置に関して、実質的に異なる高さにおける距離データを取得する。これにより、人数計測装置１００は、階段１０３上を隣接して同一方向に進んでいる人がいても、それぞれを異なる時刻に検出することができるため、それぞれの人を区別して検出することができる。
【００１４】
なお、本明細書において、「隣接」とは、歩行者の進行方向を見た場合に、歩行者が横に並んでいることを意味する。
【００１５】
例えば、第１の角度θは、階段１０３の横幅を分母とし、階段１０３の蹴上げの長さを分子とする値の逆正接である角度以上の角度とする。これにより、距離センサ１１０は、階段１０３のｘ軸方向の一方の端にいる一方の人と、当該一方の人とｚ軸方向に実質的に同じ位置におりかつｘ軸方向の他方の端にいる他方の人とを、ｚ軸方向に１段分だけ、すなわち階段１０３の蹴上げの長さだけ異なる位置で検出することができる。したがって、当該一方の人と当該他方の人とを異なる時刻に検出することができるため、人数計測装置１００は、それぞれの人を区別して検出することができる。
【００１６】
図４を参照して、距離センサ１１０の設置条件の一例について説明する。階段１０３の寸法の条件は、建築基準法に規定されている。例えば、居室の床面積の合計が２００ｍ２を超えるオフィスビルについては、階段１０３の横幅４０１は、１．２ｍ以上でなければならない。また、踊場の高さ４０２は、４ｍ以下でなければならない。
【００１７】
レーザ光１１２は、一般的に、階段１０３の下のフロアに立っている人１０４の身長より高い位置に照射される。なぜなら、第１に、人１０４の上からレーザ光１１２を照射することにより、隣接した人を区別して検出するという本発明の効果を発揮でき、また第２に、距離センサ１１０は、階段の下のフロアのみを移動中の人を検出せずに、階段１０３を昇降している人１０４のみを検出することが望ましいからである。このような観点から、レーザ光が照射される位置の最低位置の階段の下のフロアの床からの高さ４０３が決定される。具体的には、距離センサ１１０は、距離センサ１１０と通路面との距離が、人１０４の頭頂部と通路面との間の距離よりも大きくなるような位置に配置される。
【００１８】
なお、文献＜総務省 統計局，“年齢別  都市階級別  設置者別  身長・体重の平均値及び標準偏差”，学校保健統計調査＞によれば、身長が２ｍ以上である人の比率は１７歳以下の男女ともに０．０％である。したがって、距離センサ１１０は、高さ４０３が２ｍ以上となるように構成されれば、本発明はほぼ全ての歩行者の検出に適用できると考えられる。また、上記文献によれば、身長が１．３５ｍ以上である人の比率は１７歳以下の男女ともに１００．０％である。したがって、高さ４０３が１．３５ｍ以上になるように構成されれば、本発明はある一定数の歩行者の検出に適用できると考えられる。
【００１９】
さらに、図５に示すように、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、一般的に、階段１０３の通路面に垂直な方向を基準として、距離センサ１１０の中心を通るｘ軸に平行な軸の周りに、ｙ軸をｚ軸に一致させる方向に、第２の角度φだけ回転したものである。ここで、「通路面」とは、幅方向と、幅方向に垂直な移動方向と、を含む面をいう。実施の形態１では、「通路面」は、階段１０３の各段の踏面と蹴上げとが交わる線を実質的に通る面であり、図５に示す例では、水平面（ｘｙ平面）をｘ軸方向の周りに、ｙ軸をｚ軸に一致させる方向に、勾配角度αだけ回転させた平面である。
【００２０】
言い換えれば、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、一般的に、通路面に垂直な方向からｙ軸方向（移動方向）に第２の角度φだけ傾斜したものである。
【００２１】
実施の形態１では、第２の角度φは、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｚｘ平面内にあるように設定される。以上の関係から、実施の形態１では、第２の角度φと階段１０３の勾配角度αとの間には、次の式（１）が成立する。
【００２２】
【数１】
2019117573.tif 000003
【００２３】
距離センサ１１０は、例えば市販のレーザスキャナであってもよい。人位置算出部１２０および計数部１３０は、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサにより実現することができる。プロセッサは、ＣＰＵまたはシステムＬＳＩなどの処理回路である。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。
【００２４】
次に、実施の形態１に係る人数計測装置１００による人数計測プロセスについて説明する。図６は、実施の形態１に係る人数計測装置１００による人数計測プロセスを示すフローチャートである。まず、人位置算出部１２０は、距離センサ１１０が測定した各走査角度ｎ方向における物体までの距離データに基づいて、人の位置を算出する（ステップＳ１０１）。ここで、走査角度ｎは、回転軸Ｃの周りの距離センサ１１０の回転角度であり、第１の角度θが０°の場合であって、走査角度ｎが０°であるときは、レーザ光１１２は、距離センサ１１０からｘ軸方向に照射されるものとする。計数部１３０は、通路を通過した人の数を計数する（ステップＳ１０２）。計数部１３０は、通過人数を通過方向ごとに計数することもできる。人数計測装置１００は、図５のフローチャートの処理を一定時間毎、例えば１００ｍｓごとに繰返し実行する。
【００２５】
図７は、人位置算出部１２０による図６のステップＳ１０１の人位置算出処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１０１の人位置算出処理は、以下のステップＳ２０１〜Ｓ２１４を含む。
【００２６】
まず、ステップＳ２０１について説明する。距離センサ１１０が測定した各走査角度ｎにおける距離データと、人１０４が階段１０３上にいないときに取得した当該走査角度ｎにおける距離データである背景データとを比較する。人１０４が階段１０３上にいる場合、距離センサ１１０が測定した距離データは、人１０４が階段１０３上にいるという情報を含む。ある走査角度ｎにおいて、距離データが背景データと等しい場合は、距離データは人１０４を検出したデータを含まない不要なデータであるといえるため、以後のデータ処理の対象から除外する。したがって、以後のデータ処理は、背景データと異なる距離データに対してのみに行われる。
【００２７】
次に、ステップＳ２０２について説明する。ステップＳ２０２では、距離データの座標は、以下の手順で極座標系から直交座標系に変換される。レーザ光１１２が距離センサ１１０から水平面内（ｘｙ平面に平行な平面内）に照射される場合、すなわち、第１の角度θが０°であり、かつ第２の角度φも０°である場合、レーザ光１１２の照射方向ｕを、走査角度ｎを用いて、次の式（２）で表すことができる。
【００２８】
【数２】
2019117573.tif 000004
【００２９】
式（２）において、基底ベクトルは、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸方向である。実施の形態１では、距離センサ１１０は、回転軸Ｃが第１の角度θを有するように設置される。したがって、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、ｚ軸方向（鉛直方向）から、ｙ軸方向の周りに第１の角度θだけ回転している。このときのレーザ光１１２の照射方向ｕθは、次の式（３）となる。
【００３０】
【数３】
2019117573.tif 000005
【００３１】
走査角度ｎの場合に距離センサ１１０によって測定された物体までの距離がｒであるとき、距離センサ１１０から物体までの距離データは、距離センサ１１０が原点にあるものとして、式（４）によって直交座標系の座標データとして表される。
【００３２】
【数４】
2019117573.tif 000006
【００３３】
次に、ステップＳ２０３について説明する。図８Ａは、階段１０３を上から見た概略図であり、階段１０３の上に立っている人１０４を概略的に示している。ステップＳ２０１とステップＳ２０２において距離センサ１１０によって測定された距離センサ１１０から人１０４までの距離データは、図８Ｂに示すように、複数の座標データ８０４として表される。ステップＳ２０３では、この複数の座標データ８０４は、ミーンシフト法を用いてクラスタリングされる。クラスタリングの結果、図８Ｃに示すように、複数の座標データ８０４は、点（ｘｐ，ｙｐ）に収束する。本明細書では、この収束した点を収束点と呼ぶ。また、人位置算出部１２０は、複数の座標データ８０４のうちｘ座標が最大であるもののｘ座標と、ｘ座標が最小であるもののｘ座標との差を、座標データ８０４に関する横幅ｗとして算出する。代わりに、横幅ｗは、複数の座標データ８０４のうち最も距離が離れた２点間の距離として算出されてもよい。
【００３４】
次に、図７のステップＳ２０４について説明する。ステップＳ２０３において算出された収束点には、人を検出した座標データによるもののみならず、雑音を検出した座標データによるものも含まれる可能性がある。そこで、雑音データを除去するため、ステップＳ２０４では、人位置算出部１２０は、収束点に関する座標データ８０４の横幅ｗが所定の閾値Ｔ204以上であるか否かを判定する。閾値Ｔ204は、例えば０．３ｍである。文献＜産総研，“人体寸法データベース”＞によれば、男の肩峰幅の平均と標準偏差は、それぞれ約０．４０ｍ、約０．０２ｍであり、女の肩峰幅の平均と標準偏差は、それぞれ約０．３６ｍ、約０．０２ｍであるため、０．３ｍは妥当な数字といえる。ステップＳ２０４の判定の結果がＹｅｓである場合、人１０４が検出されたといえ、ステップＳ２０５に進み、判定の結果がＮｏである場合、図６のステップＳ１０１の人位置算出処理を終了して、図６のステップＳ１０２に進む。
【００３５】
次に、図７のステップＳ２０５について説明する。関連するデータの横幅ｗが所定の閾値Ｔ204以上であった収束点につき、次の表１のようにその位置と横幅を対応させて記憶する。
【００３６】
【表１】
2019117573.tif 000007
【００３７】
表１では、各収束点には、対応する項番が付けられ、項番１の収束点の位置は（ｘｐ１，ｙｐ１）、横幅はｗ１とする。項番２以降の収束点についても、同様の符号が付される。
【００３８】
次のステップＳ２０６では、項番が付された収束点のうちの１つが選択され、ステップＳ２０７に進む。
【００３９】
次に、ステップＳ２０７について説明する。人位置算出部１２０は、ステップＳ２０６で選択された収束点に対応する人１０４が、前回の測定時刻においても検出されていたか否かを判定する。具体的には、前回の測定時刻における人１０４の収束点のうち、今回の測定時刻における人１０４の収束点に最も距離が近いものから、今回の測定時刻における人１０４の収束点までの距離が、所定の閾値Ｔ207以下であるか否かを判定する。閾値Ｔ207は、例えば０．３ｍである。ステップＳ２０７の判定結果がＮｏであるときは、ステップＳ２０８に進み、Ｙｅｓであるときは、Ｓ２０９に進む。
【００４０】
次に、ステップＳ２０８について説明する。今回の測定時刻における人１０４の収束点が新たに検出された人の位置を表すものとして、これに固有の人の項番を割り当て、次の表２のように、この固有の人の項番に対応する位置と横幅を対応させて記憶する。
【００４１】
【表２】
2019117573.tif 000008
【００４２】
表２では、今回の測定時刻をｔ１、ｔ１における人１０４の収束点に割り当てられた固有の人の項番をｐ１としている。
【００４３】
次に、ステップＳ２０９について説明する。ステップＳ２０９では、人位置算出部１２０は、前回の測定時刻における人１０４の収束点と、今回の測定時刻における人１０４の収束点とが、同一の１人の人１０４を測定した結果であるか否かを判定する。具体的には、人位置算出部１２０は、今回の測定時刻における人１０４の収束点に関連する横幅が、「ステップＳ２０７において前回の測定時刻においても検出されていたと判定された人１０４の横幅＋閾値Ｔ209」以下であるか否かを判定する。閾値Ｔ209は、例えば０．３ｍである。ステップＳ２０９の判定結果がＹｅｓのとき、両収束点は、同一の１人の人１０４に対応するものであるとして、ステップＳ２１０に進む。Ｎｏのとき、収束点は、複数の人１０４に対応するものであるとして、ステップＳ２１２に進む。
【００４４】
次に、ステップＳ２１０について説明する。ステップＳ２０７において前回の測定時刻においても検出されていたと判定された人１０４の情報に、今回の測定時刻と、今回の測定時刻における同一の人１０４に対応する収束点の位置と、横幅と、を追加して記憶する。表３は、ステップＳ２１０の処理を行う前における、前回までの測定時刻と、前回までの各測定時刻における人１０４に対応する収束点の位置と、横幅と、を記憶している表の一例である。表３には、前回の時刻ｔ０に検出された２人の人１０４の情報が記憶されている。２人の人１０４には、それぞれを識別する項番ｐ２とｐ３が付されている。表３には、各人が初めて検出された測定時刻から前回の時刻ｔ０までの各時刻における収束点の位置が全て記憶されている。横幅については、前回の時刻ｔ０における横幅が記憶されている。
【００４５】
【表３】
2019117573.tif 000009
【００４６】
表４は、ステップＳ２１０の処理を行った後における、今回までの測定時刻と、今回までの各測定時刻における人１０４に対応する収束点の位置と、横幅と、を記憶している表の一例である。表４には、今回の測定時刻ｔ１において、項番ｐ２に対応する人が検出されたものとして、その情報が追加されている。すなわち、表３と比較して、表４には、人の項番ｐ２について、今回の測定時刻ｔ１と、収束点の位置（ｘｐ２＿１，ｙｐ２＿１）とが新たに記憶され、また、横幅は、新たに算出されたｗ２ａに更新されている。以上のステップＳ２１０における処理の後、ステップＳ２１１に進む。
【００４７】
【表４】
2019117573.tif 000010
【００４８】
次に、ステップＳ２１１について説明する。ステップＳ２１１では、全ての収束点（表１の例では、３つある）に対して処理を行ったか否かを判定する。判定結果がＹｅｓであれば、人位置算出処理（ステップＳ１０１）を終了し、Ｎｏであれば、ステップＳ２０６に戻る。
【００４９】
次に、ステップＳ２１２について説明する。前述の通り、ステップＳ２１２は、ステップＳ２０９の判定結果がＮｏである場合に開始される。ステップＳ２１２では、今回の測定時刻における座標データのうち、ステップＳ２０７において前回の測定時刻にも検出されていたとされた人１０４の横幅の範囲内にあるデータのみに対して、再びミーンシフト法を適用し、収束点の位置と横幅を新たに記憶する。
【００５０】
以下、図９Ａ〜図９Ｃを参照して、ステップＳ２１２の詳細な処理方法について説明する。図９Ａは、階段１０３の上にｘ方向に並んで立っている人１０４ａと１０４ｂとを概略的に示す図である。ステップＳ２０１とステップＳ２０２において距離センサ１１０によって測定された距離センサ１１０から人１０４ａ、１０４ｂまでの距離データは、図９Ｂに示すように、複数の座標データ９０４として表される。この複数の座標データ９０４は、ステップＳ２０３のミーンシフト法を用いたクラスタリングの結果、点（ｘｐ４，ｙｐ４）に収束する。複数の座標データ９０４から、横幅ｗ４も算出される。横幅ｗ４は、ステップＳ２０９で、複数の人に関する座標データの横幅であると判定されている。そこで、図９Ｃに示すように、ステップＳ２０７において前回の測定時刻にも検出されていたとされた人１０４の横幅をｗ４ａとして、複数の座標データ９０４（図９Ｂ）のうち、横幅ｗ４ａの範囲内の座標データ９０４ａのみに対して再びミーンシフト法を用いてクラスタリングを行う。このクラスタリングの結果、収束点の位置は（ｘｐ４ａ，ｙｐ４ａ）となる。ステップＳ２１２では、この収束点の位置と横幅ｗ４ａを、新たな項番に対応させて記憶する。表５は、表１に新たな収束点の位置と横幅を追加した表である。表５では、新たな収束点の項番は、４とされている。記憶が完了すると、Ｓ２１３へ進む。
【００５１】
【表５】
2019117573.tif 000011
【００５２】
次に、ステップＳ２１３について説明する。複数の座標データ９０４（図９Ｂ）のうち、図９Ｃの横幅ｗ４ａの範囲内の座標データ９０４ａを除いた残りの座標データ９０４ｂの横幅ｗ４ｂが、所定の閾値Ｔ213以上であるか否かを判定する。閾値Ｔ213は、例えば０．３ｍである。ステップＳ２１３の判定結果がＹｅｓである場合、残りの座標データ９０４ｂも、人を検出した座標データであることを意味する。この場合、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１３の判定結果がＮｏである場合、残りの座標データ９０４ｂは、人ではなく雑音などを検出した座標データであることを意味する。この場合、再度ステップＳ２０６に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ２１４について説明する。ステップＳ２１４では、人位置算出部１２０は、残りの座標データ９０４ｂにミーンシフト法を用いてクラスタリングを行い、次の表６のように、新たな収束点の位置と横幅を記憶する。表６には、表５と比較して、新たな収束点が項番５として追加されている。記憶が完了すると、再度ステップＳ２０６に進む。
【００５４】
【表６】
2019117573.tif 000012
【００５５】
以上、人位置算出部１２０による図６のステップＳ１０１の人位置算出処理について述べた。次に、人位置算出部１２０による図６のステップＳ１０２の人数計数処理の詳細を説明する。図１０は、ステップＳ１０２の人数計数処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１０２の人数計数処理は、以下のステップＳ３０１〜Ｓ３０４を含む。
【００５６】
まず、ステップＳ３０１について説明する。ステップＳ３０１では、計数部１３０は、前回の時刻における測定では検出されていたが、今回の時刻における測定では検出されていない人がいるか否かを判定する。つまり、計数部１３０は、測定対象領域である通路を通過し終えた人がいるか否かを判定する。ステップＳ３０１の判定結果がＹｅｓである場合、ステップＳ３０２に進み、Ｎｏである場合、人数計数処理は終了する。
【００５７】
ステップＳ３０２では、通路を通過し終えた人のうちの１人が選択され、ステップＳ３０３に進む。
【００５８】
ステップＳ３０３では、計数部１３０は、選択された人が進行していた方向が登り方向であるか否かを判定する。判定をするために、ステップＳ１０１の人位置算出処理において記憶された、人の位置の時系列データが使用される。具体的には、対象領域である通路において人を初めて検出した起点と、最後に検出した終点のデータとを使用して、起点から終点の方向に人が通過したと判定する。ステップＳ３０３の判定結果がＹｅｓである場合、ステップＳ３０４に進み、Ｎｏである場合、ステップＳ３０５に進む。
【００５９】
ステップＳ３０４では、計数部１３０は、登り方向の通過人数をカウントする。すなわち、登り方向の通過人数を１増加させる。その後、ステップＳ３０６に進む。
【００６０】
ステップＳ３０５では、計数部１３０は、下り方向の通過人数をカウントする。すなわち、下り方向の通過人数を１増加させる。その後、ステップＳ３０６に進む。
【００６１】
なお、方向別の通過人数をカウントする目的は、例えば、建物内のある区画から他の区画へ、例えばある階から別の階へ、行き来する人の数を計測することにある。本発明は、商業ビル、鉄道施設その他の施設の中の区画間の移動人数を把握することができるため、例えば施設内のリレイアウトを計画する際に有用である。
【００６２】
ステップＳ３０６では、通路を通過し終えた人全員に対して処理を終了したか否かを判定する。ステップＳ３０６の結果がＹｅｓである場合、人数計数処理は終了し、Ｎｏである場合、再びステップＳ３０２に進む。
【００６３】
以下、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置１００の動作の具体例を示す。まず、１人の人１０４が階段１０３を通過する場合について説明する。図１１Ａは、対象領域である階段１０３をｙ軸方向に見た図、図１１Ｂは上から見た図であり、共に時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４における人１０４の位置を概略的に示している。時間は、時刻ｔ１から、ｔ２、ｔ３へと順に経過し、図中の最後の時刻はｔ４である。この具体例では、人１０４は、階段を登っている。
【００６４】
図１１Ｃは、図１１Ａおよび図１１Ｂの人１０４を測定することによって得られた座標データ１１０４を示している。ｔ＝ｔ１のとき、人１０４は、距離センサ１１０の走査範囲内まで進んでいないため、距離センサ１１０によって検出されておらず、したがって座標データ１１０４は得られていない。ｔ＝ｔ２、ｔ３のとき、人１０４は距離センサ１１０によって検出され、座標データ１１０４が得られている。ｔ＝ｔ４のとき、人１０４は、距離センサ１１０の走査範囲を通り過ぎているため、距離センサ１１０によって検出されず、したがって座標データ１１０４は得られない。
【００６５】
図１１Ｄは、ステップＳ２０３で図１１Ｃの座標データ１１０４から得られた人１０４の位置と横幅を示している。ｔ＝ｔ１のとき、座標データ１１０４は得られていないため、位置と横幅も得られない。ｔ＝ｔ２のとき、人１０４の位置（ｘ５＿２，ｙ５＿２）と横幅ｗ５＿２が算出される。ｔ＝ｔ３のとき、人１０４の位置（ｘ５＿３，ｙ５＿３）と横幅ｗ５＿３が算出される。ｔ＝ｔ４のとき、座標データ１１０４は得られていないため、位置と横幅も得られず、人１０４の追跡が終了する。次に、ステップＳ１０２の人数計数処理によって、階段１０３を通過した人数が計数される。人１０４が初めて検出された起点位置（ｘ５＿２，ｙ５＿２）から、最後に検出された終点位置（ｘ５＿３，ｙ５＿３）への方向は、ｙ軸方向の正方向である。この方向は階段１０３の登り方向であるから、計数部１３０は、ステップＳ３０４において、登り方向の通過人数をカウントする。
【００６６】
次に、隣接した２人の人が階段１０３を通過する場合について説明する。図１２Ａは、対象領域である階段１０３をｙ軸方向に見た図、図１２Ｂは上から見た図であり、共に時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４における、隣接した２人の人１０４ａ、１０４ｂの位置を概略的に示している。時間は、時刻ｔ１から、ｔ２、ｔ３へと順に経過し、図中の最後の時刻はｔ４である。この具体例では、２人の人１０４ａ、１０４ｂは、階段を登っている。
【００６７】
図１２Ｃは、図１２Ａおよび図１２Ｂの人１０４ａ、１０４ｂを測定することによって得られた座標データ１２０４ａ、１２０４ｂを示している。ｔ＝ｔ１のとき、人１０４ａは距離センサ１１０によって検出され、座標データ１２０４ａが得られるが、人１０４ｂは、距離センサ１１０の走査範囲内まで進んでいないため、距離センサ１１０によって検出されておらず、したがって座標データ１２０４ｂは得られていない。ｔ＝ｔ２、ｔ３のとき、２人の人１０４ａ、１０４ｂは、共に距離センサ１１０によって検出され、座標データ１２０４ａ、１２０４ｂが得られる。ｔ＝ｔ４のとき、人１０４ａは、距離センサ１１０の走査範囲を通り過ぎているため、距離センサ１１０によって検出されず、したがって座標データ１２０４ａは得られない。他方、人１０４ｂは距離センサ１１０によって検出され、座標データ１２０４ｂが得られる。
【００６８】
図１２Ｄは、ステップＳ２０３で図１２Ｃの座標データ１２０４ａ、１２０４ｂから得られた人１０４ａ、１０４ｂのそれぞれの位置と横幅を示している。
【００６９】
ｔ＝ｔ１のとき、人１０４ａの位置（ｘ６ａ＿１，ｙ６ａ＿１）と横幅ｗ６ａ＿１が算出される。
【００７０】
ｔ＝ｔ２のとき、座標データ１２０４ａおよび１２０４ｂに対してミーンシフト法を用いてクラスタリングを行うと、図９Ｂのように１点に収束することがある。この場合、ステップＳ２０９、Ｓ２１２〜Ｓ２１４を経由して、座標データ１２０４ａおよび１２０４ｂをｔ＝ｔ１のときの人１０４ａの横幅ｗ６ａ＿１の範囲内の座標データと、この範囲外の残りの座標データとに分割し、分割されたそれぞれの座標データに対して再度ミーンシフト法を用いてクラスタリングを行う。これにより、人１０４ａの位置（ｘ６ａ＿２，ｙ６ａ＿２）および横幅ｗ６ａ＿２と、人１０４ｂの位置（ｘ６ｂ＿２，ｙ６ｂ＿２）および横幅ｗ６ｂ＿２と、が得られる。
【００７１】
ｔ＝ｔ３のとき、同様に、人１０４ａの位置（ｘ６ａ＿３，ｙ６ａ＿３）および横幅ｗ６ａ＿３と、人１０４ｂの位置（ｘ６ｂ＿３，ｙ６ｂ＿３）および横幅ｗ６ｂ＿３と、が得られる。
【００７２】
ｔ＝ｔ４のとき、人１０４ｂの位置（ｘ６ｂ＿４，ｙ６ｂ＿４）および横幅ｗ６ｂ＿３と、が得られる。人１０４ａの座標データ１２０４ａは検出されないため、人１０４ａの追跡は終了する。人１０４ａの追跡が終了したので、人数計数処理が実行される。人１０４ａが初めて検出された起点位置（ｘ６ａ＿１，ｙ６ａ＿１）から、最後に検出された終点位置（ｘ６ａ＿３，ｙ６ａ＿３）への方向は、ｙ軸方向の正方向である。この方向は階段１０３の登り方向であるから、計数部１３０は、ステップＳ３０４において、登り方向の通過人数をカウントする。
【００７３】
なお、その後、人１０４ｂについても、追跡が終了した時点で人数計数処理が実行される。
【００７４】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置１００により、複数人が隣接している場合であっても、対象領域である階段１０３の通過人数を高い精度で計測することができる。
【００７５】
次に、進行方向に対して前後に近接した２人の人が階段１０３を通過する場合について説明する。図１３Ａは、対象領域である階段１０３をｙ軸方向に見た図、図１３Ｂは上から見た図であり、共に時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４における、前後に近接した２人の人１０４ａ、１０４ｂの位置を概略的に示している。時間は、時刻ｔ１から、ｔ２、ｔ３へと順に経過し、図中の最後の時刻はｔ４である。この具体例では、２人の人１０４ａ、１０４ｂは、階段を登っている。
【００７６】
図１３Ｃは、図１３Ａおよび図１３Ｂの人１０４ａ、１０４ｂを測定することによって得られた座標データ１３０４ａ、１３０４ｂを示している。ｔ＝ｔ１、ｔ２のとき、人１０４ａのみが距離センサ１１０によって検出され、座標データ１３０４ａが得られる。人１０４ｂは、距離センサ１１０の走査範囲内まで進んでいないため、距離センサ１１０によって検出されておらず、したがって座標データ１３０４ｂは得られていない。ｔ＝ｔ３、ｔ４のとき、人１０４ｂの座標データ１３０４ｂが得られる。人１０４ａは、人１０４ｂによって距離センサ１１０からのレーザ光１１２が遮蔽されるため、距離センサ１１０によって検出されておらず、したがって座標データ１３０４ａは得られていない。
【００７７】
図１３Ｄは、ステップＳ２０３で図１３Ｃの座標データ１３０４ａ、１３０４ｂから得られた人１０４ａ、１０４ｂのそれぞれの位置と横幅を示している。ｔ＝ｔ１のとき、人１０４ａの位置（ｘ７ａ＿１，ｙ７ａ＿１）と横幅ｗ７ａ＿１が算出される。ｔ＝ｔ２のとき、人１０４ａの位置（ｘ７ａ＿２，ｙ７ａ＿２）と横幅ｗ７ａ＿２が算出される。
【００７８】
ｔ＝ｔ３のとき、人１０４ｂの位置（ｘ７ｂ＿３，ｙ７ｂ＿３）と横幅ｗ７ｂ＿３が算出される。他方で、人１０４ａの座標データ１３０４ａは検出されないため、人１０４ａの追跡は終了する。人１０４ａの追跡が終了したので、人数計数処理が実行される。人１０４ａが初めて検出された起点位置（ｘ７ａ＿１，ｙ７ａ＿１）から、最後に検出された終点位置（ｘ７ａ＿２，ｙ７ａ＿２）への方向は、ｙ軸方向の正方向である。この方向は階段１０３の登り方向であるから、計数部１３０は、ステップＳ３０４において、登り方向の通過人数をカウントする。
【００７９】
ｔ＝ｔ４のとき、人１０４ｂの位置（ｘ７ｂ＿４，ｙ７ｂ＿４）と横幅ｗ７ｂ＿４が算出される。
【００８０】
なお、その後、人１０４ｂについても、追跡が終了した時点で人数計数処理が実行される。
【００８１】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置１００により、複数人が進行方向に対して前後に近接している場合であっても、対象領域である階段１０３の通過人数を１台の距離センサ１１０で高い精度で計測することができる。
【００８２】
以上で述べたように、本発明の実施の形態１に係る人数計測装置１００では、距離センサ１１０が第１の角度θを有するように設置されるため、距離センサ１１０のレーザ光１１２は、ｘ方向の位置すなわち階段１０３の幅方向の位置が異なると、階段１０３の異なる高さの部分に到達する。これにより、人が隣接している場合であっても、それぞれの人を時間差をもって、区別して検出することができ、高い精度で対象領域である階段１０３の通過人数を計数することができる。
【００８３】
また、距離センサ１１０の設置位置を所定の高さの位置、典型的には人の身長よりも高い位置に設置することによって、複数人が進行方向に対して前後に近接している場合であっても、それぞれの人を時間差をもって、区別して検出することができ、対象領域である階段１０３の通過人数を高い精度で計測することができる。
【００８４】
実施の形態２．
図１４は、全体が２００で表される、本発明の実施の形態２に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。図１４中、図１と同一の符合は、同一または相当箇所を示す。また、以下の記載では、原則として、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、その他の部分については重複説明を省略する。人数計測装置２００は、距離センサ１１０と、人位置算出部２２０と、計数部１３０と、を含む。
【００８５】
図１５Ａ〜１５Ｄは、本発明の実施の形態２に係る人数計測装置２００による人数計測の実施状況を示す概略図である。実施の形態２では、人数計測装置２００は、平坦な通路に適用される。したがって、本発明の実施の形態２では、「通路面」は通路に一致する。通路２０３の幅方向をｘ軸方向、ｘ軸に垂直な鉛直方向（高さ方向）をｚ軸方向、ｘ軸およびｚ軸に垂直な奥行き方向をｙ軸方向とする。図１５Ａは、通路２０３を通過中の人１０４と、通路２０３および人１０４を含む通路に向けてレーザ光１１２を照射して距離を測定する距離センサ１１０と、を示す概略的な斜視図である。図１５Ｂは、これらをｘ軸方向から見た概略図であり、図１５Ｃは、ｚ軸方向（上）から見た概略図であり、図１５Ｄは、ｙ軸方向から見た概略図である。
【００８６】
図１５Ａ〜１５Ｄ、特に図１５Ｄに示すように、距離センサ１１０は、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｚ軸に平行な方向と第１の角度θを成すように、所定の高さの位置、例えば人の身長より高い位置に、取り付けられる。さらに、図１５Ｂに示すように、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、ｚ軸方向（鉛直方向）に平行な位置から、ｙ軸方向に、第２の角度φだけ傾斜している。実施の形態２では、第２の角度φは、０°より大きくなるように設定される。言い換えれば、距離センサ１１０のレーザ光１１２は、俯角をもって照射される。
【００８７】
次に、実施の形態２に係る人数計測装置２００による人数計測プロセスについて説明する。人位置算出部２２０は、対象領域である通路２０３を通過する人の位置を算出する。実施の形態２における人位置算出部２２０による人位置算出処理は、ステップＳ２０２ａを除いて、実施の形態１のステップＳ２０１、Ｓ２０３〜Ｓ２１４と同一である。そこで、以下、ステップＳ２０２ａについて説明する。
【００８８】
実施の形態２におけるステップＳ２０２ａは、実施の形態１のステップＳ２０２と比較して、距離センサ１１０の設置条件が異なるため、直交座標系への変換の方法が異なる。レーザ光１１２が距離センサ１１０から水平面内（ｘｙ平面に平行な平面内）に照射される場合、すなわち、第１の角度θが０°であり、かつ第２の角度φも０°である場合、レーザ光１１２の照射方向ｕを、走査角度ｎを用いて、次の式（５）で表すことができる。
【００８９】
【数５】
2019117573.tif 000013
【００９０】
式（５）において、基底ベクトルは、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸方向である。実施の形態２では、距離センサ１１０は、上記のように、回転軸Ｃが第１の角度θおよび第２の角度を有するように設置される。したがって、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、ｚ軸方向（鉛直方向）から、ｘ軸の負方向へ第１の角度θだけ傾斜し、ｙ軸方向（移動方向）に第２の角度φだけ傾斜している。ベクトルを第１の角度θだけ回転させる行列Ｒθ、および第２の角度φだけ回転させる行列Ｒφを式（６）、（７）に示す。
【００９１】
【数６】
2019117573.tif 000014
【００９２】
【数７】
2019117573.tif 000015
【００９３】
ＲθとＲφを用いて、レーザ光１１２の照射方向ｕθφは、次の式（８）で表される。
【００９４】
【数８】
2019117573.tif 000016
【００９５】
走査角度ｎの場合に距離センサ１１０によって測定された物体までの距離がｒであるとき、距離センサ１１０から物体までの距離データは、距離センサ１１０が原点にあるものとして、式（９）によって直交座標系の座標データとして表される。
【００９６】
【数９】
2019117573.tif 000017
【００９７】
以上のように、本発明の実施の形態２では、距離センサ１１０は、第１の角度θのみならず、第２の角度φをも有するため、勾配のない平坦な通路２０３を通過する人を検出することができる。そして、実施の形態１と同様に第１の角度θを有するため、進行方向に対して前後に近接している人を時間差をもって、区別して検出することができ、高い精度で対象領域である通路２０３の通過人数を計数することができる。
【００９８】
実施の形態３．
図１６は、全体が３００で表される、本発明の実施の形態３に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。図１６中、図１と同一の符合は、同一または相当箇所を示す。また、以下の記載では、原則として、実施の形態１、２と異なる点を中心に説明し、その他の部分については重複説明を省略する。人数計測装置３００は、距離センサ１１０と、人位置算出部３２０と、計数部１３０と、を含む。
【００９９】
図１７、１８は、本発明の実施の形態３に係る人数計測装置３００による人数計測の実施状況を示す概略図である。実施の形態３では、人数計測装置３００は、階段１０３に適用される。階段１０３の幅方向をｘ軸方向、ｘ軸に垂直な鉛直方向（高さ方向）をｚ軸方向、ｘ軸およびｚ軸に垂直な奥行き方向をｙ軸方向とする。図１７、１８は、階段１０３を通過中の人１０４と、階段１０３および人１０４を含む通路に向けてレーザ光１１２を照射して距離を測定する距離センサ１１０とを、ｘ軸方向から見た概略図である。
【０１００】
実施の形態３では、距離センサ１１０は、実施の形態２の場合と同様に、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｚ軸に平行な方向と第１の角度θを成すように、所定の高さの位置、例えば人の身長より高い位置に、取り付けられる。さらに、距離センサ１１０の回転軸Ｃは、階段１０３の通路面に垂直な方向から、ｙ軸方向（移動方向）に、第２の角度φだけ傾斜したものである。図１７は、距離センサ１１０を階段の下のフロアに設置した場合の図であり、図１８は、上のフロアに設置した場合の図である。
【０１０１】
次に、実施の形態３に係る人数計測装置３００による人数計測プロセスについて説明する。人位置算出部３２０は、対象領域である階段１０３を通過する人の位置を算出する。施の形態３における人位置算出部３２０による人位置算出処理は、ステップＳ２０２ｂを除いて、実施の形態１のステップＳ２０１、Ｓ２０３〜Ｓ２１４と同一である。そこで、以下、ステップＳ２０２ｂについて説明する。
【０１０２】
実施の形態３におけるステップＳ２０２ｂは、実施の形態１のステップＳ２０２と比較して、距離センサ１１０の設置条件が異なるため、直交座標系への変換の方法が異なる。実施の形態２の場合と同様に考えて、以下の式（１０）によって直交座標系の座標データを得ることができる。
【０１０３】
【数１０】
2019117573.tif 000018
【０１０４】
なお、鉛直方向（ｚ軸方向）と距離センサ１１０の回転軸Ｃとが成す仰俯角Φと、第２の角度φとの間には、距離センサ１１０を階段の下のフロアに設置した場合には次の式（１１）の、上階側に設置した場合には次の式（１２）の関係がある。
【０１０５】
【数１１】
2019117573.tif 000019
【０１０６】
【数１２】
2019117573.tif 000020
【０１０７】
以上のように、本発明の実施の形態３では、距離センサ１１０は、第１の角度θのみならず、第２の角度φをも有するため、距離センサ１１０の設置条件の自由度を高くすることができる。例えば、距離センサ１１０を階段の下のフロアのみならず上のフロアに設置することができ、また、距離センサ１１０を壁のみならず天井にも設置することができる。
【０１０８】
実施の形態４．
図１９は、全体が４００で表される、本発明の実施の形態４に係る人数計測装置の構成を示す概略図である。図１９中、図１と同一の符合は、同一または相当箇所を示す。また、以下の記載では、原則として、実施の形態１、２、３と異なる点を中心に説明し、その他の部分については重複説明を省略する。人数計測装置４００は、距離センサ１１０と、人位置算出部４２０と、計数部１３０と、を含む。
【０１０９】
図２０は、本発明の実施の形態４に係る人数計測装置４００による人数計測の実施状況を示す概略図である。実施の形態４では、人数計測装置４００は、階段１０３またはエスカレータなどの階段状の通路において適用される。階段１０３の幅方向をｘ軸方向、ｘ軸に垂直な鉛直方向（高さ方向）をｚ軸方向、ｘ軸およびｚ軸に垂直な奥行き方向をｙ軸方向とする。図２０は、階段１０３を通過中の人１０４と、階段１０３および人１０４を含む通路に向けてレーザ光１１２を照射して距離を測定する距離センサ１１０とを、ｘ軸方向から見た概略図である。
【０１１０】
図２０と図３Ａとを比較するとわかるように、実施の形態４と実施の形態１は、距離センサ１１０が設置される位置の高さのみが異なる。すなわち、実施の形態４では、距離センサ１１０は、人の身長より低い位置に取り付けられてもよい。実施の形態４では、距離センサ１１０は、実施の形態１の場合と同様に、距離センサ１１０の回転軸Ｃがｚ軸に平行な方向と第１の角度θを成すように取り付けられる。
【０１１１】
距離センサ１１０が人の身長より低い位置に取り付けられても、階段１０３上を隣接して同一方向に進んでいる人の区別は可能である。これは、距離センサ１１０の回転軸Ｃが第１の角度θを成すように設置されるためである。例えば、隣接した２人の人が階段１０３を登っている場合、一方の人の距離センサ１１０による検出が先に終了し、その後、他方の人の検出が終了する。このように、検出が順次終了するため、人数計測装置４００は、検出された座標データが２人の人によるものと判断することができる。また、例えば、隣接した２人の人が階段１０３を降りている場合、一方の人の距離センサ１１０による検出が先に開始され、その後、他方の人の検出が開始される。このように、検出が順次開始するため、人数計測装置４００は、検出された座標データが２人の人によるものと判断することができる。
【０１１２】
以上のように、本発明の実施の形態４に係る人数計測装置４００は、人が隣接している場合であっても、それぞれの人を時間差をもって、区別して検出することができる。なお、階段１０３上に２人の人が隣接している例について説明したが、２人以上の人が隣接している場合についても同様である。また、本発明の実施の形態４に係る人数計測装置４００は、階段１０３のみならず、平坦な通路にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００，２００，３００，４００  人数計測装置、１０３  階段、１０４  人、１１０  距離センサ、１１２  レーザ光、１２０，２２０，３２０，４２０  人位置算出部、１３０  計数部、２０３  通路。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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