(57)【要約】【課題】斜面上の対象物の高さを容易に算出することが可能な高さ判定システムを提供する。【解決手段】対象物４の頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、対象物４の接地点Ｐｃを通り斜面に垂直な直線Ｌｖと、の交点Ｐｖを基準点とし、前記基準点から接地点Ｐｃまでの基準距離ｈｖを算出する基準距離算出部と、前記斜面の傾斜角θ１、カメラ１０の画角の中心線Ｌｃとカメラ１０から前記斜面への垂線Ｌｓとの間の角度θ２、及び中心線Ｌｃとカメラ１０の画角の上端に沿う直線Ｌｕとの間の角度θ３、並びに画像Ｇにおける上下中央位置から画像Ｇの上端位置までの距離Ｃ１、及び画像Ｇにおける上下中央位置から対象物４の頂点Ｐｔまでの距離Ｃ２に基づいて、基準距離ｈｖに掛け合わせて対象物４の高さを算出することが可能な補正係数Ｋを算出する補正係数算出部と、基準距離ｈｖ及びに補正係数Ｋから対象物４の高さを算出する高さ算出部と、を具備した。【選択図】図２
2015220633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラで撮影された斜面上の対象物の高さを算出する高さ判定システムであって、
前記対象物の最高点と前記カメラとを結ぶ直線と、前記対象物の接地点を通り前記斜面に垂直な直線と、の交点を基準点とし、前記基準点から前記対象物の接地点までの基準距離を算出する基準距離算出部と、
水平面に対する前記斜面の傾斜角、前記カメラの上下方向の画角の中心線と前記カメラから前記斜面に下ろした垂線との間の角度、及び前記カメラの画角の中心線と前記カメラの画角の上端に沿う直線との間の角度、並びに前記カメラで撮影された画像における上下中央位置から前記画像の上端位置までの距離、及び前記画像における上下中央位置から前記画像における前記対象物の最高点までの距離に基づいて、前記基準距離に掛け合わせることにより前記対象物の高さを算出することが可能な補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記基準距離に前記補正係数を掛け合わせることにより、前記対象物の高さを算出する高さ算出部と、
を具備する高さ判定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の高さ判定システムと、
監視者への報知を行う報知部と、
前記高さ判定システムによって算出された前記対象物の高さに基づいて、前記対象物としての人が前記監視者による監視の対象となる監視対象者であるか否かを判定する監視対象判定部と、
前記対象物が前記監視対象者である場合に、前記監視対象者に関する状況に基づいて、当該監視対象者を監視する必要性を示す監視レベルを評価する監視レベル評価部と、
前記報知部により、前記監視レベルに応じた報知を行う報知実行部と、
を具備することを特徴とする監視システム。
【請求項３】
前記報知実行部は、
前記監視対象者が孤立して前記斜面上に存在している場合に、前記監視者への報知を行うことを特徴とする、
請求項２に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物をカメラで撮影し、当該対象物の高さを算出する高さ判定システム及びそれを具備する監視システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物をカメラで撮影し、当該対象物の高さを算出する高さ判定システムの技術は多数公知となっている。また、このような高さ判定システムにおいて対象物の高さを算出する際には、カメラの高さ（設置高さ）等のカメラに関するパラメータが必要になる。そこで、カメラの高さ等を算出するための技術も公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
図１６（ａ）に示すように、特許文献１に記載の技術では、水平面上の対象物である移動体１０４をカメラ１１０で撮影し、以下の数１及び数２を解くことで、カメラに関するパラメータ（特許文献１においては、カメラ１１０の高さＺ及び俯角θ）を算出することができる。
【０００４】
【数１】
2015220633.tif 000003
【０００５】
【数２】
2015220633.tif 000004
【０００６】
ここで、ｆはカメラ１１０の焦点距離、Ｗは移動体１０４の高さ、ｘ０及びｙ０は、カメラ１１０によって撮影された画像Ｇにおける移動体１０４の接地点Ｐｃの座標、ｘ１及びｙ１は、カメラ１１０によって撮影された画像Ｇにおける移動体１０４の頂点Ｐｔの座標である。カメラ１１０の焦点距離ｆ及び移動体１０４の高さＷは予め分かっている。
【０００７】
また、カメラ１１０の高さＺ及び俯角θが予め分かっている場合には、特許文献１に記載の技術（上記数１及び数２）を利用することによって、カメラ１１０によって撮影された画像Ｇから、水平面上の移動体１０４の高さＷを算出することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、水平面上の対象物の高さを算出する場合には適用することができるものの、当該水平面に対して傾斜した斜面上の対象物の高さを算出するのは困難である点で不利であった。
【０００９】
具体的には、上記水平面上の移動体１０４の高さＷを算出する技術を用いて、斜面上の移動体１０４の高さＷを算出しようとする（すなわち、当該斜面を水平面であると仮定して上記技術を用いる）と、図１６（ｂ）に示すように、移動体１０４の高さＷではなく距離（以下、この距離を「基準距離」と記す）Ｗｖが算出される。ここで、基準距離Ｗｖは、頂点Ｐｔとカメラ１１０とを結ぶ直線Ｌｔと、接地点Ｐｃを通り斜面に垂直な直線Ｌｖと、の交点Ｐｖから、接地点Ｐｃまでの距離である。このように、上記特許文献１の技術では、直接的に斜面上の移動体１０４（対象物）の高さＷを算出するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１３４１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、斜面上の対象物の高さを容易に算出することが可能な高さ判定システム及びそれを具備する監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１３】
即ち、請求項１においては、カメラで撮影された斜面上の対象物の高さを算出する高さ判定システムであって、前記対象物の最高点と前記カメラとを結ぶ直線と、前記対象物の接地点を通り前記斜面に垂直な直線と、の交点を基準点とし、前記基準点から前記対象物の接地点までの基準距離を算出する基準距離算出部と、水平面に対する前記斜面の傾斜角、前記カメラの上下方向の画角の中心線と前記カメラから前記斜面に下ろした垂線との間の角度、及び前記カメラの画角の中心線と前記カメラの画角の上端に沿う直線との間の角度、並びに前記カメラで撮影された画像における上下中央位置から前記画像の上端位置までの距離、及び前記画像における上下中央位置から前記画像における前記対象物の最高点までの距離に基づいて、前記基準距離に掛け合わせることにより前記対象物の高さを算出することが可能な補正係数を算出する補正係数算出部と、前記基準距離に前記補正係数を掛け合わせることにより、前記対象物の高さを算出する高さ算出部と、を具備するものである。
【００１４】
請求項２においては、請求項１に記載の高さ判定システムと、監視者への報知を行う報知部と、前記高さ判定システムによって算出された前記対象物の高さに基づいて、前記対象物としての人が前記監視者による監視の対象となる監視対象者であるか否かを判定する監視対象判定部と、前記対象物が前記監視対象者である場合に、前記監視対象者に関する状況に基づいて、当該監視対象者を監視する必要性を示す監視レベルを評価する監視レベル評価部と、前記報知部により、前記監視レベルに応じた報知を行う報知実行部と、を具備するものである。
【００１５】
請求項３においては、前記報知実行部は、前記監視対象者が孤立して前記斜面上に存在している場合に、前記監視者への報知を行うものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、斜面上の対象物の高さを容易に算出することができる。
【００１８】
請求項２においては、斜面上の人が監視対象者であるか判定し、当該監視対象者の監視レベルに応じた報知を行うことで、事故の防止を図ることができる。
【００１９】
請求項３においては、特に事故が発生し易いと考えられる場合に報知を行うことで、効果的に事故の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る監視システムの全体的な構成を示した模式図。
【図２】第一パターンにおけるカメラ及び対象物の位置関係を示した模式図。
【図３】同じく、対象物の高さと基準距離の関係を示した模式図。
【図４】（ａ）同じく、各部の角度の関係を示した模式図。（ｂ）同じく、画像における距離と角度の関係を示した模式図。
【図５】第二パターンにおけるカメラ及び対象物の位置関係を示した模式図。
【図６】（ａ）同じく、各部の角度の関係を示した模式図。（ｂ）同じく、画像における距離と角度の関係を示した模式図。
【図７】第三パターンにおけるカメラ及び対象物の位置関係を示した模式図。
【図８】同じく、対象物の高さと基準距離の関係を示した模式図。
【図９】（ａ）同じく、各部の角度の関係を示した模式図。（ｂ）同じく、画像における距離と角度の関係を示した模式図。
【図１０】第四パターンにおけるカメラ及び対象物の位置関係を示した模式図。
【図１１】（ａ）同じく、各部の角度の関係を示した模式図。（ｂ）同じく、画像における距離と角度の関係を示した模式図。
【図１２】監視システムによる制御方法を示したフロー図。
【図１３】監視レベル評価テーブルの一例を示した図。
【図１４】（ａ）監視レベル評価テーブルにおけるパターン１の状況を示した模式図。（ｂ）同じく、パターン２の状況を示した模式図。
【図１５】（ａ）同じく、パターン３の状況を示した模式図。（ｂ）同じく、パターン４の状況を示した模式図。
【図１６】（ａ）従来技術の構成を示した模式図。（ｂ）従来技術を斜面に適用した場合を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図１を用いて、本発明の実施の一形態に係る監視システム１について説明する。
【００２２】
監視システム１は、斜面上の対象物４である子供Ｃの監視レベルを評価し、当該子供Ｃを監視する大人の監視者に、監視レベルに応じた報知を行うものである。ここで、本実施形態における「監視レベル」とは、子供Ｃを監視する必要性を示すものである。また、本実施形態において監視の対象となる監視対象者は子供Ｃであり、当該監視対象者（子供Ｃ）を監視する監視者は大人Ａである。
【００２３】
監視システム１は、水平面に対して傾斜した斜面に対応するように設けられる。ここで、本実施形態における「斜面」とは、水平面に対して一定の角度（傾斜角）で傾斜した面を意味し、その表面は平らなものだけでなく、階段状のものも含むものとする。本実施形態においては、斜面の例として、建物（例えば、保育所等）内の一階の床面２ａと二階の床面２ｂとの間に設けられた階段３を示している。
【００２４】
ここで、一階の床面２ａは、階段３の端点（下端の点）を通る水平面である。また二階の床面２ｂは、階段３の端点（上端の点）を通る水平面である。
【００２５】
監視システム１は、主としてカメラ１０、スピーカ２０及び制御装置３０を具備する。
【００２６】
カメラ１０は、前記建物内に設置され、子供Ｃを監視する領域（監視領域）の画像Ｇ（図２等参照）を取得するものである。本実施形態においては、水平面と比較して転落等の事故が発生し易いと考えられる階段３を監視領域としている。カメラ１０は、階段３の全域を撮影することができるような位置に配置される。
【００２７】
スピーカ２０は、本発明に係る報知部の実施の一形態であり、監視者に対して報知を行うためのものである。スピーカ２０は任意の場所に設置される。具体的には、前記建物内又は前記建物外にいる監視者に音が届くような位置に設置される。スピーカ２０は、複数個所に設置することも可能である。
【００２８】
制御装置３０は、監視システム１を制御するためのものである。制御装置３０は、主として演算処理部、記憶部及び入出力部等により構成される。制御装置３０には、監視システム１を制御するためのプログラムや種々のデータが予め記憶されている。
【００２９】
制御装置３０はカメラ１０に接続され、当該カメラ１０が撮影した画像Ｇを取得することができる。また制御装置３０は、カメラ１０の向きを任意に変更することができる。
制御装置３０はスピーカ２０に接続され、当該スピーカ２０から任意の音を発生させることができる。
【００３０】
制御装置３０は、機能的には基準距離算出部３１、補正係数算出部３２、高さ算出部３３、監視対象判定部３４、監視レベル評価部３５及び報知実行部３６を具備する。
【００３１】
基準距離算出部３１は、上述の数１及び数２を用いて、基準距離ｈｖを算出するものである。ここで基準距離ｈｖは、対象物４の頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、対象物４の接地点Ｐｃを通り斜面（本実施形態においては、階段３）に垂直な直線Ｌｖと、の交点から、接地点Ｐｃまでの距離である（図２等参照）。
【００３２】
補正係数算出部３２は、補正係数Ｋを算出するためのものである。ここで補正係数Ｋは、基準距離ｈｖから対象物４の高さを算出するための係数である。
【００３３】
高さ算出部３３は、基準距離ｈｖ及び補正係数Ｋから、対象物４の高さｈを算出するためのものである。
【００３４】
監視対象判定部３４は、対象物４の高さｈから、当該対象物４が子供Ｃであるか大人Ａであるか、すなわち監視の対象となる監視対象者であるか否かを判定するためのものである。
【００３５】
監視レベル評価部３５は、対象物４に関する各種の状況を取得し、当該状況に基づいて子供Ｃを監視する必要性を示す監視レベルを評価するためのものである。
【００３６】
報知実行部３６は、スピーカ２０を用いて、監視レベルに応じた報知を行うためのものである。
【００３７】
以上の如く構成された監視システム１のうち、カメラ１０及び制御装置３０（特に、基準距離算出部３１、補正係数算出部３２及び高さ算出部３３）によって、対象物４の高さｈを算出するための高さ判定システムが形成されている。ここで、本実施形態における「対象物４」とは人を意味する。
【００３８】
以下では、上述の如く構成された監視システム１の動作の概要について説明する。
【００３９】
カメラ１０は、監視領域である階段３の画像Ｇを常時取得する。制御装置３０は、取得された画像Ｇの中（すなわち、階段３）に対象物４である人がいる場合には、当該対象物４の高さｈを算出する。制御装置３０は、算出された対象物４の高さｈに基づいて、当該対象物４が子供Ｃであるか大人Ａであるかを判定する。制御装置３０は、対象物４が子供Ｃであると判定した場合には、当該子供Ｃの行動及び当該子供Ｃに関する事象に基づいて、当該子供Ｃの監視レベルを評価する。そして、制御装置３０は、スピーカ２０から監視レベルに応じた音を発生させることで、子供Ｃの監視者に対して報知を行う。
【００４０】
このように監視システム１において、例えば子供Ｃが一人で階段３を降りようとしている場合に、監視者に対して報知を行うことで、当該監視者に階段３に来るように促すことができる。これによって、子供Ｃが監視者の気づかないうちに階段３を降り、当該監視者の目の届かない範囲に移動することを未然に防止することができる。また、子供Ｃが階段３から転落する等の事故を未然に防止することもできる。
【００４１】
以下では、図２から図１１までを用いて、監視システム１（高さ判定システム）による対象物４の高さｈの算出方法について、具体的に説明する。
なお、対象物４の高さｈの算出方法は、第一パターン（ａ）カメラ１０が対象物４よりも一階側（床面２ａ側）にあり、かつ対象物４の頂点Ｐｔがカメラ１０の上下方向の画角の中心線Ｌｃ（図２等参照）よりも下方に位置する場合、第二パターン（ｂ）カメラ１０が対象物４よりも一階側にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃ上又は当該中心線Ｌｃよりも上方に位置する場合、第三パターン（ｃ）カメラ１０が対象物４よりも二階側（床面２ｂ側）にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃよりも下方に位置する場合、第四パターン（ｄ）カメラ１０が対象物４よりも二階側にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃ上又は当該中心線Ｌｃよりも上方に位置する場合、の４パターンに分類される。そこで以下では、上記（ａ）から（ｄ）の各パターンについてそれぞれ説明する。
【００４２】
まず、図２から図４を用いて、上記第一パターン（ａ）の場合、すなわちカメラ１０が対象物４よりも一階側（床面２ａ側）にあり、かつ対象物４の頂点Ｐｔがカメラ１０の上下方向の画角の中心線Ｌｃよりも下方に位置する場合の、対象物４の高さｈの算出方法について説明する。
【００４３】
まず基準距離算出部３１は、図２に示すように、階段３上に仮想水平面Ｓｖを設定する。具体的には、階段３の各段の水平な面（踏面）の中央を結ぶ面を仮想水平面Ｓｖとする。
【００４４】
次に基準距離算出部３１は、上述の数１及び数２を用いて、基準距離ｈｖを算出する。なお、本実施形態に係る基準距離ｈｖは、上記数２におけるＷに対応している。
ここで、数１及び数２におけるθはカメラ１０の俯角、Ｚはカメラ１０の仮想水平面Ｓｖに対する高さ（仮想水平面Ｓｖからの距離）、ｆはカメラ１０の焦点距離、ｘ０及びｙ０は、カメラ１０によって撮影された画像Ｇにおける対象物４の接地点Ｐｃの座標、ｘ１及びｙ１は、カメラ１０によって撮影された画像Ｇにおける対象物４の頂点Ｐｔの座標である。
【００４５】
カメラ１０の俯角θ、カメラ１０の焦点距離ｆは予め分かっており、制御装置３０に記憶されている。また、カメラ１０の仮想水平面Ｓｖに対する高さＺは、カメラ１０の取り付け位置から算出される（又は、予め制御装置３０に記憶される）。ｘ０及びｙ０、並びにｘ１及びｙ１は、画像Ｇに基づいて抽出される。
【００４６】
なお、対象物４の頂点Ｐｔとは、当該対象物４のうち最も高い部分の位置を示す点（最高点）である。また、対象物４の接地点Ｐｃとは、対象物４が地面（仮想水平面Ｓｖ）と接する（接地する）点である。但し、本実施形態の如く対象物４が人である場合には左右それぞれの足で接地するため、現実に接地した点ではなく、予め定められた定義に従って１つの接地点Ｐｃが算出される。例えば、接地点Ｐｃは、対象物４（人）の身体の中心線と地面とが交わる点や、左右の足の中間点等と定義される。
【００４７】
制御装置３０（高さ算出部３３）は、上述の如く基準距離算出部３１によって算出された基準距離ｈｖに補正係数Ｋを掛け合わせることにより、対象物４の高さｈを算出する（ｈ＝ｈｖ×Ｋ）。そこで、まず補正係数算出部３２によって以下で述べるようにして当該補正係数Ｋが算出される。
【００４８】
ここで、補正係数Ｋを算出するために、図２に示すように、θ１、θ２、θ３、Ｃ１及びＣ２を定義する。
θ１は、水平面（床面２ａ及び床面２ｂ）に対する仮想水平面Ｓｖの傾斜角（すなわち、階段３の傾斜角）である。
θ２は、カメラ１０の上下方向の画角の中心線Ｌｃと、カメラ１０から仮想水平面Ｓｖに下ろした垂線Ｌｓとの間の角度である。
θ３は、カメラ１０の中心線Ｌｃと、カメラ１０の上下方向の画角の上端に沿う直線Ｌｕとの間の角度である。なお、図中には、カメラ１０の上下方向の画角の下端に沿う直線Ｌｄも併せて図示している。
Ｃ１は、カメラ１０で撮影された画像Ｇにおける上下中央位置から、画像Ｇの上端位置までの距離である。
Ｃ２は、画像Ｇにおける上下中央位置から、画像Ｇにおける対象物４の頂点Ｐｔまでの距離である。
【００４９】
傾斜角θ１、角度θ２及び角度θ３は、カメラ１０の位置等から予め分かっており、制御装置３０に記憶されている。また、距離Ｃ１及び距離Ｃ２は、カメラ１０で撮影された画像Ｇから抽出することができる。
【００５０】
図３には、図２の幾何学的関係から対象物４の高さｈ及び基準距離ｈｖに関連する部分を抜き出して示している。図３では、説明の便宜上、仮想水平面Ｓｖ（階段３）が左右方向に平行（図において水平）となるように示している。また図３では、頂点Ｐｔを通り、仮想水平面Ｓｖと平行な補助線を引いている。そして、当該補助線と、頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、の成す角をθ４としている。図３に示した幾何学的関係から、基準距離ｈｖは以下の数３で表される。
【００５１】
【数３】
2015220633.tif 000005
【００５２】
上記数３から、対象物４の高さｈは、以下の数４で表される。
【００５３】
【数４】
2015220633.tif 000006
【００５４】
すなわち、補正係数Ｋは、以下の数５で表すことができる。
【００５５】
【数５】
2015220633.tif 000007
【００５６】
上記数４に示したように、対象物４の高さｈを、ｈ＝ｈｖ×Ｋの形式で表すことができる。しかしながら、対象物４の位置が変わる（対象物４が移動する）と、角度θ４の値は変化してしまう。そこで、以下で述べるように、画像Ｇから抽出することができる距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて、補正係数Ｋを間接的に表現する。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、中心線Ｌｃと、頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、の成す角をθ５とすると、以下の数６が成立する。
【００５８】
【数６】
2015220633.tif 000008
【００５９】
また、上記数６から、下記の数７が成立する。
【００６０】
【数７】
2015220633.tif 000009
【００６１】
上記角度θ５の値も、角度θ４の値と同様に変化するものである。そこで、図４（ａ）及び（ｂ）に示した幾何学的関係を用いて、以下の数８及び数９が成立する。
【００６２】
【数８】
2015220633.tif 000010
【００６３】
【数９】
2015220633.tif 000011
【００６４】
上記数８及び数９から、以下の数１０が成立する。
【００６５】
【数１０】
2015220633.tif 000012
【００６６】
上記数１０に示したように、角度θ５を、角度θ３、並びに距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて表すことができる。補正係数算出部３２は、上記数５に、数７及び数１０を代入することで、傾斜角θ１、角度θ２及び角度θ３、並びに距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて補正係数Ｋを算出することができる。
【００６７】
最後に、高さ算出部３３は、補正係数算出部３２によって算出された補正係数Ｋ、及び上記数４を用いて、対象物４の高さｈを算出する。
【００６８】
以下では、図５及び図６を用いて、上記第二パターン（ｂ）の場合、すなわちカメラ１０が対象物４よりも一階側にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃ上又は当該中心線Ｌｃよりも上方に位置する場合の、対象物４の高さｈの算出方法について説明する。
なお、上記第一パターン（ａ）と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００６９】
まず、基準距離算出部３１は、図５に示すように、階段３上に仮想水平面Ｓｖを設定する。次に基準距離算出部３１は、上述の数１及び数２を用いて、基準距離ｈｖを算出する。
【００７０】
次に、補正係数算出部３２によって以下で述べるようにして補正係数Ｋが算出される。なお、上記第一パターン（ａ）で述べた数４及び数５は、第二パターン（ｂ）でも同様に成立する。
【００７１】
図６（ａ）に示した幾何学的関係から以下の数１１が成立する。
【００７２】
【数１１】
2015220633.tif 000013
【００７３】
また、上記数１１から、下記の数１２が成立する。
【００７４】
【数１２】
2015220633.tif 000014
【００７５】
さらに、図６（ｂ）に示した幾何学的関係から、第二パターン（ｂ）でも、上記第一パターン（ａ）で述べた数１０が成立する。補正係数算出部３２は、上記数５に、数１２及び数１０を代入することで、傾斜角θ１、角度θ２及び角度θ３、並びに距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて補正係数Ｋを算出することができる。
【００７６】
最後に、高さ算出部３３は、補正係数算出部３２によって算出された補正係数Ｋ、及び上記数４を用いて、対象物４の高さｈを算出する。
【００７７】
以下では、図７から図９を用いて、上記第三パターン（ｃ）の場合、すなわちカメラ１０が対象物４よりも二階側（床面２ｂ側）にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃよりも下方に位置する場合の、対象物４の高さｈの算出方法について説明する。
なお、上記第一パターン（ａ）又は第二パターン（ｂ）と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００７８】
まず、基準距離算出部３１は、図７に示すように、階段３上に仮想水平面Ｓｖを設定する。次に基準距離算出部３１は、上述の数１及び数２を用いて、基準距離ｈｖを算出する。
【００７９】
次に、補正係数算出部３２によって以下で述べるようにして補正係数Ｋが算出される。
【００８０】
図８には、図７の幾何学的関係から対象物４の高さｈ及び基準距離ｈｖに関連する部分を抜き出して示している。また図８では、頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、接地点Ｐｃを通り仮想水平面Ｓｖに垂直な直線Ｌｖと、の交点Ｐｖ（基準点）を通り、床面２ａに平行（水平）な補助線を引いている。そして、当該補助線と、頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、の成す角をθ４としている。図８に示した幾何学的関係から、対象物４の高さｈは以下の数１３で表される。
【００８１】
【数１３】
2015220633.tif 000015
【００８２】
すなわち、補正係数Ｋは、以下の数１４で表すことができる。
【００８３】
【数１４】
2015220633.tif 000016
【００８４】
上記数１３に示したように、対象物４の高さｈを、ｈ＝ｈｖ×Ｋの形式で表すことができる。しかしながら、対象物４の位置が変わる（対象物４が移動する）と、角度θ４の値は変化してしまう。そこで、以下で述べるように、画像Ｇから抽出することができる距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて、補正係数Ｋを間接的に表現する。
【００８５】
図９（ａ）に示すように、中心線Ｌｃと、頂点Ｐｔとカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、の成す角をθ５とすると、以下の数１５が成立する。
【００８６】
【数１５】
2015220633.tif 000017
【００８７】
また、上記数１５から、下記の数１６が成立する。
【００８８】
【数１６】
2015220633.tif 000018
【００８９】
上記角度θ５の値も、角度θ４の値と同様に変化するものである。そこで、図９（ａ）及び（ｂ）に示した幾何学的関係を用いて、上記第一パターン（ａ）及び第二パターン（ｂ）で述べた数１０が、第三パターン（ｃ）でも同様に成立する。補正係数算出部３２は、上記数１４に、数１６及び数１０を代入することで、傾斜角θ１、角度θ２及び角度θ３、並びに距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて補正係数Ｋを算出することができる。
【００９０】
最後に、高さ算出部３３は、補正係数算出部３２によって算出された補正係数Ｋ、及び上記数１３を用いて、対象物４の高さｈを算出する。
【００９１】
以下では、図１０及び図１１を用いて、上記第四パターン（ｄ）の場合、すなわちカメラ１０が対象物４よりも二階側にあり、かつ頂点Ｐｔが中心線Ｌｃ上又は当該中心線Ｌｃよりも上方に位置する場合の、対象物４の高さｈの算出方法について説明する。
なお、上記第一パターン（ａ）、第二パターン（ｂ）又は第三パターン（ｃ）と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００９２】
まず、基準距離算出部３１は、図１０に示すように、階段３上に仮想水平面Ｓｖを設定する。次に基準距離算出部３１は、上述の数１及び数２を用いて、基準距離ｈｖを算出する。
【００９３】
次に、補正係数算出部３２によって以下で述べるようにして補正係数Ｋが算出される。なお、上記第三パターン（ｃ）で述べた数１３及び数１４は、第四パターン（ｄ）でも同様に成立する。
【００９４】
図１１（ａ）に示した幾何学的関係から以下の数１７が成立する。
【００９５】
【数１７】
2015220633.tif 000019
【００９６】
また、上記数１７から、下記の数１８が成立する。
【００９７】
【数１８】
2015220633.tif 000020
【００９８】
さらに、図１１（ｂ）に示した幾何学的関係から、第四パターン（ｄ）でも、上記第一パターン（ａ）で述べた数１０が成立する。補正係数算出部３２は、上記数１４に、数１８及び数１０を代入することで、傾斜角θ１、角度θ２及び角度θ３、並びに距離Ｃ１及び距離Ｃ２を用いて補正係数Ｋを算出することができる。
【００９９】
最後に、高さ算出部３３は、補正係数算出部３２によって算出された補正係数Ｋ、及び上記数１３を用いて、対象物４の高さｈを算出する。
【０１００】
以下では、図１２から図１５までを用いて、監視システム１による子供Ｃの監視レベルの評価方法、及び監視者に対する報知方法について説明する。
【０１０１】
まず、制御装置３０（基準距離算出部３１、補正係数算出部３２及び高さ算出部３３）は、取得された階段３の画像の中に対象物４である人がいる場合には、当該対象物４の高さ（背の高さ）ｈを算出する（図１２のステップＳ１０１）。そして制御装置３０（監視対象判定部３４）は、算出された対象物４の高さｈから、当該対象物４が子供Ｃであるか大人Ａであるかを判定する（ステップＳ１０２）。
【０１０２】
具体的には、監視対象判定部３４には、対象物４が子供Ｃであるか大人Ａであるかを判定するための閾値Ｔｃ及び閾値Ｔａが予め記憶されている。監視対象判定部３４は、算出された対象物４の高さｈが閾値Ｔｃ未満である場合には、当該対象物４は子供Ｃであると判定する。また監視対象判定部３４は、算出された対象物４の高さｈが閾値Ｔａ以上である場合には、当該対象物４は大人Ａであると判定する。
【０１０３】
ここで、本実施形態において子供Ｃとは、一人で階段３を降りるのに不慣れな幼い子供（幼児）を意味するものとする。そこで、対象物４が子供Ｃであるか否かを判定する際に用いる閾値Ｔｃとしては、当該対象物４が幼児であるか否かを判定することができる値（例えば、一般的な幼児の背の高さの平均値に、所定値を加えた値）が設定される。
【０１０４】
また、本実施形態において大人Ａとは、子供Ｃを補助しながら階段３を降りることができる人（例えば、成人）を意味するものとする。そこで、対象物４が大人Ａであるか否かを判定する際に用いる閾値Ｔａとしては、当該対象物４が成人であるか否かを判定することができる値（例えば、一般的な成人の背の高さの平均値から、所定値を差し引いた値）が設定される。
【０１０５】
このようにして、監視対象判定部３４は、取得された階段３の画像の中の対象物４を、子供Ｃ、大人Ａ又はその他に分類する。当該画像の中に複数の対象物４が存在する場合には、監視対象判定部３４は当該複数の対象物４それぞれについて上記分類を行う。なお、監視対象判定部３４は、対象物４が子供Ｃでも大人Ａでもない場合、以下の制御で当該対象物４を考慮しない。
【０１０６】
次に、制御装置３０（監視レベル評価部３５）は、取得された階段３の画像の中の対象物４に関する各種の状況を取得する（ステップＳ１０３）。具体的には、監視レベル評価部３５は、後述するステップＳ１０４において監視レベルの評価に用いられる状況（後述する状況（ａ）から状況（ｃ）まで）を、取得された画像を解析することで判定する。
【０１０７】
次に、監視レベル評価部３５は、取得された階段３の画像の中の対象物４に子供Ｃが含まれている場合には、当該子供Ｃを監視する必要性を示す監視レベルを評価する（ステップＳ１０４）。以下、具体的に説明する。
【０１０８】
監視レベル評価部３５は、階段３に子供Ｃが存在する（対象物４に子供Ｃが含まれている）場合、対象物４（特に、子供Ｃ）に関する各種の状況及び監視レベル評価テーブル（図１３参照）に基づいて、当該子供Ｃの監視レベルを評価する。
【０１０９】
子供Ｃに関する各種の状況とは、具体的には、（ａ）階段３に大人Ａが存在するか否か、（ｂ）階段３に子供Ｃが複数存在するか否か、（ｃ）孤立した子供Ｃが存在するか否か、の３つの状況である。
【０１１０】
監視レベル評価部３５は、上記状況（ａ）を判定することで、子供Ｃの危険性（階段３からの転落等の事故の発生の可能性）の高さを判定することができる。すなわち、階段３に大人Ａが存在すれば、子供Ｃの危険性は低いと考えられる。一方、階段３に大人Ａが存在しなければ、子供Ｃの危険性は高いと考えられる。
【０１１１】
また監視レベル評価部３５は、上記状況（ｂ）を判定することで、子供Ｃの危険性の高さを判定することができる。すなわち、階段３に子供Ｃが複数存在すれば、当該子供Ｃたちは団体行動していると考えられるため、当該子供Ｃたちの危険性は低いと考えられる。一方、階段３に子供Ｃが複数存在しなければ、当該子供Ｃは単独行動していると考えられるため、当該子供Ｃの危険性は高いと考えられる。
【０１１２】
また監視レベル評価部３５は、上記状況（ｃ）を判定することで、子供Ｃの危険性の高さを判定することができる。ここで、「孤立した子供Ｃ」とは、他の対象物４から所定間隔だけ離れた子供Ｃを意味する。すなわち、階段３に孤立した子供Ｃが存在しなければ、当該子供Ｃの危険性は低いと考えられる。例えば、子供Ｃの付近に大人Ａが存在すれば、子供Ｃが転落しそうになった場合にすぐに大人Ａが助けることができるためである。一方、階段３に孤立した子供Ｃが存在すれば、当該子供Ｃの危険性は高いと考えられる。
なお、孤立した子供Ｃの存在の有無を判定するための上記「所定間隔」は、予め任意の値が設定され、制御装置３０に記憶されている。
【０１１３】
また、図１３に示す監視レベル評価テーブルは、予め監視レベル評価部３５に記憶されている。以下、当該監視レベル評価テーブルについて具体的に説明する。
【０１１４】
図１３には、監視レベル評価テーブルに設定されている上記状況（ａ）から状況（ｃ）までの組み合わせのパターンを一部示している。監視レベル評価部３５は、上記状況（ａ）から状況（ｃ）までの組み合わせに応じて監視レベルを評価する。なお、監視レベルは、子供Ｃを監視する必要性が高い（子供Ｃに事故が発生する危険性が高い）ほど、その数値が高くなるように設定されている。
【０１１５】
例えば、パターン１は、大人Ａが存在せず、子供Ｃは複数存在せず、孤立した子供Ｃが存在するパターン（図１４（ａ）参照）を示している。この場合、孤立した子供Ｃが階段３に存在し、当該子供Ｃをすぐに助けることができる大人Ａが階段３に存在しないため、当該子供Ｃを監視する必要性が非常に高いと判断することができる。そこで、監視レベル評価テーブルでは、当該パターン１の監視レベルが「２」と設定されている。
【０１１６】
また、パターン２は、大人Ａが存在し、子供Ｃは複数存在せず、孤立した子供Ｃが存在しないパターン（図１４（ｂ）参照）を示している。この場合、子供Ｃは孤立しておらず、当該子供Ｃの付近に当該子供Ｃをすぐに助けることができる大人Ａが存在するため、当該子供Ｃを監視する必要性は低いと判断することができる。そこで、監視レベル評価テーブルでは、当該パターン２の監視レベルが「０」と設定されている。
【０１１７】
また、パターン３は、大人Ａが存在し、子供Ｃは複数存在せず、孤立した子供Ｃが存在するパターン（図１５（ａ）参照）を示している。この場合、大人Ａが存在するものの、子供Ｃは孤立している（大人Ａから離れている）ため、大人Ａは当該子供Ｃの姿を確認することはできるものの、当該子供Ｃをすぐに助けることができない。したがって、この場合は当該子供Ｃを監視する必要性がやや高いと判断することができる。そこで、監視レベル評価テーブルでは、当該パターン３の監視レベルが「１」と設定されている。
【０１１８】
また、パターン４は、大人Ａが存在せず、子供Ｃは複数存在し、孤立した子供Ｃが存在しないパターン（図１５（ｂ）参照）を示している。この場合、大人Ａは存在しないものの、子供Ｃが複数（例えば、図１５（ｂ）における子供Ｃａ、子供Ｃｂ及び子供Ｃｃ）存在し、孤立した子供Ｃも存在しないため、当該複数の子供Ｃは団体行動していると考えられる。したがって、この場合は当該子供Ｃたちを監視する必要性がやや高いと判断することができる。そこで、監視レベル評価テーブルでは、当該パターン４の監視レベルが「１」と設定されている。
【０１１９】
また、監視レベル評価テーブルには、監視レベルに応じた報知音（スピーカ２０により発生される音）の音量が設定されている。具体的には、監視レベルが「２」の場合には報知音の音量は「大」（大きい）、監視レベルが「１」の場合には報知音の音量は「小」（小さい）、監視レベルが「０」の場合には報知音の音量は無し（音を発しない）と設定されている。
【０１２０】
監視レベル評価部３５は、子供Ｃに関する各種の状況（上記状況（ａ）から状況（ｃ）まで）を上述の如く設定された監視レベル評価テーブルに照らし合わせて、監視レベルを評価する。
【０１２１】
次に、制御装置３０（報知実行部３６）は、スピーカ２０を用いて、監視レベルに応じた報知を行う（ステップＳ１０５）。具体的には、報知実行部３６は、ステップＳ１０４において監視レベルが「２」と評価された場合には、スピーカ２０から所定の音（報知音）を大きい音量で発生させる（図１４（ａ）参照）。これによって、子供Ｃを監視する大人の監視者に、階段３にいる子供Ｃを監視するように促すことができる。
【０１２２】
また、制御装置３０は、ステップＳ１０４において監視レベルが「１」と評価された場合には、スピーカ２０から報知音を小さい音量で発生させる（図１５参照）。これによって、階段３付近にいる大人Ａ等に、子供Ｃの付近に近づいて当該子供Ｃを監視するように促すことができる。
【０１２３】
このように、監視システム１は、階段３に存在する対象物４から子供Ｃを検出し、当該子供Ｃの状況に応じて監視者に対して報知を行うことができる。これによって、監視者に階段３にいる子供Ｃの監視を促し、子供Ｃの転落等の事故を未然に防止することができる。
【０１２４】
以上の如く、本実施形態に係る高さ判定システムは、
カメラ１０で撮影された階段３（斜面）上の対象物４の高さｈを算出する高さ判定システムであって、
対象物４の頂点Ｐｔ（最高点）とカメラ１０とを結ぶ直線Ｌｔと、対象物４の接地点Ｐｃを通り前記斜面に垂直な直線Ｌｖと、の交点Ｐｖを基準点とし、前記基準点（交点Ｐｖ）から対象物４の接地点Ｐｃまでの基準距離ｈｖを算出する基準距離算出部３１と、
水平面に対する前記斜面の傾斜角θ１、カメラ１０の上下方向の画角の中心線Ｌｃとカメラ１０から前記斜面に下ろした垂線Ｌｓとの間の角度θ２、及びカメラ１０の画角の中心線Ｌｃとカメラ１０の画角の上端に沿う直線Ｌｕとの間の角度θ３、並びにカメラ１０で撮影された画像Ｇにおける上下中央位置から画像Ｇの上端位置までの距離Ｃ１、及び画像Ｇにおける上下中央位置から画像Ｇにおける対象物４の頂点Ｐｔまでの距離Ｃ２に基づいて、基準距離ｈｖに掛け合わせることにより対象物４の高さを算出することが可能な補正係数Ｋを算出する補正係数算出部３２と、
基準距離ｈｖに補正係数Ｋを掛け合わせることにより、対象物４の高さを算出する高さ算出部３３と、
を具備するものである。
このように構成することにより、階段３上の対象物４の高さｈを容易に算出することができる。
【０１２５】
また、本実施形態に係る監視システム１は、
前記高さ判定システムと、
大人Ａ（監視者）への報知を行うスピーカ２０（報知部）と、
前記高さ判定システムによって算出された対象物４の高さｈに基づいて、対象物４としての人が大人Ａによる監視の対象となる子供Ｃ（監視対象者）であるか否かを判定する監視対象判定部３４と、
対象物４が子供Ｃである場合に、子供Ｃに関する状況に基づいて、当該子供Ｃを監視する必要性を示す監視レベルを評価する監視レベル評価部３５と、
スピーカ２０により、前記監視レベルに応じた報知を行う報知実行部３６と、
を具備するものである。
このように構成することにより、階段３上の人が子供Ｃであるか判定し、当該子供Ｃの監視レベルに応じた報知を行うことで、事故の防止を図ることができる。
【０１２６】
また、報知実行部３６は、
子供Ｃが孤立して階段３上に存在している場合に、前記監視者への報知を行うものである。
このように構成することにより、特に事故が発生し易いと考えられる場合に報知を行うことで、効果的に事故の防止を図ることができる。
【０１２７】
なお、本発明に係る高さ判定システムは、種々の斜面上の対象物の高さの算出に用いることができる。例えば、本実施形態において例示した建物（保育所等）内の階段だけでなく、その他の建物の階段や、屋外の階段、平らな斜面等にも適用することが可能である。
【０１２８】
また、本発明に係る高さ判定システム及び監視システムは、１つの斜面だけでなく、連続する複数の斜面（傾斜角が異なる斜面）に適用することも可能である。この場合、傾斜角が異なる斜面ごとに、当該高さ判定システムを設けることで、各斜面の対象物の高さの算出及び監視を行うことができる。すなわちこの場合、複数の斜面を、当該斜面に対応した複数の高さ判定システム及び１つの監視システムを用いることで監視することができる。
【０１２９】
また、本発明に係る高さ判定システムは、本実施形態に係る対象物４（すなわち、人）の高さだけでなく、種々の物（例えば、坂道を走行する自動車等）の高さを算出することができる。
【０１３０】
また、本実施形態に係る監視レベル評価テーブル（図１３参照）は一例であり、当該監視レベル評価テーブル（具体的には、評価基準となる状況の個数や内容、監視レベル等）は任意に設定することが可能である。
例えば、通常は、子供Ｃにとって階段３を上ることよりも下りることの方が困難である。よって、監視レベルの評価基準となる状況の一つとして、子供Ｃが階段３を下りているか否かを考慮しても良い。この場合、子供Ｃが孤立した状態で階段３を下りている場合には監視者に報知し、子供Ｃが孤立した状態で階段３を上っている場合には監視者に報知しないなど、異なる報知を行う構成とすることができる。
【０１３１】
また、本実施形態に係る監視システム１は、監視レベルに応じてスピーカ２０による報知音の音量を変えるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、監視レベルに応じて音の内容を変える（例えば、異なる音楽や効果音を発する）ものであっても良い。
【０１３２】
また、スピーカ２０の設置場所は任意に設定することができる。例えば、建物内の複数個所に設置することで、より確実に監視者に報知することができる。
【０１３３】
また、報知部はスピーカ２０に限るものではない。例えば、モニターの画面に所定の映像を表示させることで報知したり、監視者が携帯している端末（携帯型端末）から音を発することで報知すること等も可能である。また、前記携帯型端末を振動させたり、当該携帯型端末に通知メールを送信することで報知することも可能である。
【０１３４】
また、カメラ１０に図示せぬ駆動機構を設けて、当該カメラ１０の向きを任意に変更することができるように構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１    監視システム
１０  カメラ
２０  スピーカ（報知部）
３０  制御装置
３１  基準距離算出部
３２  補正係数算出部
３３  高さ算出部
３４  監視対象判定部
３５  監視レベル評価部
３６  報知実行部
【図１】
2015220633.tif 000021
【図２】
2015220633.tif 000022
【図３】
2015220633.tif 000023
【図４】
2015220633.tif 000024
【図５】
2015220633.tif 000025
【図６】
2015220633.tif 000026
【図７】
2015220633.tif 000027
【図８】
2015220633.tif 000028
【図９】
2015220633.tif 000029
【図１０】
2015220633.tif 000030
【図１１】
2015220633.tif 000031
【図１２】
2015220633.tif 000032
【図１３】
2015220633.tif 000033
【図１４】
2015220633.tif 000034
【図１５】
2015220633.tif 000035
【図１６】
2015220633.tif 000036