(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターの出入口の上部に設置され、前記出入口近傍を撮像するカメラと、このカメラによる画像情報を画像処理して異物の有無を判断する異物検出手段と、この異物検出手段の出力信号を用いて扉の開閉動作を制御する扉安全制御手段とを備えたエレベーター扉の安全装置において、
前記カメラの撮像領域内であって前記扉の前縁又はその近傍に配置したマーク部と、
前記画像情報から前記マーク部の座標を読み取り、異物検出領域として、扉開閉方向は前記扉の敷居を含み前記読み取った座標によって決定される範囲とし、乗降方向は乗場床部とかご床部の一部を含む範囲とする四角形をなす領域に設定することにより、前記扉の閉動作に伴って前記四角形をなす異物検出領域の扉開閉方向を狭める異物検出領域設定手段
を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項２】
請求項１において、前記マーク部は、前記扉の前縁に配置され、前記扉の前縁と色または反射率が異なることを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項３】
請求項１において、前記異物検出領域決定手段は、前記マーク部の内側の領域を、異物検出領域に決定する手段を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項４】
請求項１において、前記マーク部を床面から１ｍ以上の高さに配置したことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項５】
請求項１において、前記扉が全開状態での前記マーク部の基準位置を予め記憶する基準位置記憶装置と、現在の全開状態で得られた前記カメラからの画像情報における前記マーク部の位置を前記基準位置と比較する比較手段と、この比較結果に所定の差があることに応じて前記カメラの撮像領域の異常を判定する撮像領域異常判定手段を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項６】
請求項５において、前記カメラの向きを変える駆動機構、この駆動機構を制御する制御手段、並びに、前記撮像領域異常判定手段が前記カメラの撮像領域の異常を判定したとき、前記制御手段と前記駆動機構により、前記カメラの向きを補正するカメラ向き補正手段を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項７】
請求項１において、前記扉が全開状態で異物の無い基準画像情報を記憶する基準画像情報記憶手段と、閉扉動作中の前記カメラの画像情報から所定のインターバルで前記マーク部の位置を認識する手段と、当該インターバルで得られた前記カメラからの画像情報を、当該インターバルで得られた前記マーク部の位置情報に応じて絞込み、同一絞込み領域の前記基準画像情報と比較する比較手段と、この比較結果に所定の差があることに応じて異物が有ると判断する前記異物検出手段と、この異物検出手段の出力信号を用いて前記扉の閉じ動作を停止させる前記扉安全制御手段を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項８】
請求項１において、前記扉は片開き扉であり、前記カメラを、前記片開き扉の閉端から前記片開き扉の前縁に配置した前記マーク部に亘る出入口を撮像するように、前記片開き扉の閉端の上方に配置したことを特徴とするエレベーター扉の安全装置。
【請求項９】
エレベーターの出入口の上部に設置され、前記出入口近傍を撮像するカメラによる画像情報を画像処理して異物の有無を判断する異物検出ステップと、この異物検出ステップの出力信号を用いて扉の開閉動作を制御する扉安全制御ステップとを備えたエレベーター扉の安全制御方法において、
前記カメラの撮像領域内であって前記扉の前縁又はその近傍にマーク部を配置するステップと、
前記画像情報から前記マーク部の座標を読み取り、異物検出領域として、扉開閉方向は前記扉の敷居を含み前記読み取った座標によって決定される範囲とし、乗降方向は乗場床部とかご床部の一部を含む範囲とする四角形をなす領域に設定することにより、前記扉の閉動作に伴って前記四角形をなす異物検出領域の扉開閉方向を狭める異物検出領域設定ステップ
を備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全制御方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記マーク部は、前記扉の前縁に配置され、前記扉の前縁と色または反射率が異なることを特徴とするエレベーター扉の安全制御方法。
【請求項１１】
請求項９において、前記異物検出領域決定ステップは、前記マーク部の内側の領域を、異物検出領域に決定するステップを備えたことを特徴とするエレベーター扉の安全制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーターの出入口扉に挟まる異物を検出して事故を未然に防止する安全装置と安全制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベーターの出入口付近にある異物を検出して衝突や挟み込みを防止するために用いられる安全装置としては、例えば扉の片側に垂直に所定間隔で設けた光線と、扉と対向する側に光検出器を設けた構成がある。光線が遮断されると扉は開状態を保持するか、或いは閉動作中であれば停止して扉を再び開動作させる。
【０００３】
本安全装置では、扉が閉動作中に駆け込んで乗車しようとする利用者、台車を使用することで乗車に時間がかかる場合などには、十分に反応できるが、光線を遮らない小さな物体は検知できない。例えば、利用者が犬を連れてエレベーターを利用する場合に、鎖でつながれた犬だけが先にかごに乗り込んだ状態で扉が閉じてしまい、そのまま乗りかごが昇降してしまう可能性がある。これは、鎖が小径のため、上述した安全装置の光線を遮らないからである。
【０００４】
これに対応できる従来のエレベーター扉の安全装置として、特許文献１に開示されたように、監視カメラを応用したものがある。扉に挟まれる異物を検出するために、扉の上方にカメラを設置して扉の開閉路空間を撮像し、異物の有無を検出する。具体的には、扉の開閉度をドアモータの回転に基いて検出し、多数に細分した扉の開閉度ごとに、異物が無いときの基本画像と比較して、差異がある場合は異物があると判断し、扉の開状態を保持する、或いは閉動作中の扉を停止して再び開動作させるものである。
【０００５】
【特許文献１】特公平１−４７３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の従来技術では、例えば、戸閉中の細分した扉の開閉度ごとに、対応する基準画像と比較する構成である。そして、扉の動きは、扉を開閉するドアモータに連結したパルスジェネレータと、そのパルス信号をカウントするパルスカウンタで検出している。このため、扉と敷居の間に異物が詰まることで扉が所定の動作をしなくなり、ドアモータが回転しても、扉に駆動力を伝達する機構にすべりが発生し、扉の開閉度と一致しなくなることがある。この結果、正しく画像を比較できず、異物の有無の判断を誤る可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、異物の有無の判断に画像処理を行いたエレベーター扉の安全装置の信頼性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はその一面において、エレベーターの出入口の上部に設置され、前記出入口の近傍を撮像するカメラによる画像情報を画像処理して異物の有無を判断し、この異物検出の出力信号を用いて前記扉の開閉動作を制御する扉安全制御を実行するエレベーター扉の安全制御において、前記カメラの撮像領域内であって前記扉の前縁又はその近傍にマーク部を配置し、前記カメラからの画像情報のうち、前記マーク部を基準として前記異物検出による画像処理領域を決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の望ましい実施態様においては、前記マーク部は、扉の前縁に備えられ、扉の前縁と色や反射率が異なるものとする。
【００１０】
また、本発明の望ましい実施態様においては、扉が閉じ動作中の画像処理領域は、前記マーク部の位置を所定の時間間隔で認識し、該認識位置を用いて画像処理領域を狭める。
【００１１】
本発明の望ましい実施形態においては、全開状態でのマーク部の基準位置を予め記憶するマーク部基準位置記憶装置と、画像認識装置で認識した全開状態でのマーク部の位置とを比較して差異がある場合、異常信号を出力するマーク部位置異常判断装置を備える。
【００１２】
さらに、本発明の望ましい実施態様においては、前記画像認識装置は、撮像方向を変えるための駆動機構を備え、画像認識装置で認識した全開状態でのマーク部の位置に異常がある場合には、前記駆動機構で画像認識装置の向き補正を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様によれば、エレベーター出入口の扉の動きを正確に把握して画像処理を行うことで、異物の有無の検出精度を向上させ、信頼性の高いエレベーター扉の安全装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるエレベーターの扉安全装置を示す概略構成図で、扉の出入口をかご側から見た図を含めている。かご扉８、１２は両開きの構成で、各扉がそれぞれ左右方向に開閉する。エレベーター扉の安全装置として、次の装置が設けられている。まず、かご扉８、１２の出入口枠７，９，１１の上方中央に設置され、出入口近傍を撮像するＣＣＤカメラなどの撮像装置（以下、単にカメラと称する）１と、このカメラ１で得られた画像情報から異物の有無を判断する画像処理装置２を備えている。また、異物の有無によって扉８、１２の開閉動作を制御する扉開閉制御装置３と、扉８、１２を開閉させるための扉駆動装置４を備えている。
【００１５】
ここで、かご扉８、１２の前縁近傍（望ましくは前縁）に配置され、カメラ１で他の部分と明確に区別して把握できるマーク部６、１０を設ける。扉が全開した状態で、カメラ１は、マーク部６、１０を視野に入れる撮像領域を持つように設定される。
【００１６】
なお、カメラ１の設置異常の有無を知らせるための警報装置５を設け、カメラ１に異常が発生した場合は、図示していない監視センタに異常信号を送信する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態によるエレベーターの扉安全装置の異物検出領域の説明図であり、カメラ１が撮像する領域を、かご上方から見た模式図である。カメラ１は、出入口の異物３０を検出するために、下方向の向きで取付けられる。前述したように、カメラ１が視野に入れるべき範囲は、扉が全開した状態において、マーク部６，１０を含む撮像領域３４として設定される。撮像領域３４のうち、異物を検出すべき領域を異物検出領域２２とする。撮像領域３４は、異物検出領域２２を含んでいれば良く、図示よりもっと広い視野を持っていても構わない。
【００１８】
異物検出領域２２の横方向（扉開閉方向）は、かご扉８、１２および乗場扉２５、３５が全開した状態で、敷居２１、３１を含む出入口全幅と、かご扉８、１２および乗場扉２５、３５の前縁２０、２４、２６、３３の一部を含んだ範囲である。例えば、床面から扉の１／２以上の高さまでが含まれる範囲までとする。異物検出領域２２の縦方向（乗降方向）は、乗場床部２３とかご床部２９の一部を含む範囲に設定する。
【００１９】
この実施形態においては、かご扉８、１２の前縁に設けたマーク部６、１０は、異物検出領域２２よりも外側に設けられているので、今回得られた画像情報から、これらのマーク部６、１０を認識することにより、その内側に、異物検出領域２２を設定する。
【００２０】
カメラ１および画像処理装置２で確実に認識するために、マーク部６、１０は、例えば、扉の前縁２６，３３と異なる色の部材からなり、接着剤等で貼り付けられる。或いは、扉の前縁２６，３３と光の反射率を変えた部材などとしても良い。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態による画像処理装置２の構成を示すブロック図である。画像処理装置２は、扉位置を認識して画像認識装置の設置状態を把握する扉位置処理部２０１と、異物が所定の領域に存在するか否かを判断する異物処理部２０２からなる。
【００２２】
扉位置処理部２０１は、カメラ１から送られてくる画像情報を受信する画像情報受信部４６以下、次のように構成される。まず、受信した画像情報から扉位置を認識する扉位置認識部４７である。次に、扉の基準位置が記憶してある扉基準位置記憶部４８を備える。そして、前記扉基準位置と現在の扉位置を比較する扉位置比較部４９、並びに、その比較結果より警報装置５に所定の制御信号を送るための比較結果処理部５０で構成される。
【００２３】
一方、異物処理部２０２は、扉位置より画像処理領域を演算する画像処理領域補正部４２をはじめとして、次のように構成されている。まず、異物が無い状態で取得した基本画像を記憶する基本画像記憶部４０、所定間隔で送られてくる入力画像を記憶する入力画像記憶部４１、基本画像と入力画像を比較して差異を抽出する画像差異演算部４３を備えている。次に、画像差異演算部４３の結果を用いて異物であるか否かを判別する異物判別部４５と、この異物判別部４５の判別結果により、扉開閉制御装置３に所定の制御信号を送るための判別結果処理部４４で構成されている。
【００２４】
次に、異物検出動作について図３、図４を参照しながら説明する。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態による画像処理装置の制御動作の流れを示す図である。まず、ステップ４０１において、エレベーター使用時に扉が全開状態での異物のない基本画像を取り込み基本画像記憶部４０に記憶しておく。かごが目的階に着床し扉が全開になった状態で、カメラ１から最新の入力画像を画像処理装置２に取り込み、画像処理領域補正部４２を介して入力画像記憶部４１に記憶される。（ステップ４０２）。
【００２６】
ステップ４０３では、取り込んだ入力画像の中のマーク部６，１０の座標を確認し、ステップ４０４では、これらマーク部６，１０の座標の内側に、新たな異物検出領域２２を設定・更新する。
【００２７】
そして、ステップ４０５では、予め基本画像記憶部４０に記憶しておいた基本画像と、入力画像記憶部４１に記憶された最新の入力画像を比較し、ステップ４０６において、画像差異演算部４３で両画像に差異があるか否かを演算する。具体的には、例えば、両画像同士で対応する個々の画素を比較して、所定値以上の画素値が異なる画素を抽出する。そして、抽出した画素同士の連続性を判別した結果、所定の大きさ以上の画素群で所定領域内に連続して存在する場合に、異物として抽出する。
【００２８】
所定領域とは、乗場床からかご床までに亘る領域を指す。すなわち、上記領域にまたがって異物が存在したまま、扉が閉じてかごが昇降すると安全上好ましくない。例えば、利用者が鎖で繋いだ犬を伴ってエレベーターを利用する際に、ペットだけ先にかごに乗車して扉が閉まり、かごが昇降すると、ペット或いは利用者が怪我をする恐れがある。
【００２９】
所定領域に異物が有ると判断した場合には、ステップ４０７に進んで、判別結果処理部４４で扉開閉制御装置３に扉を開保持する信号を送る。そして、所定間隔で次の入力画像を取得するステップ４０２に戻る。一方、異物判別部４５で所定領域に連続した異物が無いと判断された場合は、ステップ４０８に進んで、判別結果処理部４４で扉開閉制御装置３に扉を閉じるよう信号を送る。そして、扉閉動作を行いながら所定間隔で次の入力画像を取得するステップ４０２に戻る。以上の動作を、ステップ４０９にて、扉が閉じ終えたことを確認するまで繰り返す。
【００３０】
図５は、本発明の一実施形態による異物検出領域の更新方法を説明する図である。上述したように出入口の異物検出の動作は、扉全開状態から扉が閉じ終えるまでの間を繰り返す。したがって、閉動作する扉を異物と判断しないようにする必要がある。
【００３１】
図５（ａ）は、扉が全開状態における異物検出領域を示しており、画像処理装置で認識したマーク部６、１０の基準位置からの座標をそれぞれ、Ｐ１（ｘ０、ｙ０）、Ｐ２（ｘ１、ｙ１）とする。これらの座標より、異物検出領域５１はマーク部６、１０よりも所定量だけ内側になるようにすればよいので、四角形をなす異物検出領域５１の左下座標Ｐ３、および右上座標Ｐ４は（ｘ０＋Δｘ０、ｙ０−Δｙ０）、（ｘ１−Δｘ１、ｙ１＋Δｙ１）と決定される。
【００３２】
図５(ｂ)は、扉が閉動作を行っているときの異物検出領域５２を示す。マーク部６，１０の座標Ｐ７，Ｐ８が（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）と認識されると、全開状態のときのマーク部６，１０と異物検出領域５１の関係と同様に設定され、異物検出領域５２の左下座標Ｐ７、および右上座標Ｐ８は（ｘ２＋Δｘ０、ｙ２−Δｙ０）、（ｘ３−Δｘ１、ｙ３＋Δｙ１）と決定される。
【００３３】
図６は、本発明の一実施形態による異物検出領域の更新方法を示すフロー図である。
【００３４】
まず、ステップ６０１で、画像処理装置により扉全開状態の画像を取得する。次に、ステップ６０２で、マーク部の座標を扉前縁との色差や輝度差から割り出し、ステップ６０３で、予め記憶してある扉初期座標と比較する。ここで、所定量以上の差異があると判断された場合は、カメラの取付け向きが、いたずらや地震などの原因でずれたり、或いは扉が何らかの原因で全開状態になっていないと判断し、ステップ６０６に移って、監視センタに警報を促す。全開状態にならない原因としては、駆動伝達機構の不具合や、敷居と扉間の異物混入による開動作不具合などが考えられる。
【００３５】
ステップ６０３で、扉初期位置が正常と判断された場合は、ステップ６０４で、最新の入力画像を取得し記憶する。そして、ステップ６０５で、入力画像からマーク部の座標を読み取り、ステップ６０７では、図５で説明した処理により異物検出領域を更新する。
【００３６】
次に、異物検出処理フローへと移り、ステップ６０８で、図４で説明した流れで異物の有無を判断する。ステップ６０９により、以上の動作を扉の閉動作終了まで繰り返す。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、扉の閉動作に伴って異物検出領域を狭める。その結果、閉動作する扉を異物と判断しない。また、扉の動きを駆動装置からの信号を用いずに、扉に備えたマーク部の座標を画像認識装置で直接読み取るので扉動きを確実に把握できる。
【００３８】
また、予め扉初期位置座標を設定することで、カメラの設置向きの異常を判断でき保守点検を容易に行える。
【００３９】
更に、カメラに駆動機構を備えることで、設置状態がずれている場合には、向きを補正することも可能となり、保守員を煩わせることも少ない。
【００４０】
図７は、本発明の一実施形態によるマーク部の設置位置を説明する図である。この図は、全開状態を示しているので、扉８，１２、マーク部６，１０は見えず、破線で示している。
【００４１】
出入口部の異物、特に紐状異物を検出対象にすると、ペットの鎖、掃除機の電源コード、縄飛び用縄などが考えられる。これらを想定すると、異物検出領域５３の出入口高さＨ３は、約１ｍ程度確保すればよい。通常のエレベーターの出入口高さＨ１は、約２ｍ〜２．５ｍである。よって、出入口高さＨ１の約半分に設定できる。
【００４２】
ここで、マーク部６、１０の設置高さＨ２は、異物検出領域の出入口高さＨ３よりも高い位置、すなわち、床面から１ｍ以上の高さに設定する。これは、マーク部６、１０を確実に認識するためである。高い位置に設定するとカメラに近くなり見え易い。また外光の影響も軽減できること、台車などとの接触による傷つきや剥がれ落ちを防げること、いたずらによる破損を防止できることなどの効果がある。
【００４３】
通常のエレベーターの出入口幅Ｗは、約１ｍ、幅広タイプで２．５ｍ以下である。上記異物検出領域５３とマーク部を含む領域５４を認識するためには、カメラ１の視野角ＴＨ１は、通常で約５５度、出入口が幅広タイプで１３５度以上のものを用いて上部出入口枠の近傍に設置すればよい。また、解像度が６４０×４８０ｄｐｉ仕様のものを用いれば、直径３ｍｍ程度の紐状異物を認識できる。
【００４４】
本発明のエレベーター扉の安全装置は、片開き扉のタイプにも何ら問題なく適用できる。
【００４５】
図８は、片開き扉に本発明のエレベーター扉の安全装置を適用した場合のエレベーター扉の出入口をかご側からみた図である。
【００４６】
出入口部は、出入口枠６０，６２，および６５で囲まれている。扉６６は、右側に開く方式である。そして、扉６６の前縁にはマーク部６４を備える。撮像装置６３は、扉６６が閉じ完了したときに当接する片側の出入口枠６０の上方に設置され、マーク部６４を含む出入口全幅の領域６１を読み込める向きに設定してある。
【００４７】
扉安全装置の動作は、両開き扉の場合と同様に行えばよい。但し、マーク部が片側のみ設置されるので扉閉動作中の画像処理領域は、扉移動側のみ狭めて更新されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態によるエレベーターの扉安全装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態によるエレベーターの扉安全装置の異物検出領域の説明図。
【図３】本発明の一実施形態による画像処理装置のブロック図。
【図４】本発明の一実施形態による画像処理制御フロー図。
【図５】本発明の一実施形態による異物検出領域の更新方法を説明する図。
【図６】本発明の一実施形態による異物検出領域の更新フロー図。
【図７】本発明の一実施形態によるマーク部の設置位置を示す図。
【図８】本発明の他の実施形態におけるカメラの設置位置を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１…カメラ(撮像装置)、２…画像処理装置、２０１…扉位置処理部、２０２…異物処理部、３…扉開閉制御装置、４…扉駆動装置、５…警報装置、６、１０…マーク部、２２、５０、５１、５２…異物検出領域、３４…撮像領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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