(57)【要約】【課題】計測のために用いられる撮像手段を監視のためにも用いることを可能とし、１つの撮像手段によって計測および監視の両方を安定して行なえるようにすること。【解決手段】光ビームを物体の移動方向と交差するように投光しその反射光をカメラ３３ａで受光することによって移動する物体を計測し監視する方法であって、カメラ３３ａの受光軸上において、光ビームの波長を優先的に通過させる第１の光フィルタ５１と光ビームの波長を通過し難くする第２の光フィルタ５２とを選択的に適用可能としておき、計測モードのときには第１の光フィルタ５１を適用し、監視モードのときには第２の光フィルタ５２を適用する。【選択図】      図３
2005156379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光手段によって光ビームを物体の移動方向と交差するように床面等に投光しその反射光を撮像手段で受光することによって前記床面等において移動する物体を計測し監視する方法であって、
前記撮像手段の受光軸上において、前記光ビームの波長を優先的に通過させる第１の光フィルタと前記光ビームの波長を通過し難くする第２の光フィルタとを選択的に適用可能としておき、
前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するときには前記第１の光フィルタを適用し、
前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うときには前記第２の光フィルタを適用する、
ことを特徴とする移動物体の計測監視方法。
【請求項２】
物体の移動方向と交差する光ビームを床面等に投光する投光手段および前記光ビームの反射光を受光する撮像手段を有する移動物体の計測監視装置であって、
前記撮像手段には、その受光軸上において、光フィルタが着脱可能にまたは選択可能に設けられていることを特徴とする移動物体の計測監視装置。
【請求項３】
前記光フィルタの１つは、前記光ビームの波長を優先的に通過させるバンドパスフィルタである、
請求項２記載の移動物体の計測監視装置。
【請求項４】
前記光フィルタの１つは、前記光ビームの波長を通過させ難いバンドカットフィルタである、
請求項２記載の移動物体の計測監視装置。
【請求項５】
前記光フィルタは、
前記光ビームの波長を優先的に通過させるバンドパスフィルタと前記光ビームの波長を通過させ難いバンドカットフィルタとからなり、
前記光フィルタが移動することによって、前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するための計測モードにおいては前記バンドパスフィルタが、前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うための監視モードにおいては前記バンドカットフィルタが、それぞれ選択されるように構成されている、
請求項２記載の移動物体の計測監視装置。
【請求項６】
前記撮像手段の位置または姿勢を、前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するための計測モード位置と、前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うための監視モード位置とに変更するための駆動手段が設けられており、
前記光フィルタは前記駆動手段に対して固定的に設けられており、
前記駆動手段による前記撮像手段の位置または姿勢に応じて、前記光フィルタが自動的に選択されるように構成されている、
請求項２記載の移動物体の計測監視装置。
【請求項７】
前記光フィルタは、
前記計測モード位置において受光軸上に位置するよう配置され、前記光ビームの波長を優先的に通過させるバンドパスフィルタと、
前記監視モード位置において受光軸上に位置するよう配置され、前記光ビームの波長を通過させ難いバンドカットフィルタとからなる、
請求項６記載の移動物体の計測監視装置。
【請求項８】
前記光フィルタは、当該計測監視装置のケーシングから下方に突出して設けられ、
前記バンドパスフィルタは、突出した先端の中央部に板状に設けられ、
前記バンドカットフィルタは、前記バンドパスフィルタの周囲を囲むように錐面状に設けられてなる、
請求項７記載の移動物体の計測監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーマーケットなどの店舗、その他の施設などにおいて、人の動きを測って顧客の動向を把握するためなどに用いられる移動物体の移動物体の計測監視方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、スーパーマーケットなどの大規模な商業施設または店舗では、店舗内の人（顧客）の流れなどを把握することにより、店舗内のレイアウトや取り扱い商品を決定するという戦略が必須となりつつある。
【０００３】
そのような目的のために、店舗内の要所要所に顧客の通過人数を計数するための計測装置が設置される。このような計測装置として、従来においては画像処理方式や光切断方式（スリット光画像処理方式）のものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
他方、店舗内での事故や不測の事態の発生を未然に防いで顧客の安全を図るために、店舗内の通路や精算カウンタなどをカメラで監視することが行われている。例えば、天井などに設置したカメラによって撮像した店舗内の画像をモニタ室の表示装置に表示して監視員が監視する。画像から異状が発見されれば、カメラを遠隔的にＰＴＺ制御し、異状な箇所または人物をカメラで追跡し、必要に応じてその画像を記憶装置に記憶する。
【０００５】
ところが、上に述べた計測装置の方式のうち、前者の画像処理方式による場合には、画像情報の量が膨大であるため処理時間が長くなり、また信頼性も高くないという問題がある。後者の光切断方式による場合には、計測時間が短く信頼性も高いが、画像情報が得られないので、計測と併せて監視を行なおうとする場合には、監視用のカメラを別途設置する必要がある。計測装置と別に監視用のカメラを設置した場合には、設備費用が増大しかつメンテナンスにもコストがかかることとなる。
【特許文献１】特開２００２−２４５５６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、計測のために用いられる撮像手段を監視のためにも用いることを可能とし、１つの撮像手段によって計測および監視の両方を安定して行なえるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る方法によると、投光手段によって光ビームを物体の移動方向と交差するように床面等に投光しその反射光を撮像手段で受光することによって前記床面等において移動する物体を計測し監視する方法であって、前記撮像手段の受光軸上において、前記光ビームの波長を優先的に通過させる第１の光フィルタと前記光ビームの波長を通過し難くする第２の光フィルタとを選択的に適用可能としておき、前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するときには前記第１の光フィルタを適用し、前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うときには前記第２の光フィルタを適用する。
【０００８】
本発明の装置によると、撮像手段には、その受光軸上において、光フィルタが着脱可能にまたは選択可能に設けられてる。
【０００９】
好ましくは、前記光フィルタは、前記光ビームの波長を優先的に通過させるバンドパスフィルタと前記光ビームの波長を通過させ難いバンドカットフィルタとからなり、前記光フィルタが移動することによって、前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するための計測モードにおいては前記バンドパスフィルタが、前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うための監視モードにおいては前記バンドカットフィルタが、それぞれ選択されるように構成される。
【００１０】
また、前記撮像手段の位置または姿勢を、前記光ビームを投光した位置を通過する物体を計測するための計測モード位置と、前記光ビームによることなく前記撮像手段により撮像した画像によって周辺の監視を行うための監視モード位置とに変更するための駆動手段が設けられており、前記光フィルタは前記駆動手段に対して固定的に設けられており、前記駆動手段による前記撮像手段の位置または姿勢に応じて、前記光フィルタが自動的に選択されるように構成される。
【００１１】
また、前記光フィルタは、前記計測モード位置において受光軸上に位置するよう配置され、前記光ビームの波長を優先的に通過させるバンドパスフィルタと、前記監視モード位置において受光軸上に位置するよう配置され、前記光ビームの波長を通過させ難いバンドカットフィルタとからなる。
【００１２】
本発明において、計測し監視するための物体として、人、通行人、動物、その他の移動物体などが含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、計測のために用いられる撮像手段を監視のためにも用いることが可能となり、１つの撮像手段によって計測および監視の両方を安定して行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態を示す計測監視システム１の全体の構成の例を示す図、図２はカウンタ装置３の外観形状を示す図、図３はカウンタ装置３の内部構造を示す側面図、図４はカウンタ装置３の内部構造を下方から見て示す図、図５はカウンタ装置３の投光光学系の構成を示す図、図６はカウンタ装置３の投光光学系の構成を側面から見て示す図、図７は光フィルタ装置３２，３２ｂ〜３２ｄの種々の形状の例を示す図、図８はカウンタ装置３の全体の構成の例を示すブロック図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は光フィルタ装置を下方から見た図、図７（ｄ）は光フィルタ装置を側面から見た断面図である。
【００１５】
図１において、計測監視システム１は、ホストコンピュータ２、カウンタ装置３、および通信回線４などによって構成される。図においては１つのカウンタ装置３のみが示されているが、実際には施設の適当な箇所において多数のカウンタ装置３，３…が設けられている。ホストコンピュータ２および各カウンタ装置３は、通信回線４を介して互いに接続されている。通信回線４として、無線または有線のＬＡＮ、公衆回線、専用線、またはインターネットなどが用いられる。
【００１６】
この計測監視システム１は、スーパーマーケットまたはデパートなどの大型店舗、多数の専門店などが集まった地下街、空港または駅などのターミナルビル、博物館、またはイベント会場などのような、多数の人が利用する施設などで使用される。本実施形態ではスーパーマーケットで使用される計測監視システム１について説明する。
【００１７】
計測監視システム１は、スーパーマーケットの売り場、イベント会場、通路、階段などにおける顧客の通行人数を計数する機能、および、それらの場所の状況を画像により監視しまたは観察する機能を有している。
【００１８】
ホストコンピュータ２は、ＣＰＵやメモリなどにより構成されるコンピュータ本体ＰＣ、表示装置（ディスプレイ）ＤＰ、ハードディスク（磁気記憶装置）ＨＤ、および入力装置ＮＳなどからなる。通信や制御のためのインタフェースなども含まれる。入力装置ＮＳとして、キーボードＫＢ、マウスＭＳ、および、図示はされていないが、ジョイスティック、タッチパネル、その他の種々の操作入力手段が用いられる。
【００１９】
ホストコンピュータ２は、スーパーマーケットの管理人室または守衛室などに設置されており、各カウンタ装置３から送信される計測データを集計し、表示し、処理する。また、カウンタ装置３から監視のための画像（画像データ）が送信されてきたときは、その画像を表示装置ＤＰの表示面ＨＧに表示する。管理人または監視員などは、表示された画像に基づいて各通行エリアやその周辺の様子を監視する。また、ホストコンピュータ２は、画像の内容を解析して異状の有無を判断し、判断結果に基づいて管理人または監視員などに対して種々の通知を行う。また、各カウンタ装置３を自動でまたはオペレータの操作によって遠隔制御する。遠隔制御によって、各カウンタ装置３の動作モードを切り替えたり、処理動作を制御し、また、各カウンタ装置３のカメラユニットのＰＴＺ動作を制御することが可能である。詳細は後述する。ホストコンピュータ２として、パーソナルコンピュータまたはワークステーションなどが用いられる。
【００２０】
図２は、カウンタ装置３を天井ＣＬに取り付けた状態を示しており、図２（ａ）はその状態でカウンタ装置３を下方から見た図（正面図）、図２（ｂ）は側面から見た図、図２（ｃ）は他の側面から見た図をそれぞれ示す。なお、図２（ａ）において、光フィルタ装置３２は光フィルタを取り外した状態を示す。
【００２１】
図２において、カウンタ装置３は、本体ケーシング３１の内部または表面に、光フィルタ装置３２、カメラユニット３３、光学ガラス３４ａ，３４ｂ、マイクロフォン３５、表示灯３６ａ，３６ｂ、リセットスイッチ３６ｃ、電源入力端子３７、通信用端子３８、外部音声入力端子３９ａ、外部音声出力端子３９ｂ、外部センサ制御用端子４０、および演算処理などを行う演算制御ユニットなどが取り付けられて構成されている。
【００２２】
光フィルタ装置３２は、本体ケーシング３１のほぼ中央において下方に突出して設けられており、突出した先端の中央部に円板状の第１の光フィルタ５１が取り付けられ、第１の光フィルタ５１の上方に位置するようにかつ第１の光フィルタ５１の周囲を囲むように円錐面状〔図７（ａ）を参照〕の第２の光フィルタ５２が取り付けられている。
【００２３】
光フィルタ装置３２は、本体ケーシング３１の内部に設けられたカメラユニット３３の光軸（受光軸）を覆うように設けられており、カメラユニット３３のＰＴＺ動作によってカメラの光軸の位置または向きが変化した場合に、これら第１の光フィルタ５１または第２の光フィルタ５２のいずれかが光軸上に存在するようになっている。詳しくは後述する。
【００２４】
カメラユニット３３は、カメラ本体（撮像装置、以下「カメラ」と記載することがある）３３ａおよび駆動装置３３ｂからなる。カメラ３３ａは、後述するレーザ光の反射光を受光して撮像し、また通行人やその背景などの画像を撮像して画像（画像データ）を出力する。カメラ３３ａは、駆動装置３３ｂによって、パン（Ｐ）、チルト（Ｔ）、およびズーミング（Ｚ）の制御（ＰＴＺ制御）が行われるようになっている。駆動装置３３ｂは、カウンタ装置３の動作モードに応じて制御される。つまり、駆動装置３３ｂの制御によって、計測モードではカメラ３３ａの光軸を下方に向けて固定姿勢とした計測モード位置（図３を参照）とする。計測モード位置では、カメラ３３ａは、レーザ光の反射光を第１の光フィルタ５１を介して撮像する。監視モードでは、カメラ３３ａを斜め方向に向けた監視モード位置とする。監視モード位置では、カメラ３３ａは、周囲の状況を第２の光フィルタ５２を介して撮像する。監視モード位置は、通行人の動きや周囲の状況などに応じて変更される。つまり、監視モードでは、カメラ３３ａの位置および姿勢つまり撮像領域が状況に応じて変更される。
【００２５】
光学ガラス３４ａ，３４ｂは、カウンタ装置３の内部を保護するための透明のガラス板であり、レーザ光を床面等に投光するために本体ケーシング３１の下面両側に設けたスリット状の窓に取り付けられている。本体ケーシング３１の内部で発生したレーザ光は、２本の線状の光ビームとなり、光学ガラス３４ａ，３４ｂを通過して下方へ射出し、顧客の移動方向と交差するように床面等に投光される。計測モードにおいては、投光されたレーザ光の反射光をカメラ３３ａが受光し、レーザ光が通行人により遮断されることによる受光像の変化を検出し、通行中の顧客を検出する。検出結果をカウントすることによって人数が計数される。
【００２６】
マイクロフォン３５は、周囲の音声を収集して音声信号に変換する。表示灯３６ａ，３６ｂには、それぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）などが用いられ、カウンタ装置３の動作状態やホストコンピュータ２との通信状態などを、点灯、点滅、消灯などの表示状態によって表示する。
【００２７】
図３および図４に示すように、本体ケーシング３１の中央部にカメラユニット３３が、その両側にレーザ照射ユニット５５ａ，５５ｂが、それぞれ配置されている。
【００２８】
レーザ照射ユニット５５ａ，５５ｂは、互いに対称に配置され、上に述べたように両側の光学ガラス３４ａ，３４ｂから互いに平行なレーザ光を照射する。これらは同じ構成を有するので、一方のレーザ照射ユニット５５ａのみについて説明する。
【００２９】
図５および図６をも参照して、レーザ照射ユニット５５ａは、半導体レーザ５５１ａ、コリメータレンズ５５２ａ、第１エキスパンダレンズ５５３ａ、第２エキスパンダレンズ５５４ａ、および投光ミラー５６ａから構成されている。
【００３０】
半導体レーザ５５１ａは、可視領域よりも波長の長い領域、つまり不可視領域である赤外領域の波長λ1 を持つレーザ光を射出する。
【００３１】
コリメータレンズ５５２ａは、平凸形状のシリンダレンズであり、入射光の一軸方向（図５のＬ方向）のみを集光させる特性を持つ。コリメータレンズ５５２ａによって、半導体レーザ５５１ａから射出されたレーザ光は、Ｌ方向において平行となる、つまりＬ方向に対して垂直な方向のみに進むレーザ光となる。なお、図６のＨ方向については、入射光の拡がりがそのまま保たれる。
【００３２】
第１エキスパンダレンズ５５３ａは、円筒形のシリンダレンズであり、入射光の−軸方向（図５のＬ方向）のみを拡散させる特性を持つ。第１エキスパンダレンズ５５３ａによって、Ｌ方向に平行化されたレーザ光が所定のスリット長さ方向（Ｍａの方向）に拡げられる。なお、図６のＨ方向については、入射光の拡がりがそのまま保たれる。
【００３３】
第２エキスパンダレンズ５５４ａは、平凸形状のシリンダレンズであり、入射光の−軸方向（図６のＨ方向）のみを集光させる特性を持つ。第２エキスパンダレンズ５５４ａによって、半導体レーザ５５１ａから射出されたＨ方向に拡がりを持つレーザ光が、所定のスリット幅Ｗａを有する平行なレーザビームとなる。なお、図６のＨ方向については、入射光の拡がりがそのまま保たれる。
【００３４】
これらの光学的処理によって、半導体レーザ５５１ａから射出されたレーザ光から、所定の幅Ｗａおよび所定の長さＭａを持つレーザ光（スリット光）が得られる。なお、それぞれのレンズの特性やレンズ間距離を調節することによって、任意の幅Ｗおよび拡がり長さＭを得ることが可能である。
【００３５】
整形されたレーザ光は、投光ミラー５６ａによって偏向され、光学ガラス３４ａを透過し、レーザ光Ｌａとして外部に投光される。他方のレーザ照射ユニット５５ｂについても、半導体レーザ５５１ｂから射出されたレーザ光が、所定の幅Ｗｂおよび所定の拡がり長さＭｂを持つように整形され、光学ガラス３４ｂを透過し、レーザ光Ｌｂとして外部に投光される。
【００３６】
なお、レーザ光Ｌａ，Ｌｂの所定の幅Ｗａ，Ｗｂは、光学ガラス３４ａ，ｂから外部に投光された後も同じである。これに対して、レーザ光Ｌａ，Ｌｂの長さＭａ，Ｍｂは、投光ミラー５６ａ，５６ｂの位置においての長さであり、長さ方向に拡がるので、投光ミラー５６ａ，５６ｂで反射しさらに光学ガラス３４ａ，ｂから外部に投光された後においては、さらに長くなる。これら２つのレーザ光Ｌａ，Ｌｂは互いに平行である。
【００３７】
しかし、レーザ光Ｌａ，Ｌｂの幅方向（Ｗａ，Ｗｂの方向）にも拡がっていくようにしてもよい。また、レーザ光Ｌａ，Ｌｂは、長さＭａ，Ｍｂの方向に拡がった線状のレーザ光であるが、これに代えて、点状のレーザ光とし、点状のレーザ光を長さ方向に走査するようにしてもよい。２つのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが互いに平行であるので、計測のための演算が容易であるが、互いに平行でなくてもよい。
【００３８】
次に、光フィルタ装置３２について説明する。
【００３９】
上に述べたように、光フィルタ装置３２には、計測モード位置に第１の光フィルタ５１が、監視モード位置には第２の光フィルタ５２が、それぞれ設けられている。
【００４０】
第１の光フィルタ５１は、半導体レーザ５５１ａ，５５１ｂの射出するレーザ光の波長λ1 を優先的に通過させるバンドパスフィルタである。つまり、第１の光フィルタ５１は、波長λ1 の近辺を選択的に透過させる。しかし、赤外領域の波長λ1 の近辺を透過させ、波長λ1 よりも短い可視光の波長領域を透過させ難いものまたは遮断するもの、つまり可視領域をカットするものであれば、波長λ1 よりも長い波長については透過してもよい。したがって、例えば、可視領域よりも短い波長領域をカットするハイカットフィルタをここでのバンドパスフィルタとして用いることが可能である。
【００４１】
第２の光フィルタ５２は、半導体レーザ５５１ａ，５５１ｂの射出するレーザ光の波長λ1 を通過させ難いバンドカットフィルタ（赤外カットフィルタ）である。つまり、第２の光フィルタ５２は、波長λ1 の近辺を選択的にカットする。しかし、赤外領域の波長λ1 の近辺をカットし、波長λ1 よりも短い可視光の波長領域を透過させるものであれば、波長λ1 よりも長い波長についてはカットしてもよい。したがって、例えば、赤外領域よりも長い波長領域をカットするローカットフィルタをここでのバンドカットフィルタとして用いることが可能である。
【００４２】
これら２つの光フィルタのうち、計測モードにおいては第１の光フィルタ５１が、監視モードにおいては第２の光フィルタ５２が、それぞれカメラ３３ａの光軸上に選択的に配置される。
【００４３】
一般に、カメラ３３ａの撮像素子として用いられるＣＣＤは、人間の可視領域より波長の長い赤外領域にも高い感度をもつため、照明等の環境によっては色調が不自然となる場合がある。また、計測モードでは光学ガラス３４ｂから赤外領域のレーザ光Ｌａ，Ｌｂが照射されるが、監視モードなどにおいてカメラ３３ａが撮像する通常の画像を必要とする場合には、そのレーザ光Ｌａ，Ｌｂを受光しないことが好ましい。
【００４４】
したがって、監視モードにおいては、赤外カットフィルタである第２の光フィルタ５２を通して撮像することにより、より自然な色調の画像を得ることができる。
【００４５】
他方、計測モードでは、床面に照射された赤外領域のレーザ光をカメラ３３ａで撮像する必要があるが、レーザ光以外の外光がカメラ３３ａに入ると、外光による画像情報も同時に撮影され、これがノイズとなって計測の信頼性が低下する。そこで、計測モードにおいては、赤外領域のレーザ光のみを透過させるバンドパスフィルタを通して撮像することにより、外光による画像情報が遮断され、計測用のレーザ光Ｌａ，Ｌｂのみによる画像が入力され、より信頼性の高い人数計数が行える。
【００４６】
カメラ３３ａは、上に述べたように、計測モードまたは監視モードに応じて、駆動装置３３ｂで駆動されてそれぞれに適した位置および姿勢となるように切り替えられる。そして、カメラ３３ａが計測モード位置になると計測モードに適した第１の光フィルタ５１が光軸上に配置され、監視モード位置になると監視モードに適した第２の光フィルタ５２が光軸上に配置される。
【００４７】
このように、光フィルタ装置３２において、第１の光フィルタ５１および第２の光フィルタ５２が、それぞれのモードに応じた適切な形状で適切な位置に配置されており、カメラ３３ａの位置および姿勢に応じて自動的にそのときのモードに適切な光フィルタが選択される。
【００４８】
上の説明において、光フィルタ装置３２の第１の光フィルタ５１は円錐面状であると説明したが、他の種々の形状であってもよい。
【００４９】
すなわち、図７（ａ）に示すように円板状の第１の光フィルタ５１と円錐面状の第２の光フィルタ５２を用いる他、図７（ｂ）に示すように、四角板状の第１の光フィルタ５１ｂおよび角錐面状の第２の光フィルタ５２ｂを用いて光フィルタ装置３２ｂを構成してもよい。また、図７（ｃ）に示すように、四角板状の第１の光フィルタ５１ｃの通路に沿った方向の両側に、板状の２枚の第２の光フィルタ５２ｃを斜めに錐面状に配置し、これによって光フィルタ装置３２ｃを構成してもよい。また、図７（ｄ）に示すように、球面状の一部である第１の光フィルタ５１ｄおよび球面状の一部である第２の光フィルタ５２ｄを滑らかに連結し、全体として半球面状の光フィルタ装置３２ｄとしてもよい。
【００５０】
次に、図８を参照してカウンタ装置３の各部の機能についてさらに説明する。図８において、細線矢印は電気信号の流れを示し、太線矢印は画像（画像データ）の流れを示している。
【００５１】
カウンタ装置３は、レーザ照射ユニット５５ａ，５５ｂ、カメラユニット３３、駆動装置３３ｂを制御するサブコントロール部６０、カウンタ装置３の全体の制御を行うメインコントロール部７０から構成される。
【００５２】
レーザ照射ユニット５５ａ，５５ｂには、半導体レーザドライバ５５０ａ，ｂの他、上に述べたように、半導体レーザ５５１ａ，ｂ、並びに、コリメータレンズ５５２ａ、第１エキスパンダレンズ５５３ａ、第２エキスパンダレンズ５５４ａ、および投光ミラー５６ａからなる光学系ＴＫａ，ｂが設けられている。
【００５３】
カメラユニット３３において、それぞれのシーンは、監視モード時には赤外カットフィルタである第２の光フィルタ５２を介して、計測モード時には赤外領域のみを透過させるバンドパスフイルタである第１の光フィルタ５１を介して、それぞれズームレンズ４１を通してＣＣＤ４２に結像する。ＣＣＤ４２によって電気信号に変換される。その電気信号は、ＣＤＳ／ＡＤＣ４３によってデジタル信号に変換され、メインＣＰＵ７２に転送される。タイミングジェネレータ４４は、ＣＣＤ４２およびＣＤＳ／ＡＤＣ４３に対する制御信号を発生し、それぞれの制御を行う。また、タイミングジェネレータ４４は、メインＣＰＵ７２により制御される。
【００５４】
カメラユニット３３の駆動装置３３ｂにおいて、チルト駆動はチルト駆動モータ４７で、パン駆動はパン駆動モータ４８で行う。また、ズームレンズ４１のズーム駆動はインパクトアクチュエータ４６で行う。ズーム制御は複数段に制御するので、その位置センサとしてフォトリフレクタ４５を備えている。
【００５５】
サブコントロール部６０は、駆動装置３３ｂの各モータまたはアクチュエータを制御する。チルト駆動モータ４７の制御はチルトドライバ６２で、パン駆動モータ４８の制御はパンドライバ６３で、インパクトアクチュエータ４６の制御はインパクトアクチュエータドライバ６４で、それぞれ行う。これらの各ドライバはサブＣＰＵ６１によって制御される。
【００５６】
メインコントロール部７０は、カウンタ装置３の全体を制御する。メインコントロール部７０は、電源供給部７１、メインＣＰＵ７２、メモリ７３、音声コーデック７４、ＬＡＮコントローラ７５、および無線ＬＡＮカード７６などから構成される。また、外部のリセットスイッチ３６ｃ、表示灯３６ａ，３６ｂ、およびマイクロフォン３５と接続されている。電源供給部７１は、電源入力端子３７から入力された電源電圧を各部に必要な所定の電圧に変換して供給する。メインＣＰＵ７２は、メモリ７３、音声コーデック７４、ＬＡＮコントローラ７５、無線ＬＡＮカード７６、カメラユニット３３のＣＤＳ／ＡＤＣ４３とタイミングジェネレータ４４、および、サブコントローラ６０のサブＣＰＵ６１を制御する。メインＣＰＵ７２は、画像生成機能（画像生成部）、データ演算機能（データ演算部）、および制御機能（制御部）を有する。
〔画像の生成〕
カメラユニット３３のＣＣＤ４２から出力されるデータ（画像データ）は、メインＣＰＵ７２に入力される。このデータは、ＣＣＤ４２のＬＡＷデータであり、このままでは画像として生成できないので、メインＣＰＵ７２内でデータ変換および画像処理を行って画像データを生成する。入力されたＬＡＷデータは、メモリ７３に一旦取り込まれる。ＬＡＷデータに対して、ホワイトバランス、ＬＡＷ−ＲＧＢ変換、ガンマ補正、ＲＧＢ−ＹＣｂＣｒマトリクス変換が順次行われ、汎用の画像データに変換される。露出制御は、ホワイトバランスと同様にＬＡＷデータを用いて行われる。画像データは、データ演算部で画像圧縮が行われ、静止画用データまたは動画用データに変換される。また、画像データは、後述のＬＡＮコントローラ７５を経由してホストコンピュータ２に転送することができる。
〔音声入出力処理〕
音声の入力は、内蔵のマイクロフォン３５、または外部音声入力端子３９ａを通した外部マイクによって行うことができる。マイクロフォン３５および外部音声入力端子３９ａは、音声コーデック７４に接続されている。通常は内蔵のマイクロフォン３５が優先される。外部音声入力端子３９ａは切り替えスイッチの機能を有し、外部マイクが外部音声入力端子３９ａに接続されると、内蔵のマイクロフォン３５が音声コーデック７４から切り離され、外部マイクが優先される。入力された音声は、コーデックせずに直接に外部音声出力端子３９ｂに出力したり、コーデック後にメインＣＰＵ７２で演算処理を行ったり、メモリ７３に記憶することができる。音声出力は、入力された音声を直接出力する以外に、予めメモリ７３に記憶された複数の音声データを選択して出力することができる、また、後述のＬＡＮコントローラ７５を経由してホストコンピュータ２に音声データを転送することができる。
〔外部センサ制御〕
カウンタ装置３の制御および処理を行うために、外部センサ制御用端子４０があり、入力端子と出力端子を備えている。カウンタ装置３に対して、入力端子に接続したセンサの信号によってトリガーをかけたり、出力端子に接続した機器を演算結果によって制御することができる。
〔通信、ＬＥＤ表示、リセット〕
カウンタ装置３には、ＬＡＮコントローラ７５を備えており、外部からの制御を行うことができる。また、無線ＬＡＮカード７６を搭載することにより、有線または無線による外部制御を行うことができる。
【００５７】
上にも述べたが、２つの表示灯３６ａ，３６ｂは、カウンタ装置３の動作状態やＬＡＮコントローラでの通信状態を表示している。リセットスイッチ３６ｃは、カウンタ装置３の動作や通信の異常時、またはカメラユニット３３を初期設定に戻す場合に使用する。
【００５８】
次に、カウンタ装置３による計測モードにおける処理動作について説明する。
【００５９】
図９および図１０はカウンタ装置３の配置状態と通行人（顧客）ＴＮとの位置関係を示す図、図１１は通行人ＴＮの進行にともなうスリット画像の変化を示す図、図１２および図１３は物体の高さ、速度、大きさの算出方法を説明する図である。なお、図９は通行人ＴＮの進行方向に対して真横から見た図、図１０は通行人ＴＮの進行方向の前方から見た図である。
【００６０】
図９および図１０に示すように、カウンタ装置３は、床面ＦＬに対して高さＨの位置に設置され、レーザ光Ｌａ，Ｌｂを床面ＦＬに向けて投光する。矢印Ｘは通行人ＴＮの進行方向であり、矢印Ｙは通行人ＴＮの幅方向である。カメラ３３ａの撮像領域ＳＲは、進行方向Ｘに対して画角θｘ、幅方向Ｙに対して画角θｙである。つまり、撮像領域ＳＲは、床面ＦＬにおいてはＸＹ平面上の矩形領域である。
【００６１】
図１１（ａ）に示すスリット画像ＦＳ１において、レーザ光Ｌａ，Ｌｂは何によっても遮られておらず、通行人ＴＮはレーザ光Ｌａ，Ｌｂの位置にまで達していないことが分かる。これが初期状態である。通行人ＴＮが進行方向Ｘに進むことによって、まず、レーザ光Ｌａを遮る。これによって、図１１（ｂ）に示すスリット画像ＦＳ２のように、レーザ光Ｌａの一部Ｌａｔ0 が図の上方へΔＬａｔだけ移動して変位位置Ｌａｔとなる。
【００６２】
次に、通行人ＴＮがレーザ光Ｌａを通り過ぎ（または通過中に）、レーザ光Ｌｂを遮ると、図１１（ｃ）に示すスリット画像ＦＳ３のように、レーザ光Ｌｂの一部Ｌｂｔ0 が図の下方へΔＬｂｔだけ移動して変位位置Ｌｂｔとなる。
【００６３】
最後に、通行人ＴＮがレーザ光Ｌｂを通り過ぎると、元の状態すなわち初期状態に戻る。
【００６４】
これらスリット画像ＦＳにおけるレーザ光Ｌａ，Ｌｂの移動量ΔＬａｔ、ΔＬｂｔは、通行人ＴＮの高さｈに依存している。したがって、スリット画像ＦＳの移動量によって人の高さｈを求められる。このように、２本のレーザ光Ｌａ，Ｌｂのスリット画像ＦＳの変化を見ることで、通行人ＴＮを検出し、その移動方向を求めることができる。検出された通行人ＴＮを検出するごとにその検出個数をカウントすることによって、通行人数を計数することができる。
【００６５】
図１２および図１３において、カウンタ装置３が床面ＦＬから高さＨの位置に配置されると、スリット画像ＦＳにおけるレーザ光Ｌａの初期位置はＬａｔ0 である。高さｈの物体ＴＮｍがレーザ光Ｌａを遮ると、レーザ光Ｌａの位置はＬａｔとなる。ここで、高さｈを簡単に求めると、
ｈ＝ΔＬａｔ／Ｌ×Ｈ
となる。
【００６６】
物体ＴＮｍの移動速度ｖは２本のレーザ光Ｌａ，Ｌｂを通過する時間から求められる。スリット画像ＦＳの更新は１／３０秒ごとに行われる。レーザ光Ｌａ，Ｌｂの間隔はｒであり、２つのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが順次変化するフレーム数を数える。したがって、移動速度ｖは、
ｖ＝（ｒ／フレーム数）×３０
となるｑ
物体ＴＮｍの長さｇは、連続したスリット画像ＦＳのフレーム数によって求められる。すなわち、速度および１フレーム時間が分かっているので、長さｇは、
ｇ＝速度×フレーム数×１／３０
となる、物体ＴＮｍの幅ｗｈは、
ｗｈ＝（ｗ／Ｗ）×Ｗｈ
となる。但し、Ｗｈは高さｈにおけるレーザ光Ｌａ，Ｌｂの幅であり、
Ｗｈ＝２×ｔａｎ-1（θｙ／２）×（Ｈ−ｈ) 
である。
【００６７】
このようにして、レーザ光Ｌａ，Ｌｂを遮って通過する通行人ＴＮまたは物体ＴＮｍが検出され、その移動速度、高さ、長さ、幅が求められる。
【００６８】
次に、計測モードにおける通行人ＴＮの検出処理をフローチャートを参照して説明する。
【００６９】
図１４は通行人の計測処理を示すフローチャートである。
【００７０】
図１４において、まず、計測を行うための初期化を行う（＃７１）。駆動装置３３ｂのパン、チルト、ズームを計測モード位置にセットした後で固定し、バンドパスフィルタである第１の光フィルタ５１を適用する。また、メモリ７３に対して、計測データを格納する領域の確保を行う。次に、基準ラインの作成を行う（＃７２）。ここでは、取り込んだスリット画像ＦＳの２値化を行い、基準ラインを決定する。そして、レーザ光Ｌａ，Ｌｂを遮断した部分を算出する（＃７３）。次に、算出したスリット画像ＦＳの移動量などにより、通行人ＴＮの判定を行う（＃７４）。
【００７１】
次に、２本のレーザ光Ｌａ，Ｌｂのスリット画像ＦＳにおける移動状態により、方向の検出を行う（＃７５）。そして、通行人ＴＮの判定結果、移動方向、スリット画像ＦＳのデータをメモリ７３に保存する。次に、終了判定を行い、終了しない場合は基準ラインの作成に戻って以降の処理を繰り返す。
【００７２】
図１５は計測モードから監視モードへのモード切替え処理を示すフローチャートである。
【００７３】
図１５において、計測モードになると（＃８０）、図１４に示す計測処理を行う（＃８１）。一連の計測処理を終えると、イベント発生の有無の確認を行う（＃８２）。ここで、イベント発生がなければ計測モードを継続し、イベント発生があれば監視モードに切り替える（＃８３）。監視モードとなった後は、設定された時刻になったとき、またはオペレータの操作などによって、計測モードとなる。
【００７４】
ところで、上にも述べたように、カウンタ装置３はホストコンピュータ２によって制御可能であるが、次に示す制御または処理の制御が可能である。
【００７５】
すなわち、監視モードにおいては、ＰＴＺ制御、露出制御、ホワイトバランス調整、画像の表示機能（ストリーミング表示）、静止画像の取り込み、動画クリップ、クリップ画像の再生、画像サイズの変更、圧縮率の変更、転送レートの変更、音声データの取り込み、および音声出力制御などが可能である。
【００７６】
計測モードにおいては、スリット画像ＦＳの表示（ストリーミング表示）、および人数カウント表示（通算数、単位時間当たりの積算数など）が可能である。
【００７７】
その他、計測モードと監視モードとの切替えを行うことができる。また、複数のカウンタ装置３に対して、それぞれ個別に上に述べた制御を行うことが可能である。
【００７８】
上に述べた実施形態によると、計数モードと監視モードとを切替えることによって、それぞれに適した光フィルタが自動的に選択されるので、一台のカメラ３３ａによってそれぞれのモードにおいて安定した信頼性の高い動作が得られる。つまり、計測のために用いられるカメラ３３ａを監視のためにも用いることができ、１つのカメラ３３ａによって計測および監視の両方を安定して行なうことが可能となる。
【００７９】
また、監視モードと計数モードとでは、それぞれに適したカメラ３３ａの姿勢が異なる。例えば、上に述べたように、カウンタ装置３を天井に設置した場合に、計数モードではカメラ３３ａを下向き（床方向) とし、監視モードでは人の容姿などを特定可能とするために下方向よりもやや斜め上方向が適している。本実施形態によると、カメラ３３ａの下方においてカメラ３３ａを覆うように設けた光フィルタ装置３２によって、特別なフィルタ交換装置を用いることなく、カメラ３３ａの位置および姿勢に応じてそれぞれに適した光学フィルタが自動的に選択されることとなる。
〔変形例１〕
次に、光フィルタ装置の変形例について説明する。
【００８０】
図１６は光フィルタ装置の変形例１を示す側面図である。
【００８１】
図１６に示すように、光フィルタ装置３２Ｂは、平面状の第１の光フィルタ５１Ｂと第２の光フィルタ５２Ｂとが同一平面上に並べて配置され、水平方向に移動可能となっている。これら第１の光フィルタ５１Ｂおよび第２の光フィルタ５２Ｂを水平方向に移動するために、モータなどを用いた駆動装置３２１が設けられている。第１の光フィルタ５１Ｂは、上に述べた第１の光フィルタ５１と同じ特性を有し、第２の光フィルタ５２Ｂは、上に述べた第２の光フィルタ５２と同じ特性を有する。
【００８２】
計測モード時には、図１５（ａ）に示すように、光フィルタが駆動装置３２１によって矢印Ｍ１方向に移動して位置決めされ、バンドパスフィルタである第１の光フィルタ５１Ｂがカメラ３３ａの光軸上に配置される。
【００８３】
また、監視モード時には、図１５（ｂ）に示すように、光フィルタが駆動装置３２１によって矢印Ｍ２方向に移動して位置決めされ、赤外カットフィルタである第２の光フィルタ５２Ｂがカメラ３３ａの光軸上に配置される。
【００８４】
この例では、モードに応じてカメラ３３ａが姿勢を変えるのではなく、カメラ３３ａは固定されており、光フィルタが駆動装置３２１によって移動することにより、カメラ３３ａの光軸上において光フィルタが選択されるのである。但し、監視モードにおいては、カメラ３３ａのズーム制御を行うことによって撮像領域を拡げることが望ましい。また、その場合に、撮像領域をカバーするように、第２の光フィルタ５２Ｂを大きくしておけばよい。
〔変形例２〕
図１７は光フィルタ装置の変形例２を示す側面図である。
【００８５】
図１７に示すように、光フィルタ装置３２Ｃは、本体ケーシング３１のカバーパネル３１１の窓３１２に、第１の光フィルタ５１Ｃが着脱可能に取り付けられている。第１の光フィルタ５１Ｃは、上に述べた第１の光フィルタ５１と同じ特性を有する。
【００８６】
計測モード時には、図１７（ａ）に示すように、バンドパスフィルタである第１の光フィルタ５１Ｃがカメラ３３ａの光軸上に配置される。また、監視モード時には、第１の光フィルタ５１Ｃを取り外し、それに代えてａ図１７（ｂ）に示すように第２の光フィルタ５２Ｃを窓３１２に取り付ける。第２の光フィルタ５２Ｃは、上に述べた第２の光フィルタ５２と同じ特性を有する。したがって、監視モード時には、赤外カットフィルタである第２の光フィルタ５２Ｃがカメラ３３ａの光軸上に配置される。
【００８７】
この例では、第１の光フィルタ５１Ｃおよび第２の光フィルタ５２Ｃがカバーパネル３１１に対して着脱可能となっており、モードに応じてこれらの光フィルタを取り替えることによって、カメラ３３ａの光軸上において光フィルタが選択されるのである。
【００８８】
なお、カウンタ装置３を設置する際には、第１の光フィルタ５１Ｃおよび第２の光フィルタ５２Ｃのいずれも取り外した状態とし、または第２の光フィルタ５２Ｃを装着した状態とし、床面ＦＬなどの状況をカメラ３３ａで撮像してその画像ＦＧを通じて確認しながら、カウンタ装置３の位置決めを行うことが可能である。
【００８９】
その場合に、カウンタ装置３の取り付け時に、カバーパネル３１１には第１の光フィルタ５１Ｃを取り付けた状態としておき、図１７（ｃ）に示すように、カバーパネル３１１の全体を本体ケーシング３１から取り外し、カメラ３３ａの光軸上に光フィルタがない状態となるようにしてもよい。このようにすると、カウンタ装置３の設置時において、カバーパネル３１１を本体ケーシング３１から取り外すのみで、カメラ３３ａによって光フィルタなしの画像ＦＧを得ることができる。
【００９０】
これらの変形例１，２によっても、計測のために用いられるカメラ３３ａを監視のためにも用いることが可能となり、１つのカメラ３３ａによって計測および監視の両方を安定して行なうことが可能となる。
【００９１】
上に述べた実施形態において、監視モードにおいては、レーザ照射ユニット５５ａ，５５ｂの動作を停止させ、レーザ光Ｌａ，Ｌｂを投光しないようにしてもよい。
【００９２】
上に述べた実施形態においては、計測モードにおける計数処理を各カウンタ装置３において行ったが、各カウンタ装置３からホストコンピュータ２にはカメラ３３ａで得られた画像ＦＧまたは画像ＦＧに加工を加えた画像などを送信し、ホストコンピュータ２において必要な画像処理や計測処理または計数処理を行うようにしてもよい。床面ＦＬに代えて、地面、壁面、その他の面または空間であってもよい。
【００９３】
上に述べた実施形態において、カウンタ装置３、ホストコンピュータ２、または計測監視システム１の全体または各部の構成、形状、寸法、機能、個数、処理内容、処理順序、表示内容などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
商業施設や公共施設などにおいて、通路や施設に異常がないかどうかの監視および施設の入場者数や通行人数を計数するために利用される。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施形態を示す計測監視システムの構成の例を示す図である。
【図２】カウンタ装置の外観形状を示す図である。
【図３】カウンタ装置の内部構造を示す側面図である。
【図４】カウンタ装置の内部構造を下方から見て示す図である。
【図５】カウンタ装置の投光光学系の構成を示す図である。
【図６】カウンタ装置の投光光学系の構成を側面から見て示す図である。
【図７】光フィルタ装置の種々の形状の例を示す図である。
【図８】カウンタ装置の全体の構成の例を示すブロック図である。
【図９】カウンタ装置の配置状態と通行人との位置関係を示す図である。
【図１０】カウンタ装置の配置状態と通行人との位置関係を示す図である。
【図１１】通行人の進行にともなうスリット画像の変化を示す図である。
【図１２】物体の高さ、速度、大きさの算出方法を説明する図である。
【図１３】物体の高さ、速度、大きさの算出方法を説明する図である。
【図１４】通行人の計測処理を示すフローチャートである。
【図１５】モード切替え処理を示すフローチャートである。
【図１６】光フィルタ装置の変形例１を示す側面図である。
【図１７】光フィルタ装置の変形例２を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  計測監視システム
２  ホストコンピュータ
３  カウンタ装置（計測監視装置）
３１  本体ケーシング（ケーシング）
３２，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ  光フィルタ装置（光フィルタ）
３２Ｂ，３２Ｃ  光フィルタ装置（光フィルタ）
３３  カメラユニット
３３ａ  カメラ（撮像手段）
３３ｂ  駆動装置（駆動手段）
５１，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ  第１の光フィルタ
５１Ｂ，５１Ｃ  第１の光フィルタ
５２，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ  第２の光フィルタ
５２Ｂ，５２Ｃ  第２の光フィルタ
５５ａ，５５ｂ  レーザ照射ユニット（投光手段）
３２１  駆動装置
ＴＮ  通行人（物体）
ＦＬ  床面ＦＬ
【図１】
2005156379.tif 000003
【図２】
2005156379.tif 000004
【図３】
2005156379.tif 000005
【図４】
2005156379.tif 000006
【図５】
2005156379.tif 000007
【図６】
2005156379.tif 000008
【図７】
2005156379.tif 000009
【図８】
2005156379.tif 000010
【図９】
2005156379.tif 000011
【図１０】
2005156379.tif 000012
【図１１】
2005156379.tif 000013
【図１２】
2005156379.tif 000014
【図１３】
2005156379.tif 000015
【図１４】
2005156379.tif 000016
【図１５】
2005156379.tif 000017
【図１６】
2005156379.tif 000018
【図１７】
2005156379.tif 000019