(57)【要約】【課題】無札検知位置の設定を容易に変更することが可能な自動改札装置を提供する。【解決手段】複数のセンサ１，２，３，…を通行方向に列状に配列し、無札検知用センサ４，５，６により通路の中央と入口との間に無札検知位置を設定する。センサの間隔は、隣接するセンサが１人の人間を同時に検知するような間隔に設定されている。人間の前端位置と後端位置が無札検知用センサ４，５，６で検知されたときに、乗客が無札検知位置に来たと判断し、その時点で乗車媒体の判定がされてないときは、当該乗客を無札客と判定する。通路の中央と入口との間にあるセンサのうち、任意のセンサを無札検知用センサに指定することにより無札検知位置をソフトウェア上で容易に変更することができる。【選択図】    図１２
2005018286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗車媒体の適否を判定してゲート扉の開閉を制御し、通行を許可または禁止する自動改札装置において、
通行方向に列状に配列された複数のセンサからなり、隣接するセンサが１人の人間を同時に検知するようにセンサ間隔が設定されているとともに、前記複数のセンサのうち通路の中央と入口との間に設定された無札検知位置に対応するセンサが無札検知用センサを構成している検知手段と、
前記無札検知用センサが所定の人間検知信号を出力したときに、乗客の現在位置が無札検知位置であると判定するとともに、その時点で乗車媒体が提示されていないときに、当該乗客が無札客であると判定する判定手段と、
通路の中央と入口との間にあるセンサのうち、任意のセンサを無札検知用センサに指定することにより無札検知位置を変更する無札検知位置変更手段と、
を備えたことを特徴とする自動改札装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動改札装置において、
前記無札検知位置として、第１の無札検知位置と、これより入口側にある第２の無札検知位置とを設定し、
前記検知手段は、人間の前端位置と後端位置とを追跡して検知し、
前記判定手段は、人間の前端位置が第１の無札検知位置に到達し、かつ、後端位置が第２の無札検知位置に到達したことを条件として、無札客か否かの判定を行うことを特徴とする自動改札装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動改札装置において、
前記判定手段が無札客であることを判定した後、当該無札客が通路を進んで所定位置に達するまではゲート扉を開いておき、当該無札客が所定位置に達したことを前記検知手段が検知したときにゲート扉を閉じることを特徴とする自動改札装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の駅などに設置される自動改札装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の自動改札装置の一例を示した概略側面図である。自動改札装置１００は、入口側（図の右側）に設けられた上下１対のセンサ１０１ａ、１０１ｂと、中央部に設けられた上下１対のセンサ１０２ａ、１０２ｂと、出口側（図の左側）に設けられた上下１対のセンサ１０３ａ、１０３ｂとを備えている。これらのセンサは光センサから構成され、上下のセンサが同時に遮光したときに、その位置に人が到達したことが検知される。１０４は入口側のゲート扉、１０５は出口側のゲート扉である。
【０００３】
自動改札装置１００が乗車媒体として磁気カードを用いる接触型の自動改札装置である場合は、乗客は自動改札装置１００の券投入口（図示省略）に磁気カードを投入して通行し、自動改札装置１００が乗車媒体として非接触ＩＣカードを用いる非接触型の自動改札装置である場合は、乗客は自動改札装置１００のアンテナ部（図示省略）に非接触ＩＣカードをかざして通行する。この場合、まず入口側のセンサ１０１ａ、１０１ｂが同時に遮光され、乗客が自動改札装置１００に進入したことが検知される。乗客が通路を進むと、入口側のセンサ１０１ａ、１０１ｂは遮光状態から透光状態となる。そして、乗客が中央部に至ると、中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂが同時に遮光状態となり、これによって乗客が中央部に到達したことが検知される。その後、乗客が出口に向かって進むと、中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂは遮光状態から透光状態となり、乗客が出口に至ると出口側のセンサ１０３ａ、１０３ｂが同時に遮光状態となる。そして、乗客が出口から出ると出口側のセンサ１０３ａ、１０３ｂは遮光状態から透光状態となり、乗客の退出が検知される。このように、図１５の自動改札装置１００では、乗客の通行を検知するためのセンサを入口と中央と出口の３箇所にそれぞれ上下１対設け、各１対のセンサが同時に遮光することでその位置に乗客が到達したことを検知している。
【０００４】
ところで、乗客が乗車媒体を券投入口へ投入しなかった場合、あるいは乗車媒体をアンテナ部へかざす操作を行わなかった場合は、その乗客は無札客であるから、ゲート扉を閉じて通行を禁止する必要がある。そこで、図１５の自動改札装置１００においては、乗客が中央部に達したことをセンサ１０２ａ、１０２ｂが検知した時点で、当該乗客の乗車媒体の投入やかざし操作の有無を判定し、それらが無い場合に無札客と判定して、出口側のゲート扉１０５を閉じるようにしている。すなわち、上記自動改札装置１００では、センサ１０２ａ、１０２ｂが設けられている通路中央位置を無札検知位置としている。
【０００５】
一方、下記の特許文献１〜３には、無札検知位置を通路の中央よりも入口側に設定した自動改札装置が開示されている。特許文献１および特許文献２に記載された自動改札装置においては、通路の中央位置と入口側との間に中間センサを１個設け、この中間センサが無札客の進入を検知したときにゲート扉を閉じて通行を禁止するようにしている。特許文献３に記載された自動改札装置においては、通路を通行方向に複数のゾーンに分けて、各ゾーンに数個の人間検知センサを設け、入口に近い特定のゾーンのセンサが無札客の進入を検知したときにゲート扉を閉じて通行を禁止するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３１２２５９号公報（段落００１４、００２０、図１）
【特許文献２】
特開平１１−３２８４５２号公報（段落００１５、００２１、図１）
【特許文献３】
特開平１０−１８８０６０号公報（段落００３２、００６１、図４、図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１５に示した従来の自動改札装置１００にあっては、通路の中央位置を無札検知位置としているため、次のような問題が生じる。すなわち、前客と次客とが続いて通路へ進入する際に、例えば、前客の乗車媒体のアンテナへのかざし方が適切でないために、乗車媒体に対する情報の読み取りや書き込みができなかった場合（以下、これを「空振り動作」という）、前客が中央位置へ到達するまでに次客が乗車媒体をアンテナへかざし、その乗車媒体が読み取られて正常と判定されると、この判定結果に基づいて前客の通行が許可され、次客は無札客となって通行が禁止される。また、前客の乗車媒体には入出場記録がされないため、次回の通行時に乗車媒体が異常と判定されて入出場ができなくなる。同様の問題は、非接触型の自動改札装置に限らず、接触型の自動改札装置において、例えば、入口付近で前客が乗車媒体の投入に手間取っている間に、次客が正常な乗車媒体を投入した場合にも起こりうる。
【０００８】
これに対して、前記特許文献１〜３のように、無札検知位置を通路の中央位置よりも入口側に設定すれば、前客の空振り動作などがあった場合でも、前客が中央位置に達するより前の早い段階で前客の無札を検知することが可能となり、前客の通行を禁止して上述したような不具合を回避することができる。しかしながら、これらの各文献に記載された自動改札装置においては、以下のような問題点がある。
【０００９】
第１に、無札検知用センサが１つないし数個で構成されているため、無札検知位置がセンサの取り付け位置によって固定されてしまい、自動改札装置を設置した後に無札検知位置を調整することはできない。第２に、荷物を持った乗客を無札検知用センサが検知する場合、荷物が振られたり前方に差し出されたりすると、人間が無札検知位置に達していないにもかかわらず、先行する荷物を検知した時点で無札客と判定してしまい、不必要な無札検知の発生頻度が増加して、乗客の円滑な通行が阻害される。第３に、乗客が無札であることに気付いて中央位置まで進まずに入口側へ戻る場合はゲート扉を閉じる必要がないにもかかわらず、無札検知用センサが無札を検知すると同時にゲート扉を閉じているため、無駄な扉の開閉が増え、扉開閉機構の点検や修理、部品交換等のための保守費用が増大する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであって、その目的とするところは、無札検知位置の設定を容易に変更することが可能な自動改札装置を提供することにある。本発明の他の目的は、荷物等による誤検知をなくして無札処理を正確に行うことができる自動改札装置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、無駄な扉開閉動作をなくして保守費用を低減できる自動改札装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、乗車媒体の適否を判定してゲート扉の開閉を制御し、通行を許可または禁止する自動改札装置において、通行方向に列状に配列された複数のセンサからなる検知手段と、乗客が無札客であるか否かを判定する判定手段と、通路の中央と入口との間に設定される無札検知位置を変更する無札検知位置変更手段とを設ける。検知手段の隣接するセンサは、１人の人間を同時に検知するようにセンサ間隔が設定され、無札検知位置に対応するセンサは、無札検知用センサを構成する。判定手段は、無札検知用センサが所定の人間検知信号を出力したときに、乗客の現在位置が無札検知位置であると判定するとともに、その時点で乗車媒体が提示されていないときに、当該乗客が無札客であると判定する。無札検知位置変更手段は、通路の中央と入口との間にあるセンサのうち、任意のセンサを無札検知用センサに指定することにより無札検知位置を変更する。
【００１２】
以上のようにすることで、短い間隔で列状に配列されたセンサの中から無札検知用に用いるセンサをソフトウェア上で自由に選択することができるので、無札検知位置は、従来のようにセンサの取り付け位置によって固定されることはなく、自動改札装置を設置した後も、機種や現地状況等に応じて容易に変更することができる。なお、本発明でいう「列状」とは、複数のセンサを直線状に配列する場合のほか、例えば隣接するセンサの床面からの高さを若干異ならせて、複数のセンサを交互に千鳥状に配列するような場合も含む。また、複数のセンサのうち一部のセンサの床面からの高さを上下方向へずらして配列するような場合も含む。
【００１３】
また、本発明では、無札検知位置として、第１の無札検知位置と、これより入口側にある第２の無札検知位置とを設定し、検知手段により人間の前端位置と後端位置とを追跡して検知する。手の振りや荷物による誤追跡を別にすると、前端位置の追跡は胴体の前面側を、後端位置の追跡は胴体の背面側を追跡することに相当する。そして、判定手段は、人間の前端位置が第１の無札検知位置に到達し、かつ、後端位置が第２の無札検知位置に到達したことを条件として、無札客か否かの判定を行う。これによると、先行する荷物等が誤って人間の前端位置と判定され、この前端位置が第１の無札検知位置に到達したことが検知されても、人間の後端位置（胴体の背面側）が第２の無札検知位置に到達しない限り、無札客か否かの判定は行われない。したがって、先行する荷物や手による不必要な無札検知の発生を防止して、無札判定処理を正確に行うことができる。
【００１４】
また、本発明では、判定手段が無札客であることを判定した後、当該無札客が通路を進んで所定位置に達するまではゲート扉を開いておき、当該無札客が所定位置に達したことを検知手段が検知したときにゲート扉を閉じる。このように、無札検知のタイミングと扉開閉のタイミングとを切り離すことで、無札と判定された乗客であっても、その乗客が無札検知位置から通路内を後退して入口側に戻った場合はゲート扉は閉じられず、無札と判定された乗客のうち、無札検知位置を越えて所定位置（例えば中央位置）まで進んだ乗客に対してのみゲート扉を閉じて通行を禁止するので、扉の開閉回数を最小限に抑えることができ、これによって扉開閉機構の保守費用を低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した図であり、図１は斜視図、図２は側面図、図３は上面図、図４は正面図である。図１、図３および図４において、５０は自動改札装置、５１は自動改札装置５０の本体、５２は自動改札装置５０の入口側に設けられたゲート扉、５３は自動改札装置５０の出口側に設けられたゲート扉、５４は自動改札装置５０で使用される非接触ＩＣカード（図示省略）との間で通信を行うアンテナ、５５はアンテナ５４で読み取った非接触ＩＣカードが正常な乗車媒体であるか否かを表示するランプ表示部、５６は乗客に対して通行許可や通行禁止等の各種メッセージを表示するメッセージ表示部、５７は本体５１の側部に設けられた側板、５８は側板５７の上面に設けられた小児／学生表示ランプ、５９は側板５７内に設けられているセンサ（後述）を覆うカバー、６０は本体５１の正面に設けられている通行可否表示部、６１は１対の自動改札装置５０により形成される通路である。
【００１６】
以上のような自動改札装置５０は駅などに設置され、乗客が非接触ＩＣカードをアンテナ５４の上にかざすと、アンテナ５４が読み取った非接触ＩＣカードのデータが本体５１の内部に設けられている制御部に送られ、制御部が乗車媒体の適否を判定してゲート扉５２，５３の開閉を制御し、通行を許可または禁止する。なお、ここでは乗車媒体として非接触ＩＣカードを用いる非接触型の自動改札装置を例に挙げているが、本発明は、磁気カードを用いる接触型の自動改札装置や、磁気カードと非接触ＩＣカードの両方を使用できるハイブリッド型の自動改札装置にも適用することができる。
【００１７】
図２は、図１における右側の自動改札装置５０の側板５７のカバー５９を取り外した状態の側面図である。１〜１６は通行方向に直線状に配列された人間位置追跡用のセンサであって、ここでは透過型の光センサから構成されている。また、図１の左側の自動改札装置５０における側版５７にも、通路６１を挟んでセンサ１〜１６のそれぞれと対向する位置に、透過型の光センサが設けられている。そして、各自動改札装置５０においては、センサを構成する投光素子と受光素子とが通行方向に交互に配列されており、かつ、一方の自動改札装置５０の投光素子と他方の自動改札装置５０の受光素子とが通路６１を挟んで対向している。このことにより、一方の自動改札装置５０に投光素子のみを配列し、他方の自動改札装置５０に受光素子のみを配列した場合に比べて、隣接する投光素子の間隔が２倍になるため、センサの数が多くなっても、センサ間での光の干渉を防止して誤動作を回避することができる。図３および図４のＬ１は、投光素子から受光素子へ投射される光の光軸を示している。図２において、センサ１〜１６の各センサ間の間隔ｙは、人間の胴体の前後幅よりも小さな間隔、例えば８ｃｍに設定されている。この結果、隣接するセンサ（例えばセンサ８とセンサ９）は、１人の人間により同時に遮光されて検知信号を出力するようになっている。上述したセンサ１〜１６は、本発明の検知手段の一例を構成するものである。また、これらのセンサのうち、センサ４，５，６およびセンサ１１，１２，１３は、無札検知用センサである。本実施形態では、自動改札装置５０は両方向から進入が可能な改集札両用機であり、センサ４，５，６は、図２の右方向から乗客が進入する場合の無札検知用センサ、センサ１１，１２，１３は、図２の左方向から乗客が進入する場合の無札検知用センサとなっている。
【００１８】
なお、本発明の検知手段はここに示したセンサ１〜１６に限定されるものではなく、例えば検知手段として反射型の光センサを用いることもできる。また、図２では１６個のセンサ１〜１６を一列に配置しているが、これは一例であって、センサの数は自動改札装置５０の通路長に応じて適宜選定すればよい。また、図２ではセンサ１〜１６が一直線上に並ぶように配列されているが、隣接するセンサの床面からの高さを若干異ならせて、複数のセンサを交互に千鳥状に配列してもよい。さらに、本体５１の筐体設計の都合上、センサ１〜１６のうち一部のセンサ（例えばアンテナ５４付近のセンサ）の床面からの高さを上下方向へずらして配列するようにしてもよい。
【００１９】
図２の２１，２２は、大人と小児とを判別するための大人／小児センサであって、センサ１〜１６の列よりやや上方の位置に設けられている。一方の大人／小児センサ２１は、自動改札装置５０の入口付近に設けられ、他方の大人／小児センサ２２は、自動改札装置５０の出口付近に設けられている。これらの大人／小児センサ２１，２２は、反射型の光センサから構成されており、斜め上方へ光を投射してその反射光を受光する。図４のＬ４は、大人／小児センサ２１，２２の光軸を示している。なお、大人／小児センサ２１，２２は透過型の光センサから構成してもよい。この場合は、図２の大人／小児センサ２１，２２の取り付け位置より高い位置に、水平方向に投光する透過型の光センサを取り付ければよい。
【００２０】
図２の３１，３２，４１は、自動改札装置５０の入口付近に設けられた扉部小児検知用センサであって、このうち扉部小児検知用センサ３１，３２は、ゲート扉５２の上部位置に配置されていて、入退出検知用センサを兼用している。扉部小児検知用センサ４１は、ゲート扉５２の下部位置に配置されている。また、３３，３４，４２は、自動改札装置５０の出口付近に設けられた扉部小児検知用センサであって、このうち扉部小児検知用センサ３３，３４は、ゲート扉５３の上部位置に配置されていて、入退出検知用センサを兼用している。扉部小児検知用センサ４２は、ゲート扉５３の下部位置に配置されている。これらの各センサ３１〜３４、４１、４２は、センサ１〜１６と同様に、透過型の光センサから構成されている。図４のＬ２はセンサ３１〜３４の光軸を示しており、Ｌ３はセンサ４１，４２の光軸を示している。
【００２１】
なお、図２において、センサ１〜１６は自動改札装置５０の設置面（床面）から約９０ｃｍの高さに設置されており、センサ３１〜３４は同設置面から約７０ｃｍの高さに設置されており、センサ４１，４２は、同設置面から約４０ｃｍの高さに設置されている。但し、これらは一例であって、各センサの設置高さは必要に応じて最適な値に設定すればよい。
【００２２】
図５は、自動改札装置５０の電気的構成を示したブロック図である。７１は自動改札装置５０の動作を制御する制御部としてのＣＰＵである。７２はメモリから構成される記憶部であって、乗車媒体から読み取ったデータ等が一時的に格納される領域を備えたＲＡＭと、後述する制御プログラムが格納されたフラッシュメモリと、自動改札装置５０の稼働データ等を蓄積するＥＥＰＲＯＭとを含んでいる。７３は通行する人間の位置を管理するための管理テーブルであって、記憶部７２の例えばＥＥＰＲＯＭに設けられている。ＰＲＧは、自動改札装置５０の動作を制御する制御プログラムであって、記憶部７２のフラッシュメモリに格納されている。ＣＰＵ７１は、本発明の判定手段の一実施形態を構成し、ＣＰＵ７１と制御プログラムＰＲＧとは、本発明の無札検知位置変更手段の一実施形態を構成する。
【００２３】
７４はゲート扉５２，５３を駆動する扉駆動部であって、扉開閉用のモータや、モータの駆動回路などから構成される。７５は表示部であって、図１に示したランプ表示部５５、メッセージ表示部５６、小児／学生表示ランプ５８および通行可否表示部６０から構成される。７６は上位装置であるホスト装置（図示省略）あるいは改札機監視盤（図示省略）との間で通信を行う上位通信部、７７は自動改札装置５０の各部に電源を供給する電源部である。７８は人間検知部であって、図２に示したセンサ１〜１６、２１、２２、３１〜３４、４１、４２から構成される。７９はアンテナ５４の動作を制御するアンテナ制御部であって、アンテナ５４は非接触ＩＣカードからなる非接触媒体８１との間で無線通信を行い、非接触媒体８１に記録されている乗車情報等のデータを非接触で読み取る。
【００２４】
図６は、管理テーブル７３の記憶内容の一例を示した図である。管理テーブル７３には、ＩＤ番号７３ａ、位置情報７３ｂ，７３ｃ、方向情報７３ｄ、接触情報７３ｅ、判定情報７３ｆ、大／小判別情報７３ｇ、通行情報７３ｈなどが記録される。ＩＤ番号７３ａは、自動改札装置５０へ進入した乗客１人毎に割当てられる識別番号である。位置情報７３ｂ，７３ｃは、後述するステータスにより乗客の位置を表した情報であって、位置情報７３ｂは今回（更新後）のステータスに基づく位置情報、位置情報７３ｃは前回（更新前）のステータスに基づく位置情報である。方向情報７３ｄは、乗客が自動改札装置５０のいずれの方向から進入したかを表す情報であり、改集札両用機の場合は、改札側から進入したか集札側から進入したかを表す情報である。接触情報７３ｅは、複数の乗客が通行中に接触した場合に、接触している人数（接触数）と、接触している順序（接触順）とを表す情報である。判定情報７３ｆは、乗車券の判定に関する情報であり、１枚の乗車券の処理に対して割り当てられるシーケンス番号、乗車券の有効・無効の判定結果、および大人券・小児券の区別が含まれる。大／小判別情報７３ｇは、図２の大人／小児センサ２１，２２の検出結果から得られる情報であって、乗客が大人であるか小児であるかを表す情報である。通行情報７３ｈは、正常客とそれ以外の異常客に関する情報であって、乗客が乗車券を提示しなかった場合は無札客、乗車券が提示されたがそれが有効な乗車券でなかった場合（判定情報７３ｆの判定結果が「無効」の場合）は無効客、進入が許されている側と反対の方向から進入した乗客の場合は逆進入客、乗客の所持する乗車券（非接触媒体８１）と自動改札装置５０との間で通信が途絶えたために券処理が終了していない場合は処理未了客として、それぞれのフラグがセットされ、いずれも異常客として取り扱われる。これらの場合以外は、すべて正常客として取り扱われる。以上のような管理テーブル７３により、自動改札装置５０を通行する人間の位置などが１人毎にリアルタイムに管理される。
【００２５】
次に、上述した自動改札装置５０における人間検知の原理を説明する。図７〜図９は、ステータスとその遷移を説明する図である。ステータスとは、複数個のセンサをグループ化し、各グループごとにセンサ位置に対応して割り当てた位置情報のことである。例えば、図７（ａ）のように上下に間隔を置いて設けられたセンサ１とセンサ３１とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１が割り当てられる。また、図７（ｂ）のように隣接するセンサ１，２とセンサ３１とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ２が割り当てられる。また、図７（ｃ）のように隣接するセンサ２，３と、センサ３２とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ３が割り当てられる。同様に、図７（ｄ）のように隣接するセンサ３，４と、センサ３２とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ４が割り当てられる。
【００２６】
続くステータスＳＴ５〜ＳＴ１３は、図７（ｅ）〜（ｆ）、図８（ｇ）〜（ｌ）、図９（ｍ）に示したように割り当てられる。すなわち、隣接するセンサ２個が１グループを構成し、各グループに対してステータスＳＴ５、ＳＴ６、ＳＴ７、…ＳＴ１３が順次割り当てられる。また、ステータスＳＴ１４〜ＳＴ１７は、ステータスＳＴ４〜ＳＴ１と同様に割り当てられる。すなわち、図９（ｎ）のように隣接するセンサ１３，１４と、センサ３３とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１４が割り当てられる。また、図９（ｏ）のように隣接するセンサ１４，１５と、センサ３３とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１５が割り当てられる。同様に、図９（ｐ）のように隣接するセンサ１５，１６と、センサ３４とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１６が割り当てられる。最後に、図９（ｑ）のようにセンサ１６とセンサ３４とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１７が割り当てられる。
【００２７】
ＣＰＵ７１は、人間検知部７８におけるセンサ１〜１６およびセンサ３１〜３４からの検知信号を監視して、１つのグループにおける複数個のセンサ全部が検知信号を出力している状態のとき、すなわち１グループ内のセンサの遮光状態のＡＮＤ条件が成立しているときに、そのグループのステータスに人間が位置していると判定する。なお、１人の人間により遮光されるセンサの数は、その人間の胴体の幅により変化するが、以下では説明を簡単にするために、１人の人間により遮光されるセンサは隣接する２個のセンサのみと仮定する。
【００２８】
今、自動改札装置５０の入口側から乗客が進入してくる場合を考えると、最初に入口のセンサ１，３１が同時に遮光状態となるから、この時点でＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ａ）のステータスＳＴ１であると判定する。乗客が通路６１を進むと、次にセンサ２が遮光状態となるが、前述したようにセンサ１とセンサ２との間隔は人間の胴体の前後幅より小さいため、センサ１，３１は遮光状態を維持しており、センサ１，２、３１が同時に遮光状態となり、各センサから検知信号が出力される。したがって、ＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ｂ）のステータスＳＴ２であると判定する。
【００２９】
さらに乗客が通路６１を進むと、次にセンサ３，３２が遮光状態となるが、センサ２とセンサ３との間隔は人間の胴体の前後幅より小さいため、センサ２は遮光状態を維持しており、センサ２，３，３２が同時に遮光状態となり、各センサから検知信号が出力される。したがって、ＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ｃ）のステータスＳＴ３であると判定する。同様に、乗客が通路６１をさらに進むと、センサ３，４，３２が同時に遮光状態となり、ＣＰＵ７１は人間の現在位置が図７（ｄ）のステータスＳＴ４であると判定する。乗客が通路６１をさらに進むと、センサ４，５が同時に遮光状態となり、ＣＰＵ７１は人間の現在位置が図７（ｅ）のステータスＳＴ５であると判定する。
【００３０】
以下同様にして、乗客が通路６１を進むに伴って、ステータスはＳＴ６、ＳＴ７、…ＳＴ１３と遷移してゆく（図７（ｆ）〜図９（ｍ））。そして、乗客が出口付近に近づくと、図９（ｎ）〜（ｐ）のように水平方向のセンサと上下方向のセンサとを含む３個のセンサ（１３，１４，３３等）が同時に遮光状態となって、ステータスはＳＴ１４、ＳＴ１５、ＳＴ１６と遷移する。最後に、乗客が出口に至ると図９（ｑ）のように上下のセンサ１６，３４が同時に遮光状態となり、ステータスはＳＴ１７と判定される。その後、乗客が出口を抜けると、センサ１６，３４は透光状態となり、ＣＰＵ７１は自動改札装置５０から乗客が退出したと判定する。
【００３１】
ところで、以上の過程において、ＣＰＵ７１はステータスＳＴ１を判定した時点で、自動改札装置５０へ進入した乗客に対してＩＤ番号を割当て、管理テーブル７３（図６）に、割当てたＩＤ番号７３ａを記録する。また、ＣＰＵ７１は、そのＩＤ番号の人の位置を前端ステータスと後端ステータスとで管理する。すなわち、入口から出口へ向う進行方向に人が通過する場合、センサが透光状態から遮光状態へ最初に変化する位置を前端ステータス、センサが遮光状態から透光状態へ最初に変化する位置を後端ステータスとする。例えば、図１０において黒丸で示すセンサ９，１０，１１が人で遮光されている場合、前端ステータスはＳＴ１１、後端ステータスはＳＴ１０となる。なお、図１０では２つのステータスにより通行人の前端と後端を管理する例を示したが、通行人の胴体幅が小さい場合は、図７〜図９の例のように１つのステータスで前端と後端とを管理できる場合もある。また、通行人の胴体幅が大きい場合は、３つ以上のステータスのうち、先頭と最後のステータスにより前端と後端を管理することになる。以上のような前端ステータスと後端ステータスは、管理テーブル７３に位置情報７３ｂ，７３ｃとして記録される。この場合、位置情報７３ｂには最新のステータスが記録され、位置情報７３ｃには１つ前のステータスが記録される。
【００３２】
次に、ステータスの更新について説明する。ステータスは、必ず前進方向または後退方向へ１ずつ遷移するものとし、ＣＰＵ７１は、現在のステータスが１つ前または１つ後のグループのステータスへ遷移したことを判定したときに、ステータスを更新する。例えば、図１１において、前端ステータスを例にとって説明すると、現在のステータスがＳＴ１１である場合、次のステータスはＳＴ１２（前進方向）かＳＴ１０（後退方向）であるので、ステータスがＳＴ１２またはＳＴ１０へ遷移するのを待ち、いずれかのステータスへ遷移した時点で、ステータスＳＴ１１はその遷移したステータスへ更新される。
【００３３】
なお、前端ステータスがＳＴ１→ＳＴ２→ＳＴ３…と遷移し、続いて後端ステータスがＳＴ１→ＳＴ２と遷移したときに、ＣＰＵ７１は、１人の人間が自動改札装置５０へ進入したと判断する。また、後端ステータスがＳＴ１５→ＳＴ１６→ＳＴ１７と遷移した後、ＳＴ１７が成立しなくなったとき、すなわちセンサ１６，３４の一方もしくは両方が透光状態になったときに、ＣＰＵ７１は、１人の人間が自動改札装置５０から退出したと判断する。
【００３４】
以上のように、上記実施形態においては、センサ１〜１６の隣接するセンサが１人の人間を同時に検知するようにセンサ間隔（ここでは８ｃｍ）が設定されており、また、隣接するセンサを含む複数のセンサをグループ化し、各グループごとに位置情報としてのステータスを割当てている。このため、いずれかの隣接するセンサが必ず人間を検知し、人間の通行に伴ってステータスが順次遷移してゆくことから、この遷移をＣＰＵ７１が追跡することによって、人間の位置をリアルタイムに管理することができる。また、前端ステータスと後端ステータスとにより、通行する人間の前端位置と後端位置とを管理するようにしているので、前端位置によりセンサ位置への到達を、また後端位置によりセンサ位置からの離脱をそれぞれ管理することができ、人間の位置を正確に検知することができる。
【００３５】
次に、無札検知について説明する。図１２は、無札検知位置を説明するためのステータス遷移図である。ここでは、図２の右方向から乗客が進入する場合を想定している。無札検知位置は、乗客が非接触媒体８１をアンテナ５４にかざさずに通行したか否かを判定する基準位置であり、通路の中央と入口との間に設定される。無札検知位置が通路の奥すぎると、前述したように、前客の空振り動作があった場合に、前客が無札検知位置に到達するまでに次客がかざした非接触媒体８１によって前客の通行が許可されてしまい、次客が無札客とみなされて通行が禁止されるという不具合が発生する。これに対して、無札検知位置を上記のように通路の中央と入口との間に設定すれば、前客の空振り動作があった場合でも、前客が中央位置に達するより前の早い段階で前客の無札を検知できるので、次客が非接触媒体８１をかざすより前に前客の無札を検知できることになり、上記のような不具合は生じない。なお、前客が無札検知位置に到達する前に次客が非接触媒体８１をアンテナ５４にかざそうとしても、前客が次客のすぐ前にいることから、次客は非接触媒体８１をかざしにくくなるので、いずれにしても、次客の非接触媒体８１によって前客の通行が許可される事態は発生しない。但し、無札検知位置が入口に寄りすぎてアンテナ５４よりも手前に来てしまうと、胴体がアンテナ５４の横に来た辺りで非接触媒体８１をかざそうとする乗客が無札となり、不都合である。一方、非接触媒体８１をかざす際の姿勢は、人によってまちまちであるため、実際には、手を前方に差し出すような姿勢から、アンテナ５４へ伸ばす手が胴体に対して僅かに後方斜め（振り返り気味）となるような姿勢くらいまでは許容する必要がある。このため、図３で乗客の胴体の中心がアンテナ５４の真横を僅かに越えた辺り、例えば前端ステータスがＳＴ５で、後端ステータスがＳＴ４となる位置までは、無札扱いとせずに非接触媒体８１をアンテナ５４へかざす動作を受け付ける必要がある。そこで、本実施形態では、以上のような条件を満たす無札検知位置の一例として、図１２（ａ）のように、前端ステータスがＳＴ６に達し、かつ、後端ステータスがＳＴ５に達したときに、乗客が無札検知位置に達したと判定する。ここで、ステータスＳＴ６の位置は、本発明の第１の無札検知位置に相当し、これより入口側にあるステータスＳＴ５の位置は、本発明の第２の無札検知位置に相当する。また、ＣＮＴは通路の中央位置、ＥＮＴは通路の入口位置をそれぞれ表している。なお、図２の左方向から乗客が進入する場合についても、ステータス番号が変わるだけで上記と同様の原理に基づき無札検知位置の判定が行われる。なお、上記のように前端ステータスがＳＴ６、後端ステータスがＳＴ５という設定は一例であって、第１の無札検知位置および第２の無札検知位置の設定は、この例に限定されるものではなく、後述するように、設定変更による調整が可能である。
【００３６】
ここで、例えば荷物を持った乗客に対して無札を判定する場合、乗客が荷物を振ったり前方に差し出したりして、先行する荷物が誤って人間の前端位置と判定され、前端ステータスがＳＴ６に達した場合であっても、図１２（ｂ）のように、後端ステータスがＳＴ４であったり、図１２（ｃ）のように、後端ステータスがＳＴ３である場合などには、乗客が無札検知位置に達したとは判定されず、乗客が進んで胴体の背面側に相当する後端ステータスがＳＴ５に達したときに、乗客が無札検知位置に達したと判定される。このように、前端ステータスと後端ステータスの両方から無札検知位置を判定することにより、先行する荷物の動きに影響されずに正確な判定が可能となる。同様のことは、乗客が手を振ったり前方に差し出したりした場合にもあてはまる。特に、非接触媒体８１をアンテナ５４にかざす際には、媒体を持った手を前方へ差し出すような動作となるため、人間の体よりも手が先行して検知されやすくなるが、この場合でも、上記のように前端ステータスと後端ステータスとにより無札検知位置を判定することで、手の動きに影響されずに正確な判定が可能となる。以上のようにして、上記実施形態によれば、荷物や手などを人間の胴体と誤検知することによる無札検知の発生を防止し、正確な無札判定処理を行うことができる。
【００３７】
なお、上述した例においては、前端ステータスがＳＴ６に達したことと、後端ステータスがＳＴ５に達したこととが同タイミングで成立した場合に、無札検知位置へ達したと判定しているが、無札検知位置到達のステータスの遷移状況としては、これ以外の場合も考えられる。その一例を図１３に示す。図１３（ａ）において、例えば乗客の荷物の位置が前端ステータスＳＴ６であり、乗客の位置が後端ステータスＳＴ４であるとする。この状態から荷物が先行して体から離れると、（ｂ）のように前端ステータスがＳＴ７に遷移し、その後乗客が荷物に追いつくと、（ｃ）のように前端ステータスがＳＴ７、後端ステータスがＳＴ５になる。以上の過程では、図１２（ａ）の状態が成立しないまま、前端ステータスがＳＴ７、後端ステータスがＳＴ５へ遷移しているが、図１３（ｃ）の時点では、図１２（ａ）と同様にセンサ３が透光状態、センサ４〜６が遮光状態となるから、この時点で乗客が無札検知位置へ達したと判定する。すなわち、この場合は、前端ステータスのＳＴ６への到達と、後端ステータスのＳＴ５への到達とがタイミング的にずれただけであって、後端ステータスがＳＴ５へ到達した図１３（ｃ）の時点では、前端ステータスはＳＴ６へ到達済みでＳＴ６を通り越してＳＴ７まで進んでいると捉えることができる。したがって、図１３のケースでは、前端ステータスがＳＴ６以降（この例の場合はＳＴ７）に達したという条件と、後端ステータスがＳＴ５以降（この例の場合はＳＴ５）に達したという条件とが両方成立したタイミングで、無札検知位置に達したと判定する。このように、図１３は、前端ステータスの到達条件が先行したために、前端ステータスと後端ステータスのＡＮＤ条件の成立にあたって、後端ステータスの到達を待つ場合の例である。
【００３８】
図１４は、自動改札装置５０の動作を示したフローチャートであって、ＣＰＵ７１が制御プログラムＰＲＧに従って実行する手順を表している。ＣＰＵ７１は、まず各センサの検知出力をチェックし（ステップＳ１）、検知出力の有無に基づいてステータスの遷移があったか否かを判定する（ステップＳ２）。ステータスの遷移がなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１へ戻ってセンサの検知出力のチェックを続ける。ステータスの遷移があれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、管理テーブル７３の今回の位置情報７３ｂと前回の位置情報７３ｃとを更新する（ステップＳ３）。この場合、更新直前に今回の位置情報７３ｂに記録されていた前端ステータスおよび後端ステータスは、前回の位置情報７３ｃに移され、今回の位置情報７３ｂには、常に最新の（現在の）前端ステータスおよび後端ステータスが記録される。
【００３９】
次に、更新した今回の位置情報７３ｂの前端および後端ステータスを参照して、乗客の現在位置が無札検知位置か否かを判定する（ステップＳ４）。前述のように、前端ステータスがＳＴ６以降に達し、かつ後端ステータスがＳＴ５以降に達した場合に乗客が無札検知位置へ来たと判定されるので、ステップＳ４では、この条件が成立しているか否かをチェックする。乗客の現在位置が無札検知位置でなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、次に、乗客の現在位置が中央位置か否かを判定する（ステップＳ５）。本実施形態では、図１２（ａ）においてセンサ７，８が共に遮光したとき、すなわち前端ステータスがＳＴ８に達したときに、中央位置ＣＮＴであると判定される。現在位置が中央位置でなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、続いて退出したか否かを判定する（ステップＳ６）。前述したように、後端ステータスがＳＴ１７へ遷移した後、センサ１６，３４の透光によりＳＴ１７が成立しなくなったときに、退出したと判定される。退出がまだであれば（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ１へ戻って上述した手順を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ４において、現在位置が無札検知位置と判定されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、次に、乗車媒体（非接触媒体８１）をアンテナ５４が読み取って通行可否の判定がされたかどうかをチェックする（ステップＳ７）。乗車媒体がアンテナ５４に正常にかざされておれば、乗車媒体に記録されている乗車区間等のデータが読み取られて通行可否が判定されるので（ステップＳ７：ＹＥＳ）、判定結果等を管理テーブル７３に判定情報７３ｆとして記録する（ステップＳ８）。一方、乗車媒体がアンテナ５４にかざされなかったり、かざし方が適切でないために前述の空振り動作が発生した場合は、乗車媒体のデータが読み取られず判定が行われないので（ステップＳ７：ＮＯ）、当該乗客は無札客である（無札異常の発生）と判断して、管理テーブル７３の通行情報７３ｈにおける無札客フラグをＯＮにするとともに、メッセージ表示部５６に無札であることの案内表示をする（ステップＳ９）。このとき、表示とともに警報チャイムを鳴らすようにしてもよい。あるいは、案内表示に代えて、もしくは案内表示に加えて、音声によって無札であることを案内するようにしてもよい。ステップＳ８またはステップＳ９を実行した後は、ステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ７で無札と判定した段階では、まだゲート扉５３は閉じられず、開状態を維持している。そして、メッセージ表示部５６の案内表示により無札であることを知った乗客が、通路内を後退し入口側へ戻って乗車媒体をアンテナ５４にかざし、その判定結果が正常であれば、乗客は通路を通ってゲート扉５３が開いている出口から退出することができる。
【００４１】
ここで、無札案内表示後、乗客が通路をどの程度の位置まで後退してから、やり直しを許すかは機器の仕様による。例えば、乗客が一旦通路から完全に出て乗車媒体のかざし動作をやり直せるような仕様にしてもよい。この場合は、乗客は再度通路に進入し直すことになるので、新規の通行者として割当てられた新しいＩＤ番号に基づいて管理テーブル７３が新たに作成され、最初から動作をやり直すことになる。また、別の仕様として、乗客が通路から完全に出ずに少し戻った位置でかざし動作をやり直せるような仕様を採用してもよい。この場合は、乗客は通路から出ないので、以前の管理テーブル７３が引き続き使用され、位置情報は引き続き管理されるが、通行情報は乗車媒体のかざし動作のやり直しにより、新たなデータとして記録される。なお、無札異常発生時には、一旦アンテナ５４の通信を禁止し、乗客が所定の位置まで後退した時点で無札異常状態を解除し、アンテナ５４の通信を再び有効にして、乗客のかざし動作のやり直しを受付けるようにする。このようにすれば、無札異常が発生した際に、後続の次客の乗車媒体（非接触媒体８１）がアンテナ５４にかざされて処理されてしまうような不都合を防ぐことができる。
【００４２】
無札検知位置を通過した乗客が中央位置に到達すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、管理テーブル７３の無札客フラグがＯＮであるかどうかをみて、当該乗客が乗車媒体を所持しない無札者かどうかを判定する（ステップＳ１０）。中央位置に到達した乗客が、メッセージ表示部５６の案内表示を見ずに無札であることに気付かなかった乗客、あるいは案内表示を見たがそれを無視して通行しようとする乗客である場合は、管理テーブル７３の無札客フラグがＯＮであるため、無札者であると判断し（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ゲート扉５３を閉じて通行を禁止し（ステップＳ１１）、ステップＳ１へ戻る。以後は、上述した処理と同じ処理を実行する。一方、中央位置に到達した乗客が、正常に乗車媒体をかざした乗客である場合は、無札客フラグがＯＦＦであるため、無札者でないと判断し（ステップＳ１０：ＮＯ）、通行を許可して（ゲート扉５３を開いたままにして）ステップＳ１へ戻る。その後、ステップＳ２〜Ｓ５を経て、ステップＳ６で退出したことが判定されると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００４３】
上述した実施形態において、例えば、前端ステータスがＳＴ６、後端ステータスがＳＴ５の条件で無札検知位置の判定を行う場合は、センサ４，５，６が無札検知用センサとして設定される（センサ１１，１２，１３も同様）。しかしながら、無札検知位置を事後的に変更する必要が生じることがある。例えば、乗客の通行速度が想定された速度よりも速い場合は、乗車媒体の判定結果が出る前に乗客が無札検知位置に到達してしまい、無札客と誤判定する可能性が高くなるため、無札検知位置を中央寄りに移動させる必要がある。また、例えば、非接触媒体８１をアンテナ５４にかざす際に、振り返りの度合いの大きな乗客、すなわちアンテナ５４へ伸ばす手が胴体に対してかなりの角度だけ後方斜めとなる乗客が予想以上に多い場合にも、無札検知位置を中央寄りに移動させる調整が必要となる。また、例えば、乗客の通行速度が想定された速度よりも遅く、乗客と乗客との間隔が狭い場合は、前客が空振り動作をしたときに、前客が無札検知位置に到達するまでに次客が乗車媒体をかざすことで、前述のように前客の通行が許可され、次客の通行が禁止される可能性が高くなるため、無札検知位置を入口寄りに移動させる必要がある。このような場合、従来では無札検知位置にセンサが１個ないし数個しか設けられていないので、無札検知位置が固定され任意に変更することはできなかったが、本発明の上記実施形態によれば、センサ１〜１６が短い間隔で列状に配列されているので、これらのセンサの中から無札検知用に用いるセンサをソフトウェア上で指定するだけで、無札検知位置を容易に変更することができる。具体的には、例えば制御プログラムＰＲＧ（図５）におけるパラメータなどを変更することにより、任意のセンサを無札検知用センサとして設定することが可能であり、これによって無札検知位置は、設定された無札検知用センサに対応した位置に自動的に変更される。なお、パラメータの変更は、自動改札装置５０に設けられた保守操作部を操作することにより行う。保守操作部は、例えばメッセージ表示部５６の近傍にあるスライドドア（図示省略）の下に配置され、スライドドアを開けて操作を行う。この場合、メッセージ表示部５６を保守用表示パネルに兼用することで、表示部５６の画面においてパラメータを設定することができる。また、保守操作部からの入力に代えて、ホスト装置あるいは改札機監視盤から上位通信部７６（図２）を介してパラメータを取得することにより、パラメータの変更を行うようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、前述したように人間の前端位置と後端位置の双方が所定のステータス（ＳＴ６，ＳＴ５等）へ到達したときに、はじめて無札客か否かの判定を行うようにしているので、前端位置だけで無札客の判定を行う場合に比べて、荷物等の誤検知に基因する不必要な無札検知の発生が防止され、正確な無札処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、上記実施形態においては、無札検知のタイミングと扉開閉のタイミングとを切り離し、無札検知位置で無札客であることが判定されても、その時点ではゲート扉５３を閉じず、当該無札客が中央位置ＣＮＴまで進んだ時点で（ステータスＳＴ８）、ゲート扉５３を閉じて通行を禁止するようにしている。このため、真に通行を禁止する必要のある乗客に対してのみゲート扉５３が閉じられ、無札検知位置から入口側に戻った乗客に対してはゲート扉５３は閉じられないので、扉の無駄な開閉動作がなくなり、扉開閉回数を最小限に抑えることで扉開閉機構の保守費用を低減することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、通行方向に列状に配列された複数のセンサのうち、所定のセンサを無札検知用センサとするとともに、通路の中央と入口との間で複数のセンサから無札検知用センサを任意に指定することで、無札検知位置を容易に変更することができる。
【００４７】
また、前端位置と後端位置とに基づいて無札検知位置を決定することにより、荷物等の誤検知による不必要な無札検知の発生を防止して、無札処理を正確に行うことができる。
【００４８】
また、無札検知のタイミングと扉開閉のタイミングとを切り離すことで、扉の無駄な開閉動作がなくなり、扉の開閉回数を最小限に抑えて保守費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動改札装置の斜視図である。
【図２】同自動改札装置を示した側面図である。
【図３】同自動改札装置を示した上面図である。
【図４】同自動改札装置を示した正面図である。
【図５】同自動改札装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図６】管理テーブルの記憶内容の一例を示した図である。
【図７】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図８】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図９】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図１０】前端ステータスおよび後端ステータスを説明する図である。
【図１１】ステータスの更新を説明する図である。
【図１２】無札検知位置を説明するためのステータス遷移図である。
【図１３】無札検知位置を説明するためのステータス遷移図である。
【図１４】自動改札装置の動作を示したフローチャートである。
【図１５】従来の自動改札装置の一例を示した概略側面図である。
【符号の説明】
１〜１６  センサ
３１〜３４  センサ
５０  自動改札装置
５２，５３  ゲート扉
７１  ＣＰＵ
７２  記憶部
７３  管理テーブル
７８  人間検知部
ＳＴ１〜ＳＴ１７  ステータス
ＰＲＧ  プログラム
【図１】
2005018286.tif 000003
【図２】
2005018286.tif 000004
【図３】
2005018286.tif 000005
【図４】
2005018286.tif 000006
【図５】
2005018286.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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