(57)【要約】【課題】低コスト且つ分解能が高い移動方向判定装置を提供する。【解決手段】移動方向判定装置は、人体から放出される電磁波を検出する人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄをそれぞれ形成する２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄと、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄにより検出された電磁波に基づいて、人体の移動方向を判定する移動方向判定部とを備える。各人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの一部分は互いに重なり合い、各人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの外周は異なる位置に配置されている。移動方向判定部は、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番を判定し、当該順番から人体の移動方向を判定する。【選択図】図３
2012013422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体から放出される電磁波を検出する人体検出領域をそれぞれ形成する２以上の焦電センサ部と、
前記２以上の焦電センサ部により検出された電磁波に基づいて、前記人体の移動方向を判定する移動方向判定部と、を備え、
各人体検出領域の一部分は互いに重なり合い、各人体検出領域の外周は異なる位置に配置され、前記移動方向判定部は、前記２以上の焦電センサ部が電磁波を検出する順番を判定し、当該順番から前記人体の移動方向を判定する
ことを特徴とする移動方向判定装置。
【請求項２】
前記移動方向判定部は、前記２以上の焦電センサ部が電磁波を検出し始める順番から、前記互いに重なり合う各人体検出領域の一部分に対して前記人体が進入する方向を判定し、前記２以上の焦電センサ部が電磁波を検出し終わる順番から、前記互いに重なり合う各人体検出領域の一部分に対して前記人体が進出する方向を判定することを特徴とする請求項１に記載の移動方向判定装置。
【請求項３】
前記移動方向判定部は、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出する時間差が所定値未満である場合、前記２以上の焦電センサ部はほぼ同時に電磁波を検出したと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の移動方向判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の焦電センサ部を用いた移動方向判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体などの被検出体から放射される赤外線などの電磁波を感知する複数の焦電型赤外線センサを備える人体移動軌跡検出装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、先ず、赤外線センサ毎に、検出する赤外線量が増加し始める境界円と、その増加が終了する境界円とを規定する。そして、人体が境界円を通過する時刻を求め、当該時刻及び境界円の半径を用いて、人体と境界円との交差位置及び当該位置における人体の移動方向を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７１６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、人体が境界円を通過する時刻から複数の連立方程式を解いて人体の移動軌跡を演算するため、高精度な判定が可能である。しかしその反面、複雑な演算処理を行うため、装置の構成には所定の処理能力を備えるＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）が必要となり、商品化の際にコストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、低コスト且つ分解能が高い移動方向判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、人体から放出される電磁波を検出する人体検出領域をそれぞれ形成する２以上の焦電センサ部と、２以上の焦電センサ部により検出された電磁波に基づいて、人体の移動方向を判定する移動方向判定部と、を備える移動方向判定装置である。各人体検出領域の一部分は互いに重なり合い、各人体検出領域の外周は異なる位置に配置されている。移動方向判定部は、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出する順番を判定し、当該順番から人体の移動方向を判定する。
【０００８】
本発明の特徴によれば、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出する順番のみを確認することで、簡単且つ高精度に人体の移動方向を判定することができる。よって、高度な演算処理を必要としないため、低コストな移動方向判定装置を実現することができる。
【０００９】
本発明の特徴において、移動方向判定部は、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出し始める順番から、互いに重なり合う各人体検出領域の一部分に対して人体が進入する方向を判定し、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出し終わる順番から、互いに重なり合う各人体検出領域の一部分に対して人体が進出する方向を判定してもよい。これにより、進入と進出でそれぞれ移動方向を判定できるので、全体の判定移動方向の組合わせの数が増え、判定精度が更に向上する。
【００１０】
また、移動方向判定部は、２以上の焦電センサ部が電磁波を検出する時間差が所定値未満である場合、２以上の焦電センサ部はほぼ同時に電磁波を検出したと判定してもよい。同時の判定を加えることにより、移動方向が細分化されるので、判定精度が更に向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コスト且つ分解能が高い移動方向判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係わる移動方向判定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断面に沿った移動方向判定装置の断面図である。
【図３】図１の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄ及び視野角制限カバー１５によってそれぞれ形成される人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの配置例を示す模式図である。
【図４】焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番から人体の移動方向を判定する方法の一例を説明するための図である。
【図５】焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番から人体の移動方向を判定する方法の他の例を説明するための図である。
【図６】焦電センサ部２１ａ〜２１ｄから出力される電気信号の波形の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
【００１４】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる移動方向判定装置の全体構成を説明する。移動方向判定装置は、人体から放出される電磁波（例えば、赤外線）を検出する４つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄと、４つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄを収納する視野角制限カバー１５とを備える。焦電センサ部２１ａ〜２１ｄは、人体から放出される電磁波の強度に応じた電気信号を出力する、少なくとも１以上の焦電素子をそれぞれ備える。
【００１５】
視野角制限カバー１５は、例えば、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄを収納する箱形の容器であって、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの赤外線検出方向の１つの面には円形の開口が形成されている。焦電センサ部２１ａ〜２１ｄは、この開口から入射する赤外線を検知することができる。また、この開口によって、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが人体を検出することができる領域が制限される。詳細は、図２及び図３を参照して後述する。
【００１６】
図示は省略するが、移動方向判定装置は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄから出力された電気信号を処理して人体の移動方向を算出する演算部を更に備える。演算部は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄにより検出された電磁波に基づいて、人体の移動方向を判定する移動方向判定部として機能する。
【００１７】
図２に示すように、図１のＡ−Ａ切断面において、視野角制限カバー１５に形成された開口の端部１５ｅは、焦電センサ部２１ｂ、２１ｄが人体を検出することができる領域を制限している。開口の端部１５ｅの形状や、焦電センサ部２１ｂ、２１ｄと開口の端部１５ｅとの位置関係などを調整することにより、焦電センサ部２１ｂ、２１ｄが人体を検出することができる領域（人体検出領域）ＤＳｂ、ＤＳｄをずらして形成することができる。図示は省略するが、焦電センサ部２１ａ、２１ｃについても同様にして、開口の端部１５ｅによって人体検出領域をそれぞれ形成することができる。
【００１８】
図３を参照して、図１の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄ及び視野角制限カバー１５の開口の端部１５ｅによってそれぞれ形成される人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの形状及び配置例を説明する。焦電センサ部２１ａ〜２１ｄは、開口の端部１５ｅによって、略円形の人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄをそれぞれ形成し、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの内側に居る人体から放出される赤外線をそれぞれ検出する。図２を参照して説明したように、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄと開口の端部１５ｅとの位置関係を調整することにより、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの一部は互いに重なり合い、且つ、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの外周は異なる位置に配置する、すなわち、ずらして配置することができる。図２に示す断面は、図３のＡ−Ａ切断面に相当する。更に、図３に示す人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの配置は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの配置に対応している。
【００１９】
すなわち、図３に示す直交座標系において、第１象限に焦電センサ部２１ｄの中心が位置し、第２象限に焦電センサ部２１ｃの中心が位置し、第３象限に焦電センサ部２１ｂの中心が位置し、第４象限に焦電センサ部２１ａの中心が位置している。この場合、第１象限に人体検出領域ＤＳｂの中心が位置し、第２象限に人体検出領域ＤＳａの中心が位置し、第３象限に人体検出領域ＤＳｄの中心が位置し、第４象限に人体検出領域ＤＳｃの中心が位置する。このように、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの位置は、原点を中心として、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの位置に対象である。なお、総ての人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄが重なり合う一部分は、重複領域ＷＧを形成している。
【００２０】
図４を参照して、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番から人体の移動方向を判定する方法の一例を説明する。人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄをずらして配置した場合、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄを通過する人体を焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが検出するタイミングに時間差が生じる。例えば、図４の矢印Ｙ１に示すように、外部から人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄが重なり合う重複領域ＷＧへ人体が進入する場合を考える。先ず、人体検出領域ＤＳｂの中に進入し、人体検出領域ＤＳｃの中に進入し、人体検出領域ＤＳａの中に進入し、最後に、人体検出領域ＤＳｄの中に進入する。よって、焦電センサ部２１ｂ、焦電センサ部２１ｃ、焦電センサ部２１ａ、そして、焦電センサ部２１ｄの順番で人体を検出し始める。
【００２１】
人体を検出し始める焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの順番を特定できれば、図４に示すように、８つのエリア１−１、１−２、２−１、２−２、３−１、３−２、４−１、４−２のうちの１つのエリアを進入方向として特定することができる。また、矢印Ｙ２に示すように人体が重複領域ＷＧの中から外部へ進出する場合も、同様にして、人体を検出し終わる焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの順番を特定できれば、８つのエリア１−１〜４−２のうちの１つのエリアを進出方向として特定することができる。よって、進入の８エリアと進出の８エリアから８×８＝６４通りの移動方向を判定することができる。但し、進入と進出とが同じエリアである場合も含む。
【００２２】
そこで、移動方向判定装置が備える演算部は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出する順番を判定し、当該順番から人体の移動方向を判定する。ここで、「焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出する順番」には、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出し始める順番と、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出し終わる順番とが含まれる。
【００２３】
なお、人体の移動方向を判定するためには、総ての焦電センサ部２１ａ〜２１ｄについて赤外線を検出する順番を特定する必要はなく、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄのうちの少なくとも２つの焦電センサ部が赤外線を検出する順番を特定すればよい。具体的には、人体の進入方向を判定するためには、少なくとも、最初に赤外線を検出し始める焦電センサ部と、その次に赤外線を検出し始める焦電センサ部とを特定すればよい。つまり、少なくとも最初の２つの焦電センサ部を特定できればよい。また、人体の進出方向を判定するためには、少なくとも、３番目に赤外線を検出し終わる焦電センサ部と、最後に赤外線を検出し終わる焦電センサ部とを特定すればよい。すなわち、少なくとも最後の２つの焦電センサ部を特定できればよい。
【００２４】
焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番から人体の移動方向を判定する方法の他の例を説明する。ここでは、２つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する時間差が所定値未満である場合、この２つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄはほぼ同時に電磁波を検出したと判定する。２つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する時間差が所定値以上である場合、前述したとおり、この２つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄについては電磁波を検出した順番を特定する。
【００２５】
図５は、移動方向を判定するエリアの振り分けを示している。例えば、エリア２−１は、人体検出領域ＤＳａの外周と人体検出領域ＤＳｂの外周との交差点、及び人体検出領域ＤＳｃの外周と人体検出領域ＤＳｄの外周との交差点を含むエリアである。このエリアを人体が移動する場合、焦電センサ部２１ａ及び焦電センサ部２１ｂがほぼ同時に電磁波を検出したと判定され、また、焦電センサ部２１ｃ及び焦電センサ部２１ｄがほぼ同時に電磁波を検出したと判定される。そして、焦電センサ部２１ａ及び焦電センサ部２１ｂが電磁波を検出したタイミングと、焦電センサ部２１ｃ及び焦電センサ部２１ｄが電磁波を検出したタイミングの前後関係を特定することにより、エリア２−１或いはエリア４−１を移動方向として判定することができる。
【００２６】
また、エリア２−３は、人体検出領域ＤＳｂの外周と人体検出領域ＤＳｄの外周との交差点を含むエリアである。このエリアを人体が移動する場合、焦電センサ部２１ｂ及び焦電センサ部２１ｄがほぼ同時に電磁波を検出したと判定される。そして、焦電センサ部２１ａ及び焦電センサ部２１ｃの少なくともいずれか一方が電磁波を検出したタイミングと、焦電センサ部２１ｂ及び焦電センサ部２１ｄが電磁波を検出したタイミングの前後関係を特定することにより、エリア２−３或いはエリア４−３を移動方向として判定することができる。
【００２７】
このように、同時を含む順番を特定することにより、図５に示すように、１６のエリア１−１〜１−４、２−１〜２−４、３−１〜３−４、４−１〜４−４のうちの１つのエリアを移動方向として特定することができる。更に、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出し始める順番と、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが赤外線を検出し終わる順番とをそれぞれ判定することにより、１６のエリアのうちの１つのエリアを進入方向及び進出方向としてそれぞれ特定することができる。よって、進入の１６エリアと進出の１６エリアから１６×１６＝２５６通りの移動方向を判定することができる。但し、進入と進出とが同じエリアである場合も含む。
【００２８】
なお、人体の移動方向を判定するためには、総ての焦電センサ部２１ａ〜２１ｄについて赤外線を検出する順番を特定する必要はなく、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄのうちの少なくとも２つの焦電センサ部が赤外線を検出する順番を特定すればよい。ただし、２つの焦電センサ部がほぼ同時に電磁波を検出したと判定された場合、この２つの焦電センサ部は、１つの焦電センサ部としてカウントされ、その他の焦電センサ部との順番を特定すればよい。
【００２９】
図６は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｄから出力される電気信号の波形の一例を示す。この電気信号の波形は、現在のデータから１つ前のデータを減算したものであるため、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄに人体が進入するとマイナス方向に波形が振れ、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄから人体が進出するとプラス方向に波形が振れている。また、この電気信号の波形は、各焦電センサ部２１ａ〜２１ｄから出力される電気信号の差分（値の変化のみをデータとして扱う）を行い、バタワースフィルタ等をかけることにより得られる。
【００３０】
図６の例では、先ず、焦電センサ部２１ｄが人体からの電磁波を検知し始め、その後、焦電センサ部２１ｃが人体からの電磁波を検知し始めている。よって、図４に示す８つのエリアのうち、エリア３−２から人体が進入していることを判定することができる。勿論、最初の３つの焦電センサ部の順番、或いは４つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄの順番に基づいて、エリア３−２からの進入を判定しても良い。
【００３１】
また、同時判定を考慮する場合、焦電センサ部２１ｄと焦電センサ部２１ｃがほぼ同時に電磁波を検知し始め、焦電センサ部２１ａと焦電センサ部２１ｂがほぼ同時に電磁波を検知し始めている。よって、図５に示す１６のエリアのうち、エリア４−１から人体が進入していることを判定することができる。
【００３２】
進出に関しては、例えば、プラス方向に振れる波形のピーク値の順番を確認する。図６の例では、焦電センサ部２１ｃ、焦電センサ部２１ｂ、焦電センサ部２１ｄ、焦電センサ部２１ａの順番でプラス方向のピーク値が現れる。最後の２つの焦電センサ部２１ｄ、焦電センサ部２１ａから、図４に示す８つのエリアのうち、エリア２−２から人体が進出していることを判定することができる。よって、図６の波形から、図４の判定方法を用いて、エリア３−２から人体が進入し、エリア２−２から人体が進出していることを判定することができる。なお、反応しない焦電センサ部が含まれている場合もあるので、所定の閾値を設け、閾値を超えるピーク値について順番を特定することが望ましい。
【００３３】
また、同時判定を考慮する場合、焦電センサ部２１ｃと焦電センサ部２１ｂがほぼ同時にピーク値を取り、その後、焦電センサ部２１ｄと焦電センサ部２１ａがほぼ同時にピーク値を取る。よって、図５に示す１６のエリアのうち、エリア３−１から人体が進出していることを判定することができる。したがって、図６の波形から、図５の判定方法を用いて、エリア４−１から人体が進入し、エリア３−１から人体が進出していることを判定することができる。
【００３４】
本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００３５】
本発明の実施の形態によれば、演算部は、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する順番のみを確認することで、簡単且つ高精度に６４通りの人体の移動方向を判定することができる。よって、高度な演算処理能力を必要としないため、低コストな移動方向判定装置を実現することができる。また、高度な演算処理を行うことなく判定結果が得られるので、装置のリアルタイム性が向上する。
【００３６】
また、演算部は、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出し始める順番から、互いに重なり合う各人体検出領域の一部分（重複領域ＷＧ）に対して人体が進入する方向を判定し、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出し終わる順番から、重複領域ＷＧに対して人体が進出する方向を判定する。これにより、進入と進出でそれぞれ移動方向を判定できるので、全体の判定移動方向の組合わせの数が増え、判定精度が更に向上する。
【００３７】
また、図５に示したように、演算部は、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが電磁波を検出する時間差が所定値未満である場合、２以上の焦電センサ部２１ａ〜２１ｄはほぼ同時に電磁波を検出したと判定してもよい。同時の判定を加えることにより、移動方向が細分化されるので、判定精度が更に向上する。
【００３８】
上記のように、本発明は、１つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３９】
例えば、防犯や徘徊老人などの人を追跡する人体追跡装置や、人の移動先を予測して移動先にある機器の先回り制御を行う装置として利用することができる。例えば、エレベータの呼び出し、進行方向の照明制御、進行方向の情報提示などが挙げられる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態では、２以上の焦電センサ部の一例として、４つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄについて説明したが、本発明はこれに限定されない。移動方向判定装置が備える焦電センサ部の数としては、２、３、或いは５以上であっても構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１５    視野角制限カバー
２１ａ〜２１ｄ    焦電センサ部
ＤＳａ〜ＤＳｄ    人体検出領域
【図１】
2012013422.tif 000003
【図２】
2012013422.tif 000004
【図３】
2012013422.tif 000005
【図４】
2012013422.tif 000006
【図５】
2012013422.tif 000007
【図６】
2012013422.tif 000008