(57)【要約】【課題】低コスト且つ分解能が高い移動方向判定システム１１を提供する。【解決手段】移動方向判定システム１１は、人体の移動方向をそれぞれ判定する複数のセンサモジュール１２ａ〜１２ｇを組合わせたものである。複数のセンサモジュール１２ａ〜１２ｇは、それぞれ、３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃと、３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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。そして、センサモジュール１２ａ〜１２ｇ毎に判定された進入及び進出に係わる３６通りの移動方向を組合わせることにより、移動方向判定システム１１全体としての人体の移動方向を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の移動方向をそれぞれ判定する複数のセンサモジュールを組合わせた移動方向判定システムであって、
前記複数のセンサモジュールは、それぞれ、
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３つの焦電センサ部と、
前記３つ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、
３つの人体検出領域の一部分は互いに重なり合い、前記３つの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、少なくとも２つ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６通りの方向を判定し、少なくとも２つ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６通りの方向を判定し、
前記センサモジュール毎に判定された進入及び進出に係わる３６通りの移動方向を組合わせることにより、移動方向判定システム全体としての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システム。
【請求項２】
各人体検出領域の外周は円または略円の形状を有し、各センサモジュールにおける３つの人体検出領域の中心を結ぶと正三角形または略正三角形となることを特徴とする請求項１に記載の移動方向判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセンサモジュールを組合わせた移動方向判定システムに関する。
【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】
【０００７】
本発明の特徴は、人体の移動方向をそれぞれ判定する複数のセンサモジュールを組合わせた移動方向判定システムである。複数のセンサモジュールは、それぞれ、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３つの焦電センサ部と、３つ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。３つの人体検出領域の一部分は互いに重なり合い、３つの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、少なくとも２つ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６通りの方向を判定し、少なくとも２つ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６通りの方向を判定する。そして、センサモジュール毎に判定された進入及び進出に係わる３６通りの移動方向を組合わせることにより、移動方向判定システム全体としての人体の移動方向を判定する。
【０００８】
本発明の特徴によれば、電磁波を検出し始める、或いは電磁波を検出し終わる少なくとも２つの焦電センサ部の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。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システムを実現することができる。
【０００９】
本発明の特徴において、各人体検出領域の外周は円または略円の形状を有し、各センサモジュールにおける３つの人体検出領域の中心を結ぶと正三角形または略正三角形となる。これにより、進入方向及び進出方向を組合わせた６×６＝３６通りの移動方向は正六角形或いは略正六角形で表すことができる。よって、この正六角形或いは略正六角形で表される移動方向の組合わせを、複数のセンサモジュールについて連結することにより、センサモジュール間に空白エリアを作ることなく、容易に複数のセンサモジュールを連動させて、広範囲の人体の移動を検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
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システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる移動方向判定システム１１の全体構成を示す上面図である。
【図２】図１のセンサモジュール１２ａの構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ切断面に沿ったセンサモジュール１２ａの断面図である。
【図４】図２の焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜ＤＳｃの配置例を示す模式図である。
【図５】焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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。
【図６】進入方向及び進出方向を組合わせた６×６＝３６通りの移動方向を表す六角形ＨＥＸを示す模式図である。
【図７】図１の７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇに係わる図６の六角形ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇを組合わせた状態を示す模式図である。
【図８】比較例に４つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｄ及び各焦電センサ部２１ａ〜２１ｄが形成する人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｄの配置例を示す模式図である。
【図９】進入方向及び進出方向を組合わせた８×８＝６４通りの移動方向を表す八角形ＯＣＴを示す模式図である。
【図１０】４つのセンサモジュールに係わる図９の八角形ＯＣＴａ〜ＯＣＴｄを組合わせた状態を示す模式図である。
【図１１】焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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】
【００１２】
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。
【００１３】
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システム１１の全体構成を説明する。本発明の実施の形態に係わる移動方向判定システム１１は、人体の移動方向をそれぞれ判定する複数（例えば、７つ）のセンサモジュール１２ａ〜１２ｇを組合わせた構成を有する。７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇは、３段に分かれて配列されている。上段に２つのセンサモジュール１２ａ、１２ｂが配置され、中段に３つのセンサモジュール１２ｃ〜１２ｅが配置され、下段に２つのセンサモジュール１２ｆ、１２ｇが配置されている。全体として、１つのセンサモジュール１２ｄの周りを、６つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｃ、１２ｅ〜１２ｇが六角形の形状で囲んでいる。
【００１４】
７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇは、それぞれ、人体から放出される電磁波を検出する３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃを備える。３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃの各中心は正三角形或いは略正三角形の各頂点上に配置されている。
【００１５】
図２を参照して、図１のセンサモジュール１２ａの構成を説明する。なお、その他のセンサモジュール１２ｂ〜１２ｇは、センサモジュール１２ａと同じ構成であるため、図示及び説明を省略する。センサモジュール１２ａは、人体から放出される電磁波（例えば、赤外線）を検出する３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃと、３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃを収納する視野角制限カバー１５とを備える。各焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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つの焦電素子を備える。
【００１６】
視野角制限カバー１５は、例えば、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃを収納する箱形の容器であって、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜２１ｃ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〜２１ｃ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３及び図４を参照して後述する。
【００１７】
図示は省略するが、センサモジュール１２ａは、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜２１ｃ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。
【００１８】
図３に示すように、図２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２１ａ、２１ｂ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２１ａ、２１ｂ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２１ａ、２１ｂが人体を検出することができる領域（人体検出領域）ＤＳａ、ＤＳｂ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形成することができる。
【００１９】
図４を参照して、図２の焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜ＤＳｃの形状及び配置例を説明する。焦電センサ部２１ａ〜２１ｃは、開口の端部１５ｅによって、円形或いは略円形の人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃをそれぞれ形成し、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃ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３を参照して説明したように、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜ＤＳｃの一部は互いに重なり合い、且つ、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃ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３に示す断面は、図４のＡ−Ａ切断面に相当する。なお、総ての人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃが重なり合う一部分は、重複領域ＷＧを形成している。また、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃは、３つの人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃの中心を結ぶと正三角形または略正三角形となるように配置されている。
【００２０】
なお、上記において円形の人体検出領域とは、真円の人体検出領域に限らず、楕円や卵型の円などの人体検出領域についても含む概念である。また、略円形の人体検出領域とは、やや角ばった円に近い形状の人体検出領域についても含む概念である。さらに、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃは、３つの人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃの中心を結ぶと正三角形となるように配置されることが望ましいが、設計上の微差等により略正三角形となるように配置されていてもよい。
【００２１】
図５を参照して、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜ＤＳｃをずらして配置した場合、人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃを通過する人体を焦電センサ部２１ａ〜２１ｃが検出するタイミングに時間差が生じる。例えば、図５の矢印Ｙ１に示すように、外部から人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃ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、最後に、人体検出領域ＤＳａの中に進入する。よって、焦電センサ部２１ｂ、焦電センサ部２１ｃ、そして、焦電センサ部２１ａの順番で人体を検出し始める。
【００２２】
人体を検出し始める焦電センサ部２１ａ〜２１ｃの順番を特定できれば、図５に示すように、６つのエリアＡｒ１〜Ａｒ６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、図５の矢印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〜２１ｃの順番を特定できれば、６つのエリアＡｒ１〜Ａｒ６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６エリアと進出の６エリアから６×６＝３６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。
【００２３】
そこで、センサモジュール１２ａが備える演算部は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜２１ｃが赤外線を検出し始める順番と、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃが赤外線を検出し終わる順番とが含まれる。
【００２４】
なお、センサモジュール１２ａが人体の移動方向を判定するためには、センサモジュール１２ａが備える総ての焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜２１ｃ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、２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。
【００２５】
図１１は、焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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〜ＤＳｃ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〜ＤＳｃ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〜２１ｃ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。
【００２６】
図１１の例では、先ず、焦電センサ部２１ｃが人体からの電磁波を検知し始め、その後、焦電センサ部２１ａが人体からの電磁波を検知し始めている。よって、図５に示す６つのエリアのうち、エリアＡｒ３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、３つの焦電センサ部２１ａ〜２１ｃの順番に基づいて、エリアＡｒ３からの進入を判定しても良い。
【００２７】
進出に関しては、電磁波を検知し終わる順番として、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１１の例では、焦電センサ部２１ｃ、焦電センサ部２１ｂ、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２１ｂ、焦電センサ部２１ａから、図５に示す８つのエリアのうち、エリアＡｒ５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１１の波形から、図５の判定方法を用いて、エリアＡｒ３から人体が進入し、エリアＡｒ５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。
【００２８】
図６に示すように、進入方向（６通り）と進出方向（６通り）とを組合わせた６×６＝３６通りの移動方向は、六角形ＨＥＸで表すことができる。すなわち、センサモジュール１２ａ〜１２ｇは、それぞれ、六角形ＨＥＸで表される３６通りの移動方向を判定することができる。
【００２９】
図７は、図１の７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇに係わる図６の六角形ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇを組合わせた状態を示す。７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇについて、六角形ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇの外周どうしが連結されている。また、図７の７つの六角形ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇの配置は、図１の７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇの配置に対応している。このように、センサモジュール１２ａ〜１２ｇ毎に判定された進入及び進出に係わる３６通りの移動方向を組合わせることにより、移動方向判定システム全体として、広範囲における人体の移動方向を判定する。この六角形ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇで表される移動方向の組合わせを、７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇについて連結することにより、センサモジュール１２ａ〜１２ｇ間に空白エリアを作ることなく、容易に７つのセンサモジュールを連動させて、広範囲の人体の移動を検出することができる。
【００３０】
また、図４に示したように、各人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃの外周は円または略円の形状を有し、各センサモジュール１２ａ〜１２ｇにおける３つの人体検出領域ＤＳａ〜ＤＳｃの中心を結ぶと正三角形または略正三角形となる。これにより、進入方向及び進出方向を組合わせた６×６＝３６通りの移動方向は正六角形ＨＥＸ或いは略正六角形で表すことができる。よって、図７に示すように、センサモジュール１２ａ〜１２ｇ間に空白エリアを作ることなく、この正六角形ＨＥＸ或いは略正六角形で表される移動方向の組合わせを、７つのセンサモジュール１２ａ〜１２ｇについて連結することができる。
【００３１】
更に、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。
【００３２】
（比較例）
図示は省略するが、比較例に係わるセンサモジュールは、４つの焦電センサ部２１ａ〜２１及び図２に示した視野角制限カバー１５を備える。図２における焦電センサ部の数を、３から４に増やし、図８に示すように、正方形の頂点にそれぞれ配置させたものである。図８は、４つの焦電センサ部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示す。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をそれぞれ形成する。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されている。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。
【００３３】
焦電センサ部２１ａ〜２１ｃ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（図５参照）によれば、進入方向及び進出方向として、それぞれ８通りに振り分けることができる。よって、比較例に係わるセンサモジュールは、８つのエリアのうちの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。
【００３４】
図９に示すように、進入方向（８通り）と進出方向（８通り）とを組合わせた６４通りの移動方向は、正八角形ＯＣＴで表すことができる。しかし、この正八角形ＯＣＴで表される移動方向の組合わせを、４つのセンサモジュールについて連結した場合、図１０に示すように、４つの正八角形ＯＣＴａ〜ＯＣＴｄの間には空白エリアＶＡが形成されてしまう。よって、複数のセンサモジュールを組合わせた移動方向判定システム全体として、人体の移動方向を空白エリア無く判定することができない。空白エリアを無くす場合には、移動方向判定システムにおいて別途処理が必要となってしまう。
【００３５】
これに対して、本発明の実施の形態に係わる移動方向判定システムによれば、複数のセンサユニットの連動の際に生じる人体検知領域の敷き詰め問題を解消することができる。すなわち、空白エリアＶＡが発生することなく、簡単に複数のセンサユニットを連動させることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。また、地下駐車場、体育館、ホールなどの広い範囲において人を追跡する人体追跡装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１１    移動方向判定システム
１２ａ〜１２ｇ    センサモジュール
１５    視野角制限カバー
２１ａ〜２１ｃ    焦電センサ部
ＤＳａ〜ＤＳｃ    人体検出領域
ＨＥＸ、ＨＥＸａ〜ＨＥＸｇ    六角形
【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】
2012233719.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012233719.tif 000011
【図１０】
2012233719.tif 000012
【図１１】
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