JP7559461B2 - 密回避装置およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
特許文献1に記載された混雑滞留検知システムでは、観測箇所の映像データの画像特徴の空間的な変動度合を画像の乱雑度として求め、物体の密集度合と画像の乱雑度との相関関係に基づいて、画像内に写る物体の混雑度を求めることが行われている(特許文献1参照。)。
<密回避システム>
図1は、本発明の実施形態に係る密回避システム1の概略的な構成を示す図である。
密回避システム1は、密回避装置11と、撮像部21と、風状態検出部22と、警告部31と、制御対象41と、を備える。
密回避装置11は、撮像情報取得部51と、人物検出部52と、距離検出部53と、風状態情報取得部54と、密推定部55と、警告制御部56と、対象制御部57と、記憶部58と、を備える。
空間71は、本実施形態において、三密の状態を回避する対象となる空間であり、例えば、1つの部屋である。なお、空間71は、任意の場所であってもよく、例えば、三密になる可能性がある場所である。
撮像部21は、例えば、カメラである。当該カメラは、例えば、監視用のカメラであってもよく、また、ネットワークカメラであってもよい。
ここで、撮像部21は、空間71の画像を撮像することが可能であれば、空間71の外部に備えられてもよい。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、画像という語を用いて説明するが、画像の代わりに映像が用いられてもよく、映像から抽出された画像が用いられてもよい。
風状態としては、例えば、空間71における空気の流れに関する状態であり、風の速度(風速)、および、風の量(風量)の一方または両方であってもよい。
例えば、風速を検出する手法として、風杯型、風車型、超音波式、あるいは、熱線式等の風速計が使用されてもよく、また、風雑音、レーザー光、あるいは、赤外線カメラ等を使用して風速の推定を行う手法が用いられてもよい。
所定の警告としては、例えば、警告のための音の出力、警告のための光の出力、警告のための画面の表示、および、警告のための振動などのうちの1以上であってもよい。
なお、警告部31は、警告を知らせるべき対象に警告を知らせることができれば、空間71の外部に備えられてもよい。本実施形態では、空間71の内部に存在する人に警告を知らせる場合を示すが、他の構成例として、空間71の外部に存在する人に警告を知らせる構成、あるいは、空間71の内部に存在する人と外部に存在する人との両方に警告を知らせる構成が用いられてもよい。
警告部31は、例えば、空間71に設置されてもよく、あるいは、警告すべき人に携帯される装置の機能部であってもよい。当該装置は、例えば、スマートフォンなどであってもよい。
警告すべき人は、例えば、空間71に存在する人、あるいは、空間71を管理する人(例えば、空間71を所有する施設の管理者)などであってもよい。
制御対象41は、1個の対象であってもよく、あるいは、複数の対象であってもよい。
密回避装置11について説明する。
撮像情報取得部51は、撮像部21によって撮像された画像の情報を取得する。
ここで、撮像部21は、撮像した画像の情報を撮像情報取得部51に送信する。撮像部21と撮像情報取得部51との通信は、例えば、有線の通信であってもよく、あるいは、無線の通信であってもよい。
ここで、人物の画像部分を検出する手法としては、任意の手法が用いられてもよく、例えば、AIの技術を使用する手法が用いられてもよく、あるいは、パターンマッチングを使用する手法が用いられてもよい。
ここで、人物同士の距離を検出する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。例えば、人物同士の距離を検出する手法として、オプティカルフローの技術を使用する手法が用いられてもよく、これにより、連続する画像について動いている人物が同一人物であるか否かを判定して、人物の動きを推定しつつ、人物同士の距離を検出してもよい。
ここで、風状態検出部22は、検出した風状態の情報を風状態情報取得部54に送信する。風状態検出部22と風状態情報取得部54との通信は、例えば、有線の通信であってもよく、あるいは、無線の通信であってもよい。
本実施形態では、密推定部55は、密集、密接という2つの密と、風の状態に関する密を推定する。本実施形態では、密閉という密の代わりに、風の状態に関する密が用いられている。
ここで、警告部31は、警告制御部56から送信される制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて警告のための情報を出力する。警告制御部56と警告部31との通信は、例えば、有線の通信であってもよく、あるいは、無線の通信であってもよい。
ここで、制御対象41は、対象制御部57から送信される制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて動作を行う。対象制御部57と制御対象41との通信は、例えば、有線の通信であってもよく、あるいは、無線の通信であってもよい。
例えば、制御対象41が換気扇である場合には、対象制御部57は、当該換気扇を起動させることで、密の状態を低下させることが可能である。
例えば、制御対象41が窓である場合には、対象制御部57は、当該窓を開けることで、密の状態を低下させることが可能である。
例えば、制御対象41が扉である場合には、対象制御部57は、当該扉を開けることで、密の状態を低下させることが可能である。
記憶部58は、例えば、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を有している。
この場合、密回避装置11は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサーを備え、当該プロセッサーにより記憶部58に記憶されたプログラム(コンピュータプログラム)を実行することで、各種の処理を実行する。当該処理には、撮像情報取得部51、人物検出部52、距離検出部53、風状態情報取得部54、密推定部55、警告制御部56、対象制御部57のそれぞれによって行われる処理を含む。
記憶部58は、各種の処理を実行するためのプログラム、および、各種の処理で使用されるパラメーターを記憶する。
一例として、撮像部21に密回避装置11の機能を備えることで、例えば、密回避装置11の機能を有するカメラを構成することも可能である。
そして、人物検出部52および距離検出部53は、これら複数の画像の情報のうちの1以上を使用して、それぞれの検出を行う。
そして、密推定部55は、これら複数の風状態の情報のうちの1以上を使用して、密の状態を推定する。
複数の風状態の情報がある場合、これら複数の風状態の情報は任意に処理されてもよく、例えば、平均値あるいは最大値などが算出されて用いられてもよい。
例えば、風状態検出部22は、撮像部21の近辺に備えられてもよい。
また、複数の風状態検出部22が、空間71に分散されて備えられてもよい。例えば、複数の風状態検出部22のうちの2個が空間71の一方の端と他方の端といったように対となる位置に配置されてもよい。
図2は、本発明の実施形態に係る密集度を説明するための図である。
図2には、撮像情報取得部51によって取得された後に人物検出部52によって検出が行われた画像111の一例を示してある。
人物検出部52は、画像111に含まれるそれぞれの人物の画像部分である人物部131~136を検出する。
また、図2の例では、それぞれの人物を囲う矩形を人物部131~136としているが、他の検出手法が用いられてもよい。
つまり、(密集度)=(人物の数)/(画像の範囲の面積)である。
このような密集度の値は、推定値とみなされてもよい。
このような密集度では、当該密集度の値が大きいほど密集の度合いが高くなり、当該密集度の値が小さくなるほど密集の度合いが低くなる。
図2の例では、(人物の数)は6人であり、(画像の範囲の面積)は画像111の範囲の面積である。なお、例えば、撮像部21により撮像される画像の範囲が一定である場合には、あらかじめ(画像の範囲の面積)が一定値に設定されていてもよい。(画像の範囲の面積)の値は、特に限定は無く、1平行メートルなどであってもよい。通常、撮像部21により撮像される画像の範囲は、事前に把握され得る場合が多い。
図3には、図2に示される画像111に関して距離検出部53によって検出が行われた画像211の一例を示してある。
距離検出部53は、画像211に含まれる人物部131~136について、人物同士の距離を検出する。
また、図3の例では、互いに近くに存在する人物同士の距離を検出しているが、他の検出手法が用いられてもよい。
このような密接度の値は、推定値とみなされてもよい。
このような密接度では、当該密接度の値が大きいほど密接の度合いが高くなり、当該密接度の値が小さくなるほど密接の度合いが低くなる。
図3の例では、人物同士の距離が所定の閾値以下となる人物同士の組の数は3である。
当該所定の閾値は、特に限定は無く、例えば、50センチメートルなどであってもよい。
本実施形態では、密推定部55は、風速が大きいほど密の度合いが低く、風速が小さいほど密の度合いが高いとして、密の状態を判定する。
他の構成例として、密推定部55は、風量が大きいほど密の度合いが低く、風量が小さいほど密の度合いが高いとして、密の状態を判定してもよい。
また、他の構成例として、密推定部55は、風速および風量の両方に基づく値を算出し、当該値に基づいて密の状態を判定してもよい。例えば、密推定部55は、風速および風量の両方に基づく値が大きいほど密の度合いが低く、風速および風量の両方に基づく値が小さいほど密の度合いが高いとして、密の状態を判定する。
図4は、本発明の実施形態(第1実施形態)に係る密回避装置11において行われる処理の手順の一例を示す図である。
密回避装置11において行われる処理のステップを(ステップS1)~(ステップS8)、(ステップS11)~(ステップS13)として説明する。
密推定部55は、警告時間を初期値に初期化する。そして、ステップS2の処理へ移行する。
ここで、警告時間の初期値としては、任意の値が用いられてもよく、60分などであってもよい。当該初期値は、例えば、あらかじめ定められる。
本実施形態では、警告時間は減少させられていく値であり、警告時間が0になったときに警告が行われる。
密推定部55は、チェック間隔が経過することを待つ。そして、チェック間隔が経過したときに、ステップS3の処理へ移行する。
ここで、当該チェック間隔としては、任意の値が用いられてもよく、1分などであってもよい。当該チェック間隔は、例えば、あらかじめ定められる。
本実施形態では、チェック間隔は、密の状態のチェックを行うための所定の時間間隔である。
密推定部55は、密集度が0である(つまり、人物が存在しない)か否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、密集度が0であると判定した場合(ステップS3:YES)、ステップS2の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密集度が0よりも大きいと判定した場合(ステップS3:NO)、ステップS4の処理へ移行する。
密推定部55は、密集度が、密集度に関する所定の閾値(密集度閾値)よりも大きいか否かを判定する。当該密集度閾値は、例えば、あらかじめ定められる。
この判定の結果、密推定部55は、密集度が、密集度閾値よりも大きいと判定した場合(ステップS4:YES)、ステップS11の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密集度が、密集度閾値以下であると判定した場合(ステップS4:NO)、ステップS5の処理へ移行する。
密推定部55は、密接度が、密接度に関する所定の閾値(密接度閾値)よりも大きいか否かを判定する。当該密接度閾値は、例えば、あらかじめ定められる。
この判定の結果、密推定部55は、密接度が、密接度閾値よりも大きいと判定した場合(ステップS5:YES)、ステップS12の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密接度が、密接度閾値以下であると判定した場合(ステップS5:NO)、ステップS6の処理へ移行する。
密推定部55は、風速が、風速に関する所定の閾値(風速閾値)よりも小さいか否かを判定する。当該風速閾値は、例えば、あらかじめ定められる。
この判定の結果、密推定部55は、風速が、風速閾値よりも小さいと判定した場合(ステップS6:YES)、ステップS13の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、風速が、風速閾値以上であると判定した場合(ステップS6:NO)、ステップS7の処理へ移行する。
密推定部55は、警告時間が0以下(本実施形態では、0または負)であるか否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、警告時間が0以下であると判定した場合(ステップS7:YES)、ステップS8の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、警告時間が0以下ではないと判定した場合(ステップS7:NO)、ステップS2の処理へ移行する。
密推定部55は、警告制御部56に所定の指示信号を出力することで、警告制御部56から警告部31に所定の警告を行わせる。そして、ステップS1へ移行する。
ここで、所定の指示信号としては、任意の信号が用いられてもよい。
また、所定の警告としては、例えば、あらかじめ設定されていてもよく、あるいは、密推定部55によって、あらかじめ定められた条件に基づいて、密の状態などに応じて決定されてもよい。
密推定部55は、警告時間から所定の時間を減算することで、当該警告時間を短くするように更新する。そして、ステップS5の処理へ移行する。
密推定部55は、警告時間から所定の時間を減算することで、当該警告時間を短くするように更新する。そして、ステップS6の処理へ移行する。
密推定部55は、警告時間から所定の時間を減算することで、当該警告時間を短くするように更新する。そして、ステップS7の処理へ移行する。
一例として、これらの所定時間は、同じであり、1分などであってもよい。
同様に、ステップS12において密接度に関して警告時間から減算される所定時間は、密接度の値に応じて密推定部55によって決定されてもよい。
同様に、ステップS13において風速に関して警告時間から減算される所定時間は、風速の値に応じて密推定部55によって決定されてもよい。
他の構成例として、密推定部55は、ステップS11の処理、ステップS12の処理、および、ステップS13の処理において警告時間を短くする以外に、時間の流れにしたがって警告時間を短くする構成が用いられてもよい。つまり、この構成では、密集度、密接度および風速が所定の条件(ステップS4の条件、ステップS5の条件、ステップS6の条件)を満たさなくても、所定の時間(警告時間の初期値である60分など)が経過するごとに警告が行われるようにする。なお、この場合に、例えば、警告時間の初期値が図4の例の場合よりも長く設定されてもよい。
ここで、所定の指示信号としては、任意の信号が用いられてもよい。
また、所定の制御としては、例えば、あらかじめ設定されていてもよく、あるいは、密推定部55によって、あらかじめ定められた条件に基づいて、密の状態などに応じて決定されてもよい。
本実施形態に係る密回避装置11では、密集度と密接度と風状態に基づいて所定の残り時間(図4の例における警告時間)を短くしていって、残り時間が0に達したときに警告と制御の一方または両方を行うことで、密集度と密接度と風状態を総合的に考慮して密の状態を回避することを可能とする。
例えば、密回避装置11は、密集度と風状態に基づいて密を回避する処理を行う場合、密接度に関する処理(例えば、図4に示されるステップS5の処理およびステップS12の処理)を行わない。また、この場合、密回避装置11は、例えば、距離検出部53を備えなくてもよい。
例えば、密回避装置11は、密接度と風状態に基づいて密を回避する処理を行う場合、密集度に関する処理(例えば、図4に示されるステップS4の処理およびステップS11の処理)を行わない。
なお、通常は、密回避装置11は、風状態とともに密集度と密接度との両方に基づいて密を回避するための処理を行う場合に、密を回避する効果が大きいため、好ましい。
本実施形態では、密回避装置11を含む密回避システム1の概略的な構成は、第1実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態では、図1に示される密回避システム1と同じ符号を用いて説明する。
本実施形態では、第1実施形態と比べて、密回避装置11において行われる処理が相違し、他の点で同様である。本実施形態では、第1実施形態と比べて相違する点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明を省略する。
図5は、本発明の実施形態(第2実施形態)に係る密回避装置11において行われる処理の手順の一例を示す図である。
密回避装置11において行われる処理のステップを(ステップS31)~(ステップS36)として説明する。
密推定部55は、チェック間隔が経過することを待つ。そして、チェック間隔が経過したときに、ステップS32の処理へ移行する。
密推定部55は、密集度が0である(つまり、人物が存在しない)か否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、密集度が0であると判定した場合(ステップS32:YES)、ステップS31の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密集度が0よりも大きいと判定した場合(ステップS32:NO)、ステップS33の処理へ移行する。
密推定部55は、密集度が、密集度閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、密集度が、密集度閾値よりも大きいと判定した場合(ステップS33:YES)、ステップS36の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密集度が、密集度閾値以下であると判定した場合(ステップS33:NO)、ステップS34の処理へ移行する。
密推定部55は、密接度が、密接度閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、密接度が、密接度閾値よりも大きいと判定した場合(ステップS34:YES)、ステップS36の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、密接度が、密接度閾値以下であると判定した場合(ステップS34:NO)、ステップS35の処理へ移行する。
密推定部55は、風速が、風速閾値よりも小さいか否かを判定する。
この判定の結果、密推定部55は、風速が、風速閾値よりも小さいと判定した場合(ステップS35:YES)、ステップS36の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、密推定部55は、風速が、風速閾値以上であると判定した場合(ステップS35:NO)、ステップS31の処理へ移行する。
密推定部55は、警告制御部56に所定の指示信号を出力することで、警告制御部56から警告部31に所定の警告を行わせる。そして、ステップS31へ移行する。
他の構成例として、密推定部55は、警告時間の初期値を設定し、時間の流れにしたがって当該警告時間を短くしていき、当該警告時間が0になったときに警告を行う構成が用いられてもよい。この構成では、密集度、密接度および風速が所定の条件(ステップS33の条件、ステップS34の条件、ステップS35の条件)を満たさなくても、所定の時間(警告時間の初期値である60分など)が経過するごとに警告が行われる。
本実施形態に係る密回避装置11では、密集度と密接度と風状態のいずれかが所定の条件を満たした場合に警告と制御の一方または両方を行うことで、密集度と密接度と風状態を考慮して密の状態を回避することを可能とする。
例えば、密回避装置11は、密集度と風状態に基づいて密を回避する処理を行う場合、密接度に関する処理(例えば、図5に示されるステップS34の処理)を行わない。また、この場合、密回避装置11は、例えば、距離検出部53を備えなくてもよい。
例えば、密回避装置11は、密接度と風状態に基づいて密を回避する処理を行う場合、密集度に関する処理(例えば、図4に示されるステップS33の処理)を行わない。
なお、通常は、密回避装置11は、風状態とともに密集度と密接度との両方に基づいて密を回避するための処理を行う場合に、密を回避する効果が大きいため、好ましい。
<密回避システム>
図6は、本発明の実施形態(第3実施形態)に係る密回避システム501の概略的な構成を示す図である。
密回避システム501は、密回避装置511と、複数であるN個の端末装置512-1~512-Nと、ネットワーク513と、警告部591と、を備える。
それぞれの端末装置512-1~512-Nのうちのi(iは1以上N以下の整数)番目の端末装置512-iは、撮像部21-iと、風状態検出部22-iと、警告部31-iと、制御対象41-iと、有線または無線により通信することが可能になっている。
このように、本実施形態では、1個の密回避装置511が、複数の異なる空間571-1~571-Nの密に関する状態を管理などする。
密回避装置511は、ネットワーク513を介して、それぞれの端末装置512-1~512-Nと通信することが可能である。
ネットワーク513は、例えば、有線のネットワークであってもよく、あるいは、無線のネットワークであってもよい。
密回避装置511は、通信部531と、撮像情報取得部551と、人物検出部552と、距離検出部553と、風状態情報取得部554と、密推定部555と、警告制御部556と、対象制御部557と、記憶部558と、を備える。
ここで、概略的には、撮像情報取得部551と、人物検出部552と、距離検出部553と、風状態情報取得部554と、密推定部555と、警告制御部556と、対象制御部557と、記憶部558は、それぞれ、図1に示される撮像情報取得部51と、人物検出部52と、距離検出部53と、風状態情報取得部54と、密推定部55と、警告制御部56と、対象制御部57と、記憶部58と、同様な機能を有する。
それぞれの空間571-1~571-Nにおける端末装置512-1~512-Nは、それぞれの空間571-1~571-Nにおける撮像部21-i、風状態検出部22-i、警告部31-i、および、制御対象41-iと、密回避装置511との間の通信における中継装置として機能する。
密回避装置511において、警告制御部556は、それぞれの空間571-1~571-Nの警告部31-1~31-Nに警告を行わせる機能を有しているとともに、警告部591に警告を行わせる機能を有している。
一構成例として、密集度または密接度のうちの少なくとも一方と、風の状態と、に基づいて、推定対象となる空間(図1の例では空間71、図6の例では空間571-1~571-N)の密の状態を推定し、その推定した結果に基づき所定の条件(図4の例ではステップS4、ステップS5およびステップS6の条件、図5の例ではステップS33、ステップS34およびステップS35の条件)が満たされたか否かを判定する密推定部(図1の例では密推定部55、図6の例では密推定部555)と、密推定部によって所定の条件が満たされたと判定された場合に、密を回避するための処理(実施形態では、警告と制御との一方または両方)を実行する密回避処理実行部(図1の例では警告制御部56と対象制御部57との一方または両方、図6の例では警告制御部556と対象制御部557との一方または両方)と、を備える密回避装置(図1の例では密回避装置11、図6の例では密回避装置511)である。
密推定部は、密集度、密接度および風の状態を示す値を全て用いて、所定の条件が満たされたか否かを判定してもよい。
一例として、密推定部は、密集度、密接度および風の状態を示す値を全て用いて算出される値について、所定の条件が満たされたか否かを判定してもよい。例えば、密推定部は、式(1)のDの値を算出し、このDの値が所定の閾値以上であるという所定の条件を満たすと判定した場合に、密を回避するための処理(例えば、警告と制御との一方または両方)を実行する構成とされてもよい。なお、A、B、Cの係数は、それぞれ、任意に設定されてもよい。また、式(1)において、風速の代わりに、風量が用いられてもよく、あるいは、風速と風量との両方が考慮された値が用いられてもよい。
D=A×密集度+B×密接度-C×風速 ・・(1)
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
Claims (2)
- 密集度または密接度のうちの少なくとも一方と、風の状態と、に基づいて、推定対象となる空間の密の状態を推定し、その推定した結果に基づき所定の条件が満たされたか否かを判定する密推定部と、
前記密推定部によって前記所定の条件が満たされたと判定された場合に、密を回避するための処理を実行する密回避処理実行部と、
を備え、
前記所定の条件は、所定の残り時間が0に達したという条件であり、
前記密推定部は、前記残り時間を初期値に設定した後、チェック間隔ごとに、前記密集度または前記密接度のうちの少なくとも一方が所定の閾値よりも大きい場合に前記残り時間を短くし、前記風の状態である風速または風量が所定の閾値よりも小さい場合に前記残り時間を短くする密回避装置。 - コンピュータに、
密集度または密接度のうちの少なくとも一方と、風の状態と、に基づいて、推定対象となる空間の密の状態を推定し、その推定した結果に基づき所定の条件が満たされたか否かを判定する密推定ステップと、
前記密推定ステップによって前記所定の条件が満たされたと判定された場合に、密を回避するための処理を実行する密回避処理実行ステップと、
を実行させ、
前記所定の条件は、所定の残り時間が0に達したという条件であり、
前記密推定ステップは、前記残り時間を初期値に設定した後、チェック間隔ごとに、前記密集度または前記密接度のうちの少なくとも一方が所定の閾値よりも大きい場合に前記残り時間を短くし、前記風の状態である風速または風量が所定の閾値よりも小さい場合に前記残り時間を短くするためのコンピュータプログラム。
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2020
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