JPH01140281A - 人数検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、被検知人体から発せられる赤外線を検出して
人数を検出する赤外線受光式の人数検出装置に関するも
のである。

（背景技術） 従来、第８図に示すような人数検出装置が提案されてい
る（特願昭６１−２８１３０１号）。この人数検出装置
は、赤外線検出素子２と、前記赤外線検出素子２の視野
を円形走査させる円形走査光学系１と、前記赤外線検出
素子２の出力信号を増幅する前置増幅部３と、前記前置
増幅部３の出力信号を人数検出に必要な信号に変換する
信号処理部４と、前記信号処理部４の出力信号に基づい
て人数を判定する判断部５と、前記判断部５の出力信号
から人数情報を出力する出力部６とから成り、広い検知
領域内の人数を高精度に検出できるようにしたものであ
る。

第９図は上記人数検出装置に用いる円形走査光学系１の
構成を例示する図である。この円形走査光学系１は、凹
面のシリンドリカルミラー１１を母線方向が半径方向と
平行になるように取り付けられた回転板１４をモータ１
３によって回転させることで構成されている０回転板１
４の回転軸１５は赤外線検出素子２の受光面の視野中心
Ｃ上に配置されている。背景又は人体から放射された赤
外線は、回転板１４に取り付けられたミラー１１によっ
て反射され、赤外線検出素子２に導かれる。

赤外線検出素子２の出力は前置増幅部３で増幅された後
、信号処理部４に入力される。信号処理部４では、まず
、入力信号を帯域フィルターに入力して、不安定な低周
波成分と不必要な高周波成分をカットし、Ｓ／Ｎ比を向
上させる。帯域フィルターの出力はＡ／Ｄ変換されて、
判断部５に入力される０判断部５においては、予め検知
領域内に人体が存在しない場合の入力波形が参照波形と
してメモリー内に記憶されており、入力波形は、メモリ
ー内の参照波形と比較され、人体の有無及び人数が同時
に判断される。第１０図はこの様子を示す説明図であり
、入力波形（第１０図（ｂ））と参照波形（第１０図（
ａ））とで比較演算を行い、その結果を新たに差分波形
（第１０図（Ｃ））とする、差分波形において、人体の
存在しない部分は電圧レベルがほぼゼロであり、人体の
存在する部分には上に凸の波形が現れている。この差分
波形に対して、判断部５にて極大点検出を行い、極大点
の数を人数としてカラン１へしている。差分波形におい
て、検出人数が０人の場合には、現在の入力波形が参照
波形として更新され、メモリー内に記憶される。このよ
うに被検知人体が存在しなりときの参照波形を予め背景
データとして記憶させておいて入力波形と比較演算を行
うことにより、検知領域内の環境変化に左右されること
なく、人数検出を行うことができる。

ところが、第９図に示す光学系では、半径方向に分解能
が無いため、第１１図（ａ）に示すように、検出装置か
ら見て人体Ｍ　１．　Ｍ　２が僅かに重なっている場合
には、第１２図（ａ）に示すように、差分波形の極大点
が１つになり、人数検出に誤差を生じることがあった。

また、第１１図（ｂ）に示すように、検出装置から人体
Ｍ　＋　、　Ｍ　２までの距離が違うために、２人の人
体Ｍ　＋　、　Ｍ　２から検出装置に入射する赤外線の
エネルギーが大きく違う場合には、人体が重なっていな
いにも拘わらず、第１２図１）に示すように、極大点が
１つとなり、人数検出に誤差を生じることがあった。な
お、第１１図（ａ）。

（ｂ）において、矢印Ａは走査方向を示しており、いず
れの場合も近距ＷＸ！側の人体Ｍ１が遠距離側の人体Ｍ
２よりも先に走査されている。このため、人体Ｍ、によ
る大きな極大点によって、人体Ｍ２による小さな極大点
が目立たなくされているのである。

また、第１３図（ａ）に示すように、人数検出袋Ｈｓを
壁掛はタイプとして使用した場合には、床面上において
、第１３図（ｂ）に示すように、細長い瞬時視野Ｆ０が
視野中心Ｃを軸として矢印Ａに示すように回転し、半円
形の全体視野Ｆが得られることになるが、これでは、本
来は３６０度の有効視野を有するにも拘わらず、そのう
ち、１８０度しか活用できないという問題があった。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、円形走査光学系の瞬時視野が
半周期毎に近距Ｎ便と速記ｉ側に切り換わるようにする
ことによって、１つの赤外線検出素子で半円形視野の近
距離側と遠距離側の人体情報を得て、人数検出の精度を
向上させた人数検出装置を提供することにある。

（発明の開示） 本発明に係る人数検出装置にあっては、上記の目的を達
成するために、第１図（ａ）　、　（ｂ）に示すように
、赤外線検出素子２と、細長い瞬時視野Ｆａｏ。

Ｆｂｏをその長手方向を半径方向として回転させること
により前記赤外線検出素子２の視野を円形走査させる円
形走査光学系１と、前記赤外線検出素子２の出力信号を
増幅する前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力信号
を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部４と、前
記信号処理部４の出力信号に基づいて人数を判断する判
断部５と、前記判断部５の出力信号から人数情報を出力
する出力部６とからなる人数検出装置において、前記円
形走査光学系１は、半回転毎に回転中心に近い瞬時視野
Ｆａｏと回転中心から遠い瞬時視野Ｆｂｏを交互に走査
させる光学系としたことを特徴とするものである。

第２図は本発明の一実施例に用いる円形走査光学系１の
概略構成を示している。この光学系にあっては、第２図
（ａ）に示すように、２枚のシリンドリカルミラー１１
．１２が回転板１４に取り付けられており、各ミラー１
１．１２の母線方向は半径方向と平行とされている。ま
た、これらの２枚のミラー１１．１２は、第２図（ｂ）
に示すように、それぞれの母線が１８０度の角度をなす
ように取り付けられている。ミラー１１は回転軸１５に
近い位置に、ミラー１２は回転軸１５がら遠い位置に取
り付けられている。回転板１４の回転軸１５は、赤外線
検出素子２の受光面の視野中心Ｃ上に配置され、モータ
１３によって回転駆動される。

この円形走査光学系１によって得られる床面での視野は
、第１図（ａ）に示すように、ミラー１１による視野Ｆ
ａと、ミラー１２による視野Ｆｂの２つとなる。また、
それぞれのミラー１１．１２による瞬時視野は、Ｆａｏ
、Ｆｂｏとなる。壁掛はタイプの場合には、左半分の視
野は隠されるために、検知範囲として有効な部分は、右
半分のみであり、１８０度の半円形視野となる。しかし
、実際には、検出装置内に視野マスクを設けて、第３図
（、）に示すように、１８０度以下の扇状視野としてい
るにれは、ミラー１１と１２が同時に人体からの赤外線
を反射することがないようにするためである。

ミラー１１．１２によって反射された赤外線は、赤外線
検出素子２にて受光され、電気信号に変換される。赤外
線検出素子２の出力は前置増幅部３で増幅された後、信
号処理部４に入力される。信号処理部４では、まず、入
力信号を帯域フィルターに入力して、不安定な低周波成
分と不必要な高周波成分をカットし、Ｓ／Ｎ比を向上さ
せる。帯域フィルターの出力はＡ／Ｄ変換されて、判断
部５に入力される。

同期信号部１６は円形走査光学系１の回転をモニターし
ており、ミラー１１又は１２の瞬時視野が検知範囲内に
入る瞬間と検知範囲から出る瞬間にパルスを発生するよ
うになっている。同期信号部１６により発生されるパル
スを第４図に示す。

パルスＰ１はミラー１１の瞬時視野Ｆａｏが検知範囲内
に入る瞬間に発生するパルスであり、パルスＰ２は瞬時
視野Ｆａｏが検知範囲から出た瞬間に発生するパルスで
ある。また、パルスＰ、はミラー１２の瞬時視野Ｆｂｏ
が検知範囲に入る瞬間に発生するパルスであり、パルス
Ｐ４は瞬時視野Ｆｂｏが検知範囲から出た瞬間に発生す
るパルスである。

これらのパルスＰ、〜Ｐ４を判断部５に入力することに
より、判断部５では円形走査光学系１が、遠近どちらの
視野を現在見ているかを判断することができる。

判断部５では、検知領域内に人体が存在しない場合の入
力波形が参照波形としてメモリー内に予め記憶されてお
り、入力波形は、メモリー内の参照波形と比較される。

本実施例では、入力波形と９照波形とで比較演算を行い
、その結果を新たに差分波形とする。差分波形について
、極大点を検出し、極大点の数を人数としてカウントす
る。検出人数が０人であるときは、参照波形が入力波形
によって更新されるのは従来例の通りである。出力部６
においては、判断部５から与えられた人数情報を元に、
人数ＩｔｒＩ報を表示したり、必要に応じて遠隔の地点
まで伝送するようになっている。

本実施例においては１判断部５の機能をマイクロコンピ
ュータのプログラムによって実現している。第７図は判
断部５の処理内容を示すフローチャートである。まず、
同期信号部１６からのパルスＰｌを検出すると、その検
出時点を時間軸上のゼロ点とし、時間を表す変数りを１
＝０とする。そして、その時点での信号処理部４から判
断部５への入力値を配列変数Ｉ　ａ（ｔ）にメモリーす
る９同期信号部１６からのパルスＰ２の有無を判定し、
パルスＰ２が検出されなければ、時間を表す変数ｔをカ
ウントアツプし、その時点での入力値を配列変数Ｉ　ａ
Ｑ）にメモリーする。以下、同様にして、１−〇、１，
２．・・・における入力値と、配列変数Ｉａ（０）。

Ｉ　ａ（１）、　Ｉ　ａ（２）、・・・にメモリーする
。このようにして、近距雛側の視野Ｐａにおける入力波
形Ｉ　ａ（ｔ）を取り込むことができる。

同期信号部１６からのパルスＰ２が検出されると、その
時点での変数ｔの値を終了時刻Ｔａとしてメモリーし、
モータ１３に一時停止信号Ｐを送出する。次に、メモリ
ーから近距離側の視野Ｆａについての参照波形を示す配
列変数Ｒａ（ｔ）を読み出す。配列変数Ｒａ（ｔ）は、
ｔ”　０　、１　、２、−　、Ｔａの場合における近距
離側の参照波形の値をメモリーしたものである。各時刻
Ｌ＝０．１．２．・・・、　Ｔ　ａについて、Ｄ　ａ（
ｔ）　＝　Ｉ　ａ（ｔ）　−Ｒａ（ｔ）の差分演算を行
い、近距離側の視野Ｆａにおける差分波形を示す配列変
数Ｄａ（ｔ）を得る。こうして得られた差分波形につい
て、極大点計数を行い、極大点の検出個数をｎ個、検出
時刻をｔａ、〜ｔａｎとしてメモリーする。ｎ＝０であ
れば、各時刻ｔ＝０　、１　、２、−　、Ｔａについて
、配列変数Ｉ　ａ（ｔ）の値を配列変数Ｒａ（ｔ）に代
入して、参照波形を入力波形により更新する０次に、モ
ータ１３を起動して、同期信号部１６からのパルスＰ、
が検出されるまで待つ。

パルスＰ３が検出されると、その検出時点を時間軸上の
ゼロ点とし、時間を表す変数ｔを１＝０とする。そして
、その時点での信号処理部４から判断部５への入力値を
配列変数ｌ　ｂ（Ｌ）にメモリーする。同期信号部】６
からのパルスＰ、の有無を判定し、パルスＰ４が検出さ
れなければ、時間を表す変数ｔをカウントアツプし、そ
の時点での入力値を配列変数Ｉ　ｂ（ｔ）にメモリーす
る。以下、同様にして、ｔ＝ｏ、ｔ、２．・・・におけ
る入力値を、配列変数１ｂ（０）、Ｉｂ（１）、Ｉｂ（
２）、・・・にメモリーする。

このようにして、遠距離側の視野Ｆｂにおける入力波形
ｒ　ｂ（ｔ）を取り込むことができる。

同期信号部１６からのパルスＰ、が検出されると、その
時点での変数ｔの値を終了時刻Ｔｂとしてメモリーし、
モータ１３に一時停止信号Ｐを送出する。次に、メモリ
ーから遠距離側の視野Ｆｂについての参照波形を示す配
列変数Ｒｂ（ｔ）を読み出す。配列変数Ｒｂｍは、Ｌ＝
０．１，２．・・・、Ｔｂの場合における遠距離側の参
照波形の値をメモリーしたものである。各時刻ｔ＝ｏ、
１，２．・・・、Ｔｂについて、Ｄ　ｂ（Ｌ）　＝　Ｉ
　ｂ（ｔ）　−Ｒｂ（ｔ）の差分演算を行い、遠距離側
の視野Ｆｂにおける差分波形を示す配列変数Ｄ　ｂ（ｔ
）を得る。こうして得られた差分波形について、極大点
計数を行い、極大点の検出個数を一個、検出時刻をｔｂ
、〜ｔｂｍとしてメモリーする。−一〇であれば、各時
刻ｔ＝ｏ、１，２．・・・、Ｔｂについて、配列変数ｒ
　ｂ（ｔ）の値を配列変数Ｒｈ（ｔ）に代入して、参照
波形を入力波形により更新する。

次に、近距離側での検出時刻ｔａ、〜ｔａｎと遠距離側
での検出時刻ｔｂ、〜ｔｂｍを比較し、一致する検出時
刻が有れば、その個数ｋをカウントする。そして、近距
離側での検出人数ｎと遠距離側での検出人数ｍを加算し
、近距離側と遠距離側とで検出時刻の一致した個数ｋを
減算し、検出人数Ｍを求める９次に、モータ１３を起動
して、同期信号部１６からのパルスＰｌが検出されるま
で待ち、以下、同じ動作を繰り返す。

次に、具体的な例を挙げて人数検出動作を説明する。第
３図において、２人の人体Ｍａ、Ｍｂが立っている場合
の近距離側の差分波形を第５図（ａ）に、遠距離側の差
分波形を第５図（ｂ）に示す。同様に、１人の人体Ｍｅ
が立っている場合の近距離側の差分波形を第５図（ｃ）
に、遠距離側の差分波形を第５図（ｄ）に示す、第５図
（ａ）〜（ｄ）の差分波形はいずれも１つずつの山があ
るが、第５図（ａ）の差分波形と第５［Ｚ（ｂ）の差分
波形を比較すると、極大点を取る時刻が違う、一方、第
５図（ｃ）　、　（ｄ）の差分波形では、極大点を取る
時刻が同じである。したがって、近距離側の差分波形に
おける極大点の個数１と、遠距離側の差分波形における
極大点の個数ｍを合計し、近距離側と遠距離側の差分波
形の極大点のうち、同一時刻に極大点を取るものの個数
ｋを引けば、正確な検出人数Ｍを求めることができる。

また、このように、半径方向に視野を２分割することに
よって、第１１図（ｂ）に示すような場合において、近
距離側の人体Ｍ１の一部が第３図で示す遠距離側の視野
Ｆｂにかかったとしても、遠距離側の視野Ｆｂにおいて
は、近距離側の人体Ｍ１による赤外線エネルギーが相対
的に小さくなり、遠距離側の差分波形においては、人体
Ｍ１と人体Ｍ２による２つの極大点が共に得られるよう
になる。このときの近距離側の差分波形を第６図（ａ）
に、遠距離側の差分波形を第６図（ｂ）に示す。この場
合、近距離側の差分波形には、１個の極大点Ｙ１が含ま
れ、検出人数はｎ＝１である。また、遠距離側の差分波
形には、２個の極大点Ｙ２．Ｙ、が片まれ、検出人数は
ｍ＝２である。このうち、極大点Ｙ１と極大点Ｙ２の発
生時刻ｔＡは同じであるので、同一時刻に極大点を取る
ものの個数はに＝１である。したがって、検出人数は、 Ｍ＝ｎ＋ｍ−に＝　１　＋　２−１　＝　２と判断する
ことができるものである。

（発明の効果） 本発明は上述のように、赤外線検出素子の視野を円形走
査させて、被検知人体から発せられる赤外線を検出して
人数を検出する赤外線受光式の人数検出装置において、
半回転毎に回転中心に近い瞬時視野と回転中心から遠い
瞬時視野を交互に走査させるようにしたので、壁掛はタ
イプとして用いれば、半円形の視野を半径方向に２分割
して分解能を上げることができ、人数検出の精度を向上
させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図し）は本発明の人数検出装置の視野を示す説明図
、同図（ｂ）は本発明の基本構成を示すブロック図、第
２図（ａ）は同上に用いる円形走査光学系の正面図、同
図（ｂ）は同上の底面図、第３図（ａ）は同上の検知範
囲を示す平面図、同図（ｂ）は同上の検知範囲を示す側
面図、第４図は同上に用いる同期信号部の出力パルスを
示す波形図、第５図及び第６図は本発明の動作説明のた
めの波形図、第７図は本発明に用いる判断部の動作説明
のためのフローチャート、第８図は従来例のブロック図
、第９図は同上に用いる円形走査光学系の正面図、第１
０図は同上の動作説明のための波形図、第１１図（、）
、（ｂ）は同上の視野を示す説明図、第１２図（ａ）、
（ｂ）は同上の動作説明のための波形図、第１３図（ａ
）は壁掛はタイプの検出装置の検知範囲を示す側面図、
第１３図（ｂ）は同上の検知範囲を示す平面図である。 １は円形走査光学系、２は赤外線検出素子、３は前置増
幅部、４は信号処理部、５は判断部、６は出力部、Ｆａ
ｏは近距離側の瞬時視野、Ｆｂｏは遠距離側の瞬時視可
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線検出素子と、細長い瞬時視野をその長手方
   向を半径方向として回転させることにより前記赤外線検
   出素子の視野を円形走査させる円形走査光学系と、前記
   赤外線検出素子の出力信号を増幅する前置増幅部と、前
   記前置増幅部の出力信号を人数検出に必要な信号に変換
   する信号処理部と、前記信号処理部の出力信号に基づい
   て人数を判断する判断部と、前記判断部の出力信号から
   人数情報を出力する出力部とからなる人数検出装置にお
   いて、前記円形走査光学系は、半回転毎に回転中心に近
   い瞬時視野と回転中心から遠い瞬時視野を交互に走査さ
   せる光学系としたことを特徴とする人数検出装置。