JPH06146712A - 自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉部の端面位置を記憶部に記憶し、その情
報に基づいて検出領域の限定を行い、検出の高速化を図
る。 【構成】 画像入力手段１によって入力された画像から
開閉手段２を物体検出手段３で検出し、さらに開閉手段
２の端面を端面検出手段４によって検出している。検出
した端面の位置を端面位置記憶手段５ａに記憶し、物体
の異常を異常判定手段６によって判定し、異常があれ
ば、駆動部制御手段７によって開閉手段２を停止する。
なお、前述の異常判定を行う際は、物体検出領域を限定
するため、端面位置を端面位置記憶手段５ａから読み出
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャッター、自動ドア
等の開閉装置を画像で抽出し、異常を識別して開閉を制
御する自動開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の物体を画像で抽出する方
式の自動開閉装置は、物体抽出に図１３に示したように
背景画像画面Ａと現画像画面Ｂの差分画像画面Ｃを求
め、差分画像画面Ｃから物体を抽出するという画像抽出
手段を用いていた。その構成は図１４に示したように画
像入力手段１により背景画像を背景画像メモリ部１３に
記憶し、次に現在の画像を現画像メモリ部１４に記憶
し、その後、差分手段１５で現画像メモリ部１４から背
景画像メモリ部１３の差分演算を行ない、その後２値化
手段１６で２値化して物体の形状を取り出し、差分画像
メモリ部１７に書き込むと言うものであった。

【０００３】その一例を図１５，図１６を用いて説明す
る。通称シャッター２２と呼ばれている開閉手段が設け
られている自動開閉装置２３においては、シャッター２
２の上方から下方に向けて画像入力手段１（通常はＴＶ
カメラがこれに当たる。）が設置してあり、また開閉手
段はモータ（図示せず）等の駆動部で駆動される軸３０
の回転によって昇降が制御される構成としていた。そし
て画像入力手段１によって撮像された画像（図１６に示
す）から全画像内を走査してシャッター画像２４と物体
３２（ふつうは人間）を分離して検出する。そして分離
検出したシャッター２２がいちばん下がった時の端面
（最下端面３１）を一本の直線で近似して分離された物
体３２とシャッター２２の最下端面３１との位置関係を
判断する。そしてシャッター２２の下部に物体３２が近
寄って来た場合シャッター２２の開閉が物体にとって危
険と判断され、シャッター２２の駆動は停止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらシャッタ
ーは降りて来るに従って危険度が増すので、シャッター
が降りて来るに従って物体の検出速度を速くしなければ
ならないが、上記従来の構成においては、シャッターの
検出のためには全画像内を走査して認識しなくてはなら
ないため、シャッターの検出に時間がかかり、シャッタ
ーの動作速度に物体の検出処理速度が追いつかず、シャ
ッターの動作速度が速いときには完全な安全装置として
の動作が期待できないという課題があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、移動
中の開閉手段の端面を予め検出し、その位置を記憶部に
一覧表として記憶し、物体検出時はその端面位置を表か
ら読み出す。そしてその値から物体の検出領域を設定す
る。その領域では物体のみの位置を検出する事により、
処理するデータ量を少なくして処理速度を上げ、シャッ
ター端面と物体との相互の位置関係を監視する事により
異常状態が生じた時、速やかに開閉手段を停止させ、故
障や事故が起こるのを未然に防ぐ事を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、駆動部を有する開閉手段、開閉手段の近傍
を撮像する画像入力手段、画像入力手段で撮像された画
像中の物体を検出する物体検出手段、物体検出手段の出
力から開閉手段の端面を検出する端面検出手段、端面検
出時に検出位置を記憶する端面位置記憶手段、端面位置
記憶手段と物体検出手段の出力から物体の異常を判定す
る異常判定手段、異常判定手段の出力から開閉手段の駆
動部を制御する駆動部制御手段を設けたものである。

【０００７】

【作用】本発明は上記の構成によって、開閉手段の近傍
を画像入力手段で画像入力し、前記画像入力した画像か
ら、開閉手段を物体検出手段で検出し、端面検出手段で
検出した開閉手段の端面位置を端面位置記憶手段によっ
て記憶し、端面位置記憶手段で記憶した端面の位置と物
体検出手段で検出した物体の位置関係を異常判定手段で
判定し、異常であると判定された時には異常信号を駆動
部制御手段に出力し、駆動部制御手段は開閉手段を停止
させる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の自動開閉装置の
ブロック図であり、１は開閉手段２を撮像する画像入力
手段、３は画像入力手段１で撮像された画像から物体を
検出する物体検出手段、４は物体検出手段３の出力から
開閉手段２の端面を検出する端面検出手段、５ａは端面
検出手段４の出力から開閉手段２の端面位置を記憶する
端面位置記憶手段、６は物体検出手段３と端面位置記憶
手段５ａの出力から異常状態を判断する異常判定手段、
７は駆動部８を介して開閉手段２を駆動する駆動部制御
手段、５ｂは端面位置の上限及び下限を入力する上下限
入力手段、５ｃは端面位置記憶手段５ａの端面位置記憶
部５ｄのアドレスを制御するアドレス制御手段である。

【００１０】上記構成における動作を図に基づいて説明
する。図３は背景画面設定のフローチャートである。

【００１１】この処理を実行する時はシャッター２２は
完全に巻き上げられており、かつ物体（人間を含む）は
画面中には存在しないことが前提である。

【００１２】ステップ１０１において記憶済みフラグの
値が１か０かを調べる。その値が１であれば他の仕事に
行く。その値が０であればステップ１０２で画像入力手
段１により入力した画像を背景画像メモリ部１３に記憶
した後、ステップ１０３で記憶済みフラグの値を１に
し、他の仕事に行く（背景画像設定終了）。

【００１３】図４はシャッター端面記憶のフローチャー
トである。この処理を実行する時はシャッター２２は図
２で示す手動スイッチ１１の下降ボタン１２ｃを押すこ
とによって完全に下げられて、かつ背景画像処理が終了
していることが前提である。

【００１４】ステップ２００では近似済みフラグの値が
１か０かを調べる。その値が１であれば他の仕事に行
く。その値が０であればステップ２０１で手動スイッチ
１１の上昇ボタン１２ａが押されたかどうかを調べ、押
されていなかったら他の仕事に行く。上昇ボタン１２ａ
が押されておれば、ステップ２０２でアドレスの初期値
を０に設定する。次にステップ２０３では手動スイッチ
１１の停止ボタン１２ｂが押されたかどうかを調べ、押
されていればステップ２０４へ飛ぶ。停止ボタン１２ｂ
が押されていなかった場合、ステップ２０５で画像入力
手段１により画像を現画像メモリ部１４に記憶し、ステ
ップ２０６で差分手段１５で現画像メモリ部１４と背景
画像メモリ部１３の差分を求める差分演算を行ない、ス
テップ２０７で２値化手段で２値化して物体の形状を取
り出し、ステップ２０８で差分画像メモリ部１７に書き
込む。ステップ２０９で手動スイッチ１１の端面検出領
域の設定ボタン群１８（全領域設定ボタン１９、１／２
領域設定ボタン２０、１／３領域設定ボタン２１）のど
れが押されているかを検出して、端面検出処理をする領
域の決定を行い、ステップ２１０で端面検出処理を行
い、ステップ２１１で端面位置記憶手段に端面位置を記
憶させ、ステップ２１２でアドレスを＋１した後、ステ
ップ２０３へ飛ぶ。ステップ２０４では手動スイッチ１
１の停止ボタン１２ｂが押されたことによりシャッター
２２が完全に巻き上げられたと判断して、ステップ２０
４で近似済みフラッグを１にした後、他の仕事に行く
（シャッター端面記憶終了）。

【００１５】図５は図４のステップ２１０の端面検出処
理の方法を示す模式図である。差分画像メモリ部１７内
には２値化されたシャッター画像２４が記憶されている
（斜線を施した部分は１、その他の部分は０）。説明を
簡単にするために画像の最小単位である画素は全て１単
位毎に並んでいるものとし、また図５の左下を原点に、
水平方向をＸ軸（右向きを正方向）、垂直方向をＹ軸
（上向きを正方向）とする。また画素は水平方向に２５
１画素、垂直方向に２０１画素あり、原点からの座標で
画素位置を規定するものとする。また領域をＸ方向に１
０分割して分割領域の境界線とシャッター画素２４の交
点を手がかりにして端面を検出するものとし、（２５＊
Ｉ，Ｊ）が領域Ｉの左側の境界線とシャッター端面との
交点の座標を表すものとする。またその交点のＸ座標を
Ｘ（Ｉ）で、Ｙ座標をＹ（Ｉ）で表現するものとする。
ここでＸ座標Ｘ（Ｉ）は既にＸ（Ｉ）＝２５＊Ｉと決ま
っているので、Ｙ座標Ｙ（Ｉ）を求めることになる。

【００１６】また図１の端面検出手段４は図５に示すよ
うに、画像上を１０個の領域に分割してそれぞれの領域
の境界線とシャッター下端との交点を求めることにより
端面を検出するものである。

【００１７】ここでは上記の処理を行う領域を設定し、
画像内を走査する領域を限定する方法を説明する。

【００１８】図６は全画像領域の中心部１／２の領域２
５で端面検出を行っている場合（従って手動スイッチ１
１の操作者２７が画像に映り込んでいない場合を）を示
している。

【００１９】図７は全画像領域２６で端面検出を行って
いる場合（従って手動スイッチ１１の操作者２７が画像
に映り込んでいる場合を）を示している。

【００２０】本実施例では端面検出領域は図２に示す手
動スイッチ１１のキイ群１８からの入力によって決定さ
れる。

【００２１】次に図８に端面検出処理のフローチャート
を示す。この時全領域の１／２の領域で端面検出を行っ
ている（従って領域３から領域７が端面検出領域とな
る。）。

【００２２】境界線と端面の交点の座標検出の原点を
（３＊２５，０）にするためステップ３０１でＩ＝３、
ステップ３０２でＪ＝０とする。次にステップ３０３で
Ｉが８より大きいかどうかを調べ、大きければ端面検出
処理を終了して他の仕事へ行く。Ｉが１０よりも大きく
なければステップ３０４で画素（２５＊Ｉ，Ｊ）の値を
調べ、画素（２５＊Ｉ，Ｊ）の値が０ならばステップ３
０５でＩ＝Ｉ＋１としてその後ステップ３０２に戻る。
画素（２５＊Ｉ，Ｊ）の値が１ならばステップ３０６で
Ｊ＝Ｊ＋１にする。次にステップ３０７で画素（２５＊
Ｉ，Ｊ）の値を調べ、その値が１ならばステップ３０６
に戻り、その値が０ならば、それまで１であったのが初
めて０になったのであるから、その点が端面であるとし
てステップ３０８で交点のＹ座標Ｙ（Ｉ）をＹ（Ｉ）＝
Ｊと決定する。その後次の領域と端面との交点を決める
ためにステップ３０９でＩ＝Ｉ＋１にした後、ステップ
３０２に行く。

【００２３】上記の処理が終了した時点で領域３から領
域７までの左側の境界線とシャッターの端面の交点、即
ち（Ｘ（３），Ｙ（３））から、（Ｘ（７），Ｙ
（７））と領域７の右側の境界線とシャッターの端面の
交点、即ち（Ｘ（８），Ｙ（８））が決定される。

【００２４】図４のステップ２１１ではステップ２１０
で決定された交点から領域Ｉのシャッター端面の近似直
線即ちＹ座標の平均値によって決定し（その直線上の画
素座標は（Ｘｉ，Ｙｉ）であり、小数点以下の数値は丸
められる。）、Ｙ座標の平均値をシャッターの端面とし
て記憶する。

【００２５】但し、Ｙｉ＝（Ｙ（３）＋Ｙ（４）＋Ｙ
（５）＋Ｙ（６）＋Ｙ（７）＋Ｙ（８））／６ 図９は異常判定処理のフローチャートである。

【００２６】この処理を実行する時は、背景画像処理と
シャッター端面検出処理が終了していることが前提であ
る。

【００２７】ステップ４０１で画像入力手段１により画
像を現画像メモリ部１４に記憶し、ステップ４０２で差
分手段１５で現画像メモリ部１４から背景画像メモリ部
１３の差分演算を行ない、ステップ４０３で２値化手段
１６で２値化して物体の形状を取り出し、ステップ４０
４で差分画像メモリ部１７に書き込む。次にステップ４
０５でアドレス制御手段５ｃへ信号出力して端面位置記
憶手段５ｄより端面位置情報（図１０に示す）を読み込
み、ステップ４０６でシャッター端面位置より上の領域
で物体の検出と検出した物体の代表点（重心あるいはＹ
座標最小の点）を求める。ステップ４０７ではその代表
点がどの領域にあるかを判別する。代表点がアドレス３
０の記憶値１００（この値がシャッター２２の最下端の
位置である。）よりも大きければ、安全であるのでステ
ップ４０８で異常判定手段６から駆動部制御手段７へ駆
動部８を介して開閉手段２を駆動する信号を出力し、ス
テップ４０９でさらに降下した時のシャッター位置を差
し示すようにアドレスポインタの値を＋１して他の仕事
に行く。一方代表点が１００よりも大きくなければ、危
険であるのでステップ４１０で異常判定手段６から駆動
部制御手段７へ駆動部８を介して開閉手段２を駆動する
信号の出力を停止し、他の仕事に行く。この時はアドレ
スポインターの値は更新されないのでシャッター端面の
位置も停止したままとなる。

【００２８】図１０の横軸は端面位置記憶部５ｄのアド
レスを示し、縦軸は端面位置記憶部５ｄに記憶されてい
るシャッター端面のＹ座標を示す。

【００２９】図１１はほとんど巻き上げられた状態のシ
ャッターを示し、図１２はほとんど巻き降ろされた状態
のシャッターを示す。図１１と図１２を比較すると、軸
３０の回転速度が同じであっても、巻き半径３４は図１
１の方が図１２の場合よりも大きくなる。従って図１２
（即ち巻き上げられた状態）の方が図１３（ほとんど閉
じられた状態）よりも、上昇及び下降の速度が大きくな
る。しかも画像入力手段が上から下を撮像するように設
置されているので、画像入力手段１とシャッター２２の
端面３３の距離が近い。そのため図１１の状態の方が端
面３３の移動速度は図１２のばあいよりも一層大きくな
る。従って表１及び図１０のアドレスの大きい領域（例
えばアドレス１８〜２０付近）での記憶値の変化率は小
さく、アドレスの小さい領域（例えばアドレス０６〜０
８付近）での記憶値の変化率は大きくなっている。

【００３０】このように動作速度の違いや、画像入力手
段の設置角度による画像上の速度差が生じていても、予
め、端面位置だけを検出して記憶しておくことによって
物体の検出や異常判定に速やかに対応することができ
る。

【００３１】シャッターの設置に際しては開閉部の高
さ、画像入力手段の取付角度などはさまざまであり、上
記のように個々のシャッターの画像から予め、端面位置
だけを検出して記憶しておくことは物体の検出に極めて
有効な手段となる。

【００３２】上記のステップ４０５で物体を検出する領
域は予め検出されているシャッター端面よりもＹ軸座標
の大きい領域に限るのでシャッターが下降して行くとき
は検出領域は狭くなり、従って処理時間は短くなり、物
体３２が危険な状態になったとしても速やかに停止処理
が行われる。

【００３３】この異常判定処理によると図１２の物体３
２は物体の代表点（Ｙ座標最小の点）がシャッター２２
の最下端面３１よりも下にあるので異常状態にある物体
と判定される。

【００３４】このように物体検出処理においては物体の
検出をシャッター端面で規定された狭い領域内で行うこ
とによって検出の時間を短縮し、その位置が異常である
かどうかは、端面検出処理で予め求めた端面の最下端の
座標をもとにして判定しているので、高速で異常判定が
できることになり、物体が異常状態になったら速やかに
開閉を停止することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自動開閉装
置によれば次の効果が得られる。 （１）予め端面位置を記憶しその値を参照しながら動作
するので端面検出処理の高速化が図れる。 （２）端面検出が高速でできるので、物体の検出処理領
域を限定する事ができ、物体の異常判定も高速ででき、
異常状態になったら速やかに開閉部を停止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における自動開閉装置の構成
を示すブロック図

【図２】同装置の手動スイッチの外観図

【図３】同装置の背景画像設定のフローチャート

【図４】同装置の端面記憶のフローチャート

【図５】同装置の端面検出の模式図

【図６】同装置の端面検出領域の模式図

【図７】同装置の端面検出領域の他の模式図

【図８】同装置の端面検出のフローチャート

【図９】同装置の異常判定のフローチャート

【図１０】同装置の端面位置設定値の特性図

【図１１】同装置のシャッターが巻き上げられた状態の
外観図

【図１２】同装置のシャッターが引き下げられた状態の
外観図

【図１３】従来の自動開閉装置の物体検出の概念図

【図１４】同装置の構成を示すブロック図

【図１５】同装置の外観斜視図

【図１６】同装置の異常検出の模式図

【符号の説明】

１ 画像入力手段 ２ 開閉手段 ３ 動体検出手段 ４ 端面検出手段 ５ａ 端面位置記憶手段 ６ 異常判定手段 ７ 駆動部制御手段 ８ 駆動部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部を有する開閉手段と、前記開閉手段
   の近傍を撮像する画像入力手段と、前記画像入力手段で
   撮像された画像中の物体を検出する物体検出手段と、前
   記物体検出手段の出力から前記開閉手段の端面を検出す
   る端面検出手段と、前記端面検出手段で検出した端面位
   置を記憶する端面位置記憶手段と、前記物体検出手段の
   出力と前記端面位置記憶手段の出力から物体の異常を判
   定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力で前記
   開閉手段の駆動部を制御する駆動部制御手段を有する自
   動開閉装置。
2. 【請求項２】端面位置記憶手段は上記開閉手段の端面の
   上限位置及び下限位置を入力する上限下限入力手段と、
   前記上限下限入力手段の出力によって端面位置を記憶す
   る端面位置記憶部と、前記端面位置記憶部の記憶番地を
   制御するアドレス制御手段よりなる請求項１記載の自動
   開閉装置。