JPH08320258A

JPH08320258A - 熱画像情報と位置情報を利用した物体検出方法およびその装置

Info

Publication number: JPH08320258A
Application number: JP7126366A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kawai; 哲也河井; Katsuya Morinaka; 克也森仲; Kazuhiko Hashimoto; 和彦橋本; Nobuyuki Yoshiike; 信幸吉池
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】精度よく測定空間内の熱物体の大きさおよび
表面温度を検出し、さらに人体の数、位置を検出できる
方法を提供すること。【構成】二次元熱画像検出手段によって得られた熱画
像に、位置検出手段による物体位置情報を補正因子とし
て補正を施すことにより、測定空間内の熱物体の大きさ
および表面温度を正しく特定できる。この方法を用いる
ことにより、精度よく室内の人体の数、位置等を非接触
で検出することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定空間内の熱物体あ
るいは人体の数、位置、温度等を検出する物体検出方法
およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、セキュリティ、空調、照明等の分
野において室内の人体の数、位置等を非接触で検出する
測定装置の必要性が高まっている。

【０００３】例えば特開平６−１２６４６４に記載され
た装置は赤外線アレイセンサと超音波センサを同時に用
いることによって熱物体の検出を可能にした。また、赤
外線センサと超音波センサとの情報により人体を判定す
る方法が特願平１−２７１２６６に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらその発明
においては、例えば人間が携帯型コンピュータ等の熱物
体を測定空間に持ち込んだ場合、人体との判別がし難い
という欠点がある。

【０００５】本発明は、従来の上述の課題を解決し、よ
り信頼性および精度の高い物体、人体検出システムを提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、二次元熱画像
情報を検出する二次元熱画像検出手段により得られた測
定空間の熱画像を、その測定空間における物体の位置を
検出する物体位置検出手段からの物体位置情報より得ら
れた、前記熱画像検出手段と前記物体との距離を補正因
子として、前記物体の温度レベルを補正し、または前記
物体の大きさを補正することを特徴とする物体検出方法
である。

【０００７】また、本発明は、二次元熱画像情報を検出
する二次元熱画像検出手段と、その測定空間における物
体の位置を検出する物体位置検出手段と、前記物体位置
検出手段からの物体位置情報より得られた、前記熱画像
検出手段と前記物体との距離を補正因子として、前記物
体の温度レベルを補正し、または前記物体の大きさを補
正する補正手段とを備えたことを特徴とする物体検出装
置である。

【０００８】また、本発明は、検出された熱像の面積
を、前記熱画像検出手段と前記人体間の距離を考慮した
人体一人当りの面積で除することにより、人数を算出す
ることを特徴とする人体検出方法である。

【０００９】また、本発明は、二次元熱画像情報を検出
する二次元熱画像検出手段と、その測定空間における物
体の位置を検出する物体位置検出手段と、前記物体位置
検出手段からの物体位置情報より得られた、前記熱画像
検出手段と前記物体との距離を補正因子として、前記物
体の温度レベルを補正し、または前記物体の大きさを補
正する補正手段と、その補正された物体温度と物体の大
きさを利用して、人体かどうかを判定する判定手段と、
検出された熱画像の面積を、前記熱画像検出手段と前記
人体間の距離を考慮した人体一人当りの面積で除するこ
とにより、人数を算出する人数算出手段と、を備えたこ
とを特徴とする人体検出装置である。

【００１０】

【作用】本発明により、二次元熱画像および物体の位置
情報より検出された熱物体の大きさおよび熱物体の温度
レベルを特定し、精度よく人体を検出することが可能で
ある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例の概略を示すもの
で、測定空間を上から見たものである。二つの熱物体は
同一物体であり、表面温度は同じであるとする。この空
間における焦電型二次元赤外線検出装置による熱画像は
図２のようになる。色が濃いほど赤外線センサの出力が
大きいことを示している。検出装置の位置に対して、よ
り近い熱物体Aは大きく、遠い熱物体Bは小さく検出され
る。また赤外線センサ素子のそれぞれの出力すなわち温
度レベルは、検出装置に近い熱物体Aで高く、遠い熱物
体Bは低い。

【００１２】この関係を図にあらわすと図３のようにな
る。ある大きさの熱物体の二次元熱画像中の熱像の検出
面積aはセンサからの距離rの２乗に反比例する（図
３）。

【００１３】一方、赤外線センサ素子の出力レベルに関
しては、この検出装置はレンズによる集光を用いている
ため、図４のようにある表面温度をもつ部分がセンサか
ら近いためセンサの視野からはみ出している間は一定で
ある（図の左側）。しかし、それよりrが大きいところ
では、検出した領域全体について平均した出力になるた
めに赤外線センサ素子の温度出力は減少していく（図の
右側）。

【００１４】逆にいえば、この赤外線検出装置による二
次元熱画像中の熱像の大きさあるいはセンサ出力を物体
の位置情報により補正することで、熱物体の大きさある
いは表面温度を正確に特定することが可能である。

【００１５】図５は物体検出手段による距離情報によっ
て図２の熱画像に補正を施したものである。補正後はど
ちらも同じ大きさ、同じ温度レベルで検出された。（実施例２）図６の測定空間における赤外線検出装置に
よる二次元熱画像に、物体位置検出手段を用い距離情報
による補正を施した後の熱画像は図７のようになる。１
は赤外線検出装置、６２は携帯型コンピュータ、６３は
人体、６４は暖房器具である。ａについては、温度レベ
ルは人体に近いが大きさは人体ｂに比べて非常に小さ
い。補正されているので、ａは人体ではないと判定する
ことができる。

【００１６】加えて、補正された熱物体の温度レベルを
考慮することにより、例えば暖房器具ｃのような非常に
高温の物体と人体ｂとの判別ができ、より精度の高い人
体判定が可能である。この方法により摂氏５０度以上の
物体は判別できた。（実施例３）図８において、赤外線検出部として、複数
個アレイ状に設けた焦電型赤外線センサ素子８１を利用
し、さらに、超音波を送波し反射波を受波する超音波セ
ンサ８２を同時に利用し、それらの対面方向を連続的に
回転させる構造とした。このような装置によって得られ
た二次元熱画像および超音波エコーパターンをそれぞれ
図９、図１０に示す。８３は熱物体である。

【００１７】超音波エコーパターン（図９）により二次
元熱画像中の熱物体の位置を特定することができ、それ
から求めたセンサと物体間の距離により熱画像（図１
０）を補正することで、熱物体の大きさおよび温度レベ
ルを精度よく求めることができた。

【００１８】また、あらかじめ超音波検出手段からの信
号により無人状態での測定空間の背景物位置を検出し、
測定時における前記検出手段からの信号と比較すること
により新規搬入物体を検出することで、人体以外の物体
を人体とする誤判定を減少させることが可能であった。（実施例４）図１１の測定空間における赤外線検出手段
による二次元熱画像を図１２に示す。複数の人体が非常
に接近しているので熱画像においては一つの大きな熱像
（面積Ａ）として検出される。これに対応するために、
あらかじめ赤外線検出装置１と人体間の距離ｒと、人体
３２一人あたりの検出面積ａの関係を調査しておき、図
１３のような曲線を導出しておく。在室人数測定時にお
いては、物体位置検出手段によって得られた距離ｒか
ら、人体３２一人あたりの検出面積を求め、それで検出
された熱像の面積を除する（Ａ／ａ）ことにより、その
熱像に含まれる人体３２の数を算出することが可能であ
る。（実施例５）超音波検出装置９１および赤外線検出装置
９２より構成される在室人数および位置検出システムの
概略を図１４に示す。超音波検出装置９１および赤外線
検出装置９２より出力された信号は、信号処理装置９３
によってそれぞれ二次元熱画像および超音波エコーパタ
ーンに再構成されデータ処理装置９４に送られる。デー
タ処理装置９４では、送られてきた二次元熱画像に距離
因子による補正をかけ、熱画像より前記検出方法によっ
て人体を抽出し、また在室人数を算出する。その結果
は、表示装置９５にて表示され、記録装置９６にて固定
メモリ等に記録される。また本システムからの出力情報
を通信系に送信することにより、監視システム等に利用
できる。

【００１９】なお、本発明の物体位置検出手段は、電磁
波を送波し反射波を受波することにより距離を測定する
手段であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は測定空間に存在する熱物体の大きさおよび温度を精度
よく検出できる効果を有し、また、人体の数および位置
を正確に検出することを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における測定空間の概略図で
ある。

【図２】図１の測定空間における二次元熱画像である。

【図３】熱画像中の検出面積ａとセンサ物体間の距離ｒ
の関係を示したグラフである。

【図４】赤外線センサ出力ｂとセンサ物体間の距離ｒの
関係を示したグラフである。

【図５】図２の熱画像の距離因子による補正後の様子を
示したものである。

【図６】本発明の一実施例における測定空間の概略図で
ある。

【図７】図６の測定空間における距離因子による補正後
の熱画像を示したものである。

【図８】本発明の一実施例における測定空間の概略図で
ある。

【図９】図８の測定空間における超音波センサによるエ
コーパターンａである。

【図１０】図８の測定空間における赤外線センサによる
二次元熱画像ｂである。

【図１１】本発明の一実施例における測定空間の概略図
である。

【図１２】図１１の測定空間における二次元熱画像であ
る。

【図１３】二次元熱画像における人体一人当りの検出面
積とセンサ人体間の距離の関係を示したものである。

【図１４】本発明の一実施例における、人体検出装置の
概略図である。

【符号の説明】

１赤外線検出装置２、３熱物体３２人体６２携帯型コンピュータ６３人体６４暖房器具８１赤外線センサ８２超音波センサ８３熱物体９１超音波検出装置９２赤外線検出装置９３信号処理装置９４データ処理装置９５表示装置９６記録装置

フロントページの続き (72)発明者吉池信幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次元熱画像情報を検出する二次元熱画
像検出手段により得られた測定空間の熱画像を、その測
定空間における物体の位置を検出する物体位置検出手段
からの物体位置情報より得られた、前記熱画像検出手段
と前記物体との距離を補正因子として、前記物体の温度
レベルを補正し、または前記物体の大きさを補正するこ
とを特徴とする物体検出方法。
【請求項２】請求項１の物体検出方法を利用して、前
記物体の温度と大きさを得て、測定空間内の人体のみを
検出することを特徴とする人体検出方法。
【請求項３】二次元熱画像情報を検出する二次元熱画
像検出手段と、その測定空間における物体の位置を検出
する物体位置検出手段と、前記物体位置検出手段からの
物体位置情報より得られた、前記熱画像検出手段と前記
物体との距離を補正因子として、前記物体の温度レベル
を補正し、または前記物体の大きさを補正する補正手段
とを備えたことを特徴とする物体検出装置。
【請求項４】二次元熱画像検出手段は、複数個の検出
部をアレイ状に設けた赤外線アレイセンサ素子の対面方
向を連続的に回転することにより二次元の熱画像を得る
ことの出来る赤外線検出手段であることを特徴とする請
求項３記載の物体検出装置。
【請求項５】物体位置検出手段は、超音波を送波し反
射波を受波する超音波センサの対面方向を連続的に回転
することにより物体位置を得る超音波検出手段であるこ
とを特徴とする請求項３記載の物体検出装置。
【請求項６】物体位置検出手段は、電磁波を送波し反
射波を受波することにより距離を測定する距離測定手段
であることを特徴とする請求項３記載の物体検出装置。
【請求項７】検出された熱像の面積を、前記熱画像検
出手段と前記人体間の距離を考慮した人体一人当りの面
積で除することにより、人数を算出することを特徴とす
る請求項２記載の人体検出方法。
【請求項８】二次元熱画像情報を検出する二次元熱画
像検出手段と、その測定空間における物体の位置を検出する物体位置検
出手段と、前記物体位置検出手段からの物体位置情報より得られ
た、前記熱画像検出手段と前記物体との距離を補正因子
として、前記物体の温度レベルを補正し、または前記物
体の大きさを補正する補正手段と、その補正された物体温度と物体の大きさを利用して、人
体かどうかを判定する判定手段と、検出された熱画像の面積を、前記熱画像検出手段と前記
人体間の距離を考慮した人体一人当りの面積で除するこ
とにより、人数を算出する人数算出手段と、を備えたことを特徴とする人体検出装置。