JPH0886883A - 人体検出装置 - Google Patents

人体検出装置

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Publication number
JPH0886883A
JPH0886883A JP22373494A JP22373494A JPH0886883A JP H0886883 A JPH0886883 A JP H0886883A JP 22373494 A JP22373494 A JP 22373494A JP 22373494 A JP22373494 A JP 22373494A JP H0886883 A JPH0886883 A JP H0886883A
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JP
Japan
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radiation intensity
human body
ambient temperature
infrared
comparison
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Pending
Application number
JP22373494A
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English (en)
Inventor
Toshiya Honda
俊也 本田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Radiation Pyrometers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】周囲温度が変化しても人を精度よく検出し、し
かも物体からも人を確実に認識して検出することができ
る人体検出装置を提供することを目的とする。 【構成】複数の熱型アレイセンサ3が周囲温度の変化に
応じて異なるピーク波長帯域と前後の波長帯域であるλ
1 ,λ2 ,λ3 の放射強度に対応する信号Vλ1 ,Vλ
2 ,Vλ3 を出力する。演算回路5と判別回路7がこれ
ら熱型アレイセンサ3からのVλ1 ,Vλ2 ,Vλ3
放射強度パターンを認識して、人であるか否かを判別す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人体から放射される赤
外線を検出して人の存在を判断する人体検出装置に関
し、特に、周囲温度に応じて変化する該赤外線の強度を
正確に検出できる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の人体検出装置としては、例えば図
6に示すようなものがあり、これは、人体より放射され
る赤外線を光学系101で集光して、熱型センサ102
によって得られた複数種の波長帯域毎の出力を走査手段
103が順次取り出し、判別手段104が該赤外線の放
射強度の大きさと放射強度のピーク波長の相違から人体
であるか否かを判別して警報手段105で適宜警報を発
するなどして、人を検出したときの対応処理が行なわれ
る。
【0003】一般に、物体から放射される赤外線は、そ
の物体の温度によって放射強度も変化し、温度が高いほ
ど、その放射強度も大きくなっている。人の顔の表面温
度は32°C付近であって、波長別に放射強度を見ると
9.5μm付近にピークが存在している。なお、熱型セ
ンサは、人体から放射される赤外線を熱として検出し、
放射強度に応じて電圧を出力しているので、電圧によっ
て物体の温度を推定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述人
体検出装置にあっては、人の顔のピーク波長を中心とす
る狭い波長帯域(以後、ピーク波長帯域と称する。)や
複数の異なった帯域幅を有する波長帯域を、赤外線セン
サに干渉フィルタを設けることで、固定的に検出してい
たために、気温等の周囲温度の変化にともなって人の顔
の表面温度が変化するとピーク波長もずれて検出精度が
悪くなり、特に、低温時には極端に検出しにくくなると
いう問題を有していた。
【0005】また、人以外の物体についても同様なこと
があてはまり、本来、人とは異なった物体であっても周
囲温度の変化によって物体のピーク波長が人体のピーク
波長帯域に含まれるようになると、人であると誤認識し
てしまう問題もあった。本発明は上記問題点に鑑みて為
されたものであり、周囲温度が変化しても人を精度よく
検出し、しかも物体からも人を確実に認識して検出する
ことができる人体検出装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、上記
従来の問題点を解決するものであって、本発明は、人体
から放射される赤外線の放射強度を検出して人体の存在
を判断する人体検出装置において、前記赤外線を周囲温
度の変化に応じて異なる人体の放射強度のピーク波長を
含む複数の波長帯域に分光するプリズムと、前記プリズ
ムによって分光された各波長帯域に対応して設けられ前
記赤外線の該各波長帯域ごとの放射強度を検出する赤外
線検出センサと、周囲温度を検出する温度検出手段と、
周囲温度ごとに対応する人体の放射強度の大きさ及びパ
ターン情報を予め記憶する放射強度情報記憶手段と、前
記温度検出手段によって測定された周囲温度に応じた前
記放射強度の大きさ及びパターン情報と前記赤外線検出
センサの検出結果とに基づいて人体を判別する判別手段
と、を設けて構成される。
【0007】ここで、前記判別手段は、周囲温度に応じ
て前記放射強度情報記憶手段から読み出された放射強度
のパターン情報と前記赤外線検出センサの検出結果に基
づく放射強度のパターン情報との比較判定を行なう第1
の比較判定手段と、周囲温度に応じて前記放射強度情報
記憶手段から読み出された放射強度の大きさ情報と前記
赤外線検出センサの検出結果に基づく放射強度の大きさ
情報との比較判定を行なう第2の比較判定手段と、を備
える構成としてもよい。
【0008】また、前記第1の比較判定手段は、前記赤
外線検出センサの検出結果が予め記憶された各波長帯域
の放射強度の大小関係に合致するかを比較して判別し、
前記第2の比較判定手段は、該検出結果の総和が予め記
憶された所定値と等しいかを比較して判別する構成とし
てもよい。さらに、前記赤外線検出センサは、熱型アレ
イセンサとする構成としてもよい。
【0009】
【作用】このため、本発明に係わる人体検出装置によれ
ば、赤外線検出センサが、プリズムによって周囲温度に
応じて人体の異なる放射強度のピーク波長を含む複数の
波長帯域に分光された赤外線の放射強度に応じた信号を
出力し、判別手段では周囲温度に応じた放射強度の大き
さ及びパターン情報と検出された各放射強度に基づい
て、人であるか否かを判別する。従って、周囲温度が変
化しても人を精度よく検出し、しかも物体からも人を確
実に認識して検出することができるほか、プリズムを用
いることで、波長選択のフィルタを切り換える必要がな
く、装置全体の構造を簡単にできる。
【0010】ここで、前記赤外線検出センサの検出結果
のパターン(例えば大小関係)を比較した後、検出結果
の該放射強度の大きさ(例えば総和値)が所定値と等し
いかを比較することで、入力信号のピーク波長を含む全
体の放射強度の分布状況がわかるため、人体とそれ以外
の物体とを容易に判別することができる。さらに、前記
赤外線検出センサを熱型アレイセンサとするものでは、
センサ部分の構成が簡単で取り付けが容易であり、ま
た、熱型センサをアレイ状に形成して大きな出力を得る
ことができる。
【0011】
【実施例】以下、人体検出装置について図を用いて説明
する。図1は本発明の一実施例を示す人体検出装置の概
略ブロック図である。人体若しくは物体から放射された
赤外線は光学系1により集光され、レンズアレイ・プリ
ズムアレイ2により分光された後、熱型アレイセンサ3
に入射される。通常、光学系1は色収差のない凹面反射
鏡で構成されている。
【0012】図2はレンズアレイ・プリズムアレイ2の
拡大詳細図を示し、図3は集光された赤外線の光路を示
したものである。光学系1により集光された赤外線はレ
ンズアレイ2aの前のA点で結像した後、平行光とな
り、プリズムアレイ2bの各プリズムがこれを3種類の
波長帯域に分光する。熱型センサアレイ3は各プリズム
に対して3素子が対応しているので、3種類の分光光は
一度に熱型センサアレイ3に入射されることになり、各
波長帯域のエネルギー強度に比例した電圧がプリズムの
数に応じた総和として出力される。このように、プリズ
ムを用いて分光するために、従来、波長帯域に合わせて
フィルタをチョッパ等で切り換える必要がなく構成を簡
単で取り付けも容易である。しかも、複数の熱型センサ
をアレイ状に形成しているために、大きな出力を得ら
れ、増幅回路を減じたり省くことができて経済的であ
る。ここで使用されるプリズムアレイ2bは人体を検出
するのに必要な画素分だけ2次元配列したものである。
【0013】ここで、3種類の波長帯域は連続した狭い
波長帯域であって波長の短い方からλ1 ,λ2 ,λ3
すると、λ1 は8〜9μm、λ2 は9〜10μm、λ3
は10〜11μmに設定されている。尚、本実施例にお
いては、3種類の波長域しか使用していないが、波長域
の種類は、増えれば増えるほど、温度に対しての分解能
が向上し、人体の判別精度が向上する。また、本実施例
で使用される熱型センサの定義に関して言えば、赤外線
を熱としてとらえ、その強度に応じて電圧を出力する赤
外線センサの一種であって、複数のセンサがアレイ上に
一体的に配置されたものが熱型アレイセンサであり、サ
ーモパイル等で構成された2次元センサも含まれる。
【0014】次に、人体の判別について詳述する。熱型
センサアレイ3からの出力電圧は走査回路4によって波
長帯域毎に順次走査されて取り出され、演算回路5に出
力される。この演算回路5には気温測定部6が接続され
ており、サーミスタ等で構成された気温測定部6で測定
された周囲温度情報を入力して図示しない記憶回路に予
め書き込まれている基準温度情報と比較して、比較判別
の対象を変える。
【0015】すなわち、人の顔の表面温度は通常32°
C付近であるが、周囲温度が低くなるとそれに応じてだ
んだん低くなり、20°C程度になる。よって、上記基
準温度を20°Cに設定し周囲温度と比較することで、
周囲温度の相違による人のピーク波長帯域を特定できる
ので、人体を精度よく判別することが可能となる。図4
は各物体の放射強度曲線を示した図である。
【0016】図において、通常の人体の放射強度を示す
32°Cの曲線のピーク波長帯域がλ2 であるのに対し
て、低温下の人体の放射強度を示す20°Cの曲線はピ
ーク波長帯域が長い波長側へずれてλ3 となる。従っ
て、λ1 ,λ2 ,λ3 における出力電圧Vλ1 ,V
λ2 ,Vλ3 の大小関係を比較することで周囲温度の違
いがあっても人体からの赤外線かどうかが予測される。
【0017】また、従来、高温で低放射率の物体に関し
ては、8〜13μmの波長帯域の放射総量は略同じであ
り判別が難しかったが、表面温度32°Cの人の顔の放
射強度は9.5μm付近にピークがあり、高温で低放射
率の物体は略λ1 に含まれる部分にピークがある。よっ
て、上述同様に出力電圧Vλ1 ,Vλ2 ,Vλ3 の大小
関係を比較することで、人体からの赤外線か、あるいは
高温で低放射率の物体からのものであるかが判別され
る。
【0018】しかし、稀なケースであるが、本来、人と
は異なる物体であっても周囲温度の変化によって物体の
ピーク波長が人のピーク波長帯域に含まれるようになる
場合がある。例えば、高温の物体が周囲温度によって冷
却されて表面温度32°Cになると、λ2 内にピーク波
長が含まれるようになり、このような場合においては単
純な大小関係の比較では誤認識する可能性がある。
【0019】このため、演算回路5において、図示しな
い記憶回路に予め書き込まれている出力電圧Vλ1 ,V
λ2 ,Vλ3 の基準パターン情報と熱型センサアレイ3
の出力値の大小関係の比較により人体であると予測され
たものに対して、さらに、判別回路7が出力電圧V
λ1 ,Vλ2 ,Vλ3 の総和を求めて、図示しない記憶
回路に予め書き込まれている基準総和情報と比較する。
放射強度曲線は物体によって分布状況(傾きや形状)が
異なっているから、同じピーク波長帯域を有する物体に
あっては特有の総和値を持つことになる。よって、基準
総和を波長帯域λ1〜λ3 の人の顔の放射強度の総和と
すれば、上記誤認識を排除して表面温度の変化した人体
からの赤外線を判別するとともに、人体からの赤外線
か、表面温度の変化した物体からのものであるかが判別
される。
【0020】なお、本実施例では判別手段としての機能
を有した演算回路5と判別回路7が、それぞれの記憶回
路から基準温度情報、基準パターン情報及び基準総和情
報を読み出して、第1の判別と第2の判別を行なってい
るが、演算回路5と判別回路7を1つの判別回路として
同一の記憶回路から上記各種基準情報を読み出すように
しても良い。
【0021】図5のフローチャートに従って装置の処理
の流れを説明する。まず、装置を起動すると、S1にお
いて、走査回路4は熱型アレイセンサを走査して各波長
帯域λ1 ,λ2 ,λ3 の出力電圧Vλ1 ,Vλ2 ,Vλ
3 を得る。また、S2で演算回路5は気温測定部6が測
定した周囲温度T0 を周囲温度情報として入力し、S3
で記憶回路から入力した基準温度Ta を示す基準温度情
報と大小関係を比較判別する。基準温度は20°Cに設
定されており、周囲温度T0が基準温度Ta より高温で
ある場合にはS4へ進み、Ta 以下の低温である場合に
はS5へ進む。
【0022】高温である場合にはS4において、Vλ2
>Vλ3 且つVλ2 >Vλ1 のパターンすなわち大小関
係が比較される。もし、人であれば表面温度は32°C
付近であるから出力電圧はVλ2 が最も高く前記条件が
満たされ、人である可能性があると判別しS6へ進み、
物体であればVλ2 以外が高くなるのでS1へ戻り計測
を続ける。
【0023】S6で、判別回路7は出力電圧の大きさす
なわち総和Vλ1 +Vλ2 +Vλ3を求めて記憶回路か
ら入力した基準総和情報Vaと比較判別する。基準総和
情報Vaは予め32°Cの人の顔の放射強度の総和値に
設定されているから、人である場合には出力電圧の総和
は基準総和情報Vaと同じ値となって、判別回路7は人
であると判別しS7へ進む。
【0024】Vλ1 +Vλ2 +Vλ3 =Vaでないとき
は、人ではなく、人よりも低温か高温の物体か、あるい
は放射強度の分布状況の異なる物体であることになり、
この場合にはS1へ戻り計測を続行する。S7では、警
報部8から警報を発する等の人を検出した時の対応処理
がなされる。
【0025】同様に、周囲温度T0 が基準温度Ta 以下
の低温である場合にはS5でVλ3>Vλ2 >Vλ1
大小関係が比較される。もし、人であれば表面温度は2
0°C付近であるから出力電圧はVλ3 が最も高くVλ
2 ,Vλ1 と順次低くなって前記条件が満たされ、人で
ある可能性があるのでS8へ進む。S8では、判別回路
7は出力電圧の総和と基準総和情報Vbを上述同様に比
較判別する。基準総和情報Vbは20°Cの人の顔の放
射強度の総和値であり、もし人である場合には出力電圧
の総和は基準総和情報Vbと同じ値となって、判別回路
7は人であると判別しS7へ進む。そして、人ではない
と判別されたときには、S1ヘ戻って計測を続行する。
【0026】なお、基準総和情報Vbは人の顔が20°
C程度になっている場合に用いられるため、Vaより小
さい値になっている。本実施例においては、演算回路5
における第1の判別の次に、判別回路7における第2の
判別行なって放射強度パターンを認識しているために、
顔の表面温度の異なる場合であっても人体を精度よく判
別できるとともに、人体とそれ以外の物体とを容易に判
別することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、赤
外線検出センサが、プリズムによって周囲温度に応じて
人体の異なる放射強度のピーク波長を含む複数の波長帯
域に分光された赤外線の放射強度に応じた信号を出力
し、判別手段では周囲温度に応じた放射強度の大きさ及
びパターン情報と検出された各放射強度に基づいて、人
であるか否かを判別する構成としたので、人を精度よく
検出し、しかも物体からも人を確実に認識して検出する
ことができるほか、装置全体の構造を簡単にできるとい
う効果を有する。
【0028】ここで、前記赤外線検出センサの検出結果
のパターン(例えば大小関係)を比較した後、検出結果
の該放射強度の大きさ(例えば総和値)が所定値と等し
いかを比較する構成とするものでは、人体とそれ以外の
物体とを容易に判別することができる。さらに、前記赤
外線検出センサを熱型アレイセンサとするものでは、セ
ンサ部分の構成が簡単で取り付けが容易であり、また、
熱型センサをアレイ状に形成して大きな出力を得ること
ができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における人体検出装置の概略ブロック
【図2】本実施例におけるレンズアレイ・プリズムアレ
イの拡大詳細図
【図3】本実施例における集光された赤外線の光路を示
した図
【図4】本実施例における各物体の放射強度曲線を示し
た図
【図5】本実施例における装置の処理の流れを説明した
フローチャート
【図6】従来例における従来の人体検出装置の概略ブロ
ック図
【符号の説明】
1 光学系 2 レンズアレイ・プリズムアレイ 3 熱型アレイセンサ 5 演算回路 6 気温測定部 7 判別回路 8 警報部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01V 8/14 8/20 9406−2G G01V 9/04 Q

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人体から放射される赤外線の放射射強度を
    検出して人体の存在を判断する人体検出装置において、 前記赤外線を周囲温度の変化に応じて異なる人体の放射
    強度のピーク波長を含む複数の波長帯域に分光するプリ
    ズムと、 前記プリズムによって分光された各波長帯域に対応して
    設けられ前記赤外線の該各波長帯域ごとの放射強度を検
    出する赤外線検出センサと、 周囲温度を検出する温度検出手段と、 周囲温度ごとに対応する人体の放射強度の大きさ及びパ
    ターン情報を予め記憶する放射強度情報記憶手段と、 前記温度検出手段によって測定された周囲温度に応じた
    前記放射強度の大きさ及びパターン情報と前記赤外線検
    出センサの検出結果とに基づいて人体を判別する判別手
    段と、 を具備することを特徴とする人体検出装置。
  2. 【請求項2】前記判別手段は、周囲温度に応じて前記放
    射強度情報記憶手段から読み出された放射強度のパター
    ン情報と前記赤外線検出センサの検出結果に基づく放射
    強度のパターン情報との比較判定を行なう第1の比較判
    定手段と、周囲温度に応じて前記放射強度情報記憶手段
    から読み出された放射強度の大きさ情報と前記赤外線検
    出センサの検出結果に基づく放射強度の大きさ情報との
    比較判定を行なう第2の比較判定手段と、を備えること
    を特徴とする請求項1記載の人体検出装置。
  3. 【請求項3】前記第1の比較判定手段は、前記赤外線検
    出センサの検出結果が予め記憶された各波長帯域の放射
    強度の大小関係に合致するかを比較して判別し、前記第
    2の比較判定手段は、該検出結果の総和が予め記憶され
    た所定値と等しいかを比較して判別することを特徴とす
    る請求項2記載の人体検出装置。
  4. 【請求項4】前記赤外線検出センサは、熱型アレイセン
    サであることを特徴とする請求項1〜請求項3記載の人
    体検出装置。
JP22373494A 1994-09-19 1994-09-19 人体検出装置 Pending JPH0886883A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295440A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Denso Corp 車両用乗員検出装置
JP2013053892A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Panasonic Corp 対象識別装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295440A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Denso Corp 車両用乗員検出装置
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