ドアシステムおよびエレベータ装置
【課題】異なる大きさのドアにカメラを設置した場合でも異物を検知するための画素数を設定する必要のないドアシステムおよびエレベータ装置を提供すること。
【解決手段】水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに角θを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備える。
【解決手段】水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに角θを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラの出力画像をもとにドアの開閉動作の制御を行うドアシステムおよびエレベータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動ドアやエレベータなど、モータなどの駆動力によってドアが自動的に開閉する機器においては、ドアが閉鎖動作するときにドアとドアの間またはドアと枠の間に指や物を挟む、または、ドアが開放動作するときにドアと枠の間に指や物が引きこまれることにより、重大な事故につながる可能性がある。
【０００３】
このような事故を防止するために、ドア上方にカメラを設置して出入り口近傍を撮像し、ドア閉鎖動作時に異物を検知した場合に閉鎖動作を停止させることで挟まれ事故を防止するドアシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のドアシステムでは、上枠に設置したカメラにより出入り口近傍を撮像し、ドアに挟まれる可能性のある異物を検出している。このように上枠に設置したカメラにより出入り口近傍の異物を検出する場合、出入り口の大きさが変わると、カメラ出力画像に現れる異物の画素数が異なる。例えば、床に置かれた同じ大きさの異物がカメラに写った場合でも、小さなドアの上枠にカメラを設置した場合はカメラ出力画像に現れる異物の画素数は多くなり、大きなドアの上枠にカメラを設置した場合はカメラ出力画像に現れる異物の画素数は少なくなる。したがって、カメラを設置するドアの大きさに合わせて異物を検知するための画素数を設定しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、異なる大きさのドアにカメラを設置した場合でも異物を検知するための画素数を設定する必要のないドアシステムおよびエレベータ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるドアシステムは、水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに一方のマーカの端点Ａ、カメラＢおよび他方のマーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに一方のマーカの端点Ａ、カメラＢおよび他方のマーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備えているので、ドアの大きさによって異物を検知する画素数を設定する必要が無く、異物の検知を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１によるドアシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるドアシステムのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるカメラの出力画像を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるマーカの設置位置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１による差分画像演算部の出力画像を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１による検出領域設定部の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるドアシステムにおける異物検知の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１によるドアシステムがドアの開放動作を行うとき動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１によるドアシステムがドアの閉鎖動作を行うとき動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２によるカメラの出力画像を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態２によるマーカ認識部の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態２によるマーカの検出結果と距離Ｒの関係を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による検出領域設定部の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態４によるドアシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１によるドアシステム１０の概略構成を示したものである。自動で開閉するドア１１は、枠体１２の内側に形成されており、枠体１２は、左右の縦枠１２ａおよび１２ｂと、縦枠１２ａおよび１２ｂの上端を互いに連結する上枠１２ｃにより構成されている。マーカ２０ａおよび２０ｂは、それぞれ、縦枠１２ａおよび１２ｂに設置されており、マーカ２０ａおよび２０ｂの下端は、床面１３から高さＨの位置にある。カメラ３０および投光器４０は、上枠１２ｃに設置されており、画像処理装置５０に接続されている。画像処理装置５０、システム制御装置９０、扉開閉制御装置６０、および、扉駆動装置７０は、直列に接続されている。システム制御装置９０の出力は、警報装置８０にも入力されている。
【００１１】
マーカ２０ａおよび２０ｂの高さ方向の長さはＬであり、画像処理装置５０において確実に認識するために光学的な再帰性反射の特性を有する素材であることが望ましい。再帰性反射の特性を有する素材としては、例えば、コーナーキューブなどがある。
【００１２】
カメラ３０は、上枠１２ｃに下方向を撮影するように設置されており、出入り口近傍１４を撮影し、画像データを画像処理装置５０に出力する。ここで、画像データは２次元の画像情報であり、画素値を持った画素の集合である。画素値は、その画素に対応する出入り口近傍１４の位置からの反射光量の強度に比例した値である。カメラ３０は、具体的にはＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなどの撮像装置であり、２次元配列した画像素子と出入り口近傍１４からの反射光を画像素子上に結像するレンズとを有する。カメラ３０は、マーカ２０ａおよび２０ｂを含む領域を撮影する。また、カメラ３０は、画像処理装置５０からの指示により、投光器４０の点灯時に撮影した画像データと、投光器４０が消灯時に撮影した画像データとを出力する。また、カメラ３０に、投光器４０から照射される波長の光を選択的に透過する光学フィルタを設置しても良い。カメラ３０に光学フィルタを設置することにより、太陽光や他の光源による影響を抑制することができ、誤検知を減らすことができる。
【００１３】
投光器４０は、上枠１２ｃに下向きに設置され、カメラ３０が撮影するマーカ２０ａおよび２０ｂを含む出入り口近傍１４を照射する。投光器４０の光源は、赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光ダイオード、レーザダイオード、ランプ等、マーカ２０ａおよび２０ｂを含む出入り口近傍１４を照射できるものであればよい。また、投光器４０は効率よく照射するためにレンズユニットを含んでいても良く、レンズユニットには凸型又は凹型レンズ、フレネルレンズ、円柱レンズ、円柱フレネルレンズ等の１つの又は複数を組み合わせたレンズなどがある。
【００１４】
画像処理装置５０は、カメラ３０の出力である画像データを取得し、出入り口近傍１４の異物の有無を判断する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１によるドアシステムの構成を示すブロック図である。システム制御装置９０は、ドアシステム全体の制御を行うものである。同期駆動部５１は、システム制御装置９０からの指示に従って、投光器４０を動作させた状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０は投光器点灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。さらに、同期駆動部５１は、投光器４０を動作させない状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０は投光器消灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。差分画像演算部５３は、画像情報記憶部５２に記憶された投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像との差分画像を作成し、マーカ認識部５４および異物判定部５９に出力する。マーカ認識部５４は、差分画像演算部５３の出力である差分画像から、マーカ位置を特定し、その位置情報をθ演算部５５ａと検出領域設定部５８とに出力する。
【００１６】
カメラ３０から出力される画像データの例である図３を用いて、マーカ認識部５４の動作について説明する。図３では、画像データの中に、ドア１１、床面１３、出入り口近傍１４、縦枠１２ａおよび１２ｂ、マーカ２０ａおよび２０ｂが含まれている。マーカ２０ａおよび２０ｂは、光学的な再帰性反射の特性を有する素材であるため、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像とで画素値が大きく異なる。よって、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像との差分画像においてマーカ２０ａおよび２０ｂの部分のみが大きな値を持っており、閾値処理などによって差分画像からマーカ２０ａおよび２０ｂの位置を特定できる。マーカ認識部５４は、特定したマーカ２０ａおよび２０ｂの画像データであるマーカ画像を、検出領域設定部５８に出力する。また、特定したマーカ２０ａおよび２０ｂの位置から、マーカ２０ａの上辺とマーカ２０ｂの上辺の間の距離であるΔ’、および、マーカ２０ａの下辺とマーカ２０ｂの下辺の間の距離であるΔを求め、θ演算部５５ａに出力する。ここで、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像の差分画像からマーカ２０ａおよび２０ｂの位置を検出しているので、外乱光の影響が抑制され、撮像画像中のマーカの位置を精度よく認識できる。
【００１７】
θ演算部５５ａとＲ演算部５５ｂの動作について、図３と図４とを用いて説明する。図３は、カメラ３０から出力される画像データの例である。図４は、マーカの設置位置を説明するための図であり、出入り口近傍１４を正面から見た図である。
【００１８】
図３において、マーカ２０ａの上辺とマーカ２０ｂの上辺の間の距離であるΔ’は、図４における角θ’に対応するものであり、マーカ２０ａの下辺とマーカ２０ｂの下辺の間の距離であるΔは、図４における角θに対応する。これらの関係は、次式のように表せる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
式（１）において、ａはカメラの特性により決定される量であり、予めθ演算部５５ａに記憶しておくものとする。θ演算部５５ａは、式（１）によりθおよびθ’を求め、θの値を枠体寸法判定部５６に出力するとともに、θおよびθ’の値をＲ演算部５５ｂに出力する。
【００２１】
次に、カメラ３０からマーカ２０ａまたは２０ｂの下端までの距離Ｒは、以下の式で表される。
【００２２】
【数２】
【００２３】
式（２）において、Ｌはマーカ２０ａおよび２０ｂの高さ方向の長さであり、予めＲ演算部５５ｂに記憶しておくものとする。Ｒ演算部５５ｂは、式（２）によりＲを求め、枠体寸法判定部５６に出力する。
【００２４】
枠体寸法判定部５６では、以下の式を用いてドア１１の高さＨＨと横幅ＪＪを求める。
【００２５】
【数３】
【００２６】
式（３）において、Ｈは床面１３からマーカ２０ａまたは２０ｂの下端までの高さであり、予め枠体寸法判定部５６に記憶しておくものとする。枠体寸法判定部５６は、式（３）により求めたＨＨおよびＪＪの値を、異物判定画素数設定部５７に出力する。
【００２７】
異物判定画素数設定部５７は、予めカメラ３０から距離Ｄだけ離れた被写体を撮影したときの１画素あたりの長さである「分解能」の情報を記憶しており、このカメラの分解能と、枠体寸法判定部５６から出力されたＨＨおよびＪＪの値とから、床面１３付近の１画素あたりの長さが求められる。次に、検出対象の大きさに応じて、カメラ３０の出力画像における検出対象の画素数である異物判定画素数Ｕ１を決定し、伊津部判定部５９に出力する。例えば、エレベータの出入り口近傍１４において挟まれは引き込まれの可能性がある「幼児の手」や「ペットの紐」を検出対象とする場合、これらの大きさに対応した画素数を異物判定画素数Ｕ１として出力する。
【００２８】
検出領域設定部５８の動作について、図５および図６を用いて説明する。図５はマーカ認識部５４から検出領域設定部５８に入力されたマーカ画像の例であり、図６は図５の一部を拡大したものである。検出領域設定部５８は、図５に示されたマーカ画像から、マーカ２０ｂの上辺の中心点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とマーカ２０ａの上辺の中心点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）を求める。ここで、基準となる点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）およびＰ２（ｘ２、ｙ２）は、マーカ２０ａおよび２０ｂの中心点や、マーカ２０ａおよび２０ｂの下辺の中心点としても良いが、マーカ２０ａおよび２０ｂの上辺の中心点がカメラ３０に近いため、最も精度良く位置を特定することができる。
【００２９】
図６は、図５におけるＰ１およびＰ２の周囲を拡大した図である。検出領域設定部５８は、Ｐ１とＰ２を結ぶ直線Ｃ１を求め、直線Ｃ１を含む画素群であるＧ１を求める。図６において、Ｇ１は斜線で示された画素群である。検出領域設定部５８は、画素群Ｇ１を異物判定領域として異物判定部５９に出力する。このように、異物を判定する領域をマーカ２０ａおよび２０ｂの上辺の中心点を結んだ領域に限定することにより、異物の検出を出入り口近傍１４に限定することができ、異物の誤検出を抑制することができる。
【００３０】
次に、異物判定部５９による異物判定の動作について説明する。異物判定部５９では、差分画像演算部の出力である差分画像から異物判定領域Ｇ１を抽出し、この中で一定以上の値を持つ領域を抽出する。次に、抽出された領域が異物判定画素数Ｕ１に相当する場合、これを異物として検出する。異物判定部５９において異物を検出した場合、異物を検出したことを示す信号をシステム制御装置９０に出力する。
【００３１】
以上に説明した画像処理装置５０の動作の例を、図７のフローチャートを用いて説明する。画像処理装置５０は、システム制御装置９０の指令により、検出モードおよび設定モードの２つのモードを実行する。設定モードでは、画像情報記憶部５２において投光器点灯時撮影画像ｚ１ｃおよび投光器消灯時撮影画像ｚ２ｃを取得し（Ｓ００３、Ｓ００４）、差分画像演算部５３により差分画像ｚ３ｃを生成する（Ｓ００５）。次に、マーカ認識部５４において、差分画像ｚ３ｃからマーカ位置を判定する（Ｓ００６）。マーカ位置から、θ演算部５５ａおよびＲ演算部５５ｂにおいてθおよびＲの値を求め、さらに、θおよびＲの値から、枠体寸法判定部５６においてドア１１の高さと横幅を求める。この結果から、異物判定画素数設定部５７において、異物判定画素数を求める（Ｓ００７）。また、検出領域設定部５８では、マーカ認識部５４の出力から、異物判定領域Ｇ１を求める（Ｓ００８）。
【００３２】
一方、検出モードでは、システム制御装置９０の指令により、検出動作を開始する（Ｓ００９）。まず、ステップＳ００３からＳ００５と同様に、画像情報記憶部５２および差分画像演算部５３において差分画像ｚ３ａを生成する（Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ０１２）。次に、予め設定された時間だけ待機し（Ｓ０１３）、再び、画像情報記憶部５２および差分画像演算部５３において差分画像ｚ３bを生成する（Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ０１２）。異物判定部５９では、これらの異なる時刻で取得した差分画像ｚ３ａと差分画像ｚ３ｂの差分画像を求める（Ｓ０１７）。ステップＳ０１７で求めた差分画像から異物判定領域Ｇ１の画素データを抽出し、この中で予め設定された閾値以上の値を持つ画素領域Ｓ１を抽出する（Ｓ０１８）。最後に、画素領域Ｓ１が異物判定画素数Ｕ１に相当する場合（Ｓ０１９）、これを異物ありと判定し、システム制御装置９０に異物を検出したことを示す信号を出力する（Ｓ０２０）。ここで、投光器点灯時撮影画像と投光器消灯時撮影画像の撮影間隔を十分短時間とすることで、時間変換する太陽光やその他の外乱光による誤動作を抑制することができる。
【００３３】
扉開閉制御装置６０は、扉駆動装置７０を制御する。扉駆動装置７０は、ドア１１の開閉動作を行う。扉駆動装置７０は、例えば、モータなどの駆動源と、その駆動源から駆動力の供給を受けてドアを開閉するためのワイヤや歯車などの駆動力伝達部材とを、有する。警報装置８０は、例えば、スピーカ、照明、モニタなどを用いて、音声、ブザー音、光、映像などによって、ドア１１の近くにいる人に警告を発する。システム制御装置９０は、画像処理装置５０、扉開閉制御装置６０、および、警報装置８０と接続されている。
【００３４】
図８および図９のフローチャートを用いて、ドアの開閉および警報の発報の動作について説明する。図８は、ドアシステム１０がドア１１の閉鎖状態から開放動作を行うとき動作を説明したフローチャートである。システム制御装置９０は、検出動作を開始する（Ｓ０２３）。システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合（Ｓ０２４）、異物があると判断し、警報装置８０に対して警告動作の指示を行い、扉開閉制御装置６０にドア１１の閉鎖状態維持を指示する。警報装置８０は、音の発生、発光、画像の表示等の警告動作を行い（Ｓ０２５）、扉開閉制御装置６０は扉駆動装置７０を制御してドア１１が閉鎖された状態を維持する（Ｓ０２６）。ドア１１の閉鎖状態が維持されている状態で、システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を再度受け取った場合（Ｓ０２７）、異物が出入り口近傍１４に異物が引き続き存在していると判断し、警報装置８０に再び警告動作を行わせ（Ｓ０２８）、扉開閉制御装置６０を制御して、ドア１１を低速にて開放する動作を開始する（Ｓ０２９）。その後、システム制御装置９０は、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０３０）、ドア１１が開放状態となるまで低速にて開放する動作を継続する（Ｓ０３１）。
【００３５】
一方、ステップＳ０２４あるいはステップＳ０２７においてシステム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取らなかった場合、異物はないと判断し、扉開閉制御装置６０を制御してドア１１を通常の速度で開放する動作を開始し（Ｓ０３２）、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０３３）、ドア１１が開放状態なるまで通常の速度で開放する動作を継続する（Ｓ０３４）。
【００３６】
図８に示したフローチャートのようにドア１１の開放動作を行うことにより、出入り口近傍１４内に異物が存在すると判断された場合に、ドア１１の開放動作を開始する前に、警報装置８０が異物の存在をドア１１付近の人に警告を発する。これにより、警告された人は、ドア１１の近くの人や物がドア１１に引き込まれる可能性があることを知ることができる。さらに、再度、異物があると判断された場合に、ドア１１を低速で開放するため、人や物がドア１１に引き込まれる可能性を少なくすることができる。
【００３７】
図９は、ドアシステム１０がドア１１の開放状態から閉鎖動作を行うとき動作を説明したフローチャートである。システム制御装置９０は、検出動作を開始する（Ｓ０３７）。システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合（Ｓ０３８）、異物があると判断し、扉開閉制御装置６０にドア１１の開放状態の維持を指示し、画像処理装置５０に検出動作を継続させる。
【００３８】
一方、ステップＳ０３８において画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取らなかった場合、扉開閉制御装置６０に対してドア１１の閉鎖動作開始を指示する（Ｓ０３９）。ドア１１の閉鎖動作中もシステム制御装置９０は画像処理装置５０に検出動作を継続させ（Ｓ０４０）、画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取ら内限りはドア１１の閉鎖動作を継続する（Ｓ０４１）。ドア１１の閉鎖状態となった場合は（Ｓ０４２）、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０４３）、動作を終了する。
【００３９】
ドア１１が閉鎖状態となる前にシステム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合、扉開閉制御装置６０を制御してドア１１を開放状態に戻す（Ｓ０４４）。
【００４０】
図９に示したフローチャートのようにドア１１の閉鎖動作を行うことにより、出入り口近傍１４内に異物が存在すると判断された場合に、ドア１１が閉鎖動作開始前であればドア１１の開放状態を維持し、ドア１１が閉鎖動作中であればドア１１の閉鎖動作を中断して開放状態に戻す。これにより、人や物がドア１１に引き込まれる可能性を少なくすることができる。
【００４１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが特定のパターン模様を持つマーカ２１ａおよび２１ｂに変わっている以外は、同じである。
【００４２】
本発明の実施の形態２によるドアシステム１０では、マーカ２１ａおよび２１ｂが特定のパターン模様を持っており、画像処理装置５０のマーカ認識部５４において画像データ中のパターンを抽出し、Ｒ演算部５５ｂがマーカ認識部５４において抽出されたパターンの長さからカメラからマーカまでの距離Ｒを求めている。
【００４３】
図１０は、本発明の実施の形態２によるカメラ３０から出力される画像データの例である。図１０に示すように、マーカ２１ａおよび２１ｂのピッチパターンのピッチ間隔は、矢印２２の方向に向かって、すなわち、カメラ３０に近づくにつれて単調に増加している。本発明の実施の形態２においては、マーカ認識部５４は、差分画像演算部５３の出力からマーカ２１ａおよび２１ｂのピッチパターンを認識し、ピッチ間隔を抽出する。
【００４４】
図１１は、マーカ認識部５４において抽出されたピッチ間隔の例である。横軸は図１０における矢印２２の方向の画素数、縦軸は画素値を表している。図１２は、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）の３つの画素数とカメラからマーカまでの距離Ｒとの関係を、示している。横軸は、（ｉ）、（ｉ＋１）、（ｉ＋２）それぞれのピッチの位置を示しており、縦軸は、検出されたｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）の画素数を示している。例えば、カメラからマーカまでの距離が比較的短いＲ１のときは、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）のそれぞれの値は大きくなり、なおかつ、ｄ（ｉ＋２）とｄ（ｉ）との差であるピッチ間隔増加率Ｉ（Ｒ＝Ｒ１）も大きくなる。カメラからマーカまでの距離が比較的長いＲ３のときは、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）のそれぞれの値は小さくなり、なおかつ、ｄ（ｉ＋２）とｄ（ｉ）との差であるピッチ間隔増加率Ｉ（Ｒ＝Ｒ３）も小さくなる。マーカ認識部５４は、上記のようにして求められたピッチ間隔増加率Ｉを、Ｒ演算部５５ｂに出力する。
【００４５】
Ｒ演算部５５ｂでは、マーカ認識部５４の出力であるピッチ間隔増加率Ｉと、θ演算部の出力であるθとから、カメラからマーカまでの距離Ｒを求める。
【００４６】
このように、画像データにおけるピッチパターンの画素数を元にカメラからマーカまでの距離Ｒを求めることにより、マーカ２１ａおよび２１ｂの一部が汚れた場合においてもカメラからマーカまでの距離Ｒを精度良く求めることができる。
【００４７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、検出領域設定部５８による異物判定領域の設定方法が異なる。図１３は、本発明の実施の形態３による検出領域設定部５８の動作を説明するための図である。検出領域設定部５８は、マーカ２０ｂの上辺の中心点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とマーカ２０ａの上辺の中心点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）を結ぶ直線Ｃ１を求める。次に直線Ｃ１を中心として図１３の縦軸方向に２Ｎ＋１画素の範囲を異物判定領域Ｇ２とする。ここで、Ｎは、検出領域設定部５８に予め設定されている値である。
【００４８】
このように、異物判定領域を広く設定することにより、出入り口近傍１４において幅広く異物検知を行うことが可能となる。また、出入り口近傍１４においてドア１１と直交する方向に細長い形状の異物がある場合でも、検出することが可能となる。
【００４９】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４によるドアシステム１０の概略構成を示したものである。図１４を実施の形態１によるドアシステム１０の概略構成である図２と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが、カメラ３０と同期して自発光するマーカ２２ａおよび２２ｂに変わった以外は、同じである。
【００５０】
本発明の実施の形態４によるドアシステム１０では、同期駆動部５１は、システム制御装置９０からの指示に従って、マーカ２２ａおよび２２ｂを発光させた状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０はマーカ発光時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。さらに、同期駆動部５１は、マーカ２２ａおよび２２ｂを発光させない状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０はマーカ消灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。なお、マーカ２２ａおよび２２ｂから発光される光の波長は単色であることが望ましく、カメラ３０にマーカ２２ａおよび２２ｂから発光される波長の光を選択的に透過するフィルタを設けることにより、太陽光などの外乱光の影響を抑制することができる。
【００５１】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが取り外し可能である以外は、同じである。
【００５２】
本発明の実施の形態５によるドアシステム１０では、マーカ２０ａおよび２０ｂとして取り外し可能なものと用いる。例えば、表面は光学的な再帰性反射の特性を有する素材で
あり、裏面は粘着性を備えるものとする。本発明の実施の形態５によるドアシステム１０では、ドアシステム１０の据え付け時または保守作業時のみ、マーカ２０ａおよび２０ｂを所定の位置に設置し、画像処理装置５０に対して設定モードを実行し、設定モードの実行が完了した後にマーカ２０ａおよび２０ｂを取り外す。
【００５３】
このように、マーカ２０ａおよび２０ｂを取り外し可能とすることにより、マーカが汚れることによりマーカの認識精度が低下するといったことを防ぐことができる。また、ドアシステムの意匠上の影響も排除できる。
【符号の説明】
【００５４】
１２ａ 縦枠
１２ｂ 縦枠
１２ｃ 上枠
２０ａ マーカ
２０ｂ マーカ
３０ カメラ
５５ａ θ演算部
５５ｂ Ｒ演算部
５６ 枠体寸法判定部５６
５７ 異物判定画素数設定部
５９ 異物判定部
６０ 扉開閉制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラの出力画像をもとにドアの開閉動作の制御を行うドアシステムおよびエレベータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動ドアやエレベータなど、モータなどの駆動力によってドアが自動的に開閉する機器においては、ドアが閉鎖動作するときにドアとドアの間またはドアと枠の間に指や物を挟む、または、ドアが開放動作するときにドアと枠の間に指や物が引きこまれることにより、重大な事故につながる可能性がある。
【０００３】
このような事故を防止するために、ドア上方にカメラを設置して出入り口近傍を撮像し、ドア閉鎖動作時に異物を検知した場合に閉鎖動作を停止させることで挟まれ事故を防止するドアシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のドアシステムでは、上枠に設置したカメラにより出入り口近傍を撮像し、ドアに挟まれる可能性のある異物を検出している。このように上枠に設置したカメラにより出入り口近傍の異物を検出する場合、出入り口の大きさが変わると、カメラ出力画像に現れる異物の画素数が異なる。例えば、床に置かれた同じ大きさの異物がカメラに写った場合でも、小さなドアの上枠にカメラを設置した場合はカメラ出力画像に現れる異物の画素数は多くなり、大きなドアの上枠にカメラを設置した場合はカメラ出力画像に現れる異物の画素数は少なくなる。したがって、カメラを設置するドアの大きさに合わせて異物を検知するための画素数を設定しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、異なる大きさのドアにカメラを設置した場合でも異物を検知するための画素数を設定する必要のないドアシステムおよびエレベータ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるドアシステムは、水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに一方のマーカの端点Ａ、カメラＢおよび他方のマーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水平方向に対向した一対の縦枠と、縦枠の上端部同士を接続する上枠と、上枠に設置され縦枠および上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとにカメラからマーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、カメラの出力画像中のマーカの位置をもとに一方のマーカの端点Ａ、カメラＢおよび他方のマーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、Ｒおよびθから出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、カメラの出力画像および検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置とを備えているので、ドアの大きさによって異物を検知する画素数を設定する必要が無く、異物の検知を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１によるドアシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるドアシステムのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるカメラの出力画像を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるマーカの設置位置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１による差分画像演算部の出力画像を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１による検出領域設定部の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるドアシステムにおける異物検知の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１によるドアシステムがドアの開放動作を行うとき動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１によるドアシステムがドアの閉鎖動作を行うとき動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２によるカメラの出力画像を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態２によるマーカ認識部の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態２によるマーカの検出結果と距離Ｒの関係を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による検出領域設定部の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態４によるドアシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１によるドアシステム１０の概略構成を示したものである。自動で開閉するドア１１は、枠体１２の内側に形成されており、枠体１２は、左右の縦枠１２ａおよび１２ｂと、縦枠１２ａおよび１２ｂの上端を互いに連結する上枠１２ｃにより構成されている。マーカ２０ａおよび２０ｂは、それぞれ、縦枠１２ａおよび１２ｂに設置されており、マーカ２０ａおよび２０ｂの下端は、床面１３から高さＨの位置にある。カメラ３０および投光器４０は、上枠１２ｃに設置されており、画像処理装置５０に接続されている。画像処理装置５０、システム制御装置９０、扉開閉制御装置６０、および、扉駆動装置７０は、直列に接続されている。システム制御装置９０の出力は、警報装置８０にも入力されている。
【００１１】
マーカ２０ａおよび２０ｂの高さ方向の長さはＬであり、画像処理装置５０において確実に認識するために光学的な再帰性反射の特性を有する素材であることが望ましい。再帰性反射の特性を有する素材としては、例えば、コーナーキューブなどがある。
【００１２】
カメラ３０は、上枠１２ｃに下方向を撮影するように設置されており、出入り口近傍１４を撮影し、画像データを画像処理装置５０に出力する。ここで、画像データは２次元の画像情報であり、画素値を持った画素の集合である。画素値は、その画素に対応する出入り口近傍１４の位置からの反射光量の強度に比例した値である。カメラ３０は、具体的にはＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなどの撮像装置であり、２次元配列した画像素子と出入り口近傍１４からの反射光を画像素子上に結像するレンズとを有する。カメラ３０は、マーカ２０ａおよび２０ｂを含む領域を撮影する。また、カメラ３０は、画像処理装置５０からの指示により、投光器４０の点灯時に撮影した画像データと、投光器４０が消灯時に撮影した画像データとを出力する。また、カメラ３０に、投光器４０から照射される波長の光を選択的に透過する光学フィルタを設置しても良い。カメラ３０に光学フィルタを設置することにより、太陽光や他の光源による影響を抑制することができ、誤検知を減らすことができる。
【００１３】
投光器４０は、上枠１２ｃに下向きに設置され、カメラ３０が撮影するマーカ２０ａおよび２０ｂを含む出入り口近傍１４を照射する。投光器４０の光源は、赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光ダイオード、レーザダイオード、ランプ等、マーカ２０ａおよび２０ｂを含む出入り口近傍１４を照射できるものであればよい。また、投光器４０は効率よく照射するためにレンズユニットを含んでいても良く、レンズユニットには凸型又は凹型レンズ、フレネルレンズ、円柱レンズ、円柱フレネルレンズ等の１つの又は複数を組み合わせたレンズなどがある。
【００１４】
画像処理装置５０は、カメラ３０の出力である画像データを取得し、出入り口近傍１４の異物の有無を判断する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１によるドアシステムの構成を示すブロック図である。システム制御装置９０は、ドアシステム全体の制御を行うものである。同期駆動部５１は、システム制御装置９０からの指示に従って、投光器４０を動作させた状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０は投光器点灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。さらに、同期駆動部５１は、投光器４０を動作させない状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０は投光器消灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。差分画像演算部５３は、画像情報記憶部５２に記憶された投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像との差分画像を作成し、マーカ認識部５４および異物判定部５９に出力する。マーカ認識部５４は、差分画像演算部５３の出力である差分画像から、マーカ位置を特定し、その位置情報をθ演算部５５ａと検出領域設定部５８とに出力する。
【００１６】
カメラ３０から出力される画像データの例である図３を用いて、マーカ認識部５４の動作について説明する。図３では、画像データの中に、ドア１１、床面１３、出入り口近傍１４、縦枠１２ａおよび１２ｂ、マーカ２０ａおよび２０ｂが含まれている。マーカ２０ａおよび２０ｂは、光学的な再帰性反射の特性を有する素材であるため、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像とで画素値が大きく異なる。よって、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像との差分画像においてマーカ２０ａおよび２０ｂの部分のみが大きな値を持っており、閾値処理などによって差分画像からマーカ２０ａおよび２０ｂの位置を特定できる。マーカ認識部５４は、特定したマーカ２０ａおよび２０ｂの画像データであるマーカ画像を、検出領域設定部５８に出力する。また、特定したマーカ２０ａおよび２０ｂの位置から、マーカ２０ａの上辺とマーカ２０ｂの上辺の間の距離であるΔ’、および、マーカ２０ａの下辺とマーカ２０ｂの下辺の間の距離であるΔを求め、θ演算部５５ａに出力する。ここで、投光器点灯時撮像画像と投光器消灯時撮像画像の差分画像からマーカ２０ａおよび２０ｂの位置を検出しているので、外乱光の影響が抑制され、撮像画像中のマーカの位置を精度よく認識できる。
【００１７】
θ演算部５５ａとＲ演算部５５ｂの動作について、図３と図４とを用いて説明する。図３は、カメラ３０から出力される画像データの例である。図４は、マーカの設置位置を説明するための図であり、出入り口近傍１４を正面から見た図である。
【００１８】
図３において、マーカ２０ａの上辺とマーカ２０ｂの上辺の間の距離であるΔ’は、図４における角θ’に対応するものであり、マーカ２０ａの下辺とマーカ２０ｂの下辺の間の距離であるΔは、図４における角θに対応する。これらの関係は、次式のように表せる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
式（１）において、ａはカメラの特性により決定される量であり、予めθ演算部５５ａに記憶しておくものとする。θ演算部５５ａは、式（１）によりθおよびθ’を求め、θの値を枠体寸法判定部５６に出力するとともに、θおよびθ’の値をＲ演算部５５ｂに出力する。
【００２１】
次に、カメラ３０からマーカ２０ａまたは２０ｂの下端までの距離Ｒは、以下の式で表される。
【００２２】
【数２】
【００２３】
式（２）において、Ｌはマーカ２０ａおよび２０ｂの高さ方向の長さであり、予めＲ演算部５５ｂに記憶しておくものとする。Ｒ演算部５５ｂは、式（２）によりＲを求め、枠体寸法判定部５６に出力する。
【００２４】
枠体寸法判定部５６では、以下の式を用いてドア１１の高さＨＨと横幅ＪＪを求める。
【００２５】
【数３】
【００２６】
式（３）において、Ｈは床面１３からマーカ２０ａまたは２０ｂの下端までの高さであり、予め枠体寸法判定部５６に記憶しておくものとする。枠体寸法判定部５６は、式（３）により求めたＨＨおよびＪＪの値を、異物判定画素数設定部５７に出力する。
【００２７】
異物判定画素数設定部５７は、予めカメラ３０から距離Ｄだけ離れた被写体を撮影したときの１画素あたりの長さである「分解能」の情報を記憶しており、このカメラの分解能と、枠体寸法判定部５６から出力されたＨＨおよびＪＪの値とから、床面１３付近の１画素あたりの長さが求められる。次に、検出対象の大きさに応じて、カメラ３０の出力画像における検出対象の画素数である異物判定画素数Ｕ１を決定し、伊津部判定部５９に出力する。例えば、エレベータの出入り口近傍１４において挟まれは引き込まれの可能性がある「幼児の手」や「ペットの紐」を検出対象とする場合、これらの大きさに対応した画素数を異物判定画素数Ｕ１として出力する。
【００２８】
検出領域設定部５８の動作について、図５および図６を用いて説明する。図５はマーカ認識部５４から検出領域設定部５８に入力されたマーカ画像の例であり、図６は図５の一部を拡大したものである。検出領域設定部５８は、図５に示されたマーカ画像から、マーカ２０ｂの上辺の中心点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とマーカ２０ａの上辺の中心点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）を求める。ここで、基準となる点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）およびＰ２（ｘ２、ｙ２）は、マーカ２０ａおよび２０ｂの中心点や、マーカ２０ａおよび２０ｂの下辺の中心点としても良いが、マーカ２０ａおよび２０ｂの上辺の中心点がカメラ３０に近いため、最も精度良く位置を特定することができる。
【００２９】
図６は、図５におけるＰ１およびＰ２の周囲を拡大した図である。検出領域設定部５８は、Ｐ１とＰ２を結ぶ直線Ｃ１を求め、直線Ｃ１を含む画素群であるＧ１を求める。図６において、Ｇ１は斜線で示された画素群である。検出領域設定部５８は、画素群Ｇ１を異物判定領域として異物判定部５９に出力する。このように、異物を判定する領域をマーカ２０ａおよび２０ｂの上辺の中心点を結んだ領域に限定することにより、異物の検出を出入り口近傍１４に限定することができ、異物の誤検出を抑制することができる。
【００３０】
次に、異物判定部５９による異物判定の動作について説明する。異物判定部５９では、差分画像演算部の出力である差分画像から異物判定領域Ｇ１を抽出し、この中で一定以上の値を持つ領域を抽出する。次に、抽出された領域が異物判定画素数Ｕ１に相当する場合、これを異物として検出する。異物判定部５９において異物を検出した場合、異物を検出したことを示す信号をシステム制御装置９０に出力する。
【００３１】
以上に説明した画像処理装置５０の動作の例を、図７のフローチャートを用いて説明する。画像処理装置５０は、システム制御装置９０の指令により、検出モードおよび設定モードの２つのモードを実行する。設定モードでは、画像情報記憶部５２において投光器点灯時撮影画像ｚ１ｃおよび投光器消灯時撮影画像ｚ２ｃを取得し（Ｓ００３、Ｓ００４）、差分画像演算部５３により差分画像ｚ３ｃを生成する（Ｓ００５）。次に、マーカ認識部５４において、差分画像ｚ３ｃからマーカ位置を判定する（Ｓ００６）。マーカ位置から、θ演算部５５ａおよびＲ演算部５５ｂにおいてθおよびＲの値を求め、さらに、θおよびＲの値から、枠体寸法判定部５６においてドア１１の高さと横幅を求める。この結果から、異物判定画素数設定部５７において、異物判定画素数を求める（Ｓ００７）。また、検出領域設定部５８では、マーカ認識部５４の出力から、異物判定領域Ｇ１を求める（Ｓ００８）。
【００３２】
一方、検出モードでは、システム制御装置９０の指令により、検出動作を開始する（Ｓ００９）。まず、ステップＳ００３からＳ００５と同様に、画像情報記憶部５２および差分画像演算部５３において差分画像ｚ３ａを生成する（Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ０１２）。次に、予め設定された時間だけ待機し（Ｓ０１３）、再び、画像情報記憶部５２および差分画像演算部５３において差分画像ｚ３bを生成する（Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ０１２）。異物判定部５９では、これらの異なる時刻で取得した差分画像ｚ３ａと差分画像ｚ３ｂの差分画像を求める（Ｓ０１７）。ステップＳ０１７で求めた差分画像から異物判定領域Ｇ１の画素データを抽出し、この中で予め設定された閾値以上の値を持つ画素領域Ｓ１を抽出する（Ｓ０１８）。最後に、画素領域Ｓ１が異物判定画素数Ｕ１に相当する場合（Ｓ０１９）、これを異物ありと判定し、システム制御装置９０に異物を検出したことを示す信号を出力する（Ｓ０２０）。ここで、投光器点灯時撮影画像と投光器消灯時撮影画像の撮影間隔を十分短時間とすることで、時間変換する太陽光やその他の外乱光による誤動作を抑制することができる。
【００３３】
扉開閉制御装置６０は、扉駆動装置７０を制御する。扉駆動装置７０は、ドア１１の開閉動作を行う。扉駆動装置７０は、例えば、モータなどの駆動源と、その駆動源から駆動力の供給を受けてドアを開閉するためのワイヤや歯車などの駆動力伝達部材とを、有する。警報装置８０は、例えば、スピーカ、照明、モニタなどを用いて、音声、ブザー音、光、映像などによって、ドア１１の近くにいる人に警告を発する。システム制御装置９０は、画像処理装置５０、扉開閉制御装置６０、および、警報装置８０と接続されている。
【００３４】
図８および図９のフローチャートを用いて、ドアの開閉および警報の発報の動作について説明する。図８は、ドアシステム１０がドア１１の閉鎖状態から開放動作を行うとき動作を説明したフローチャートである。システム制御装置９０は、検出動作を開始する（Ｓ０２３）。システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合（Ｓ０２４）、異物があると判断し、警報装置８０に対して警告動作の指示を行い、扉開閉制御装置６０にドア１１の閉鎖状態維持を指示する。警報装置８０は、音の発生、発光、画像の表示等の警告動作を行い（Ｓ０２５）、扉開閉制御装置６０は扉駆動装置７０を制御してドア１１が閉鎖された状態を維持する（Ｓ０２６）。ドア１１の閉鎖状態が維持されている状態で、システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を再度受け取った場合（Ｓ０２７）、異物が出入り口近傍１４に異物が引き続き存在していると判断し、警報装置８０に再び警告動作を行わせ（Ｓ０２８）、扉開閉制御装置６０を制御して、ドア１１を低速にて開放する動作を開始する（Ｓ０２９）。その後、システム制御装置９０は、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０３０）、ドア１１が開放状態となるまで低速にて開放する動作を継続する（Ｓ０３１）。
【００３５】
一方、ステップＳ０２４あるいはステップＳ０２７においてシステム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取らなかった場合、異物はないと判断し、扉開閉制御装置６０を制御してドア１１を通常の速度で開放する動作を開始し（Ｓ０３２）、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０３３）、ドア１１が開放状態なるまで通常の速度で開放する動作を継続する（Ｓ０３４）。
【００３６】
図８に示したフローチャートのようにドア１１の開放動作を行うことにより、出入り口近傍１４内に異物が存在すると判断された場合に、ドア１１の開放動作を開始する前に、警報装置８０が異物の存在をドア１１付近の人に警告を発する。これにより、警告された人は、ドア１１の近くの人や物がドア１１に引き込まれる可能性があることを知ることができる。さらに、再度、異物があると判断された場合に、ドア１１を低速で開放するため、人や物がドア１１に引き込まれる可能性を少なくすることができる。
【００３７】
図９は、ドアシステム１０がドア１１の開放状態から閉鎖動作を行うとき動作を説明したフローチャートである。システム制御装置９０は、検出動作を開始する（Ｓ０３７）。システム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合（Ｓ０３８）、異物があると判断し、扉開閉制御装置６０にドア１１の開放状態の維持を指示し、画像処理装置５０に検出動作を継続させる。
【００３８】
一方、ステップＳ０３８において画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取らなかった場合、扉開閉制御装置６０に対してドア１１の閉鎖動作開始を指示する（Ｓ０３９）。ドア１１の閉鎖動作中もシステム制御装置９０は画像処理装置５０に検出動作を継続させ（Ｓ０４０）、画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取ら内限りはドア１１の閉鎖動作を継続する（Ｓ０４１）。ドア１１の閉鎖状態となった場合は（Ｓ０４２）、画像処理装置５０の検出動作を停止し（Ｓ０４３）、動作を終了する。
【００３９】
ドア１１が閉鎖状態となる前にシステム制御装置９０が画像処理装置５０から異物を検出したことを示す信号を受け取った場合、扉開閉制御装置６０を制御してドア１１を開放状態に戻す（Ｓ０４４）。
【００４０】
図９に示したフローチャートのようにドア１１の閉鎖動作を行うことにより、出入り口近傍１４内に異物が存在すると判断された場合に、ドア１１が閉鎖動作開始前であればドア１１の開放状態を維持し、ドア１１が閉鎖動作中であればドア１１の閉鎖動作を中断して開放状態に戻す。これにより、人や物がドア１１に引き込まれる可能性を少なくすることができる。
【００４１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが特定のパターン模様を持つマーカ２１ａおよび２１ｂに変わっている以外は、同じである。
【００４２】
本発明の実施の形態２によるドアシステム１０では、マーカ２１ａおよび２１ｂが特定のパターン模様を持っており、画像処理装置５０のマーカ認識部５４において画像データ中のパターンを抽出し、Ｒ演算部５５ｂがマーカ認識部５４において抽出されたパターンの長さからカメラからマーカまでの距離Ｒを求めている。
【００４３】
図１０は、本発明の実施の形態２によるカメラ３０から出力される画像データの例である。図１０に示すように、マーカ２１ａおよび２１ｂのピッチパターンのピッチ間隔は、矢印２２の方向に向かって、すなわち、カメラ３０に近づくにつれて単調に増加している。本発明の実施の形態２においては、マーカ認識部５４は、差分画像演算部５３の出力からマーカ２１ａおよび２１ｂのピッチパターンを認識し、ピッチ間隔を抽出する。
【００４４】
図１１は、マーカ認識部５４において抽出されたピッチ間隔の例である。横軸は図１０における矢印２２の方向の画素数、縦軸は画素値を表している。図１２は、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）の３つの画素数とカメラからマーカまでの距離Ｒとの関係を、示している。横軸は、（ｉ）、（ｉ＋１）、（ｉ＋２）それぞれのピッチの位置を示しており、縦軸は、検出されたｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）の画素数を示している。例えば、カメラからマーカまでの距離が比較的短いＲ１のときは、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）のそれぞれの値は大きくなり、なおかつ、ｄ（ｉ＋２）とｄ（ｉ）との差であるピッチ間隔増加率Ｉ（Ｒ＝Ｒ１）も大きくなる。カメラからマーカまでの距離が比較的長いＲ３のときは、ｄ（ｉ）、ｄ（ｉ＋１）、ｄ（ｉ＋２）のそれぞれの値は小さくなり、なおかつ、ｄ（ｉ＋２）とｄ（ｉ）との差であるピッチ間隔増加率Ｉ（Ｒ＝Ｒ３）も小さくなる。マーカ認識部５４は、上記のようにして求められたピッチ間隔増加率Ｉを、Ｒ演算部５５ｂに出力する。
【００４５】
Ｒ演算部５５ｂでは、マーカ認識部５４の出力であるピッチ間隔増加率Ｉと、θ演算部の出力であるθとから、カメラからマーカまでの距離Ｒを求める。
【００４６】
このように、画像データにおけるピッチパターンの画素数を元にカメラからマーカまでの距離Ｒを求めることにより、マーカ２１ａおよび２１ｂの一部が汚れた場合においてもカメラからマーカまでの距離Ｒを精度良く求めることができる。
【００４７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、検出領域設定部５８による異物判定領域の設定方法が異なる。図１３は、本発明の実施の形態３による検出領域設定部５８の動作を説明するための図である。検出領域設定部５８は、マーカ２０ｂの上辺の中心点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とマーカ２０ａの上辺の中心点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）を結ぶ直線Ｃ１を求める。次に直線Ｃ１を中心として図１３の縦軸方向に２Ｎ＋１画素の範囲を異物判定領域Ｇ２とする。ここで、Ｎは、検出領域設定部５８に予め設定されている値である。
【００４８】
このように、異物判定領域を広く設定することにより、出入り口近傍１４において幅広く異物検知を行うことが可能となる。また、出入り口近傍１４においてドア１１と直交する方向に細長い形状の異物がある場合でも、検出することが可能となる。
【００４９】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４によるドアシステム１０の概略構成を示したものである。図１４を実施の形態１によるドアシステム１０の概略構成である図２と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが、カメラ３０と同期して自発光するマーカ２２ａおよび２２ｂに変わった以外は、同じである。
【００５０】
本発明の実施の形態４によるドアシステム１０では、同期駆動部５１は、システム制御装置９０からの指示に従って、マーカ２２ａおよび２２ｂを発光させた状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０はマーカ発光時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。さらに、同期駆動部５１は、マーカ２２ａおよび２２ｂを発光させない状態でカメラ３０を動作させ、カメラ３０はマーカ消灯時撮像画像を画像情報記憶部５２に出力する。なお、マーカ２２ａおよび２２ｂから発光される光の波長は単色であることが望ましく、カメラ３０にマーカ２２ａおよび２２ｂから発光される波長の光を選択的に透過するフィルタを設けることにより、太陽光などの外乱光の影響を抑制することができる。
【００５１】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５によるドアシステム１０を実施の形態１によるドアシステム１０と比べると、マーカ２０ａおよび２０ｂが取り外し可能である以外は、同じである。
【００５２】
本発明の実施の形態５によるドアシステム１０では、マーカ２０ａおよび２０ｂとして取り外し可能なものと用いる。例えば、表面は光学的な再帰性反射の特性を有する素材で
あり、裏面は粘着性を備えるものとする。本発明の実施の形態５によるドアシステム１０では、ドアシステム１０の据え付け時または保守作業時のみ、マーカ２０ａおよび２０ｂを所定の位置に設置し、画像処理装置５０に対して設定モードを実行し、設定モードの実行が完了した後にマーカ２０ａおよび２０ｂを取り外す。
【００５３】
このように、マーカ２０ａおよび２０ｂを取り外し可能とすることにより、マーカが汚れることによりマーカの認識精度が低下するといったことを防ぐことができる。また、ドアシステムの意匠上の影響も排除できる。
【符号の説明】
【００５４】
１２ａ 縦枠
１２ｂ 縦枠
１２ｃ 上枠
２０ａ マーカ
２０ｂ マーカ
３０ カメラ
５５ａ θ演算部
５５ｂ Ｒ演算部
５６ 枠体寸法判定部５６
５７ 異物判定画素数設定部
５９ 異物判定部
６０ 扉開閉制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に対向した一対の縦枠と、
前記縦枠の上端部同士を接続する上枠と、
前記上枠に設置され前記縦枠および前記上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、
前記一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、
前記カメラの出力画像中の前記マーカの位置をもとに前記カメラから前記マーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、
前記カメラの出力画像中の前記マーカの位置をもとに一方の前記マーカの端点Ａ、前記カメラＢおよび他方の前記マーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、
前記Ｒおよび前記θから前記出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、
前記出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、
前記カメラの出力画像および前記検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、
前記異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置と
を備えるドアシステム。
【請求項２】
カメラ撮影時に出入り口近傍を照射する投光器を備えることを特徴とする請求項１に記載のドアシステム。
【請求項３】
マーカは光学的な再帰性反射の特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載のドアシステム。
【請求項４】
マーカはカメラ撮影時に自発光することを特徴とする請求項１に記載のドアシステム。
【請求項５】
マーカはカメラに近づくにつれてピッチが単調に増加するピッチパターンを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項６】
マーカは取り外し可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項７】
異物判定部はカメラによって異なる時刻に取得した画像の差分画像および検出画素数から異物の有無を判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項８】
異物判定部の出力をもとに警報を発する警報装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項９】
警報装置はドアが閉鎖動作中に異物判定部で異物があると判定された場合に警告を発することを特徴とする請求項８に記載のドアシステム。
【請求項１０】
扉駆動制御装置はドアが開放動作中に異物判定部で異物があると判定された場合にドアの開放動作停止または反転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項１１】
扉駆動制御装置はドアが閉鎖動作中に異物判定部で異物があると判定された場合にドアの閉鎖動作停止または反転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のドアシステムを備えたエレベータ装置。
【請求項１】
水平方向に対向した一対の縦枠と、
前記縦枠の上端部同士を接続する上枠と、
前記上枠に設置され前記縦枠および前記上枠で構成される出入り口近傍を撮影するカメラと、
前記一対の縦枠のそれぞれに床面から同じ高さに設置されたマーカと、
前記カメラの出力画像中の前記マーカの位置をもとに前記カメラから前記マーカまでの距離Ｒを算出するＲ演算部と、
前記カメラの出力画像中の前記マーカの位置をもとに一方の前記マーカの端点Ａ、前記カメラＢおよび他方の前記マーカの端点Ｃからなる角ＡＢＣの大きさθを算出するθ演算部と、
前記Ｒおよび前記θから前記出入り口の寸法を算出する枠体寸法判定部と、
前記出入り口の寸法から異物判定の検出画素数を算出する異物判定画素数設定部と、
前記カメラの出力画像および前記検出画素数から異物の有無を判定する異物判定部と、
前記異物判定部の出力をもとにドアの開閉動作を制御する扉駆動制御装置と
を備えるドアシステム。
【請求項２】
カメラ撮影時に出入り口近傍を照射する投光器を備えることを特徴とする請求項１に記載のドアシステム。
【請求項３】
マーカは光学的な再帰性反射の特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載のドアシステム。
【請求項４】
マーカはカメラ撮影時に自発光することを特徴とする請求項１に記載のドアシステム。
【請求項５】
マーカはカメラに近づくにつれてピッチが単調に増加するピッチパターンを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項６】
マーカは取り外し可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項７】
異物判定部はカメラによって異なる時刻に取得した画像の差分画像および検出画素数から異物の有無を判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項８】
異物判定部の出力をもとに警報を発する警報装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項９】
警報装置はドアが閉鎖動作中に異物判定部で異物があると判定された場合に警告を発することを特徴とする請求項８に記載のドアシステム。
【請求項１０】
扉駆動制御装置はドアが開放動作中に異物判定部で異物があると判定された場合にドアの開放動作停止または反転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項１１】
扉駆動制御装置はドアが閉鎖動作中に異物判定部で異物があると判定された場合にドアの閉鎖動作停止または反転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のドアシステム。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のドアシステムを備えたエレベータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１４２８５（Ｐ２０１２−２１４２８５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１９２５（Ｐ２０１１−８１９２５）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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