倒れ検知装置及び乗客コンベア
【課題】紙袋や布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合でも誤検出しない倒れ検知装置及び乗客コンベアを得る。
【解決手段】乗客コンベア１の乗降口付近に設置され、レーザビームを放射するスキャン型距離センサ７を備え、スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、設定した検知エリア内のデータに対し時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差が閾値以下であり、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、領域の物体の表面サイズを計算し、物体の表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定するものにおいて、スキャン型距離センサは、物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知する。
【解決手段】乗客コンベア１の乗降口付近に設置され、レーザビームを放射するスキャン型距離センサ７を備え、スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、設定した検知エリア内のデータに対し時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差が閾値以下であり、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、領域の物体の表面サイズを計算し、物体の表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定するものにおいて、スキャン型距離センサは、物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、倒れ検知装置、及び、エスカレータ、電動道路等の乗客コンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗客コンベアにおいては、運転中の乗客コンベアから利用者（乗客）が乗降口に降りる際、誤って倒れてしまうことが懸念されている。もし、利用者が乗降口で誤って倒れても、通常は利用者の倒れを検知することができないため、その改善が望まれている。
【０００３】
従来の乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗降部近傍にレーザスキャンセンサを設置し、このレーザスキャンセンサにより、平面座標上での利用者の移動を測定し、このレーザスキャンセンサにより測定した利用者の移動速度（乗降部における滞留状態情報）が所定値を下回ったとき、音声合成装置による注意喚起放送を行うとともに、利用客の滞留や混雑が長引いたときには、インバータ装置の発生周波数・電圧を制御して、駆動モータの速度を遅くしたり、停止させたりするようにした乗客コンベアの安全装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この乗客コンベアの安全装置は、乗客コンベアの乗降部近傍に設置したレーザスキャンセンサにより、検出対象物（乗客）の表面の連続点の座標マップを作成し、予め計測しておいた利用客がない状態における座標データマップと重ね合わせ、固定障害物の座標データを除去し、これによって、乗客コンベア上の現在の平面座標データマップにより、乗客の輪郭データを得る。そして、乗客の輪郭データから、乗客の中心点の座標を算出し、個々の検出対象物（乗客）の移動速度を算出し、検出対象物の移動速度が予定のしきい値を下回った場合、乗客の立ち止まりや滞留を検出し、また、乗客の立ち止まりや滞留を検出しなかった場合でも、検出物体多数検出しきい値を上回った場合には、乗客コンベア乗降部の混雑状態と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０３０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の乗客コンベアの安全装置では、レーザスキャンセンサにより、捉えた検出対象物（利用者）の輪郭データ（形状）から中心点を捉え、その中心点の数と移動速度に基づいて滞留や過密状態を計測しているため、利用者（乗客）が倒れた場合、例えば頭部が乗降口付近であっても足元はスキャンエリア外の場合があり、このような状態では正確に中心点が求められず、倒れを検知できない場合がある。また、仮に中心点を求めたとしても、乗降口以外が中心となって、問題無しと判断し警報を鳴らさない場合がある。また、倒れた利用者が手を動かすなど、バタついたり、微小なしぐさをした場合、手の部分で中心点を捉え、それが適度に動くため、混雑状態と誤認識して適正な通行状態と判定し、倒れを検知できない恐れがある。また、レーザが遠方まで届いてしまうと、乗客コンベアから離れた滞留によって誤動作する恐れがある。また、地面に踏み込んだ足の反対の足を捉えられ、且つ、転倒を捕らえる必要があるため、設置されるレーザスキャンセンサの高さは最適な高さにする必要がある。
【０００６】
また、レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサを用いた乗客コンベアの利用者倒れ検知装置においては、外部より飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合には、誤検出することが考えられる。例えば、倒れ物体の物体表面サイズを３５０ｍｍで設定した場合を考えると、センサ表面が飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によって１８０度の範囲で覆われてしまった場合は、その異物の物体表面サイズが３１４ｍｍとなり、倒れ検出とはならずに誤検出となってしまうことがある。また、悪戯によってガム等の異物が付着した場合は、利用者の物体表面サイズが閾値以下であっても、ガムの物体表面サイズが加算されるため、誤って倒れと誤検出しまうことがある。また、センサ近傍にペットボトル等が置かれた場合、レーザ光屈折により、ペットボトルが検出できないことがある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合でも誤検出せずに、確実に検知することができる倒れ検知装置及び乗客コンベアを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る倒れ検知装置においては、転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知するものである。
【０００９】
また、この発明に係る乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、乗客コンベアの乗降口付近に設置され、乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、さらに、スキャン型距離センサは、物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知するものである。
【００１０】
また、スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定するものである。
【００１１】
また、スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知するものである。
【００１２】
また、軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力するものである。
【００１３】
また、スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合でも誤検出せずに、異物検知として警告や警報等の処理を行い、掃除要求や異物除去要求を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の基本例である倒れ検知装置を備えた乗客コンベアの全体の概略構成を示す側面図である。
【図２】この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図である。
【図３】この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図である。
【図４】この発明の基本例である倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図である。
【図５】この発明の基本例である倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図である。
【図６】この発明の基本例である倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図である。
【図７】この発明の基本例である倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す下りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図である。
【図９】この発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す上りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図である。
【図１０】倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した状態を拡大して示す部分斜視図である。
【図１１】倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した時の観測結果を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施例１における倒れ検知装置による故障検知を説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の実施例２における倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた状態を拡大して示す部分斜視図である。
【図１４】倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた時の観測結果を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施例２における倒れ検知装置による別の故障検知を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【基本例】
【００１６】
図１はこの発明の基本例である倒れ検知装置を備えた乗客コンベア全体の概略構成を示す側面図、図２は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図、図３は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図、図４は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図、図５は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図、図６は倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図、図７は倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【００１７】
図１〜図３において、１は乗客コンベアで、ここでは下り運転されているものとする。２は乗客コンベア１の降り場となる１階の乗降口、３は乗客コンベア１の乗り場となる２階の乗降口、４は各乗降口２、３にそれぞれ設置された乗客コンベアの乗降用床板であり、乗客はこの乗降用床板４から乗客コンベア１のステップに乗り込んだり、乗客コンベア１のステップから降りたりするものである。５は乗降用床板４のステップ側の先端部に設けられたくし板、６は乗降用床板４の反くし板５側に設けられた、乗客が乗客コンベア１の乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路である。ここでは、利用者（乗客）が降り場である１階の乗降口２の乗降用床板４上で倒れした場合を示している。７は１階の乗降口（降り場）２の一側部付近及び２階の乗降口（乗り場）３の一側部付近に乗客の通行の邪魔にならないようにそれぞれ設置されたレーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサで、図３に示すように、柱体の中に設置しても良い。また、レーザスキャンカメラとセットになっていて、小型カメラにより倒れ検知映像を捉え、倒れ検知映像を保存したり、管理者に送るようにしても良い。このスキャン型距離センサ７は、図２に示すように、乗降口２、３の一側部付近からレーザビームを水平方向に放射し、レーザの光軸を鉛直方向に回転させることでセンサを中心とした水平方向の距離を測定している。そして、乗降口２の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、１階の乗降口（降り場）２では、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６、乗降用床板４、くし板５の範囲を含むように走査されている。また、乗降口３の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、２階の乗降口（乗り場）３では、くし板５、乗降用床板４、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６の範囲を含むように走査されている。すなわち、レーザビームの走査範囲７ａは、乗降口２、３付近に設けられた乗降用床板４及びくし板５は勿論のこと、離れた位置から乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６を含むように走査されるものである。８はスキャン型距離センサ７に接続された処理装置である。このようなスキャン型距離センサ７及び処理装置８を設置し、スキャン型距離センサ７により物体の大きさ若しくは長さを計測する。スキャン型距離センサ７が測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差および標準偏差の標準偏差を計算する。標準偏差が閾値以下であり、且つ、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する。そして、その表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定時間以上持続すると、利用者（乗客）の倒れ状態と判定する。図４に示すように、スキャン型距離センサ７は、±１２０°の範囲を例えば０．３６°（３６０°を１０２４分割）の角度ピッチで物体との距離Ｒを計測する。計測単位はミリメートル（ｍｍ）とする。走査周期は１００ｍｓである。図５は簡単にするため、１５°ピッチで図示しており、○印は測定点である。図５の点線の枠は検知エリアを示しており、点Ａ、Ｂ、Ｈは検知エリア外のため、計算に利用されない。図５の黒矢印は過去１〜２秒間の測定点の距離変動の標準偏差、白矢印は前記標準偏差の過去２〜８点の標準偏差の範囲を示している。標準偏差の標準偏差とは、先に求めた標準偏差自体の時間的な変化幅を見るために、更に時間軸方向に標準偏差を取ったものである。図５の点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは検知エリア内のため、計算に利用される。図５の点Ｄ−Ｅ間で更に両側にはみ出している円弧、点Ｆの両側にはみ出している円弧、及び点Ｇの両側にはみ出している円弧は物体表面サイズである。ここで、検知エリアの境界処理を説明する。点Ｇは過去１〜２秒間には検知エリアから外れた点が存在するかも知れない。この場合、検知エリアから外れた点は計算に加えないことになっている。標準偏差、標準偏差の標準偏差の両方若しくは選択した側が閾値以下となると、物体表面サイズを計算する。今、点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが閾値以下となったとすると、それぞれの円弧の長さを出し、その合計を物体表面サイズとする。また、図６は横軸を標準偏差の値（又は標準偏差の標準偏差の値）とし、所定の物体表面サイズ以上となる時間を縦軸にとったものである。図６から明らかなように、倒れ状態は継続時間が長く、滞留状態は継続時間が短いため、倒れ状態と滞留状態との間に間隔があれば、この間隔をマージンとして正しく判定ができることを意味する。また、最も間隔が広いところを判定閾値とすればよい。実際の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の閾値を６０〜８０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を４００〜６００ｍｍ、継続時間を５〜１０秒とした場合に倒れを正しく判定できることが判った。但し、この場合はスキャン型距離センサ７の前でバタついた場合は倒れと判定されない。（バタつき倒れ：手足を３０ｃｍ往復／秒で動かす）。また、実際の標準偏差の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の標準偏差の閾値を２０〜４０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を３００〜５００ｍｍ、継続時間を１〜２秒とした場合に正しく判定でき、この場合は前記バタつき倒れでも倒れと判定できることが判った。よって、標準偏差の標準偏差で倒れ検知することを選択し、上記パラメータを設定することで、バタつきを含め倒れを正しく検知できると言える。上記パラメータの有効性を検証するために、閑散時、過密（混雑）時、静止倒れ、バタつき倒れについて検証した結果、非倒れ時は誤報がなく、バタつき倒れを含む倒れは約５〜１０秒で倒れを検知できることを確認した。すなわち、上記検証結果によると、閑散時は、占有率が１２．５％と低く、標準偏差の標準偏差は、ほんの一瞬しか閾値を下回らず、その範囲も小さいため物体表面サイズは殆ど上昇しない。よって倒れとは判定されない。過密（混雑）時は、占有率が５０％を超え、４ｍ／分と非常に低速時においても、標準偏差の標準偏差は殆ど閾値を下回らない。よって過密時においても倒れとは誤判定しない。また、静止倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が３．５秒、継続時間１．５秒を加えると５秒で倒れを検知する。また、バタつき倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が４．５秒、継続時間１．５秒を加えると６秒で倒れを検知する。なお、実際に同条件で現地データを評価した。現地データは非常に混雑した状態であるが、標準偏差の標準偏差は閾値を殆ど下回らず誤報に至ることはなかった。
【００１８】
次に、この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアの倒れ検知アルゴリズムを図７により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、測定した角度毎の距離データを蓄積する（ステップＳ１）。次に、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の計算を行い（ステップＳ３）、標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ４）。ここで、標準偏差は過去１〜２秒間の検知エリア内のデータから計算する。また、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の標準偏差の計算を行い（ステップＳ５）、標準偏差の標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ６）。ここで、標準偏差の標準偏差は過去２〜８点の標準偏差から計算する。そして、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する（ステップＳ７）。そして、計算の結果、その物体の表面サイズが閾値以上かどうかを判定し（ステップＳ８）、閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると（ステップＳ９）、倒れ状態と判定し、倒れを検知する（ステップＳ１０）。なお、倒れを検知した場合、乗客コンベアの速度を落とし、停止させることは言うまでもない。また、倒れを検知した場合は、時間の経過とともに警告のためのアラーム音量を大きくするようにしても良い。また、ほぼ０メートルのスキャン角度が所定の割合以上になった場合は、スキャン型距離センサ７に汚れが付着したと判断し（汚れ検知機能）、警告を出すようにしても良い。
【実施例１】
【００１９】
上記基本例によるレーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７を用いた乗客コンベアの利用者倒れ検知装置においては、外部より飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合には、誤検出することが考えられる。例えば、倒れ物体の物体表面サイズを３５０ｍｍで設定した場合を考えると、センサ表面が飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によって、例えば距離１００ｍｍで１８０度の範囲で覆われてしまった場合は、その異物の物体表面サイズが３．１４×１００＝３１４ｍｍとなり、倒れ検出とはならずに誤検出となってしまうことがある。また、悪戯によってガム等の異物が付着した場合は、利用者の物体表面サイズが閾値以下であっても、ガムの物体表面サイズが加算されるため、誤って倒れと誤検出しまうことがある。また、センサ近傍にペットボトル等が置かれた場合、レーザ光屈折により、ペットボトルが検出できないことがある。
【００２０】
図８はこの発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す下りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図、図９は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す上りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図、図１０は倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した状態を拡大して示す部分斜視図、図１１は倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した時の観測結果を示す説明図、図１２は倒れ検知装置による故障検知を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
図８はスキャン型距離センサ７の下りエスカレータのレーザ検出限界Ｘ（約２ｍ）、背景観測可能範囲Ｙ１と無効範囲Ｙ２、背景観測可能範囲の最大距離Ｚ（約３ｍ）を示す。また、図９は上りエスカレータの場合を示す。上りエスカレータはライザが動くため、背景が変化することを考慮し、レーザ検出限界Ｘを約１．７ｍまで狭くできるが、背景観測可能範囲Ｙ１と無効範囲Ｙ２、背景観測可能範囲の最大距離Ｚ（約３ｍ）はほぼ変わらない。
図１０はスキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した状態を示す。図１１はスキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した時の観測結果を示す。
【００２２】
次に、この発明の実施例１である倒れ検知装置により、スキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した場合の故障検知について、図１２により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、検知エリア内の測定距離データを抽出処理し（ステップＳ１１）、角度毎の測定距離データを蓄積し（ステップＳ１２）、物体の表面サイズ（長さ）を計算し（ステップＳ１３）、物体までの距離を計算する（ステップＳ１４）。物体までの距離を計算した結果、その物体までの距離が例えば１００ｍｍ以内のセンサ近傍かどうかを判定する（ステップＳ１５）。もしステップＳ１５で物体までの距離が１００ｍｍ以内のセンサ近傍でなければ、ステップＳ１６に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。次に、上記ステップＳ１５で物体までの距離が１００ｍｍ以内のセンサ近傍であると判定された場合は、倒れ検知の処理対象とせず、物体サイズは第１の閾値Ａ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１７）。もしステップＳ１７で物体サイズが第１の閾値Ａ以上でなければ、余り影響を受けないのでステップＳ１８に進み、終了する。次に、上記ステップＳ１７で物体サイズが第１の閾値Ａ以上であると判定された場合は、物体サイズは第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１９）。もしステップＳ１９で物体サイズが第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上でなければ、その状態が所定の継続時間以上継続するかどうかを判定し（ステップＳ２０）、所定の継続時間以上継続すれば、軽故障検知として処理される（ステップＳ２１）。ここで軽故障検知とは、例えば物体サイズが比較的小さく、ジュース等の飲み物や水滴等がかかった状態で、所定の継続時間放置しておけば、やがて乾燥蒸発して飲み物や水滴が無くなるのであれば、軽故障検知には至らないこともあるが、もし所定の継続時間以上継続しても軽故障の原因が解消されない場合は、異物検知の軽故障として緊急性は低いが、スキャン型距離センサ７の掃除要求を出力する処理を行うことになる。また、ステップＳ１９で物体サイズが第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上であれば、その状態が所定の継続時間以上継続するかどうかを判定し（ステップＳ２２）、所定の継続時間以上継続すれば、異物検知の重故障検知として処理される（ステップＳ２３）。ここで重故障検知とは、例えば物体サイズが大きく、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合で、所定の継続時間放置しておけば、やがて紙袋やビニール袋或いは布類等の異物が外れて無くなるのであれば、重故障検知には至らないこともあるが、所定の継続時間以上継続しても重故障の原因が解消されない場合は、異物検知の重故障として緊急性が高いため、スキャン型距離センサ７の異物を除去するという異物処理要求を出力することになる。
【実施例２】
【００２３】
図１３はこの発明の実施例２における倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた状態を拡大して示す部分斜視図、図１４は倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた時の観測結果を示す説明図、図１５は倒れ検知装置による別の故障検知を説明するためのフローチャートである。
この実施例２は、スキャン型距離センサ７に近接して飲みかけのペットボトル１０が置かれた場合の故障検知であり、ペットボトル１０でのレーザ光屈折により、ペットボトル１０の存在が検出できない場合があるので、背景処理を加えたものである。
【００２４】
次に、この発明の実施例２における倒れ検知装置により、スキャン型距離センサ７に近接して飲みかけのペットボトル１０が置かれた場合の故障検知について、図１５により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、検知エリア内の測定距離データを抽出処理し（ステップＳ３１）、角度毎の測定距離データを蓄積し（ステップＳ３２）、物体の表面サイズを計算する（ステップＳ３３）。そして、物体を検知したかどうかを判定する（ステップＳ３４）。もしステップＳ３４で物体を検知した場合は、ステップＳ３５に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。次に、上記ステップＳ３４で物体を検知しないと判定された場合は、ステップＳ３６に進み、背景処理を実施する。次に、上記ステップＳ３６で背景処理を実施した結果、背景観測可能範囲Ｙ１であるにも拘らず、スカートガード等の存在すべき背景となる壁１１が検知できない背景抜け部分１２がある場合、その背景抜け部分１２の大きさが閾値αより小さいかどうかを判定する（ステップＳ３７）。そして、背景抜け部分１２の大きさが閾値αより小さいと判定された場合は、ステップＳ３５に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。しかし、背景抜け部分１２の大きさが閾値αよりも大きいと判定された場合は、重故障検知として処理される（ステップＳ３８）。この場合の重故障検知処理とは、スキャン型距離センサ７に近接して置かれたペットボトル１０を除去するという処理要求を出力することになる。
先行技術ではペットボトルが置かれた場合、レーザ光屈折により倒れを検知できないばかりか、ペットボトルすら検知できない問題があったが、以上説明した動作より、ペットボトルによって倒れ検知が正常に出来ない状態にあると重故障検知し警報を上げることができる。
【００２５】
なお、実施例１、２では、この発明の倒れ検知装置を乗客コンベアに適用した例について説明したが、これに限ることなく、この発明の倒れ検知装置を例えばエレベータのかごに設置してエレベータのかご内の倒れ検知を行うなど、特定のエリアの倒れ検知にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 乗客コンベア
２ １階の乗降口（降り場）
３ ２階の乗降口（乗り場）
４ 乗降用床板
５ くし板
６ アプローチ用通路
７ スキャン型距離センサ（レーザスキャンセンサ）
７ａ レーザビームの走査範囲
８ 処理装置
９ 紙袋等の異物
１０ ペットボトル
１１ スカートガード等の存在すべき背景となる壁
１２ 背景抜け部分
【技術分野】
【０００１】
この発明は、倒れ検知装置、及び、エスカレータ、電動道路等の乗客コンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗客コンベアにおいては、運転中の乗客コンベアから利用者（乗客）が乗降口に降りる際、誤って倒れてしまうことが懸念されている。もし、利用者が乗降口で誤って倒れても、通常は利用者の倒れを検知することができないため、その改善が望まれている。
【０００３】
従来の乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗降部近傍にレーザスキャンセンサを設置し、このレーザスキャンセンサにより、平面座標上での利用者の移動を測定し、このレーザスキャンセンサにより測定した利用者の移動速度（乗降部における滞留状態情報）が所定値を下回ったとき、音声合成装置による注意喚起放送を行うとともに、利用客の滞留や混雑が長引いたときには、インバータ装置の発生周波数・電圧を制御して、駆動モータの速度を遅くしたり、停止させたりするようにした乗客コンベアの安全装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この乗客コンベアの安全装置は、乗客コンベアの乗降部近傍に設置したレーザスキャンセンサにより、検出対象物（乗客）の表面の連続点の座標マップを作成し、予め計測しておいた利用客がない状態における座標データマップと重ね合わせ、固定障害物の座標データを除去し、これによって、乗客コンベア上の現在の平面座標データマップにより、乗客の輪郭データを得る。そして、乗客の輪郭データから、乗客の中心点の座標を算出し、個々の検出対象物（乗客）の移動速度を算出し、検出対象物の移動速度が予定のしきい値を下回った場合、乗客の立ち止まりや滞留を検出し、また、乗客の立ち止まりや滞留を検出しなかった場合でも、検出物体多数検出しきい値を上回った場合には、乗客コンベア乗降部の混雑状態と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０３０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の乗客コンベアの安全装置では、レーザスキャンセンサにより、捉えた検出対象物（利用者）の輪郭データ（形状）から中心点を捉え、その中心点の数と移動速度に基づいて滞留や過密状態を計測しているため、利用者（乗客）が倒れた場合、例えば頭部が乗降口付近であっても足元はスキャンエリア外の場合があり、このような状態では正確に中心点が求められず、倒れを検知できない場合がある。また、仮に中心点を求めたとしても、乗降口以外が中心となって、問題無しと判断し警報を鳴らさない場合がある。また、倒れた利用者が手を動かすなど、バタついたり、微小なしぐさをした場合、手の部分で中心点を捉え、それが適度に動くため、混雑状態と誤認識して適正な通行状態と判定し、倒れを検知できない恐れがある。また、レーザが遠方まで届いてしまうと、乗客コンベアから離れた滞留によって誤動作する恐れがある。また、地面に踏み込んだ足の反対の足を捉えられ、且つ、転倒を捕らえる必要があるため、設置されるレーザスキャンセンサの高さは最適な高さにする必要がある。
【０００６】
また、レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサを用いた乗客コンベアの利用者倒れ検知装置においては、外部より飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合には、誤検出することが考えられる。例えば、倒れ物体の物体表面サイズを３５０ｍｍで設定した場合を考えると、センサ表面が飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によって１８０度の範囲で覆われてしまった場合は、その異物の物体表面サイズが３１４ｍｍとなり、倒れ検出とはならずに誤検出となってしまうことがある。また、悪戯によってガム等の異物が付着した場合は、利用者の物体表面サイズが閾値以下であっても、ガムの物体表面サイズが加算されるため、誤って倒れと誤検出しまうことがある。また、センサ近傍にペットボトル等が置かれた場合、レーザ光屈折により、ペットボトルが検出できないことがある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合でも誤検出せずに、確実に検知することができる倒れ検知装置及び乗客コンベアを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る倒れ検知装置においては、転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知するものである。
【０００９】
また、この発明に係る乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、乗客コンベアの乗降口付近に設置され、乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、さらに、スキャン型距離センサは、物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知するものである。
【００１０】
また、スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定するものである。
【００１１】
また、スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知するものである。
【００１２】
また、軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力するものである。
【００１３】
また、スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合でも誤検出せずに、異物検知として警告や警報等の処理を行い、掃除要求や異物除去要求を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の基本例である倒れ検知装置を備えた乗客コンベアの全体の概略構成を示す側面図である。
【図２】この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図である。
【図３】この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図である。
【図４】この発明の基本例である倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図である。
【図５】この発明の基本例である倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図である。
【図６】この発明の基本例である倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図である。
【図７】この発明の基本例である倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す下りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図である。
【図９】この発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す上りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図である。
【図１０】倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した状態を拡大して示す部分斜視図である。
【図１１】倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した時の観測結果を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施例１における倒れ検知装置による故障検知を説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の実施例２における倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた状態を拡大して示す部分斜視図である。
【図１４】倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた時の観測結果を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施例２における倒れ検知装置による別の故障検知を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【基本例】
【００１６】
図１はこの発明の基本例である倒れ検知装置を備えた乗客コンベア全体の概略構成を示す側面図、図２は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図、図３は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図、図４は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図、図５は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図、図６は倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図、図７は倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【００１７】
図１〜図３において、１は乗客コンベアで、ここでは下り運転されているものとする。２は乗客コンベア１の降り場となる１階の乗降口、３は乗客コンベア１の乗り場となる２階の乗降口、４は各乗降口２、３にそれぞれ設置された乗客コンベアの乗降用床板であり、乗客はこの乗降用床板４から乗客コンベア１のステップに乗り込んだり、乗客コンベア１のステップから降りたりするものである。５は乗降用床板４のステップ側の先端部に設けられたくし板、６は乗降用床板４の反くし板５側に設けられた、乗客が乗客コンベア１の乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路である。ここでは、利用者（乗客）が降り場である１階の乗降口２の乗降用床板４上で倒れした場合を示している。７は１階の乗降口（降り場）２の一側部付近及び２階の乗降口（乗り場）３の一側部付近に乗客の通行の邪魔にならないようにそれぞれ設置されたレーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサで、図３に示すように、柱体の中に設置しても良い。また、レーザスキャンカメラとセットになっていて、小型カメラにより倒れ検知映像を捉え、倒れ検知映像を保存したり、管理者に送るようにしても良い。このスキャン型距離センサ７は、図２に示すように、乗降口２、３の一側部付近からレーザビームを水平方向に放射し、レーザの光軸を鉛直方向に回転させることでセンサを中心とした水平方向の距離を測定している。そして、乗降口２の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、１階の乗降口（降り場）２では、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６、乗降用床板４、くし板５の範囲を含むように走査されている。また、乗降口３の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、２階の乗降口（乗り場）３では、くし板５、乗降用床板４、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６の範囲を含むように走査されている。すなわち、レーザビームの走査範囲７ａは、乗降口２、３付近に設けられた乗降用床板４及びくし板５は勿論のこと、離れた位置から乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６を含むように走査されるものである。８はスキャン型距離センサ７に接続された処理装置である。このようなスキャン型距離センサ７及び処理装置８を設置し、スキャン型距離センサ７により物体の大きさ若しくは長さを計測する。スキャン型距離センサ７が測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差および標準偏差の標準偏差を計算する。標準偏差が閾値以下であり、且つ、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する。そして、その表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定時間以上持続すると、利用者（乗客）の倒れ状態と判定する。図４に示すように、スキャン型距離センサ７は、±１２０°の範囲を例えば０．３６°（３６０°を１０２４分割）の角度ピッチで物体との距離Ｒを計測する。計測単位はミリメートル（ｍｍ）とする。走査周期は１００ｍｓである。図５は簡単にするため、１５°ピッチで図示しており、○印は測定点である。図５の点線の枠は検知エリアを示しており、点Ａ、Ｂ、Ｈは検知エリア外のため、計算に利用されない。図５の黒矢印は過去１〜２秒間の測定点の距離変動の標準偏差、白矢印は前記標準偏差の過去２〜８点の標準偏差の範囲を示している。標準偏差の標準偏差とは、先に求めた標準偏差自体の時間的な変化幅を見るために、更に時間軸方向に標準偏差を取ったものである。図５の点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは検知エリア内のため、計算に利用される。図５の点Ｄ−Ｅ間で更に両側にはみ出している円弧、点Ｆの両側にはみ出している円弧、及び点Ｇの両側にはみ出している円弧は物体表面サイズである。ここで、検知エリアの境界処理を説明する。点Ｇは過去１〜２秒間には検知エリアから外れた点が存在するかも知れない。この場合、検知エリアから外れた点は計算に加えないことになっている。標準偏差、標準偏差の標準偏差の両方若しくは選択した側が閾値以下となると、物体表面サイズを計算する。今、点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが閾値以下となったとすると、それぞれの円弧の長さを出し、その合計を物体表面サイズとする。また、図６は横軸を標準偏差の値（又は標準偏差の標準偏差の値）とし、所定の物体表面サイズ以上となる時間を縦軸にとったものである。図６から明らかなように、倒れ状態は継続時間が長く、滞留状態は継続時間が短いため、倒れ状態と滞留状態との間に間隔があれば、この間隔をマージンとして正しく判定ができることを意味する。また、最も間隔が広いところを判定閾値とすればよい。実際の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の閾値を６０〜８０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を４００〜６００ｍｍ、継続時間を５〜１０秒とした場合に倒れを正しく判定できることが判った。但し、この場合はスキャン型距離センサ７の前でバタついた場合は倒れと判定されない。（バタつき倒れ：手足を３０ｃｍ往復／秒で動かす）。また、実際の標準偏差の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の標準偏差の閾値を２０〜４０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を３００〜５００ｍｍ、継続時間を１〜２秒とした場合に正しく判定でき、この場合は前記バタつき倒れでも倒れと判定できることが判った。よって、標準偏差の標準偏差で倒れ検知することを選択し、上記パラメータを設定することで、バタつきを含め倒れを正しく検知できると言える。上記パラメータの有効性を検証するために、閑散時、過密（混雑）時、静止倒れ、バタつき倒れについて検証した結果、非倒れ時は誤報がなく、バタつき倒れを含む倒れは約５〜１０秒で倒れを検知できることを確認した。すなわち、上記検証結果によると、閑散時は、占有率が１２．５％と低く、標準偏差の標準偏差は、ほんの一瞬しか閾値を下回らず、その範囲も小さいため物体表面サイズは殆ど上昇しない。よって倒れとは判定されない。過密（混雑）時は、占有率が５０％を超え、４ｍ／分と非常に低速時においても、標準偏差の標準偏差は殆ど閾値を下回らない。よって過密時においても倒れとは誤判定しない。また、静止倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が３．５秒、継続時間１．５秒を加えると５秒で倒れを検知する。また、バタつき倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が４．５秒、継続時間１．５秒を加えると６秒で倒れを検知する。なお、実際に同条件で現地データを評価した。現地データは非常に混雑した状態であるが、標準偏差の標準偏差は閾値を殆ど下回らず誤報に至ることはなかった。
【００１８】
次に、この発明の基本例である倒れ検知装置及び乗客コンベアの倒れ検知アルゴリズムを図７により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、測定した角度毎の距離データを蓄積する（ステップＳ１）。次に、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の計算を行い（ステップＳ３）、標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ４）。ここで、標準偏差は過去１〜２秒間の検知エリア内のデータから計算する。また、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の標準偏差の計算を行い（ステップＳ５）、標準偏差の標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ６）。ここで、標準偏差の標準偏差は過去２〜８点の標準偏差から計算する。そして、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する（ステップＳ７）。そして、計算の結果、その物体の表面サイズが閾値以上かどうかを判定し（ステップＳ８）、閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると（ステップＳ９）、倒れ状態と判定し、倒れを検知する（ステップＳ１０）。なお、倒れを検知した場合、乗客コンベアの速度を落とし、停止させることは言うまでもない。また、倒れを検知した場合は、時間の経過とともに警告のためのアラーム音量を大きくするようにしても良い。また、ほぼ０メートルのスキャン角度が所定の割合以上になった場合は、スキャン型距離センサ７に汚れが付着したと判断し（汚れ検知機能）、警告を出すようにしても良い。
【実施例１】
【００１９】
上記基本例によるレーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７を用いた乗客コンベアの利用者倒れ検知装置においては、外部より飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合には、誤検出することが考えられる。例えば、倒れ物体の物体表面サイズを３５０ｍｍで設定した場合を考えると、センサ表面が飛来してきた紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によって、例えば距離１００ｍｍで１８０度の範囲で覆われてしまった場合は、その異物の物体表面サイズが３．１４×１００＝３１４ｍｍとなり、倒れ検出とはならずに誤検出となってしまうことがある。また、悪戯によってガム等の異物が付着した場合は、利用者の物体表面サイズが閾値以下であっても、ガムの物体表面サイズが加算されるため、誤って倒れと誤検出しまうことがある。また、センサ近傍にペットボトル等が置かれた場合、レーザ光屈折により、ペットボトルが検出できないことがある。
【００２０】
図８はこの発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す下りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図、図９は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す上りエスカレータの乗り込み口付近の平面図及び側面図、図１０は倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した状態を拡大して示す部分斜視図、図１１は倒れ検知装置のスキャン型距離センサに紙袋等の異物が付着した時の観測結果を示す説明図、図１２は倒れ検知装置による故障検知を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
図８はスキャン型距離センサ７の下りエスカレータのレーザ検出限界Ｘ（約２ｍ）、背景観測可能範囲Ｙ１と無効範囲Ｙ２、背景観測可能範囲の最大距離Ｚ（約３ｍ）を示す。また、図９は上りエスカレータの場合を示す。上りエスカレータはライザが動くため、背景が変化することを考慮し、レーザ検出限界Ｘを約１．７ｍまで狭くできるが、背景観測可能範囲Ｙ１と無効範囲Ｙ２、背景観測可能範囲の最大距離Ｚ（約３ｍ）はほぼ変わらない。
図１０はスキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した状態を示す。図１１はスキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した時の観測結果を示す。
【００２２】
次に、この発明の実施例１である倒れ検知装置により、スキャン型距離センサ７に紙袋等の異物９が付着した場合の故障検知について、図１２により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、検知エリア内の測定距離データを抽出処理し（ステップＳ１１）、角度毎の測定距離データを蓄積し（ステップＳ１２）、物体の表面サイズ（長さ）を計算し（ステップＳ１３）、物体までの距離を計算する（ステップＳ１４）。物体までの距離を計算した結果、その物体までの距離が例えば１００ｍｍ以内のセンサ近傍かどうかを判定する（ステップＳ１５）。もしステップＳ１５で物体までの距離が１００ｍｍ以内のセンサ近傍でなければ、ステップＳ１６に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。次に、上記ステップＳ１５で物体までの距離が１００ｍｍ以内のセンサ近傍であると判定された場合は、倒れ検知の処理対象とせず、物体サイズは第１の閾値Ａ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１７）。もしステップＳ１７で物体サイズが第１の閾値Ａ以上でなければ、余り影響を受けないのでステップＳ１８に進み、終了する。次に、上記ステップＳ１７で物体サイズが第１の閾値Ａ以上であると判定された場合は、物体サイズは第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１９）。もしステップＳ１９で物体サイズが第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上でなければ、その状態が所定の継続時間以上継続するかどうかを判定し（ステップＳ２０）、所定の継続時間以上継続すれば、軽故障検知として処理される（ステップＳ２１）。ここで軽故障検知とは、例えば物体サイズが比較的小さく、ジュース等の飲み物や水滴等がかかった状態で、所定の継続時間放置しておけば、やがて乾燥蒸発して飲み物や水滴が無くなるのであれば、軽故障検知には至らないこともあるが、もし所定の継続時間以上継続しても軽故障の原因が解消されない場合は、異物検知の軽故障として緊急性は低いが、スキャン型距離センサ７の掃除要求を出力する処理を行うことになる。また、ステップＳ１９で物体サイズが第１の閾値Ａよりも大きい第２の閾値Ｂ以上であれば、その状態が所定の継続時間以上継続するかどうかを判定し（ステップＳ２２）、所定の継続時間以上継続すれば、異物検知の重故障検知として処理される（ステップＳ２３）。ここで重故障検知とは、例えば物体サイズが大きく、紙袋やビニール袋或いは布類等の異物によってセンサカバーが覆われた場合、或いは悪戯によってセンサカバーにガム等が貼り付けられた場合で、所定の継続時間放置しておけば、やがて紙袋やビニール袋或いは布類等の異物が外れて無くなるのであれば、重故障検知には至らないこともあるが、所定の継続時間以上継続しても重故障の原因が解消されない場合は、異物検知の重故障として緊急性が高いため、スキャン型距離センサ７の異物を除去するという異物処理要求を出力することになる。
【実施例２】
【００２３】
図１３はこの発明の実施例２における倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた状態を拡大して示す部分斜視図、図１４は倒れ検知装置のスキャン型距離センサの近傍にペットボトルが置かれた時の観測結果を示す説明図、図１５は倒れ検知装置による別の故障検知を説明するためのフローチャートである。
この実施例２は、スキャン型距離センサ７に近接して飲みかけのペットボトル１０が置かれた場合の故障検知であり、ペットボトル１０でのレーザ光屈折により、ペットボトル１０の存在が検出できない場合があるので、背景処理を加えたものである。
【００２４】
次に、この発明の実施例２における倒れ検知装置により、スキャン型距離センサ７に近接して飲みかけのペットボトル１０が置かれた場合の故障検知について、図１５により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、検知エリア内の測定距離データを抽出処理し（ステップＳ３１）、角度毎の測定距離データを蓄積し（ステップＳ３２）、物体の表面サイズを計算する（ステップＳ３３）。そして、物体を検知したかどうかを判定する（ステップＳ３４）。もしステップＳ３４で物体を検知した場合は、ステップＳ３５に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。次に、上記ステップＳ３４で物体を検知しないと判定された場合は、ステップＳ３６に進み、背景処理を実施する。次に、上記ステップＳ３６で背景処理を実施した結果、背景観測可能範囲Ｙ１であるにも拘らず、スカートガード等の存在すべき背景となる壁１１が検知できない背景抜け部分１２がある場合、その背景抜け部分１２の大きさが閾値αより小さいかどうかを判定する（ステップＳ３７）。そして、背景抜け部分１２の大きさが閾値αより小さいと判定された場合は、ステップＳ３５に進み、通常の倒れ検知処理が行われる（詳細は基本例の図７参照）。しかし、背景抜け部分１２の大きさが閾値αよりも大きいと判定された場合は、重故障検知として処理される（ステップＳ３８）。この場合の重故障検知処理とは、スキャン型距離センサ７に近接して置かれたペットボトル１０を除去するという処理要求を出力することになる。
先行技術ではペットボトルが置かれた場合、レーザ光屈折により倒れを検知できないばかりか、ペットボトルすら検知できない問題があったが、以上説明した動作より、ペットボトルによって倒れ検知が正常に出来ない状態にあると重故障検知し警報を上げることができる。
【００２５】
なお、実施例１、２では、この発明の倒れ検知装置を乗客コンベアに適用した例について説明したが、これに限ることなく、この発明の倒れ検知装置を例えばエレベータのかごに設置してエレベータのかご内の倒れ検知を行うなど、特定のエリアの倒れ検知にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 乗客コンベア
２ １階の乗降口（降り場）
３ ２階の乗降口（乗り場）
４ 乗降用床板
５ くし板
６ アプローチ用通路
７ スキャン型距離センサ（レーザスキャンセンサ）
７ａ レーザビームの走査範囲
８ 処理装置
９ 紙袋等の異物
１０ ペットボトル
１１ スカートガード等の存在すべき背景となる壁
１２ 背景抜け部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする倒れ検知装置。
【請求項２】
スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定することを特徴とする請求項１記載の倒れ検知装置。
【請求項３】
スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知することを特徴とする請求項２記載の倒れ検知装置。
【請求項４】
軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力することを特徴とする請求項３記載の倒れ検知装置。
【請求項５】
転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項６】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項７】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの各乗降口のうち降り場となる乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項８】
スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の乗客コンベア。
【請求項９】
スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知することを特徴とする請求項８記載の乗客コンベア。
【請求項１０】
軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力することを特徴とする請求項９記載の乗客コンベア。
【請求項１１】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項１】
転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする倒れ検知装置。
【請求項２】
スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定することを特徴とする請求項１記載の倒れ検知装置。
【請求項３】
スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知することを特徴とする請求項２記載の倒れ検知装置。
【請求項４】
軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力することを特徴とする請求項３記載の倒れ検知装置。
【請求項５】
転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項６】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項７】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの各乗降口のうち降り場となる乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、前記物体までの距離を計算し、物体までの距離がスキャン型距離センサの近傍で、かつ物体表面サイズが閾値以上の状態が所定の継続時間以上継続すれば、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項８】
スキャン型距離センサは、物体までの距離が１００ｍｍ以内の場合にセンサ近傍と判定することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の乗客コンベア。
【請求項９】
スキャン型距離センサは、物体表面サイズが第１の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、軽度の異物検知として軽故障を検知し、物体表面サイズが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上で、かつ所定の継続時間以上継続すれば、重度の異物検知として重故障を検知することを特徴とする請求項８記載の乗客コンベア。
【請求項１０】
軽度の異物検知として軽故障を検知した場合はセンサ掃除要求を出力し、重度の異物検知として重故障を検知した場合は、異物の除去要求を出力することを特徴とする請求項９記載の乗客コンベア。
【請求項１１】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定し、
さらに、前記スキャン型距離センサは、物体を検知しない場合は背景処理を実施し、その背景処理により、背景観測可能範囲であるにも拘らず、存在すべき背景が検知できない背景抜け部分があり、背景抜け部分の大きさが閾値よりも大きい場合は、異物検知として故障を検知することを特徴とする乗客コンベア。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１２−１２６５７０（Ｐ２０１２−１２６５７０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９００７７（Ｐ２０１１−９００７７）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２３６０５６）三菱電機ビルテクノサービス株式会社 (1,792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２３６０５６）三菱電機ビルテクノサービス株式会社 (1,792)
【Ｆターム（参考）】
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