自動改札機
【課題】有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うこと抑止でき、さらに正券クレジット余りを抑止することができる自動改札機を提供する。
【解決手段】この自動改札機は、開閉ドア１６と、開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御部２３とを備える自動改札機１０であり、さらに、改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサ１５と、身長計測用センサのセンサ出力に基づき旅客の身長を計測する身長計測部２７と、身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出部２８とを備え、改札機制御部は、有償旅客検出部の有償旅客検出結果に基づいて開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うように構成される。
【解決手段】この自動改札機は、開閉ドア１６と、開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御部２３とを備える自動改札機１０であり、さらに、改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサ１５と、身長計測用センサのセンサ出力に基づき旅客の身長を計測する身長計測部２７と、身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出部２８とを備え、改札機制御部は、有償旅客検出部の有償旅客検出結果に基づいて開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動改札機に関し、特に、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を抑止することに適した自動改札機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の鉄道事業において鉄道旅客は、「乗車券を必要とする大人・小児の旅客（有償旅客）」と「乗車券を必要としない幼児・乳児の旅客（無償旅客）」とに分けられている。旅客営業規則によれば、前者の有償旅客は６歳以上の者、後者の無償旅客は６歳未満の者と定められている。
【０００３】
他方、実際の自動改札機では年齢による旅客の識別を行わず、旅客の身長によって有償または無償の旅客の識別を行っている。具体的な構成としては、自動改札機の機械本体の上面部に大人検知用センサとして一定間隔で例えば３個の反射型光学センサを設けており、この反射型光学センサの受光状態に基づいて旅客の身長について１２４ｃｍ未満または１２４ｃｍ以上を推定し、有償または無償の識別を行っていた。
【０００４】
しかしながら、実際の問題として、反射型光学センサの死角を利用し、有償旅客のしゃがみ通行によって無賃乗車（「無償旅客成りすまし通行」）等の不正通行問題が存在している。
【０００５】
上記の問題を解決する従来の手法として特許文献１に記載されたゲート装置がある。このゲート装置では、幼児でない有償旅客の者が幼児に成りすまし、通行券を持たずに通路を不正を通行するのを検知することができる。具体的に、このゲート装置によれば、３箇所の反射型光学センサおよび透過型光学センサの各々の受光状況により有償旅客を検知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来手法の場合には、有償旅客が３箇所の反射型光学センサが一度も受光しないように通行した場合には無償旅客と誤って識別され、しゃがみ込み位置の影響を受けやすいという問題が残っている。さらに反射型光学センサによれば、瞬間的な身長判定であるため、旅客の荷物や姿勢により誤検知が発生するという問題も存在する。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを高い精度で抑止できる自動改札機を提供することにある。
また本発明の他の目的は、正券クレジット余りを抑止することができる自動改札機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る自動改札機は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【００１０】
第１の自動改札機（請求項１に対応）は、旅客の通行を許可または禁止する開閉ドアと、開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御手段とを備える自動改札機であり、さらに、改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサと、身長計測用センサのセンサ出力に基づき旅客の身長を計測する身長計測手段と、身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出手段とを備え、改札機制御手段は、有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うように構成される。
【００１１】
上記の自動改札機では、有償旅客の改札機制御で改札通路を通行する有償旅客の高さを身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長により判断するようにしたため、改札通路の通行途中でしゃがみ通行を行ったとしても高い精度で確実に有償旅客であることを検知することができ、しゃがみ通行による不正通行を阻止することができる。
【００１２】
第２の自動改札機（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、身長計測手段が出力する身長計測結果は、一定期間の間連続して計測した身長値に基づき算出された統計的身長値であることを特徴とする。この構成によれば、統計的身長決定に基づいて身長値を確定するので外乱に強く、ロバスト制御を行うことができる。
【００１３】
第３の自動改札機（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、複数の赤外線センサとこれらの赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段を備え、赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段で有償旅客でないと判断されたときに、身長計測手段の身長計測結果に基づく有償旅客検出手段の検出動作を行うことを特徴とする。
【００１４】
第４の自動改札機（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、正券クレジット管理手段を備え、正券クレジット管理手段は身長計測手段の身長計測結果に基づく有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて正券クレジットの消去を行うことを特徴とする。この構成によれば、有償旅客の検知を確実に行うことができるため、正券クレジット余りを抑止することができる。
【００１５】
第５の自動改札機（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、警告装置を備え、改札機制御手段は開閉ドアの開閉動作と共に警告装置の警告動作を制御することを特徴とする。
【００１６】
第６の自動改札機（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、身長計測用センサは、改札機本体または天井部に設置された撮像装置または距離センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る自動改札機によれば、改札機制御において有償旅客であるか否かの検知を、改札通路を通行する旅客の高さを身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長に基づいて判断して行うようにしたため、改札通路の通行途中で有償旅客がしゃがみ通行を行って不正通行しようとしても高い精度で確実に有償旅客であることを検知することができ、しゃがみ通行による不正通行を確実に抑止することができる。
さらに、身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長に基づいて有償旅客であるか否かを判断して有償旅客の検知精度が高くなったため、正券クレジット情報の管理においても正券クレジット余りを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る自動改札機であり、改札通路側からみた一方の改札機本体の正面図である。
【図２】本実施形態に係る自動改札機で、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止する構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る自動改札機における改札機制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】身長計測に基づく有償旅客検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】統計的身長決定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】分散値を用いた統計的身長決定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】閾値以上の身長検出回数に基づく有償旅客検出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】有償旅客および無償旅客の通行状態における身長の時間経過に伴う変化状態の例を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態に係る自動改札機における改札機制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明に係る自動改札機の実施形態を説明する。この実施形態に係る自動改札機では、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するための構成を有している。先ず、図１および図２を参照して、自動改札機に装備された装置構成を説明する。
【００２１】
図１は、自動改札機１０において、改札通路１１側からみた一方の改札機本体１０Ａの正面図を示す。図１において、例えば、１１Ａは通路入口であり、１１Ｂは通路出口である。改札通路１１を通行しようとする旅客は矢印Ｄ１で示す方向に移動する。改札機本体１０Ａにおいて、通路入口１１ＡにはＩＣカードタッチ部（ＩＣカード読取り装置）１２と磁気券投入部（磁気券読取り装置）１３が設けられ、通路出口１１Ｂ側には表示部１４が設けられている。改札機本体１０Ａの上面の例えば中央部には２つの身長計測用センサ１５が設けられている。身長計測用センサ１５には、例えばカメラまたは距離センサが用いられる。２つの身長計測用センサ１４の各々の検知領域はそれぞれの破線矢印１５−１に示す方向に向けられている。通路入口１１Ａから進入しかつ改札通路１１を通行している旅客は図１中右側の身長計測用センサ１５によって検知される。また改札機本体１０Ａの内面側において、通路入口１１Ａおよび通路出口１１Ｂの各々に通行阻止用の開閉ドア１６が備えられる。開閉ドア１６はドア駆動装置１６Ａにより駆動される。さらに改札機本体１０Ａの内面の所定の高さには改札通路１１を移動する物体の存在を検知する複数の赤外線センサ１７が備えられている。改札機本体１０Ａの内部には、身長計測用センサ１５からのセンサ出力、複数の赤外線センサ１７の各々からのセンサ出力を読込み、改札通路１１を移動する物体（旅客）を検出し、その身長を計測し、開閉ドア１６等の動作を制御する制御装置１８が設けられている。また符号１９は警告灯を示している。さらに警告音発生器（図１中図示せず）も設けられている。
【００２２】
有償旅客は、改札通路１１に進入する時に、改札行為として、ＩＣカードタッチ部１２に対して非接触ＩＣカードをタッチするか、または磁気券を磁気券投入部１３に投入する。非接触ＩＣカードおよび磁気券は乗車券として機能する。
【００２３】
図２は、自動改札機１０で、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するための構成についての機能ブロック図を示す。図２において、上記の制御装置１８は制御信号を生成する演算処理部２１とメモリ２２を有している。演算処理部２１は、改札制御機能を有する改札機制御部２３を備える。改札機制御部２３から出力される制御信号はドア部２４に与えられる。ドア部２４は上記の開閉ドア１６とこれを動作させるドア駆動装置１６Ａとから構成される。複数の赤外線センサ１７の各々のセンサ出力は、物体検出部２５と、赤外線センサに基づく有償旅客検出部２６とに入力される。物体検出部２５の物体検出結果と赤外線センサに基づく有償旅客検出部２６の有償旅客検出結果とは、改札機制御部２３に入力される。身長計測用センサ１５のセンサ出力は、演算処理部２１の身長計測部２７に入力される。身長計測部２７は、身長計測用センサ１５から与えられるセンサ出力（画像情報、距離情報等）に基づいて、改札通路１１を通行する物体（旅客）の身長を計測する。身長計測部２７からは求められた身長計測結果が出力され、メモリ２２に記憶される。身長計測部２７で求められた複数の身長計測結果はメモリ２２に保存される。メモリ２２に保存された身長計測の履歴データは演算処理部２１の身長計測に基づく有償旅客検出部２８に与えられる。この有償旅客検出部２８では、身長計測のデータ（統計的身長値データ）に基づいて有償旅客検出結果を求める。求めた有償旅客検出結果は改札機制御部２３に与えられる。改札機制御部２３は、物体検出部２５、２つの有償旅客検出部２６，２８の各々の出力を用いて、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを検出し、出力される制御信号に反映させる。改札機制御部２３からの制御信号は、警告灯１９や警告音発生器等の警告装置にも与えられ、その警告動作を制御する。
【００２４】
次に図３を参照して自動改札機１０における改札機制御の流れを説明する。
【００２５】
最初の判断ステップＳ１１では赤外線センサ１７によるセンサ出力に基づいて物体（旅客）が検知された否かが判断される。判断ステップＳ１１でＮＯのときには判断ステップＳ１１を定期的に繰り返す。判断ステップＳ１１でＹＥＳのときには次の処理ステップＳ１２に移行し、この処理ステップＳ１２では赤外線センサ１７のセンサ出力に基づく有償旅客検出を行う。次の判断ステップＳ１３では、処理ステップＳ１２で得られた有償旅客検出結果によって有償旅客か否かが判断される。判断ステップＳ１３で、有償旅客である（ＹＥＳ）と判断された場合には次の判断ステップＳ１４で正券クレジットがあるか否かが判断され、有償旅客でない（ＮＯ）と判断された場合には身長計測用センサ１５のセンサ出力に基づいて身長計測が行われる（処理ステップＳ１５）。すなわち、赤外線センサ１７に基づく有償旅客検出により判断ステップＳ１３で有償旅客でないと判断された場合には、身長計測用センサ１５のセンサ出力に基づいて身長計測が行われ、さらに次のルーチンステップ（定義済み処理ステップ）Ｓ１６で身長計測に基づく有償旅客検出が実行される。そしてこの有償旅客検出のルーチンステップＳ１６で得られた有償旅客検出結果に基づいて次の判断ステップＳ１７で有償旅客か否かが判断される。判断ステップＳ１７で、有償旅客である（ＹＥＳ）と判断された場合には上記の判断ステップＳ１４で正券クレジットがあるか否かが判断され、有償旅客でない（ＮＯ）と判断された場合には処理を終了する。
【００２６】
上記のように、本実施形態に係る自動改札機１０によれば、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するため、最初には赤外線センサ１７に基づいて有償旅客である否かを検出し、さらに赤外線センサ１７に基づく有償旅客検出で有償旅客でないと判断された場合には、続いて身長計測用センサ１５に基づく有償旅客検出で有償旅客であるか否かを判断するように構成している。
【００２７】
判断ステップＳ１４では正券クレジットがあるか否かが判断される。ここで「正券クレジット」とは、要約すれば、自動改札機１０を通行しようとする者が正当な権利に基づいて通行することができる旅客である場合に当該旅客に対応して「１」をカウントして記録されるデータである。上記の２つの判断ステップＳ１３，Ｓ１７の各々において有償旅客である（ＹＥＳ）と判断される場合において、自動改札機１０の改札通路１１に進入して通過しようとする者が有償旅客であってかつ当該有償旅客が正当に手続（有効な乗車券を用いた改札行為）を行うことにより通過する資格を有するものである場合には「正券クレジット」が自動改札機１０の改札機制御部２３側のシステムで発生しているはずであるので、当該正券クレジットは存在し、判断ステップＳ１４でＹＥＳと判断され、その後、改札通路１１を出たことが検出されたときには発生した正券クレジットを消去するという処理を行う（処理ステップＳ１８）。他方、判断ステップＳ１４でＮＯである場合には、通過阻止処理のルーチンステップＳ１９が実行される。この場合には、正券クレジットが存在しないのであるから、有償旅客であると判断されたにも拘わらず、この者が正当に手続を行わないで通過しようとしていることを意味しており、そのため既知の改札機制御に係るルーチンステップＳ１９に基づいて通過阻止処理が実行される。「通過阻止の処理」では、例えば、改札通路１１の通路出口１１Ｂ側の開閉ドアを閉じて通行を阻止する共に、警告音の発生や警告等の表示、カメラ等による不正旅客の録画等が行われる。処理ステップＳ１８、またはルーチンステップＳ１９の実行が完了すると、処理の流れは終了する。
【００２８】
次に、図４を参照して、上記のルーチンステップＳ１６による身長計測に基づく有償旅客検出の処理内容の一例について説明する。最初のステップでは、身長計測用センサ１５から出力されたセンサ出力を用いて身長計測部２７等で統計的身長決定のルーチンステップＳ２１が実行される。ルーチンステップＳ２１の具体的な処理内容は図５に示される。ルーチンステップＳ２１によって決定された統計的身長値に基づいて、次の判断ステップＳ２２で当該統計的身長値が設定された閾値Ｈ以上であるか否かが判断される。判断ステップＳ２２でＹＥＳである場合には検知された旅客を有償旅客とし（処理ステップＳ２３）、ＮＯである場合には当該旅客を無償旅客とする（処理ステップＳ２４）。
【００２９】
上記の有償旅客の検出例では、閾値Ｈと１回だけ比較することに基づいて有償旅客であるかまたは無償旅客であるかが判断される。
【００３０】
次に、図５を参照して、上記のルーチンステップＳ２１による統計的身長決定の処理内容について説明する。この処理の中では２つの値ｍ（ｔ），aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が用いられている。ｍ（ｔ）は「時刻ｔにおける統計的身長決定結果」を意味し、aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）は「時刻ｔ−ｎから時刻ｔまでの身長の平均値」を意味している。なお身長の平均値を求めるための元となるｈ（ｔ）は「時刻ｔにおける身長計測結果」を意味する。最初の判断ステップＳ３１では時刻ｔが設定値Ｔ以上であるか否かが判断される。設定値Ｔは検知対象の旅客の身長の平均値を求めることが可能な最小の時刻（ｔ−ｎの時の身長値が存在）である。判断ステップＳ３１でＮＯである場合には、値ｍ（ｔ）には０を代入し（処理ステップＳ３２）、処理を終了する。判断ステップＳ３１でＹＥＳである場合には、aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）を算出する（処理ステップＳ３３）。そして、その後、算出した身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が前回算出した身長の平均値ｍ（ｔ−１）よりも大きいか否かを判断する（判断ステップＳ３４）。判断ステップＳ３４でＹＥＳである場合には、今回算出した身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）を値ｍ（ｔ）に代入し（処理ステップＳ３５）、処理を終了する。判断ステップＳ３４でＮＯである場合には、値ｍ（ｔ）に前回算出した身長の平均値ｍ（ｔ−１）を代入し（処理ステップＳ３６）、処理を終了する。以上によって、時刻ｔが設定値Ｔ以上となる度に一定期間の身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が算出され、最も大きな値となった身長の平均値が更新されて値ｍ（ｔ）として最終的に求められる。この値ｍ（ｔ）が、前述の統計的身長決定のサブルーチンステップＳ１６の決定結果となり、前述の判断ステップＳ１７での「統計的身長」に係る値データとして用いられる。
【００３１】
上記の通り、一定期間の身長の平均値を求め、それまでに最も高い値を与えた平均値を統計的身長値として用いるため、判断・検知の精度を高めることができる。
【００３２】
なお、ルーチンステップＳ２１による統計的身長決定の処理については、図６に示すように分散値を用いて統計的身長値を算出することもできる。図６のフローチャートにおいて、図５のフローチャートで説明したステップと同じ内容のステップには同一の符号を付している。従って、判断ステップＳ３１、処理ステップＳ３２，Ｓ３３，判断ステップＳ３４，処理ステップＳ３５，Ｓ３６は、図５のフローチャートで説明したものと同じである。図６の処理の流れの特徴は、処理ステップＳ３３と判断ステップＳ３４との間に、処理ステップＳ４１と判断ステップＳ４２が設けられる点である。処理ステップＳ４１では、時刻ｔ−ｎから時刻ｔまでの一定時間における平均身長値の分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）を算出する。そして次の判断ステップＳ４２では、算出した平均身長値の分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）が閾値Ｖ未満であるか否かが判断される。この判断ステップＳ４２でＮＯであるときには処理ステップＳ３６に移行し、ＹＥＳであるときには判断ステップＳ３４に移行する。
【００３３】
図６に示した分散値を用いた統計的身長値の計算では、算出された分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）が閾値Ｖよりも大きくなる場合には今回算出された身長の平均値は不正確なもの（外乱的なもの）として使用せず、前回算出した身長の平均値で更新処理を行う（処理ステップＳ３６）。これにより、外乱的に生じる不正確な身長の平均値を取り除き、より不自然な通行の場合に対しても対応することができる。
【００３４】
さらに前述した図４に示した有償旅客の検出処理の流れに関しては、図７に示すような検出処理の流れに変更することもできる。図７に示す有償旅客の検出処理の流れでは、前述の判断ステップＳ２２では閾値Ｈとの１回だけの比較に基づいて有償旅客であることを判断したのに対して、この判断ステップＳ５１では、閾値Ｈ以上の平均身長値の検出回数が設定された閾値Ｎ以上であることを条件にして有償旅客あると判断し、その後有償旅客とする処理を行っている（処理ステップＳ２３）。この場合には統計的身長決定のルーチンステップＳ２１において検出回数をカウントする処理が行われるものとする。これによれば、統計データを用いて判断するため、身長計測に基づく有償旅客の検出についてより精度を高くできる。
【００３５】
前述した身長計測に基づく有償旅客検出のルーチンステップＳ１６において（機能要素としては図２に示した身長計測部２７）、身長計測用センサ１５のセンサ出力を利用して統計的な身長計測結果（統計的身長値）を求め、これにより有償旅客であるかまたは無償旅客であるかを判断する手法は、図８に示したグラフ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の特性を根拠に置いている。
図８の（Ａ）は有償旅客の通常の通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは閾値の身長１２４ｃｍよりも高い上側の位置に安定して生じている。
図８の（Ｂ）は有償旅客の一部しゃがみ通行による通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは、しゃがみ行為を行う時点から閾値の身長１２４ｃｍよりも低くなる変化が生じる。
図８の（Ｃ）は無償旅客の通常の通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは閾値の身長１２４ｃｍよりも低い下側の位置に安定して生じている。
図８の（Ｄ）は無償旅客の飛び跳ね通行による通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは、飛び跳ね行為を行う時点においてのみ閾値の身長１２４ｃｍよりも高くなる変化が生じる。
【００３６】
改札通路１１を通行中の旅客に関して以上の通りの身長の変化パターンが生じるので、身長計測用センサ１５のセンサ出力を利用して前述の通り統計的な身長計測結果（統計的身長値）を求めることにより、特に有償旅客であるか否か、そして有償旅客の一部しゃがみ通行であるか否かを、正確に計測し、判断・検知することができる。判断に用いる身長値は統計的に処理された値を用いるため、しゃがみ通行や通行中の不自然な動き（飛び跳ね等）等の外乱的な変化に対して高い正確度で判断・検知することができ、自動改札機１０の改札機制御にてロバスト制御を行うことができる。
【００３７】
次に図９を参照して本発明に係る自動改札機の他の実施形態を説明する。この他の実施形態に係る自動改札機１０の改札機制御では、統計的身長決定を利用した身長計測に基づく有償旅客検出および判断の構成を含み、さらに、正券クレジット余りを抑止するための構成を有している。
【００３８】
ここで「正券クレジット」とは、非接触ＩＣカード等の乗車券がＩＣカードタッチ部１２等で読み取られて正券であると判断されたときには改札通路１１の通行を許可する１つの通行権が生成されるが、当該通行権に相当するものである。生成された「正券クレジット」は正券クレジット情報としてメモリ（正券カウンタ等）に記憶される。この正券クレジット情報は、当該乗車券の有償旅客が改札通路１１から出たことが人間検知用の上記赤外線センサ１７によって検知されるまで当該メモリに記憶され、管理される。このように自動改札機１０の制御装置１８には正券クレジット管理部が設けられている。
【００３９】
従って「正券クレジット余り」とは、自動改札機１０を通行する正当な有償旅客が通路入口１１Ａから改札通路１１内に入る時の改札行為で正券クレジット情報をメモリに記憶し、かつ有償旅客が通路出口１１Ｂから改札通路１１を出たにも拘わらず、何らかの原因でメモリの正券クレジット情報が消去されず、残ることを意味する。「正券クレジット余り」が生じる主な原因は、有償旅客が通路入口１１Ａで正当な改札行為を行ったにも拘わらず、改札通路１１の通行途中に不自然な動作を行ったため、自動改札機１１側の改札機制御部２３が有償旅客を見失い、通路出口１１Ｂから出たことを確認できず、正券クレジット情報を消去できないことである。しかし、本実施形態による自動改札機１０によれば、有償旅客が改札通路１１の途中で不自然な動作を行っても、前述した通り身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）を行うため、確実に当該有償旅客を検出することができ、正券クレジット情報をメモリから消去することができる。
【００４０】
図９に従ってその処理の流れを説明する。最初の処理ステップＳ６１では通行阻止用の開閉ドア１６の動作状態を初期化する。通常的には開いた状態に維持される。或る旅客（有償旅客か無償旅客かは不明であるとする。）が自動改札機１０の改札通路１１に進入しようとする。このとき、有償旅客であれば、通常的には、通路入口１１Ａで正当な改札行為を行う。図９のフローチャートでは改札行為および改札処理に関係する内容の図示は省略されている。旅客が改札通路１１に入ると同時に統計的身長値算出開始のためのルーチンステップＳ６２が実行される。このルーチンステップＳ６２は、前述した身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）の前段部分に相当する。次に、判断ステップＳ６３で正券クレジットが有るか否かが判断される。判断ステップＳ６３でＹＥＳである場合には次の処理ステップＳ６４で開閉ドア１６を開状態に保持してさらに次の判断ステップＳ６５に移行し、ＮＯである場合には処理ステップＳ６４を飛ばして判断ステップＳ６５に移行する。判断ステップＳ６５で正券クレジット有りと判断される場合には正当な改札行為が行われたことを意味する。判断ステップＳ６５で正券クレジット無しと判断された場合には改札行為がされなかったことを意味する。
【００４１】
判断ステップＳ６５では、旅客の位置が無札判定位置より出口側であるか否かが判断される。判断ステップＳ６５でＹＥＳである場合には統計的身長値取得のためのルーチンステップＳ６６に移行し、ＮＯである場合には判断ステップＳ６７に移行する。
【００４２】
判断ステップＳ６７では赤外線センサ１７のセンサ出力を利用して旅客が自動改札機１０の通路入口１１Ａから出場したか否かが判断される。判断ステップＳ６７でＹＥＳの場合には、結局、旅客は自動改札機１０を利用しなかったことを意味するので、処理は終了する。判断ステップＳ６７でＮＯである場合には、旅客は改札通路１１内にいることになるので、開閉ドア１６を継続して常時開状態に保つか否かを判断する（判断ステップＳ６８）。この判断ステップＳ６８でＹＥＳの場合には開閉ドア１６を開状態に保持し（処理ステップＳ６９）、判断ステップＳ６３に戻る。判断ステップＳ６８でＮＯである場合には、開閉ドア１６が閉まっており、直接に判断ステップＳ６３に戻る。判断ステップＳ６３では、旅客が再び正当な改札行為を行った否かを判断する。
【００４３】
他方、ルーチンステップＳ６６は、前述した身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）の後段部分に相当する。これにより旅客の統計的身長値に基づき当該旅客が有償旅客か否かが判断され、検出される。ルーチンステップＳ６６を実行した後、判断ステップＳ７０が実行される。この判断ステップＳ７０では、旅客が自動改札機１０の通路出口１１Ｂから出場したか否かが判断される。判断ステップＳ７０でＹＥＳのときには判断ステップＳ７１が実行され、ＮＯのときには判断ステップＳ７２が実行される。２つの判断ステップＳ７１，Ｓ７２のいずれにおいても、取得された統計的身長値に基づいて旅客が有償旅客（身長が１２４ｃｍ以上の者）であるか否かが判断される。
【００４４】
判断ステップＳ７１でＮＯである場合には、無償旅客であるから、処理の流れを終了する。判断ステップＳ７１でＹＥＳの場合には、次の判断ステップＳ７３で正券クレジットが有るか否かが判断され、正券クレジットがある場合には正券クレジットを消去する処理が行われる（処理ステップＳ７４）。これにより、正券クレジットが存在する場合には当該正券クレジット情報を確実に消去することができる。判断ステップＳ７３で、正券クレジットが無いと判断された場合には、開閉ドア１６の状態が開か否かを判断し（判断ステップＳ７５）、判断ステップＳ７５でＹＥＳであるときにはしゃがみ通行検知処理のルーチンステップ（処理ステップＳ７６）を実行し、判断ステップＳ７５でＮＯであるときには強行突破検知処理のルーチンステップ（処理ステップＳ７７）を実行する。しゃがみ通行検知処理のルーチンステップの処理ステップＳ７６では、有償旅客の不正なしゃがみ通行を防止するため開閉ドア１６を閉じ警告する処理を行う。強行突破検知処理のルーチンステップの処理ステップＳ７７では、有償旅客の不正な強行突破を警告音、警告表示で警告し、録画等で記録する処理を行う。
【００４５】
判断ステップＳ７２でＮＯである場合には、無償旅客であるから、処理の流れを判断ステップＳ６３まで戻る。この場合には、判断ステップＳ７０でＮＯ（通路出口１１Ｂから出場していない）でありかつ判断ステップＳ７２でＮＯ（無償旅客）であることから、判断ステップＳ７０でＹＥＳになるまで、再度、ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６，Ｓ７０等を繰り返す。判断ステップＳ７２でＹＥＳの場合には、次の判断ステップＳ７８で正券クレジットが有るか否かが判断され、正券クレジットがある場合（ＹＥＳ）には判断ステップＳ６３に戻る。また判断ステップＳ７８で正券クレジットがない場合（ＮＯ）には、開閉ドア１６を閉じて（処理ステップＳ７９）、判断ステップＳ６３に戻る。この場合には、判断ステップＳ７０でＮＯ（通路出口１１Ｂから出場していない）でありかつ判断ステップＳ７２でＹＥＳ（有償旅客）であることから、判断ステップＳ７０でＹＥＳになるまで、再度、ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６，Ｓ７０等を繰り返す。
【００４６】
以上の処理の流れで明らかなように、統計的身長決定を利用した身長計測に基づく有償旅客検出および判断の構成、すなわち、統計的身長値算出開始のためのルーチンステップＳ６２および統計的身長値取得のためのルーチンステップＳ６６によって、統計的身長値を計測することに基づき有償旅客を判断・検知するようにしたため、判断ステップＳ７３，処理ステップＳ７４によって確実に正券クレジットを消去することができ、正券クレジット余りを抑止することができる。
【００４７】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る自動改札機は、その改札機制御において身長計測用センサのセンサ出力を利用して身長計測に基づく有償旅客検出を行って確実に有償旅客を検出し、しゃがみ通行による不正通行を確実に抑止することに利用される。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 自動改札機
１０Ａ 改札機本体
１１ 改札通路
１１Ａ 通路入口
１１Ｂ 通路出口
１２ ＩＣカードタッチ部
１３ 磁気券投入部
１４ 表示部
１５ 身長計測用センサ
１６ 開閉ドア
１７ 赤外線センサ
１８ 制御装置
２１ 演算処理部
２２ メモリ
２３ 改札機制御部
２４ ドア部
２５ 物体検出部
２６ 赤外線センサに基づく有償旅客検出部
２７ 身長計測部
２８ 身長計測に基づく有償旅客検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動改札機に関し、特に、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を抑止することに適した自動改札機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の鉄道事業において鉄道旅客は、「乗車券を必要とする大人・小児の旅客（有償旅客）」と「乗車券を必要としない幼児・乳児の旅客（無償旅客）」とに分けられている。旅客営業規則によれば、前者の有償旅客は６歳以上の者、後者の無償旅客は６歳未満の者と定められている。
【０００３】
他方、実際の自動改札機では年齢による旅客の識別を行わず、旅客の身長によって有償または無償の旅客の識別を行っている。具体的な構成としては、自動改札機の機械本体の上面部に大人検知用センサとして一定間隔で例えば３個の反射型光学センサを設けており、この反射型光学センサの受光状態に基づいて旅客の身長について１２４ｃｍ未満または１２４ｃｍ以上を推定し、有償または無償の識別を行っていた。
【０００４】
しかしながら、実際の問題として、反射型光学センサの死角を利用し、有償旅客のしゃがみ通行によって無賃乗車（「無償旅客成りすまし通行」）等の不正通行問題が存在している。
【０００５】
上記の問題を解決する従来の手法として特許文献１に記載されたゲート装置がある。このゲート装置では、幼児でない有償旅客の者が幼児に成りすまし、通行券を持たずに通路を不正を通行するのを検知することができる。具体的に、このゲート装置によれば、３箇所の反射型光学センサおよび透過型光学センサの各々の受光状況により有償旅客を検知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来手法の場合には、有償旅客が３箇所の反射型光学センサが一度も受光しないように通行した場合には無償旅客と誤って識別され、しゃがみ込み位置の影響を受けやすいという問題が残っている。さらに反射型光学センサによれば、瞬間的な身長判定であるため、旅客の荷物や姿勢により誤検知が発生するという問題も存在する。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを高い精度で抑止できる自動改札機を提供することにある。
また本発明の他の目的は、正券クレジット余りを抑止することができる自動改札機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る自動改札機は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【００１０】
第１の自動改札機（請求項１に対応）は、旅客の通行を許可または禁止する開閉ドアと、開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御手段とを備える自動改札機であり、さらに、改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサと、身長計測用センサのセンサ出力に基づき旅客の身長を計測する身長計測手段と、身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出手段とを備え、改札機制御手段は、有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うように構成される。
【００１１】
上記の自動改札機では、有償旅客の改札機制御で改札通路を通行する有償旅客の高さを身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長により判断するようにしたため、改札通路の通行途中でしゃがみ通行を行ったとしても高い精度で確実に有償旅客であることを検知することができ、しゃがみ通行による不正通行を阻止することができる。
【００１２】
第２の自動改札機（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、身長計測手段が出力する身長計測結果は、一定期間の間連続して計測した身長値に基づき算出された統計的身長値であることを特徴とする。この構成によれば、統計的身長決定に基づいて身長値を確定するので外乱に強く、ロバスト制御を行うことができる。
【００１３】
第３の自動改札機（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、複数の赤外線センサとこれらの赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段を備え、赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段で有償旅客でないと判断されたときに、身長計測手段の身長計測結果に基づく有償旅客検出手段の検出動作を行うことを特徴とする。
【００１４】
第４の自動改札機（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、正券クレジット管理手段を備え、正券クレジット管理手段は身長計測手段の身長計測結果に基づく有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて正券クレジットの消去を行うことを特徴とする。この構成によれば、有償旅客の検知を確実に行うことができるため、正券クレジット余りを抑止することができる。
【００１５】
第５の自動改札機（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、警告装置を備え、改札機制御手段は開閉ドアの開閉動作と共に警告装置の警告動作を制御することを特徴とする。
【００１６】
第６の自動改札機（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、身長計測用センサは、改札機本体または天井部に設置された撮像装置または距離センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る自動改札機によれば、改札機制御において有償旅客であるか否かの検知を、改札通路を通行する旅客の高さを身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長に基づいて判断して行うようにしたため、改札通路の通行途中で有償旅客がしゃがみ通行を行って不正通行しようとしても高い精度で確実に有償旅客であることを検知することができ、しゃがみ通行による不正通行を確実に抑止することができる。
さらに、身長計測用センサのセンサ出力に基づき身長計測手段で計測した身長に基づいて有償旅客であるか否かを判断して有償旅客の検知精度が高くなったため、正券クレジット情報の管理においても正券クレジット余りを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る自動改札機であり、改札通路側からみた一方の改札機本体の正面図である。
【図２】本実施形態に係る自動改札機で、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止する構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る自動改札機における改札機制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】身長計測に基づく有償旅客検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】統計的身長決定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】分散値を用いた統計的身長決定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】閾値以上の身長検出回数に基づく有償旅客検出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】有償旅客および無償旅客の通行状態における身長の時間経過に伴う変化状態の例を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態に係る自動改札機における改札機制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明に係る自動改札機の実施形態を説明する。この実施形態に係る自動改札機では、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するための構成を有している。先ず、図１および図２を参照して、自動改札機に装備された装置構成を説明する。
【００２１】
図１は、自動改札機１０において、改札通路１１側からみた一方の改札機本体１０Ａの正面図を示す。図１において、例えば、１１Ａは通路入口であり、１１Ｂは通路出口である。改札通路１１を通行しようとする旅客は矢印Ｄ１で示す方向に移動する。改札機本体１０Ａにおいて、通路入口１１ＡにはＩＣカードタッチ部（ＩＣカード読取り装置）１２と磁気券投入部（磁気券読取り装置）１３が設けられ、通路出口１１Ｂ側には表示部１４が設けられている。改札機本体１０Ａの上面の例えば中央部には２つの身長計測用センサ１５が設けられている。身長計測用センサ１５には、例えばカメラまたは距離センサが用いられる。２つの身長計測用センサ１４の各々の検知領域はそれぞれの破線矢印１５−１に示す方向に向けられている。通路入口１１Ａから進入しかつ改札通路１１を通行している旅客は図１中右側の身長計測用センサ１５によって検知される。また改札機本体１０Ａの内面側において、通路入口１１Ａおよび通路出口１１Ｂの各々に通行阻止用の開閉ドア１６が備えられる。開閉ドア１６はドア駆動装置１６Ａにより駆動される。さらに改札機本体１０Ａの内面の所定の高さには改札通路１１を移動する物体の存在を検知する複数の赤外線センサ１７が備えられている。改札機本体１０Ａの内部には、身長計測用センサ１５からのセンサ出力、複数の赤外線センサ１７の各々からのセンサ出力を読込み、改札通路１１を移動する物体（旅客）を検出し、その身長を計測し、開閉ドア１６等の動作を制御する制御装置１８が設けられている。また符号１９は警告灯を示している。さらに警告音発生器（図１中図示せず）も設けられている。
【００２２】
有償旅客は、改札通路１１に進入する時に、改札行為として、ＩＣカードタッチ部１２に対して非接触ＩＣカードをタッチするか、または磁気券を磁気券投入部１３に投入する。非接触ＩＣカードおよび磁気券は乗車券として機能する。
【００２３】
図２は、自動改札機１０で、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するための構成についての機能ブロック図を示す。図２において、上記の制御装置１８は制御信号を生成する演算処理部２１とメモリ２２を有している。演算処理部２１は、改札制御機能を有する改札機制御部２３を備える。改札機制御部２３から出力される制御信号はドア部２４に与えられる。ドア部２４は上記の開閉ドア１６とこれを動作させるドア駆動装置１６Ａとから構成される。複数の赤外線センサ１７の各々のセンサ出力は、物体検出部２５と、赤外線センサに基づく有償旅客検出部２６とに入力される。物体検出部２５の物体検出結果と赤外線センサに基づく有償旅客検出部２６の有償旅客検出結果とは、改札機制御部２３に入力される。身長計測用センサ１５のセンサ出力は、演算処理部２１の身長計測部２７に入力される。身長計測部２７は、身長計測用センサ１５から与えられるセンサ出力（画像情報、距離情報等）に基づいて、改札通路１１を通行する物体（旅客）の身長を計測する。身長計測部２７からは求められた身長計測結果が出力され、メモリ２２に記憶される。身長計測部２７で求められた複数の身長計測結果はメモリ２２に保存される。メモリ２２に保存された身長計測の履歴データは演算処理部２１の身長計測に基づく有償旅客検出部２８に与えられる。この有償旅客検出部２８では、身長計測のデータ（統計的身長値データ）に基づいて有償旅客検出結果を求める。求めた有償旅客検出結果は改札機制御部２３に与えられる。改札機制御部２３は、物体検出部２５、２つの有償旅客検出部２６，２８の各々の出力を用いて、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを検出し、出力される制御信号に反映させる。改札機制御部２３からの制御信号は、警告灯１９や警告音発生器等の警告装置にも与えられ、その警告動作を制御する。
【００２４】
次に図３を参照して自動改札機１０における改札機制御の流れを説明する。
【００２５】
最初の判断ステップＳ１１では赤外線センサ１７によるセンサ出力に基づいて物体（旅客）が検知された否かが判断される。判断ステップＳ１１でＮＯのときには判断ステップＳ１１を定期的に繰り返す。判断ステップＳ１１でＹＥＳのときには次の処理ステップＳ１２に移行し、この処理ステップＳ１２では赤外線センサ１７のセンサ出力に基づく有償旅客検出を行う。次の判断ステップＳ１３では、処理ステップＳ１２で得られた有償旅客検出結果によって有償旅客か否かが判断される。判断ステップＳ１３で、有償旅客である（ＹＥＳ）と判断された場合には次の判断ステップＳ１４で正券クレジットがあるか否かが判断され、有償旅客でない（ＮＯ）と判断された場合には身長計測用センサ１５のセンサ出力に基づいて身長計測が行われる（処理ステップＳ１５）。すなわち、赤外線センサ１７に基づく有償旅客検出により判断ステップＳ１３で有償旅客でないと判断された場合には、身長計測用センサ１５のセンサ出力に基づいて身長計測が行われ、さらに次のルーチンステップ（定義済み処理ステップ）Ｓ１６で身長計測に基づく有償旅客検出が実行される。そしてこの有償旅客検出のルーチンステップＳ１６で得られた有償旅客検出結果に基づいて次の判断ステップＳ１７で有償旅客か否かが判断される。判断ステップＳ１７で、有償旅客である（ＹＥＳ）と判断された場合には上記の判断ステップＳ１４で正券クレジットがあるか否かが判断され、有償旅客でない（ＮＯ）と判断された場合には処理を終了する。
【００２６】
上記のように、本実施形態に係る自動改札機１０によれば、有償旅客がしゃがみ通行による不正通行を行うことを抑止するため、最初には赤外線センサ１７に基づいて有償旅客である否かを検出し、さらに赤外線センサ１７に基づく有償旅客検出で有償旅客でないと判断された場合には、続いて身長計測用センサ１５に基づく有償旅客検出で有償旅客であるか否かを判断するように構成している。
【００２７】
判断ステップＳ１４では正券クレジットがあるか否かが判断される。ここで「正券クレジット」とは、要約すれば、自動改札機１０を通行しようとする者が正当な権利に基づいて通行することができる旅客である場合に当該旅客に対応して「１」をカウントして記録されるデータである。上記の２つの判断ステップＳ１３，Ｓ１７の各々において有償旅客である（ＹＥＳ）と判断される場合において、自動改札機１０の改札通路１１に進入して通過しようとする者が有償旅客であってかつ当該有償旅客が正当に手続（有効な乗車券を用いた改札行為）を行うことにより通過する資格を有するものである場合には「正券クレジット」が自動改札機１０の改札機制御部２３側のシステムで発生しているはずであるので、当該正券クレジットは存在し、判断ステップＳ１４でＹＥＳと判断され、その後、改札通路１１を出たことが検出されたときには発生した正券クレジットを消去するという処理を行う（処理ステップＳ１８）。他方、判断ステップＳ１４でＮＯである場合には、通過阻止処理のルーチンステップＳ１９が実行される。この場合には、正券クレジットが存在しないのであるから、有償旅客であると判断されたにも拘わらず、この者が正当に手続を行わないで通過しようとしていることを意味しており、そのため既知の改札機制御に係るルーチンステップＳ１９に基づいて通過阻止処理が実行される。「通過阻止の処理」では、例えば、改札通路１１の通路出口１１Ｂ側の開閉ドアを閉じて通行を阻止する共に、警告音の発生や警告等の表示、カメラ等による不正旅客の録画等が行われる。処理ステップＳ１８、またはルーチンステップＳ１９の実行が完了すると、処理の流れは終了する。
【００２８】
次に、図４を参照して、上記のルーチンステップＳ１６による身長計測に基づく有償旅客検出の処理内容の一例について説明する。最初のステップでは、身長計測用センサ１５から出力されたセンサ出力を用いて身長計測部２７等で統計的身長決定のルーチンステップＳ２１が実行される。ルーチンステップＳ２１の具体的な処理内容は図５に示される。ルーチンステップＳ２１によって決定された統計的身長値に基づいて、次の判断ステップＳ２２で当該統計的身長値が設定された閾値Ｈ以上であるか否かが判断される。判断ステップＳ２２でＹＥＳである場合には検知された旅客を有償旅客とし（処理ステップＳ２３）、ＮＯである場合には当該旅客を無償旅客とする（処理ステップＳ２４）。
【００２９】
上記の有償旅客の検出例では、閾値Ｈと１回だけ比較することに基づいて有償旅客であるかまたは無償旅客であるかが判断される。
【００３０】
次に、図５を参照して、上記のルーチンステップＳ２１による統計的身長決定の処理内容について説明する。この処理の中では２つの値ｍ（ｔ），aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が用いられている。ｍ（ｔ）は「時刻ｔにおける統計的身長決定結果」を意味し、aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）は「時刻ｔ−ｎから時刻ｔまでの身長の平均値」を意味している。なお身長の平均値を求めるための元となるｈ（ｔ）は「時刻ｔにおける身長計測結果」を意味する。最初の判断ステップＳ３１では時刻ｔが設定値Ｔ以上であるか否かが判断される。設定値Ｔは検知対象の旅客の身長の平均値を求めることが可能な最小の時刻（ｔ−ｎの時の身長値が存在）である。判断ステップＳ３１でＮＯである場合には、値ｍ（ｔ）には０を代入し（処理ステップＳ３２）、処理を終了する。判断ステップＳ３１でＹＥＳである場合には、aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）を算出する（処理ステップＳ３３）。そして、その後、算出した身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が前回算出した身長の平均値ｍ（ｔ−１）よりも大きいか否かを判断する（判断ステップＳ３４）。判断ステップＳ３４でＹＥＳである場合には、今回算出した身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）を値ｍ（ｔ）に代入し（処理ステップＳ３５）、処理を終了する。判断ステップＳ３４でＮＯである場合には、値ｍ（ｔ）に前回算出した身長の平均値ｍ（ｔ−１）を代入し（処理ステップＳ３６）、処理を終了する。以上によって、時刻ｔが設定値Ｔ以上となる度に一定期間の身長の平均値 aveｈ（ｔ−ｎ：ｔ）が算出され、最も大きな値となった身長の平均値が更新されて値ｍ（ｔ）として最終的に求められる。この値ｍ（ｔ）が、前述の統計的身長決定のサブルーチンステップＳ１６の決定結果となり、前述の判断ステップＳ１７での「統計的身長」に係る値データとして用いられる。
【００３１】
上記の通り、一定期間の身長の平均値を求め、それまでに最も高い値を与えた平均値を統計的身長値として用いるため、判断・検知の精度を高めることができる。
【００３２】
なお、ルーチンステップＳ２１による統計的身長決定の処理については、図６に示すように分散値を用いて統計的身長値を算出することもできる。図６のフローチャートにおいて、図５のフローチャートで説明したステップと同じ内容のステップには同一の符号を付している。従って、判断ステップＳ３１、処理ステップＳ３２，Ｓ３３，判断ステップＳ３４，処理ステップＳ３５，Ｓ３６は、図５のフローチャートで説明したものと同じである。図６の処理の流れの特徴は、処理ステップＳ３３と判断ステップＳ３４との間に、処理ステップＳ４１と判断ステップＳ４２が設けられる点である。処理ステップＳ４１では、時刻ｔ−ｎから時刻ｔまでの一定時間における平均身長値の分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）を算出する。そして次の判断ステップＳ４２では、算出した平均身長値の分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）が閾値Ｖ未満であるか否かが判断される。この判断ステップＳ４２でＮＯであるときには処理ステップＳ３６に移行し、ＹＥＳであるときには判断ステップＳ３４に移行する。
【００３３】
図６に示した分散値を用いた統計的身長値の計算では、算出された分散値ｖ（ｔ−ｎ：ｔ）が閾値Ｖよりも大きくなる場合には今回算出された身長の平均値は不正確なもの（外乱的なもの）として使用せず、前回算出した身長の平均値で更新処理を行う（処理ステップＳ３６）。これにより、外乱的に生じる不正確な身長の平均値を取り除き、より不自然な通行の場合に対しても対応することができる。
【００３４】
さらに前述した図４に示した有償旅客の検出処理の流れに関しては、図７に示すような検出処理の流れに変更することもできる。図７に示す有償旅客の検出処理の流れでは、前述の判断ステップＳ２２では閾値Ｈとの１回だけの比較に基づいて有償旅客であることを判断したのに対して、この判断ステップＳ５１では、閾値Ｈ以上の平均身長値の検出回数が設定された閾値Ｎ以上であることを条件にして有償旅客あると判断し、その後有償旅客とする処理を行っている（処理ステップＳ２３）。この場合には統計的身長決定のルーチンステップＳ２１において検出回数をカウントする処理が行われるものとする。これによれば、統計データを用いて判断するため、身長計測に基づく有償旅客の検出についてより精度を高くできる。
【００３５】
前述した身長計測に基づく有償旅客検出のルーチンステップＳ１６において（機能要素としては図２に示した身長計測部２７）、身長計測用センサ１５のセンサ出力を利用して統計的な身長計測結果（統計的身長値）を求め、これにより有償旅客であるかまたは無償旅客であるかを判断する手法は、図８に示したグラフ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の特性を根拠に置いている。
図８の（Ａ）は有償旅客の通常の通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは閾値の身長１２４ｃｍよりも高い上側の位置に安定して生じている。
図８の（Ｂ）は有償旅客の一部しゃがみ通行による通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは、しゃがみ行為を行う時点から閾値の身長１２４ｃｍよりも低くなる変化が生じる。
図８の（Ｃ）は無償旅客の通常の通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは閾値の身長１２４ｃｍよりも低い下側の位置に安定して生じている。
図８の（Ｄ）は無償旅客の飛び跳ね通行による通行状態における身長ｍの時間経過に伴う変化状態を示す。この場合、身長ｍは、飛び跳ね行為を行う時点においてのみ閾値の身長１２４ｃｍよりも高くなる変化が生じる。
【００３６】
改札通路１１を通行中の旅客に関して以上の通りの身長の変化パターンが生じるので、身長計測用センサ１５のセンサ出力を利用して前述の通り統計的な身長計測結果（統計的身長値）を求めることにより、特に有償旅客であるか否か、そして有償旅客の一部しゃがみ通行であるか否かを、正確に計測し、判断・検知することができる。判断に用いる身長値は統計的に処理された値を用いるため、しゃがみ通行や通行中の不自然な動き（飛び跳ね等）等の外乱的な変化に対して高い正確度で判断・検知することができ、自動改札機１０の改札機制御にてロバスト制御を行うことができる。
【００３７】
次に図９を参照して本発明に係る自動改札機の他の実施形態を説明する。この他の実施形態に係る自動改札機１０の改札機制御では、統計的身長決定を利用した身長計測に基づく有償旅客検出および判断の構成を含み、さらに、正券クレジット余りを抑止するための構成を有している。
【００３８】
ここで「正券クレジット」とは、非接触ＩＣカード等の乗車券がＩＣカードタッチ部１２等で読み取られて正券であると判断されたときには改札通路１１の通行を許可する１つの通行権が生成されるが、当該通行権に相当するものである。生成された「正券クレジット」は正券クレジット情報としてメモリ（正券カウンタ等）に記憶される。この正券クレジット情報は、当該乗車券の有償旅客が改札通路１１から出たことが人間検知用の上記赤外線センサ１７によって検知されるまで当該メモリに記憶され、管理される。このように自動改札機１０の制御装置１８には正券クレジット管理部が設けられている。
【００３９】
従って「正券クレジット余り」とは、自動改札機１０を通行する正当な有償旅客が通路入口１１Ａから改札通路１１内に入る時の改札行為で正券クレジット情報をメモリに記憶し、かつ有償旅客が通路出口１１Ｂから改札通路１１を出たにも拘わらず、何らかの原因でメモリの正券クレジット情報が消去されず、残ることを意味する。「正券クレジット余り」が生じる主な原因は、有償旅客が通路入口１１Ａで正当な改札行為を行ったにも拘わらず、改札通路１１の通行途中に不自然な動作を行ったため、自動改札機１１側の改札機制御部２３が有償旅客を見失い、通路出口１１Ｂから出たことを確認できず、正券クレジット情報を消去できないことである。しかし、本実施形態による自動改札機１０によれば、有償旅客が改札通路１１の途中で不自然な動作を行っても、前述した通り身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）を行うため、確実に当該有償旅客を検出することができ、正券クレジット情報をメモリから消去することができる。
【００４０】
図９に従ってその処理の流れを説明する。最初の処理ステップＳ６１では通行阻止用の開閉ドア１６の動作状態を初期化する。通常的には開いた状態に維持される。或る旅客（有償旅客か無償旅客かは不明であるとする。）が自動改札機１０の改札通路１１に進入しようとする。このとき、有償旅客であれば、通常的には、通路入口１１Ａで正当な改札行為を行う。図９のフローチャートでは改札行為および改札処理に関係する内容の図示は省略されている。旅客が改札通路１１に入ると同時に統計的身長値算出開始のためのルーチンステップＳ６２が実行される。このルーチンステップＳ６２は、前述した身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）の前段部分に相当する。次に、判断ステップＳ６３で正券クレジットが有るか否かが判断される。判断ステップＳ６３でＹＥＳである場合には次の処理ステップＳ６４で開閉ドア１６を開状態に保持してさらに次の判断ステップＳ６５に移行し、ＮＯである場合には処理ステップＳ６４を飛ばして判断ステップＳ６５に移行する。判断ステップＳ６５で正券クレジット有りと判断される場合には正当な改札行為が行われたことを意味する。判断ステップＳ６５で正券クレジット無しと判断された場合には改札行為がされなかったことを意味する。
【００４１】
判断ステップＳ６５では、旅客の位置が無札判定位置より出口側であるか否かが判断される。判断ステップＳ６５でＹＥＳである場合には統計的身長値取得のためのルーチンステップＳ６６に移行し、ＮＯである場合には判断ステップＳ６７に移行する。
【００４２】
判断ステップＳ６７では赤外線センサ１７のセンサ出力を利用して旅客が自動改札機１０の通路入口１１Ａから出場したか否かが判断される。判断ステップＳ６７でＹＥＳの場合には、結局、旅客は自動改札機１０を利用しなかったことを意味するので、処理は終了する。判断ステップＳ６７でＮＯである場合には、旅客は改札通路１１内にいることになるので、開閉ドア１６を継続して常時開状態に保つか否かを判断する（判断ステップＳ６８）。この判断ステップＳ６８でＹＥＳの場合には開閉ドア１６を開状態に保持し（処理ステップＳ６９）、判断ステップＳ６３に戻る。判断ステップＳ６８でＮＯである場合には、開閉ドア１６が閉まっており、直接に判断ステップＳ６３に戻る。判断ステップＳ６３では、旅客が再び正当な改札行為を行った否かを判断する。
【００４３】
他方、ルーチンステップＳ６６は、前述した身長計測に基づく有償旅客検出（処理ステップＳ１５、ルーチンステップＳ１６）の後段部分に相当する。これにより旅客の統計的身長値に基づき当該旅客が有償旅客か否かが判断され、検出される。ルーチンステップＳ６６を実行した後、判断ステップＳ７０が実行される。この判断ステップＳ７０では、旅客が自動改札機１０の通路出口１１Ｂから出場したか否かが判断される。判断ステップＳ７０でＹＥＳのときには判断ステップＳ７１が実行され、ＮＯのときには判断ステップＳ７２が実行される。２つの判断ステップＳ７１，Ｓ７２のいずれにおいても、取得された統計的身長値に基づいて旅客が有償旅客（身長が１２４ｃｍ以上の者）であるか否かが判断される。
【００４４】
判断ステップＳ７１でＮＯである場合には、無償旅客であるから、処理の流れを終了する。判断ステップＳ７１でＹＥＳの場合には、次の判断ステップＳ７３で正券クレジットが有るか否かが判断され、正券クレジットがある場合には正券クレジットを消去する処理が行われる（処理ステップＳ７４）。これにより、正券クレジットが存在する場合には当該正券クレジット情報を確実に消去することができる。判断ステップＳ７３で、正券クレジットが無いと判断された場合には、開閉ドア１６の状態が開か否かを判断し（判断ステップＳ７５）、判断ステップＳ７５でＹＥＳであるときにはしゃがみ通行検知処理のルーチンステップ（処理ステップＳ７６）を実行し、判断ステップＳ７５でＮＯであるときには強行突破検知処理のルーチンステップ（処理ステップＳ７７）を実行する。しゃがみ通行検知処理のルーチンステップの処理ステップＳ７６では、有償旅客の不正なしゃがみ通行を防止するため開閉ドア１６を閉じ警告する処理を行う。強行突破検知処理のルーチンステップの処理ステップＳ７７では、有償旅客の不正な強行突破を警告音、警告表示で警告し、録画等で記録する処理を行う。
【００４５】
判断ステップＳ７２でＮＯである場合には、無償旅客であるから、処理の流れを判断ステップＳ６３まで戻る。この場合には、判断ステップＳ７０でＮＯ（通路出口１１Ｂから出場していない）でありかつ判断ステップＳ７２でＮＯ（無償旅客）であることから、判断ステップＳ７０でＹＥＳになるまで、再度、ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６，Ｓ７０等を繰り返す。判断ステップＳ７２でＹＥＳの場合には、次の判断ステップＳ７８で正券クレジットが有るか否かが判断され、正券クレジットがある場合（ＹＥＳ）には判断ステップＳ６３に戻る。また判断ステップＳ７８で正券クレジットがない場合（ＮＯ）には、開閉ドア１６を閉じて（処理ステップＳ７９）、判断ステップＳ６３に戻る。この場合には、判断ステップＳ７０でＮＯ（通路出口１１Ｂから出場していない）でありかつ判断ステップＳ７２でＹＥＳ（有償旅客）であることから、判断ステップＳ７０でＹＥＳになるまで、再度、ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６，Ｓ７０等を繰り返す。
【００４６】
以上の処理の流れで明らかなように、統計的身長決定を利用した身長計測に基づく有償旅客検出および判断の構成、すなわち、統計的身長値算出開始のためのルーチンステップＳ６２および統計的身長値取得のためのルーチンステップＳ６６によって、統計的身長値を計測することに基づき有償旅客を判断・検知するようにしたため、判断ステップＳ７３，処理ステップＳ７４によって確実に正券クレジットを消去することができ、正券クレジット余りを抑止することができる。
【００４７】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る自動改札機は、その改札機制御において身長計測用センサのセンサ出力を利用して身長計測に基づく有償旅客検出を行って確実に有償旅客を検出し、しゃがみ通行による不正通行を確実に抑止することに利用される。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 自動改札機
１０Ａ 改札機本体
１１ 改札通路
１１Ａ 通路入口
１１Ｂ 通路出口
１２ ＩＣカードタッチ部
１３ 磁気券投入部
１４ 表示部
１５ 身長計測用センサ
１６ 開閉ドア
１７ 赤外線センサ
１８ 制御装置
２１ 演算処理部
２２ メモリ
２３ 改札機制御部
２４ ドア部
２５ 物体検出部
２６ 赤外線センサに基づく有償旅客検出部
２７ 身長計測部
２８ 身長計測に基づく有償旅客検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旅客の通行を許可または禁止する開閉ドアと、前記開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御手段とを備える自動改札機において、
改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサと、
前記身長計測用センサのセンサ出力に基づき前記旅客の前記身長を計測する身長計測手段と、
前記身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出手段とを備え、
前記改札機制御手段は、前記有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて前記開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うことを特徴とする自動改札機。
【請求項２】
前記身長計測手段が出力する前記身長計測結果は、一定期間の間連続して計測した身長値に基づき算出された統計的身長値であることを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項３】
複数の赤外線センサとこれらの赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段を備え、前記赤外線センサのセンサ出力に基づく前記有償旅客検出手段で有償旅客でないと判断されたときに、前記身長計測手段の身長計測結果に基づく前記有償旅客検出手段の検出動作を行うことを特徴とする請求項１または２記載の自動改札機。
【請求項４】
正券クレジット管理手段を備え、前記正券クレジット管理手段は前記身長計測手段の身長計測結果に基づく前記有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて正券クレジットの消去を行うことを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項５】
警告装置を備え、前記改札機制御手段は前記開閉ドアの開閉動作と共に前記警告装置の警告動作を制御することを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項６】
前記身長計測用センサは、改札機本体または天井部に設置された撮像装置または距離センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動改札機。
【請求項１】
旅客の通行を許可または禁止する開閉ドアと、前記開閉ドアの開閉動作を制御する改札機制御手段とを備える自動改札機において、
改札通路に進入した旅客の身長を計測するための情報を出力する身長計測用センサと、
前記身長計測用センサのセンサ出力に基づき前記旅客の前記身長を計測する身長計測手段と、
前記身長計測手段の身長計測結果に基づき有償旅客であるか否かを検出する有償旅客検出手段とを備え、
前記改札機制御手段は、前記有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて前記開閉ドアの開閉動作を制御する制御信号を出力し、有償旅客のしゃがみ通行による不正通行を阻止する制御を行うことを特徴とする自動改札機。
【請求項２】
前記身長計測手段が出力する前記身長計測結果は、一定期間の間連続して計測した身長値に基づき算出された統計的身長値であることを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項３】
複数の赤外線センサとこれらの赤外線センサのセンサ出力に基づく有償旅客検出手段を備え、前記赤外線センサのセンサ出力に基づく前記有償旅客検出手段で有償旅客でないと判断されたときに、前記身長計測手段の身長計測結果に基づく前記有償旅客検出手段の検出動作を行うことを特徴とする請求項１または２記載の自動改札機。
【請求項４】
正券クレジット管理手段を備え、前記正券クレジット管理手段は前記身長計測手段の身長計測結果に基づく前記有償旅客検出手段の有償旅客検出結果に基づいて正券クレジットの消去を行うことを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項５】
警告装置を備え、前記改札機制御手段は前記開閉ドアの開閉動作と共に前記警告装置の警告動作を制御することを特徴とする請求項１記載の自動改札機。
【請求項６】
前記身長計測用センサは、改札機本体または天井部に設置された撮像装置または距離センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動改札機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４２８８４（Ｐ２０１２−２４２８８４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９１８６（Ｐ２０１１−１０９１８６）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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