自动扶梯的保护装置.pdf

本发明提供一种自动扶梯的保护装置，该装置能尽早检测出乘客的异常状态并进行必要的注意提醒。在自动扶梯的保护装置中，在自动扶梯和顶棚(3)之间或在交叉的两台自动扶梯间的夹角部设有保护板(4)，在所述保护板(4)上设有摄像机(6)，并且所述保护装置具有根据该摄像机(6)的影像来预备性探测乘客的异常搭乘的图像处理机构(8)，在判定为乘客异常搭乘时，播放提醒注意广播或者使自动扶梯的运行停止或缓停止。

1.  一种自动扶梯的保护装置，该保护装置在自动扶梯和顶棚之间或在交叉的两台自动扶梯间的夹角部设有保护板，其特征在于，
在所述保护板上设有摄像机，并且，所述保护装置具有根据该摄像机的影像来预备性探测乘客的异常搭乘的图像处理机构，在判定为乘客异常搭乘时，播放提醒注意广播或者使自动扶梯的运行停止或缓停止。

2.  如权利要求1所述的自动扶梯的保护装置，其特征在于，
探测人或行李碰撞到所述摄像机时的摄像机影像的晃动，使自动扶梯停止。

3.  如权利要求1所述的自动扶梯的保护装置，其特征在于，
根据有无对所述乘客的异常搭乘的预备探测，调整接触探测的灵敏度。

4.  如权利要求1所述的自动扶梯的保护装置，其特征在于，
以自动扶梯的启动、停止时的信号作为触发，对通过图像处理进行人物检测或动作检测时使用的没有乘客搭乘的无人的背景动态图像进行拍摄、使用。

自动扶梯的保护装置
技术领域
本发明涉及一种确保搭乘自动扶梯的乘客的安全，给乘客带来安全感的自动扶梯的保护装置。
背景技术
以往，不断发生自动扶梯乘客被交叉的两台自动扶梯彼此间的夹角部(挟角部)或者自动扶梯和顶棚的夹角部夹到而受伤的事故。这是由于乘客因为某些理由从扶手上探出，并以此状态随着扶手一起移动而发生夹角部夹到头部或身体的事故。
为了预先防止这类事故，在上述夹角部设置三角形的丙烯保护板，乘客由于撞倒该保护板，发觉自己被向夹角部夹持，而一般进行避让(例如，参照专利文献1。)。
另外，提出一种沿着扶手安装红外线传感器或者毫米波传感器，探测乘客在扶手上的搭乘情况，并播放提醒注意广播(例如，参照专利文献2。)。
专利文献1：日本特开平7-309574号公报
专利文献2：日本特开平10一297865号公报
上述专利文献1的情况存在如下问题：在自动扶梯的速度快的情况下，乘客即使撞到丙烯保护板，也有以原状态被夹向夹角部的危险性。另外，在碰撞前不能提醒注意或进行自动扶梯控制，使乘客感到痛苦。
上述专利文献2的情况存在如下问题：虽然能够在碰撞到保护板前提醒注意或进行自动扶梯控制，但是例如由于乘客上半身在扶手上呈倚靠状态时进行的最初检测，也会产生检测延迟。另外，由于需要沿着扶手设置传感器，所以需要花费引进费用、维护费用。
发明内容
本发明目的在于提供一种自动扶梯的保护装置，该装置能尽早检测出乘客的异常状态并进行必要的注意提醒。
为了达到上述目的，在本发明技术方案1中，提供一种自动扶梯的保护装置，该保护装置在自动扶梯和顶棚之间或在交叉的两台自动扶梯间的夹角部设有保护板，其特征在于，在所述保护板上设有摄像机，并且，所述保护装置具有根据该摄像机的影像来预备性探测乘客的异常搭乘的图像处理机构，在判定为乘客异常搭乘时，播放提醒注意广播或者使自动扶梯的运行停止或缓停止。
根据该结构，在进行碰撞探测之前，监视从摄像机远方靠近过来的乘客的搭乘状态，在探测到乘客将要探出扶手的状态时播放提醒注意广播，使乘客认识到正在接近自动扶梯交叉部，能够预先防止事故。另外，通过减慢自动扶梯的速度、根据情况还可停止自动扶梯，从而能够在与保护板接触前使乘客躲避。
另外，在技术方案2中，其特征在于：在技术方案1中，探测人或行李碰撞到所述摄像机时的摄像机影像的晃动，使自动扶梯停止。
根据该结构，乘客在保护板之前探出身体或移动行李而撞到所述摄像机时，立即停止自动扶梯，因此能够减小乘客、行李所受的损伤。
另外，在技术方案3中，其特征在于：在技术方案1中，根据有无对所述乘客的异常搭乘的预备探测，调整接触探测的灵敏度。
根据该结构，在没有预备探测时，视为乘客发生碰撞的可能性低，降低碰撞探测的检测灵敏度，减少由于风或地震、淘气或不小心接触引起的误检测。
另外，在技术方案4中，其特征在于：在技术方案1中，以自动扶梯的启动、停止时的信号作为触发，对通过图像处理进行人物检测或动作检测时使用的没有乘客搭乘的无人的背景动态图像进行拍摄、使用。
根据该结构，能够简单地设定乘客没有搭乘的无人的背景动态图像。
发明效果
根据本发明，在进行碰撞探测之前，监视从摄像机远方靠近过来的乘客的搭乘状态，在探测到乘客将要探出扶手的状态时播放提醒注意广播，使乘客认识到正在接近自动扶梯交叉部，能够预先防止事故。另外，通过减慢自动扶梯的速度、根据情况还可停止自动扶梯，从而能够在与保护板接触前使乘客躲避。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的自动扶梯的保护装置的整体结构图。
图2是图像处理的功能框图。
图3是图像处理的流程图。
图4是说明乘客从扶手上没有探出身体的正常时和探出身体的异常时的说明图。
图5是用于学习异常搭乘探测用的背景状态的流程图。
图6是危险预备探测的流程图。
图7是乘客接触保护板时的流程图。
1-梯级；2-扶手；3-顶棚；4-可动式保护板；5-安装夹具；6-摄像机；7-扬声器；8-图像处理装置；9-影像录像装置；10-乘客；101-图像输入部；102-图像存储器；103-无人状态判定部；104-预备探测部；105-参数输入设备；106-图像发送控制部；107-碰撞探测部；108-报警信号发送部；109-图像发送部；
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的自动扶梯的保护装置的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的自动扶梯的保护装置的整体结构图，图2是图像处理的功能框图，图3是图像处理的流程图，图4是说明乘客从扶手没有探出身体的正常时和探出身体的异常时的说明图，图5是用于学习异常搭乘探测用的背景状态的流程图，图6是危险预备探测的流程图，图7是乘客接触保护板时的流程图。
在图1中，1是自动扶梯的梯级，2是自动扶梯的扶手，3是上层楼的地板或者顶棚。4是在所述上层楼的地板或者顶棚3和扶手2的夹角部通过可动式保护板的夹具5设置的防止乘客碰撞用的可动式保护板，当乘客碰撞时可动式保护板4摆动。6是影像监视用的摄像机，监视梯级上乘客10的搭乘状态。7是播放提醒注意广播用的扬声器，在乘客异常搭乘或危险搭乘的情况下进行注意提醒，使乘客认识到危险。8是在地板或顶棚3上设置的图像处理装置，对由摄像机6拍摄到的图像进行处理，探测异常搭乘、危险搭乘。9是影像录像装置，平时进行录像，或者，在异常时，以所述图像处理装置8检测到的异常现象作为触发信号，仅在异常现象前后的时间对影像进行录像。
从所述图像处理装置8输出的触发信号与自动扶梯控制装置(未图示)相连，在发生异常现象时能够使自动扶梯停止或缓停止。另外，从所述图像处理装置8发出的触发信号经由有线或无线网络作为报警信号送往监视室，能够用于提高监视员的监视效率。另外，此类触发信号、报警信号嵌入影像数据中，或作为中间数据(meta-date)通过其他文件添加到影像数据中，可在为了事故证实而在脱机状态下事后进行图像检索的情况下使用。
然后，使用图2的功能框图，对所述图像处理装置8的内部功能进行说明。在图2中，首先，图像从安装在图1的可动式保护板4上的摄像机6输入到图像输入部101。输入的图像以一定帧数保存在图像存储器102中，在探测到异常现象时输出该图像。接下来输入的图像在无人状态判定部103中识别在摄像机视野内有无乘客存在。然后在预备探测部104中，在乘客碰撞到可动式保护板4前预备性地探测乘客的异常搭乘。在此，识别乘客10是否探出扶手2。另外，在所述预备探测部104中，除了探出扶手2以外，还探测乘客在梯级上逆行、跑着穿过、跌倒等异常搭乘现象，通过扬声器7进行注意提醒。从参数输入设备105输入在所述预备探测部104进行的图像处理用的处理区域设定和参数设定。或者，通过网络从外部发送向图像处理装置8。在碰撞探测部107中，通过图像识别来探测乘客碰撞到所述碰撞防止保护板4上而导致的摄像机影像的晃动。并且，在所述预备探测部104和所述碰撞探测部107探测到异常搭乘或者乘客碰撞到保护板上的情况下，将探测信号送往图像发送部106，在图像发送部109中将在所述图像存储器102中保存的异常现象前后的影像进行适当的符号化并送往影像录像装置9。并且，在所述预备探测部104和所述碰撞探测部107探测到异常搭乘或者乘客碰撞到保护板上时，在报警信号发送部108中生成适当形式的报警信号，例如送往扬声器7来播放提醒注意广播，送往自动扶梯控制部进行使自动扶梯停止或缓停止等的运行控制。
下面使用图3的流程图说明图像处理装置8的处理的流程。
输入的图像(S1)判定在摄像机视野内有无乘客存在(S2)，在判定为无人状态的情况下，更新背景图像和背景特征量(S8)并结束输入帧的处理。使用图5来后述关于无人状态探测和背景更新。另一方面，在判定为有乘客的情况下，记录那个时刻的图象(S3)，并识别是否是危险状态(S4)。在S4中在乘客与碰撞保护板4接触前对危险状态进行预备探测，基于该预备探测的探测结果进行预备探测状态图像的发送(S6)和报警信号的发送(S7)。在S5的接触探测有无判定中，不管S4的预备探测结果如何，进行判定处理。如果在S4中预备探测到异常搭乘的情况下，在S5中提高接触探测的检测灵敏度，减少检测遗漏。相反，在S4中未进行预备探测的情况下，降低S5的检测灵敏度，以减少由于风或地震、淘气等故意摇动碰撞防止保护板的行为引起的误检测。使用图6来后述危险预备探测(S4)的详细内容。
图4是说明乘客从扶手没有探出身体的正常时和探出身体的异常时的说明图，是从碰撞防止保护板4观察自动扶梯下方时的图。
在图4中，包含梯级1、扶手2、外侧面平台(outer-deck)11在内的图像处理区域12经由图2的参数输入设备105或者网络从另外的PC上设定。在该图像处理区域12内存在乘客10时，危险搭乘判定模块(图3的S4)输出异常搭乘的预备探测信号。
下面使用图5的流程图，对无人状态探测(S2)和无人状态学习(S8)的处理的流程进行说明。
首先，从输入图像(S10)判定在监视区域内是否存在人物(S11)。以往作为判定监视区域内有无人物存在的判定方法基本上采用背景差分处理或帧间差分处理。由于这些方法是在背景静止的前提下进行处理的，所以无法适用于自动扶梯的梯级那样始终运动的背景中。虽然也存在不使用背景或运动，使用人物检测器从一张图像检测出人物的方法，但是现状是对人物影子的外观的变化或人物局部的隐藏弱，处理成本也高，所以在现状中无法实用。因此，使用例如同一申请人之前发明的时空间特征量(参照日本专利申请特愿2007-296206号)，使用纹理(texture)和运动两方面的信息学习不存在人物的动态背景。
学习例如使用混合正规分布模型，用多个正规分布参数表现该时空间特征量在背景状态中的分布。若输入数据中的时空间特征从学习的分布偏离，则能够判定为在动态背景中正有人搭乘。若检测出人物，则反复进行图像输入(S11)，同时处理转移向危险预备探测处理(图3的S4)。如果没能检测出人物，则为了背景状态的学习用而在存储器中保存N张图像(S12)。在被保存的数张图像中，计算图像整体或在图2的S104中设定的监视区域内的所述时空间特征(S13)，对动态背景具有的特征量分布进行参数近似(S14)。所述处理不仅在图像整体、监视区域内进行，而且还可以把图像、监视区域分割成多个局部块，对每个块进行计算。
此时，对每个分割的块进行是否存在人物的判定。或者，通过多个块的探测结果的大多数决定结果进行是否存在人物的判定。但是，还能够从自动扶梯的启动、停止信号得到人物不存在的情况。即，在流通店铺等中，由于在开店前自动扶梯启动之后不久和关店后自动扶梯即将停止之前应该没有搭乘的购物的乘客，所以，以此为前提条件，可不用进行基于图像处理的人物检测而强制性地进行背景特征量的计算和更新。
下面使用图6的流程图，说明危险预备探测(图3的S4)的处理的流程。
首先，经由参数输入设备(图2的S105)或网络从外部指定进行图像处理的区域(图4的12)(S20)。然后在输入图像(S21)中，在每个块或者在图像处理整体区域中计算时空间特征量(S22)。然后，参照事先通过无人状态学习(图3的S2)得到的背景的时空间特征(S24)，通过与图像处理区域(图4的12)内的时空间特征量(S22)作比较，对图像整体或每个局部块判定在图像处理区域(图4的12)内是否有人存在(S23)。在将局部块用于判定的情况下，每个局部块中有人存在的块数如果在阈值个数以上，则判定为有人存在，即，在此判定为人如图4那样在扶手区域探出(S26)。
此时，探出的有可能是乘客携带的行李，或者也有可能乘客影子反射进去，所以通过下面的步骤进行异常动作检测判定(S26)。在异常动作探测中对所述时空间特征量的时间变化进行解析，识别异常搭乘和正常搭乘。在行李或影子那样运动方式或纹理与人具有相异特征的情况下，能够通过时空间特征的时系列变化识别行李或影子不是人。如果探测到异常动作，则播放提醒注意广播(S27)，发送后述的碰撞探测的灵敏度设定用的预备探测信号(S28)。作为能够预备探测的动作种类，除了能够探测探出扶手以外，还能探测逆行、跑着穿过等危险行为或跌倒等异常现象。
下面使用图7的流程图，对于探测乘客撞到碰撞防止保护板4的图像处理的流程进行说明。
通过输入图像(S30)的帧间差分处理、或者光学流(optical flow)计算处理，若帧间的差分或运动量在某个阈值以上，则判定为摄像机因为某些原因而发生振动(S31)。然后，根据在图6的流程处理中得到的预备探测信号(S28)的有无，对乘客向碰撞防止保护板上碰撞进行探测的灵敏度进行设定(S33)。即，如果在判定为有预备探测的情况(S32)下，提高振动探测的灵敏度，减少检测遗漏以免带来人身事故。相反，在没有预备探测的情况下，将检测灵敏度定为默认值，或者降低检测灵敏度，以免检测出由于风或地震等自然现象引起的摄像机振动、或者检测出由于淘气等故意造成的摄像机振动。在以上的设定下，在判定为人碰撞到碰撞防止保护板上的情况(S34)下，在下一步骤使自动扶梯停止或缓慢停止(S35)。此后，发送继续进行了碰撞判定后的报警信号(S36)，例如将报警信号送往监视中心，监视员直接在监视器上监视，通过手动操作也能强制停止自动扶梯。此时，伴随着报警信号发送，还发送接触前后的多个帧(S37)，通过使录像装置9录像，在脱机处理时也能够事后通过检索事故录像来查明事故原因。