JP4111069B2

JP4111069B2 - 自動改札装置

Info

Publication number: JP4111069B2
Application number: JP2003164436A
Authority: JP
Inventors: 哲也塚本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2005004285A; CN1573815A; TWI250473B; CN100545874C; TW200508992A; HK1072828A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の駅などに設置される自動改札装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、従来の自動改札装置の一例を示した概略側面図である。自動改札装置１００は、入口側（図の右側）に設けられた上下１対のセンサ１０１ａ、１０１ｂと、中央部に設けられた上下１対のセンサ１０２ａ、１０２ｂと、出口側（図の左側）に設けられた上下１対のセンサ１０３ａ、１０３ｂとを備えている。これらのセンサは光センサから構成され、上下のセンサが同時に遮光したときに、その位置に人が到達したことが検知される。１０４は入口側のゲート扉、１０５は出口側のゲート扉である。
【０００３】
乗客が自動改札装置１００の券投入口（図示省略）に乗車券を投入して通行する場合、まず入口側のセンサ１０１ａ、１０１ｂが同時に遮光され、乗客が自動改札装置１００に進入したことが検知される。乗客が通路を進むと、入口側のセンサ１０１ａ、１０１ｂは遮光状態から透光状態となる。そして、乗客が中央部に至ると、中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂが同時に遮光状態となり、これによって乗客が中央部に到達したことが検知される。その後、乗客が出口に向かって進むと、中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂは遮光状態から透光状態となり、乗客が出口に至ると出口側のセンサ１０３ａ、１０３ｂが同時に遮光状態となる。そして、乗客が出口から出ると出口側のセンサ１０３ａ、１０３ｂは遮光状態から透光状態となり、乗客の退出が検知される。
【０００４】
一方、自動改札装置１００の内部の制御部には、正券カウンタが設けられている。正券カウンタの初期値は０であり、乗客が投入した乗車券が正常な券であると判定されると、正券カウンタの値は＋１となる。正券カウンタが＋１の状態は、乗客１人の通行が許可されていることを意味する。そして、センサ１０２ａ、１０２ｂが遮光状態から透光状態になったとき、すなわち乗客が中央部を通過して抜けたことが検知された時点で、正券カウンタの値は１減算されて０に戻り、次の乗客が乗車券を投入するのを待機する状態となる。
【０００５】
このように、従来の自動改札装置１００では、乗客の通行を検知するためのセンサを入口と中央と出口の３箇所にそれぞれ上下１対設け、各１対のセンサが同時に遮光することでその位置に乗客が到達したことを検知していた。なお、自動改札装置における通行検知に関する先行技術として、たとえば下記の特許文献１、特許文献２がある。特許文献１には、車椅子の通行が可能なように通路幅を変更できる自動改札装置において、改札通路の入口から出口にわたって複数のセンサを低位置で横一列に配列し、これらのセンサが車椅子を検出している間は、改札装置本体の移動を禁止することが記載されている。また、特許文献２には、乗客が投入した乗車券の適否を表示する複数の表示部を改札装置本体の進行方向に沿って設けるとともに、これらの表示部と１対１で対応する複数の通過センサを改札装置本体の進行方向に沿って設け、通過センサにより検知された乗客の近くの表示部にその乗客の通過可否を表示するようにした自動改札装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２１２６９４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４４１０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１８に示した従来の自動改札装置１００にあっては、以下のような問題点があった。第１に、入口側のセンサ１０１ａ、１０１ｂと中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂ、および出口側のセンサ１０３ａ、１０３ｂと中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂとが、比較的長い間隔を置いて配列されているため、入口と中央部との間や、出口と中央部との間に人が入り込んだまま一定時間（例えば５秒間）動かないでいると、センサが遮光されない状態が続いて「人無し」と判定され、オートリセット処理が働いて正券カウンタが誤ってクリア（カウンタ値＝０）されてしまう。この結果、正常な乗車券を投入した乗客であるにもかかわらず、ゲート扉１０５が閉じて通行が禁止されてしまうという不具合が生じる。第２に、中央部を人と人とが接触した状態で通過した場合、あるいは人と荷物等とが接触した状態で通過した場合、中央部のセンサ１０２ａ、１０２ｂが同時に遮光状態となる回数は１回であるので、装置側では１人の通過と判定してしまい、正券カウンタ残り（２−１＝１）が発生する。この結果、乗客１人が無札で通過できてしまうことになる。第３に、自動改札装置１００の通路内で乗客が前後にうろうろするような複雑な動きをした場合は、センサによって人の正確な追跡ができなくなるため、出口側からの逆進入あるいは入口側からの２人目の乗客の進入があったと誤検知する場合がある。第４に、センサの遮光・透光だけから人間検知を行うため、乗客の移動方向を誤判定するおそれがある。以上のような問題点とその対策については、前掲の特許文献１、特許文献２に開示されていない。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであって、その目的とするところは、センサによって人の位置を確実に追跡することで、誤検知や誤判定のない信頼性の高い自動改札装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、乗車媒体の適否を判定してゲート扉の開閉を制御し、通行を許可または禁止する自動改札装置において、通行方向に列状に配列された複数のセンサからなる検知手段と、この検知手段の検知出力に基づいて通行する人間の位置を管理する管理手段とを設ける。検知手段は、隣接する２個のセンサが１人の人間を同時に検知するように隣接する各センサ間の間隔が設定されている。管理手段は、人間の通行に伴う検知出力のセンサ間での遷移を追跡することにより、人間の位置をリアルタイムに管理する。このようにすることで、センサ間の位置に人間が入り込んだ状態が継続しても、隣接する２個のセンサが必ず人間を検知するため、オートリセット処理が働いて正券カウンタがクリアされることはなく、通路内の乗客が正常な乗車券を所持しているにもかかわらず通行が禁止されるという不具合を回避することができる。なお、本発明でいう「列状」とは、複数のセンサを直線状に配列する場合のほか、例えば隣接するセンサの床面からの高さを若干異ならせて、複数のセンサを交互に千鳥状に配列するような場合も含む。また、複数のセンサのうち一部のセンサの床面からの高さを上下方向へずらして配列するような場合も含む。
【００１０】
また、本発明では、隣接する２個のセンサを含む複数個のセンサを１グループとし、隣接するグループが、各グループに属する少なくとも１個のセンサを、一方のグループの前側と他方のグループの後側とで共有するように、各グループごとにセンサ位置に対応したステータスを割当てる。管理手段は、１グループにおける複数個のセンサ全部が検知信号を出力している状態のときに、当該グループのステータスに人間が位置していると判定し、ステータスの遷移を追跡することにより人間の位置をリアルタイムに管理する。これにより、人間の胴体の幅よりも小さい物（例えば、手や傘など）が１個のセンサで検知されても、それだけでは人間を検知したとは判定されず、ノイズによる誤検知を未然に防止して人間検知の信頼性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明では、管理手段は、現在のステータスが１つ前または１つ後のグループのステータスへ遷移したことを判定したときにステータスを更新する。これによると、例えば２つ先のグループに属するセンサから突然検知信号が出力されたような場合は、手や荷物等による検知信号とみなして、正規の人間検知とは判定されないため、手や荷物等の位置を人間の位置と誤って追跡するおそれはなく、人間検知の信頼性を高めることができる。
【００１２】
また、本発明では、管理手段は、ステータスを更新した後、現在のステータスに含まれるセンサのうち通行方向に向って先端のセンサより手前にあるセンサの検知信号が消失したときに、現在のステータスを、当該ステータスに最も近い位置で検知信号を出力している１個のセンサを含み、かつ全てのセンサが検知信号を出力している、現在のステータスより手前の他のステータスへ変更することにより、現在のステータスを自動補正する。このようにすることで、手や荷物等を誤って追跡した場合でも、検知出力をチェックすることでステータスを人間の位置に自動的に補正することができ、人間検知の信頼性を高めることができる。
【００１３】
本発明の実施形態では、自動改札装置の入口部と出口部に、前述の隣接するセンサに加え、当該センサと上下方向に間隔をおいて設けられた別のセンサを備え、この別のセンサと上記隣接するセンサとを含む複数個のセンサを１グループとしてステータスを割当てる。これによると、追跡を開始する入口部と追跡を終了する出口部とにおいて、水平方向だけでなく上下方向にも検知エリアが形成される結果、人の進入と退出とをより確実に検知することができるので、誤った追跡が行われることが未然に防止され、人間検知の信頼性を高めることができる。
【００１４】
本発明の実施形態では、センサに異常が発生した場合に、異常センサの数が一定数以内であれば、異常停止を行うことなく、管理手段が検知出力の遷移の追跡を継続する。こうすることで、センサの一部が故障しても、自動改札装置はいわゆる縮退機能により動作を継続することができ、センサ数が増えることに伴う故障発生率増加の影響を抑制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した図であり、図１は斜視図、図２は側面図、図３は上面図、図４は正面図である。図１、図３および図４において、５０は自動改札装置、５１は自動改札装置５０の本体、５２は自動改札装置５０の入口側に設けられたゲート扉、５３は自動改札装置５０の出口側に設けられたゲート扉、５４は自動改札装置５０で使用される非接触ＩＣカード（図示省略）との間で通信を行うアンテナ、５５はアンテナ５４で読み取った非接触ＩＣカードが正常な乗車媒体であるか否かを表示するランプ表示部、５６は乗客に対して通行許可や通行禁止等の各種メッセージを表示するメッセージ表示部、５７は本体５１の側部に設けられた側板、５８は側板５７の上面に設けられた小児／学生表示ランプ、５９は側板５７内に設けられているセンサ（後述）を覆うカバー、６０は本体５１の正面に設けられている通行可否表示部、６１は１対の自動改札装置５０により形成される通路である。
【００１６】
以上のような自動改札装置５０は駅などに設置され、乗客が非接触ＩＣカードをアンテナ５４の上にかざすと、アンテナ５４が読み取った非接触ＩＣカードのデータが本体５１の内部に設けられている制御部に送られ、制御部が乗車媒体の適否を判定してゲート扉５２，５３の開閉を制御し、通行を許可または禁止する。なお、ここでは乗車媒体として非接触ＩＣカードを用いる非接触型の自動改札装置を例に挙げているが、本発明は、磁気カードを用いる接触型の自動改札装置や、磁気カードと非接触ＩＣカードの両方を使用できるハイブリッド型の自動改札装置にも適用することができる。
【００１７】
図２は、図１における右側の自動改札装置５０のカバー５９を取り外した状態の側面図である。１〜１６は通行方向に直線状に配列された人間位置追跡用のセンサであって、ここでは透過型の光センサから構成されている。また、図１の左側の自動改札装置５０における側版５７にも、通路６１を挟んでセンサ１〜１６のそれぞれと対向する位置に、透過型の光センサが設けられている。そして、各自動改札装置５０においては、センサを構成する投光素子と受光素子とが通行方向に交互に配列されており、かつ、一方の自動改札装置５０の投光素子と他方の自動改札装置５０の受光素子とが通路６１を挟んで対向している。このことにより、一方の自動改札装置５０に投光素子のみを配列し、他方の自動改札装置５０に受光素子のみを配列した場合に比べて、隣接する投光素子の間隔が２倍になるため、センサの数が多くなっても、センサ間での光の干渉を防止して誤動作を回避することができる。図３および図４のＬ１は、投光素子から受光素子へ投射される光の光軸を示している。図２において、センサ１〜１６の各センサ間の間隔ｙは、人間の胴体の前後幅よりも小さな間隔、例えば８ｃｍに設定されている。この結果、隣接するセンサ（例えばセンサ８とセンサ９）は、１人の人間により同時に遮光されて検知信号を出力するようになっている。上述したセンサ１〜１６は、本発明の検知手段の一例を構成するものである。なお、本発明の検知手段はここに示したセンサ１〜１６に限定されるものではなく、例えば検知手段として反射型の光センサを用いることもできる。また、図２では１６個のセンサ１〜１６を一列に配置しているが、これは一例であって、センサの数は自動改札装置５０の通路長に応じて適宜選定すればよい。また、図２ではセンサ１〜１６が一直線上に並ぶように配列されているが、隣接するセンサの床面からの高さを若干異ならせて、複数のセンサを交互に千鳥状に配列してもよい。さらに、本体５１の筐体設計の都合上、センサ１〜１６のうち一部のセンサ（例えばアンテナ５４付近のセンサ）の床面からの高さを上下方向へずらして配列するようにしてもよい。
【００１８】
図２の２１，２２は、大人と小児とを判別するための大人／小児センサであって、センサ１〜１６の列よりやや上方の位置に設けられている。一方の大人／小児センサ２１は、自動改札装置５０の入口付近に設けられ、他方の大人／小児センサ２２は、自動改札装置５０の出口付近に設けられている。これらの大人／小児センサ２１，２２は、反射型の光センサから構成されており、斜め上方へ光を投射してその反射光を受光する。図４のＬ４は、大人／小児センサ２１，２２の光軸を示している。なお、大人／小児センサ２１，２２は透過型の光センサから構成してもよい。
【００１９】
図２の３１，３２，４１は、自動改札装置５０の入口付近に設けられた扉部小児検知用センサであって、このうち扉部小児検知用センサ３１，３２は、ゲート扉５２の上部位置に配置されていて、入退出検知用センサを兼用している。扉部小児検知用センサ４１は、ゲート扉５２の下部位置に配置されている。また、３３，３４，４２は、自動改札装置５０の出口付近に設けられた扉部小児検知用センサであって、このうち扉部小児検知用センサ３３，３４は、ゲート扉５３の上部位置に配置されていて、入退出検知用センサを兼用している。扉部小児検知用センサ４２は、ゲート扉５３の下部位置に配置されている。これらの各センサ３１〜３４、４１、４２は、センサ１〜１６と同様に、透過型の光センサから構成されている。図４のＬ２はセンサ３１〜３４の光軸を示しており、Ｌ３はセンサ４１，４２の光軸を示している。
【００２０】
なお、図２において、センサ１〜１６は自動改札装置５０の設置面（床面）から約９０ｃｍの高さに設置されており、センサ３１〜３４は同設置面から約７０ｃｍの高さに設置されており、センサ４１，４２は、同設置面から約４０ｃｍの高さに設置されている。但し、これらは一例であって、各センサの設置高さは必要に応じて最適な値に設定すればよい。
【００２１】
図５は、自動改札装置５０の電気的構成を示したブロック図である。７１は自動改札装置５０の動作を制御する制御部としてのＣＰＵである。７２はメモリから構成される記憶部であって、乗車媒体から読み取ったデータ等が一時的に格納される領域や正券カウンタの領域を備えたＲＡＭと、ＣＰＵ７１の動作プログラム等が格納されたフラッシュメモリと、自動改札装置５０の稼働データ等を蓄積するＥＥＰＲＯＭとを含んでいる。７３は通行する人間の位置を管理するための管理テーブルであって、記憶部７２の例えばＥＥＰＲＯＭに設けられている。ＣＰＵ７１および記憶部７２は、本発明の管理手段の一実施形態を構成する。
【００２２】
７４はゲート扉５２，５３を駆動する扉駆動部であって、扉開閉用のモータや、モータの駆動回路などから構成される。７５は表示部であって、図１に示したランプ表示部５５、メッセージ表示部５６、小児／学生表示ランプ５８および通行可否表示部６０から構成される。７６は上位装置であるホスト装置（図示省略）との間で通信を行うホスト通信部、７７は自動改札装置５０の各部に電源を供給する電源部である。７８は人間検知部であって、図２に示したセンサ１〜１６、２１、２２、３１〜３４、４１、４２から構成される。７９はアンテナ５４の動作を制御するアンテナ制御部であって、アンテナ５４は非接触ＩＣカードからなる非接触媒体８１との間で無線通信を行い、非接触媒体８１に記録されている乗車情報等のデータを非接触で読み取る。
【００２３】
図６は、管理テーブル７３の記憶内容の一例を示した図である。管理テーブル７３には、ＩＤ番号７３ａ、位置情報７３ｂ，７３ｃ、方向情報７３ｄ、接触情報７３ｅ、判定情報７３ｆ、大／小判別情報７３ｇ、通行情報７３ｈなどが記録される。ＩＤ番号７３ａは、自動改札装置５０へ進入した乗客１人毎に割当てられる識別番号である。位置情報７３ｂ，７３ｃは、後述するステータスにより乗客の位置を表した情報であって、位置情報７３ｂは今回（更新後）のステータスに基づく位置情報、位置情報７３ｃは前回（更新前）のステータスに基づく位置情報である。方向情報７３ｄは、乗客が自動改札装置５０のいずれの方向から進入したかを表す情報であり、改集札両用機の場合は、改札側から進入したか集札側から進入したかを表す情報である。接触情報７３ｅは、複数の乗客が通行中に接触した場合に、接触している人数（接触数）と、接触している順序（接触順）とを表す情報である。判定情報７３ｆは、乗車券の判定に関する情報であり、１枚の乗車券の処理に対して割り当てられるシーケンス番号、乗車券の有効・無効の判定結果、および大人券・小児券の区別が含まれる。大／小判別情報７３ｇは、図２の大人／小児センサ２１，２２の検出結果から得られる情報であって、乗客が大人であるか小児であるかを表す情報である。通行情報７３ｈは、正常客とそれ以外の異常客に関する情報であって、乗客が乗車券を提示しなかった場合は無札客、乗車券が提示されたがそれが有効な乗車券でなかった場合（判定情報７３ｆの判定結果が「無効」の場合）は無効客、進入が許されている側と反対の方向から進入した乗客の場合は逆進入客、乗客の所持する乗車券（非接触媒体８１）と自動改札装置５０との間で通信が途絶えたために券処理が終了していない場合は処理未了客として、それぞれのフラグがセットされ、いずれも異常客として取り扱われる。これらの場合以外は、すべて正常客として取り扱われる。以上のような管理テーブル７３により、自動改札装置５０を通行する人間の位置などが１人毎にリアルタイムに管理される。
【００２４】
次に、上述した自動改札装置５０における人間検知の原理を説明する。図７〜図９は、ステータスとその遷移を説明する図である。ステータスとは、複数個のセンサをグループ化し、各グループごとにセンサ位置に対応して割り当てた位置情報のことである。例えば、図７（ａ）のように上下に間隔を置いて設けられたセンサ１とセンサ３１とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１が割り当てられる。また、図７（ｂ）のように隣接するセンサ１，２とセンサ３１とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ２が割り当てられる。また、図７（ｃ）のように隣接するセンサ２，３と、センサ３２とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ３が割り当てられる。同様に、図７（ｄ）のように隣接するセンサ３，４と、センサ３２とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ４が割り当てられる。
【００２５】
続くステータスＳＴ５〜ＳＴ１３は、図７（ｅ）〜（ｆ）、図８（ｇ）〜（ｌ）、図９（ｍ）に示したように割り当てられる。すなわち、隣接するセンサ２個が１グループを構成し、各グループに対してステータスＳＴ５、ＳＴ６、ＳＴ７、…ＳＴ１３が順次割り当てられる。また、ステータスＳＴ１４〜ＳＴ１７は、ステータスＳＴ４〜ＳＴ１と同様に割り当てられる。すなわち、図９（ｎ）のように隣接するセンサ１３，１４と、センサ３３とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１４が割り当てられる。また、図９（ｏ）のように隣接するセンサ１４，１５と、センサ３３とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１５が割り当てられる。同様に、図９（ｐ）のように隣接するセンサ１５，１６と、センサ３４とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１６が割り当てられる。ステータスＳＴ２〜ＳＴ１６では、隣接するグループが、各グループに属する少なくとも１個のセンサを、一方のグループの前側と他方のグループの後側とで共有するように、各グループごとにセンサ位置に対応したステータスが割り当てられていることがわかる。最後に、図９（ｑ）のようにセンサ１６とセンサ３４とが１グループを構成し、当該グループに対してステータスＳＴ１７が割り当てられる。
【００２６】
管理手段であるＣＰＵ７１は、人間検知部７８におけるセンサ１〜１６およびセンサ３１〜３４からの検知信号を監視して、１つのグループにおける複数個のセンサ全部が検知信号を出力している状態のとき、すなわち１グループ内のセンサの遮光状態のＡＮＤ条件が成立しているときに、そのグループのステータスに人間が位置していると判定する。なお、１人の人間により遮光されるセンサの数は、その人間の胴体の幅により変化するが、以下では説明を簡単にするために、１人の人間により遮光されるセンサは隣接する２個のセンサのみと仮定する。
【００２７】
今、自動改札装置５０の入口側から乗客が進入してくる場合を考えると、最初に入口のセンサ１，３１が同時に遮光状態となるから、この時点でＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ａ）のステータスＳＴ１であると判定する。乗客が通路６１を進むと、次にセンサ２が遮光状態となるが、前述したようにセンサ１とセンサ２との間隔は人間の胴体の前後幅より小さいため、センサ１，３１は遮光状態を維持しており、センサ１，２、３１が同時に遮光状態となり、各センサから検知信号が出力される。したがって、ＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ｂ）のステータスＳＴ２であると判定する。
【００２８】
さらに乗客が通路６１を進むと、次にセンサ３，３２が遮光状態となるが、センサ２とセンサ３との間隔は人間の胴体の前後幅より小さいため、センサ２は遮光状態を維持しており、センサ２，３，３２が同時に遮光状態となり、各センサから検知信号が出力される。したがって、ＣＰＵ７１は、人間の現在位置が図７（ｃ）のステータスＳＴ３であると判定する。同様に、乗客が通路６１をさらに進むと、センサ３，４，３２が同時に遮光状態となり、ＣＰＵ７１は人間の現在位置が図７（ｄ）のステータスＳＴ４であると判定する。乗客が通路６１をさらに進むと、センサ４，５が同時に遮光状態となり、ＣＰＵ７１は人間の現在位置が図７（ｅ）のステータスＳＴ５であると判定する。
【００２９】
以下同様にして、乗客が通路６１を進むに伴って、ステータスはＳＴ６、ＳＴ７、…ＳＴ１３と遷移してゆく（図７（ｆ）〜図９（ｍ））。そして、乗客が出口付近に近づくと、図９（ｎ）〜（ｐ）のように水平方向のセンサと上下方向のセンサとを含む３個のセンサ（１３，１４，３３等）が同時に遮光状態となって、ステータスはＳＴ１４、ＳＴ１５、ＳＴ１６と遷移する。最後に、乗客が出口に至ると図９（ｑ）のように上下のセンサ１６，３４が同時に遮光状態となり、ステータスはＳＴ１７と判定される。その後、乗客が出口を抜けると、センサ１６，３４は透光状態となり、ＣＰＵ７１は自動改札装置５０から乗客が退出したと判定する。
【００３０】
ところで、以上の過程において、ＣＰＵ７１はステータスＳＴ１を判定した時点で、自動改札装置５０へ進入した乗客に対してＩＤ番号を割当て、管理テーブル７３（図６）に、割当てたＩＤ番号７３ａを記録する。また、ＣＰＵ７１は、そのＩＤ番号の人の位置を前端ステータスと後端ステータスとで管理する。すなわち、入口から出口へ向う進行方向に人が通過する場合、センサが透光状態から遮光状態へ最初に変化する位置を前端ステータス、センサが遮光状態から透光状態へ最初に変化する位置を後端ステータスとする。例えば、図１０において黒丸で示すセンサ９，１０，１１が人で遮光されている場合、前端ステータスはＳＴ１１、後端ステータスはＳＴ１０となる。なお、図１０では２つのステータスにより通行人の前端と後端を管理する例を示したが、通行人の胴体幅が小さい場合は、前述の例のように１つのステータスで前端と後端とを管理できる場合もある。また、通行人の胴体幅が大きい場合は、３つ以上のステータスのうち、先頭と最後のステータスにより前端と後端を管理することになる。以上のような前端ステータスと後端ステータスは、管理テーブル７３に位置情報７３ｂ，７３ｃとして記録される。この場合、位置情報７３ｂには最新のステータスが記録され、位置情報７３ｃには１つ前のステータスが記録される。
【００３１】
以上のように、上記実施形態においては、センサ１〜１６の隣接するセンサが１人の人間を同時に検知するようにセンサ間隔（ここでは８ｃｍ）が設定されているので、センサとセンサとの間の位置に人間が入り込んだ状態が継続しても、隣接するセンサが必ず人間を検知する。このため、オートリセット処理が働いて正券カウンタがクリアされることはなく、乗客が正常な乗車券を提示したにもかかわらずゲート扉５３が閉じて乗客の通行が禁止されるのを回避することができる。また、人間の通行に伴ってセンサ１〜１６の検知出力がセンサ間で順次遷移してゆくことから、この遷移をＣＰＵ７１が追跡することによって、人間の位置をリアルタイムに管理することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、複数個のセンサをグループ化し、各グループごとに位置情報としてのステータスを割当てるとともに、１つのグループに含まれるすべてのセンサが検知信号を出力している場合に、そのグループのステータスに人間が位置していると判定し、ステータスの遷移を追跡することにより人間の位置を管理するようにしている。このため、例えば手や傘などを前方に差し出して自動改札装置５０を通過する場合のように、人間の胴体より幅の小さい物がたまたま１個のセンサで検知されたとしても、それをもって人間を検知したと判定されることはなく、ノイズによる誤検知を未然に防止することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、複数個のセンサの検知出力に基づいて、前端ステータスと後端ステータスとにより通行人の前端位置と後端位置とを管理するようにしているので、前端位置によりセンサ位置への到達を、また後端位置によりセンサ位置からの離脱をそれぞれ管理することができ、人間の位置を正確に検知することができる。また、管理テーブル７３の位置情報として、今回の位置情報７３ｂと前回の位置情報７３ｃとを記録するようにしているので、それらのステータスを比較することにより、乗客の通行方向をリアルタイムに判定することができる。例えば、前回の前端ステータスがＳＴ１１で今回の前端ステータスがＳＴ１２であれば、乗客は図２の左方向へ移動しており、前回の前端ステータスがＳＴ１１で今回の前端ステータスがＳＴ１０であれば、乗客は図２の右方向へ移動していることがわかる。このようにして、上記実施形態によれば、乗客の位置や通行方向を誤ることなく確実に検知することができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、自動改札装置５０の入口部付近において、図７（ｂ）〜（ｄ）に示したように、上下方向に間隔をおいて設けられたセンサを含む３個のセンサを１グループとしてステータスＳＴ２〜ＳＴ４を割当てている。また、出口部付近においても、図９（ｎ）〜（ｐ）に示したように、上下方向のセンサを含む３個のセンサを１グループとしてステータスＳＴ１４〜ＳＴ１６を割当てている。このため、追跡を開始する入口部と追跡を終了する出口部とにおいては、水平方向だけでなく上下方向にも検知エリアが形成され、当該エリアの３個のセンサがすべて検知信号を出力した場合にはじめてステータスが成立することになる。このように、水平方向のセンサに加えて上下方向のセンサの出力も判定条件に入れることで、人の進入と退出とをより確実に検知することができ、誤った追跡が行われるのを未然に防止することができる。
【００３５】
さらに、上記実施形態では、管理テーブル７３により、通行する人間の位置を１人毎にリアルタイムに管理している。このため、通行人が通路６１内でうろうろする等の複雑な動きをした場合でも、人の位置を正確に追跡することができ、逆進入や２人目の進入と誤検知するおそれはなくなる。
【００３６】
次に、ステータスの更新について説明する。ステータスは、必ず前進方向または後退方向へ１ずつ遷移するものとし、ＣＰＵ７１は、現在のステータスが１つ前または１つ後のグループのステータスへ遷移したことを判定したときに、ステータスを更新する。例えば、図１１（Ａ）において、前端ステータスを例にとって説明すると、現在のステータスがＳＴ１１である場合、次のステータスはＳＴ１２（前進方向）かＳＴ１０（後退方向）であるので、ステータスがＳＴ１２またはＳＴ１０へ遷移するのを待ち、いずれかのステータスへ遷移した時点で、ステータスＳＴ１１はその遷移したステータスへ更新される。人間の胴体を正常に追跡している状態では、ステータスが２つ以上飛んで遷移することはない。例えば、ステータスＳＴ１１からいきなりステータスＳＴ９へと遷移したり、ステータスＳＴ１１からいきなりステータスＳＴ１３へと遷移するようなことはない。このようなルールに従ってステータスの更新を行うと、手や荷物などを前方に差し出して自動改札装置５０を通過するような場合に、例えば２つ先のグループに属するセンサから突然検知信号が出力されても、その信号は手や荷物等による検知信号とみなされ、正規の人間検知信号とはみなされないため、手や荷物等を誤って追跡するおそれはなくなる。
【００３７】
但し、図１１（Ｂ）の（ａ）〜（ｃ）のように、前端ステータスがＳＴ１１→ＳＴ１２→ＳＴ１３と１ずつ遷移してゆく場合でも、荷物等が手で振られて先行して体から離れたような場合は、前後のステータス間でセンサ（（ｃ）のセンサ１１）が透光状態になる場合が起こりうる。しかし、この場合はステータスが１ずつ正常に遷移しており、また、後述する図１３（ｃ）の場合とは異なって、追跡中のステータスにおけるセンサ出力が消失したわけではないので、荷物等を検知したとは取り扱わず、各ステータスを１人の人間のステータスとして取り扱う。なお、図１１（Ｂ）の（ｄ）は、先行した荷物等が戻ってきてセンサ１１が再び遮光された状態、（ｅ）は人間の胴体が進んで後端ステータスがＳＴ１０→ＳＴ１１へ前進し、長さとしては（ａ）と同じになった状態を示している。（ａ）と（ｅ）を比較すると、結局、ステータスが１つ進んだことになり、途中で荷物等の振れに基因して、見掛け上、前端ステータスから後端ステータスまでを含む長さが伸縮しても、それに影響されずに１人の人間として管理することが可能となる。
【００３８】
なお、前端ステータスがＳＴ１→ＳＴ２→ＳＴ３…と遷移し、続いて後端ステータスがＳＴ１→ＳＴ２と遷移したときに、ＣＰＵ７１は、１人の人間が自動改札装置５０へ進入したと判断する。また、後端ステータスがＳＴ１５→ＳＴ１６→ＳＴ１７と遷移した後、ＳＴ１７が成立しなくなったとき、すなわちセンサ１６，３４の一方もしくは両方が透光状態になったときに、ＣＰＵ７１は、１人の人間が自動改札装置５０から退出したと判断する。
【００３９】
図１２は、自動改札装置５０の動作を示したフローチャートであって、ＣＰＵ７１が実行する手順を表している。まず各センサの検知出力をチェックし（ステップＳ１）、検知出力の有無に基づいてステータスの遷移があったか否かを判定する（ステップＳ２）。ステータスの遷移がなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１へ戻ってセンサの検知出力のチェックを続ける。ステータスの遷移があれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、管理テーブル７３の今回の位置情報７３ｂと前回の位置情報７３ｃとを更新する（ステップＳ３）。この場合、更新直前に今回の位置情報７３ｂに記録されていた前端ステータスおよび後端ステータスは、前回の位置情報７３ｃに移され、今回の位置情報７３ｂには、常に最新の（現在の）前端ステータスおよび後端ステータスが記録される。
【００４０】
次に、更新した今回の位置情報７３ｂの前端および後端ステータスを参照して、乗客の現在位置が無札検知位置か否かを判定する（ステップＳ４）。無札検知位置は、乗客が非接触媒体８１をアンテナ５４にかざさずに通行したか否かを判定する基準位置であり、本実施形態では、前端ステータスがＳＴ６に達し、かつ、後端ステータスがＳＴ５に達したときに、無札検知位置であると判定される。現在位置が無札検知位置でなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、中央位置か否かを判定する（ステップＳ５）。本実施形態では、前端ステータスがＳＴ８に達したときに、中央位置であると判定される。現在位置が中央位置でなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、続いて退出したか否かを判定する（ステップＳ６）。前述したように、後端ステータスがＳＴ１７へ遷移した後、センサ１６，３４の透光によりＳＴ１７が成立しなくなったときに、退出したと判定される。退出がまだであれば（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ１へ戻って上述した手順を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ４において、現在位置が無札検知位置と判定されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、次に、乗車媒体（非接触媒体８１）をアンテナ５４が読み取って通行可否の判定がされたかどうかをチェックする（ステップＳ７）。判定がされておれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、判定結果等を管理テーブル７３に判定情報７３ｆとして記録する（ステップＳ８）。一方、判定がされていなければ（ステップＳ７：ＮＯ）、管理テーブル７３の通行情報７３ｈにおける無札客フラグをＯＮにするとともに、メッセージ表示部５６に無札であることの案内表示をする（ステップＳ９）。ステップＳ８またはステップＳ９を実行した後は、ステップＳ１へ戻る。
【００４２】
乗客が無札検知位置を通過して中央位置に到達すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、管理テーブル７３の無札客フラグがＯＮであるかどうかをみて、当該乗客が乗車媒体を所持しない無札者かどうかを判定する（ステップＳ１０）。無札者でなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、通行を許可して（ゲート扉５３を開いたままにして）ステップＳ１へ戻る。その後、ステップＳ２〜Ｓ５を経て、ステップＳ６で退出したことが判定されると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理を終了する。一方、無札者であれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ゲート扉５３を閉じて通行を禁止し（ステップＳ１１）、ステップＳ１へ戻る。以後は、上述した処理と同じ処理を実行する。
【００４３】
次に、図１３を参照してステータスの補正について説明する。手や荷物等を誤って追跡した場合でもステータスは更新されるが、追跡の途中でセンサ出力が消失することが起こりうる。例えば、図１３（ａ）のようにステータスＳＴ１２で手や荷物等の追跡を開始した場合、（ｂ）のようにステータスがＳＴ１３へ変化した時点では、まだ手や荷物等を誤追跡していることは判別できないが、人間を追跡しておればＳＴ１３の次は必ずＳＴ１４かＳＴ１２へステータスが遷移するはずである。ところが、手や荷物等を追跡していた場合は、これらが人間の胴体から一時的に離れることにより、例えば（ｃ）のようにステータスＳＴ１３における通行方向に向って先端のセンサより手前にあるセンサ１２が透光状態となって、検知出力が消失することがある。この場合、ＣＰＵ７１は、現在のステータスＳＴ１３に最も近い位置で検知信号を出力している（すなわち遮光状態にある）センサ１１の位置に合わせて、現在のステータスをＳＴ１３からそれより手前のＳＴ１１に変更することにより、現在のステータスを自動補正する。ここで、センサ１１の検知信号は人間の胴体を検知したことに基づく信号であり、ステータスＳＴ１１は人間の現在位置を表すステータスである。こうして、手や荷物等を誤追跡した場合でも、センサの検知出力をチェックすることでステータスを人間の位置に自動的に補正することができ、人間の正確な追跡が可能となる。
【００４４】
次に、図１４を参照して接触検知について説明する。先行する乗客（以下、「前客」という）の後端位置と、後続する乗客（以下、「次客」という）の前端位置との間に、透光状態のセンサが１つも存在しなくなった場合に、前客と次客とが接触したと判断する。例えば図１４（ａ）のように、前客の前端ステータスがＳＴ１２、後端ステータスがＳＴ１１で、次客の前端ステータスがＳＴ７、後端ステータスがＳＴ６の場合に、（ｂ）のように次客が前客に接近し、（ｃ）のように前客と次客の間でセンサがすべて遮光状態となったときに、両者が接触したと判断する。この接触中は、前客と次客の前端ステータスはともにＳＴ１２となり、前客と次客の後端ステータスはともにＳＴ８となる。そこで、前客と次客のそれぞれの管理テーブル７３（図６）において、位置情報７３ｂの前端ステータスおよび後端ステータスを、一旦以下のように記録する。
前端ステータス＝前客の前端ステータス（ＳＴ１２）
後端ステータス＝次客の後端ステータス（ＳＴ８）
また、管理テーブル７３の接触情報７３ｅにおいて、接触数として「２」を記録し、接触順として「１」または「２」記録する（前客の場合は接触順が「１」となり、次客の場合は接触順が「２」となる）。
【００４５】
なお、上記では２人の人間が接触する場合を例に挙げたが、同様の原理に基づき３人以上の接触を検知することもできる。この場合は、先頭の人間の前端ステータスと、最後部の人間の後端ステータスとを接触グループの共通のステータスとして更新してゆく。また、最初から複数人が接触した状態で進入した場合は、図１４の原理によっては接触を検知できないため、１人の人間としてステータスを管理する。
【００４６】
次に、図１５を参照して分離検知について説明する。２人の人間が接触した後、前端と後端間で２個以上の連続するセンサから検知信号の出力がなくなった場合は、前客と次客とが分離したと判断し、当該センサの位置を境として分離処理を行う。例えば、図１５（ａ）のように前客と次客とが接触状態にあった後、（ｂ）のように次客が後退し、（ｃ）のように２個のセンサ８，９が透光状態となった時点で、前客と次客が分離したと判断する。なお、（ｂ）のように１個のセンサ９が透光状態となった時点で分離したと判断してもよいが、誤検知をなくして信頼性を上げるために、本実施形態では２個のセンサの透光を以って分離と判断するようにしている。前客と次客の分離を判断すると、（ｃ）のように前客の後端ステータスをＳＴ８からＳＴ１１に更新し、次客の前端ステータスをＳＴ１２からＳＴ７に更新する。また、次客の後端ステータスをＳＴ６に更新する。この結果、前客と次客のそれぞれの管理テーブル７３（図６）において、位置情報７３ｂの各ステータスが更新後のステータスに書き換えられ、以後は新たなステータスに基づいて各々の客の位置が管理される。
【００４７】
このようにして、前客の後端位置と次客の前端位置とに基づき、両者の接触および分離を管理することによって、通行する人間の数を正確にカウントすることが可能となり、正券カウンタ残りが発生することによる無札通過を未然に防止することができる。
【００４８】
なお、３人以上が接触した後の分離処理については、接触中に前端から後端の間で出口からの抜けが検知された場合に、１人ずつ分離したと判断する。例えば、図１６において、（ａ）は３人が接触した状態であり、前端ステータスがＳＴ１７、後端ステータスがＳＴ１２となっている。この状態から、（ｂ）のように出口側の最も外側のセンサ１６，３４が透光状態になると、先頭の１人が退出したものとみなし、そのタイミングで前端ステータスをＳＴ１７からＳＴ１５に更新する。また、後端ステータスはＳＴ１３に更新される。これ以後は、２人の接触状態としてステータスが管理されることになる。
【００４９】
次に、図１７を参照して縮退動作について説明する。図２の各センサの状態は、常時ＣＰＵ７１により監視されている。そして、透過型の光センサ１〜１６、３１〜３４、４１、４２が一定時間（例えば２分）以上連続して遮光状態となった場合は、そのセンサが異常であると判断する。この異常はホスト通信部７６（図５）を通じてホスト装置へ通知されるが、センサが異常であっても、異常センサの数が一定数（例えば２個）以内であれば、自動改札装置５０の動作を停止させずに、正常なセンサから出力される検知信号の遷移の追跡を継続する。この場合、遮光状態のままとなった異常センサと、その前後の正常なセンサとによってステータスを形成するので、判定された位置と実際の人の位置との間には、１ステータス分（本例では８ｃｍ）程度の誤差が生じる可能性があるが、実際上はそれほど問題にはならないので、この点は無視するものとする。以上のような縮退動作によって、センサ数が増えることに伴う故障発生率増加の影響を抑制することができる。なお、異常センサが再び透光状態になると、ＣＰＵ７１がこれを検知して縮退動作が解除され、通常動作へ復帰する。
【００５０】
但し、各センサのうち、扉部小児検知用センサや、無札位置検知用のセンサなどのように、人間検知に基づく自動改札装置５０の動作制御に不可欠なセンサ（例えば図１７に×印で示したセンサ）に異常が生じた場合は、縮退動作に移行せず、自動改札装置５０の動作を停止する。この場合も、ホスト通信部７６を通じてホスト装置へ異常が通知される。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、人の位置を確実に追跡することが可能となり、誤検知や誤判定のない信頼性の高い自動改札装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動改札装置の斜視図である。
【図２】同自動改札装置を示した側面図である。
【図３】同自動改札装置を示した上面図である。
【図４】同自動改札装置を示した正面図である。
【図５】同自動改札装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図６】管理テーブルの記憶内容の一例を示した図である。
【図７】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図８】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図９】ステータスとその遷移を説明する図である。
【図１０】前端ステータスおよび後端ステータスを説明する図である。
【図１１】ステータスの更新を説明する図である。
【図１２】自動改札装置の動作を示したフローチャートである。
【図１３】ステータスの補正を説明する図である。
【図１４】前客と次客の接触検知を説明する図である。
【図１５】前客と次客の分離検知を説明する図である。
【図１６】３人以上の乗客の接触・分離を説明する図である。
【図１７】縮退動作を説明する図である。
【図１８】従来の自動改札装置の一例を示した概略側面図である。
【符号の説明】
１〜１６センサ
３１〜３４センサ
５０自動改札装置
５２，５３ゲート扉
ＳＴ１〜ＳＴ１７ステータス
７１ＣＰＵ
７２記憶部
７３管理テーブル
７８人間検知部

Claims

乗車媒体の適否を判定してゲート扉の開閉を制御し、通行を許可または禁止する自動改札装置において、
通行方向に列状に配列された複数のセンサからなり、隣接する２個のセンサが１人の人間を同時に検知するように隣接する各センサ間の間隔が設定された検知手段と、
前記検知手段の検知出力に基づいて通行する人間の位置を管理する管理手段と、を備え、
前記隣接する２個のセンサを含む複数個のセンサを１グループとし、隣接するグループが、各グループに属する少なくとも１個のセンサを、一方のグループの前側と他方のグループの後側とで共有するように、各グループごとにセンサ位置に対応したステータスを割当て、
前記管理手段は、
１グループにおける複数個のセンサ全部が検知信号を出力している状態のときに、当該グループのステータスに人間が位置していると判定し、前記ステータスの遷移を追跡することにより、人間の位置をリアルタイムに管理するとともに、現在のステータスが１つ前または１つ後のグループのステータスへ遷移したことを判定したときに、ステータスを更新し、
ステータスを更新した後、現在のステータスに含まれるセンサのうち通行方向に向って先端のセンサより手前にあるセンサの検知信号が消失したときに、現在のステータスを、当該ステータスに最も近い位置で検知信号を出力している１個のセンサを含み、かつ全てのセンサが検知信号を出力している、現在のステータスより手前の他のステータスへ変更することにより、現在のステータスを自動補正することを特徴とする自動改札装置。
請求項１に記載の自動改札装置において、
入口部と出口部に、前記隣接するセンサに加え、当該センサと上下方向に間隔をおいて設けられた別のセンサを備え、この別のセンサと前記隣接するセンサとを含む複数個のセンサを１グループとしてステータスを割当てたことを特徴とする自動改札装置。
請求項１または請求項２に記載の自動改札装置において、
前記センサに異常が発生した場合に、異常センサの数が一定数以内であれば、異常停止を行うことなく、前記管理手段が検知出力の遷移の追跡を継続することを特徴とする自動改札装置。