JP4817064B2

JP4817064B2 - 自動扉開閉制御装置

Info

Publication number: JP4817064B2
Application number: JP2006262576A
Authority: JP
Inventors: 一也木村
Original assignee: サクサ株式会社
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: JP2008082006A

Description

本発明は、自動扉開閉制御装置に関し、特に、屋内外の温度差と人の動きに応じて扉を開閉する自動扉開閉制御装置に関する。

自動開閉式の扉においては、監視範囲に人が進入すると、無条件で扉を開くという制御が一般的である。センサから人検出信号が出力されると、人数などにかかわらず、扉を開く信号が出て扉を全開にする。扉を開いた後、タイマーで指定した時間経過後に扉を閉める。扉を開く必要のない場合も扉を開いてしまうことがある。人が扉の前を通っただけで、中に入るつもりがなくても、扉が開く。入るつもりのない人に対して扉を開くことは、空調などの問題から避けるのが望ましい。扉を開く際に常に全開にするため、空調に負担をかけている。現状では、入り口の扉を二重にするなどの対策を行っているが、費用がかかる上に完全な対策とはいえない。通過人数や歩行速度などにかかわらず、一定時間で扉を閉め始めるため、扉との接触事故が起こることがある。これらの問題を避けるために、画像処理により人の動きを検出して扉開閉を制御する方法や、室内外の温度などに応じて扉開閉を制御する方法もある。以下に、これに関連する従来技術の例をいくつかあげる。

特許文献１に開示された「自動扉制御システム」は、一対の扉の開きの態様が多様であり、必要最小限の開き動作を実行することができ、冷暖房効率を高めることができる自動扉制御システムである。図６（ａ）に示すように、イメージセンサからの情報に基づいて、扉の両側の移動体が検出される。移動体の位置、移動方向が演算される。移動体が扉に近付いてきた時に、演算された移動体の位置と移動方向に基づいて、移動体の通過位置を予測する。予測された通過位置に基づいて、一対の扉の目標開き度合をそれぞれ個別に演算する。移動体が遠ざかった時には、扉の目標開き度合を全閉として決定する。一対の扉がそれぞれ演算された目標開き度合になるように、移動指令信号が出力される。モータ等の一対の移動手段は、この移動指令信号を受けて、一対の扉をそれぞれ個別に移動させる。

特許文献２に開示された「自動扉制御装置」は、自動扉の内外の環境変化に応じて自動的に扉開閉速度のみ或いは扉開閉速度と扉開閉ストロークとの双方を最適な設定値に調整できる自動扉制御装置である。空調効果低下の抑制や室外悪環境の室内侵入防止を図る。図６（ｂ）に示すように、環境検知器で、自動扉の周辺の温度、湿度、風速、騒音等の２以上の異なる環境を検知する。２以上の異なる環境に夫々対応して、予め設定された基準値と、扉開閉速度の指令データもしくは扉開閉速度、及び扉開閉ストロークの双方の指令データとを、記憶部に記憶する。環境判断部で、環境検知器からのデータのうちの少なくとも２以上のデータと、記憶部の基準値とに基づいて、最適の環境モードを判断する。指令部で、環境判断部の判断結果である最適の環境モードに基づいて、記憶部の指令データの中から、所望の指令データを選定して、扉開閉制御部に出力する。

特許文献３に開示された「自動ドア開閉装置」は、ドアが開き位置の時に、入る意志のない通行人によってドアが開いたままにならないようにすると共に、急いで出入りする人が、閉じ動作するドアと衝突しないようにしたものである。図６（ｃ）に示すように、第１検出手段で、ドア近くの検出範囲の人を検出する。第２検出手段を設け、この検出範囲よりも外側の検出範囲の人を検出する。ドアが開き位置の時に、第２検出手段の検出信号があれば、ドアを低速で閉じる。この動作中に、第１検出手段の検出信号があれば、ドアを高速で開く。第２検出手段の検出範囲を人が通過するときにも、ドアは閉じ位置となる。第２検出手段の検知範囲を越えて第１検出手段の検出範囲に人が入った時には、閉じる途中のドアが開く。

特許文献４に開示された「自動扉装置」は、移動体（人）の位置、方向、速度に応じて、一対の扉の必要最小限の開きを行うと共に、２次元イメージセンサの出力の画像処理が不能な場合や、雑踏により移動体の個別認識が不能な場合等でも、円滑な通行を確保できるものである。図６（ｄ）に示すように、一対のテレビカメラ（２次元イメージセンサ）で、一対の扉の両側において移動体を検出する。一対の予備の赤外線センサを設ける。中央コントロールユニットは、テレビカメラの出力の画像処理により、移動体の位置と移動方向を演算する。移動体が近付いてきた時に、垂直平面での移動体の通過位置を予測する。一対の扉の目標開き度合を個別に演算する。移動体が遠ざかった時には、扉の目標開き度合を全閉と決定する。一対の扉が目標開き度合いになるように、モータコントローラに移動指令信号を出力する。
特開平06-307157号公報特開平07-018946号公報特開2001-032624号公報特開2005-090089号公報

しかし、従来の方法では、次のような問題がある。人の動きや室内外の温度に基づいて扉の開閉状態を制御する方法では、きめ細かく扉の開閉を制御できないので、冷暖房の効果の低下を十分に防止できない。

本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、自動扉の開閉制御において、屋内外の温度差に応じて扉の開閉態様をきめ細かく制御して、冷暖房の効果が減殺されないようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明では、扉の屋内側に設けられた第１のセンサユニットと、扉の屋外側に設けられた第２のセンサユニットと、前記各センサユニットからの指示に従って開閉される扉を有する自動ドア装置とを具備する自動扉開閉制御装置において、前記各センサユニットは、扉の前の領域を撮影するイメージセンサと、屋内または屋外の温度を測定する温度センサと、前記イメージセンサで撮影した画像と屋内外の温度差とに基づいて扉の開閉を制御する制御手段と、温度情報を含む制御情報を対のセンサユニットと通信するための通信用インタフェースとを備え、前記制御手段は、前記温度センサから屋内と屋外の温度差を取得する手段と、前記温度差に基づいて監視範囲の広さを設定する設定手段と、前記イメージセンサで撮影した画像を解析して人を含む移動体の動きの方向を検出する移動体検出手段と、前記温度差が予め定めた所定の温度を超えるときのみ、前記移動体検出手段で検出した前記移動体の動きの方向に基づいて、扉の開閉を制御する手段を備える構成とした。

また、設定手段に、温度差が大きいときはイメージセンサで撮影する監視範囲を狭く設定し、温度差が小さいときは監視範囲を広く設定する手段を備える。さらに、イメージセンサで撮影する監視範囲の広さと、扉の開放時間の長さと、扉の開放範囲の広さと、移動体の移動方向の検出処理の要不要とに関する設定データを、温度差から得るテーブル手段を備える。また、扉が複数枚のとき、制御手段に、移動体の動きの方向に応じて必要な扉のみを開閉するように制御する手段を備える。あるいは、制御手段に、人と小動物を識別する手段と、小動物を検出した場合に所定の制御条件に応じて扉の開閉を制御する手段とを備える。

上記のように構成したことにより、屋内外の温度差に基づいて自動ドアの開閉を最適に制御できるので、自動ドアを十分に機能させながら空調コストを抑えられ、自動ドアの利便性と冷暖房の効率の両立が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施例は、屋内外の温度差に基づいて監視範囲の広さを調節し、監視範囲内の人の動きと温度差とに応じて、扉の開閉態様を変えて開閉制御する自動扉開閉制御装置である。

図１は、本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の概念図である。図１（ａ）は、自動扉開閉制御装置の機能ブロック図である。図１（ｂ）は、自動ドアの３面図である。図２は、自動扉開閉制御装置の監視範囲を説明する図である。図３は、自動扉開閉制御装置の動作設定手順を示す流れ図である。図４は、自動扉開閉制御装置の制御動作手順を示す流れ図である。図５は、自動扉開閉制御装置の制御用のデータを記載した設定テーブルである。

図１と図２において、センサユニット１は、温度差に基づいて制御態様を設定し、自動ドアの前の人を認識してドア開閉を指示する装置である。自動ドア２は、建物などに設けられた自動ドアである。イメージセンサ３は、テレビカメラなどの２次元イメージセンサである。温度センサ４は、温度計である。演算部12は、制御態様の設定や認識処理などの全体的な情報処理をするCPUである。メモリ13は、画像処理のためのプログラムやデータなどを保持するメモリである。機能設定用スイッチ14は、動作モードやパラメータなどを設定するためのスイッチである。ドア開閉信号出力手段15は、画像認識の結果に基づいて自動ドアの開閉を指示する信号を出力する手段である。出力装置16は、センサユニットの動作状態などを表示する手段である。通信用インタフェース17は、センサユニット相互の通信手段である。ドア開閉用アクチュエータ21は、開閉指示信号に従ってドアを開閉駆動するモータなどである。ドア22は、モータなどで駆動される扉部分である。

上記のように構成された本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の機能と動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、自動扉開閉制御装置の機能の概要を説明する。センサユニット１に、温度取得手段として温度センサ４を搭載して、扉の内側と外側の温度差を取得する。温度差が小さいときは、扉を開放しても空調のロスは少ないので、監視範囲を拡大し、開放時間が長くなる設定にする。反対に、温度差が大きいときには、監視範囲を狭くし、開放時間を短く設定する。

具体的には、温度センサ４により、屋内外の温度差を求める。温度差に基づいて、扉の開閉態様を設定する。温度差が大きいときは、扉の前の監視範囲を狭く設定するとともに、扉を狭く短時間だけ開くように設定する。温度差が小さいときは、監視範囲を広く設定するとともに、扉を広く長い時間開くように設定する。イメージセンサ３からの画像を解析して、人の進行方向を検出する。扉に向かって人が歩いてくることを検出した場合に扉を開く。人が扉に接近しない場合は扉を開かない。したがって、温度差が大きいときは扉の開き方が少なくなるので、冷気や暖気が失われることが少なくなる。さらに、温度差が大きい場合は、扉の近くの人の動きを検知して扉を開閉するので、自動ドアの利便性が損なわれることはほとんどない。

次に、図２を参照しながら、イメージセンサの監視範囲を調整する方法を説明する。扉を隔てた屋内外の温度差に基づいて、イメージセンサ３の監視範囲を広くまたは狭く調整する。温度差が大きいときは、監視範囲を狭くする。温度差が小さいときは、監視範囲を広くする。監視範囲を狭くするには、画像にマスクをかけるか、ズームインして視野を狭くする。その他、適宜に最適な方法を選択してもよい。監視範囲を狭くすると、扉の近くにいる人のみを監視することになり、遠くにいる人には反応しないので、遠くの方で扉に近付いても扉が開くことはない。

次に、図３を参照しながら、温度差に応じて扉開閉態様を設定する方法を説明する。ステップ１で、屋外の温度センサ（Ａ）４と屋内の温度センサ（Ｂ）４の温度を測定する。ステップ２で、屋内外の温度差を求める。ステップ３で、設定テーブルを参照して、温度差から監視範囲の広さを求めて設定する。ステップ４で、設定テーブルを参照して、温度差から扉開放時間を求めて設定する。ステップ５で、設定テーブルを参照して、温度差から扉開放度を求めて設定する。ステップ６で、設定テーブルを参照して、温度差から人の進行方向の検出処理の要不要を求めて設定する。設定テーブルについては後述する。この処理は、一定時間ごとに実行してもよいし、温度が１度以上変化したときに実行するようにしてもよい。

次に、図４を参照しながら、自動扉開閉制御装置の動作手順を説明する。ステップ11で、イメージセンサ３から画像を取得して、人物抽出などの画像解析を行う。このとき、設定された監視範囲の画像のみを切り出して解析する。ステップ12で、人物を検出したか否かを調べる。検出しなければ検出するまで待つ。検出すれば、ステップ13で、進行方向を検出する必要があるかどうか調べる。必要があれば、ステップ14で、進行方向を判別する。ステップ15で、人物が扉方向に進入しつつあるか、扉の前を通過するだけであるかどうか調べる。通過であれば、ステップ１に戻る。進入であれば、ステップ16で、扉開放の設定値に応じて扉を開く。ステップ17で、タイマーをリセットして、タイマーをスタートさせる。ステップ18で、タイマーを調べ、扉開放時間が過ぎたら、扉を閉める処理を行う。扉開放時間が過ぎていなければ、ステップ19で、画像解析を行う。ステップ20で、人物を検出したかどうかを調べる。検出すれば、ステップ13に戻る。検出しなければ、ステップ18に戻る。扉を閉める処理では、ステップ21で、タイマーを止めてリセットする。ステップ22で、扉を閉める。

次に、図５を参照しながら、扉開閉態様の設定用のテーブルを説明する。温度差が０度から30度まで、１度ごとに、監視範囲の広さと、扉の開放時間と、扉の開放程度と、進行方向検出処理の要不要を書き込んでおく。温度差をキーとして、それぞれの設定値を読み出して、扉開閉制御プログラムのパラメータとして設定する。温度差が３度までなら、監視範囲の広さを最大にし、扉開放時間を20秒にし、扉を全開にし、人の進行方向の検出は行わない。温度差が大きくなるに従って、監視範囲を狭くし、扉開放時間を短くし、扉の開放度を小さくする。温度差が15度までは、人の進行方向の検出は行わないで、温度差が16度以上では、人の進行方向の検出を行う。温度差が小さい場合には人の進行方向の検出は行わないので、監視範囲に人がいれば扉を開くことになり、出入りに便利になり、人が扉に衝突するおそれもない。温度差が大きい場合には人の進行方向の検出を行うので、無駄に扉を開くことはなく、冷気暖気の流出が少なくなる。テーブルに設定する値は、扉の設置条件に応じて適宜決定する。

扉の開閉制御において、扉の開き具合のデータも、画像解析用と同一のイメージセンサから取得できることが望ましい。これができない場合は、扉の開き具合を時間で制御するか、専用のセンサを設けることになる。扉が複数ある場合、人が向かっている方向を検出し、通過するために必要な方の扉のみを開閉する。また、人とペットなどの小動物を区別して検出できるようにしてもよい。その場合は、ペットなどの小動物が扉に近付いた場合、イメージセンサごとに処理を選択できるようにする。例えば、扉を開けないか、建物の中に入らないように御御するか、建物から出る方向のみの制御とするか、人間と同じ扱いにするか、いずれかを選択する。犬や猫が冷暖房中の屋内に出入り可能にもできるし、犬や猫により冷暖房が妨げられないようにもできる。

上記のように、本発明の実施例では、自動扉開閉制御装置を、屋内外の温度差に基づいて監視範囲の広さを調節し、監視範囲内の人の動きと温度差とに応じて、扉の開閉態様を変えて開閉制御する構成としたので、温度差に応じて最適に開閉制御でき、空調コストを抑えられる。

本発明の自動扉開閉制御装置は、冷暖房を効かせながら大勢の人が出入りする必要のある施設の自動ドアの設備として最適である。

本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の機能ブロック図と、自動ドアの外観図である。本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の監視範囲を説明する図である。本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の動作態様設定手順を示す流れ図である。本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の制御動作手順を示す流れ図である。本発明の実施例における自動扉開閉制御装置の制御用の設定テーブルである。従来の自動扉開閉制御装置の概念図である。

符号の説明

１・・・センサユニット、２・・・自動ドア、３・・・イメージセンサ、４・・・温度センサ、12・・・演算部、13・・・メモリ、14・・・機能設定用スイッチ、15・・・ドア開閉信号出力手段、16・・・出力装置、17・・・通信用インタフェース、21・・・ドア開閉用アクチュエータ、22・・・ドア。

Claims

扉の屋内側に設けられた第１のセンサユニットと、扉の屋外側に設けられた第２のセンサユニットと、前記各センサユニットからの指示に従って開閉される扉を有する自動ドア装置とを具備する自動扉開閉制御装置において、
前記各センサユニットは、扉の前の領域を撮影するイメージセンサと、屋内または屋外の温度を測定する温度センサと、前記イメージセンサで撮影した画像と屋内外の温度差とに基づいて扉の開閉を制御する制御手段と、温度情報を含む制御情報を対のセンサユニットと通信するための通信用インタフェースとを備え、
前記制御手段は、前記温度センサから屋内と屋外の温度差を取得する手段と、
前記温度差に基づいて監視範囲の広さを設定する設定手段と、前記イメージセンサで撮影した画像を解析して人を含む移動体の動きの方向を検出する移動体検出手段と、前記温度差が予め定めた所定の温度を超えるときのみ、前記移動体検出手段で検出した前記移動体の動きの方向に基づいて、扉の開閉を制御する手段を備えることを特徴とする自動扉開閉制御装置。
前記設定手段は、前記温度差が大きいときは前記イメージセンサで撮影する監視範囲を狭く設定し、前記温度差が小さいときは前記監視範囲を広く設定する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の自動扉開閉制御装置。
前記設定手段は、前記イメージセンサで撮影する監視範囲の広さと、扉の開放時間の長さと、扉の開放範囲の広さと、前記移動体の移動方向の検出処理の要不要とに関する設定データを、前記温度差から得るテーブル手段を備えることを特徴とする請求項１記載の自動扉開閉制御装置。
前記扉は複数枚であり、前記制御手段は、前記移動体の動きの方向に応じて必要な扉のみを開閉するように制御する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の自動扉開閉制御装置。
前記制御手段は、人と小動物を識別する手段と、小動物を検出した場合に所定の制御条件に応じて扉の開閉を制御する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の自動扉開閉制御装置。