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JP7784697B2 - Analysis system and analysis method - Google Patents
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JP7784697B2 - Analysis system and analysis method - Google Patents

Analysis system and analysis method

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JP7784697B2 JP2021175955A JP2021175955A JP7784697B2 JP 7784697 B2 JP7784697 B2 JP 7784697B2 JP 2021175955 A JP2021175955 A JP 2021175955A JP 2021175955 A JP2021175955 A JP 2021175955A JP 7784697 B2 JP7784697 B2 JP 7784697B2
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Description

本発明は、解析システム及び解析方法に関する。 The present invention relates to an analysis system and an analysis method.

従来、センサを用いて環境地図を作成する技術がある(例えば、特許文献1)。 Conventionally, there is technology for creating environmental maps using sensors (for example, Patent Document 1).

特開2019-67001号公報JP 2019-67001 A

しかしながら、従来の技術では、空間内の物体の位置や形状を把握できるに留まり、空間内の物体を人と人以外の物体とに区別するものではなかった。 However, conventional technology was only able to grasp the position and shape of objects in space, and was not able to distinguish between people and non-people objects in space.

本発明は、空間内の物体を人と人以外の物体とに区別することが可能になる、解析システム及び解析方法を、提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an analysis system and analysis method that can distinguish between objects in space and non-human objects.

本発明の解析システムは、
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、
処理部と、
を備えた、解析システムであって、
前記処理部は、
所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出処理と、
前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出処理と、
前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出処理と、
を行うように構成されている。
The analysis system of the present invention comprises:
a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
a processing unit;
An analysis system comprising:
The processing unit
an initial background extraction process for extracting one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registering, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
a moving object extraction process for extracting one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
a movable stationary object extraction process for extracting one or more movable stationary objects from the one or more moving objects and redefining each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
The device is configured to:

本発明の解析システムにおいて、
前記処理部は、前記初期背景抽出処理において、
前記所定初期背景抽出用期間内の前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の物体を抽出する、物体抽出処理と、
前記物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の物体のうち、それぞれ少なくとも一部が所定高さ以上の高さ位置にある1つ又は複数の第1物体を、それぞれ静止物体として抽出し、前記セル配列において各前記静止物体を構成する各セルを前記初期背景として登録する、高位置静止物体抽出処理と、
前記物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の物体のうち、前記高位置静止物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の第1物体以外の1つ又は複数の第2物体のそれぞれについて、物体の直線性の度合を表す第1直線性評価値を求め、当該第1直線性評価値が所定第1直線性評価値閾値を超えた1つ又は複数の前記第2物体をそれぞれ静止物体として抽出し、前記セル配列において各前記静止物体を構成する各セルを前記初期背景として登録する、直線型静止物体抽出処理と、
を行うように構成されていると、好適である。
In the analysis system of the present invention,
The processing unit, in the initial background extraction process,
an object extraction process for extracting one or more objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within the predetermined initial background extraction period;
a high-position stationary object extraction process for extracting, as stationary objects, one or more first objects at least a portion of which is located at a height position equal to or higher than a predetermined height from among the one or more objects extracted by the object extraction process, and registering, in the cell array, each cell constituting each of the stationary objects as the initial background;
a linear stationary object extraction process that calculates a first linearity evaluation value representing the degree of linearity of one or more second objects other than the one or more first objects extracted by the high-position stationary object extraction process among the one or more objects extracted by the object extraction process, extracts one or more second objects whose first linearity evaluation value exceeds a predetermined first linearity evaluation value threshold as a stationary object, and registers each cell constituting each of the stationary objects in the cell array as the initial background;
It is preferable that the device is configured to perform the following.

本発明の解析システムにおいて、
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、
前記1つ又は複数の動物体のうちの第1動物体が、座位状態から立位状態に遷移し、その後、前記動物体抽出処理により前記第1動物体の周辺に新たな動物体が抽出され、その後、以下の式(5)を最初に満たした時刻から所定新動物体監視時間内において、前記式(5)を継続的に満たす時間が所定継続時間閾値を超えた場合、前記新たな動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、連動型可動静止物体抽出処理
を行うように構成されていると、好適である。
上記式(5)において、
h(k,t):前記新たな動物体の高さ(mm)
γ:0以上200以下の所定の実数
hsit_ave(p,q):前記第1動物体の座位高さ平均値(mm)
In the analysis system of the present invention,
The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
It is preferable that the system is configured to perform an interlocking movable stationary object extraction process in which a first moving object among the one or more moving objects transitions from a sitting state to a standing state, and then a new moving object is extracted around the first moving object by the moving object extraction process, and then, if the time during which the following equation (5) is continuously satisfied exceeds a predetermined duration threshold within a predetermined new moving object monitoring time from the time when the equation (5) is first satisfied, the new moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell that constitutes the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.
In the above formula (5),
h(k,t): Height of the new moving object (mm)
γ: A given real number between 0 and 200
h sit_ave (p, q): average sitting height of the first moving object (mm)

本発明の解析システムにおいて、
前記初期背景に遮蔽領域が所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じた場合、前記1つ又は複数の動物体のうち、前記測域センサと前記遮蔽領域との間に位置する第2動物体を特定し、当該第2動物体について、物体の直線性の度合を表す第2直線性評価値を求め、当該第2直線性評価値が所定第2直線性評価値閾値を超えた場合、当該第2動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、直線型可動静止物体抽出処理
を行うように構成されていると、好適である。
In the analysis system of the present invention,
It is preferable that the system is configured to perform a linear movable stationary object extraction process in which, when an occluded area appears in the same location in the initial background for a predetermined occluded area monitoring time, a second moving object among the one or more moving objects that is located between the range sensor and the occluded area is identified, a second linearity evaluation value representing the degree of linearity of the object is calculated for the second moving object, and when the second linearity evaluation value exceeds a predetermined second linearity evaluation value threshold, the second moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell that constitutes the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.

本発明の解析システムにおいて、
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、
前記1つ又は複数の動物体のうちの第3動物体の最高点が、所定最高点監視時間にわたってほぼ同じ位置に位置した場合、当該第3動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、最高点微変動型可動静止物体抽出処理
を行うように構成されていると、好適である。
In the analysis system of the present invention,
The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
It is preferable that the system is configured to perform a highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction process in which, when the highest point of a third moving object among the one or more moving objects is located at approximately the same position over a specified highest point monitoring time, the third moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.

本発明の解析システムにおいて、
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、
前記1つ又は複数の動物体のうちの第4動物体が、所定ボクセル数監視時間内における当該第4動物体の動物体構成ボクセル数の変動の度合を表すボクセル数変動評価値が所定ボクセル数変動評価値閾値未満である場合、当該第4動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出処理
を行うように構成されていると、好適である。
In the analysis system of the present invention,
The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
It is preferable that the method is configured to perform a voxel number slight variation type movable stationary object extraction process in which, when a fourth moving object among the one or more moving objects has a voxel number variation evaluation value representing the degree of variation in the number of voxels constituting the fourth moving object within a predetermined voxel number monitoring time period that is less than a predetermined voxel number variation evaluation value threshold, the fourth moving object is extracted as a movable stationary object and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.

本発明の解析方法は、
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、
処理部と、
を備えた、解析システムを用いた、解析方法であって、
前記処理部が、所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出ステップと、
前記処理部が、前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出ステップと、
前記処理部が、前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出ステップと、
を含む。
The analysis method of the present invention includes:
a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
a processing unit;
An analysis method using an analysis system comprising:
an initial background extraction step in which the processing unit extracts one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registers, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
a moving object extraction step in which the processing unit extracts one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
a movable stationary object extraction step in which the processing unit extracts one or more movable stationary objects from the one or more moving objects, and redefines each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
Includes.

本発明によれば、空間内の物体を人と人以外の物体とに区別することが可能になる、解析システム及び解析方法を、提供することができる。 The present invention provides an analysis system and analysis method that can distinguish between humans and non-human objects in a space.

本発明の一実施形態に係る解析システムを概略的に示す、概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an analysis system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る解析方法の概略的なフローチャートである。1 is a schematic flowchart of an analysis method according to an embodiment of the present invention. 物体の種別を説明するための図面である。1 is a diagram for explaining types of objects; 解析対象の所定空間の一例とセル配列の一例とを説明するための図面である。1 is a diagram for explaining an example of a predetermined space to be analyzed and an example of a cell array; 所定初期背景抽出用期間内のある測定時刻における図4の所定空間の点群データをセル配列に格納した状態の解析データを説明するための図面である。5 is a diagram for explaining analysis data in a state where point cloud data of the predetermined space in FIG. 4 at a certain measurement time within a predetermined initial background extraction period is stored in a cell array. 図5の解析データに対して初期背景抽出処理を行った後に得られた解析データを説明するための図面である。6 is a diagram for explaining analysis data obtained after performing an initial background extraction process on the analysis data of FIG. 5 . 所定観察期間内のある測定時刻における図4の所定空間の点群データについて、動物体抽出処理を行った後に得られた解析データを説明するための図面である。5 is a diagram for explaining analysis data obtained after performing a moving object extraction process on point cloud data in a predetermined space in FIG. 4 at a certain measurement time within a predetermined observation period. 連動型可動静止物体抽出処理を説明するための図面である。10 is a diagram for explaining an interlocking movable stationary object extraction process; 直線型可動静止物体抽出処理を説明するための図面である。10 is a diagram for explaining a linear movable stationary object extraction process; 直線型可動静止物体抽出処理を説明するための図面である。10 is a diagram for explaining a linear movable stationary object extraction process; ボクセル数微変動型可動静止物体抽出処理を説明するための図面である。10 is a diagram for explaining a voxel number slight variation type movable stationary object extraction process. ボクセル数微変動型可動静止物体抽出処理を説明するための図面である。10 is a diagram for explaining a voxel number slight variation type movable stationary object extraction process. 図6の解析データに対して可動物体抽出処理を行った後に得られた解析データを説明するための図面である。7 is a diagram for explaining analysis data obtained after a movable object extraction process is performed on the analysis data of FIG. 6 . 環境地図の一例を説明するための図面である。1 is a diagram illustrating an example of an environmental map.

以下に、図面を参照しつつ、本発明に係る解析システム及び解析方法の実施形態を例示説明する。
各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an analysis system and an analysis method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals.

〔解析システム1〕
まず、図1及び図4を参照して、本発明の解析方法を使用し得る、本発明の一実施形態に係る解析システム1を説明する。図1は、解析システム1の構成を概略的に示している。解析システム1は、所定空間S(図4)の解析をするように構成されている。図1に示すように、解析システム1は、測域センサ2と、解析装置3と、を備えている。図4は、所定空間Sの一例を俯瞰視した様子を示している。
解析システム1の解析対象とする所定空間Sとしては、例えばオフィス内空間や学校内空間等、屋内空間であると好適である。
具体的に、解析システム1は、所定空間S内の物体を人と人以外の物体とに区別して、所定空間Sが人によってどのように使われるかを解析するように、構成されている。解析システム1のユーザは、例えば、所定空間Sの解析者、所有者、又は、使用者等が、挙げられる。
[Analysis System 1]
First, an analysis system 1 according to one embodiment of the present invention, which can use the analysis method of the present invention, will be described with reference to Figures 1 and 4. Figure 1 shows a schematic configuration of the analysis system 1. The analysis system 1 is configured to analyze a predetermined space S (Figure 4). As shown in Figure 1, the analysis system 1 includes a range sensor 2 and an analysis device 3. Figure 4 shows an overhead view of an example of the predetermined space S.
The predetermined space S to be analyzed by the analysis system 1 is preferably an indoor space such as an office space or a school space.
Specifically, the analysis system 1 is configured to distinguish between humans and non-human objects among objects in a predetermined space S, and analyze how humans use the predetermined space S. Examples of users of the analysis system 1 include analysts, owners, and users of the predetermined space S.

ここで、図3及び図4を参照しつつ、所定空間S内の物体の分類について説明する。図4に例示するように、所定空間S内にはあらゆる物体O(Oa~Og)が存在する。図3に示すように、物体Oは、静止物体SOと動物体MOとに分類することができる。静止物体SOは、測域センサ2の測定期間中において全く動かない物体を指しており、例えば壁、ドア、机等が挙げられる。図4の例においては、所定空間S内の物体Oa~Ogのうち、物体Oa~Ocが静止物体SOであり、そのうち、物体Oa~Obは壁であり、物体Ocは机である。動物体MOは、測域センサ2の測定期間中において少なくとも一時的に動く物体を指す。動物体MOは、人Pと可動静止物体MSOとに分類することができる。可動静止物体MSOは、測域センサ2の測定期間中において人Pとの関わりによって動く物体を指しており、例えば、椅子、机、ホワイトボード、観葉植物、ごみ箱等が挙げられる。図4の例においては、所定空間S内の物体Oa~Ogのうち、物体Od~Ogが動物体であり、そのうち、物体Oeが人Pであり、物体Od、Of、Ogが可動静止物体MSOである。可動静止物体MSOとしての物体Od、Of、Ogは、物体Odが椅子であり、物体Ofが観葉植物であり、物体Ogがごみ箱である。
解析システム1は、所定空間S内の人Pを、人以外の物体である静止物体SOや可動静止物体MSOから区別するように、構成されている。
Here, with reference to FIGS. 3 and 4, classification of objects in a predetermined space S will be described. As illustrated in FIG. 4, various objects O (Oa to Og) exist within the predetermined space S. As illustrated in FIG. 3, the objects O can be classified into stationary objects SO and moving objects MO. Stationary objects SO refer to objects that do not move at all during the measurement period of the range sensor 2, and examples thereof include walls, doors, and desks. In the example of FIG. 4, of the objects Oa to Og within the predetermined space S, objects Oa to Oc are stationary objects SO, and of these, objects Oa to Ob are walls, and object Oc is a desk. Moving objects MO refer to objects that move at least temporarily during the measurement period of the range sensor 2. Moving objects MO can be classified into people P and movable stationary objects MSO. Movable stationary objects MSO refer to objects that move due to interaction with people P during the measurement period of the range sensor 2, and examples thereof include chairs, desks, whiteboards, potted plants, and trash cans. 4, of the objects Oa to Og in the predetermined space S, the objects Od to Og are moving objects, and of these, the object Oe is a person P, and the objects Od, Of, and Og are movable stationary objects MSO. Of the objects Od, Of, and Og as movable stationary objects MSO, the object Od is a chair, the object Of is a potted plant, and the object Og is a trash can.
The analysis system 1 is configured to distinguish a person P in a predetermined space S from stationary objects SO and movable stationary objects MSO, which are objects other than a person.

所定空間Sには、xyz直交座標系が定義される。図4に示すように、x軸及びy軸は、それぞれ、水平方向に平行である。z軸は、高さ方向に平行である。
後述するように、解析システム1の解析装置3は、2次元のセル配列CAを用いて所定空間Sを解析する。セル配列CAは、図4に示すように、所定空間Sを俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるものである。セル配列CAは、xy平面に平行である。セル配列CAのセルCは、x軸及びy軸のそれぞれに沿って配列されている。セル配列CAの各セルCは、正方形をなしている。セルCの一辺の長さは、1つのセルC内に複数の物体Oの全体が入り込むのを抑制する観点から、13cm以下であると好適であり、11cm以下であるとより好適である。また、セルCの一辺の長さは、解析装置3の処理量の増大を抑制する観点から、7cm以上であると好適であり、9cm以上であるとより好適である。セルCの一辺の長さは、例えば10cmであると好適である。
なお、各セルCの座標は、xy直交座標系において、(p.q)として表される。ここで、p、qは、それぞれ、整数であると好適である。
An xyz Cartesian coordinate system is defined in a predetermined space S. As shown in Fig. 4, the x-axis and y-axis are parallel to the horizontal direction, and the z-axis is parallel to the height direction.
As will be described later, the analysis device 3 of the analysis system 1 analyzes a predetermined space S using a two-dimensional cell array CA. As shown in FIG. 4 , the cell array CA is defined by subdividing the predetermined space S into a grid-like structure from a bird's-eye view. The cell array CA is parallel to the xy plane. The cells C of the cell array CA are arranged along the x-axis and the y-axis. Each cell C of the cell array CA forms a square. The length of one side of the cell C is preferably 13 cm or less, and more preferably 11 cm or less, from the viewpoint of preventing multiple objects O from being entirely contained within a single cell C. Furthermore, the length of one side of the cell C is preferably 7 cm or more, and more preferably 9 cm or more, from the viewpoint of preventing an increase in the processing load of the analysis device 3. The length of one side of the cell C is preferably 10 cm, for example.
The coordinates of each cell C are expressed as (pq) in an xy Cartesian coordinate system, where p and q are preferably integers.

(測域センサ2)
測域センサ2は、所定測定期間にわたって、所定測定時間間隔(例えば0.1秒)毎の各測定時刻において、所定空間S内における物体Oまでの距離を測定して3次元の点群データを出力するように構成されている。測域センサ2は、例えば、レーザによって所定測定時間間隔毎に所定空間S内における物体Oまでの距離を測定して3次元の点群データを出力するように構成された、3D-LiDAR (3D Laser Imaging Detection and Ranging)又は3D-LRF (3D Laser Range Finder)から構成されると、好適である。3次元の点群データの各点は、xyz座標系によって表される。
測域センサ2は、3次元の点群データを出力するように構成されているので、仮に2次元の点群データを出力するように構成されている場合に比べて、高さ情報を含めることができ、死角が少ないので、より正確に物体Oの位置、形状、及び個数の解析が可能になる。また、一般的に、3次元の点群データを出力するように構成された測域センサ(3D-LiDAR等)は、2次元の点群データを出力するように構成された測域センサ(2D-LiDAR等)に比べて、測定範囲が広いため、測域センサの数を減らすことができるという利点もある。
測域センサ2の数は、1つであると好適であるが、複数であってもよい。複数の測域センサ2を用いる場合、解析装置3は、これら複数の測域センサ2からの点群データどうしを合同した点群データを使用するとよい。
所定測定期間の長さは、例えば、0.5~5時間等が挙げられる。
測域センサ2は、その検出範囲が所定空間Sの全体を含むように、設置される。
測域センサ2は、所定空間S内の人Pよりも少し高い高さに設置されることが好ましい。例えば、測域センサ2は、地面から1.75~1.90mの高さに設置されると好適であり、地面から1.80~1.85mの高さに設置されるとより好適である。
測域センサ2による点群データは、解析装置3に出力される。測域センサ2は、所定測定時間間隔毎の各測定時刻に、点群データを、リアルタイムで、解析装置3へ通信(有線通信及び/又は無線通信)により送信する。
(Surveillance sensor 2)
The range sensor 2 is configured to measure the distance to an object O in a predetermined space S at each measurement time every predetermined measurement time interval (e.g., 0.1 seconds) over a predetermined measurement period and output three-dimensional point cloud data. The range sensor 2 is preferably configured, for example, as a 3D-LiDAR (3D Laser Imaging Detection and Ranging) or a 3D-LRF (3D Laser Range Finder) configured to measure the distance to an object O in the predetermined space S every predetermined measurement time interval using a laser and output three-dimensional point cloud data. Each point of the three-dimensional point cloud data is represented by an x-y-z coordinate system.
Because the range sensor 2 is configured to output three-dimensional point cloud data, it can include height information and has fewer blind spots than if it were configured to output two-dimensional point cloud data, enabling more accurate analysis of the position, shape, and number of objects O. Furthermore, range sensors (such as 3D-LiDAR) configured to output three-dimensional point cloud data generally have a wider measurement range than range sensors (such as 2D-LiDAR) configured to output two-dimensional point cloud data, which also has the advantage of allowing the number of range sensors to be reduced.
The number of range sensors 2 is preferably one, but may be multiple. When multiple range sensors 2 are used, the analysis device 3 may use point cloud data obtained by combining point cloud data from the multiple range sensors 2.
The length of the predetermined measurement period is, for example, 0.5 to 5 hours.
The range measurement sensor 2 is installed so that its detection range includes the entire predetermined space S.
The range sensor 2 is preferably installed at a height slightly higher than the person P in the specified space S. For example, the range sensor 2 is preferably installed at a height of 1.75 to 1.90 m from the ground, and more preferably at a height of 1.80 to 1.85 m from the ground.
The point cloud data obtained by the range measurement sensor 2 is output to the analysis device 3. The range measurement sensor 2 transmits the point cloud data to the analysis device 3 in real time via communication (wired communication and/or wireless communication) at each measurement time for each predetermined measurement time interval.

(解析装置3)
解析装置3は、図1に示すように、処理部31と、通信部32と、記憶部33と、入力部34と、表示部35と、を有する。解析装置3は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯端末、専用装置等、任意のコンピュータから構成されることができる。解析装置3は、1つのコンピュータで構成されてもよいし、複数のコンピュータで構成されてもよい。
(Analysis device 3)
1, the analysis device 3 includes a processing unit 31, a communication unit 32, a storage unit 33, an input unit 34, and a display unit 35. The analysis device 3 can be configured from any computer, such as a personal computer, a tablet terminal, a mobile terminal, or a dedicated device. The analysis device 3 may be configured from one computer or multiple computers.

処理部31は、例えば1つ又は複数のCPUから構成され、記憶部33に記憶された解析プログラム等のプログラムを実行することにより、通信部32、記憶部33、入力部34、及び表示部35を含む、解析装置3の全体を制御しながら、後述する初期背景抽出処理、動物体抽出処理、可動静止物体抽出処理、環境地図作成処理等の処理を実行する。処理部31による処理の詳細については、後に説明する。 The processing unit 31 is composed of, for example, one or more CPUs, and executes programs such as an analysis program stored in the memory unit 33, thereby controlling the entire analysis device 3, including the communication unit 32, memory unit 33, input unit 34, and display unit 35, and performing processes such as the initial background extraction process, moving object extraction process, movable stationary object extraction process, and environmental map creation process, which will be described later. Details of the processes performed by the processing unit 31 will be described later.

通信部32は、測域センサ2との間で通信(有線通信及び/又は無線通信)を行うように構成されている。解析装置3は、通信部32を介して、測域センサ2から点群データを受信する。 The communication unit 32 is configured to communicate (wired communication and/or wireless communication) with the range measurement sensor 2. The analysis device 3 receives point cloud data from the range measurement sensor 2 via the communication unit 32.

記憶部33は、例えば1つ又は複数のROM、1つ又は複数のRAM、及び/又は、外部記憶装置(USB、SDカード等)等から構成され、処理部31が実行するための解析プログラム等のプログラム、測域センサ2からの点群データ、処理部31の算出結果等、様々な情報を記憶する。 The memory unit 33 is composed of, for example, one or more ROMs, one or more RAMs, and/or an external storage device (USB, SD card, etc.), and stores various information such as analysis programs and other programs executed by the processing unit 31, point cloud data from the range measurement sensor 2, and calculation results from the processing unit 31.

入力部34は、例えばキーボード、マウス、及び/又は、押しボタン等から構成され、ユーザからの入力を受け付ける。
表示部35は、例えば液晶パネル等から構成され、後述する環境地図(図14)等、様々な情報を表示する。
入力部34及び表示部35は、タッチパネルを構成してもよい。
なお、解析装置3は、入力部34及び/又は表示部35を備えていなくてもよい。
The input unit 34 is composed of, for example, a keyboard, a mouse, and/or push buttons, and receives input from the user.
The display unit 35 is configured with, for example, a liquid crystal panel, and displays various information such as an environmental map (FIG. 14) described later.
The input unit 34 and the display unit 35 may form a touch panel.
The analysis device 3 does not necessarily have to include the input unit 34 and/or the display unit 35 .

〔解析方法〕
つぎに、本発明の一実施形態に係る解析方法について、図2、図4~図14を参照しつつ説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る解析方法の概略的なフローチャートである。以下では、上述した図1の例の解析システム1を用いる場合について説明するが、図1の例とは異なる解析システム1を用いて、本発明の解析方法を実施することもできる。
本実施形態に係る解析方法は、初期背景抽出ステップS1と、動物体抽出ステップS2と、可動静止物体抽出ステップS3と、環境地図作成ステップS4と、を含む。これらのステップS1~S4は、解析装置3の処理部31が、記憶部33に記憶された解析プログラムを実行することにより、行う。
測域センサ2は、所定測定時間間隔毎の各測定時刻に、点群データを、リアルタイムで、解析装置3へ通信(有線通信及び/又は無線通信)により送信し、解析装置3は、その間、ステップS1~S3をリアルタイムで行う。
以下、各ステップについて説明する。
[Analysis method]
Next, an analysis method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 2 and Figs. 4 to 14. Fig. 2 is a schematic flowchart of the analysis method according to one embodiment of the present invention. The following describes a case where the analysis system 1 shown in Fig. 1 is used, but the analysis method of the present invention can also be implemented using an analysis system 1 different from the example shown in Fig. 1.
The analysis method according to this embodiment includes an initial background extraction step S1, a moving object extraction step S2, a movable and stationary object extraction step S3, and an environmental map creation step S4. These steps S1 to S4 are performed by the processing unit 31 of the analysis device 3 by executing an analysis program stored in the storage unit 33.
The range sensor 2 transmits point cloud data to the analysis device 3 in real time via communication (wired communication and/or wireless communication) at each measurement time for each predetermined measurement time interval, and the analysis device 3 performs steps S1 to S3 in real time during that time.
Each step will be explained below.

-初期背景抽出ステップ(S1)-
まず、初期背景抽出ステップS1において、処理部31は、所定初期背景抽出用期間内において所定測定時間間隔毎の各測定時刻に測域センサ2から出力される点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体SOを抽出し、セル配列CAにおいて各静止物体SOを構成する各セルCを、初期背景IBとして登録する、初期背景抽出処理を行う。
所定初期背景抽出用期間の長さは、例えば100~140秒に設定されると好適である。所定初期背景抽出用期間は、測域センサ2の所定測定期間のうち比較的始めのほうの期間に設定されると好適であり、例えば、測域センサ2の所定測定期間の開始時刻と所定初期背景抽出用期間の開始時刻とが一致するように設定されると好適である。
- Initial background extraction step (S1) -
First, in an initial background extraction step S1, the processing unit 31 performs an initial background extraction process in which one or more stationary objects SO are extracted based on the point cloud data output from the range measurement sensor 2 at each measurement time for each predetermined measurement time interval within a predetermined initial background extraction period, and each cell C constituting each stationary object SO in the cell array CA is registered as an initial background IB.
The length of the predetermined initial background extraction period is preferably set to, for example, 100 to 140 seconds. The predetermined initial background extraction period is preferably set to a relatively early period within the predetermined measurement period of the range sensor 2, and is preferably set so that, for example, the start time of the predetermined measurement period of the range sensor 2 and the start time of the predetermined initial background extraction period coincide with each other.

図6は、図5の解析データに対して初期背景抽出ステップS1(初期背景抽出処理)を行った後に得られた解析データを概略的に示している。図6では、初期背景IBとして登録されたセルCを、グレーに着色して示している。 Figure 6 shows a schematic representation of the analysis data obtained after performing the initial background extraction step S1 (initial background extraction process) on the analysis data of Figure 5. In Figure 6, cell C, registered as the initial background IB, is shown colored gray.

初期背景抽出ステップS1は、例えば、物体抽出ステップS11と、高位置静止物体抽出ステップS12と、直線型静止物体抽出ステップS13と、を含む。 The initial background extraction step S1 includes, for example, an object extraction step S11, a high-position stationary object extraction step S12, and a linear stationary object extraction step S13.

<物体抽出ステップ(S11)>
物体抽出ステップS11において、処理部31は、所定初期背景抽出用期間内における測定時刻に測域センサ2から出力される点群データに基づいて、1つ又は複数の物体Oを抽出する、物体抽出処理を行う。
処理部31は、物体抽出ステップS11を、所定初期背景抽出用期間内の測定時刻毎に繰り返す。
具体的には、図5に示すように、処理部31は、物体抽出ステップS11において、例えば、以下のステップS111~S112を行う。
<Object Extraction Step (S11)>
In the object extraction step S11, the processing unit 31 performs an object extraction process to extract one or more objects O based on the point cloud data output from the range measurement sensor 2 at the measurement time within a predetermined initial background extraction period.
The processing unit 31 repeats the object extraction step S11 at each measurement time within a predetermined initial background extraction period.
Specifically, as shown in FIG. 5, in the object extraction step S11, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S111 to S112.

まず、処理部31は、所定初期背景抽出用期間内の直近の測定時刻において測域センサ2から出力された点群データを、セル配列CAに格納する(セル配列格納ステップS111)。ここで、処理部31は、点群データの各点のx座標及びy座標に基づいて、点群データの各点を、それぞれセル配列CAにおいて対応するセルC内に格納する。
つぎに、処理部31は、図5に示すように、クラスタリングにより、互いに隣接する複数の点からなる点群を、1つの点群クラスターひいては物体Oとして抽出し、各物体Oに個別のIDを割り当てる(クラスタリングステップS112)。このとき、処理部31は、今回の測定時刻の点群データに基づいて抽出した物体OにIDを割り当てる際、当該物体Oを構成する各セルCが、前回の測定時刻の点群データに基づいて抽出したいずれか1つの物体Oを構成する各セルCと、少なくとも部分的に重複している場合は、前回の測定時刻の点群データに基づいて抽出した当該1つの物体Oに割り当てたIDを引き継ぐ。これにより、異なる測定時刻どうしの間での物体Oのトラッキングが可能になる。なお、「物体Oを構成する各セルC」とは、物体Oを構成する点群が存在する各セルCを指す。
クラスタリングの具体的な手法としては、任意の公知の手法を用いてよい。図5では、参考のため、物体抽出ステップS11において抽出された各物体Oに割り当てられたIDを表記している。
以下では、物体Oに割り当てられたIDを、包括して「i」、「k」等と表記する場合がある。
First, the processing unit 31 stores the point cloud data output from the range measurement sensor 2 at the most recent measurement time within a predetermined initial background extraction period in the cell array CA (cell array storage step S111). Here, the processing unit 31 stores each point of the point cloud data in a corresponding cell C in the cell array CA based on the x-coordinate and y-coordinate of each point of the point cloud data.
Next, as shown in FIG. 5 , the processing unit 31 extracts a point cloud consisting of multiple adjacent points as a single point cloud cluster and thus as an object O by clustering, and assigns an individual ID to each object O (clustering step S112). When assigning an ID to the object O extracted based on the point cloud data at the current measurement time, if each cell C constituting the object O at least partially overlaps with each cell C constituting any one of the objects O extracted based on the point cloud data at the previous measurement time, the processing unit 31 inherits the ID assigned to the object O extracted based on the point cloud data at the previous measurement time. This enables tracking of the object O between different measurement times. Note that "each cell C constituting the object O" refers to each cell C in which a point cloud constituting the object O exists.
As a specific clustering method, any known method may be used. For reference, in Fig. 5, the ID assigned to each object O extracted in the object extraction step S11 is shown.
In the following, the IDs assigned to the object O may be collectively referred to as "i", "k", etc.

<高位置静止物体抽出ステップ(S12)>
高位置静止物体抽出ステップS12において、処理部31は、物体抽出ステップS11で抽出した1つ又は複数の物体Oのうち、それぞれ少なくとも一部が所定高さ以上の高さ位置にある1つ又は複数の物体O(以下、「第1物体O」という。)を、それぞれ静止物体SOとして抽出し、セル配列CAにおいて各静止物体SOを構成する各セルCを初期背景IBとして登録する、高位置静止物体抽出処理を行う。
処理部31は、高位置静止物体抽出ステップS12を、所定初期背景抽出用期間の最初の測定時刻の点群データに基づいて行われた物体抽出ステップS11の結果(1つ又は複数の物体O)を用いて1回のみ実施してもよいし、あるいは、物体抽出ステップS11が実施される度にそれぞれ物体抽出ステップS11の結果を用いて実施してもよい。
処理部31は、高位置静止物体抽出ステップS12において第1物体Oを静止物体SOとして抽出して初期背景IBとして登録する際、物体抽出ステップS11において当該第1物体Oに割り当てたIDを取り消す(図6)。
ここで、所定高さは、所定空間S内の人Pよりも少し高い高さに設置されることが好ましく、例えば、地面から1.75~1.90mの高さに設定されると好適であり、地面から1.80~1.85mの高さに設定されるとより好適である。所定高さは、所定空間S内の人Pよりも少し高い高さに設置された測域センサ2の設置高さと同じ高さに設定されると、好適である。
高位置静止物体抽出ステップS12により、ある程度高い位置にある物体Oを静止物体SOとして定義することで、その分、以降の処理の対象とする点群を減らすことができ、ひいては、解析装置3の処理の効率やリアルタイム性を向上できる。
<High-Position Stationary Object Extraction Step (S12)>
In the high-position stationary object extraction step S12, the processing unit 31 performs a high-position stationary object extraction process in which, of the one or more objects O extracted in the object extraction step S11, one or more objects O (hereinafter referred to as "first objects O"), at least a portion of which is located at a height position above a predetermined height, are extracted as stationary objects SO, and each cell C that constitutes each stationary object SO in the cell array CA is registered as an initial background IB.
The processing unit 31 may perform the high-position stationary object extraction step S12 only once using the result (one or more objects O) of the object extraction step S11 performed based on the point cloud data at the first measurement time of the specified initial background extraction period, or may perform the high-position stationary object extraction step S12 using the result of the object extraction step S11 each time the object extraction step S11 is performed.
When the processing unit 31 extracts the first object O as a stationary object SO and registers it as the initial background IB in the high-position stationary object extraction step S12, it cancels the ID assigned to the first object O in the object extraction step S11 (Figure 6).
Here, the predetermined height is preferably set slightly higher than the person P in the predetermined space S, and is preferably set to a height of 1.75 to 1.90 m from the ground, and more preferably set to a height of 1.80 to 1.85 m from the ground. The predetermined height is preferably set to the same height as the installation height of the range sensor 2, which is set slightly higher than the person P in the predetermined space S.
By defining an object O located at a relatively high position as a stationary object SO in the high-position stationary object extraction step S12, the number of points to be processed subsequently can be reduced accordingly, thereby improving the efficiency and real-time nature of the processing by the analysis device 3.

<直線型静止物体抽出ステップ(S13)>
直線型静止物体抽出ステップS13において、処理部31は、物体抽出ステップS11によって抽出した1つ又は複数の物体Oのうち、高位置静止物体抽出ステップS12によって抽出した1つ又は複数の第1物体O以外の1つ又は複数の物体O(以下、「第2物体O」という。)のそれぞれについて、物体の直線性の度合を表す第1直線性評価値Ccluster(i)を求め、当該第1直線性評価値Ccluster(i)が所定第1直線性評価値閾値Cth_clusterを超えた1つ又は複数の第2物体Oをそれぞれ静止物体SOとして抽出し、セル配列CAにおいて各静止物体SOを構成する各セルCを初期背景IBとして登録する、直線型静止物体抽出処理を行う。
直線型静止物体抽出処理によって抽出される静止物体SOは、概して言えば、人Pに比べて、直線性が高い(直線成分が多い)表面形状を有するといえる。なお、静止物体SOの抽出方法として、所定初期背景抽出用期間において全く動かなかった物体Oを静止物体SOとして抽出することも考えられるが、その場合、所定初期背景抽出用期間において全く動かなかった人Pも静止物体SOとして抽出されるおそれがある。そこで、本例では、物体Oの動きに着目する代わりに、物体Oの表面形状の直線性に着目することにより、そのようなおそれを回避し、より正確に静止物体SOを抽出できる。
<Straight-line stationary object extraction step (S13)>
In the linear stationary object extraction step S13, the processing unit 31 performs a linear stationary object extraction process in which, for each of one or more objects O (hereinafter referred to as "second objects O") other than the one or more first objects O extracted in the high-position stationary object extraction step S12, among the one or more objects O extracted in the object extraction step S11, a first linearity evaluation value C cluster (i) representing the degree of linearity of the object is calculated, and one or more second objects O whose first linearity evaluation value C cluster (i) exceeds a predetermined first linearity evaluation value threshold C th_cluster are extracted as stationary objects SO, and each cell C constituting each stationary object SO in the cell array CA is registered as an initial background IB.
Generally speaking, a stationary object SO extracted by linear stationary object extraction processing can be said to have a surface shape with higher linearity (more linear components) than a person P. Note that, as a method of extracting a stationary object SO, it is possible to extract an object O that has not moved at all during a predetermined initial background extraction period as a stationary object SO, but in that case, there is a risk that a person P who has not moved at all during the predetermined initial background extraction period will also be extracted as a stationary object SO. Therefore, in this example, by focusing on the linearity of the surface shape of the object O instead of focusing on the movement of the object O, such a risk can be avoided and the stationary object SO can be extracted more accurately.

具体的に、直線型静止物体抽出ステップS13において、処理部31は、各第2物体Oについて、例えば、以下のステップS131~S138を行う。 Specifically, in the linear stationary object extraction step S13, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S131 to S138 for each second object O.

まず、処理部31は、所定初期背景抽出用期間の直近の測定時刻における点群データから上述のようにして得られた第2物体Oの点群クラスターを、仮想的なボクセル配列VA(図示せず)に格納する。ここで、処理部31は、第2物体Oの点群クラスターの各点のx座標、y座標及びz座標に基づいて、第2物体Oの点群クラスターの各点を、それぞれボクセル配列VAにおいて対応するボクセルV内に格納する(ボクセル配列格納ステップ S131)。
ボクセル配列VAは、立方体状のボクセルV(図示せず)をx軸、y軸、及びz軸のそれぞれに沿って3次元的に配列してなるものである。ボクセルVの一辺の長さは、セル配列CAのセルCの一辺の長さと同じである。各ボクセルVの座標は、xyz直交座標系において、(p.q,r)として表される。ここで、p、q、rは、それぞれ、整数であると好適である。
First, the processing unit 31 stores the point cloud cluster of the second object O obtained as described above from the point cloud data at the measurement time immediately preceding the predetermined initial background extraction period in a virtual voxel array VA (not shown). Here, the processing unit 31 stores each point of the point cloud cluster of the second object O in a corresponding voxel V in the voxel array VA based on the x-coordinate, y-coordinate, and z-coordinate of each point of the point cloud cluster of the second object O (voxel array storage step S131).
The voxel array VA is formed by arranging cubic voxels V (not shown) three-dimensionally along the x-axis, y-axis, and z-axis. The length of one side of the voxels V is the same as the length of one side of the cells C in the cell array CA. The coordinates of each voxel V are expressed as (pq, r) in the xyz Cartesian coordinate system. Here, p, q, and r are preferably integers.

つぎに、処理部31は、第2物体Oを構成する各ボクセルVのうちいずれか1つのボクセルV(p,q,r)内に格納された点群のxy平面上の中心点 Pcenter=(Pcenter:x,Pcenter:y)を求める(中心点算出ステップS132)。中心点 Pcenterは、具体的に、平均点又は重心点を意味する。ここで、「第2物体Oを構成する各ボクセルV」とは、第2物体Oを構成する点群が格納された各ボクセルVを指す。
つぎに、処理部31は、中心点 Pcenterと当該ボクセル内に格納された各点 Pn=(Pn:x,Pn:y,Pn:z)とのxy平面方向のなす角θnを、それぞれつぎの式(1)により算出する(なす角算出ステップS133)。この角度θnは、一対の点Pcenter 、Pnどうしを結んだ線分をxy平面に投影してなる線分の、x軸に対するなす角度である。
Next, the processing unit 31 calculates the center point P center =(P center:x , P center :y ) on the xy plane of the point cloud stored in any one voxel V (p, q, r) of the voxels V constituting the second object O (center point calculation step S132). The center point P center specifically means an average point or a center of gravity point. Here, "each voxel V constituting the second object O" refers to each voxel V in which the point cloud constituting the second object O is stored.
Next, the processing unit 31 calculates the angle θn in the xy plane direction between the center point Pcenter and each point Pn = ( Pn:x , Pn :y , Pn :z ) stored in the voxel using the following formula (1) (angle calculation step S133). This angle θn is the angle formed by the line segment connecting the pair of points Pcenter and Pn , projected onto the xy plane, with respect to the x-axis.

つぎに、処理部31は、なす角θnとなす角θnの平均値θaveとを用いて、角度標準偏差σθ(p,q,r) を、つぎの式(2)により算出する(角度標準偏差算出ステップS134)。
Next, the processing unit 31 calculates the angle standard deviation σ θ (p, q, r) using the formed angle θ n and the average value θ ave of the formed angles θ n according to the following equation (2) (angle standard deviation calculation step S134).

つぎに、処理部31は、角度標準偏差σθ(p,q,r)を用いて、当該ボクセルVの背景重みωBG(p,q,r)を、つぎの式(3)により求める(背景重み算出ステップS135)。
式(3)において、α及びβは、0<α<βを満たす限り、それぞれ任意の値に設定されてよい。なお、本発明の発明者は、様々な解析を通して、一般的に、あるボクセルがσθ(p,q,r)<0.1を満たす場合、当該ボクセル内の点群は、静止物体SOを構成する傾向があり、また、あるボクセルが0.1≦σθ(p,q,r)<0.5を満たす場合、当該ボクセル内の点群は、動物体MOを構成する傾向がある、との知見を得た。この知見に鑑みて、αは、0.10であると好適であり、βは、0.50であると好適である。
Next, the processing unit 31 uses the angle standard deviation σ θ (p, q, r) to calculate the background weight ω BG (p, q, r) of the voxel V according to the following equation (3) (background weight calculation step S135).
In equation (3), α and β may be set to any value as long as they satisfy the relationship 0<α<β. The inventors of the present invention have found through various analyses that, in general, when a voxel satisfies σ θ (p,q,r)<0.1, the point cloud within the voxel tends to constitute a stationary object SO, and when a voxel satisfies 0.1≦σ θ (p,q,r)<0.5, the point cloud within the voxel tends to constitute a moving object MO. In light of this finding, α is preferably set to 0.10, and β is preferably set to 0.50.

同様にして、処理部31は、第2物体Oを構成する各ボクセルVの全てに対して、ステップS132~S135を実施して、背景重みωBG(p,q,r)をそれぞれ求める。 Similarly, the processing unit 31 performs steps S132 to S135 for all of the voxels V that make up the second object O to obtain background weights ω BG (p, q, r) for each of the voxels V.

つぎに、処理部31は、第2物体Oについて求めた各背景重みωBG(p,q,r)の平均値ωBGave(p,q,r)を算出する(背景重み平均値算出ステップS136)。
同様にして、処理部31は、所定初期背景抽出用期間内の測定時刻毎に、ステップS131~S136を実施して、当該第2物体Oの各背景重みωBG(p,q,r)の平均値ωBGave(p,q,r)を算出する。
Next, the processing unit 31 calculates the average value ω BGave (p, q, r) of the background weights ω BG (p, q, r) calculated for the second object O (background weight average value calculation step S136).
Similarly, the processing unit 31 performs steps S131 to S136 for each measurement time within the predetermined initial background extraction period to calculate the average value ω BGave (p,q,r) of each background weight ω BG (p,q,r) of the second object O.

つぎに、処理部31は、所定初期背景抽出用期間内の各測定時刻の点群データ毎の当該第2物体Oの各背景重みωBG(p,q,r)の平均値ωBGave(p,q,r)どうしを加算することにより、当該第2物体Oの第1直線性評価値Ccluster(i)を求める(第1直線性評価値算出ステップS137)。
第1直線性評価値Ccluster(i)は、第2物体Oの表面形状の直線性の度合を表しており、その値が高いほど、表面形状の直線性が高いことを意味する。Ccluster(i)のiは、第2物体OのIDを表している。
Next, the processing unit 31 calculates the first linearity evaluation value C cluster (i) of the second object O by adding together the average values ω BGave (p,q,r) of each background weight ω BG (p,q,r) of the second object O for each point cloud data at each measurement time within the specified initial background extraction period (first linearity evaluation value calculation step S137).
The first linearity evaluation value C cluster (i) represents the degree of linearity of the surface shape of the second object O, and the higher the value, the higher the linearity of the surface shape. The i in C cluster (i) represents the ID of the second object O.

つぎに、処理部31は、第1直線性評価値Ccluster(i)と所定第1直線性評価値閾値Cth_clusterとを比較し、第1直線性評価値Ccluster(i)が所定第1直線性評価値閾値Cth_clusterを超えた場合、当該第2物体Oをそれぞれ静止物体SOとして抽出し、セル配列CAにおいて各静止物体SOを構成する各セルCを初期背景IBとして登録する(初期背景登録ステップS138)。
所定第1直線性評価値閾値Cth_clusterは、例えば960であると好適である。
Next, the processing unit 31 compares the first linearity evaluation value C cluster (i) with a predetermined first linearity evaluation value threshold C th_cluster , and if the first linearity evaluation value C cluster (i) exceeds the predetermined first linearity evaluation value threshold C th_cluster , it extracts the second objects O as stationary objects SO and registers each cell C that constitutes each stationary object SO in the cell array CA as an initial background IB (initial background registration step S138).
The predetermined first linearity evaluation value threshold C th_cluster is preferably 960, for example.

処理部31は、直線型静止物体抽出ステップS13において第2物体Oを静止物体SOとして抽出して初期背景IBとして登録する際、物体抽出ステップS11において当該第2物体Oに割り当てたIDを取り消す(図6)。 When the processing unit 31 extracts the second object O as a stationary object SO and registers it as the initial background IB in the linear stationary object extraction step S13, it cancels the ID assigned to the second object O in the object extraction step S11 (Figure 6).

なお、初期背景抽出ステップS1は、上述した高位置静止物体抽出ステップS12及び直線型静止物体抽出ステップS13のうち一方のみを含んでもよい。
また、初期背景抽出ステップS1は、処理部31は、上述した高位置静止物体抽出ステップS12や直線型静止物体抽出ステップS13とは異なる方法によって、物体Oを静止物体SOとして抽出してもよい。
The initial background extraction step S1 may include only one of the high-position stationary object extraction step S12 and the linear stationary object extraction step S13.
Furthermore, in the initial background extraction step S1, the processing unit 31 may extract the object O as the stationary object SO by a method different from the high-position stationary object extraction step S12 and the linear stationary object extraction step S13 described above.

-動物体抽出ステップ(S2)-
動物体抽出ステップS2において、処理部31は、所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において測定時刻に測域センサ2から出力される点群データから、初期背景抽出ステップS1で登録した初期背景IBを差し引くことにより、1つ又は複数の動物体MOを抽出する、動物体抽出処理を行う。
所定観察期間は、測域センサ2の所定測定期間のうち、所定初期背景抽出用期間の後の期間のうちの任意の期間に設定されてよく、例えば、測域センサ2の所定測定期間のうち、所定初期背景抽出用期間の後の期間の全部に設定されると好適である。
処理部31は、動物体抽出ステップS2を、所定観察期間内の測定時刻毎に繰り返す。
図7は、所定観察期間内のある測定時刻における図4の所定空間の点群データを概略的に示している。
具体的には、処理部31は、動物体抽出ステップS2において、以下のステップS21~S23を行う。
--Animal object extraction step (S2)--
In the moving object extraction step S2, the processing unit 31 performs a moving object extraction process to extract one or more moving objects MO by subtracting the initial background IB registered in the initial background extraction step S1 from the point cloud data output from the range sensor 2 at the measurement time within a specified observation period after the specified initial background extraction period.
The specified observation period may be set to any period after the specified initial background extraction period within the specified measurement period of the range sensor 2, and is preferably set to, for example, the entire period after the specified initial background extraction period within the specified measurement period of the range sensor 2.
The processing unit 31 repeats the moving object extraction step S2 at each measurement time within a predetermined observation period.
FIG. 7 shows a schematic diagram of point cloud data in the predetermined space of FIG. 4 at a certain measurement time within a predetermined observation period.
Specifically, the processing unit 31 performs the following steps S21 to S23 in the moving object extraction step S2.

まず、処理部31は、図7に示すように、所定観察期間内の直近の測定時刻において測域センサ2から出力された点群データを、セル配列CAに格納する(セル配列格納ステップS21)。ここで、処理部31は、点群データの各点のx座標及びy座標に基づいて、点群データの各点を、それぞれセル配列CAにおいて対応するセルC内に格納する。
つぎに、処理部31は、当該点群データから、初期背景抽出ステップS1で登録した初期背景IBを差し引くことにより、初期背景IBのセルC以外のセルC内に格納された点群データのみを、以降の処理対象として残す(差し引きステップS22)。これらの残った点群データは、いずれも、動物体MOの点群データということになる。
つぎに、処理部31は、図7に示すように、処理対象として残した点群データに対して、クラスタリングすることにより、当該点群データのうちの互いに隣接する複数の点からなる点群を、1つの点群クラスターひいては動物体MOとして抽出し、各動物体MOに個別のIDを割り当てる(クラスタリングステップS23)。このとき、処理部31は、今回の測定時刻の点群データに基づいて抽出した動物体MOにIDを割り当てる際、当該動物体MOを構成する各セルCが、前回の測定時刻の点群データに基づいて抽出したいずれか1つの動物体MOを構成する各セルCと、少なくとも部分的に重複している場合は、前回の測定時刻の点群データに基づいて抽出した当該1つの動物体MOに割り当てたIDを引き継ぐ。これにより、異なる測定時刻どうしの間での動物体MOのトラッキングが可能になる。
クラスタリングの具体的な手法としては、任意の公知の手法を用いてよい。図7では、参考のため、動物体抽出ステップS2において抽出された各動物体MOに割り当てられたIDを表記している。
7, the processing unit 31 stores the point cloud data output from the range measurement sensor 2 at the most recent measurement time within a predetermined observation period in a cell array CA (cell array storage step S21). Here, the processing unit 31 stores each point of the point cloud data in a corresponding cell C in the cell array CA based on the x-coordinate and y-coordinate of each point of the point cloud data.
Next, the processing unit 31 subtracts the initial background IB registered in the initial background extraction step S1 from the point cloud data, thereby leaving only the point cloud data stored in cells C other than the cell C of the initial background IB as the target for subsequent processing (subtraction step S22). All of this remaining point cloud data becomes point cloud data of the moving object MO.
Next, as shown in FIG. 7 , the processing unit 31 performs clustering on the point cloud data remaining to be processed, extracting a point cloud consisting of multiple adjacent points from the point cloud data as a single point cloud cluster and thus as a moving object MO, and assigns an individual ID to each moving object MO (clustering step S23). When assigning an ID to the moving object MO extracted based on the point cloud data at the current measurement time, if each cell C constituting the moving object MO at least partially overlaps with each cell C constituting one of the moving objects MO extracted based on the point cloud data at the previous measurement time, the processing unit 31 inherits the ID assigned to the moving object MO extracted based on the point cloud data at the previous measurement time. This enables tracking of moving objects MO between different measurement times.
Any known clustering method may be used as a specific clustering method. For reference, in Fig. 7, the ID assigned to each moving object MO extracted in the moving object extraction step S2 is shown.

-可動静止物体抽出ステップ(S3)-
可動静止物体抽出ステップS3において、処理部31は、動物体抽出ステップS2で抽出した1つ又は複数の動物体MOから1つ又は複数の可動静止物体MSOを抽出し、セル配列CAにおいて各可動静止物体MSOを構成する各セルCを、後定義背景LBとして再定義する、可動静止物体抽出処理を行う。
後定義背景LBとして再定義された動物体MOは、それ以降、後定義背景LBとして扱われ、動物体MOとしては扱われない。
処理部31は、可動静止物体抽出ステップS3を、動物体抽出ステップS2を行う度に(すなわち、所定観察期間内の測定時刻毎に)、実施する。
--Movable and stationary object extraction step (S3)--
In the movable stationary object extraction step S3, the processing unit 31 performs a movable stationary object extraction process in which one or more movable stationary objects MSO are extracted from one or more moving objects MO extracted in the moving object extraction step S2, and each cell C constituting each movable stationary object MSO in the cell array CA is redefined as a post-defined background LB.
The moving object MO that has been redefined as the post-defined background LB is thereafter treated as the post-defined background LB, and is no longer treated as the moving object MO.
The processing unit 31 performs the movable stationary object extraction step S3 every time it performs the moving object extraction step S2 (i.e., at each measurement time within a predetermined observation period).

図13は、図7の解析データに対して可動静止物体抽出ステップS3(可動静止物体抽出処理)を行った後に得られた解析データを概略的に示している。図13では、後定義背景LBとして再定義されたセルCを、グレーに着色して示している。
図13からわかるように、可動静止物体抽出ステップS3の後に、セル配列CAのうち初期背景IB及び後定義背景LBのセルC以外のセルCに格納された点群データからなる動物体MOは、いずれも、人Pということになる。このようにして、解析システム1は、所定空間S内の物体Oを人Pと人以外の物体とに区別することが可能になる。
Fig. 13 shows a schematic diagram of the analysis data obtained after the movable stationary object extraction step S3 (movable stationary object extraction process) is performed on the analysis data of Fig. 7. In Fig. 13, the cell C redefined as the post-defined background LB is shown colored gray.
13, after the movable stationary object extraction step S3, any moving object MO made up of point cloud data stored in cells C of the cell array CA other than cells C of the initial background IB and the post-defined background LB is determined to be a person P. In this way, the analysis system 1 becomes able to distinguish the object O in the predetermined space S into a person P and an object other than a person P.

処理部31は、可動静止物体抽出ステップS3において動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出して後定義背景LBとして再定義する際、動物体抽出ステップS2において当該動物体MOに割り当てたIDを取り消す(図13)。 When the processing unit 31 extracts the moving object MO as a moving stationary object MSO in the moving stationary object extraction step S3 and redefines it as a post-defined background LB, it cancels the ID assigned to the moving object MO in the moving object extraction step S2 (Figure 13).

可動静止物体抽出ステップS3は、例えば、連動型可動静止物体抽出ステップS31と、直線型可動静止物体抽出ステップS32と、微動型可動静止物体抽出ステップS34と、を含む。 The movable stationary object extraction step S3 includes, for example, a linked movable stationary object extraction step S31, a linear movable stationary object extraction step S32, and a fine-motion movable stationary object extraction step S34.

<連動型可動静止物体抽出ステップ(S31)>
一般的に、屋内空間に存在する可動静止物体MSOの中で、最も多いものは、椅子である。椅子は、人が、椅子に座り、立ち上がり、そして、椅子から離れる、といった一連の動作に連動して移動される傾向がある。そこで、連動型可動静止物体抽出ステップS31では、このような椅子及び人の動作を検出し、可動静止物体MSOとしての椅子の抽出を行う。
連動型可動静止物体抽出ステップS31において、処理部31は、動物体抽出ステップS2で抽出した1つ又は複数の動物体MOのうちの1つ又は複数の動物体MO(以下、「第1動物体MO」という。)が、座位状態から立位状態に遷移し、その後、動物体抽出ステップS2(動物体抽出処理)により第1動物体MOの周辺に新たな動物体MOが抽出され、その後、以下の式(5)を最初に満たした時刻から所定新動物体監視時間内において、式(5)を継続的に満たす時間Tchair(秒)が所定継続時間閾値を超えた場合、当該新たな動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する、連動型可動静止物体抽出処理を行う。
上記式(5)において、
h(k,t):上記新たな動物体MOの高さ(mm)
γ:0以上200以下の所定の実数
hsit_ave(p,q):第1動物体MOの座位高さ平均値(mm)
<Interlocking Movable Stationary Object Extraction Step (S31)>
Generally, chairs are the most common movable stationary objects (MSO) present in indoor spaces. Chairs tend to move in conjunction with a series of actions, such as when a person sits down, stands up, and then leaves the chair. Therefore, in the linked movable stationary object extraction step S31, such chair and person actions are detected, and chairs are extracted as movable stationary objects (MSO).
In the linked movable stationary object extraction step S31, the processing unit 31 performs a linked movable stationary object extraction process in which, when one or more moving bodies MO (hereinafter referred to as the "first moving body MO") among the one or more moving bodies MO extracted in the moving body extraction step S2 transition from a sitting state to a standing state, and then a new moving body MO is extracted around the first moving body MO by the moving body extraction step S2 (moving body extraction process), and then, within a predetermined new moving body monitoring time from the time when the following formula (5) is first satisfied, the time T chair (seconds) during which formula (5) is continuously satisfied exceeds a predetermined duration threshold, the processing unit 31 extracts the new moving body MO as a movable stationary object MSO and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB.
In the above formula (5),
h(k,t): Height of the new moving object MO (mm)
γ: A given real number between 0 and 200
h sit_ave (p,q): average sitting height of the first moving body MO (mm)

具体的に、連動型可動静止物体抽出ステップS31において、処理部31は、例えば、以下のステップS311~S316を行う。 Specifically, in the linked movable stationary object extraction step S31, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S311 to S316.

まず、処理部31は、各動物体MOのそれぞれについて、座位状態にあるか否かを判定する(座位判定ステップS311)。ここで、座位状態とは、人が椅子に座っている状態を想定している。一方、立位状態とは、人が立っている状態を想定している。
処理部31は、座位判定ステップS311を、所定観察期間内の測定時刻毎に、実施する。
ここで、座位判定ステップS311の具体的な方法について説明する。動物体MOを構成する各セルCには,そのセルCに含まれる点群のうち最も高い位置にある点のz 座標値が保存されている。ある測定時刻tにおける動物体MO(IDを「i」とする。)の高さh(i,t)(mm)を、当該測定時刻tにおいて当該動物体MOを構成する各セルCの中で最も高い位置にある点のz 座標値と定義する。また、当該動物体MOの最大高さhmax(i)(mm)を、測定時刻tまでに獲得された当該動物体MOの高さh(i,t)の最大値とする。また、座位判定用閾値hsit(i)(mm)を、つぎの式(4)により定義する。
なお、図8に示すように、座位判定用閾値hsit(i)は、座位状態にある人の高さに相当する。式(4)において、0.55 hmax(i)(mm)は、人の座高に相当する。これは、厚生労働省の調べによると、日本人の座高は性別によらず平均で身長の約53~55%であることを、考慮して設定した。また、式(4)において、0.25 hmax(i)-10(mm)は、地面から椅子の座面までの高さに相当する。これは、人間工学に基づいた椅子の理想的な座面の高さが身長の25%から10mm低い値とされていることを、考慮して設定した。なお、人が歩き回るシチュエーションにおいて、人の最大高さhmax(i)は、人の身長に近似することから、式(4)では、人の身長としてhmax(i)を採用している。
座位判定ステップS311では、処理部31は、直近の測定時刻tにおける動物体MO(ID:i)がh(i,t)<hsit(i)を満たす場合、その動物体MOは座位状態にあると判定し、それ以外の場合は、その動物体MOは立位状態にあると判定する。
First, the processing unit 31 determines whether each moving object MO is in a sitting state (sitting state determination step S311). Here, the sitting state is assumed to be a state in which a person is sitting in a chair, while the standing state is assumed to be a state in which a person is standing.
The processing unit 31 performs the sitting position determination step S311 at each measurement time within a predetermined observation period.
Here, a specific method for the sitting position determination step S311 will be described. Each cell C constituting the moving object MO stores the z coordinate value of the highest point among the points contained in that cell C. The height h(i,t) (mm) of the moving object MO (ID is "i") at a certain measurement time t is defined as the z coordinate value of the highest point among the cells C constituting the moving object MO at that measurement time t. The maximum height h max (i) (mm) of the moving object MO is defined as the maximum value of the height h(i,t) of the moving object MO acquired up to the measurement time t. The sitting position determination threshold h sit (i) (mm) is defined by the following equation (4):
As shown in Figure 8, the threshold value h sit (i) for determining the sitting position corresponds to the height of a person in a seated position. In equation (4), 0.55 h max (i) (mm) corresponds to a person's sitting height. This was determined taking into consideration that, according to a survey by the Ministry of Health, Labor and Welfare, the average sitting height of Japanese people, regardless of gender, is approximately 53-55% of their height. Furthermore, in equation (4), 0.25 h max (i)-10 (mm) corresponds to the height from the ground to the chair seat. This was determined taking into consideration that the ideal seat height for an ergonomic chair is 25% to 10 mm lower than their height. In situations where a person is walking around, the maximum height h max (i) of a person approximates their height, so equation (4) uses h max (i) as the person's height.
In the sitting position determination step S311, if the moving object MO (ID: i) at the most recent measurement time t satisfies h(i, t) < h sit (i), the processing unit 31 determines that the moving object MO is in a sitting position, otherwise it determines that the moving object MO is in an upright position.

処理部31は、座位判定ステップS311において、各動物体MOのうちの1つ又は複数の動物体MO(以下、「第1動物体MO」という。)が座位状態にあると判定した場合、当該第1動物体MO(ID:i)の中心P(i)から半径50cm以内にある各セルCに、その時の当該第1動物体MOの高さh(i,t)を保存し、さらに、これまでこれらの各セルCに蓄積された高さh(i,t)の平均値hsit_ave(p,q)(以下、「座位高さ平均値hsit_ave(p,q)」という。)を算出する(座位高さ平均値算出ステップS312)。
ここで、「当該第1動物体MO(IDを「i」とする。)の中心P(i)」とは、xy座標系において、当該第1動物体MOを構成する点群の平均点又は重心点を意味する。
処理部31は、各動物体MOのそれぞれに対し、座位高さ平均値算出ステップS312を、座位判定ステップS311において当該動物体MOが座位状態にあると判定した度に実施する。
If the processing unit 31 determines in the sitting position determination step S311 that one or more of the moving bodies MO (hereinafter referred to as "first moving bodies MO") are in a sitting position, it stores the height h(i,t) of the first moving body MO at that time in each cell C within a radius of 50 cm from the center P(i) of the first moving body MO (ID: i), and further calculates the average value h sit_ave (p,q) of the heights h(i,t) accumulated in each of these cells C so far (hereinafter referred to as "average sitting height value h sit_ave (p,q)") (average sitting height calculation step S312).
Here, "the center P(i) of the first moving body MO (with ID "i")" means the average point or center of gravity of the group of points that make up the first moving body MO in the xy coordinate system.
The processing unit 31 performs the sitting height average value calculation step S312 for each moving object MO every time it is determined in the sitting position determination step S311 that the moving object MO is in a sitting position.

また、処理部31は、座位判定ステップS311において、第1動物体MOが座位状態にあると判定した場合、その後もトラッキングにより当該第1動物体MOを監視し、その後に当該第1動物体MOが立位状態に遷移し(すなわち、その後の座位判定ステップS311で当該第1動物体MOが立位状態にあると判定され)、さらにその後、動物体抽出ステップS2において当該第1動物体MOの周辺に新たな動物体MO(IDを「k」とする。)が抽出されたか否かを判断する(監視ステップS313)。
ここで、「当該第1動物体MOの周辺」とは、具体的に、例えば、当該第1動物体MOの中心P(i)から半径50cm以内にある各セルCのそれぞれの中心から半径50cm以内の領域が挙げられる。
なお、動物体抽出ステップS2において当該第1動物体MOの周辺に新たな動物体MO(ID:k)が抽出された場合とは、椅子とこれに座っている又はこれの傍に立っている人とが合わさって1つの動物体MOとして検出されていた状態(すなわち、椅子及び人に対して1つのIDのみが割り振られていた状態。図6参照。)から、人が椅子から離れたことによって椅子と人とが別々の動物体MOとして検出された状態(すなわち、IDが1つ増えることにより、椅子及び人に対して別々のIDが割り振られた状態。図7参照。)に、遷移した場合を、想定している。
Furthermore, if the processing unit 31 determines in the sitting position determination step S311 that the first moving body MO is in a sitting position, it continues to monitor the first moving body MO by tracking, and then determines whether the first moving body MO transitions to a standing position (i.e., the first moving body MO is determined to be in a standing position in the subsequent sitting position determination step S311), and then determines whether a new moving body MO (with ID ``k'') is extracted around the first moving body MO in the moving body extraction step S2 (monitoring step S313).
Here, "the vicinity of the first moving body MO" specifically refers to, for example, an area within a radius of 50 cm from the center of each cell C that is within a radius of 50 cm from the center P(i) of the first moving body MO.
In addition, when a new moving object MO (ID: k) is extracted around the first moving object MO in the moving object extraction step S2, it is assumed that a transition has occurred from a state in which the chair and the person sitting on or standing next to it were detected as a single moving object MO (i.e., a state in which only one ID was assigned to the chair and the person; see Figure 6), to a state in which the chair and the person have been detected as separate moving objects MO because the person has left the chair (i.e., a state in which the ID is increased by one and separate IDs are assigned to the chair and the person; see Figure 7).

処理部31は、監視ステップS313において、第1動物体MO(ID:i)が座位状態から立位状態に遷移し、さらにその後、動物体抽出ステップS2において当該第1動物体MOの周辺に新たな動物体MO(ID:k)が抽出されたと判断した場合、つぎの式(5)を満たすか否かを判断する(高さ判断ステップS314)。
式(5)において、h(k,t)は、上記新たな動物体MOの高さ(mm)であり、hsit_ave(p,q)は、直近の座位高さ平均値算出ステップS312で求めた上記第1動物体MO(ID:i)の座位高さ平均値hsit_ave(p,q)である。式(5)において、γは、0(mm)以上の所定の実数であり、例えば0(mm)以上200(mm)以下に設定されると好適であり、50(mm)以上150(mm)以下に設定されるとより好適であり、例えば100(mm)に設定されると好適である。
なお、当該新たな動物体MOは、初期位置から移動した椅子であるか、あるいは、新たに椅子に座りに来た人である可能性がある。当該新たな動物体MOが椅子であるならば、当該新たな動物体MOの高さh(k,t)は、上記第1動物体MOの座位高さ平均値hsit_ave(p,q)よりも低い可能性が高い。式(5)では、測域センサ2の誤差等を考慮し、より確実に当該新たな動物体MOが椅子か否かを判断できるように、当該新たな動物体MOの高さh(k,t)にγを加えた値を、第1動物体MOの座位高さ平均値hsit_ave(p,q)と比較している。
If the processing unit 31 determines in the monitoring step S313 that the first moving object MO (ID: i) has transitioned from a sitting state to a standing state, and then determines that a new moving object MO (ID: k) has been extracted around the first moving object MO in the moving object extraction step S2, it determines whether the following equation (5) is satisfied (height determination step S314).
In equation (5), h(k,t) is the height (mm) of the new moving object MO, and h sit_ave (p,q) is the average sitting height h sit_ave (p,q) of the first moving object MO (ID:i) calculated in the most recent average sitting height calculation step S312. In equation (5), γ is a predetermined real number equal to or greater than 0 (mm), and is preferably set to, for example, 0 (mm) to 200 (mm), more preferably 50 (mm) to 150 (mm), and is preferably set to, for example, 100 (mm).
It should be noted that the new moving object MO may be a chair that has moved from its initial position, or a person who has just come to sit in the chair. If the new moving object MO is a chair, the height h(k,t) of the new moving object MO is likely to be lower than the average sitting height h sit_ave (p,q) of the first moving object MO. In equation (5), the value obtained by adding γ to the height h(k,t) of the new moving object MO is compared with the average sitting height h sit_ave (p,q) of the first moving object MO, taking into account errors in the range measurement sensor 2 and the like, so as to more reliably determine whether the new moving object MO is a chair.

処理部31は、高さ判断ステップS314において、式(5)を満たすと判断した場合、当該新たな動物体MOを可動静止物体の候補として、式(5)を継続的に満たす時間Tchair(秒)の計測を行う(時間計測ステップS315)。
処理部31は、時間計測ステップS315において、式(5)を最初に満たした時刻から所定新動物体監視時間内において時間Tchairが所定継続時間閾値を超えた場合、当該新たな動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する(再定義ステップS316)。
なお、所定新動物体監視時間は、例えば、100~140秒が好適であり、例えば120秒が好適である。また、所定継続時間閾値は、例えば、5~20秒が好適であり、例えば12秒が好適である。
If the processing unit 31 determines in the height determination step S314 that the formula (5) is satisfied, it measures the time T chair (seconds) during which the new moving object MO continuously satisfies the formula (5) by treating the new moving object MO as a candidate for a movable stationary object (time measurement step S315).
In the time measurement step S315, if the time T chair exceeds a predetermined duration threshold within a predetermined new moving object monitoring time from the time when equation (5) is first satisfied, the processing unit 31 extracts the new moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB (redefinition step S316).
The predetermined new moving object monitoring time is preferably, for example, 100 to 140 seconds, and more preferably, 120 seconds, and the predetermined duration threshold is preferably, for example, 5 to 20 seconds, and more preferably, 12 seconds.

処理部31は、再定義ステップS316において当該新たな動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出して後定義背景LBとして再定義する際、動物体抽出ステップS2において当該新たな動物体MOに割り当てたIDを取り消す(図13)。 When the processing unit 31 extracts the new moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines it as a post-defined background LB in the redefinition step S316, it cancels the ID assigned to the new moving object MO in the moving object extraction step S2 (Figure 13).

<直線型可動静止物体抽出ステップ(S32)>
一般的に、屋内空間に存在する可動静止物体MSOの中で、椅子の次に多いのは、ホワイトボードや机等である。これらの多くは、表面が平らであり,測域センサ2から得られる点群データでは、直線的な点の集合体として表現される。そこで直線型可動静止物体抽出ステップS32では、動物体MOの表面の直線形状を抽出し、それをもとにした第2直線性評価値を求め、第2直線性評価値に基づいて、可動静止物体MSOとしてのホワイトボードや机等の抽出を行う。
直線型可動静止物体抽出ステップS32において、処理部31は、初期背景IBに遮蔽領域SRが所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じた場合、動物体抽出ステップS2で抽出した1つ又は複数の動物体MOのうち、前記測域センサと前記遮蔽領域SRとの間に位置する動物体MO(以下、「第2動物体MO」という。)を特定し、当該第2動物体MOについて、物体の直線性の度合を表す第2直線性評価値CBG(t,i)を求め、当該第2直線性評価値CBG(t,i)が所定第2直線性評価値閾値Cth_BGを超えた場合、当該第2動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する、直線型可動静止物体抽出処理を行う。
<Straight-line movable stationary object extraction step (S32)>
Generally, among the movable stationary objects MSO present in an indoor space, the second most common after chairs are whiteboards, desks, etc. Most of these have flat surfaces and are represented as a collection of linear points in the point cloud data obtained from the range sensor 2. Therefore, in the linear movable stationary object extraction step S32, the linear shape of the surface of the moving object MO is extracted, a second linearity evaluation value is calculated based on the extracted linear shape, and the whiteboard, desk, etc. are extracted as the movable stationary object MSO based on the second linearity evaluation value.
In the linear movable stationary object extraction step S32, when an occlusion area SR appears in the initial background IB at the same location over a predetermined occlusion area monitoring time, the processing unit 31 identifies one or more moving objects MO extracted in the moving object extraction step S2 that is located between the range sensor and the occlusion area SR (hereinafter referred to as the "second moving object MO"), calculates a second linearity evaluation value C BG (t,i) for the second moving object MO that represents the degree of linearity of the object, and if the second linearity evaluation value C BG (t,i) exceeds a predetermined second linearity evaluation value threshold C th_BG , extracts the second moving object MO as a movable stationary object MSO, and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB, thereby performing a linear movable stationary object extraction process.

具体的に、直線型可動静止物体抽出ステップS32において、処理部31は、例えば、以下のステップS321~S331を行う。 Specifically, in the linear movable stationary object extraction step S32, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S321 to S331.

まず、処理部31は、セル配列CAに格納された点群データに基づいて、初期背景IBに遮蔽領域SRが所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じたか否かを判断する(遮蔽領域監視ステップS321)。
なお、所定観察期間中に可動静止物体MSOが人によって動かされた場合、セル配列CAにおける初期背景IBには、当該可動静止物体MSOによって、遮蔽領域SR(影)が生じる。遮蔽領域SRは、測域センサ2と当該遮蔽領域SRとの間に可動静止物体MSOがあることによって、測域センサ2によって検出されない領域であり、セル配列CAにおいて、点群が存在しない領域である。例えば、図7の例では、所定観察期間中に可動静止物体MSO(ID:8)としてのホワイトボードが所定空間S内へ移動され、その結果、初期背景IBには、ホワイトボードによって、遮蔽領域SRが生じている。
処理部31は、具体的に、遮蔽領域監視ステップS321において、初期背景IBを構成する各セルCのうち、少なくとも1つのセルCが、所定遮蔽領域監視時間にわたって点群を含まなかった場合、初期背景IBに当該少なくとも1つのセルCからなる遮蔽領域SRが所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じたと判断する。
First, the processing unit 31 determines whether or not a shading region SR has appeared in the initial background IB at the same location for a predetermined shading region monitoring time based on the point cloud data stored in the cell array CA (shading region monitoring step S321).
If the movable stationary object MSO is moved by a person during the predetermined observation period, an occluded region SR (shadow) is generated in the initial background IB in the cell array CA by the movable stationary object MSO. The occluded region SR is an area that is not detected by the range sensor 2 due to the movable stationary object MSO being between the range sensor 2 and the occluded region SR, and is an area in the cell array CA where no point cloud exists. For example, in the example of FIG. 7 , a whiteboard serving as the movable stationary object MSO (ID: 8) is moved into the predetermined space S during the predetermined observation period, and as a result, an occluded region SR is generated in the initial background IB by the whiteboard.
Specifically, in the occlusion area monitoring step S321, if at least one cell C among the cells C that constitute the initial background IB does not contain a point cloud over a specified occlusion area monitoring time, the processing unit 31 determines that an occlusion area SR consisting of the at least one cell C has appeared in the initial background IB at the same location over the specified occlusion area monitoring time.

処理部31は、遮蔽領域監視ステップS321において、初期背景IBに遮蔽領域SRが所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じたと判断した場合、各動物体MOのうち、測域センサ2と遮蔽領域SRとの間に位置する動物体MO(以下、「第2動物体MO」という。)を特定する(第2動物体特定ステップS322)。
なお、第2動物体MOは、遮蔽領域SRを生じさせた可動静止物体MSOである可能性があることになる。よって、第2動物体MOを可動静止物体MSOの候補とし、第2動物体MOに対して以降の処理を行う。
なお、処理部31は、ステップS321~S322によって、複数の遮蔽領域SRのそれぞれに対する複数の第2動物体MOを特定した場合は、各第2動物体MOのそれぞれに対して以降の処理を行う。
If the processing unit 31 determines in the shading area monitoring step S321 that a shading area SR has appeared in the initial background IB at the same location for a predetermined shading area monitoring time, it identifies, among each moving body MO, the moving body MO that is located between the range sensor 2 and the shading area SR (hereinafter referred to as the "second moving body MO") (second moving body identification step S322).
It should be noted that the second moving object MO may be the movable stationary object MSO that caused the occlusion region SR. Therefore, the second moving object MO is set as a candidate for the movable stationary object MSO, and the following processing is performed on the second moving object MO.
It should be noted that, if the processing unit 31 has identified a plurality of second moving objects MO for each of a plurality of shield regions SR in steps S321 to S322, the processing unit 31 performs the following processing for each of the second moving objects MO.

つぎに、処理部31は、図9に示すように、第2動物体MOを構成する各セルC(p,q)のそれぞれの中心点Pcellを求める(セル中心点算出ステップS323)。ここで、セルC(p,q)の中心点Pcellは、当該セルC内に格納された点群の平均点又は重心点を意味する。セル中心点算出ステップS323により、以降に処理対象とする点群の数を減らすことができ、処理の効率性やリアルタイム性を向上できる。 Next, the processing unit 31 calculates the center point P cell of each cell C(p,q) constituting the second moving object MO (cell center point calculation step S323), as shown in Fig. 9. Here, the center point P cell of a cell C(p,q) means the average point or center of gravity of the point cloud stored in the cell C. By performing the cell center point calculation step S323, it is possible to reduce the number of point clouds to be processed thereafter, thereby improving the efficiency and real-time nature of the processing.

つぎに、処理部31は、第2動物体MOを構成する複数の中心点Pcellを、中心点Pcellのx座標の昇順に並び替えた上で、互いに隣接する一対の中心点Pcellどうしのユークリッド距離dn(図9)を、互いに隣接する一対の中心点Pcellからなる対毎に求める(ユークリッド距離算出ステップS324)。
ユークリッド距離算出ステップS324において、処理部31は、例えば、第2動物体MOを構成する複数の中心点Pcellを、Pcellのx座標の昇順に並び替えて、そのうち一番端にある中心点 Pcell(最もx座標が小さいPcell)から順に、ユークリッド距離dn(当該中心点 Pcellと当該中心点 Pcellに最も隣接した他の中心点 Pcellとの間のユークリッド距離dn)を求めると、好適である。この場合、1つの中心点Pcellに対して(中心点Pcell毎に)1つのユークリッド距離dnのみが得られる。仮に同じx座標に複数の中心点Pcellが存在する場合は、それら複数の中心点Pcellを、中心点Pcellのy座標の昇順に並び替えた上で、y軸方向において互いに隣接する一対の中心点Pcellどうしのユークリッド距離dnを、互いに隣接する一対の中心点Pcellからなる対毎に求める。なお、n(n=2,3...N)は、第2動物体MOを構成するセルCの数を示す。
Next, the processing unit 31 sorts the multiple center points P cells that make up the second moving body MO in ascending order of the x-coordinates of the center points P cells , and calculates the Euclidean distance d n (Figure 9) between each pair of adjacent center points P cells for each pair of adjacent center points P cells (Euclidean distance calculation step S324).
In the Euclidean distance calculation step S324, the processing unit 31 preferably sorts the multiple center points P cells constituting the second moving object MO in ascending order of the x-coordinates of the P cells and calculates the Euclidean distance dn (the Euclidean distance dn between the center point P cell and the other center point P cell closest to the center point P cell ) starting from the center point P cell at the edge (the P cell with the smallest x-coordinate). In this case, only one Euclidean distance dn is obtained for each center point P cell (for each center point P cell ). If multiple center points P cells exist at the same x -coordinate, the multiple center points P cells are sorted in ascending order of the y-coordinates of the center point P cells , and the Euclidean distance dn between pairs of center points P cells adjacent to each other in the y-axis direction is calculated for each pair of adjacent center points P cells . Note that n (n = 2, 3, ... N) indicates the number of cells C constituting the second moving object MO.

つぎに、処理部31は、第2動物体MOの各ユークリッド距離dnの平均値dn_aveを算出し、図10に示すように、平均値dn_aveによって、第2動物体MOを構成する複数の中心点Pcellを、2つの分割クラスターに分割する(クラスター分割ステップS325)。このとき、一方の分割クラスター(以下、「第1分割クラスター」という。)は、第2動物体MOを構成する複数の中心点Pcellのうち、平均値dn_ave未満のユークリッド距離dnに対応する中心点Pcellから構成され、他方の分割クラスター(以下、「第2分割クラスター」という。)は、第2動物体MOを構成する複数の中心点Pcellのうち、平均値dn_ave以上のユークリッド距離dnに対応する中心点Pcellから構成されるようにする。
なお、本発明の発明者は、様々な解析を通して、一般的に、直線性が高い表面形状を有する可動静止物体MSOのユークリッド距離dnの分布は、図10に示すように、2つの極大値(ピーク)を有することを、知見として得た。クラスター分割ステップS325は、この知見に基づいている。ここで、「ユークリッド距離dnの分布」とは、図10に例示するように、横軸をユークリッド距離dnとし、縦軸を、dnの総数に対する、それぞれの値を有するdnの数の割合とした、グラフを意味する。
Next, the processing unit 31 calculates the average value dn_ave of each Euclidean distance dn of the second moving object MO, and divides the multiple center points P cells constituting the second moving object MO into two divided clusters using the average value dn_ave , as shown in Fig. 10 (cluster division step S325). At this time, one divided cluster (hereinafter referred to as the "first divided cluster") is made up of center points P cells corresponding to Euclidean distances dn less than the average value dn_ave among the multiple center points P cells constituting the second moving object MO, and the other divided cluster (hereinafter referred to as the "second divided cluster") is made up of center points P cells corresponding to Euclidean distances dn equal to or greater than the average value dn_ave among the multiple center points P cells constituting the second moving object MO.
The inventors of the present invention have found through various analyses that the distribution of Euclidean distances dn for movable and stationary objects MSO having highly linear surface shapes generally has two maximum values (peaks), as shown in Fig. 10. The cluster division step S325 is based on this finding. Here, the "distribution of Euclidean distances dn " refers to a graph, as shown in Fig. 10, in which the horizontal axis represents the Euclidean distance dn and the vertical axis represents the ratio of the number of dn having each value to the total number of dn .

つぎに、処理部31は、第1分割クラスター及び第2分割クラスターのそれぞれについて、それぞれの分割クラスターを構成する複数の中心点Pcellにおける、互いに隣接する一対の中心点Pcell=(Pcell,x:k,Pcell,y:k)、Pcell=(Pcell,x:k+1,Pcell,y:k+1)どうしの角度θm(図11)を、つぎの式(6)により、互いに隣接する一対の中心点Pcellからなる対毎に求める(角度算出ステップS326)。この角度θmは、互いに隣接する一対の中心点Pcellどうしを結んだ線分の、x軸に対するなす角度である。
ここで、m(m=1,2...M)は、その分割クラスターを構成するセルの番号を示し、Mは、その分割クラスターを構成するセルの数(すなわち、その分割クラスターを構成する中心点Pcellの数)を示す。
Next, for each of the first and second divided clusters, the processing unit 31 calculates the angle θ m ( FIG. 11 ) between a pair of adjacent center points P cell =(P cell ,x:k , P cell,y:k ), P cell =(P cell,x:k+1 , P cell,y:k+1 ) among the multiple center points P cell that make up each divided cluster, for each pair of adjacent center points P cell , using the following equation (6) (angle calculation step S326). This angle θ m is the angle formed by the line segment connecting the pair of adjacent center points P cell with respect to the x-axis.
Here, m (m=1, 2...M) indicates the number of cells that make up the divided cluster, and M indicates the number of cells that make up the divided cluster (i.e., the number of center point P cells that make up the divided cluster).

つぎに、処理部31は、第1分割クラスター及び第2分割クラスターのそれぞれについて、角度算出ステップS326で求めた角度θmを用いて、つぎの式(7)により、直線度μ(度)を求める(直線度算出ステップS327)。
直線度μは、0に近いほど、表面形状の直線性が高いことを示す。
Next, the processing unit 31 calculates the straightness μ (degrees) for each of the first divided cluster and the second divided cluster using the angle θ m calculated in the angle calculation step S326 according to the following equation (7) (straightness calculation step S327).
The closer the linearity μ is to 0, the higher the linearity of the surface shape.

つぎに、処理部31は、第1分割クラスター及び第2分割クラスターのそれぞれについて、直線度算出ステップS327で求めた直線度μを用いて、つぎの式(8)により、形状スコアεを求める(形状スコア算出ステップS328)。
式(8)において、α=-0.0006、β=5.0とする。式(8)からわかるように、形状スコアεは、2次関数で表される。直線度μの分布が反比例グラフに近似できるとの知見を得たことから、形状スコアεの式をこのように設定した。
Next, the processing unit 31 calculates a shape score ε for each of the first divided cluster and the second divided cluster using the straightness μ calculated in the straightness calculation step S327 according to the following equation (8) (shape score calculation step S328).
In equation (8), α = -0.0006 and β = 5.0. As can be seen from equation (8), the shape score ε is expressed as a quadratic function. Based on the finding that the distribution of straightness μ can be approximated by an inverse proportional graph, the equation for the shape score ε was set in this way.

つぎに、処理部31は、第1分割クラスター及び第2分割クラスターのそれぞれについて形状スコア算出ステップS328で求めた形状スコアεのうち、大きいほうの形状スコアεを大形状スコアεmaxとし、小さいほうの形状スコアεを小形状スコアεminと決定する(大小形状スコア決定ステップS329)。 Next, the processing unit 31 determines the larger of the shape scores ε calculated for each of the first and second divided clusters in the shape score calculation step S328 as the large shape score ε max , and the smaller of the shape scores ε as the small shape score ε min (large and small shape score determination step S329).

つぎに、処理部31は、直近の測定時刻tにおける第2直線性評価値CBG(t,i)を、以下の式(9)により算出する(第2直線性評価値算出ステップS330)。
なお、本発明の発明者は、様々な解析を通して、一般的に、直線性の高い表面形状を有する可動静止物体MSOは、0<εmax<2.0、0<εmin<1.5となる傾向があり、人は、3.0<εmax<5.0、2.0<εmin<4.0となる傾向があるとの知見を得た。第2直線性評価値CBG(t,i)の式(9)は、この知見に基づいて決定した。
第2直線性評価値CBG(t,i)は、その値が高いほど、第2動物体MOの表面形状の直線性が高いこと、ひいては、第2動物体MOが可動静止物体MSOである可能性が高いことを意味する。
処理部31は、所定測定時間間隔毎に(すなわち、測定時刻t毎に)、上述したステップS323~S330を繰り返すことで、第2直線性評価値CBG(t,i)を算出していく。
なお、処理部31は、これと並行して、第2動物体MOの速度を監視し、第2動物体MOの速度が1秒以上にわたって0.1 m/s以上となった場合は、第2動物体MOが人である可能性が高いことから、第2直線性評価値算出ステップS330において、式(9)で求められる第2直線性評価値CBG(t,i)から、1.0減算するようにすると、好適である。
Next, the processing unit 31 calculates the second linearity evaluation value C BG (t,i) at the most recent measurement time t using the following equation (9) (second linearity evaluation value calculation step S330).
The inventors of the present invention have found through various analyses that, in general, movable and stationary objects MSO having highly linear surface shapes tend to have 0 < ε max < 2.0 and 0 < ε min < 1.5, while humans tend to have 3.0 < ε max < 5.0 and 2.0 < ε min < 4.0. Formula (9) for the second linearity evaluation value C BG (t,i) was determined based on this finding.
The higher the second linearity evaluation value C BG (t,i), the higher the linearity of the surface shape of the second moving object MO, and therefore the higher the possibility that the second moving object MO is a movable stationary object MSO.
The processing unit 31 repeats the above-described steps S323 to S330 at every predetermined measurement time interval (that is, at every measurement time t) to calculate the second linearity evaluation value C BG (t,i).
In parallel with this, the processing unit 31 monitors the speed of the second moving object MO, and if the speed of the second moving object MO becomes 0.1 m/s or more for more than 1 second, it is highly likely that the second moving object MO is a person, and therefore, in the second linearity evaluation value calculation step S330, it is preferable to subtract 1.0 from the second linearity evaluation value C BG (t,i) calculated by equation (9).

処理部31は、第2動物体特定ステップS322で第2動物体MOを特定した時刻から所定第2直線性評価時間内に第2直線性評価値CBG(t,i)が所定第2直線性評価値閾値Cth_BGを超えた場合、第2動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する(再定義ステップS331)。
なお、所定第2直線性評価時間は、例えば、100~140秒が好適であり、例えば120秒が好適である。また、所定第2直線性評価値閾値Cth_BGは、例えば、960が好適である。
If the second linearity evaluation value C BG (t, i) exceeds a predetermined second linearity evaluation value threshold C th_BG within a predetermined second linearity evaluation time from the time the second moving object MO is identified in the second moving object identification step S322, the processing unit 31 extracts the second moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB (redefinition step S331).
The predetermined second linearity evaluation time is preferably, for example, 100 to 140 seconds, and is preferably, for example, 120 seconds. The predetermined second linearity evaluation value threshold C th_BG is preferably, for example, 960.

処理部31は、再定義ステップS331において当該第2動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出して後定義背景LBとして再定義する際、動物体抽出ステップS2において当該第2動物体MOに割り当てたIDを取り消す(図13)。 When the processing unit 31 extracts the second moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines it as a post-defined background LB in the redefinition step S331, it cancels the ID assigned to the second moving object MO in the moving object extraction step S2 (Figure 13).

<微動型可動静止物体抽出ステップ(S34)>
一般的に、屋内における可動静止物体MSOとしては、上述の連動型可動静止物体抽出ステップS31や直線型可動静止物体抽出ステップS32で抽出の対象とした可動静止物体MSOの他に、観葉植物、ごみ箱、ノートパソコン等のような、環境によって形状が異なり、動かされるタイミングや条件が異なる可動静止物体MSOが存在する。これらの可動静止物体MSOと人との最大の差は、能動的動作の有無であるといえる。人は、能動的動作があり得るのに対し、これらの可動静止物体MSOは、能動的には動かないため、動きの量は微量となる。そこで、微動型可動静止物体抽出ステップS34では、動きが微量な動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出する。
<Slightly Moving Stationary Object Extraction Step (S34)>
Generally, indoor movable stationary objects MSO include not only the movable stationary objects MSO extracted in the above-mentioned linked movable stationary object extraction step S31 and linear movable stationary object extraction step S32, but also other movable stationary objects MSO that vary in shape depending on the environment and are moved at different times and under different conditions, such as houseplants, trash cans, and laptops. The greatest difference between these movable stationary objects MSO and people is whether or not they actively move. While people can actively move, these movable stationary objects MSO do not move actively, and therefore their movement is slight. Therefore, in the slight-movement movable stationary object extraction step S34, moving objects MO that move only slightly are extracted as movable stationary objects MSO.

微動型可動静止物体抽出ステップS34は、例えば、最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341と、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342と、を含む。 Step S34 for extracting a slightly moving movable stationary object includes, for example, step S341 for extracting a maximum point slightly changing movable stationary object and step S342 for extracting a slightly changing voxel number movable stationary object.

<最高点微変動型可動静止物体抽出ステップ(S341)>
最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341では、動物体MOの最高点の動きの量(ひいては、最高点の位置分布)に着目して、動きが微量な動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出する。
最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341において、処理部31は、動物体抽出ステップS2で抽出した1つ又は複数の動物体MOのうちの1つ又は複数の動物体MO(以下、「第3動物体MO」という。)の最高点が、所定最高点監視時間にわたってほぼ同じ位置に位置した場合、当該第3動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する、最高点微変動型可動静止物体抽出処理を行う。
<Highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction step (S341)>
In the maximum point slight fluctuation type movable stationary object extraction step S341, focusing on the amount of movement of the maximum point of the moving object MO (and therefore the position distribution of the maximum point), a moving object MO with slight movement is extracted as a movable stationary object MSO.
In the highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction step S341, the processing unit 31 performs a highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction process in which, if the highest point of one or more moving bodies MO (hereinafter referred to as the "third moving body MO") among the one or more moving bodies MO extracted in the moving body extraction step S2 is located at approximately the same position over a predetermined highest point monitoring time, the processing unit 31 extracts the third moving body MO as a movable stationary object MSO and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB.

上記座位判定ステップS311の説明において上述したように、動物体MOを構成する各セルCには、そのセルCに含まれる点群のうち最も高い位置にある点(最高点)のz 座標値が保存されている。直近の測定時刻tにおける動物体MO(IDを「i」とする。)の高さh(i,t)(mm)を、当該測定時刻tにおいて当該動物体MOを構成する各セルCの中で最も高い位置にある点(最高点)のz座標値と定義する。
最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341において、処理部31は、例えば、以下のステップS3411~S3412を行う。
As described above in the description of the sitting position determination step S311, each cell C constituting the moving object MO stores the z coordinate value of the highest point (highest point) among the group of points contained in that cell C. The height h(i, t) (mm) of the moving object MO (with ID "i") at the most recent measurement time t is defined as the z coordinate value of the highest point (highest point) among the cells C constituting the moving object MO at that measurement time t.
In the highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction step S341, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S3411 to S3412.

まず、処理部31は、各動物体MOのそれぞれについて、動物体MOの高さh(i,t)(最高点)を持つ1つ又は複数のセルCの位置(p,q)を、所定最高点セル保存時間の間、保存していく(最高点セル保存ステップS3411)。
ここで、所定最高点セル保存時間は、例えば、100~140秒が好適であり、例えば120秒が好適である。
First, for each moving body MO, the processing unit 31 stores the position (p, q) of one or more cells C having the height h(i, t) (highest point) of the moving body MO for a predetermined highest point cell storage time (highest point cell storage step S3411).
Here, the predetermined highest point cell storage time is preferably, for example, 100 to 140 seconds, and is preferably, for example, 120 seconds.

つぎに、処理部31は、上記1つ又は複数の動物体MOのうちの1つ又は複数の動物体MO(以下、「第3動物体MO」という。)において、最高点セル保存ステップS3411で所定最高点セル保存時間にわたって常に保存され続けたセルCが1つ以上存在する場合、これらの第3動物体MOの最高点が所定最高点監視時間にわたってほぼ同じ位置に位置したと判断して、各第3動物体MOをそれぞれ可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する(再定義ステップS3412)。 Next, if one or more of the one or more moving bodies MO (hereinafter referred to as "third moving bodies MO") have one or more cells C that have been consistently saved for the specified highest point cell saving time in the highest point cell saving step S3411, the processing unit 31 determines that the highest points of these third moving bodies MO have been located in approximately the same position for the specified highest point monitoring time, extracts each third moving body MO as a movable stationary object MSO, and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB (redefinition step S3412).

処理部31は、再定義ステップS3412において当該第3動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出して後定義背景LBとして再定義する際、動物体抽出ステップS2において当該第3動物体MOに割り当てたIDを取り消す(図13)。 When the processing unit 31 extracts the third moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines it as a post-defined background LB in redefinition step S3412, it cancels the ID assigned to the third moving object MO in moving object extraction step S2 (Figure 13).

<ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップ(S342)>
最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341で着目した動物体MOの最高点の位置分布は、最高点の位置がセルC同士の境目に存在する場合や、測域センサ2の誤差の影響等により、能動的動作がない可動静止物体MSOでもばらつく可能性がある。その場合においても可動静止物体MSOを抽出できるように、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342では、動物体MOの動物体構成ボクセル数の変動に着目して、動きが微量な動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出する。
ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342において、処理部31は、動物体抽出ステップS2で抽出した1つ又は複数の動物体MOのうちの1つ又は複数の動物体MO(以下、「第4動物体MO」という。)が、所定ボクセル数監視時間tth内における当該第4動物体MOの動物体構成ボクセル数V(i,t)の変動の度合を表すボクセル数変動評価値が所定ボクセル数変動評価値閾値未満である場合、当該第4動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出処理を行う。
<Voxel number slight variation type movable stationary object extraction step (S342)>
The position distribution of the highest points of the moving objects MO focused on in the highest point slight variation type movable stationary object extraction step S341 may vary even for movable stationary objects MSO that are not actively moving, when the highest point position exists on the boundary between cells C or due to the influence of errors in the range measurement sensor 2. To enable the extraction of movable stationary objects MSO even in such cases, the voxel number slight variation type movable stationary object extraction step S342 focuses on the variation in the number of voxels constituting the moving object of the moving object MO and extracts moving objects MO with slight movement as movable stationary objects MSO.
In the voxel number slight variation type movable stationary object extraction step S342, if one or more of the one or more moving bodies MO (hereinafter referred to as the "fourth moving body MO") extracted in the moving body extraction step S2 have a voxel number variation evaluation value representing the degree of variation in the number of voxels V(i,t) constituting the moving body of the fourth moving body MO within a predetermined voxel number monitoring time t th that is less than a predetermined voxel number variation evaluation value threshold, the processing unit 31 performs a voxel number slight variation type movable stationary object extraction process in which the fourth moving body MO is extracted as a movable stationary object MSO and each cell C constituting the movable stationary object MSO in the cell array CA is redefined as a post-defined background LB.

上記座位判定ステップS311の説明において上述したように、動物体MOを構成する各セルCには、そのセルCに含まれる点群のうち最も高い位置にある点(最高点)のz 座標値が保存されている。
ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342において、処理部31は、例えば、以下のステップS3421~S3424を行う。
As described above in the description of the sitting position determination step S311, each cell C constituting the moving object MO stores the z coordinate value of the highest point (highest point) among the points included in that cell C.
In the voxel number slight variation type movable stationary object extraction step S342, the processing unit 31 performs, for example, the following steps S3421 to S3424.

まず、処理部31は、つぎの式(10)及び(11)により、直近の測定時刻tにおける動物体MOの動物体構成ボクセル数V(i,t)を、所定ボクセル数監視時間tthにわたって、所定測定時間間隔毎に(すなわち、測定時刻t毎に)、算出する(動物体構成ボクセル数算出ステップS3421)。
動物体構成ボクセル数V(i,t)は、ボクセル配列VAにおいて動物体MOを構成すると推定されるボクセルVの数を表す。
ここで、所定ボクセル数監視時間tthは、例えば、100~140秒が好適であり、例えば120秒が好適である。
式(11)において、Vcell(n,t)は、セル対応ボクセル数であり、セル配列CAにおいて動物体MOを構成する各セルC のうちいずれか1つのセルC(p,q)内の点群の最高点と地面との間に、点群の有無によらず、1辺lthのボクセルVをz軸に沿って配列させたときの当該ボクセルVの数を表し、動物体MOを構成するセルC毎に与えられる値である。式(11)において、hmax(p,q)は、当該セルC (p,q)に含まれる点群の最大高さ(最高点の高さ)であり、lthは、ボクセルVの1辺の長さであり、nは、セル配列CAにおいて動物体MO(ID:i)を構成するセルCの数である。ボクセルVの1辺の長さlthは、セル配列CAのセルCの一辺の長さと同じとする。
式(10)及び(11)により定義される動物体構成ボクセル数V(i,t)は、セル配列CAにおいて動物体MOを構成する各セルCにそれぞれ保存されている最高点と地面との間に、点群の有無によらず、1辺lthのボクセルVをz軸に沿って配列させたときの当該ボクセルVの数である。例えば、図12にごく概略的に示す例において、動物体構成ボクセル数V(i,t)は、斜線ハッチングを施したボクセルVの数となる。
このように動物体構成ボクセル数V(i,t)を定義することにより、仮に測域センサ2からの点群データにおいて動物体MOの一部(例えば、下半分)の点群が欠損していた場合においても、疑似的に動物体MOの大きさをボクセルVで表現することが可能になる。
First, the processing unit 31 calculates the number of voxels V(i,t) constituting the moving body MO at the most recent measurement time t using the following equations (10) and (11) at predetermined measurement time intervals (i.e., at each measurement time t) over a predetermined voxel number monitoring time tth (moving body voxel number calculation step S3421).
The number of voxels constituting the moving body V(i, t) represents the number of voxels V estimated to constitute the moving body MO in the voxel array VA.
Here, the predetermined number of voxels monitoring time t th is preferably, for example, 100 to 140 seconds, and is preferably, for example, 120 seconds.
In equation (11), V cell (n,t) is the number of cell-corresponding voxels, and represents the number of voxels V when a voxel V with a side length of l th is arranged along the z-axis between the highest point of the point cloud in any one of the cells C(p,q) constituting the moving body MO in the cell array CA and the ground, regardless of whether there is a point cloud or not, and is a value assigned to each cell C constituting the moving body MO. In equation (11), h max (p,q) is the maximum height (height of the highest point) of the point cloud contained in the cell C(p,q), l th is the length of one side of the voxel V, and n is the number of cells C constituting the moving body MO (ID:i) in the cell array CA. The length l th of one side of the voxel V is the same as the length of one side of the cell C in the cell array CA.
The number of voxels V(i,t) constituting the moving body defined by equations (10) and (11) is the number of voxels V when voxels V with a side length of l th are arranged along the z-axis between the highest point stored in each cell C constituting the moving body MO in the cell array CA and the ground, regardless of the presence or absence of a point cloud. For example, in the example very roughly shown in Figure 12, the number of voxels V(i,t) constituting the moving body is the number of voxels V with diagonal hatching.
By defining the number of voxels V(i,t) constituting the moving body in this manner, even if a portion of the point cloud (e.g., the lower half) of the moving body MO is missing in the point cloud data from the range sensor 2, it becomes possible to represent the size of the moving body MO in voxels V in a pseudo manner.

つぎに、処理部31は、以下の式(12)により、ボクセル数変化量Vdif(i,t)を算出する(ボクセル数変化量算出ステップS3422)。
ボクセル数変化量Vdif(i,t)は、所定ボクセル数監視時間tthの間に動物体構成ボクセル数V(i,t)がどれだけ変動したかを表している。
式(12)において、Vmode(i)は、所定ボクセル数監視時間tthの間に動物体構成ボクセル数算出ステップS3421によって算出された動物体構成ボクセル数V(i,t)の最頻値である。
ボクセル数変化量Vdif(i,t)を求めるにあたって、直前の動物体構成ボクセル数V(i,t)と比較するのはなく、式(12)のように、最頻値Vmode(i)との差分をとることにより、測域センサ2の誤差の影響を抑え、人の能動的動作による動物体構成ボクセル数V(i,t)の変動の度合をより明瞭に把握できる。
Next, the processing unit 31 calculates the amount of change in the number of voxels V dif (i, t) by the following equation (12) (voxel number change calculation step S3422).
The amount of change in the number of voxels V dif (i, t) represents how much the number of voxels constituting the moving body V(i, t) has changed during the predetermined voxel number monitoring time t th .
In equation (12), V mode (i) is the mode value of the number of voxels V(i,t) constituting the moving body calculated in the moving body voxel number calculation step S3421 during the predetermined voxel number monitoring time t th .
When calculating the change in the number of voxels V dif (i, t), instead of comparing it with the previous number of voxels V(i, t) constituting the moving body, the difference with the mode V mode (i) is taken as in equation (12), thereby suppressing the influence of errors in the range measurement sensor 2 and making it possible to more clearly grasp the degree of fluctuation in the number of voxels V(i, t) constituting the moving body due to the active movement of a person.

つぎに、処理部31は、以下の式(13)により、所定ボクセル数監視時間tth分のボクセル数変化量Vdif(i,t)の標準偏差であるボクセル数変動評価値σdif(i)を算出する(ボクセル数変動評価値算出ステップS3423)。
式(13)において、Vdif_ave(i)は、ボクセル数変化量Vdif(i,t)の平均値である。
ボクセル数変動評価値σdif(i)は、所定ボクセル数監視時間tth内における第4動物体MOの動物体構成ボクセル数V(i,t)の変動の度合を表し、その値が高いほど、動物体構成ボクセル数V(i,t)の変動の度合が高く、ひいては、第4動物体MOが人Pである可能性が高いことを表す。
Next, the processing unit 31 calculates the voxel number fluctuation evaluation value σ dif (i), which is the standard deviation of the voxel number change amount V dif (i, t) for the specified voxel number monitoring time t th , using the following equation (13) (voxel number fluctuation evaluation value calculation step S3423).
In equation (13), V dif — ave (i) is the average value of the voxel number change amount V dif (i, t).
The voxel count fluctuation evaluation value σ dif (i) represents the degree of fluctuation in the number of voxels V(i,t) constituting the moving body of the fourth moving body MO within a specified voxel count monitoring time t th , and the higher the value, the higher the degree of fluctuation in the number of voxels V(i,t) constituting the moving body, and ultimately the more likely it is that the fourth moving body MO is a person P.

つぎに、処理部31は、ボクセル数変動評価値算出ステップS3423で算出したボクセル数変動評価値σdif(i)に基づいて、第4動物体MOが可動静止物体MSOであるか否かの判断を行い、第4動物体MOが可動静止物体MSOであると判断した場合に、第4動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出し、セル配列CAにおいて当該可動静止物体MSOを構成する各セルCを後定義背景LBとして再定義する(再定義ステップS3424)。
再定義ステップS3424において、処理部31は、σdif(i)<5.0である場合に、第4動物体MOが可動静止物体MSOであると判断する。ここで、本例において、5.0は、上記所定ボクセル数変動評価値閾値に相当する。
再定義ステップS3424において、処理部31は、5.0≦σdif(i)<6.0の場合、所定ボクセル数監視時間tthの半分(tth/2)の分だけ上記のステップS3421~S3423を再度実施し、それにより再度得られたボクセル数変動評価値σdif(i)がσdif(i)<5.0を満たす場合のみ、第4動物体MOが可動静止物体MSOであると判断する。
再定義ステップS3424において、処理部31は、6.0≦σdif(i)である場合に、第4動物体MOが可動静止物体MSOではない(すなわち、人Pである)と判断する。
なお、本発明の発明者は、様々な解析を通して、σdif(i)<5.0である場合、動物体MOは可動静止物体MSOであり、6.0≦σdif(i)である場合、動物体MOは人Pであり、5.0≦σdif(i)<6.0の場合、動物体MOは、高確率で人Pだが、可動静止物体MSOの可能性もある、ということを知見として得た。上記再定義ステップS3424は、そのような知見に基づいて設定された。
Next, the processing unit 31 determines whether the fourth moving object MO is a movable stationary object MSO based on the voxel number fluctuation evaluation value σ dif (i) calculated in the voxel number fluctuation evaluation value calculation step S3423, and if it determines that the fourth moving object MO is a movable stationary object MSO, it extracts the fourth moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines each cell C that constitutes the movable stationary object MSO in the cell array CA as a post-defined background LB (redefinition step S3424).
In the redefinition step S3424, the processing unit 31 determines that the fourth moving object MO is a movable stationary object MSO if σ dif (i)<5.0, where 5.0 in this example corresponds to the predetermined voxel number fluctuation evaluation value threshold.
In the redefinition step S3424, if 5.0≦σ dif (i)<6.0, the processing unit 31 performs the above steps S3421 to S3423 again for half the specified voxel number monitoring time t th (t th /2), and determines that the fourth moving object MO is a movable stationary object MSO only if the voxel number fluctuation evaluation value σ dif (i) obtained again thereby satisfies σ dif (i)<5.0.
In the redefinition step S3424, the processing unit 31 determines that the fourth moving object MO is not a movable stationary object MSO (that is, a person P) if 6.0≦σ dif (i).
The inventors of the present invention have found through various analyses that if σ dif (i)<5.0, the moving object MO is a movable stationary object MSO, if 6.0≦σ dif (i), the moving object MO is a person P, and if 5.0≦σ dif (i)<6.0, the moving object MO is with a high probability a person P, but may also be a movable stationary object MSO. The redefinition step S3424 described above was set based on such findings.

処理部31は、再定義ステップS3424において当該第4動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出して後定義背景LBとして再定義する際、動物体抽出ステップS2において当該第4動物体MOに割り当てたIDを取り消す(図13)。 When the processing unit 31 extracts the fourth moving object MO as a movable stationary object MSO and redefines it as a post-defined background LB in redefinition step S3424, it cancels the ID assigned to the fourth moving object MO in moving object extraction step S2 (Figure 13).

図13からわかるように、可動静止物体抽出ステップS3の後に、セル配列CAのうち初期背景IB及び後定義背景LBのセルC以外のセルCに格納された点群データからなる動物体MOは、いずれも、人Pということになる。可動静止物体抽出ステップS3の後、IDは、人Pのみに割り当てられた状態となる。このようにして、解析システム1は、所定空間S内の物体Oを人Pと人以外の物体とに区別することが可能になる。 As can be seen from Figure 13, after the movable stationary object extraction step S3, all moving objects MO made up of point cloud data stored in cells C of the cell array CA other than cells C of the initial background IB and the post-defined background LB are determined to be people P. After the movable stationary object extraction step S3, the ID is assigned only to people P. In this way, the analysis system 1 becomes able to distinguish objects O in the specified space S into people P and non-human objects.

なお、処理の効率性やリアルタイム性の向上の観点から、可動静止物体抽出ステップS3は、連動型可動静止物体抽出ステップS31を最初に実施し、その後に直線型可動静止物体抽出ステップS32を実施し、その後に微動型可動静止物体抽出ステップS34を実施すると、好適である。
ただし、連動型可動静止物体抽出ステップS31と、直線型可動静止物体抽出ステップS32と、微動型可動静止物体抽出ステップS34とは、任意の順序で行ってもよいし、また、これらのうちの2つ又は3つを同時に並行して実施してもよい。
また、処理の効率性やリアルタイム性の向上の観点から、微動型可動静止物体抽出ステップS34は、最初に最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341を実施し、その後にボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342を実施すると、好適である。
ただし、最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341と、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342とは、その逆の順序で行ってもよいし、また、これらを同時に並行して実施してもよい。
From the viewpoint of improving processing efficiency and real-time performance, it is preferable to first perform the linked movable stationary object extraction step S31, then the linear movable stationary object extraction step S32, and then the fine-motion movable stationary object extraction step S34 in the movable stationary object extraction step S3.
However, the linked movable stationary object extraction step S31, the linear movable stationary object extraction step S32, and the fine-motion movable stationary object extraction step S34 may be performed in any order, or two or three of them may be performed simultaneously in parallel.
Furthermore, from the viewpoint of improving processing efficiency and real-time performance, it is preferable that the fine-movement type movable stationary object extraction step S34 first performs the highest point fine-movement type movable stationary object extraction step S341, and then performs the voxel number fine-movement type movable stationary object extraction step S342.
However, the highest point slight variation type movable stationary object extraction step S341 and the voxel number slight variation type movable stationary object extraction step S342 may be performed in the reverse order, or may be performed simultaneously in parallel.

なお、可動静止物体抽出ステップS3は、上述した連動型可動静止物体抽出ステップS31と、直線型可動静止物体抽出ステップS32と、微動型可動静止物体抽出ステップS34と、のうち任意の1つ又は2つのみを含んでもよい。
また、微動型可動静止物体抽出ステップS34は、上述した最高点微変動型可動静止物体抽出ステップS341と、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップS342と、のうちのいずれか一方のみを含んでもよい。
また、可動静止物体抽出ステップS3において、処理部31は、上述した方法とは異なる方法によって、動物体MOを可動静止物体MSOとして抽出してもよい。
In addition, the movable stationary object extraction step S3 may include any one or two of the above-mentioned linked movable stationary object extraction step S31, linear movable stationary object extraction step S32, and fine-motion movable stationary object extraction step S34.
Furthermore, the slight movement type movable stationary object extraction step S34 may include only one of the above-mentioned highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction step S341 and the voxel number slight fluctuation type movable stationary object extraction step S342.
Furthermore, in the movable stationary object extraction step S3, the processing unit 31 may extract the moving object MO as the movable stationary object MSO by a method different from the above-described method.

-環境地図作成ステップ(S4)-
処理部31は、環境地図作成ステップS4において、可動静止物体抽出ステップS3で得られた所定観察期間内の測定時刻毎の点群データの解析結果に基づいて、環境地図Kを作成する。
環境地図作成ステップS4は、可動静止物体抽出ステップS3の後に行ってもよいし、あるいは、可動静止物体抽出ステップS3と並行して行ってもよい。
環境地図Kは、所定空間Sが人によってどのように使われるかを表すものであると、好適である。上述したステップS1~S3により、所定観察期間内の各測定時刻における人Pの数及び位置や、初期背景IBや後定義背景LBとして登録された人P以外の物体の位置及び形状を、簡単に把握できるので、所定空間Sが人によってどのように使われるかをより正確に表現することが可能になる。処理部31は、IDが割り振られた物体Oを、人Pとして認識する。
図14は、環境地図Kの一例を概略的に示している。
図14に例示するように、環境地図Kは、セル配列CAを用いて表現されると、好適である。また、セル配列CAにおいて、初期背景IB及び後定義背景LBのセルCは、その他のセルCとは、違う表記(色又はハッチング等)により表示されると、好適である。
例えば、環境地図Kは、図14の例のように、初期背景IB及び後定義背景LB以外の各セルCにおいて、当該セルCの空間が所定観察期間内においてどれだけ人Pによって活用されたか(活動度合い)を、任意の表記方法(例えば、色の濃さ又はハッチングの種類等)により表示するものであってもよい。図14の例では、初期背景IB及び後定義背景LBが黒色で表示されており、初期背景IB及び後定義背景LB以外の各セルCにおいて、当該セルCの活動度合いが、活動度合いが高いほど濃いグレー色で表示されている。
その他、例えば、環境地図Kは、初期背景IB及び後定義背景LB以外の各セルCにおいて、当該セルCの空間での、所定観察期間内における、人Pの移動方向、人Pの速度、又は、人Pの加速度等を、任意の表記方法(例えば、色の濃さ又はハッチングの種類等)により表示するものであってもよい。
環境地図作成ステップS4の具体的な方法としては、例えば、特願2020-038043号に記載の方法を用いてもよい。
--Environmental map creation step (S4)--
In the environmental map creation step S4, the processing unit 31 creates an environmental map K based on the analysis results of the point cloud data for each measurement time within the predetermined observation period obtained in the movable/stationary object extraction step S3.
The environmental map creation step S4 may be performed after the movable stationary object extraction step S3, or may be performed in parallel with the movable stationary object extraction step S3.
The environmental map K preferably represents how a predetermined space S is used by people. The above-described steps S1 to S3 make it easy to grasp the number and positions of people P at each measurement time within a predetermined observation period, as well as the positions and shapes of objects other than people P registered as the initial background IB and the post-defined background LB, making it possible to more accurately represent how the predetermined space S is used by people. The processing unit 31 recognizes objects O to which IDs have been assigned as people P.
FIG. 14 shows an example of the environmental map K.
14, it is preferable that the environmental map K is represented using a cell array CA. In addition, it is preferable that in the cell array CA, the cells C of the initial background IB and the later-defined background LB are displayed using a different notation (such as a color or hatching) from the other cells C.
For example, as in the example of Fig. 14 , the environmental map K may display, in each cell C other than the initial background IB and the later-defined background LB, the extent to which the space of the cell C was utilized by the person P within a predetermined observation period (degree of activity) using any notation method (e.g., color intensity or type of hatching, etc.). In the example of Fig. 14 , the initial background IB and the later-defined background LB are displayed in black, and in each cell C other than the initial background IB and the later-defined background LB, the higher the degree of activity of the cell C, the darker the gray color displayed.
Additionally, for example, the environmental map K may display, in each cell C other than the initial background IB and the later-defined background LB, the direction of movement of person P, the speed of person P, or the acceleration of person P in the space of that cell C within a specified observation period using any notation method (for example, color intensity or type of hatching, etc.).
As a specific method for the environmental map creation step S4, for example, the method described in Japanese Patent Application No. 2020-038043 may be used.

以上説明したように、上述した実施形態によれば、処理部31が、静止物体SOを抽出する初期背景抽出ステップS1(初期背景抽出処理)と、動物体MOを抽出する動物体抽出ステップS2(動物体抽出処理)と、可動静止物体MSOを抽出する可動静止物体抽出ステップS3(可動静止物体抽出処理)と、を行うので、空間S内の物体Oを人Pと人以外の物体(静止物体SO及び可動静止物体MSO)とに区別することが可能になる。 As explained above, according to the above-mentioned embodiment, the processing unit 31 performs an initial background extraction step S1 (initial background extraction processing) for extracting stationary objects SO, a moving object extraction step S2 (moving object extraction processing) for extracting moving objects MO, and a movable stationary object extraction step S3 (movable stationary object extraction processing) for extracting movable stationary objects MSO, making it possible to distinguish objects O in the space S into people P and non-human objects (stationary objects SO and movable stationary objects MSO).

また、上述した実施形態よれば、処理が効率化されているため、初期背景抽出ステップS1の処理や、動物体抽出ステップS2から可動静止物体抽出ステップS3までの処理を、所定測定時間間隔(例えば0.1秒)以内に実施することが可能であり、リアルタイムな処理が可能である。そのため、この解析システム及び解析方法を、移動ロボットナビゲーション等に好適に利用することもできる。
また、上述した実施形態によれば、初期背景抽出ステップS1や可動静止物体抽出ステップS3において、複数種類の物体に共通した特徴に着目して物体を抽出するようにしていることから、事前に個々に形状や動き方等が異なる人以外の物体のそれぞれについて機械学習をする必要がなく、様々な環境においてこの解析システム及び解析方法を使用することができる。
Furthermore, according to the above-described embodiment, the processing is efficient, so that the processing of the initial background extraction step S1 and the processing from the moving object extraction step S2 to the movable stationary object extraction step S3 can be performed within a predetermined measurement time interval (e.g., 0.1 seconds), enabling real-time processing. Therefore, this analysis system and analysis method can be suitably used for mobile robot navigation, etc.
Furthermore, according to the above-described embodiment, in the initial background extraction step S1 and the movable/stationary object extraction step S3, objects are extracted by focusing on characteristics common to multiple types of objects. Therefore, there is no need to perform machine learning in advance for each object other than a person, which has individually different shapes, movements, etc., and this analysis system and analysis method can be used in a variety of environments.

本発明の解析システム及び解析方法は、例えば、例えばオフィス内空間や学校内空間等、屋内空間を解析するために使用されると好適なものである。 The analysis system and analysis method of the present invention are suitable for use in analyzing indoor spaces, such as office spaces and school spaces.

1 解析システム
2 測域センサ
3 解析装置
31 処理部
32 通信部
33 記憶部
34 入力部
35 表示部
CA セル配列
C セル
VA ボクセル配列
V ボクセル
O、Oa~Og 物体
SO 静止物体
MO 動物体
MSO 可動静止物体
P 人
S 所定空間
IB 初期背景
LB 後定義背景
SR 遮蔽領域
K 環境地図
1 Analysis system 2 Range measurement sensor 3 Analysis device 31 Processing unit 32 Communication unit 33 Memory unit 34 Input unit 35 Display unit CA Cell array C Cell VA Voxel array V Voxels O, Oa to Og Object SO Stationary object MO Moving object MSO Movable stationary object P Person S Predetermined space IB Initial background LB Post-defined background SR Obscured area K Environmental map

Claims (9)

所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、
処理部と、
を備えた、解析システムであって、
前記処理部は、
所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出処理と、
前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出処理と、
前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出処理と、
を行うように構成されており
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、
前記1つ又は複数の動物体のうちの第1動物体が、座位状態から立位状態に遷移し、その後、前記動物体抽出処理により前記第1動物体の周辺に新たな動物体が抽出され、その後、以下の式(5)を最初に満たした時刻から所定新動物体監視時間内において、前記式(5)を継続的に満たす時間が所定継続時間閾値を超えた場合、前記新たな動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、連動型可動静止物体抽出処理
を行うように構成されている、解析システム。
上記式(5)において、
h(k,t):前記新たな動物体の高さ(mm)
γ:0以上200以下の所定の実数
h sit_ave (p,q):前記第1動物体の座位高さ平均値(mm)
a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
a processing unit;
An analysis system comprising:
The processing unit
an initial background extraction process for extracting one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registering, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
a moving object extraction process for extracting one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
a movable stationary object extraction process for extracting one or more movable stationary objects from the one or more moving objects and redefining each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
and
the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
a linked movable stationary object extraction process in which a first moving object among the one or more moving objects transitions from a sitting state to a standing state, and then a new moving object is extracted around the first moving object by the moving object extraction process, and then, if the time during which the following formula (5) is continuously satisfied exceeds a predetermined duration threshold within a predetermined new moving object monitoring time from the time when the formula (5) is first satisfied, the new moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background;
an analysis system configured to :
In the above formula (5),
h(k,t): Height of the new moving object (mm)
γ: A given real number between 0 and 200
h sit_ave (p, q): average sitting height of the first moving object (mm)
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムであって、An analysis system comprising:
前記処理部は、The processing unit
所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出処理と、an initial background extraction process for extracting one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registering, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出処理と、a moving object extraction process for extracting one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出処理と、a movable stationary object extraction process for extracting one or more movable stationary objects from the one or more moving objects and redefining each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
を行うように構成されており、and
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
前記初期背景に遮蔽領域が所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じた場合、前記1つ又は複数の動物体のうち、前記測域センサと前記遮蔽領域との間に位置する第2動物体を特定し、当該第2動物体について、物体の直線性の度合を表す第2直線性評価値を求め、当該第2直線性評価値が所定第2直線性評価値閾値を超えた場合、当該第2動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、直線型可動静止物体抽出処理a linear-type movable stationary object extraction process in which, when an obstructed area appears in the initial background at the same location over a predetermined obstructed area monitoring time, a second moving object located between the range measurement sensor and the obstructed area is identified from among the one or more moving objects, a second linearity evaluation value representing the degree of linearity of the object is calculated for the second moving object, and when the second linearity evaluation value exceeds a predetermined second linearity evaluation value threshold, the second moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a later-defined background;
を行うように構成されている、解析システム。an analysis system configured to:
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムであって、An analysis system comprising:
前記処理部は、The processing unit
所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出処理と、an initial background extraction process for extracting one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registering, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出処理と、a moving object extraction process for extracting one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出処理と、a movable stationary object extraction process for extracting one or more movable stationary objects from the one or more moving objects and redefining each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
を行うように構成されており、and
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
前記1つ又は複数の動物体のうちの第3動物体の最高点が、所定最高点監視時間にわたってほぼ同じ位置に位置した場合、当該第3動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、最高点微変動型可動静止物体抽出処理When the highest point of a third moving object among the one or more moving objects is located at approximately the same position over a predetermined highest point monitoring time, the third moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.
を行うように構成されている、解析システム。an analysis system configured to:
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムであって、An analysis system comprising:
前記処理部は、The processing unit
所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出処理と、an initial background extraction process for extracting one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registering, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出処理と、a moving object extraction process for extracting one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出処理と、a movable stationary object extraction process for extracting one or more movable stationary objects from the one or more moving objects and redefining each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
を行うように構成されており、and
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
前記処理部は、前記可動静止物体抽出処理において、The processing unit, in the movable stationary object extraction process,
前記1つ又は複数の動物体のうちの第4動物体が、所定ボクセル数監視時間内における当該第4動物体の動物体構成ボクセル数の変動の度合を表すボクセル数変動評価値が所定ボクセル数変動評価値閾値未満である場合、当該第4動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出処理a voxel number slight variation type movable stationary object extraction process, in which, when a voxel number variation evaluation value representing the degree of variation in the number of voxels constituting the fourth moving object of the one or more moving objects is less than a predetermined voxel number variation evaluation value threshold, the fourth moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background;
を行うように構成されている、解析システム。an analysis system configured to:
前記処理部は、前記初期背景抽出処理において、
前記所定初期背景抽出用期間内の前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の物体を抽出する、物体抽出処理と、
前記物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の物体のうち、それぞれ少なくとも一部が所定高さ以上の高さ位置にある1つ又は複数の第1物体を、それぞれ静止物体として抽出し、前記セル配列において各前記静止物体を構成する各セルを前記初期背景として登録する、高位置静止物体抽出処理と、
前記物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の物体のうち、前記高位置静止物体抽出処理によって抽出した前記1つ又は複数の第1物体以外の1つ又は複数の第2物体のそれぞれについて、物体の直線性の度合を表す第1直線性評価値を求め、当該第1直線性評価値が所定第1直線性評価値閾値を超えた1つ又は複数の前記第2物体をそれぞれ静止物体として抽出し、前記セル配列において各前記静止物体を構成する各セルを前記初期背景として登録する、直線型静止物体抽出処理と、
を行うように構成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の解析システム。
The processing unit, in the initial background extraction process,
an object extraction process for extracting one or more objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within the predetermined initial background extraction period;
a high-position stationary object extraction process for extracting, as stationary objects, one or more first objects at least a portion of which is located at a height position equal to or higher than a predetermined height from among the one or more objects extracted by the object extraction process, and registering, in the cell array, each cell constituting each of the stationary objects as the initial background;
a linear stationary object extraction process that calculates a first linearity evaluation value representing the degree of linearity of one or more second objects other than the one or more first objects extracted by the high-position stationary object extraction process among the one or more objects extracted by the object extraction process, extracts one or more second objects whose first linearity evaluation value exceeds a predetermined first linearity evaluation value threshold as a stationary object, and registers each cell constituting each of the stationary objects in the cell array as the initial background;
The analysis system according to any one of claims 1 to 4 , configured to perform the following:
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、
処理部と、
を備えた、解析システムを用いた、解析方法であって、
前記処理部が、所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出ステップと、
前記処理部が、前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出ステップと、
前記処理部が、前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出ステップと、
を含み、
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、
前記処理部は、前記可動静止物体抽出ステップにおいて、
前記1つ又は複数の動物体のうちの第1動物体が、座位状態から立位状態に遷移し、その後、前記動物体抽出ステップにより前記第1動物体の周辺に新たな動物体が抽出され、その後、以下の式(5)を最初に満たした時刻から所定新動物体監視時間内において、前記式(5)を継続的に満たす時間が所定継続時間閾値を超えた場合、前記新たな動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、連動型可動静止物体抽出ステップ
を行う、解析方法。
上記式(5)において、
h(k,t):前記新たな動物体の高さ(mm)
γ:0以上200以下の所定の実数
h sit_ave (p,q):前記第1動物体の座位高さ平均値(mm)
a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
a processing unit;
An analysis method using an analysis system comprising:
an initial background extraction step in which the processing unit extracts one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registers, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
a moving object extraction step in which the processing unit extracts one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
a movable stationary object extraction step in which the processing unit extracts one or more movable stationary objects from the one or more moving objects, and redefines each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
Including,
the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
In the movable stationary object extraction step, the processing unit
a linked movable stationary object extraction step in which a first moving object among the one or more moving objects transitions from a sitting state to a standing state, and then a new moving object is extracted around the first moving object by the moving object extraction step, and then, when a time during which the following formula (5) is continuously satisfied exceeds a predetermined duration threshold within a predetermined new moving object monitoring time from the time when the formula (5) is first satisfied, the new moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background;
This is an analysis method.
In the above formula (5),
h(k,t): Height of the new moving object (mm)
γ: A given real number between 0 and 200
h sit_ave (p, q): average sitting height of the first moving object (mm)
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムを用いた、解析方法であって、An analysis method using an analysis system comprising:
前記処理部が、所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出ステップと、an initial background extraction step in which the processing unit extracts one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registers, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記処理部が、前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出ステップと、a moving object extraction step in which the processing unit extracts one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記処理部が、前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出ステップと、a movable stationary object extraction step in which the processing unit extracts one or more movable stationary objects from the one or more moving objects, and redefines each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
を含み、Including,
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
前記処理部は、前記可動静止物体抽出ステップにおいて、In the movable stationary object extraction step, the processing unit
前記初期背景に遮蔽領域が所定遮蔽領域監視時間にわたって同じ場所に生じた場合、前記1つ又は複数の動物体のうち、前記測域センサと前記遮蔽領域との間に位置する第2動物体を特定し、当該第2動物体について、物体の直線性の度合を表す第2直線性評価値を求め、当該第2直線性評価値が所定第2直線性評価値閾値を超えた場合、当該第2動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、直線型可動静止物体抽出ステップa linear movable stationary object extraction step in which, when an obstructed area appears in the initial background at the same location over a predetermined obstructed area monitoring time, a second moving object located between the range measurement sensor and the obstructed area is identified from among the one or more moving objects, a second linearity evaluation value representing the degree of linearity of the object is calculated for the second moving object, and when the second linearity evaluation value exceeds a predetermined second linearity evaluation value threshold, the second moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a later-defined background.
を行う、解析方法。This is an analysis method.
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムを用いた、解析方法であって、An analysis method using an analysis system comprising:
前記処理部が、所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出ステップと、an initial background extraction step in which the processing unit extracts one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registers, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記処理部が、前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出ステップと、a moving object extraction step in which the processing unit extracts one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記処理部が、前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出ステップと、a movable stationary object extraction step in which the processing unit extracts one or more movable stationary objects from the one or more moving objects, and redefines each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
を含み、Including,
前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
前記可動静止物体は、人との関わりによって動く物体を指し、The movable stationary object refers to an object that moves in response to interaction with a person,
前記処理部は、前記可動静止物体抽出ステップにおいて、In the movable stationary object extraction step, the processing unit
前記1つ又は複数の動物体のうちの第3動物体の最高点が、所定最高点監視時間にわたってほぼ同じ位置に位置した場合、当該第3動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、最高点微変動型可動静止物体抽出ステップa highest point slight fluctuation type movable stationary object extraction step in which, when the highest point of a third moving object among the one or more moving objects is located at approximately the same position over a predetermined highest point monitoring time, the third moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background.
を行う、解析方法。This is an analysis method.
所定測定時間間隔毎の各測定時刻に所定空間内における物体までの距離を測定して3次元の点群データを出力する、測域センサと、a range sensor that measures a distance to an object in a predetermined space at each measurement time for each predetermined measurement time interval and outputs three-dimensional point cloud data;
処理部と、a processing unit;
を備えた、解析システムを用いた、解析方法であって、An analysis method using an analysis system comprising:
前記処理部が、所定初期背景抽出用期間内において各前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データに基づいて、1つ又は複数の静止物体を抽出し、前記所定空間を俯瞰視し格子状に細分化することにより定義されるセル配列において各前記静止物体を構成する各セルを、初期背景として登録する、初期背景抽出ステップと、an initial background extraction step in which the processing unit extracts one or more stationary objects based on the point cloud data output from the range measurement sensor at each of the measurement times within a predetermined initial background extraction period, and registers, as an initial background, each cell constituting each of the stationary objects in a cell array defined by overlooking the predetermined space and subdividing it into a grid;
前記処理部が、前記所定初期背景抽出用期間の後の所定観察期間内において前記測定時刻に前記測域センサから出力される前記点群データから前記初期背景を差し引くことにより、1つ又は複数の動物体を抽出する、動物体抽出ステップと、a moving object extraction step in which the processing unit extracts one or more moving objects by subtracting the initial background from the point cloud data output from the range measurement sensor at the measurement time within a predetermined observation period after the predetermined initial background extraction period;
前記処理部が、前記1つ又は複数の動物体から1つ又は複数の可動静止物体を抽出し、前記セル配列において各前記可動静止物体を構成する各セルを、後定義背景として再定義する、可動静止物体抽出ステップと、a movable stationary object extraction step in which the processing unit extracts one or more movable stationary objects from the one or more moving objects, and redefines each cell constituting each of the movable stationary objects in the cell array as a post-defined background;
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前記処理部は、前記セル配列のうち前記初期背景及び前記後定義背景のセル以外のセルに格納された点群データからなる前記動物体を、いずれも、人として認識し、the processing unit recognizes, as a person, any of the moving objects formed by point cloud data stored in cells other than the cells of the initial background and the post-defined background in the cell array;
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前記1つ又は複数の動物体のうちの第4動物体が、所定ボクセル数監視時間内における当該第4動物体の動物体構成ボクセル数の変動の度合を表すボクセル数変動評価値が所定ボクセル数変動評価値閾値未満である場合、当該第4動物体を可動静止物体として抽出し、前記セル配列において当該可動静止物体を構成する各セルを後定義背景として再定義する、ボクセル数微変動型可動静止物体抽出ステップa voxel number slight variation type movable stationary object extraction step, in which, when a voxel number variation evaluation value representing the degree of variation in the number of voxels constituting the fourth moving object of the one or more moving objects is less than a predetermined voxel number variation evaluation value threshold, the fourth moving object is extracted as a movable stationary object, and each cell constituting the movable stationary object in the cell array is redefined as a post-defined background;
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