特許 5750217 自動改札装置およびその人間検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5750217

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】自動改札装置およびその人間検知方法

(51)【国際特許分類】

   G07B 15/00 20110101AFI20150625BHJP

【ＦＩ】

   G07B15/00 H

   G07B15/00 B

   G07B15/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2009-121957(P2009-121957)

(22)【出願日】2009年5月20日

(65)【公開番号】特開2010-271831(P2010-271831A)

(43)【公開日】2010年12月2日

【審査請求日】2012年5月18日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用 第４５回鉄道サイバネ・シンポジウム論文集（２００８年１１月２０日）日本鉄道サイバネティクス協議会発行論文番号２１９「自動改札機の新人間検知の開発 ＩＣカード普及により生じる人間検知機能の課題とその対応」に発表

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094020

【弁理士】

【氏名又は名称】田宮 寛祉

(72)【発明者】

【氏名】松永 智裕

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−８７０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２７２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１５００９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０１９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４１４０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０７Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

改札通路の入口と中央と出口の光電センサにより矩形状人間検知エリアを構成し、前記改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアは、前記の入口と中央と出口の各々の前記矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される前記光電センサと低位に配置される前記光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように構成されることを特徴とする自動改札装置。

【請求項2】

少なくとも前記入口のエリアで設定された大人検知パターンと前記中央のエリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの前記改札通路の方向に対して少なくとも２つの人間検知開始点を設定したことを特徴とする請求項１記載の自動改札装置。

【請求項3】

少なくとも前記入口のエリアで設定された大人検知パターンと前記中央のエリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの前記改札通路の方向に対して少なくとも２つの無札検知点を設定したことを特徴とする請求項１記載の自動改札装置。

【請求項4】

改札通路の入口と中央と出口の光電センサにより矩形状人間検知エリアを設定し、前記改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアは、前記の入口と中央と出口の各々の前記矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される前記光電センサと低位に配置される前記光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように設定されることを特徴とする自動改札装置の人間検知方法。

【請求項5】

少なくとも前記入口のエリアで設定された大人検知パターンと前記中央のエリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの前記改札通路の方向に対して少なくとも２つの人間検知開始点を設定したことを特徴とする請求項４記載の自動改札装置の人間検知方法。

【請求項6】

少なくとも前記入口のエリアで設定された大人検知パターンと前記中央のエリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの前記改札通路の方向に対して少なくとも２つの無札検知点を設定したことを特徴とする請求項４記載の自動改札装置の人間検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明、自動改札装置およびその人間検知方法に関し、特に、改札通路を通過する旅客の存在を検知する人間検知センサの新たな構成、およびそれに基づき実現される新たな人間検知アルゴリムによって当該旅客の通過を最適に検知する自動改札装置、およびその人間検知方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の自動改札装置（または自動改札機）の正面図を図６に示す。図６は自動改札装置１０１の機械本体部をその改札通路側から見た図を示している。従来の既存の自動改札装置１０１では、改札通路を通過する旅客を検知する人間検知機能のためのセンサ構成（人間検知センサ）は、１２個の透過型センサと、３個の反射型センサとから構成されている。透過型センサおよび反射型センサは例えば光電センサで構成される。ここで、自動改札装置１０１における「人間検知機能」とは、光電センサ等を利用して改札通路内を通行する旅客を認識し、ドアや案内表示、ポールランプ等の通路制御を行う機能のことである。

【0003】

１２個の透過型センサの各々は投光器と受光器とによって構成される。図６において、１２個の透過型センサの各々の投光器２０１〜２１２が示されている。図６に示した自動改札装置１０１に対して、図７に示すように、改札通路１０２を形成するため他の自動改札装置１０３が平行に配置されている。自動改札装置１０１の正面部に対応する他の自動改札装置１０３の対向面において、投光器２０１〜２１２の各々に対応して同じ高さ位置および同じ改札通路方向の位置にて受光器（図示せず）が配置されている。各投光器から対応する受光器に対しては光線Ｌが照射されている。

【0004】

既存の自動改札装置１０１における１２個の透過型センサの投光器２０１〜２１２の各々の高さ位置（改札通路床面からの高さ）については、例えば、上側中央の投光器２０１，２０２は８７４ｍｍ、入口側の投光器２０３，２０４は７００ｍｍ、下側中央およびその両側中間の投光器２０５，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０は６４２ｍｍ、出口側の投光器２１１，２１２は７００ｍｍである。１２個の透過型センサによる検知エリアは、改札通路方向における配置位置とその配置高さに基づいて決定される。

【0005】

３個の反射型センサは、符号３０１，３０２，３０３で示されている。３個の反射型センサ３０１〜３０３は、それぞれ、入口側、中央、出口側に配置されている。反射型センサ３０１〜３０３は投光器のみで構成されている。３個の反射型センサ３０１〜３０３の検知エリア３０１ａ，３０２ａ，３０３ａの高さは１２４０ｍｍである。なお図７において、反射型センサ３０１〜３０３の光線照射状態を矢印３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂを示している。これらの光線照射状態において、改札通路を大人が通行するとき、当該光線を反射する高さ位置がおよそ１２４０ｍｍ程度となる。

【0006】

既存の自動改札装置１０１による人間検知装置の構成では、上記の１２個の透過型センサ（投光器２０１〜２１２等）と３個の反射型センサ３０１〜３０３の組合せに基づいて、改札通路１０３に入った旅客の人間検知に関して、図８に示されるような５つの検知エリア１１１，１１２，１１３，１１４，１１５が定義され、複数の検知エリアが形成される。３つの検知エリア１１１，１１３，１１５の各々において、検知箇所１１１Ａ，１１３Ａ，１１５Ａは、反射型センサ３０１〜３０３によって検知され得る高さ位置を示し、前述の検知エリア３０１ａ〜３０３ａに対応している。

【0007】

検知エリア１１１は入口側の検知エリアで、反射型センサ３０１（検知エリア１１１Ａ）と投光器２０３，２０４（検知エリア１１１Ｂ）に基づいている。検知エリア１１３は中央の検知エリアであり、反射型センサ３０２（検知エリア１１３Ａ）と投光器２０１，２０２（検知エリア１１３Ｂ）と投光器２０７，２０８（検知エリア１１３Ｃ）に基づいている。検知エリア１１５は出口側の検知エリアであり、反射型センサ３０３（検知エリア１１５Ａ）と投光器２１１，２１２（検知エリア１１５Ｂ）に基づいている。検知エリア１１１，１１３，１１５は大人の検知に用いられる。検知エリア１１３では３つの高さ（６４２ｍｍ、８７４ｍｍ、１２４０ｍｍ）の論理積で大人を検知し、検知エリア１１１，１１５では２つの高さ（７００ｍｍ、１２４０ｍｍ）の論理積で大人を検知している。

【0008】

検知エリア１１２は投光器２０５，２０６（検知エリア１１２Ａ）に基づいている。検知エリア１１４は投光器２０９，２１０（検知エリア１１４Ａ）に基づいている。２つの検知エリア１１２，１１４は１つの高さ（６４２ｍｍ）のみで検知が行われる。この場合の検知では、大人または荷物（小児、無料小児を含む）を判別することは容易ではない。

【0009】

従来の自動改札装置（自動改札機）は例えば特許文献１〜３に開示されている。特許文献１に開示される自動改札機では、中央人間検知器を備え、当該中央人間検知器は、改札通路における旅客進入方向に沿って入口側検知部、中央検知部、出口側検知部の３つの分割領域に設けられている。特許文献２に開示される自動改札機は、２人の利用者が並列に通過できる幅広改札通路に適用される自動改札機であり、人間検知手段は、改札通路の通過方向に沿って所定の間隔を保って設けられた複数のセンサ群により構成されている。特許文献３に開示される自動改札機の物体通過検知装置は、改札通路の進行方向にて高位位置と低位位置に複数の通行検知センサを備え、高位位置では入口側と中央と出口側、低位位置では中央とその両側、のそれぞれで通行検知センサが配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平８−１６１５５４号公報

【特許文献2】特開２００１−２２９４１６号公報

【特許文献3】特開平１０−２４０９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

従来の自動改札装置１０１，１０３による改札通路１０２を通過する旅客に関する人間検知の機能、すなわち旅客を検知している通路制御を行う機能によれば、旅客が直立して改札通路１０２を通過することを想定し、上記のごとく５つの検知エリア１１１〜１１５を設定することにより人間検知のためのパターン認識を行っていた。そのため、改札通路１０２を歩行中の旅客の脚が検知パターンに照合せず、検知ミスを行う可能性があった。

【0012】

また従来の人間検知の機能によれば、下記の理由により、旅客が改札通路１０２の中央に進入してきたタイミングで旅客の検知を開始する用意を行うようにしていた。従って、中央での旅客の検知に失敗すると、再検知を行うことができないという問題があった。
さらに従来の自動改札装置の人間検知の機能では、無札客を検知してドアを閉め始めるタイミングが自動改札装置の中央エリアの１箇所のみであったので、当該中央エリアで無札客の検知に失敗した場合にはドアを閉めることができず、無札客を阻止することができなかった。

【0013】

特に、近年、自動改札装置で使用される媒体が磁気券（磁気カード、磁気乗車切符）からＩＣカード（ＩＣ無線タグ）へ移行するに当たって改札通路内での旅客の動きに変化が生じている。磁気券の場合には入口側の投入口への磁気券投入から出口側の取り出し口からの返却までの間、磁気券は自動改札装置側でハンドリングされるので、旅客の動きは「判定ＯＫ」、「判定ＮＧ」、「無札ＮＧ」の３つのパターンであった。他方、ＩＣカードの場合には、入口側のリーダ・ライタのアンテナ部にＩＣカードをタッチした後、自動改札装置の外に出るまで旅客が常にＩＣカードをハンドリングするので、「判定ＯＫ」と「無札ＮＧ」はほぼ同じであるが、「判定ＮＧ」の動きでは改札通路の中央まで入らない動きが生じ、さらにＩＣカード処理未了発生時の「再タッチ」の動きも生じるようになった。

【0014】

磁気券を利用した場合には「判定ＯＫ」、「判定ＮＧ」、「無札ＮＧ」の３つのパターンのいずれの場合にも、旅客は改札通路の中央まで移動する。このため、従来の自動改札装置の人間検知機能の基本処理は、改札通路の中央における旅客検知をトリガーとして組み立てられていた。図６において、矢印４０１は旅客被検知の状態を示し、矢印４０２は旅客の中央通過の状態を示し、矢印４０３は旅客の出口通過の状態を示している。矢印４０２で示された中央通過において、旅客検知を行い、これをトリガーとして既存の人間検知処理が行われていた。
また「判定ＮＧ」で戻る場合には、旅客は出口付近まで到達しているので、反対向きの矢印５０１，５０２で示されるように、必ず旅客の中央通過の状態（矢印５０１）および旅客の戻り動作の状態（矢印５０２）が生じることになる。

【0015】

これに対してＩＣカードを利用する場合には、「判定ＮＧ」とＩＣカードの処理未了時の「再タッチ」では、旅客が改札通路の中央に到達しないケースが発生する。このままでは、人間検知の基本処理が動作しなくなるので、従来では、フォロー処理により早期復帰を行うようにしていた。またＩＣカード処理未了の再タッチの動き等によって、入口エリア、中央エリア、出口エリアの３つの旅客検知箇所の隙間に旅客が滞留する場合があり、旅客の未検知や誤検知の問題が提起されている。

【0016】

さらに媒体としてＩＣカードが普及された非接触式の自動改札装置では、次の理由に基づき、人間検知機能の重要性がより高まっている。
ＩＣカードでは、リーダ・ライタのアンテナ部でのタッチが不完全で入出場処理が完全に行われなかった場合には「処理未了」となる。このとき、自動改札装置はドア開閉動作を行って旅客の通行を阻止し、再タッチを誘導する。
自動改札装置の人間検知機能が、通行する旅客を正しく検知できないと、旅客と媒体の判定ＯＫ結果（自動改札装置を通行できる権利：正券クレジット）がずれて正券クレジットが余る場合が生じる。正券クレジット余りが発生すると、通行できる人数以上の旅客の通行許可してしまう。そのため、無札の旅客やＩＣカード処理未了が発生した旅客等の、本来通行を阻止するべきケースに対して通行を許可してしまう場合がある。ＩＣカード処理未了が発生した旅客の通行を許可してしまうと、その旅客は、次回の自動改札装置の利用時に乗車券の入出場状態が正しくないと判定されるので、係員対応となる。正券クレジット余りの発生頻度が高ければ、係員の負担が増大することになる。
ＩＣカードが普及した自動改札装置において、ＩＣカード利用旅客のスムーズな通行、不正乗車の通行阻止、係員の負担低減等の必要性に応えるため、より精度の高い新しい人間検知機能が求められる。

【0017】

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、媒体としてＩＣカードを利用した非接触式の自動改札装置で、旅客の歩行を想定した検知パターンを作ることによってより精度の高い人間検知機能を実現し、さらに、これにより改札通路の入口、中央、出口の３つの旅客検知エリアの隙間に旅客が滞留するのを防止してＩＣカード利用旅客のスムーズな通行を可能にし、無札客等の不正乗車の通行を確実に阻止し、正券クレジット余りの発生頻度を低くすることにより係員の負担を低減することができる自動改札装置、およびその人間検知方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明に係る自動改札装置およびその人間検知方法は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。

【0019】

第１の自動改札装置（請求項１に対応）は、改札通路の入口と中央と出口の光電センサにより矩形状人間検知エリアを構成し、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアは、入口と中央と出口の各々の矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように構成される。

【0020】

上記の自動改札装置は、好ましくは媒体がＩＣカードである非接触式の自動改札装置である。当該自動改札装置の人間検知システムの検知機能において、特に、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアが、入口と中央と出口の各々の矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように構成されたため、第１および第２の中間エリアに旅客（大人）が存在することを判断することができる。

【0022】

第２の自動改札装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、少なくとも入口エリアで設定された大人検知パターンと中央エリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの改札通路の方向に対して少なくとも２つの人間検知開始点を設定したことを特徴とする。

【0023】

第３の自動改札装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、少なくとも入口エリアで設定された大人検知パターンと中央エリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの改札通路の方向に対して少なくとも２つの無札検知点を設定したことを特徴とする。

【0024】

第１の自動改札機の人間検知方法（請求項４に対応）は、改札通路の入口と中央と出口の光電センサにより矩形状人間検知エリアを設定し、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアは、入口と中央と出口の各々の矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように設定されることを特徴とする。この構成では、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアが、入口と中央と出口の各々の矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように設定されたため、第１および第２の中間エリアに旅客（大人）が存在することを判断することができる。

【0026】

第２の自動改札装置の人間検知方法（請求項５に対応）は、上記の方法において、好ましくは、少なくとも入口エリアで設定された大人検知パターンと中央エリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの改札通路の方向に対して少なくとも２つの人間検知開始点を設定したことを特徴とする。

【0027】

第３の自動改札装置の人間検知方法（請求項６に対応）は、上記の方法において、好ましくは、少なくとも入口エリアで設定された大人検知パターンと中央エリアで設定された大人検知パターンとに基づいて、１つの改札通路の方向に対して少なくとも２つの無札検知点を設定したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明に係る自動改札装置によれば、入口エリア、中央エリア、出口エリア、第１中間エリア、第２中間エリアのすべての中間高さに配置された透過型の光電センサを備え、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアが、入口と中央と出口の各矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように構成されたため、第１および第２の中間エリアに旅客（大人）が存在することを判断することができる。また入口エリアで２つの大人検知パターン、中央エリアで３つの大人検知パターン、および出口エリアで２つの大人検知パターンを設定するように構成したため、改札通路の一通行方向に対して複数の旅客検知監視点、および複数の無札検知点を設定することができ、ＩＣカードを利用して通過する旅客の動きに対して適切に改札処理を行うことができる。

【0029】

本発明に係る自動改札装置の人間検知方法によれば、入口エリア、中央エリア、出口エリア、第１中間エリア、第２中間エリアのすべての中間高さに配置された透過型の光電センサの検知情報と、従来からの複数の光電センサの検知情報とによって、改札通路の第１中間エリアと第２中間エリアの光電センサによる人間検知エリアが、入口と中央と出口の各矩形状人間検知エリアに対して、中位に配置される光電センサと低位に配置される光電センサとの組合せに基づき股割れ検知パターンを有するように設定されたため、第１および第２の中間エリアに旅客（大人）が存在することを判断することができる。また入口エリアで２つの大人検知パターン、中央エリアで３つの大人検知パターン、および出口エリアで２つの大人検知パターンを設定したため、改札通路の一通行方向に対して複数の旅客検知監視点、および複数の無札検知点を設定することができ、ＩＣカードを利用して通過する旅客の動きに対して適切に改札処理を行うことができる。

【0030】

さらに本発明によれば、媒体としてＩＣカードを利用した非接触式の自動改札装置で、旅客の歩行を想定した検知パターンを作ることによってより精度の高い人間検知機能を実現することができ、さらにこれにより改札通路の入口、中央、出口の３つの旅客検知エリアの隙間に旅客が滞留するのを防止してＩＣカード利用旅客のスムーズな通行を可能にし、無札客等の不正乗車の通行を確実に阻止し、正券クレジット余りの発生頻度を低くすることにより係員の負担を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一実施形態に係る自動改札装置の要部の正面図である。

【図2】本実施形態に係る自動改札装置において他の４つの検知パターンを示す図である。

【図3】自動改札装置における電気的制御部の構成を示すブロック図である。

【図4】改札通路を１人の旅客が通過する場合における人間検知の処理工程を示すフローチャートである。

【図5】股割れパターンの検知の処理工程を示すフローチャートである。

【図6】従来の自動改札装置における人間検知センサの構成を説明する図である。

【図7】従来の自動改札装置による改札通路を示す図である。

【図8】従来の自動改札装置による人間検知エリアを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

【0033】

図１は、本発明の実施形態に係る自動改札装置の要部の正面図を示す。図１に示した図は、自動改札装置１１の本体部をその改札通路側から見た図である。自動改札装置１１の図１中手前側が改札通路となっている。矢印１２は、改札通路における旅客の通過方向の一例を示している。自動改札装置１１における通過方向１２に関して、図１に示されるように、入口エリア２１、中央エリア２２、出口エリア２３、第１中間エリア２４、第２中間エリア２５が設定される。第１中間エリア２４は入口エリア２１と中央エリア２２の間の中間エリアである。第２中間エリア２５は中央エリア２２と出口エリア２３の間の中間エリアである。これらのエリアは単に改札通路における空間を区分けするための区画である。自動改札装置１１は、特に好ましくは、媒体としてＩＣカードが主である非接触式の自動改札装置である。

【0034】

上記の自動改札装置１１に、改札通路を通過する旅客（人間）を検知するための機能を有する本発明に係る人間検知装置が装備される。当該人間検知装置における人間検知機能に用いられるセンサ装置は、２６個の透過型センサと、３個の反射型センサとから構成されている。透過型センサおよび反射型センサは例えば光電センサである。ここで、自動改札装置１１における「人間検知機能」とは、光電センサ等を利用して改札通路内を通行する旅客を認識し、ドアや案内表示、ポールランプ等の通路制御を行う機能のことである。

【0035】

２６個の透過型センサの各々は投光器と受光器とによって構成される。２６個の透過型センサのうち１２個の透過型センサは、図６で説明した従来の自動改札装置１０１に設けられていた透過型センサと同じものであり、同じ位置に配置されている。当該１２個の透過型センサの投光器については、図６において示された同じ符号２０１〜２１２が付されている。他の１４個の透過型センサは新たに追加された透過型センサである。新たに追加された１４個の透過型センサについて、図１において１４個の投光器３１〜４４が示されている。

【0036】

投光器２０１，２０２は中央エリア２２で中間高さ位置（例えば８７４ｍｍ）に配置されている。投光器２０３，２０４は入口エリア２１で低位位置（例えば７００ｍｍ）に配置されている。投光器２０５，２０６は第１中間エリア２４で低位位置（例えば６４２ｍｍ）に配置され、投光器２０７，２０８は中央エリア２２で低位位置（例えば６４２ｍｍ）に配置され、投光器２０９，２１０は第２中間エリア２５で低位位置（例えば６４２ｍｍ）に配置されている。さらに投光器２１１，２１２は出口エリア２３で低位位置（例えば７００ｍｍ）に配置されている。

【0037】

他方、追加された１４個の透過型センサの投光器３１〜４４について、ほぼ中間高さ位置にほぼ一列状に配置されている。２つの投光器３１，３２は入口エリア２１に配置され、５つの投光器３３〜３７は第１中間エリア２４に配置され、さらに５つの投光器３８〜４２は第２中間エリア２５に配置され、残りの２つの投光器４３，４４は出口エリア２３に配置されている。

【0038】

追加された１４個の透過型センサの投光器３１〜４４の中間高さ位置は、好ましくは、通路床面から８９９〜１０１１ｍｍの範囲に含まれる高さであり、さらに好ましくは通路床面から９４０ｍｍである。この高さはおよそ大人の腰の高さである。また投光器３１〜４４の取付け間隔については、好ましくは８０ｍｍである。

【0039】

図１に示した自動改札装置１１に対して、改札通路を形成するため他の自動改札装置が平行に配置されている。自動改札装置１１の正面をなす壁面に対応する他の自動改札装置の対向壁面において、投光器３１〜４４，２０１〜２１２の各々に対応して同じ高さ位置および同じ改札通路方向（矢印１２）の位置に受光器が配置されている。各投光器から対応する受光器に対しては光線が照射されている。改札通路に進入した旅客が当該光線を遮ると、旅客の存在が検知されることになる。

【0040】

また３個の反射型センサは、従来装置の反射型センサと同じであり、同じ符号３０１，３０２，３０３で示されている。３個の反射型センサ３０１〜３０３は、それぞれ、入口エリア２１、中央エリア２２、出口エリア２３に配置されている。３個の反射型センサ３０１〜３０３の検知エリア３０１ａ，３０２ａ，３０３ａの高さは、一点鎖線１３で示された１２４０ｍｍの高さである。

【0041】

なお図１において、１４は自動改札装置１１の筐体（本体部）、１５は入口側と出口側に設けられた開閉自在なドア、１６は係員情報表示器（警告用のランプ等）である。

【0042】

図１に示した自動改札装置１１の改札通路側の壁面において、太い破線に示されるように、２６個の透過型センサと３個の反射型センサとに基づいて、１１区画の検知エリア５１〜６１が定義される。これらの検知エリア５１〜６１の各々は、下記の通り、２６個の透過型センサの各投光器３１〜４４，２０１〜２１２と３個の反射型センサ３０１〜３０３とに基づいて、それらの所定の組合せに関する論理積により定義される空間的な区画である。すなわち、検知エリア５１〜６１の各々によれば、各検知エリア内に含まれる複数の投光器の組合せで、当該複数の投光器のすべてが検知動作を行ったときに、当該検知エリアで旅客が検知されることになる。

【0043】

２つの検知エリア５１，５２は入口エリア２１で定義される。検知エリア５１は、投光器３１，３２，２０３，２０４と、反射型センサ３０１の検知エリア３０１ａとに基づいて定義される。検知エリア５２は、投光器３１，３２，３３，２０４と、反射型センサ３０１の検知エリア３０１ａとに基づいて定義される。

【0044】

２つの検知エリア５３，５４は第１中間エリア２４で定義される。検知エリア５３は、中間高さ位置の投光器３３，３４，３５と低位位置の投光器２０５とに基づいて定義される。検知エリア５４は、中間高さ位置の投光器３５，３６，３７と低位位置の投光器２０６とに基づいて定義される。

【0045】

３つの検知エリア５５，５６，５７は中央エリア２２で定義される。検知エリア５５は、中間高さ位置の投光器３７，２０１，２０２と低位位置の投光器２０７と反射型センサ３０２の検知エリア３０２ａとに基づいて定義される。検知エリア５６は、中間高さ位置の投光器２０１，２０２と低位位置の投光器２０７，２０８と反射型センサ３０２の検知エリア３０２ａとに基づいて定義される。検知エリア５７は、中間高さ位置の投光器３８，２０１，２０２と低位位置の投光器２０８と反射型センサ３０２の検知エリア３０２ａとに基づいて定義される。

【0046】

２つの検知エリア５８，５９は第２中間エリア２５で定義される。検知エリア５８は、中間高さ位置の投光器３８，３９，４０と低位位置の投光器２０９とに基づいて定義される。検知エリア５９は、中間高さ位置の投光器４０，４１，４２と低位位置の投光器２１０とに基づいて定義される。

【0047】

２つの検知エリア６０，６１は出口エリア２３で定義される。検知エリア６０は、投光器４２，４３，４４，２１１と、反射型センサ３０３の検知エリア３０３ａとに基づいて定義される。検知エリア６１は、投光器４３，４４，２１１，２１２と、反射型センサ３０３の検知エリア３０３ａとに基づいて定義される。

【0048】

以上の検知エリア５１〜６１は、自動改札装置１１によって作られる改札通路を通過する旅客を認識し検知するための「認識用検知パターン」として定義される。
これらの検知エリア５１〜６１によれば、入口エリア２１で、従来の１つの大人検知パターン５１に対して他の１つの大人検知パターン５２が追加される。出口エリア２３でも同様に、従来の１つの大人検知パターン６１に対して他の１つの大人検知パターン６０が追加される。中央エリア２２では、従来の１つの大人検知パターン５６に対して、２つの大人検知パターン５５，５７が追加される。これにより、改札通路を通過する旅客の姿勢による大人検知漏れを解消することができる。
さらに第１中間エリア２４と第２中間エリア２５では、それぞれ、２つの検知パターン（５３，５４）、（５８，５９）が定義される。これらの検知パターンによれば、大人の検知を行わず、透過型センサの遮光状態と、隣接した大人検知のための検知エリアの状態とに基づいて、当該第１および第２の中間エリア２４，２５に旅客（大人）が存在するか否かを判断するようにしている。

【0049】

さらに、第１中間エリア２４と第２中間エリア２５に配置された透過型センサについては、併せて、隣接する入口エリア２１と中央エリア２２と出口エリア２３における透過型センサと組み合わせて、図２において太い破線で示すように、４つの検知パターン（または検知エリア）６５，６６，６７，６８を定義している。
検知パターン６５は、中間高さ位置の投光器３３，３４，３５と、低位位置の投光器２０４，２０６とで定義される。検知パターン６６は、中間高さ位置の投光器３５，３６，３７と、低位位置の投光器２０５，２０７とで定義される。検知パターン６７は、中間高さ位置の投光器３８，３９，４０と、低位位置の投光器２０８，２１０とで定義される。検知パターン６８は、中間高さ位置の投光器４０，４１，４２と、低位位置の投光器２０９，２１１とで定義される。
上記の４つの検知パターン６５，６６，６７，６８の各々で、当該検知パターンに含まれる複数の投光器の検知動作の論理積に基づいて旅客の股割れ等が検知される。
これらの検知パターン６５〜６８は、股割れを想定した検知パターンである。これらの４つの検知パターン６５〜６８を定義することにより、旅客の股割れ時や荷物運搬時の人間検知の精度を向上することを可能にしている。

【0050】

本実施形態に係る自動改札装置１１およびその人間検知方法について、当該人間検知のためのアルゴリズムは、新たに設定された上記の検知エリア（または検知パターン）５１〜６１，６５〜６８に基づいて構築される。
上記の投光器３１〜４４，２０１〜２１２等による２６個の透過型センサ、および反射型センサ３０１〜３０３の各々の検知動作の所定の組合せに基づいて、上記のごとき検知エリア５１〜６１，６５〜６８の各々で旅客が検知されたとき、当該旅客検知情報に基づいて人間検知の機能が実現される。

【0051】

次に、図３〜図５を参照して、自動改札装置１１に装備された人間検知装置の構成と当該装置に基づく人間検知方法を説明する。図３は自動改札装置１１における電気的制御部の構成を示すブロック図を示す。図４は人間検知と１人の旅客を処理するときのフローチャートを示し、図５は人間検知の際の股割れパターン処理のフローチャートを示す。

【0052】

図３で、７０は制御装置で、当該制御装置７０は主制御部７１を含んでいる。主制御部７１はマイクロプロセッサで構成されている。主制御部７１は、ＲＡＭ７２とＲＯＭ７３のメモリを備えている。ＲＡＭ７２はフラッシュメモリ等で構成されている。上記の自動改札装置１１は、媒体として磁気券（磁気カード、磁気切符等）とＩＣカードに対応する機械であるので、ＩＣカード処理部７４と磁気券処理部７５を装備している。ＩＣカード処理部７４はアンテナ部とリーダ・ライタを含んでいる。ＩＣカード処理部７４は非接触ＩＣカードの処理を行う。磁気券処理部７５は、磁気券からの情報の読み出しと磁気券への情報書込みを行う磁気券用リーダ・ライタを含む。磁気券処理部７５は磁気券の処理を行う。なお自動改札装置１１において、入口側の磁気券投入口から投入された磁気券は出口側の取り出し口から取り出されるので、その間で磁気券を搬送する磁気券搬送機構が備えられている。さらに自動改札装置１１では、旅客案内表示器７６が装備される。旅客案内表示器７６はカラーＬＣＤ等で作られ、自動改札装置１１の改札通路を通行しようとする旅客がＩＣカード等の媒体を自動改札装置１１に提示したとき、自動改札装置１１の主制御部７１との間で情報の送受を行う。旅客案内表示器７６では、主制御部７１からデータを受信し、旅客に対してＩＣカード等の残額情報やエラー情報等の案内を表示する。

【0053】

上記のＩＣカード処理部７４と磁気券処理部７５と旅客案内表示器７６は、主制御部７１との間で、Ｉ／Ｏユニット７９を介して情報の送受を行うように接続されている。

【0054】

自動改札装置１１では、出力装置として上記のドア１５、通路案内表示器７７、上記の係員情報表示器（ランプ等）１６を備え、入力装置として前述した透過型センサと反射型センサから成る人間検知センサ７８を備えている。人間検知センサ７８は、前述の２６個の透過型センサおよび３個の反射型センサを集合的に示したものである。これらの出力装置および入力装置はインターフェースとしてのＩ／Ｏユニット７９を介して主制御部７１と接続されている。

【0055】

また主制御部７１は、伝送制御部８０を備え、当該伝送制御部８０を介して外部に設置された上位機器の管理用ポストコンピュータ等との間で通信を行い、情報のやり取りを行うように構成されている。

【0056】

主制御部７１は、上記構成を有する自動改札装置１１の全体の制御（改札処理、人間検知処理、正券クレジット処理等）を行う。具体的に、旅客案会表示器７６、ドア１５、通路案内表示器７７、係員情報表示器１６、人間検知センサ７８の各動作を制御する。さらに主制御部７１は、ＩＣカード処理部７４、磁気券処理部７５との間で情報の送受を行う機能を有している。またＲＯＭ７３は主制御部７１で実行されるプログラム、および当該プログラムで用いられる設定パラメータ等を格納している。ＲＡＭ７２は、主制御部７１が動作する際に使用するワークエリアとして使用され、さらに管理情報などのデータを格納している。

【0057】

また主制御部７１はその機能として正券クレジットを管理する機能を有している。当該正券クレジット管理機能は、主制御部７１のブロック中に、正券クレジット管理部８１として図示されている。

【0058】

上記のドア１５は主制御部７１の指示に従って開閉動作を行う。通路案内表示器７７は、主制御部７１からのデータを受信し、通過する旅客に対して「通行可」、「通行不可」等の案内を表示する。また係員情報表示器１６は、主制御部７１からのデータを受信し、係員向けの異常発生等の情報を表示する。

【0059】

上記のＲＯＭ７３に、本実施形態に係る人間検知装置による人間検知機能を実現するプログラムが内蔵されている。主制御部７１は、人間検知機能を実現するプログラムをＲＯＭ７３から読み出して実行し、人間検知方法を実施する。

【0060】

図４と図５を参照して、改札処理と正券クレジット処理に伴って行われる本実施形態に係る人間検知の処理方法（人間検知アルゴリズム）を説明する。図４は改札通路を１人の旅客が通過する場合における人間検知の処理工程を示し、図５は股割れパターンの検知の処理工程を示している。

【0061】

図４に従って旅客検知と改札処理を説明する。図４において最初の判定ステップＳ１１では入口エリア２１での旅客検知が行われたか否かが判定される。入口エリア２１での旅客検知は検知エリア５１，５２の検知情報に基づく。判定ステップＳ１１で、ＹＥＳのときには第１中間エリア２４に旅客が進入したか否かが判定され（判定ステップＳ１２）、ＮＯのときには中央エリア２２で旅客検知が行われたか否かが判定される（判定ステップＳ１３）。第１中間エリア２４での旅客進入の検知は検知エリア５３，５４での検知情報に基づく。中央エリア２２での旅客検知は検知エリア５５，５６，５７での検知情報に基づく。判定ステップＳ１２において、ＹＥＳであるときには正券クレジットが有るか否かについて判定され（判定ステップＳ１４）、ＮＯであるときには判定ステップＳ１３に移行する。判定ステップＳ１３で、ＹＥＳであるときには判定ステップＳ１４に移行し、ＮＯであるときには正券クレジットが有るか否かを判定する他の判定ステップＳ１５に移行する。

【0062】

正券クレジットの有無の判定は、前述したＩＣカード処理部７４と磁気券処理部７５での媒体の処理内容、および前述した正券クレジット管理部８１の管理機能に基づいて実行される。

【0063】

第１の正券クレジットの有無の判定ステップＳ１４において、ＹＥＳであるときには「ドア開」の動作を実行するための処理ステップＳ１６に移行し、ＮＯであるときには改札処理中であるか否かを判定する判定ステップＳ１７に移行する。

【0064】

第２の正券クレジットの有無の判定ステップＳ１５では、ＹＥＳであるときには「ドア開」の動作を実行し（ステップＳ１８）、ＮＯであるときには「ドア閉」の動作を実行する（ステップＳ１９）。その後、再び最初の判定ステップＳ１１に戻る。この処理ルートでは、入口エリア２１と中央エリア２２等で旅客は検知されなかったが、正券クレジットは存在する場合には適正な旅客が通過しているとして「ドア開」の動作状態にし、正券クレジットが存在しない場合には、不正通行として「ドア閉」の状態のままに動作が維持される。

【0065】

第１の正券クレジットの有無の判定ステップＳ１４においてＮＯのときの次の判定ステップＳ１７では、改札処理中であるか否かが判定される。判定ステップＳ１７でＹＥＳのときには「ドア開」の動作処理が行われる（ステップＳ２０）。判定ステップＳ１７でＹＥＳであるときには、次の判定ステップＳ２１で再び正券クレジットが有るか否かについての判定がなされる。再度の正券クレジットの判定ステップＳ２１でＹＥＳであるときには前述した「ドア開」の処理ステップＳ１６に移行し、ＮＯであるときには「ドア閉」の動作処理が実行される（ステップＳ２２）。

【0066】

「ドア開」の動作処理（ステップＳ１６）の後、出口エリア２３における旅客の通過状態が判定される（判定ステップＳ２３）。判定ステップＳ２３でＮＯではあれば、当該判定ステップＳ２３が繰り返され、ＹＥＳであるときには、旅客が改札通路を適正に通過したものとして正券クレジットを消去する（ステップＳ２４）。その後、ドア１５は閉動作され（ステップＳ２５）、改札処理を終了する。

【0067】

またステップＳ２２で「ドア閉」の処理を行った後には、旅客案内表示器７６等によりエラー警鳴の動作が行われる（ステップＳ２７）。その後には入口戻りが行われた否かが判定される（判定ステップＳ２８）。判定ステップＳ２８でＮＯであるときにはこれを繰り返し、ＹＥＳであるときには再度ＩＣカードのタッチ処理が行われたことを確認して旅客案内表示器７６等によるエラー警鳴の動作を停止する（ステップＳ２９）。その後、改札処理を終了する。

【0068】

上述した１人の旅客についての改札処理における人間検知の方法では、判定ステップＳ１１で示すように自動改札装置１１の入口エリア２１での人間検知センサ７８から旅客検知を開始する。さらに入口エリア２１での人間検知センサ７８で旅客検知を開始できなかったとき（判定ステップＳ１１でＮＯの場合）には、ステップＳ１３に示すように中央エリア２２での人間検知センサ７８に基づき旅客検知を開始する。この点は、従来の人間検知のアルゴリズムと同じであり、当該中央エリア２２での旅客検知処理はリカバリー処理として実装されている。かかる人間検知のアルゴリズムによれば、従来の既存の人間検知のアルゴリズムにおいて、旅客検知タイミングを自動改札装置１１の入口箇所について追加したとみなすこともできる。自動改札装置１１における改札通路を通過しようとする旅客の検知開始タイミングは基本的に改札機入口とし、さらに改札機中央の検知開始タイミングを残すことにより、改札機入口で旅客検知を失敗したとしても改札機中央でリカバリーすることができ、自動改札装置１１における旅客の検知精度を上げることができる。

【0069】

さらに、自動改札装置１１における無札改札の検知の箇所を、判定ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１に示されるように、同一の通行方向において少なくとも２箇所とした。特に、図１に示した検知エリア５１〜６１によれば、第１および第２の中間エリア２４，２５でも旅客の検知を行うことができ、改札通路内のすべてで旅客の検知を行うことができ、特に第１中間エリア２４での旅客検知に基づき無札検知位置をより手前に設定することができ、無札強行突破の阻止を向上することができる。これにより、無札検知の地点を複数箇所設定することにより、無札の旅客の検知を失敗する確率を低減することができる。このため無札客の通過阻止能力を高めることができる。

【0070】

さらに、ＩＣカード処理未了が発生した場合には、旅客に対してより早いタイミングでドア１５の閉動作を行うため、ＩＣカード未了状態のままで強行突破してしまう旅客を減らすことができる。

【0071】

次に、図５に従って改札通路を通過する旅客の股割れパターンの検知を説明する。図５において、最初の処理ステップＳ３１では「通常パターン判定」の処理が行われる。「通常パターン判定」は、図４を参照して説明した改札処理における旅客に係る通常の人間検知のための判定であり、前述した検知パターン５１〜６１に基づくパターン判定である。「通常パターン判定」に係る処理ステップＳ３１に加えて、以下の股割れパターンの処理が追加的に実行される。

【0072】

基本的に最初の段階で旅客が検知されたか否かが判定される（判定ステップＳ３２）。判定ステップＳ３２で、ＹＥＳのときには通常の旅客検知処理のステップＳ３３に移行し、ＮＯのときには股割れ判定対象エリア（第１中間エリア２４、第２中間エリア２５）であるか否かが判定される（ステップＳ３４）。判定ステップＳ３４でＹＥＳであるときには股割れパターン判定の処理ステップＳ３５に移行し、ＮＯであるときには旅客非検知処理ステップＳ３７に移行する。股割れパターン判定のステップＳ３５では、前述した検知パターン６１〜６４に関して検知情報を得て判定を行う。その後、再度、旅客検知が有ったか否かが判定され（判定ステップＳ３６）、ＹＥＳであるときには上記の旅客検知処理のステップＳ３３に移行し、ＮＯであるときには上記の旅客非検知処理のステップＳ３７に移行する。

【0073】

図５に示した人間検知のアルゴリズムによれば、自動改札装置１１における人間検知機能での旅客検知パターンに対して人の歩行を想定した股割れ検知パターンを追加することができ、股割れ時や荷物運搬時の人間検知精度を高めることができる。

【0074】

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明に係る自動改札装置およびその人間検知方法は、駅等に配置されかつ鉄道車両等を利用する旅客の自動改札に利用され、改札通路を通過する旅客を検知するのに新たな人間検知の方法を適用することによりＩＣカードが普及した自動改札装置でより正確に人間検知を行い精度の高い改札処理を行うのに利用される。

【符号の説明】

【0076】

１１ 自動改札装置
１５ ドア
１６ 係員情報表示器
２１ 入口エリア
２２ 中央エリア
２３ 出口エリア
２４ 第１中間エリア
２５ 第２中間エリア
３１〜４４ 投光器
５１〜６１ 検知エリア
６５〜６８ 検知エリア（股割れ用）
７１ 主制御部
７２ ＲＯＭ
７３ ＲＡＭ
７４ ＩＣカード処理部
７５ 磁気券処理部
７６ 旅客案内表示器
７７ 通路情報表示器
７８ 人間検知センサ
７９ Ｉ／Ｏユニット
８０ 伝送制御部
８１ 正券クレジット管理部
１０１ 自動改札装置
１０２ 改札通路
２０１〜２１２ 投光器
３０１〜３０３ 反射型センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】