具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。在本实施例的测距传感器的校准中，通过各测距传感器取得在测定空间移动的人物的轨迹数据(动线数据)，以由各测距传感器取得的轨迹数据在共同的坐标系中一致的方式进行各传感器间的位置对齐(设置位置信息的修正)。

图1是表示本实施例的测距系统的结构的图。测距系统通过网络3连接多台测距传感器(以下，也称为“TOF传感器”或者简称为“传感器”)1a、1b和控制它们的协作处理装置2。协作处理装置2对由各传感器1取得的距离数据进行合成来生成1个距离图像，为此，进行修正各传感器1的位置信息的校准处理。在协作处理装置2中，例如使用个人计算机(PC)或服务器。

在图1所示的例子中，将2台传感器1a、1b安装于顶棚5，测定到存在于地面4的对象物9(在此为人物)的距离，生成作为人物9的移动轨迹(动线)的距离图像。通过1台传感器可测定的距离和视角受到限制，因此通过配置多台传感器，不仅能够扩大测定区域，还能够高精度地测定对象物9的位置。因此，必须精度良好地进行各传感器中的测定值的坐标转换，因此需要传感器间的校准。

图2是表示测距传感器(TOF传感器)1的结构的图。测距传感器1具备：发光部11，其从激光二极管(LD)或发光二极管(LED)等光源照射红外光的脉冲光；受光部12，其利用CCD传感器或CMOS传感器等接收从对象物反射的脉冲光；发光控制部13，其进行发光部11的点亮/熄灭和发光量的控制；以及距离计算部14，其根据受光部12的检测信号(受光数据)计算到对象物的距离。由距离计算部14计算出的距离数据被发送到协作处理装置2。另外，测距传感器1的发光控制部13按照来自协作处理装置2的测定指令信号开始发光。

图3是说明TOF法的距离测定原理的图。测距传感器(TOF传感器)1从发光部11向对象物9(例如人物)射出距离测定用的照射光31。受光部12利用二维传感器12a接收由对象物9反射的反射光32。二维传感器12a是对CCD传感器等的多个像素进行二维排列而得，距离计算部14根据各像素中的受光数据来计算二维状的距离数据。

对象物9存在于从发光部11和受光部12离开距离D的位置。在此，若将光速设为c，将从发光部11射出照射光31到受光部12接收反射光32为止的时间差设为t，则到对象物9的距离D由D＝c×t/2求出。此外，在距离计算部14进行的实用的距离测定中，代替时间差t而射出预定宽度的照射脉冲，利用二维传感器12a一边使曝光栅极的定时错开一边接收该照射脉冲。并且，根据不同定时的受光量(蓄积量)的值来计算距离D(曝光栅极方式)。

图4是表示协作处理装置2的结构的图。协作处理装置2的结构具备：数据输入部21，其输入来自各测距传感器1a、1b的距离数据；坐标转换部22，其将输入的各距离数据转换为共同的坐标系的位置数据；图像合成部23，其对各位置数据进行合成来生成1个距离图像；以及显示部24，其显示合成后的距离图像。进一步，为了进行传感器1a、1b间的校准，还具备：人物检测部25，其根据所输入的各传感器的距离数据来检测对校准有效的人物(动线)；以及校准部26，其基于合成图像的结果来修正在坐标转换部22使用的转换参数(传感器设置信息)。另外，具有对各传感器1a、1b发送测定指示信号的未图示的发送部。

在协作处理装置2中进行坐标转换、图像合成、校准这样的运算处理，将在其中使用的程序保存在ROM中，将其在RAM中展开并由CPU执行，由此实现所述功能(未图示)。另外，关于人物检测处理和校准处理，也可以经由用户调整部(未图示)，由作业者(用户)一边观察显示于显示部24的动线的图像一边进行适当调整。

接着，对校准方法进行说明。在本实施例中，使用人物的动线作为用于校准处理的测定对象物(标记)，但为了进行比较，从使用反射带的方式进行说明。

图5A和图5B是说明使用了反射带的校准方法的图。

图5A的(1)表示将反射带8配置(粘贴)于测定空间的地面4的状态。传感器1a、1b设置于测定空间(以xyz坐标表示)的水平位置(x1，y1)、(x2，y2)。两者的设置高度z为了简单而设为相同，但即使不同，也能够通过运算进行修正。另外，用θ1、θ2表示传感器1a、1b的测定方向(视角的中心方向)的方位角。另外，两者的俯仰角设为相同，但即使不同也能够通过运算进行修正。反射带8由具有将入射的光向入射方向反射的特性的回归反射性材料构成，例如以十字状粘贴于地面4。

图5A的(2)表示利用传感器1a、1b进行了反射带8的距离测定的状态。用8a表示用传感器1a测定的反射带8的位置，用8b(为了区别而用双重线表示)表示用传感器1b测定的反射带8的位置。测定位置8a、8b是使用传感器的设置位置(x1，y1)、(x2，y2)和方位角θ1，θ2将从各个传感器得到的距离数据进行坐标转换，并显示在共同的坐标系上的位置，换言之，是反射带8的假想的测定图像。在为相同的反射带8的同时，有时其测定位置(测定图像)如8a、8b那样不一致。这是因为，传感器的设置位置(x1，y1)、(x2，y2)和方位角θ1，θ2的信息存在误差。另外，若传感器的设置高度、俯仰角的信息存在误差，则测定位置8a、8b与地面4不一致。

在校准处理中，以反射带8的测定位置8a、8b一致的方式修正传感器的设置位置和方位角的信息。并且，基于修正后的设置信息进行坐标转换并再次显示假想的测定图像，反复进行直到它们一致为止。以下，对校准的步骤进行说明。

图5B的(1)表示进行了视点转换的状态。即，表示从z方向(正上方)俯视测定空间时的xy面上的测定位置(测定图像)8a、8b，两者的位置和方向偏离。

图5B的(2)表示为了测定位置8a、8b的位置对齐而对传感器的方位角信息进行旋转修正后的状态。在此，传感器1a的方位角θ1固定不变，通过将传感器1b的方位角信息从θ2修正为θ2’，使测定位置8a、8b的方向(十字的方向)一致。

图5B的(3)表示为了测定位置8a、8b的位置对齐而对传感器的位置信息进行移动修正后的状态。传感器1a的位置(x1，y1)固定不变，通过将传感器1b的位置信息从(x2，y2)修正为(x2’，y2’)，从而使测定位置8a、8b一致。

在以上的使用反射带8的校准方法中，需要将成为标记的反射带粘贴于测定现场的作业。此时，若传感器的台数增加，则粘贴作业的负荷增大，另外，根据测定环境，有时地面会不平坦或者存在障碍物而难以粘贴反射带。因此，在本实施例中，其特征在于不是利用反射带而是利用移动的人物的动线数据。以下，对使用了动线数据的校准方法进行说明。

图6A和图6B是说明使用了动线数据的校准方法的图。

图6A的(1)表示人物9在测定空间的地面4上移动的状态。另外，传感器1a、1b的设定位置(x1、y1)、(x2、y2)和测定方向(方位角)θ1、θ2与所述图5A相同。人物9从时刻t0到t2，在地面4上如虚线那样移动。

图6A的(2)表示通过传感器1a、1b进行到人物9的距离测定的状态。此外，作为到人物9的距离，例如从人物图像中提取头部，以到头部的距离数据来代表。然后，取得在地面4上移动的人物9的移动轨迹(动线)的数据。用9a表示用传感器1a测定出的人物9的动线，用9b(为了区别而用双重线表示)表示用传感器1b测定出的人物9的动线。在该情况下，动线9a、9b也使用传感器的设置位置(x1，y1)、(x2，y2)和方位角θ1，θ2对从各个传感器得到的距离数据进行坐标转换，并显示在共同的坐标系上，是人物9的动线的假想的测定图像。存在尽管是同一人物9移动，但其动线(测定图像)如9a、9b那样不一致的情况。这是因为，传感器的设置位置(x1，y1)、(x2，y2)和方位角θ1，θ2的信息存在误差。另外，若传感器的设置高度、俯仰角的信息存在误差，则动线9a、9b在地面不一致。

在校准处理中，以人物9的动线9a、9b一致的方式修正传感器的设置位置和方位角的信息。并且，基于修正后的设置信息进行坐标转换并再次显示动线，重复进行直到它们一致为止。以下，对校准的步骤进行说明。

图6B的(1)表示进行了视点转换的状态。即，表示从z方向(正上方)俯视测定空间时的xy面上的动线9a、9b，两者的位置和方向偏离。此外，在该例子中，由于动线9a的开始时刻t0与动线9b的开始时刻t1不同，因此动线的长度也不同。

图6B的(2)表示为了动线9a、9b的位置对齐而对传感器的方位角信息进行旋转修正后的状态。在此，传感器1a的方位角θ1固定不变，通过将传感器1b的方位角信息从θ2修正为θ2’，使动线9a、9b的方向一致。此时，通过参照时刻信息，以两者的动线的共同部分(即时刻t1～t2的区间)成为平行的方式进行修正。

图6B的(3)表示为了动线9a、9b的位置对齐而对传感器的位置信息进行移动修正后的状态。传感器1a的位置(x1，y1)固定不变，通过将传感器1b的位置信息从(x2，y2)修正为(x2’，y2’)，使动线9a、9b一致。在本例中，动线9a、9b的时刻t1～t2的区间一致。

这样，在本实施例中，利用作为人物的移动轨迹的动线数据来进行校准，不需要如比较例那样，由作业者将反射带粘贴于地面。因此，用于校准作业的作业者的负荷减轻，能够与测定环境无关地容易地实施校准。另外，能够容易地得到各种形状的校准用的轨迹数据，能够期待校准的精度提高。

另外，在本实施例中，由于使用人物头部的动线数据，所以能够进行在人物头部的高度位置的校准。因此，与如比较例那样粘贴反射带的地面上的校准相比，更适合作为测定对象为人物的情况下的校准，并且能够期待精度提高。

在本实施例中，为了取得人物的动线数据，也可以使特定的人物移动，但也能够利用任意的人物在测定空间中移动的情况。因此，需要通过测距传感器得到各种动线数据，从其中提取用于校准的有效的动线数据。另外，假设也有作业者(用户)提取有效的动线数据的情况，需要研究动线数据的显示方法。考虑到这些，在本实施例中如以下那样进行处理。

(1)取得身高信息作为从距离数据检测出的人物的附带信息，提取身高一致的人物彼此间的动线数据来进行动线的位置对齐。由此，即使在不确定的多个人物在测定空间移动的情况下，也能够筛选为同一人物来进行位置对齐。

(2)作为动线数据的附带信息，参照取得了距离数据的时刻信息，以时刻一致的动线上的点的位置一致的方式进行动线的位置对齐。因此，在显示动线数据时，取得时刻的同步并进行动画显示。

(3)评价动线数据的可靠度，提取可靠度高的动线数据。这里所说的可靠度是指检测出的人物数据的测定准确度的高度，如果是离传感器的距离近的人物、点组量多的人物、或者人物的检测方向靠近视角内的中央，则可靠度高。相反，越远离传感器，或者在视角内的端部位置，则TOF方式的受光强度越下降，测定值的可靠性越降低。并且，若检测到的人物的区域变小，则点组量(受光部的检测像素数)减少，或者若在人物的跟前存在障碍物，则有可能丢失(隐藏)动线数据的一部分(遮挡发生)，因此也使可靠性降低。若评价了动线数据的可靠度，则在显示部24根据评价结果来区别显示动线。例如，可靠度高的动线较浓地显示，可靠度低的动线较淡地显示(或者，也可以改变显示颜色)。

(4)在将多个传感器的动线数据显示于显示部24时，能够对每个传感器进行动线数据显示的开/关(On/Off)切换。另外，预先保存过去测定出的多次的动线数据，之后读出所希望的数据并显示。通过使用多次的数据进行校准调整，校准的精度提高。

关于所述(3)中所述的动线数据的可靠度，使用附图进行说明。

图7是示出动线数据的可靠度的评价及其显示例的图。作为由传感器1a测定的动线数据示出4个例子91～94。动线91位于离传感器1a近的位置，动线92是检测位置位于视角的端部的情况。另外，动线93位于远离传感器1a的位置，动线94是在移动路径的跟前存在障碍物95的情况。若以动线91为基准进行比较，则由于动线92位于视角的端部，因此受光量少，由于动线93位于较远的位置，因此点组量少，动线94的动线的一部分欠缺。因此，在显示这些动线91～94时，可靠度高的动线91较浓地显示，可靠度低的其他动线92～94较淡地显示。或者，也可以根据可靠度改变动线的颜色来进行显示。由此，作业者能够从多个动线中选择可靠度高的动线，并用于校准。

另外，在利用动线数据的情况下，也可以考虑动线的形状。即，若动线的长度短，则方向(旋转)的位置对齐变得困难，因此需要预定以上的长度。另外，在动线的形状为直线状的情况下，能够明确地进行与其垂直的方向的位置对齐，但与其平行的方向的位置对齐变得不明确。因此，动线的形状优选为曲线状，可以说可靠度高。

图8是表示本实施例的校准处理的步骤的流程图。校准处理由协作处理装置2对各测距传感器发出指示来实施。以下，按照步骤顺序说明处理的内容。

S101：协作处理装置2设定各测距传感器1的设置参数。在设置参数中有传感器的设置位置(x，y，z)和测定方向(方位角)(θx，θy，θz)等。

S102：根据来自协作处理装置2的指示，各传感器1在预定时间内取得测定空间的距离数据，并发送到协作处理装置2。

S103：在协作处理装置2的人物检测部25中，根据接收到的距离数据检测人物。在人物检测中，通过图像识别技术检测人物头部的位置。另外，作为附带信息，取得并保持检测出的人物的时刻、身高、点组量(人物区域所包含的像素数)等。如果检测到多个人物，则针对各个人物取得位置信息和附带信息。

S104：进一步在人物检测部25中，对检测出的人物(动线数据)评价其可靠度。这是为了提取在校准处理中使用时准确度最高的数据的评价，以离传感器的距离近的人物、点组量多的人物、或者检测方向靠近视角的中央等为条件进行评价。

S105：坐标转换部22将由各传感器检测到的人物的位置数据转换为共同的坐标空间。在坐标转换中，使用在S101中设定的设置参数。

S106：判定坐标转换后的人物数据是否充分。即，判定由各传感器检测出的人物的附带信息(时刻、身高)在传感器之间是否相互一致。如果数据充分，则进入S107，如果不充分，则返回S102，再次取得距离数据。

S107：图像合成部23将在S105中坐标转换后的来自各传感器的人物的位置数据取得时刻的同步，合成到共同的坐标空间并描绘在显示部24上。即，显示由各传感器取得的动线。如果检测到的人物有多个，则显示多组动线。

S108：校准部26计算由各传感器取得的动线的类似度。即，提取动线的形状(图案)彼此类似的部位。因此，比较时刻对应的来自各传感器的动线部分，通过图案匹配法求出动线的类似度。

S109：校准部26针对动线的类似度(对应关系)高的部分，进行各传感器的位置对齐(移动、旋转)，以使动线一致。即，将各传感器的设置参数修正为设置位置(x’，y’，z’)和测定方向(方位角)(θx’，θy’，θz’)。在此，在传感器存在多个(3台以上)时，决定成为基准的传感器，相对于此，将其他传感器1台1台进行位置对齐，或者对修正完毕的传感器依次进行其他未修正传感器的位置对齐。

S110：校准结果通过坐标转换部22再次对动线位置进行坐标转换，并描绘在显示部24上。作业者观察修正后的动线位置来判定是否充分。如果充分，则就此结束校准处理，如果不充分，则返回S107，重复进行位置对齐。

在所述流程中，在S104的可靠度的评价和S109的校准的工序中，作业者也可以通过用户调整部一边观察显示于显示部24的动线一边辅助性地进行。即，在S104中，作业者判定动线的可靠度并选择可靠度高的动线，由此能够提高以后的校准处理的效率。另外，在S109的校准工序中，作业者手动对设置参数进行微调，能够进一步提高校准处理的精度。

如上所述，在本实施例中的测距传感器的校准中，利用各测距传感器取得在测定空间中移动的人物的轨迹数据(动线数据)，以由各测距传感器取得的轨迹数据在共同的坐标系中一致的方式进行各传感器间的位置对齐(设置位置信息的修正)。由此，作业者为了校准作业而设置标记(反射带)的负荷减轻，能够与测定环境无关地容易地实施校准。