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特開2019-218035障害物検知システム及び障害物検知方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-218035(P2019-218035A)
(43)【公開日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】障害物検知システム及び障害物検知方法
(51)【国際特許分類】
   B61L 23/00 20060101AFI20191129BHJP
   G06T 7/00 20170101ALI20191129BHJP
【FI】
   B61L23/00 A
   G06T7/00 650Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2018-119363(P2018-119363)
(22)【出願日】2018年6月22日
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110002365
【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉本 和也
(72)【発明者】
【氏名】中 拓久哉
【テーマコード(参考)】
5H161
5L096
【Fターム(参考)】
5H161AA01
5H161MM05
5H161MM12
5H161NN10
5H161QQ03
5L096BA08
5L096BA18
5L096CA05
5L096DA02
5L096DA03
5L096JA18
(57)【要約】
【課題】
複数の軌道が隣接する複線環境下で、障害物の検知性能を向上させる。
【解決手段】
隣接する第一の軌道と第二の軌道とを含む複線環境下において障害物を検知する障害物検知システム1は、第一の軌道上を走行する第一の列車(軌道上走行列車100)に当該列車の進行軸に角度を付けて設置され、第二の軌道上をセンサ領域に含む外界センサ(側方監視カメラ110)と、側方監視カメラ110のセンサデータを用いて、第二の軌道上の障害物の有無を検知する障害物検知装置120と、障害物検知装置120と外部との間でデータまたは信号の送受信を行う通信部130と、を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
隣接する第一の軌道と第二の軌道とを含む複線環境下において障害物を検知する障害物検知システムであって、
前記第一の軌道上を走行する第一の列車に当該第一の列車の進行軸に角度を付けて設置され、前記第二の軌道上をセンサ領域に含む外界センサと、
前記外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する障害物検知装置と、
前記障害物検知装置と外部との間でデータまたは信号の送受信を行う通信部と、
を備えることを特徴とする障害物検知システム。
【請求項2】
前記障害物検知装置は、
自車の軌道経路を取得する列車軌道経路取得部と、
前記列車軌道経路取得部が取得した軌道経路に基づいて自車の在線位置を算出する在線位置算出部と、
前記外界センサのセンサデータから、前記第二の軌道上の建築限界領域を算出する隣接軌道上建築限界領域算出部と、
前記外界センサのセンサデータを用いて前記第二の軌道上の建築限界領域に障害物が存在するか否かを判断することによって、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する隣接軌道上障害物検知部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の障害物検知システム。
【請求項3】
前記隣接軌道上障害物検知部は、前記外界センサのセンサデータのうち、前記隣接軌道上建築限界領域算出部によって算出された前記第二の軌道上の建築限界領域に映り込んでいる、前記第二の軌道上に存在しない物体を、前記障害物の有無の検知対象から除去する
ことを特徴とする請求項2に記載の障害物検知システム。
【請求項4】
前記障害物検知装置は、
前記隣接軌道上障害物検知部による前記第二の軌道上の障害物の有無の検知結果に基づいて、前記第二の軌道上を走行する第二の列車の進行の許可または停止を判断する進行許可判断部と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の障害物検知システム。
【請求項5】
前記進行許可判断部は、前記隣接軌道上障害物検知部によって前記第二の軌道上に障害物が有ると検知された場合に、前記第二の列車の進行を停止させる停止信号を前記通信部を介して当該第二の列車に送信する
ことを特徴とする請求項4に記載の障害物検知システム。
【請求項6】
前記複線環境下で走行する複数の列車の運行を管理する管制センタをさらに備え、
前記第一の列車に搭載された前記障害物検知装置は、
自車の在線位置を算出して前記管制センタに送信するとともに、前記第二の軌道上の障害物の有無の検知結果を前記管制センタに送信し、
前記管制センタは、
前記障害物検知装置から受信した前記第一の列車の在線位置に基づいて、前記第二の軌道上を走行する第二の列車の車両情報を取得するとともに、前記障害物検知装置から受信した前記障害物の有無の検知結果に基づいて、当該第二の列車の走行の許可または停止を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の障害物検知システム。
【請求項7】
前記第一の列車に複数の前記外界センサが設置され、
前記障害物検知装置は、前記複数の外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の障害物検知システム。
【請求項8】
前記第一の軌道上を走行する前記第一の列車と前記第二の軌道上を走行する第二の列車のそれぞれに、前記外界センサ及び前記障害物検知装置が搭載され、
前記第一の列車に搭載された前記障害物検知装置が、前記第一の列車に搭載された前記外界センサのセンサデータを用いて前記第二の軌道上の障害物の有無を検知するとともに、前記第二の列車に搭載された前記障害物検知装置が、前記第二の列車に搭載された前記外界センサのセンサデータを用いて前記第一の軌道上の障害物の有無を検知する
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の障害物検知システム。
【請求項9】
隣接する第一の軌道と第二の軌道とを含む複線環境下において障害物を検知する障害物検知システムによる障害物検知方法であって、
前記障害物検知システムは、
前記第一の軌道上を走行する第一の列車に当該第一の列車の進行軸に角度を付けて設置され、前記第二の軌道上をセンサ領域に含む外界センサと、
前記外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する障害物検知装置と、
前記障害物検知装置と外部との間でデータまたは信号の送受信を行う通信部と、
を備えることを特徴とする障害物検知方法。
【請求項10】
前記外界センサが、前記第二の軌道上を含む前記センサ領域をセンサデータに取得するセンサデータ取得ステップと、
前記障害物検知装置が、自車の軌道経路を取得する列車軌道経路取得ステップと、
前記障害物検知装置が、前記列車軌道経路取得ステップで取得した軌道経路に基づいて自車の在線位置を算出する在線位置算出ステップと、
前記障害物検知装置が、前記外界センサのセンサデータから、前記第二の軌道上の建築限界領域を算出する隣接軌道上建築限界領域算出ステップと、
前記障害物検知装置が、前記外界センサのセンサデータを用いて前記第二の軌道上の建築限界領域に障害物が存在するか否かを判断することによって、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する隣接軌道上障害物検知ステップと、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の障害物検知方法。
【請求項11】
前記隣接軌道上障害物検知ステップでは、前記外界センサのセンサデータのうち、前記隣接軌道上建築限界領域算出ステップで算出された前記第二の軌道上の建築限界領域に映り込んでいる、前記第二の軌道上に存在しない物体を、前記障害物の有無の検知対象から除去する
ことを特徴とする請求項10に記載の障害物検知方法。
【請求項12】
前記障害物検知装置が、前記隣接軌道上障害物検知ステップによる前記第二の軌道上の障害物の有無の検知結果に基づいて、前記第二の軌道上を走行する第二の列車の進行の許可または停止を判断する進行許可判断ステップと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の障害物検知方法。
【請求項13】
前記進行許可判断ステップにおいて、前記隣接軌道上障害物検知ステップで前記第二の軌道上に障害物が有ると検知された場合に、前記第二の列車の進行を停止させる停止信号を前記通信部を介して当該第二の列車に送信する
ことを特徴とする請求項12に記載の障害物検知方法。
【請求項14】
前記障害物検知システムは、前記複線環境下で走行する複数の列車の運行を管理する管制センタをさらに備え、
前記第一の列車に搭載された前記障害物検知装置が、自車の在線位置を算出して前記管制センタに送信するとともに、前記第二の軌道上の障害物の有無の検知結果を前記管制センタに送信し、
前記管制センタが、前記障害物検知装置から受信した前記第一の列車の在線位置に基づいて、前記第二の軌道上を走行する第二の列車の車両情報を取得するとともに、前記障害物検知装置から受信した前記障害物の有無の検知結果に基づいて、当該第二の列車の走行の許可または停止を制御する
ことを特徴とする請求項9から請求項12の何れか1項に記載の障害物検知方法。
【請求項15】
前記第一の列車に複数の前記外界センサが設置され、
前記障害物検知装置が、前記複数の外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する
ことを特徴とする請求項9から請求項14の何れか1項に記載の障害物検知方法。
【請求項16】
前記第一の軌道上を走行する前記第一の列車と前記第二の軌道上を走行する第二の列車のそれぞれに、前記外界センサ及び前記障害物検知装置が搭載され、
前記第一の列車に搭載された前記障害物検知装置が、前記第一の列車に搭載された前記外界センサのセンサデータを用いて前記第二の軌道上の障害物の有無を検知するとともに、前記第二の列車に搭載された前記障害物検知装置が、前記第二の列車に搭載された前記外界センサのセンサデータを用いて前記第一の軌道上の障害物の有無を検知する
ことを特徴とする請求項9から請求項15の何れか1項に記載の障害物検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、障害物検知システム及び障害物検知方法に関し、複線環境下において障害物を検知する障害物検知システム及び障害物検知方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
軌道上を走行する列車は、軌道上の障害物を操舵によって回避することができないため、軌道上の障害物の有無を認識することは、列車の安全性や運用性を向上させるために重要である。
【0003】
従来、運転士が列車を運転する有人運転システムの場合は、軌道上の障害物の有無は、運転士の目視によって確認される。一方、運転士が存在しない無人運転システムの場合は、専用軌道を設けて他の交通を遮断することによって軌道上への障害物の発生を抑制するといった対策が一般的であり、開放軌道における安全な無人運転システムの実現には至っていない。
【0004】
このような背景を鑑みて、近年では、開放軌道における無人運転システムの実現に向けて、外界センサを列車に搭載し、外界センサから取得した情報に基づいて列車前方の軌道上の障害物の有無を検出するシステムが考案されている。例えば特許文献1に開示された軌道上障害物検知システムによれば、列車前面に前方監視用のカメラを設置し、カメラから取得した映像内の軌道領域を検出した後、過去に同じ場所を走行した際に記録された映像と比較することで、軌道上の障害物の有無を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2016−052849号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来技術によって開放軌道における軌道上の障害物の有無を検出しようとすると、以下のような課題があった。
【0007】
まず、列車向けの障害物検知機能を構築する際は、自動車と比べてより遠方の障害物を精度よく検知する技術が求められるが、従来技術ではこのような要求に応えることが困難であった。詳しく説明すると、列車は自動車に比べて長い制動距離を必要とする。具体的には例えば、時速100kmで走行する自動車の制動距離が約100mであるのに対し、同速度で走行する列車の制動距離は約400mにも及ぶ。制動性能の差異は自動車と列車のブレーキ構造の違いにもよるが、列車の場合は起立した状態の乗客を安全に輸送する必要があるため、急激な減速ができず、長い制動距離が必要となる。
【0008】
昨今、自動車分野においては、運転補助または自動運転向けに、カメラ、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)といった外界センサの開発が進んでいるが、これらの外界センサによる対象物の検知距離は最長でも200m程度である。そのため、自動車向けの外界センサを用いた障害物検知機能を列車走行環境に流用しただけでは、遠方の障害物を精度よく検知することは困難であり、列車向けの障害物検知機能に求められる技術水準を満たすことができない。
【0009】
また、別の課題として、列車がカーブや斜面を走行する場合には、軌道近傍に隣接する構造物によって軌道が遮蔽されることで、自車に搭載した外界センサからの死角となるため、前方の障害物検知を十分に実施できない走行区間が存在するという問題がある。
【0010】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数の軌道が隣接する複線環境下で、障害物の検知性能を向上させる障害物検知システム及び障害物検知方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
かかる課題を解決するため本発明においては、隣接する第一の軌道と第二の軌道とを含む複線環境下において障害物を検知する障害物検知システムが提供される。この障害物検知システムは、前記第一の軌道上を走行する第一の列車に当該第一の列車の進行軸に角度を付けて設置され、前記第二の軌道上をセンサ領域に含む外界センサと、前記外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置と外部との間でデータまたは信号の送受信を行う通信部と、を備えることを特徴とする。
【0012】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、隣接する第一の軌道と第二の軌道とを含む複線環境下において隣接軌道上の障害物を検知する障害物検知システムによる障害物検知方法が提供される。この障害物検知方法では、前記障害物検知システムが、前記第一の軌道上を走行する第一の列車に当該第一の列車の進行軸に角度を付けて設置され、前記第二の軌道上をセンサ領域に含む外界センサと、前記外界センサのセンサデータを用いて、前記第二の軌道上の障害物の有無を検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置と外部との間でデータまたは信号の送受信を行う通信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、複数の軌道が隣接する複線環境下で、障害物の検知性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の第1の実施の形態に係る障害物検知装置の概念図である。
図2】本発明の第1の実施の形態に係る障害物検知システムの構成例を示すブロック図である。
図3】側方監視カメラの配置例を説明するための図(その1)である。
図4】側方監視カメラの配置例を説明するための図(その2)である。
図5】側方監視カメラによって撮影されたカメラ映像の一例を示す図である。
図6図5に示したカメラ映像における隣接軌道領域を説明するための図である。
図7図5に示したカメラ映像における隣接軌道上建築限界領域を説明するための図である。
図8】障害物検知処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図9】カメラ映像に隣接軌道上建築限界領域を重畳させた画像例を示す図である。
図10図9に示した画像の時間経過に伴う変化例を示す図である。
図11】本発明の第2の実施の形態に係る障害物検知装置の概念図である。
図12】本発明の第2の実施の形態に係る障害物検知システムの構成例を示すブロック図である。
図13】第2の実施の形態における側方監視カメラの配置例を説明するための図である。
図14】第2の実施の形態における障害物検知処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下図面について、本発明の実施の形態を詳述する。なお、各図面において同一の構成については同一の番号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【0016】
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る障害物検知装置の概念図である。また、図2は、本発明の第1の実施の形態に係る障害物検知システムの構成例を示すブロック図である。図1及び図2を参照しながら、本発明の第1の実施の形態に係る障害物検知システム1の構成及び機能について説明する。
【0017】
本実施の形態に係る障害物検知システム1は、複数の軌道が隣接する複線環境下で用いられて好適なものである。複線環境として具体的には、隣接して敷設された第一の軌道及び第二の軌道があるとする。なお、第一の軌道と第二の軌道は、常に一定距離を保って平行に敷設されている必要はなく、現実の開放軌道と同様に、走行環境や走行区間等に応じて、互いの軌道間で距離や高度差等が変化するものとする。
【0018】
図2に示すように、本実施の形態では、第一の軌道上を走行する軌道上走行列車100と、第一の軌道に隣接して敷設された第二の軌道(隣接軌道)上を走行する隣接軌道上走行列車300と、各列車の在線位置の管理等を行う管制システム200とが、通信部130を介して通信可能に接続される。そして障害物検知システム1は、少なくとも、軌道上走行列車100の側方監視カメラ110及び障害物検知装置120と、通信部130とを備えて構成される。なお、障害物検知システム1の構成に、管制システム200の列車在線位置管理部210を含めてもよい。
【0019】
障害物検知システム1は、障害物検知装置120が隣接軌道上の障害物の検知を行い、その検知結果に基づいて隣接軌道上を走行する隣接軌道上走行列車300の進行許可/不許可を判断し、判断結果に基づいて隣接軌道上走行列車300の走行を制御するものである。
【0020】
以下、各構成要素について詳しく説明する。
【0021】
(1−1)軌道上走行列車100
図1図2に示したように、軌道上走行列車100は、隣接軌道を撮影する側方監視カメラ110と、側方監視カメラ110が撮影した映像等に基づいて隣接軌道上の障害物を検知する障害物検知装置120とを備えている。
【0022】
図3及び図4は、側方監視カメラの配置例を説明するための図(その1,その2)である。図3図4には、第一の軌道401上を図中の上方向に向けて走行する軌道上走行列車100と、第二の軌道(隣接軌道)402上を図中の下方向に向けて走行する隣接軌道上走行列車300とが示されている。なお、図3図4では、側方監視カメラ110による撮影範囲として側方監視カメラ撮影領域111が破線で示されている。また、隣接軌道402上の不定形の小型障害物の一例として障害物400が示されている。
【0023】
図3に示したように、側方監視カメラ110は、軌道上走行列車100の例えば先頭車両に、軌道上走行列車100の進行軸(進行方向)に対して角度を有して設置される。本実施の形態では、図4に示した通り、側方監視カメラ110は、軌道上走行列車100の進行軸に対して垂直かつ俯角を付けて設置される。このような設置条件を満たすことにより、隣接軌道402及びその周辺の領域(簡便のため、単に「隣接軌道402」と称することがある)が側方監視カメラ撮影領域111に包含される(図4参照)。
【0024】
なお、本説明では、隣接軌道402を撮影する外界センサの一例としてカメラ(側方監視カメラ110)を用いるが、本実施の形態において利用可能な外界センサの種類はカメラに限定されず、他の種類のセンサであってもよい。但し、隣接軌道402上に存在する不定形の小型障害物(障害物400)を検知するという目的を考慮すると、カメラやLiDARの利用が有効である。また、軌道上走行列車100において側方監視カメラ110を設置する車両についても、例示した先頭車両に限定されるものではない。
【0025】
次に、障害物検知装置120について説明する。障害物検知装置120は、主にプログラムの実行によって種々の機能を提供可能な計算機である。図1図2に示したように、障害物検知装置120は、列車軌道経路取得部121、列車在線位置算出部122、隣接軌道上建築限界領域算出部123、隣接軌道上障害物検知部124、及び進行許可判断部125を機能構成として備える。
【0026】
列車軌道経路取得部121は、軌道上走行列車100が走行する駅間の走行経路情報を取得する。ここで走行経路情報とは、具体的には、出発駅を基準とした際の、走行経路の位置、勾配、曲率、及び分岐情報等が考えられる。列車軌道経路取得部121は、取得した走行経路情報を列車在線位置算出部122に送る。
【0027】
列車在線位置算出部122は、列車軌道経路取得部121から軌道上走行列車100の走行経路情報を取得し、軌道上走行列車100の走行経路における現在の在線位置(在線位置情報)を算出する。そして列車在線位置算出部122は、算出した在線位置情報を、隣接軌道上建築限界領域算出部123に送信するとともに、通信部130を介して管制システム200の列車在線位置管理部210にも送信する。
【0028】
なお、列車在線位置算出部122が在線位置を算出する方法は特に限定されない。具体的には例えば、GPS(Global Positioning System)を軌道上走行列車100に搭載し、当該GPSから得られるGPS情報に基づいて算出する方法が考えられる。また例えば、過去に同じ走行経路を走行した際に側方監視カメラ110が撮影したカメラ映像(画像)と、現在のカメラ映像(画像)とを比較することによって、在線位置を算出する方法も考えられる。また例えば、LiDARのような対象までの距離情報を取得可能なセンサを軌道上走行列車100に設置し、過去に同じ走行経路を走行した際に取得した3次元位置情報と現在の3次元位置情報とを照合することによって在線位置を算出する方法も考えられる。
【0029】
なお、障害物検知装置120では、上述した列車軌道経路取得部121及び列車在線位置算出部122による処理と並行して、隣接軌道上建築限界領域算出部123、隣接軌道上障害物検知部124、及び進行許可判断部125による障害物検知処理が実行される。この障害物検知処理の詳細については図8を参照しながら後述するため、以下では図5図7を参照しながら障害物検知処理の概要のみ記載する。
【0030】
隣接軌道上建築限界領域算出部123は、側方監視カメラ110が撮影したカメラ映像403(図5参照)を入力として、当該カメラ映像403における隣接軌道領域404(図6参照)を算出する。ここで隣接軌道領域とは、隣接軌道を含む所定範囲の領域を意味する。
【0031】
図5は、側方監視カメラによって撮影されたカメラ映像の一例を示す図である。図5には、側方監視カメラ110によって撮影されたカメラ映像403が例示されており、隣接軌道402が撮影されている。また、図6は、図5に示したカメラ映像における隣接軌道領域を説明するための図である。図6によれば、カメラ映像403内において、隣接軌道402の近傍領域が隣接軌道領域404として示されている。
【0032】
さらに、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、上記算出した隣接軌道領域404や管制システム200の列車在線位置管理部210から受信する隣接軌道上車両情報(詳細は後述する)を用いて、隣接軌道402上を走行する車両の隣接軌道上建築限界領域405(図7参照)を算出する。ここで隣接軌道上建築限界領域とは、隣接軌道上を走行する列車運行の安全を確保するために、列車運行に対する障害となり得る建築物等を設置してはならないとされた既定の範囲(建築限界領域)を意味する。
【0033】
図7は、図5に示したカメラ映像における隣接軌道上建築限界領域を説明するための図である。図7によれば、カメラ映像403内において、隣接軌道402及びその上方領域が、隣接軌道上建築限界領域405として示されている。具体的なイメージとしては、隣接軌道402上を走行する隣接軌道上走行列車300のサイズよりも所定程度大きい領域が隣接軌道上建築限界領域405とされる。なお、図5図7、及び後述する図9図10に示した矢印は、側方監視カメラ110が設置された軌道上走行列車100の進行方向(走行方向)を意味する。
【0034】
隣接軌道上障害物検知部124は、隣接軌道上建築限界領域算出部123が算出した隣接軌道上建築限界領域405を入力として、当該隣接軌道上建築限界領域405内に隣接軌道上走行列車300の走行を阻害する障害物が存在するか否かを検知する。例えば図7の場合は、障害物は存在しない。一方、後述する図9図10では、隣接軌道上建築限界領域405内に障害物400が存在している。
【0035】
進行許可判断部125は、隣接軌道上障害物検知部124による障害物の検知結果に基づいて、隣接軌道402上を走行する隣接軌道上走行列車300の進行許可/不許可を判断する。具体的には、障害物が検知された場合には、隣接軌道上走行列車300の進行を許可しない(不許可)と判断し、停止信号を管制システム200や隣接軌道上走行列車300に送信する。一方、障害物が検知されなかった場合には、隣接軌道上走行列車300の進行を許可すると判断し、進行許可信号を管制システム200や隣接軌道上走行列車300に送信する。なおこのとき、進行許可判断部125は、管制システム200に対して、隣接軌道上障害物検知部124による障害物の検知結果も合わせて送信することができる。
【0036】
また、本実施の形態に係る障害物検知システム1の変形例として、隣接軌道上走行列車300に対する進行許可/不許可の判断を、管制システム200の列車在線位置管理部210が行うようにしてもよい。この場合、進行許可判断部125は進行許可/不許可の判断を行わなくてもよく、管制システム200の列車在線位置管理部210が、障害物検知装置120から送信される障害物の検知結果に基づいて、隣接軌道上走行列車300の進行許可/不許可を判断し、判断結果に応じて進行許可信号または停止信号を隣接軌道上走行列車300に送信すればよい。
【0037】
(1−2)管制システム200
図1図2に示したように、管制システム200は、列車在線位置管理部210を備える。管制システム200は、列車の運行を管制するためのシステムであって、列車在線位置管理部210以外の機能部も有するが、本説明には関係しないため図示等を省略している。
【0038】
列車在線位置管理部210は、軌道上走行列車100からみて隣接軌道402上を走行する直近の隣接軌道上走行列車300に関する車両情報(隣接軌道上車両情報)を対象路線の運行ダイヤ等を用いて取得し、通信部130を介して軌道上走行列車100の障害物検知装置120(隣接軌道上建築限界領域算出部123)に送信する。
【0039】
なお、直近の隣接軌道上走行列車300が軌道上走行列車100を追い抜いたり、すれ違ったりした場合は、列車在線位置管理部210は、隣接軌道上車両情報を、次に追い抜くまたはすれ違う車両情報に更新して軌道上走行列車100に再送信する。
【0040】
ここで隣接軌道上車両情報とは、例えば、直近の隣接軌道上走行列車300の車両構造(車両幅、車両高さ、編成数等)である。また、後述するように、軌道上走行列車100と隣接軌道上走行列車300とが通信部130を介して直接通信する場合には、隣接軌道上走行列車300に割り当てられたIPアドレス等も含まれる。
【0041】
また、隣接軌道上走行列車300が軌道上走行列車100と同様の構成を備えている場合(特に、列車在線位置算出部122に相当する機能を有する場合)には、列車在線位置管理部210は、隣接軌道上走行列車300の現在の在線位置情報も、隣接軌道上車両情報として軌道上走行列車100に送信することができる。
【0042】
この他、列車在線位置管理部210は、軌道上走行列車100の障害物検知装置120(進行許可判断部125)から、隣接軌道上障害物検知部124による障害物の検知結果や、隣接軌道上走行列車300の進行許可信号/停止信号を受信する。ここで、隣接軌道上走行列車300の進行許可信号/停止信号を受信した場合は、例えば管制システム200の管理者によって隣接軌道上走行列車300への制御信号が最終的に決定されるようにしてもよい。その場合、上記管理者の最終決定に従って、隣接軌道上走行列車300の列車制駆動部310に、進行許可信号または停止信号を送信する。
【0043】
なお、本実施の形態では、障害物検知システム1の安全性を向上させるために、管制システム200を設けているが、本発明の障害物検知システムにおいて、管制システム200は必須の構成ではない。例えば、軌道上にアクセスポイント(通信部130に相当)を設けて、軌道上走行列車100と隣接軌道上走行列車300との車車間通信のみを用いて走行制御を行うようにしてもよい。このとき、軌道上走行列車100における障害物検知装置120の進行許可判断部125が、隣接軌道上走行列車300の列車制駆動部310に対して、進行許可信号または停止信号を送信することにより、隣接軌道上走行列車300の走行制御を実現することができる。
【0044】
(1−3)隣接軌道上走行列車300
図2に示したように、隣接軌道上走行列車300は、自車両の制駆動を行う列車制駆動部310を備える。
【0045】
列車制駆動部310は、通信部130を介して入力される進行許可信号または停止信号に基づいて、隣接軌道上走行列車300の走行の継続または停止を行う。より具体的には、列車制駆動部310は、隣接軌道上走行列車300にブレーキを適用する非活性状態と、ブレーキを開放する活性状態の2つの状態を有する。本実施の形態においては、例えば、通常は非活性状態とし、進行許可信号を受信している間にのみ活性状態になるように構成される。このようにすることで、ブレーキを適用した非活性状態を安全側とする、所謂フェールセーフな構成を実現することができ、列車制御の安全性を高めることができる。
【0046】
なお、図2では記載を省略したが、本実施の形態の変形例として、隣接軌道上走行列車300が、軌道上走行列車100と同様に側方監視カメラ110及び障害物検知装置120に相当する構成を備えるようにしてもよい。このような構成とした場合には、軌道上走行列車100と隣接軌道上走行列車300の双方が、互いの前方監視(障害物検知)を実現することができる。
【0047】
(1−4)障害物検知処理
(1−1)において前述したように、障害物検知装置120では、隣接軌道上建築限界領域算出部123、隣接軌道上障害物検知部124、及び進行許可判断部125による障害物検知処理が実行される。以下では、図5図10を参照しながら、本実施の形態における障害物検知処理について詳しく説明する。
【0048】
図8は、障害物検知処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態における障害物検知処理は、図8に例示した処理手順を一定周期で実行することによって実現される。
【0049】
図8によれば、障害物検知処理が開始されると、まず、隣接軌道上建築限界領域算出部123が、側方監視カメラ110が撮影したカメラ映像403を取得する(ステップS11)。具体的には、図5に例示したカメラ映像403を取得する。
【0050】
次に、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、ステップS11で入力したカメラ映像403における隣接軌道領域404を算出する(ステップS12)。隣接軌道領域404の算出処理が終了すると、ステップS13に進む。
【0051】
ここで、ステップS12における隣接軌道領域404の算出方法の一例を説明する。本例では、基本的に軌道は途切れることのない線形であると仮定する。
【0052】
まず、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、側方監視カメラ110の設置位置及び姿勢と、列車軌道経路取得部121が取得した軌道上走行列車100の走行経路情報と、列車在線位置算出部122が算出した在線位置情報とに基づいて、カメラ映像403内の大まかな軌道存在領域を推測する。
【0053】
次に、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、推測した大まかな軌道存在領域内に画像処理を施して、画像中のエッジ情報を抽出する。ここでエッジ情報とは、例えば画像中で同じような輝度値が連続している線分領域を示している。
【0054】
そして、抽出したエッジ情報から、軌道の勾配に沿った直線領域を取得することにより、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、隣接軌道402の周辺領域を示す隣接軌道領域404を算出することができる(図6参照)。
【0055】
ステップS13では、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、側方監視カメラ110によるカメラ映像403のなかに、隣接軌道領域404が存在するか否かを判定する。具体的には例えば、ステップS11で取得したカメラ映像403のうちにステップS12で算出した隣接軌道領域404が一定面積以上存在するか否かを判定する。ステップS13において、隣接軌道領域404が一定面積以上存在した場合は、隣接軌道領域404が存在すると判定し(ステップS13のYES)、ステップS14に進む。一方、隣接軌道領域404が一定面積以上存在しなかった場合は、隣接軌道領域404が存在しないと判定し(ステップS13のNO)、ステップS19に進む。
【0056】
ステップS14では、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、管制システム200の列車在線位置管理部210から、通信部130を介して隣接軌道上車両情報を取得し、ステップS15に進む。
【0057】
ステップS15では、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、ステップS12で算出した隣接軌道領域404と、ステップS14で取得した隣接軌道上車両情報とに基づいて、隣接軌道上建築限界領域405を算出する。
【0058】
ここで、ステップS15における隣接軌道上建築限界領域405の算出について詳しく説明する。
【0059】
まず、図6に例示したように、ステップS12で算出した隣接軌道領域404は、それぞれ軌道(隣接軌道402)を1本ずつ含む2本の直線領域となる。また、隣接軌道402は2本の軌道の幅が一定に定まっており、基本的には、路線の途中で間隔が変化することはない。加えて、2本の軌道は同一平面上に存在する。
【0060】
以上のことから、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、側方監視カメラ110の設置位置、側方監視カメラ110のカメラパラメータ(撮影に関する設定)、及び2本の隣接軌道領域404間の画素数に基づいて、カメラ映像403において地面を構成する1画素あたりの実空間上の距離を算出することができる。
【0061】
一方、ステップS14で取得した隣接軌道上車両情報には、隣接軌道上走行列車300の車両幅及び車両高さを示す情報が含まれていることから、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、これらの情報と、先に算出した1画素あたりの実空間上の距離とを用いることによって、カメラ映像403における隣接軌道上建築限界領域405を算出することができる(図7参照)。前述したように、隣接軌道上建築限界領域405の具体的なイメージは、隣接軌道402上を走行する隣接軌道上走行列車300のサイズよりも所定程度大きい領域であり、図7の場合は、矩形領域で算出されている。
【0062】
そして、隣接軌道上建築限界領域算出部123は、ステップS15における隣接軌道上建築限界領域405の算出処理を終了すると、カメラ映像403及び隣接軌道上建築限界領域405を隣接軌道上障害物検知部124に入力し、当該入力を契機として、隣接軌道上障害物検知部124がステップS16の処理を行う。
【0063】
図9は、カメラ映像に隣接軌道上建築限界領域を重畳させた画像例を示す図である。カメラ映像403及び隣接軌道上建築限界領域405が入力されることにより、ステップS16の開始時おいて、隣接軌道上障害物検知部124は、図9のような画像を取得することができる。
【0064】
ステップS16において、隣接軌道上障害物検知部124は、ステップS15で算出された隣接軌道上建築限界領域405のうちに、隣接軌道上走行列車300の走行を阻害する障害物が存在するか否かを検知する(障害物検知)。
【0065】
ステップS16における障害物検知の手法としては、例えば、ステップS12における隣接軌道領域404の算出処理を拡張した手法が考えられる。すなわち、カメラ映像403(特に隣接軌道上建築限界領域405)において、隣接軌道領域404のようにエッジ情報に基づいて取得した直線領域について、その連続性を算出する処理が有効である。その結果、例えば、直線領域の断裂が見つかった場合には、隣接軌道402を塞ぐ障害物があると判断(検知)することができる。例えば、図9に示した障害物400は、隣接軌道402の連続性を断裂している。
【0066】
但し、実際の列車走行環境を考慮したとき、側方監視カメラ110によるカメラ映像403には、隣接軌道402上の障害物ではない物体(例えば、運行設備等)が映り込む可能性がある。例えば図9に示した電柱410は、第一の軌道401と第二の軌道(隣接軌道)402との間に設置された運行設備であり、隣接軌道402上の障害物ではない。しかし、図9の場合、電柱410も、障害物400と同様に、隣接軌道上建築限界領域405内に撮影され、かつ隣接軌道402の連続性を断裂している。したがって、前述した直線領域の連続性の算出だけでは、誤検知を招くおそれがある。
【0067】
このような誤検知を回避するためには、例えば、隣接軌道上建築限界領域405内のコーナー特徴点を算出し、このコーナー特徴点のフレーム間の移動量を利用したモーションステレオ法が有効である。図9には、電柱410及び障害物400における各コーナー特徴点として、特徴点411及び特徴点412が示されている。モーションステレオ法は、軌道上走行列車100の走行速度と、コーナー特徴点のフレーム間の移動量とを用いることで、三角測量の原理によってコーナー特徴点の実空間上での3次元位置情報を算出する手法である。コーナー特徴点のフレーム間の移動量を算出するためには、KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)法が広く知られている。
【0068】
モーションステレオ法を利用して誤検知を回避する方法について、図10を参照しながら具体的に説明する。図10は、図9に示した画像の時間経過に伴う変化例を示す図である。
【0069】
図10では、時間tにおける電柱410のコーナー特徴点を特徴点411で示し、時間Δt経過後(時間t+Δt)におけるコーナー特徴点を特徴点421で示している。特徴点411と特徴点421は、電柱410における同一位置を指している。同様に障害物400についても、時間tにおけるコーナー特徴点を特徴点412で示し、時間Δt経過後(時間t+Δt)におけるコーナー特徴点を特徴点422で示している。
【0070】
ここで、モーションステレオ法を利用すると、カメラ映像403内の任意の特徴点Pが、時間tから時間t+Δtまでの間に、画像中の画像座標系においてP(u_a,v_a)からP(u_b,v_b)に移動するとき、移動の前後で側方監視カメラ110の光軸がなす角をθ、軌道上走行列車100の走行速度をVとすると、特徴点Pの深度情報Zは、以下の式(1)によって算出することができる。また、特徴点Pの高さ情報Hは、以下の式(2)によって算出することができる。
【0071】
【数1】
【0072】
【数2】
【0073】
なお、上記の式(1),式(2)において、fは、側方監視カメラ110の焦点距離を意味し、これはカメラキャリブレーションにより取得可能な既知の値である。また、移動の前後で側方監視カメラ110の光軸がなす角θに関しては、例えば列車軌道経路取得部121が取得した軌道上走行列車100の走行経路情報と、列車在線位置算出部122が取得した軌道上走行列車100の在線位置情報とに基づいて、軌道上走行列車100の姿勢変化を算出することによって求めてもよい。但し、列車の走行環境では急激な旋回が発生しないことを考慮すると、Δtが微小である場合はθ=0として計算しても構わない。
【0074】
このようにモーションステレオ法を用いることにより、隣接軌道上障害物検知部124は、隣接軌道上建築限界領域405内の特徴点Pについて、実空間上での3次元位置情報(深度情報Z)と高さ情報Hを算出することができ、この算出結果に基づいて、隣接軌道402上に存在する障害物を検知することができる。すなわち、深度情報Z及び高さ情報Hで特定される位置が、隣接軌道上建築限界領域405内であれば、特徴点Pは隣接軌道402上に存在する障害物であると判断することができ(例えば、障害物400)、隣接軌道上建築限界領域405内でなければ、特徴点Pは隣接軌道402上に存在する障害物ではないと判断することができる(例えば、電柱410)。また、上述した直線領域の連続性とモーションステレオ法を組み合わせることによって、軌道を塞ぎ、かつ軌道上に存在する物体をより正確に検知できるようになる。
【0075】
以上が、誤検知を回避しながら、隣接軌道上走行列車300の走行を阻害する障害物が存在するか否かを検知するステップS16の障害物検知の詳細な処理方法である。そしてステップS16の処理後は、障害物検知の検知結果を隣接軌道上障害物検知部124から進行許可判断部125に入力し、ステップS17に進む。
【0076】
ステップS17では、進行許可判断部125が、ステップS16の障害物検知の検知結果から、障害物の有無を確認する。障害物が存在した場合は(ステップS17のYES)、ステップS18に進み、障害物が存在しなかった場合は(ステップS17のNO)、ステップS19に進む。
【0077】
ステップS18では、進行許可判断部125は、通信部130を介して、隣接軌道上走行列車300の停止信号(障害物が存在することを示す異常発生信号でもよい)を管制システム200の列車在線位置管理部210に送信する。そして、この停止信号(または異常発生信号)の受信に基づいて、管制システム200が隣接軌道上走行列車300の列車制駆動部310に進行の停止を指示することにより、隣接軌道上走行列車300を停止させることができる。なお、管制システム200では、この他に、障害物検知の検知結果を記録する等の処理を行ってもよい。例えば、検知した障害物の位置情報とともに障害物の存在を記録することにより、作業員に当該障害物を除去する指示を出す際に役立てることができる。
【0078】
なお、ステップS18では、上記した処理方法以外にも例えば、軌道上走行列車100と隣接軌道上走行列車300との車間距離が近い状態で障害物を検知した場合や、前述した変形例のように管制システム200を備えない構成等の場合には、軌道上走行列車100の進行許可判断部125から通信部130を介して隣接軌道上走行列車300の列車制駆動部310に、停止信号(上記の異常発生信号でもよい)を直接送信し、隣接軌道上走行列車300を即座に停止させるようにしてもよい。
【0079】
一方、ステップS19では、障害物が存在しなかったことから、隣接軌道上走行列車300を停止させる必要はない。そこで、進行許可判断部125は、進行許可信号(障害物が存在しないことを示す異常無し信号でもよい)を、通信部130を介して管制システム200の列車在線位置管理部210に送信する。この進行許可信号(異常無し信号)を受信することによって、管制システム200では、隣接軌道402に異常がないことを確認することができる。なお、ステップS19では、障害物に関して異常は発生していないので、管制システム200に何の信号も送信しない、としてもよい。
【0080】
ステップS18またはステップS19の処理後、障害物検知処理は終了するが、一定周期が経過した後は、再び障害物検知処理が行われる。以上、図8に示した障害物検知処理が行われることにより、軌道上走行列車100の側から隣接軌道402上の障害物を精度よく検知することができる。
【0081】
(1−5)まとめ
以上のように、本実施の形態に係る障害物検知システム1(障害物検知装置120)によれば、複数の軌道が隣接する複線環境下であっても、隣接軌道402上の障害物を精度よく検知することができ、隣接軌道上走行列車300の走行に関する安全性を高めることができる。
【0082】
特に、本実施の形態に係る障害物検知システム1では、自車の進行軸に角度を付けて設置された外界センサの情報(本例では、側方に搭載した側方監視カメラ110のカメラ映像403)を用いて隣接軌道402の状態を取得することができる。その結果、自車走行軌道(第一の軌道401)上に加えて、隣接軌道(第二の軌道402)上の障害物の有無を検知できることで、隣接軌道402上を走行する列車(隣接軌道上走行列車300)の前方障害物検知を実現することができる。すなわち、隣接軌道上走行列車300の前方障害物検知を自車(軌道上走行列車100)が担うことにより、前方監視する場合よりも近くから、撮影対象を画角の中央付近に捉えながら監視することができ、障害物を精度よく検知することができる。また、移動しながら隣接軌道上を監視するため、軌道近傍の構造物等、走行環境による障害物や死角が生じ難く、開放軌道において隣接軌道上の障害物を精度よく検知することができる。
【0083】
このようにして、本実施の形態に係る障害物検知システム1は、従来技術の課題として前述した外界センサの性能や走行区間・走行環境等の影響を受けることなく、複線環境下において隣接軌道402上の障害物を精度よく検知することができ、隣接軌道上走行列車300の走行安全性を高めることができる。
【0084】
なお前述した特許文献1には、自車前面に設置した前方監視用のカメラが撮影した映像内に隣接軌道が含まれる場合に、隣接軌道上の障害物の有無を検出する機能について記載されている。特許文献1の図7を見ると、自社の走行軌道を中心にとった上で、その視野に映りこんだ隣の軌道の一部について検出している例が示されている。
【0085】
しかし、特許文献1に開示された軌道上障害物検知システムの場合、監視カメラの本来の撮影目的が前方の障害物検知である以上、横方向に撮影される隣接軌道上の障害物を精度よく検知することは容易ではなく、列車が急なカーブや斜面を走行する場合や、隣接軌道の位置が自車の走行軌道から離れている場合等には、監視カメラの画角によっては必ずしも隣接軌道を撮影できるものではない。すなわち、特許文献1に開示された軌道上障害物検知システムは、隣接軌道付近を十分に撮影する思想を開示したものではなく、隣接軌道上の障害物の有無を検出できないことが想定される。
【0086】
また、脱線の要因となり得る小石のような不定形の小型障害物の場合、自車前面に設置した監視カメラで撮影しても、検知に必要な画素数が画像中に映し出されず検知が困難になるおそれがある。他方、小型障害物を大きく映し出すために、例えば監視カメラに搭載するレンズの焦点距離を長くすると、その分カメラの画角が狭くなり、走行区間によっては隣接軌道の周辺が十分に映し出されない可能性が高まる。
【0087】
以上のように、特許文献1に開示された軌道上障害物検知システムを含む従来技術では、開放軌道において軌道上の障害物の有無を精度よく検出することは困難であると言わざるを得ない。
【0088】
また、本実施の形態に係る障害物検知システム1では、外界センサの情報(側方監視カメラ110によるカメラ映像403)において隣接軌道上建築限界領域405に含まれない物体が映り込んだ場合であっても、図8のステップS16で説明したように、例えばモーションステレオ法等の既知の手法を適用することによって、誤検知を回避しながら、隣接軌道上走行列車300の走行を阻害する障害物のみを精度よく検知することができる。
【0089】
さらに、本実施の形態に係る障害物検知システム1によれば、障害物検知装置120が隣接軌道402上の障害物を検知した場合には、障害物検知装置120が搭載された軌道上走行列車100から、直接あるいは管制システム200を経由して、隣接軌道上走行列車300の進行を停止させることが可能となるので、速やかな安全制御を実現することができる。
【0090】
そして、このような本実施の形態に係る障害物検知システム1(障害物検知装置120)は、有人運転において運転士の周囲監視を支援するシステムとして利用できるだけでなく、開放軌道における列車の無人運転を実現するための、隣接軌道上走行列車向けの前方監視システムとして利用することもできる。
【0091】
(2)第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態に係る障害物検知システム1においては、軌道上走行列車100に1台の外界センサ(側方監視カメラ110)が搭載されていたのに対して、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2は、軌道上走行列車100に複数台の外界センサ(側方監視カメラ110A,110B,110C)が搭載される点で異なる。
【0092】
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る障害物検知装置の概念図である。また、図12は、本発明の第2の実施の形態に係る障害物検知システムの構成例を示すブロック図である。なお、図11図12は、第1の実施の形態で例示した図1図2と対応するものであり、共通する構成については同一の番号を付して説明を省略する。
【0093】
図11図12に示したように、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2は、軌道上走行列車100に搭載される複数の外界センサの一例として、側方監視カメラ110A,110B,110Cを備える。これらは、第1の実施の形態における側方監視カメラ110と同様、隣接軌道上を監視するカメラであり、一例として、1両目の車両に側方監視カメラ110Aが、2両目の車両に側方監視カメラ110Bが、3両目の車両に側方監視カメラ110Cが、それぞれ搭載される。それぞれの側方監視カメラ110A〜110Cで取得されたセンサデータ(カメラ映像)は、障害物検知装置120の隣接軌道上建築限界領域算出部123に入力される。
【0094】
図13は、第2の実施の形態における側方監視カメラの配置例を説明するための図である。図13に示したように、第一の軌道401を図中の上方向に向けて走行する軌道上走行列車100には、進行方向の1両目から3両目に順に、側方監視カメラ110A〜110Cが搭載されている。側方監視カメラ110A〜110Cは、第二の軌道(隣接軌道)402を撮影するためのカメラであり、その撮影範囲はカメラ撮影領域111A〜111Cで示されている。各カメラは軌道上走行列車100の進行軸に対し角度を有して設置される。図13では、一例として全てのカメラを列車の進行軸に対して垂直かつ俯角を付けて設置しているが、これに限らず、カメラごとに位置や姿勢を設定してもよい。加えて、カメラごとに画角や撮影周期を変更してもよい。
【0095】
なお、本例では、複数の外界センサの一例として複数の側方監視カメラ110A〜110Cを示すが、具体的な外界センサの種類は限定されず、例えば、カメラとLiDARの併用等であってもよい。また、図13には、隣接軌道402上の不定形の小型障害物の一例として障害物400が示されている。
【0096】
図13に示したように、第2の実施の形態では、複数の側方監視カメラ110A〜110Cによって、1台のカメラによって撮影する(図3参照)よりも広範囲を撮影することができ、さらに、重複領域の撮影も可能となっている。このため、これらのカメラによる映像を処理することによって、より精度の高い障害物検知が可能となる。
【0097】
次に、第2の実施の形態における障害物検知処理について、第1の実施の形態との違いを中心に説明する。
【0098】
図14は、第2の実施の形態における障害物検知処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図14に示した処理は、第1の実施の形態において図8に例示した障害物検知処理と共通するものが多く、これらについては、詳細な説明を省略する。第1の実施の形態(図8参照)との相違点としては、複数台の外界センサが搭載されるため、隣接軌道上の障害物検知処理を外界センサの台数分実行する必要がある。そして、第2の実施の形態における障害物検知処理は、図14に例示した処理手順を一定周期で実行することによって実現される。
【0099】
図14によれば、障害物検知処理が開始されると、まず、隣接軌道上建築限界領域算出部123が、側方監視カメラ110A〜110Cの何れかが撮影したカメラ映像を取得する(ステップS11)。例えば、初回のステップS11として、側方監視カメラ110Aのカメラ映像を取得するものとする。
【0100】
そして、次のステップS12では、隣接軌道上建築限界領域算出部123が、取得したカメラ映像における隣接軌道領域を算出する。隣接軌道領域の算出方法については、第1の実施の形態で説明した方法を採用することができる。
【0101】
次のステップS21では、図8のステップS13と同様の方法で、隣接軌道上建築限界領域算出部123が、ステップS11で取得した側方監視カメラ110Aによるカメラ映像のなかに、隣接軌道領域が存在するか否かを判定する。隣接軌道領域が存在すると判定した場合はステップS14に進む。一方、隣接軌道領域が存在しないと判定した場合は、図8のようにすぐに障害物無しとは判断せず、他の側方監視カメラ110B,110Cによるカメラ映像を確認するために、ステップS22に進む。
【0102】
ステップS14〜S16の処理は、図8と同様であって、隣接軌道上建築限界領域算出部123が、管制システム200(列車在線位置管理部210)から隣接軌道上車両情報を取得し、隣接軌道上建築限界領域を算出し、隣接軌道上建築限界領域のうちに、隣接軌道上走行列車300の走行を阻害する障害物が存在するか否かを検知する(障害物検知)。
【0103】
ステップS16の障害物検知が終了すると、ステップS11〜S16の処理が外界センサの台数分終了しているか否かを確認する(ステップS22)。全台の外界センサ(側方監視カメラ110A〜110C)について処理が終了した場合は(ステップS22のYES)、ステップS23に進む。一方、1台でも未処理であった場合は(ステップS22のNO)、ステップS11に戻り、未処理の外界センサ(例えば側方監視カメラ110B)のセンサデータに対して処理を行う。
【0104】
ステップS23では、進行許可判断部125が、各外界センサの障害物検知結果を統合し、ステップS24において、統合した結果に基づいて障害物の有無を確認する。具体的には例えば、3台の側方監視カメラ110A〜110Cのセンサデータに対して障害物検知が行われたとするとき、少なくとも何れかのデータで障害物が検知された場合は、統合結果を障害物有りと判断し(ステップS24のYES)、ステップS18に進む。一方、3台の何れでも障害物が検知されなかった場合には、統合結果を障害物無しと判断し(ステップS24のNO)、ステップS19に進む。
【0105】
その後は、図8と同様に、ステップS18では異常発生信号が送信され、ステップS19では異常無し信号が送信され、障害物検知処理を終了する。
【0106】
以上、図14に示した障害物検知処理が行われることにより、軌道上走行列車100に搭載した複数の外界センサのセンサデータに基づいて、隣接軌道402上の障害物を精度よく検知することができる。
【0107】
以上に説明したように、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2は、隣接軌道上を撮影する外界センサを複数搭載することによって、第1の実施の形態に係る障害物検知システム1を改良したものと捉えることができる。
【0108】
障害物検知システム2と障害物検知システム1とを比較した場合、障害物検知システム1に設置される外界センサ(側方監視カメラ110)は1台であるため、自車(軌道上走行列車100)が高速で走行する場合に、障害物が未検知となるおそれが多少存在する。具体的には、自車高速走行時は、撮影画像にブレが発生して障害物検知に適していない画像が取得される可能性や、画像間の差分(画素移動量)が大きくなることで障害物のトラッキングが困難となる可能性がある。
【0109】
これに対し、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2では、例えば自車の各車両に外界センサ(側方監視カメラ110A,110B,110C)を設置し、この複数台の外界センサで取得されるセンサデータ(カメラ映像403)を用いて障害物検知を実行することで、複数の検知結果が比較可能となり、障害物の未検知を抑制することに期待できる。
【0110】
ここで、多くの列車は複数車両編成で走行するため、例えば5両編成とした場合は、外界センサの設置可能位置は100m以上にも及ぶことが想定される。したがって、複数台の外界センサを100mの列車長に対して、例えば等間隔に設置するだけでも、異なったタイミング(時刻)で取得したセンサデータを障害物検知に用いることができる。
【0111】
以上のことから、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2は、第1の実施の形態で得られる効果に加えて、特に高速走行時における障害物の未検知発生を抑制し、第1の実施の形態よりも高精度な障害物検知を実現することができる。
【0112】
また、第2の実施の形態に係る障害物検知システム2は、複数台の外界センサを用いることにより、例えば何れかの外界センサが故障した場合でも、システム全体がすぐに機能停止することはなく、障害物検知を継続することができるため、システムの可用性や耐久性を高める効果を奏する。
【0113】
なお、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0114】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【0115】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実施には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0116】
1,2 障害物検知システム
100 軌道上走行列車
110(110A,110B,110C) 側方監視カメラ
111(111A,111B,111C) 側方監視カメラ撮影領域
120 障害物検知装置
121 列車軌道経路取得部
122 列車在線位置算出部
123 隣接軌道上建築限界領域算出部
124 隣接軌道上障害物検知部
125 進行許可判断部
130 通信部
200 管制システム
210 列車在線位置管理部
300 隣接軌道上走行列車
310 列車制駆動部
400 障害物
401 第一の軌道
402 第二の軌道(隣接軌道)
403 カメラ映像
404 隣接軌道領域
405 隣接軌道上建築限界領域
410 電柱
411,412,421,422 特徴点
図1
図2
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図10
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図12
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図14