特開 2025-6041 列車停止検知装置

(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】P2025006041

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】列車停止検知装置

(51)【国際特許分類】

   B61L 25/02 20060101AFI20250109BHJP

   B61L 23/00 20060101ALI20250109BHJP

   B61B 1/02 20060101ALI20250109BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B61L25/02 G

B61L23/00 Z

B61B1/02

G01C3/06 110V

G01C3/06 140

G01C3/06 130

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106588

(22)【出願日】2023-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000143396

【氏名又は名称】株式会社高見沢サイバネティックス

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】蒔田 健志

(72)【発明者】

【氏名】白石 幸一

【テーマコード（参考）】

2F112

3D101

5H161

【Ｆターム（参考）】

2F112AC03

2F112AC06

2F112BA06

2F112CA05

2F112DA28

2F112FA35

2F112FA45

2F112GA01

3D101AD11

5H161AA01

5H161BB02

5H161DD20

5H161DD21

5H161DD43

(57)【要約】

【課題】列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度を高めることができる列車停止検知装置を提供する。
【解決手段】列車停止検知装置１は、鉄道駅のプラットホーム３上に設置され、複数の鉄道車両１０１が連結された列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置を検知する。列車停止検知装置１は、第１のレーダセンサ１１と、第２のレーダセンサ１２と、第１のステレオカメラ２１と、第２のステレオカメラ２２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道駅のプラットホーム上に設置され、複数の鉄道車両が連結された列車が停止したこと及び前記列車の停止位置を検知する装置であって、
少なくとも１両の前記鉄道車両の所定部位を撮像して第１視差データを出力する第１のステレオカメラと、
少なくとも１両の前記鉄道車両の前記所定部位を撮像して第２視差データを出力する第２のステレオカメラと、
前記第１視差データに基づいて生成される、前記列車の停止の有無及び前記列車の停止位置に関する第１情報、及び、前記第２視差データに基づいて生成される、前記列車の停止の有無及び前記列車の停止位置に関する第２情報、のうち一方又は双方の情報に基づいて、前記列車が停止したか否かを判定し、且つ前記列車の停止位置に関する情報を生成する処理部と、
を備える、列車停止検知装置。

【請求項2】

前記プラットホームを基準とする前記第１のステレオカメラの設置高さと、前記プラットホームを基準とする前記第２のステレオカメラの設置高さとが互いに異なる、請求項１に記載の列車停止検知装置。

【請求項3】

前記処理部は、第１の時間帯においては前記第１情報に基づいて、前記列車が停止したか否かの判定、及び前記列車の停止位置に関する情報の生成を行い、前記第１の時間帯とは異なる第２の時間帯においては前記第２情報に基づいて、前記列車が停止したか否かの判定、及び前記列車の停止位置に関する情報の生成を行う、請求項２に記載の列車停止検知装置。

【請求項4】

前記第１のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線、及び前記第２のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線のうち少なくとも一方の軸線が、前記プラットホームに対して平行である、請求項１～３のいずれか１項に記載の列車停止検知装置。

【請求項5】

前記第１のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線、及び前記第２のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線のうち少なくとも一方の軸線が、前記プラットホームに対して傾斜している、請求項１～３のいずれか１項に記載の列車停止検知装置。

【請求項6】

前記所定部位は、
互いに連結された２両の前記鉄道車両のうち前方の前記鉄道車両における後方寄りの側面の一部と、
前記２両の鉄道車両のうち後方の前記鉄道車両における前方寄りの側面の一部と、
前記２両の鉄道車両同士を繋ぐ貫通幌の側面の少なくとも一部と、
を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の列車停止検知装置。

【請求項7】

前記第１のステレオカメラ及び前記第２のステレオカメラの一方または双方は、斜め下方を向くように設置される、請求項１～３のいずれか１項に記載の列車停止検知装置。

【請求項8】

前記処理部は、前記列車が停止したと判定した際に、前記列車の停止位置が所定の範囲内であるか否かを判定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の列車停止検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、列車停止検知装置に関する。本開示は、特に、ホームドアの付帯機器として、列車の停止、及び列車の停止位置を検知する列車停止検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鉄道駅のプラットホームにホームドアが多く設置されている。安全のため、列車が予め定められた位置範囲に停止したときにのみ、ホームドアを開くことが望まれる。そのため、プラットホーム上に設置され、列車が停止したこと及び列車の停止位置を検知する装置が知られている。例えば、特許文献１，３に記載された装置では、列車の車両連結部に向けてレーザ光を走査して車両端までの距離を計測し、該距離に基づいて、車両連結部と予め定められた定位置範囲との位置関係を判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６０００４８８号公報

【特許文献2】特許第６０８１５４９号公報

【特許文献3】特開２０１２－０４６１２３号公報

【特許文献4】特開２０１５－１４７４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述した特許文献１，３に記載された装置のように、列車に向けてレーザ光を走査して列車の停止位置を検知する構成には、いくつかの問題がある。まず、車両の表面色が黒色といった暗系の色である場合、車両表面からの反射光の強度が小さく、そのため距離の計測精度が低下する。その結果、列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度が低下するおそれがある。また、車両の表面の光反射率が鏡面仕上げ等により高くなっている場合には、照射したレーザ光が計測装置とは全く異なる方向に反射してしまい、そのため距離の計測ができないことがある。それらの結果、列車が停止したこと及び列車の停止位置を検知することが不可能となるおそれがある。

【0005】

本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度を高めることができる列車停止検知装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、［１］本開示による列車停止検知装置は、鉄道駅のプラットホーム上に設置され、複数の鉄道車両が連結された列車が停止したこと及び列車の停止位置を検知する装置であって、少なくとも１両の鉄道車両の所定部位を撮像して第１視差データを出力する第１のステレオカメラと、少なくとも１両の鉄道車両の所定部位を撮像して第２視差データを出力する第２のステレオカメラと、第１視差データに基づいて生成される、列車の停止の有無及び列車の停止位置に関する第１情報、及び、第２視差データに基づいて生成される、列車の停止の有無及び列車の停止位置に関する第２情報、のうち一方又は双方の情報に基づいて、列車が停止したか否かを判定し、且つ列車の停止位置に関する情報を生成する処理部と、を備える。

【0007】

上記［１］の列車停止検知装置は、ステレオカメラ（第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラ）を備えている。ステレオカメラはレーザ光を照射しないので、車両の表面色や車両の表面の光反射率に影響されにくい。従って、前述したレーザ光による測距の欠点を克服することができる。また、ステレオカメラは、太陽光などの外乱光の影響によって、計測が不安定となることがある。そこで、上記［１］の列車停止検知装置では、処理部が、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラといった２台のステレオカメラの一方又は双方からの情報に基づいて、列車が停止したか否かを判定し、且つ列車の停止位置に関する情報を生成する。これにより、太陽光などの外乱光の影響を抑制しつつ、列車が停止したこと及び列車の停止位置を精度良く検知することができる。

【0008】

［２］上記［１］の列車停止検知装置において、プラットホームを基準とする第１のステレオカメラの設置高さと、プラットホームを基準とする第２のステレオカメラの設置高さとが互いに異なってもよい。その場合、同じ所定部位を撮影するために、第１のステレオカメラのレンズの光軸と、第２のステレオカメラのレンズの光軸との傾斜角が互いに異なることとなる。よって、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラが太陽光などの外乱光の影響を同時に受けることを抑制できる。

【0009】

［３］上記［２］の列車停止検知装置において、処理部は、第１の時間帯においては第１情報に基づいて、列車が停止したか否かの判定、及び列車の停止位置に関する情報の生成を行い、第１の時間帯とは異なる第２の時間帯においては第２情報に基づいて、列車が停止したか否かの判定、及び列車の停止位置に関する情報の生成を行ってもよい。その場合、時間帯に応じて変化する外乱光（例えば太陽光）の影響を回避しつつ、列車の停止判定及び停止位置の計測を好適に行うことができる。

【0010】

［４］上記［１］～［３］のいずれか１つの列車停止検知装置において、第１のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線、及び第２のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線のうち少なくとも一方の軸線が、プラットホームに対して平行であってもよい。その場合、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラの設置作業を容易にできる。

【0011】

［５］上記［１］～［３］のいずれか１つの列車停止検知装置において、第１のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線、及び第２のステレオカメラを構成する２個のカメラを結ぶ軸線のうち少なくとも一方の軸線が、プラットホームに対して傾斜していてもよい。その場合、水平方向の画素の明暗差が増し、視差データの検出数が増加する。よって、第１情報及び第２情報の少なくとも一方をより精度良く生成することができ、列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度をより高めることができる。

【0012】

［６］上記［１］～［５］のいずれか１つの列車停止検知装置において、所定部位は、互いに連結された２両の鉄道車両のうち前方の鉄道車両における後方寄りの側面の一部と、２両の鉄道車両のうち後方の鉄道車両における前方寄りの側面の一部と、２両の鉄道車両同士を繋ぐ貫通幌の側面の少なくとも一部と、を含んでもよい。ステレオ画像において、前方及び後方の鉄道車両における側面までの距離と貫通幌の側面までの距離との違いは、列車の位置の判断に利用され得る最も特徴的な部分の一つである。従って、上記［６］の列車停止検知装置によれば、列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度をより高めることができる。

【0013】

［７］上記［１］～［６］のいずれか１つの列車停止検知装置において、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラの一方または双方は、斜め下方を向くように設置されてもよい。その場合、太陽光などの外乱光の影響を低減することができる。

【0014】

［８］上記［１］～［７］のいずれか１つの列車停止検知装置において、処理部は、列車が停止したと判定した際に、列車の停止位置が所定の範囲内であるか否かを判定してもよい。その場合、例えばホームドアの開閉を制御する装置が、列車の停止位置が所定の範囲内であるか否かに関する信号を処理部から受け取り、ホームドアの開閉を判断することができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示による列車停止検知装置によれば、列車が停止したこと及び列車の停止位置の検知精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本開示の一実施形態による列車停止検知装置が鉄道駅のプラットホーム上に設置された様子を示す図である。

【図2】図２は、列車停止検知装置の正面図である。

【図3】図３は、第１のレーダセンサ及び第２のレーダセンサから列車に向けて電波を発射する様子を示す平面図である。

【図4】図４は、第１のレーダセンサの計測対象部位を示す図である。

【図5】図５は、第２のレーダセンサの計測対象部位を示す図である。

【図6】図６は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラの撮影範囲を示す平面図である。

【図7】図７は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラの撮像対象部位を示す斜視図である。

【図8】図８は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラの撮像対象部位を示す側面図である。

【図9】図９は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラを示す正面図である。

【図10】図１０は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラを示す正面図である。

【図11】図１１は、第１のステレオカメラ及び第２のステレオカメラを示す側面図である。

【図12】図１２は、列車停止検知装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図13】図１３は、第１のレーダセンサ、第２のレーダセンサ、及び演算部の動作を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、第１のステレオカメラ（または第２のステレオカメラ）及び演算部の動作を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、総合判定を概念的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら本開示による列車停止検知装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図中には、必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示されている。下記の説明において、列車の進行方向をＸ方向と定義し、鉛直上方をＺ方向と定義する。

【0018】

図１は、本開示の一実施形態による列車停止検知装置１が鉄道駅のプラットホーム３上に設置された様子を示す図である。図２は、列車停止検知装置１の正面図である。列車停止検知装置１は、複数の鉄道車両１０１が連結された列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置を検知するための装置である。列車停止検知装置１は、例えばプラットホーム３に設置された屋根４等の建造物に固定される。プラットホーム３を基準とする列車停止検知装置１の設置高さは、例えば鉄道車両１０１のドアの上端の高さよりも高い。列車停止検知装置１は、第１のレーダセンサ１１と、第２のレーダセンサ１２と、第１のステレオカメラ２１と、第２のステレオカメラ２２と、を備える。

【0019】

第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、それぞれ取付け機構１１ｂ，１２ｂにより屋根４等の建造物に固定されている。第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、鉄道車両１０１に向けて電波を発射し、その反射波を測定することにより、鉄道車両１０１までの距離や方向を計測する。図２に示されるように、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、列車１００の進行方向（Ｘ方向）に沿って並んで配置されている。第１のレーダセンサ１１の送信機１１ａ及び第２のレーダセンサ１２の送信機１２ａの電波の発射方向は、互いに交差する。言い換えると、第１のレーダセンサ１１の送信機１１ａは斜め前方を向いており、第２のレーダセンサ１２の送信機１２ａは斜め後方を向いている。一例では、プラットホーム３を基準とする送信機１１ａ及び１２ａの設置高さは互いに等しい。第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、設置される位置及び向きを除いて、互いに同一の構成を有してもよい。列車１００の進行方向（Ｘ方向）において、第１のレーダセンサ１１は、第２のレーダセンサ１２に対して後方に配置されている。

【0020】

図３は、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２から列車１００に向けて電波ＲＷを発射する様子を示す平面図である。図３は、列車１００が規定の停止位置に停止した状態を示し、その列車１００における隣り合う２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂを示している。図３に示されるように、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、列車１００が規定の停止位置に停止した際に隣り合う２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂの車両連結部１０２に電波ＲＷが当たる位置に配置される。図示例のように、列車１００の進行方向（Ｘ方向）における第１のレーダセンサ１１と第２のレーダセンサ１２との間隔Ｗ１は、前方の鉄道車両１０１Ａにおける後方の鉄道車両１０１Ｂと対向する妻面（すなわち後側の妻面）１０３と、後方の鉄道車両１０１Ｂにおける前方の鉄道車両１０１Ａと対向する妻面（すなわち前側の妻面）１０４との間隔Ｗ２よりも大きいことが好ましい。また、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２は、列車１００が規定の停止位置に停止した状態において、前方の鉄道車両１０１Ａの妻面１０３と、後方の鉄道車両１０１Ｂの妻面１０４との双方から等距離にある仮想平面Ｈ１が、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２の双方から等距離にある仮想平面Ｈ２と一致するように配置されていることが好ましい。

【0021】

図４は、第１のレーダセンサ１１の計測対象部位１２１を示す図である。第１のレーダセンサ１１の計測対象部位１２１には、互いに連結された２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂのうち前方の鉄道車両１０１Ａの妻面１０３と、妻面１０３と前方の鉄道車両１０１Ａの側面１０５との間のエッジ（辺）１０６のうち少なくとも一方が含まれる。なお、本明細書において計測対象部位が妻面を含むとは、計測対象部位が、妻面の全体を含むことを必ずしも意味するものではなく、妻面の全体のうち少なくとも一部を含むことを意味する。図４は、計測対象部位１２１が、妻面１０３の全体のうち屋根寄り且つエッジ１０６寄りの一部の領域１０３ａを含む場合を例示している。第１のレーダセンサ１１は、計測対象部位１２１までの距離に関する測距信号（第１測距信号）を出力する。

【0022】

図５は、第２のレーダセンサ１２の計測対象部位１２２を示す図である。第２のレーダセンサ１２の計測対象部位１２２には、互いに連結された２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂのうち後方の鉄道車両１０１Ｂの妻面１０４と、妻面１０４と後方の鉄道車両１０１Ｂの側面１０７との間のエッジ（辺）１０８のうち少なくとも一方が含まれる。図５は、計測対象部位１２２が、妻面１０４の全体のうち屋根寄り且つエッジ１０８寄りの一部の領域１０４ａを含む場合を例示している。第２のレーダセンサ１２は、計測対象部位１２２までの距離に関する測距信号（第２測距信号）を出力する。

【0023】

再び図１及び図２を参照する。第１のステレオカメラ２１は、２つのカメラを有し、鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂを互いに異なる方向から同時に撮影することにより、２つのカメラの視差の違いに基づき、画像の奥行き方向の位置に関する視差データを出力する。第２のステレオカメラ２２も同様に、２つのカメラを有し、鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂを互いに異なる方向から同時に撮影することにより、２つのカメラの視差の違いに基づき、画像の奥行き方向の位置に関する視差データを出力する。第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、光を照射せずに、自然光や周囲の明かりを利用して撮影を行う。従って、車両の表面色が黒色といった暗系の色である場合や、車両の表面の光反射率が鏡面仕上げ等により高くなっている場合等であっても、十分な精度での距離計測が可能である。図２に示されるように、列車１００の進行方向（Ｘ方向）において、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、第１のレーダセンサ１１と第２のレーダセンサ１２との間に位置する。また、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、Ｚ軸方向に沿って並んで配置されている。プラットホーム３を基準とする第１のステレオカメラ２１の設置高さと、プラットホーム３を基準とする第２のステレオカメラ２２の設置高さとは互いに異なる。

【0024】

図６は、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２の撮影範囲Ｑを示す平面図である。図６は、列車１００が規定の停止位置に停止した状態を示し、その列車１００における隣り合う２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂを示している。図６に示されるように、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、列車１００が規定の停止位置に停止した際に隣り合う２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂの車両連結部１０２及びその付近が撮影範囲に含まれる位置に配置される。また、図示例のように、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、列車１００が規定の停止位置に停止した状態において、前方の鉄道車両１０１Ａの妻面１０３と、後方の鉄道車両１０１Ｂの妻面１０４との双方から等距離にある仮想平面Ｈ１と重なる位置に配置されていることが好ましい。

【0025】

図７及び図８は、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２の撮像対象部位（所定部位）１３０を示す斜視図及び側面図である。第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２の撮像対象部位１３０には、部分１０５ａと、部分１０７ａと、部分１１１ａとが含まれる。部分１０５ａは、互いに連結された２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂのうち前方の鉄道車両１０１Ａの側面１０５における後方寄りの一部である。部分１０５ａは、側面１０５における後方寄り且つ屋根寄りの一部であってもよい。部分１０７ａは、後方の鉄道車両１０１Ｂの側面１０７における前方寄りの一部である。部分１０７ａは、側面１０７における前方寄り且つ屋根寄りの一部であってもよい。部分１１１ａは、２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂ同士を繋ぐ貫通幌１１０の側面１１１の少なくとも一部である。部分１１１ａは、側面１１１における屋根寄りの一部であってもよい。部分１０５ａ、部分１０７ａ、及び部分１１１ａのうち少なくとも一つは、進行方向を長手方向とする長方形状の領域であってもよい。図８に示されるように、部分１０５ａはエッジ１０６に達していてもよく、部分１０７ａはエッジ１０８に達していてもよく、部分１１１ａは進行方向における貫通幌１１０の両端に達していてもよい。

【0026】

第１のステレオカメラ２１は、２台の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂにわたる撮像対象部位１３０を撮像して、視差データ（第１視差データ）を出力する。同様に、第２のステレオカメラ２２は、２台の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂにわたる撮像対象部位１３０を撮像して、視差データ（第２視差データ）を出力する。

【0027】

図９及び図１０は、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２を示す正面図である。これらの図には、第１のステレオカメラ２１を構成する２個のカメラ２１１，２１２を結ぶ軸線ＡＸ１と、第２のステレオカメラ２２を構成する２個のカメラ２２１，２２２を結ぶ軸線ＡＸ２とが示されている。これらの軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２のうち少なくとも一方の軸線は、プラットホーム３に対して平行であってもよい。図９には、軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２の双方がプラットホーム３に対して平行である例が示されている。この場合、軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２は互いに平行となる。或いは、軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２のうち少なくとも一方の軸線は、プラットホーム３に対して傾斜していてもよい。言い換えると、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２のうち少なくとも一方は、Ｙ軸周りにロール角を有してもよい。図１０には、軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２の双方がプラットホーム３に対して傾斜している例が示されている。プラットホーム３に対する軸線ＡＸ１の傾斜角θ１は、プラットホーム３に対する軸線ＡＸ２の傾斜角θ２と同じであってもよく、異なってもよい。傾斜角θ１の正負の符号は、傾斜角θ２の正負の符号と同じであってもよく、異なってもよい。傾斜角θ１の正負の符号が傾斜角θ２と逆であり、且つ傾斜角θ１の絶対値が傾斜角θ２の絶対値と等しい場合、Ｙ軸方向から見た軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２は、Ｚ軸方向に沿った直線に関して互いに線対称となる。また、Ｘ軸方向における第１のステレオカメラ２１の位置と、Ｘ軸方向における第２のステレオカメラ２２の位置とは、図１０に示されるように互いに異なってもよい。

【0028】

図１１は、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２を示す側面図である。これらの図には、第１のステレオカメラ２１のレンズの光軸ＡＸ３と、第２のステレオカメラ２２のレンズの光軸ＡＸ４とが示されている。これらの光軸ＡＸ３及び光軸ＡＸ４は、プラットホーム３に対してそれぞれ傾斜角α１及び傾斜角α２を有する。第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２が斜め下方を向くときの傾斜角α１及び傾斜角α２の符号を正とする。このとき、α１＞０，α２＞０である。すなわち、本実施形態では、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２は、斜め下方を向くように設置されている。なお、これに限られず、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２のうち一方が、斜め下方を向くように設置されてもよい。また、傾斜角α１の大きさと、傾斜角α２の大きさとは互いに異なる。一例では、設置高さの異なる第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２が同一の撮像対象部位１３０の方を向くように、傾斜角α１及び傾斜角α２が調整されている。

【0029】

図１２は、列車停止検知装置１のシステム構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、列車停止検知装置１は、測距部１０と、処理部３０とを備える。測距部１０は、前述した第１のレーダセンサ１１、第２のレーダセンサ１２、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２を有する。図示例では、処理部３０は３つの演算部３１、３２及び３３を有する。演算部３１、３２及び３３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭといった揮発性記憶部、及びＲＯＭまたはハードディスクといった不揮発性記憶部を含むコンピュータによって構成され得る。

【0030】

演算部３３は、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２と通信線を介して接続されており、計測対象部位１２１までの距離に関する測距信号Ｓ１を第１のレーダセンサ１１から受信するとともに、計測対象部位１２２までの距離に関する測距信号Ｓ２を第２のレーダセンサ１２から受信する。演算部３３は、測距信号Ｓ１及び測距信号Ｓ２に基づいて、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置に関する情報Ａ１を生成する。演算部３１～３３は通信線３４を介して互いに接続されており、演算部３３は、生成した情報Ａ１を、演算部３１及び３２のそれぞれへ送信する。

【0031】

図１３は、第１のレーダセンサ１１、第２のレーダセンサ１２、及び演算部３３の動作を示すフローチャートである。図１３に示されるように、まず、第１のレーダセンサ１１が計測を行い、測距信号Ｓ１を生成する（ステップＳＴ１１）。同時に、第２のレーダセンサ１２が計測を行い、測距信号Ｓ２を生成する（ステップＳＴ１２）。次に、演算部３３は、測距信号Ｓ１に示される計測対象部位１２１までの距離と、測距信号Ｓ２に示される計測対象部位１２２までの距離とを合成して合成データを生成する（ステップＳＴ１３）。続いて、演算部３３は、合成データの中に、計測対象部位１２１，１２２（すなわち、妻面１０３の領域１０３ａ、妻面１０４の領域１０４ａ、エッジ１０６、及びエッジ１０８）が含まれているか否かを判断する（ステップＳＴ１４）。合成データの中に計測対象部位１２１，１２２が含まれていない場合（ステップＳＴ１５：ＮＯ）、演算部３３は、ステップＳＴ１１～ＳＴ１５を再び繰り返す。合成データの中に計測対象部位１２１，１２２が含まれている場合（ステップＳＴ１５：ＹＥＳ）、演算部３３は、鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止したか否かを判断する（ステップＳＴ１７）。鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止していないと判断した場合（ステップＳＴ１７：ＮＯ）、演算部３３は、ステップＳＴ１１～ＳＴ１７を再び繰り返す。鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止したと判断した場合（ステップＳＴ１７：ＹＥＳ）、演算部３３は、第１のレーダセンサ１１及び第２のレーダセンサ１２の設置位置と、計測対象部位１２１，１２２までの距離データとに基づいて、列車１００の停止位置を算出する。そして、演算部３３は、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置に関する情報Ａ１を生成する（ステップＳＴ１８）。

【0032】

再び図１２を参照する。演算部３１は、第１のステレオカメラ２１と通信線を介して接続されており、撮像対象部位１３０を第１のステレオカメラ２１が撮像して得られた視差データＤ１を、第１のステレオカメラ２１から受信する。演算部３１は、視差データＤ１に基づいて、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置に関する情報（第１情報）Ａ２１を生成する。演算部３１は、情報Ａ２１を演算部３２へ送信する。演算部３２は、第２のステレオカメラ２２と通信線を介して接続されており、撮像対象部位１３０を第２のステレオカメラ２２が撮像して得られた視差データＤ２を、第２のステレオカメラ２２から受信する。演算部３２は、視差データＤ２に基づいて、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置に関する情報（第２情報）Ａ２２を生成する。演算部３２は、情報Ａ２２を演算部３１へ送信する。

【0033】

図１４は、第１のステレオカメラ２１（または第２のステレオカメラ２２）と、演算部３１（または演算部３２）の動作を示すフローチャートである。以下では第１のステレオカメラ２１及び演算部３１の動作について主に説明するが、第２のステレオカメラ２２及び演算部３２の動作もこれと同様である。

【0034】

図１４に示されるように、まず、第１のステレオカメラ２１が撮影を行い、視差データＤ１を生成する（ステップＳＴ２１）。次に、演算部３１は、視差データＤ１を距離データに変換し、撮像対象部位１３０のうち前方の鉄道車両１０１Ａの側面１０５の部分１０５ａと、後方の鉄道車両１０１Ｂの側面１０７の部分１０７ａとが該距離データに含まれているか否かを判断する。部分１０５ａ及び部分１０７ａが距離データに含まれていない場合（ステップＳＴ２２：ＮＯ）、演算部３１はステップＳＴ２１，ＳＴ２２を再び繰り返す。部分１０５ａ及び部分１０７ａが距離データに含まれている場合（ステップＳＴ２２：ＹＥＳ）、演算部３１は、エッジ１０６及びエッジ１０８が距離データに含まれているか否かを判断する（ステップＳＴ２３）。エッジ１０６及びエッジ１０８が距離データに含まれていない場合（ステップＳＴ２４：ＮＯ）、演算部３１はステップＳＴ２１～ＳＴ２４を再び繰り返す。エッジ１０６及びエッジ１０８が距離データに含まれている場合（ステップＳＴ２４：ＮＯ）、演算部３１は、撮像対象部位１３０のうち貫通幌１１０の側面１１１の部分１１１ａが距離データに含まれていることを確認する（ステップＳＴ２５）。なお、部分１１１ａが距離データに含まれていない場合であっても、後のステップへ移行してもよい。そして、演算部３１は、距離データから、鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止したか否かを判断する（ステップＳＴ２６）。鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止していないと判断した場合（ステップＳＴ２６：ＮＯ）、演算部３１は、ステップＳＴ２１～ＳＴ２７を再び繰り返す。鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂが停止したと判断した場合（ステップＳＴ２７：ＹＥＳ）、演算部３１は、第１のステレオカメラ２１の設置位置と、部分１０５ａ、部分１０７ａ、及び部分１１１ａまでの距離データとに基づいて、列車１００の停止位置を算出する。そして、演算部３１は、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置に関する情報Ａ２１を生成する（ステップＳＴ２８）。

【0035】

なお、軸線ＡＸ１及び軸線ＡＸ２のうち少なくとも一方の軸線がプラットホーム３に対して傾斜している場合（図１０を参照）、後の計算を容易にするため、演算部３１は、その傾斜角の分だけ視差データを補正してから距離データを算出してもよい。

【0036】

ここで、車両定位置状態総合判定（以下、総合判定）について説明する。図１５は、総合判定を概念的に示す図である。前述したように、第１のレーダセンサ１１からの測距信号Ｓ１と第２のレーダセンサ１２からの測距信号Ｓ２とが合成されて、その合成データＤＡから、列車１００の停止の有無及び停止位置に関する情報Ａ１が生成される。また、第１のステレオカメラ２１からの視差データＤ１から、列車１００の停止の有無及び停止位置に関する情報Ａ２１が生成される。また、第２のステレオカメラ２２からの視差データＤ２から、列車１００の停止の有無及び停止位置に関する情報Ａ２２が生成される。総合判定とは、情報Ａ１と、情報Ａ２１と、情報Ａ２２と、のうち少なくとも一つの情報に基づいて、列車１００が停止したか否かを最終的に判定し、且つ列車１００の停止位置に関する最終的な情報を生成することである。本実施形態では、総合判定は、演算部３１及び演算部３２のそれぞれにおいて個別に行われる。

【0037】

図１２に示されるように、演算部３１は、情報Ａ１と、情報Ａ２１と、情報Ａ２２と、のうち少なくとも一つの情報に基づいて、列車１００が停止したか否かを最終的に判定し、列車１００の停止位置に関する最終的な情報を生成する。そして、演算部３１は、列車１００が停止したと判定した際に、列車１００の停止位置が所定の範囲内であるか否かを判定する。演算部３１は、列車１００の停止位置が所定の範囲内であると判断した場合、車両定位置停止信号ＳＡ１を上位装置４０に送信する。

【0038】

演算部３１の上記動作と並行して、演算部３２もまた、情報Ａ１と、情報Ａ２１と、情報Ａ２２と、のうち少なくとも一つの情報に基づいて、列車１００が停止したか否かを最終的に判定し、列車１００の停止位置に関する最終的な情報を生成する。そして、演算部３２は、列車１００が停止したと判定した際に、列車１００の停止位置が所定の範囲内であるか否かを判定する。演算部３２は、列車１００の停止位置が所定の範囲内であると判断した場合、車両定位置停止信号ＳＡ２を上位装置４０に送信する。このように、演算部３１及び３２の二者が車両定位置停止信号を出力するのは、ホームドアを開く際に、列車１００が定位置に停止していることの確実性を高めるためである。

【0039】

一例では、演算部３１，３２は、天気、季節、および太陽光の影響によって、第１のステレオカメラ２１による視差データおよび第２のステレオカメラ２２による視差データの双方が不安定となる時間帯には、レーダセンサに基づく情報Ａ１を主な判断材料として、最終的な停止判定及び停止位置の情報生成をしてもよい。また、演算部３１，３２は、天気、季節、および太陽光などの外乱光の影響によって、第２のステレオカメラ２２による視差データが不安定となる時間帯（第１の時間帯）においては、情報Ａ１及び情報Ａ２１に基づいて、最終的な停止判定及び停止位置の情報生成をしてもよい。そして、演算部３１，３２は、天気、季節、および太陽光などの外乱光の影響によって、第１のステレオカメラ２１による視差データが不安定となる時間帯（第２の時間帯）においては、情報Ａ１及び情報Ａ２２に基づいて、最終的な停止判定及び停止位置の情報生成をしてもよい。或いは、プラットホーム３の延在する方角及び周囲の構造物等に起因して、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２による視差データが常に不安定となるような鉄道駅においては、演算部３１，３２は常に、レーダセンサに基づく情報Ａ１を主な判断材料として、最終的な停止判定及び停止位置の情報生成をしてもよい。このように、演算部３１，３２が情報Ａ１、情報Ａ２１、及び情報Ａ２２のうちいずれの情報を用いるかは、様々な状況により決定され得る。

【0040】

上位装置４０は、例えばホームドアの開閉を制御する装置である。上位装置４０は、演算部３１からの車両定位置停止信号ＳＡ１、及び演算部３２からの車両定位置停止信号ＳＡ２の片方または双方が、列車１００の停止位置が所定の範囲内であることを示す場合に限り、ホームドアを開閉する。

【0041】

以上に説明した本実施形態の列車停止検知装置１によって得られる効果について説明する。本実施形態の列車停止検知装置１は、ステレオカメラ（第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２）を備えている。ステレオカメラはレーザ光を照射しないので、鉄道車両１０１の表面色や鉄道車両１０１の表面の光反射率に影響されにくい。従って、前述したレーザ光による測距の欠点を克服することができる。また、ステレオカメラは、太陽光などの外乱光の影響によって、計測が不安定となることがある。そこで、本実施形態の列車停止検知装置１では、処理部３０が、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２といった２台のステレオカメラの一方又は双方からの情報に基づいて、列車１００が停止したか否かを判定し、且つ列車１００の停止位置に関する情報を生成する。これにより、太陽光などの外乱光の影響を抑制しつつ、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置を精度良く検知することができる。

【0042】

本実施形態のように、プラットホーム３を基準とする第１のステレオカメラ２１の設置高さと、プラットホーム３を基準とする第２のステレオカメラ２２の設置高さとが互いに異なってもよい。その場合、同じ撮像対象部位１３０を撮影するために、図１１のように、第１のステレオカメラ２１のレンズの光軸ＡＸ３の傾斜角α１と、第２のステレオカメラ２２のレンズの光軸ＡＸ４の傾斜角α２とが互いに異なることとなる。よって、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２が太陽光などの外乱光の影響を同時に受けることを抑制できる。

【0043】

本実施形態のように、処理部３０は、第１の時間帯においては情報Ａ２１に基づいて、列車１００が停止したか否かの判定、及び列車１００の停止位置に関する情報の生成を行い、第１の時間帯とは異なる第２の時間帯においては情報Ａ２２に基づいて、列車１００が停止したか否かの判定、及び列車１００の停止位置に関する情報の生成を行ってもよい。その場合、時間帯に応じて変化する外乱光（例えば太陽光）の影響を回避しつつ、列車１００の停止判定及び停止位置の計測を好適に行うことができる。

【0044】

図９に示されたように、第１のステレオカメラ２１を構成する２個のカメラ２１１，２１２を結ぶ軸線ＡＸ１、及び第２のステレオカメラ２２を構成する２個のカメラ２２１，２２２を結ぶ軸線ＡＸ２のうち少なくとも一方の軸線は、プラットホーム３に対して平行であってもよい。その場合、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２の設置作業を容易にできる。

【0045】

図１０に示されたように、第１のステレオカメラ２１を構成する２個のカメラ２１１，２１２を結ぶ軸線ＡＸ１、及び第２のステレオカメラ２２を構成する２個のカメラ２２１，２２２を結ぶ軸線ＡＸ２のうち少なくとも一方の軸線は、プラットホーム３に対して傾斜していてもよい。その場合、水平方向の画素の明暗差が増し、視差データの検出数が増加する。よって、情報Ａ２１及び情報Ａ２２の少なくとも一方をより精度良く生成することができ、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置の検知精度をより高めることができる。

【0046】

本実施形態のように、撮像対象部位１３０は、互いに連結された２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂのうち前方の鉄道車両１０１Ａの側面１０５における後方寄りの部分１０５ａと、後方の鉄道車両１０１Ｂの側面１０７における前方寄りの部分１０７ａと、貫通幌１１０の側面１１１の部分１１１ａと、を含んでもよい。ステレオ画像において、前方及び後方の鉄道車両における側面までの距離と貫通幌の側面までの距離との違いは、列車の位置の判断に利用され得る最も特徴的な部分の一つである。従って、本実施形態の列車停止検知装置１によれば、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置の検知精度をより高めることができる。

【0047】

本実施形態のように、第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２の一方または双方は、斜め下方を向くように設置されてもよい。その場合、太陽光などの外乱光の影響をより低減し、列車１００が停止したこと及び列車１００の停止位置の検知精度をより高めることができる。

【0048】

本実施形態のように、処理部３０は、列車１００が停止したと判定した際に、列車１００の停止位置が所定の範囲内であるか否かを判定してもよい。その場合、例えばホームドアの開閉を制御する上位装置４０が、列車１００の停止位置が所定の範囲内であるか否かに関する車両定位置停止信号ＳＡ１，ＳＡ２を処理部３０から受け取り、ホームドアの開閉を判断することができる。

【0049】

本開示による列車停止検知装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、処理部３０は、上述した機能のほかに、測距部１０及び処理部３０の異常や故障を検出する機能、列車停止検知装置の状態の表示（例えばＬＥＤの点灯）を行う機能、総合判断に用いるパラメータの設定機能、判定結果や測距部１０の情報などのログの記録を行う機能、の少なくとも一つを更に有してもよい。また、上記実施形態では第１のステレオカメラ２１及び第２のステレオカメラ２２といった２つのステレオカメラが設けられているが、ステレオカメラはいずれか一方のみ設けられてもよい。また、上記実施形態では撮像対象部位１３０が２両の鉄道車両１０１Ａ，１０１Ｂの部位を含んでいるが、撮像対象部位は１両のみ、または３両以上の鉄道車両１０１の部位を含んでもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…列車停止検知装置、３…プラットホーム、１０…測距部、１１…第１のレーダセンサ、１１ａ…送信機、１１ｂ…取付け機構、１２…第２のレーダセンサ、１２ａ…送信機、１２ｂ…取付け機構、２１…第１のステレオカメラ、２２…第２のステレオカメラ、３０…処理部、３１～３３…演算部、３４…通信線、４０…上位装置、１００…列車、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ…鉄道車両、１０２…車両連結部、１０３，１０４…妻面、１０３ａ，１０４ａ…領域、１０５，１０７…側面、１０５ａ，１０７ａ…部分、１０６，１０８…エッジ、１１０…貫通幌、１１１…側面、１１１ａ…部分、１２１，１２２…計測対象部位、１３０…撮像対象部位、２１１，２１２，２２１，２２２…カメラ、Ａ１，Ａ２１，Ａ２２…情報、ＡＸ１，ＡＸ２…軸線、ＡＸ３，ＡＸ４…光軸、Ｄ１，Ｄ２…視差データ、ＤＡ…合成データ、Ｈ１，Ｈ２…仮想平面、Ｑ…撮影範囲、ＲＷ…電波、Ｓ１，Ｓ２…測距信号、ＳＡ１，ＳＡ２…車両定位置停止信号、Ｗ１，Ｗ２…間隔、α１，α２…傾斜角、θ１，θ２…傾斜角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】