(57)【要約】【課題】電車のドアに異物が挟まっている状況を見落とさずに検知できるようにする。【解決手段】電車のドアとホームの両方を含み電車のドアが占める領域が半分以上となる画像を撮像する撮像装置１０と、撮像した画像に対しＣａｎｎｙ法によりエッジ検出し、その後エッジ成分のフーリエ変換画像を得、得られたフーリエ変換画像の強度を原点から複数の方向毎に積算し、得られた各積算強度を降順ソートした結果の２番目と３番目の強度の強度差が所定閾値を超えるとき正常、所定閾値以下のとき異常発生と判定する画像処理装置２０と、異常発生と判定されたとき該異常発生の情報を伝達する伝達装置３０とを備える。【選択図】図１
2010173591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電車のドア部分とホームの両方を含む画像を撮像する撮像装置と、
該撮像装置で撮像した画像に対しエッジ検出した後のエッジ成分の空間周波数強度を原点から複数の方向毎に積算し、得られた各積算強度のうちの２番目と３番目の強度の強度差が所定閾値以下のとき異常発生と判定する画像処理装置と、
該画像処理装置で異常発生と判定されたとき該異常発生の情報を伝達する伝達装置と、
を備えることを特徴とする電車ドア監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電車ドア監視システムにおいて、
前記撮像装置は、前記電車のドア部分が占める領域が半分以上となる画像を撮像することを特徴とする電車ドア監視システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電車ドア監視システムにおいて、
前記画像処理装置の前記複数の方向毎の前記空間周波数強度の積算は、前記エッジの画像をフーリエ変換して得られたフーリエ変換画像について行うことを特徴とする電車ドア監視システム。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の電車ドア監視システムにおいて、
前記２番目と３番目の積算強度は、前記複数の方向毎に積算した各積算強度を降順でソートした結果から得ることを特徴とする電車ドア監視システム。
【請求項５】
少なくとも電車のドア部分とホームの両方を含む画像を撮像し、得られた画像に対しエッジ検出した後のエッジ成分の空間周波数強度を原点から複数の方向毎に積算し、得られた各積算強度のうちの２番目と３番目の強度の強度差が所定閾値以下のとき異常発生と判定し、該異常発生の情報を伝達することを特徴とする電車ドア監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電車ドア監視方法において、
前記撮像は、前記電車のドア部分が占める領域が半分以上となるように撮像することを特徴とする電車ドア監視方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電車ドア監視方法において、
前記空間周波数強度の積算は、前記エッジの画像をフーリエ変換して得られたフーリエ変換画像について行うことを特徴とする電車ドア監視方法。
【請求項８】
請求項５、６、又は７に記載の電車ドア監視方法において、
前記２番目と３番目の積算強度は、前記複数の方向毎に積算した空間周波数強度を降順でソートした結果から得ることを特徴とする電車ドア監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電車がホームから発車する際に、ドアやドア付近のホームの異常を監視する電車ドア監視システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電車ドア監視システムとして、特許文献１に記載のように、電車のドアに挟まれたものがあると反応するセンサーを当該のドアに取り付けて検知することが知られている。これは、人が挟まれた状態を想定しており、２ｃｍ以上の物体が挟まった場合に反応する仕組みである。しかし、例えば、ベビーカーの脚の部分だけが挟まった場合には、脚が細すぎて従来のセンサーでは反応しないため、そのまま宙吊り状態で発車してしまう場合がある。また、ホーム監視用にカメラが設置されており、車掌等が映像を目視で確認している。これは、曲がっているホームや長い電車等、電車の最後尾から全てを見通すのが難しい状況において活用されている。しかし、監視カメラの映像の目視確認だけでは、ドアに挟まれた異物を見落とす可能性もあり、危険な状況のまま発車してしまう場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のように、従来ではドアに異物が挟まっている状況が見落とされる可能性があり、重大な事故に発展する恐れがあった。
【０００４】
本発明の目的は、ドアに異物が挟まっている状況を見落とさずに検知できるようにして、電車事故を未然に防止することができるようにした電車ドア監視システムおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の電車ドア監視システムは、少なくとも電車のドア部分とホームの両方を含む画像を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像した画像に対しエッジ検出した後のエッジ成分の空間周波数強度を原点から複数の方向毎に積算し、得られた各積算強度のうちの２番目と３番目の強度の強度差が所定閾値以下のとき異常発生と判定する画像処理装置と、該画像処理装置で異常発生と判定されたとき該異常発生の情報を伝達する伝達装置と、を備えることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の電車ドア監視システムにおいて、前記撮像装置は、前記電車のドア部分が占める領域が半分以上となる画像を撮像することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の電車ドア監視システムにおいて、前記画像処理装置の前記複数の方向毎の前記空間周波数強度の積算は、前記エッジの画像をフーリエ変換して得られたフーリエ変換画像について行うことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載の電車ドア監視システムにおいて、前記２番目と３番目の積算強度は、前記複数の方向毎に積算した各積算強度を降順でソートした結果から得ることを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、少なくとも電車のドア部分とホームの両方を含む画像を撮像し、得られた画像に対しエッジ検出した後のエッジ成分の空間周波数強度を原点から複数の方向毎に積算し、得られた各積算強度のうちの２番目と３番目の強度の強度差が所定閾値以下のとき異常発生と判定し、該異常発生の情報を伝達することを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の電車ドア監視方法において、前記撮像は、前記電車のドア部分が占める領域が半分以上となるように撮像することを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項５又は６に記載の電車ドア監視方法において、前記空間周波数強度の積算は、前記エッジの画像をフーリエ変換して得られたフーリエ変換画像について行うことを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項５、６、又は７に記載の電車ドア監視方法において、前記２番目と３番目の積算強度は、前記複数の方向毎に積算した空間周波数強度を降順でソートした結果から得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電車のドアに付いている従来のセンサーでは反応しないベビーカーが挟まった状態でも、これを正確に検知することが可能となり、電車事故を未然に防止できる。また、発車間際の電車の近くにいる人や物を検知し、駅員等に知らせることもでき、安全管理に役立つ。また、通常の目視確認に用いている監視カメラの映像を画像処理することによってドアに異物が挟まっている状況を検知することが可能であり、ホームドア等の新規設備投資に比べて導入コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例の電車ドア監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の画像処理装置の詳細な構成のブロック図である。
【図３】電車ドアに異物が挟まっていない時（正常時）のフーリエ変換画像を示す図である。
【図４】電車ドアに異物が挟まっている時（異常時）のフーリエ変換画像を示す図である。
【図５】フーリエ変換画像上の空間周波数の強度積算の各方向の説明図である。
【図６】電車ドアが正常時の積算強度の特性図であり、（ａ）は各方向の昇順で積算強度を並べた特性図、（ｂ）は積算強度を降順で並べた特性図である。
【図７】電車ドアが異常時の積算強度の特性図であり、（ａ）は各方向の昇順で積算強度を並べた特性図、（ｂ）は積算強度を降順で並べた特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、ホームに設置されている監視カメラの映像を画像処理装置に入力し、ドアに異物が挟まれた状態、および、ドア際に物体や人体があることを自動検知して、車掌や運転士に通知するものである。具体的には、入力映像に対して、エッジ検出を行い、画像上でコントラストが変わる境界を強調する。続いて、エッジが検出された画像に対して、周波数解析を行い、周波数解析結果の画像において、原点からある程度の幅を持った方向毎に周波数強度を積算する。ドアが正常に閉まった状態は、垂直および水平方向等の特定の２方向にエッジが抽出され他の方向では抽出されないため、周波数強度の強い順で２番目と３番目の差が閾値以上であれば、ドアが正常に閉まっていると判断する。逆に、２番目と３番目の差が閾値未満であれば、垂直および水平方向以外の方向も周波数強度が強く現れるため、異物が挟まっていると判断する。異物が挟まっていたら、車掌、運転手に通知しランプ等で異常を知らせる。
【０００９】
すなわち、発明は、既にホームに設置されている監視カメラの映像を利用して、電車のドアが正常に閉まっている状態では特定の２方向成分のエッジが強く検出されることに基づいて、エッジの各方向の強度順で第２、第３の方向の差が小さければ、ベビーカー等の一部が細い部分を持っ物体等が挟まっていると自動で検知し、通知するものである。
【００１０】
＜実施例＞
図１に、本発明の１つの実施例の電車ドア監視システム構成を示す。１０は撮像装置であり、駅のホームに設置された電車のドアを監視する監視カメラからなる。２０は画像処理装置であり、撮像装置１０で撮像した画像を入力し、その入力画像に対してエッジ検出処理と空間周波数解析を行い、異物の有無を判定する。３０は伝達装置であり、画像処理装置２０による判定結果を基に、異物があれば、ホーム上にいる駅員等の関係者に警告のサイレンやランプ、無線機等で通達する。伝達装置で伝達する際には、ＨＤＤ等の記録メディアに記録してから伝達することもできる。
【００１１】
画像の取得に際しては、ホームの直線又は接線に対して、０度〜９０度の範囲で交わるような角度に撮像装置１０を設置して、撮像する。画像中でホームと電車のドアが共に映り、且つ電車のドアの占める領域（画素数）が画像電体の半分以上になるようにする。また、画像処理装置２０による異物の有無の判定は、電車のドアが閉まり始めてから開始し、電車発車とともに終了する。
【００１２】
図２に、画像処理装置２０の詳細を示す。入力部２１から入力した画像は、エッジ検出部２２において、細かい線まで抽出する特徴のあるＣａｎｎｙの検出法を計算機で演算し、各画素でエッジか否か判定した値を算出する。なお、Ｃａｎｎｙの検出法以外のエッジ検出法を用いることもできる。周波数解析部２３では、得られたエッジ画像に対してエッジの方向成分に対する空間周波数の強度を算出するために、フーリエ変換を計算機で演算し、フーリエ変換画像を得る。フーリエ変換画像は、入力画像のＸ軸（横方向）、Ｙ軸（縦方向）と同様に軸を取ると、原点０＝（０，０）に近い程、空間周波数が低く、中心から遠ざかると空間周波数が高くなる。また、フーリエ変換画像上の任意の位置Ｐ＝（ｘ，ｙ）では、線分ＯＰに直交する方向での入力画像の輝度値の空間的変化を周波数解析した強度をプロットしている。
【００１３】
つまり、フーリエ変換画像上での強度分布が特定の方向のみに現われる場合は、入力画像は線分の向きが揃っている特徴があり、フーリエ変換画像上での強度分布が原点を中心に円状に分布されれば、入力画像は線分の向きがランダムであることを表す。
【００１４】
図３は、電車のドアが正常に閉まっている場合（正常時）のフーリエ変換画像の例であり、電車、ホームともに直線や矩形が多く、結果的に特定方向に黒点が伸びていることが分かる。一方、図４は、電車のドアに異物が挟まった場合（異常時）のフーリエ変換画像の例であり、異物があると、画像中では様々な方向に境界線が存在するためん、黒点が一様に分布している。
【００１５】
フーリエ変換画像で、特定の方向ｋにおける空間周波数の強度を積算して、方向毎の積算強度（ｆ（ｋ））を得る。方向の範囲（幅）は図５に示すように、角度Δθｋで表す。得られた積算強度ｆ（ｋ）を降順でソートし、２番目と３番目の積算強度差Ｄを算出する。判定処理部２４では、積算強度差Ｄが閾値（ＴＨ）以上であれば、正常と判断し、閾値（ＴＨ）未満であれば、異常と判断する。異常と判断された場合は、出力部２５からの出力によって、伝達装置３０により、ホーム上にいる駅員等の関係者に警告のサイレンやランプ、無線機等で通達する。
【００１６】
図６は、正常時の各方向の積算強度をプロットした例であり、左側のグラフ（図６(a)）は各方向の昇順（例えば、反時計回り方向）で並べたもの、右側の例のグラフ（図６(b)）は積算強度を降順（大→小）で並べたものである。右側のグラフの矢印の長さが積算強度差Ｄに相当する。この積算強度差Ｄは長くなっていて、正常時を示す。
【００１７】
図７は、異常時の各方向の積算強度をプロットした例であり、左側のグラフ（図７(a)）は各方向の昇順で並べたもの、右側の例のグラフ（図７(b)）は積算強度を降順で並べたものである。右側のグラフの矢印の長さが積算強度差Ｄに相当する。この積算強度差Ｄは短くなっていて、異常時を示す。
【００１８】
以上から、本実施例によれば、ドアに設置されている従来のセンサでは検知することができないような小さな異物が挟まっている場合でも、これを正確に検知することが可能となる。また、発車間際の電車の近くにいる人や物も検知することが可能であり、その状況を駅員等に知らせることもできる。また、通常の目視確認に用いている監視カメラで得られた映像を画像処理して検知することが可能であるので、ホームドア等の新規設備投資に比べて導入コストを抑えることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１０：撮像装置
２０：画像処理装置、２１：入力部、２２：エッジ検出部、２３：周波数解析部、２４      ：判定処理部、２５：出力部
３０：伝達装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平０３−１８９２６５号公報
【図１】
2010173591.tif 000003
【図２】
2010173591.tif 000004
【図３】
2010173591.tif 000005
【図４】
2010173591.tif 000006
【図５】
2010173591.tif 000007
【図６】
2010173591.tif 000008
【図７】
2010173591.tif 000009