(57)【要約】【課題】  除雪車による除雪作業において、線路に氷雪した雪を削り落とすアイスカッターの破損を防止する除雪車の運転警告システムを得る【解決手段】  撮影時間とともに記録された一連の映像データファイルを保持する映像データファイル保持部と、撮影位置と撮影時間と一連の映像データファイルとの対応関係を保持する映像データベース部と、除雪車の位置を演算するＧＰＳ受信端末と、映像データファイルを表示する表示装置と、前記ＧＰＳ受信端末により計算された列車位置が地図データに記憶された線路の特定ポイントに接近すると、表示装置に表示された映像データに警告の表示をする警告処理部とを備えた。【選択図】 図１
2006044367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路の特定ポイントを位置データと対応させて記憶する２次元地図データ保持部と、
撮影時間とともに記録された一連の映像データファイルを保持する映像データファイル保持部と、
少なくとも前記一連の映像データファイルを取得した撮影位置と撮影時間とを含む属性情報と前記映像データファイル保持部に保持された一連の映像データファイルとを前記撮影時間をもとに対応付ける対応付け部と、
前記対応付け部によって対応付けられた前記撮影位置と前記撮影時間と前記一連の映像データファイルとの対応関係を保持する映像データベース部と、
ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信しＧＰＳ信号から得られたＧＰＳ観測情報と、電子基準点の誤差と面補正パラメータを含む補正データとを用い、疑似距離を計算して、除雪車の位置を演算するＧＰＳ受信端末と、
前記ＧＰＳ受信端末により計算された除雪車の位置に最も近い映像データを含む映像データファイルを前記映像データベース部から検索する処理装置と、
前記検索された映像データファイルを表示する表示装置と、
前記ＧＰＳ受信端末により計算された前記除雪車の位置が前記２次元地図データ保持部に記憶された線路の特定ポイントに接近すると、前記表示装置に表示された映像データに警告情報を出力する警告処理部と、
を備えたことを特徴とする除雪車の運転警告システム。
【請求項２】
前記警告処理部は、
前記一連の映像データファイルを取得する撮影装置が取り付けられた地面からの高さと取付け角度と前記撮影装置の画角を予め取得し、
前記撮影装置が取り付けられた地面からの高さと前記取付け角度と前記画角とから、前記撮影装置からの距離と前記表示装置に表示される表示位置との相関を示す相関表を取得し、
前記除雪車と前記特定ポイントとの距離を、前記ＧＰＳ受信端末が演算する位置データと前記２次元地図データ保持部に保持される２次元地図データとから取得し、
前記相関表と前記除雪車と前記特定ポイントとの距離に基づき、前記表示装置に表示された映像データの前記特定ポイントの位置に枠表示を重ねて表示することを特徴とする請求項１記載の除雪車の運転警告システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車が走行する線路（レール）の除雪作業を行う除雪車の運転警告システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の除雪作業は夜中〜未明に行われることが多く、また、天候の悪いときに実施することもある。除雪車にはレールに氷雪した雪を削り落とすためのアイスカッターが設けられているが、踏切り付近や線路（レール）の切換ポイント付近ではアイスカッターを除雪作業中のレール高さの位置から持ち上げて、アイスカッターを保護する必要がある。
従来、この作業は運転手の経験と目視に頼っており、例えば踏切り付近に近づくと徐行し、踏切り位置を確認しながらアイスカッターによる除雪作業とアイスカッターの持ち上げ作業を行っていた。
また、従来、線路に設置され、除雪車の運転制御に必要な情報が予め記憶されたデータデポと、除雪車に設置され、データデポに記憶された情報を読み取るリーダと、リーダにより読み取られた情報に基づいて除雪車を運転制御する制御部とを備えた除雪車の運転制御装置があった（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、走行中の車両の位置検出精度を上げる改良方式として、線路近傍に複数の地上マーカを設置してこれらを緯度、経度と関連付けて記憶させ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＤＧＰＳ信号を受信して、これらの両方の信号に基づいて車両の位置を確定する改良方式の位置検出方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６４５３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら降雪時や夜間で視界が悪いときには運転手の経験と目視だけでは、踏切り位置が分からず、誤ってアイスカッターを破損してしまうことがあった。
また、従来の除雪車の運転制御装置では、車輪の空転、滑走などにより積算距離に誤差が混入する場合があり、得られた位置情報は正確なものではなく、誤った踏切り位置を認識してアイスカッターを破損してしまうことがあった。
また、従来の改良方式の位置検出方法によれば、走行する線路の近傍に多数の地上マーカを常に設置しておく必要があり、システム規模が大きくなるという課題があった。地上マーカとして既存の設備を利用することも述べられているが、そうするとそれらの設備で位置分解能が制限されるという問題があった。また、重要なことであるが、ディスプレイなどの表示装置の地図上に単に除雪車の位置と踏切り位置が表示されているだけでは、除雪車の運転手は運転席からみてどの位置に踏切りがあるのかを確認しづらく、結果としてどのタイミングでアイスカッターを持ち上げればよいかという判断ができずにアイスカッターを破損してしまうという問題があった。
【０００５】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、除雪車の正確な位置データを取得し、位置データに関連付けられ予め視界のよい時に撮影された映像データファイルを表示装置上で見ることによって、作業が夜間や積雪時で踏切り位置が確認し難いときであっても踏切り位置を正確に把握することが出来、アイスカッターの破損を防止する除雪車の運転警告システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る除雪車の運転警告システムは、線路の特定ポイントを位置データと対応させて記憶する２次元地図データ保持部と、撮影時間とともに記録された一連の映像データファイルを保持する映像データファイル保持部と、少なくとも前記一連の映像データファイルを取得した撮影位置と撮影時間とを含む属性情報と前記映像データファイル保持部に保持された一連の映像データファイルとを前記撮影時間をもとに対応付ける対応付け部と、前記対応付け部によって対応付けられた前記撮影位置と前記撮影時間と前記一連の映像データファイルとの対応関係を保持する映像データベース部と、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信しＧＰＳ信号から得られたＧＰＳ観測情報と、電子基準点の誤差と面補正パラメータを含む補正データとを用い、疑似距離を計算して、除雪車の位置を演算するＧＰＳ受信端末と、前記ＧＰＳ受信端末により計算された除雪車の位置に最も近い映像データを含む映像データファイルを前記映像データベース部から検索する処理装置と、前記検索された映像データファイルを表示する表示装置と、前記ＧＰＳ受信端末により計算された前記除雪車の位置が前記２次元地図データ保持部に記憶された線路の特定ポイントに接近すると、前記表示装置に表示された映像データに警告情報を出力する警告処理部とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
以上のようにこの発明によれば、除雪車の位置データと、位置に関連付けられた映像データファイルを備えることにより、位置に関連付けられた映像データファイルをみることによって、現在の除雪車の位置と踏切り位置との位置関係を正確に把握することができるので、除雪車に備えられて線路（レール）の雪を削り落とすアイスカッターを誤って破損してしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は本実施の形態１における除雪車の運転警告システムの構成を示す図である。
図１において、除雪車１に搭載する搭載装置は、複数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、ＧｎからのＧＰＳ信号１１を受信するＧＰＳアンテナ３と、ＰＡＳセンタ３１からの補正データ３２を受信する補正情報受信アンテナ８と、ＧＰＳ信号（測位信号）１１と補正データ３２を入力し、列車の位置データ９を出力するＧＰＳ受信端末２と、列車の位置データ９を入力し位置データ９に最も近接した撮影位置を含む映像データファイル名を映像データベース部２６のテーブル３０（図８で後述する）から検索し、映像データファイル名に対応した映像データファイルを映像データファイル保持部２７から取出し、表示装置５に出力する処理装置４と、入力した映像データファイルを表示する表示装置５と、位置時間データと一連の映像データファイルとの対応関係をテーブル３０として格納する映像データベース部２６と、一連の映像データファイルを格納する映像データファイル保持部２７と、線路の特定のポイントを位置と対応させて記憶し、処理装置４から入力した除雪車の位置データ９に対応する２次元地図データ４３を処理装置４と警告処理部３７に出力する２次元地図データ保持部４２と、除雪車の位置データ９と２次元地図データ４３を入力し、列車位置が線路の特定ポイントに接近すると表示装置５に警告情報を出力する警告処理部３７からなる。
【０００９】
ＰＡＳセンタ３１は、正確な位置が判っている複数の電子基準点（図示せず）にそれぞれ設置されたＧＰＳ受信器をネットワークで接続している。各電子基準点のＧＰＳ受信器はＧＰＳ衛星Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎから受信した受信信号（測位信号）から、Ｌ１搬送波（１５７５．４２ＭＨｚ）とＬ２搬送波（１２２７．６ＭＨｚ）の二周波から成る搬送波位相データ、衛星測位時間データ、エフェメリスデータ、アルマナックデータ、及び擬似距離データなどのＧＰＳ観測情報を取得する。このＧＰＳ観測情報は、電子基準点の識別コードとともにＰＡＳセンタ３１に送られる。ＰＡＳセンタ３１は、各ＧＰＳ受信器から得たＧＰＳ観測情報を用いて、広域電子基準点網内でＦＫＰ（Ｆｌａｃｈｅｎ Ｋｏｒｒｅｋｔｕｒ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）方式の演算処理によって面補正パラメータを演算する（例えば、Ｇ．Ｗｕｂｂｅｎａ，Ａ．Ｂａｇｇｅ，Ｍ．Ｓｃｈｍｉｔｚ，”ＲＴＫ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｇｅｏ＋＋  ＧＮＳＭＡＲＴ−Ｃｏｎｃｅｐｔ，Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｒｅｓｕｌｔｓ”，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，ＩＯＮ  ＧＰＳ−０１，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１１．−１４．，２００１参照）。補正データ３２とは、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＰＳ）により得られる補正値ｅとＦＫＰ方式により得られる面補正パラメータをいう。
【００１０】
図２は、ＧＰＳ受信端末２のブロック図を示す図である。ＧＰＳアンテナ３で受信したＧＰＳ信号１１をＧＰＳ受信機２２に出力し、ＧＰＳ受信機２２はＧＰＳ観測情報２３を測位処理部２４に出力する。補正情報受信アンテナ８は受信した補正データ３２を測位処理部２４に出力する。測位処理部２４はＧＰＳ観測情報２３と補正データ３２から列車の位置データ９を算出し、位置データ９を処理装置４と警告処理部３７に出力する。
【００１１】
従来のＤＧＰＳにおいては、それぞれの電子基準点における誤差ｅしか得られず、測定点が電子基準点から離れるに従って測定点での誤差量が大きくなるのに対して、本ＦＫＰ方式のＤＧＰＳでは、概念的には、面補正パラメータとして勾配θが与えられる。電子基準点からδｘ、δｙ離れてもｔａｎθを乗算すればδｅが得られるので、測定点がかなり離れていても正確な誤差量が判る。実際には、上記勾配としてはＦＫＰ平面の南北成分の傾きと東西成分の傾きが与えられる。また、これら傾きを用いて、除雪車のＧＰＳ受信端末２のＧＰＳ観測情報２３に基づいて距離依存誤差を演算し、ＧＰＳ観測情報２３で得られた測定点の疑似距離を補正することができる。この面補正パラメータは、ＰＡＳセンタ３１において、複数の電子基準点でＧＰＳ信号（測位信号）１１を観測したＧＰＳ観測情報２３に基づき、位置に依存する遅延量である電離層遅延量、対流圏遅延量、衛星軌道誤差量を求めて、各電子基準点周りでそれらの遅延量から、最も適切に当てはまるパラメータが求められる。なお、本ＦＫＰ方式のＤＧＰＳは、ＦＫＰ方式で疑似距離を補正するので、以後、ＦＫＰ−ＤＧＰＳと呼ぶ。
【００１２】
ＦＫＰ−ＤＧＰＳの位置精度に関しては測量分野で実績が得られており、測定用の搬送波位相情報を得るキャリア受信機によって精度の差があるが、Ｌ１搬送波、Ｌ２搬送波の２周波方式ではセンチメートル単位で、1周波のものでも０．５〜１メートル単位である。
このようにＦＫＰ−ＤＧＰＳ方式の測位により、除雪車は自車が走行している位置を正確に知ることができる。隣接して敷設されている線路（数ｍ間隔）を識別するだけの位置分解能があるため、除雪車はどの線路を走行しているかを特定することができる。
【００１３】
図３は、本実施の形態１における除雪車の運転警告システムを模式的に説明する図である。
除雪車１のＧＰＳ受信端末２は、これまでの説明のように、ＧＰＳアンテナ３によりＧＰＳ衛星Ｇ１、…、ＧｎからＧＰＳ信号１１を受信し、また、補正情報受信アンテナ８によりＰＡＳセンタ３１から補正データ３２を受信する。ＧＰＳ受信端末２は除雪車の位置データ９を演算し処理装置４に出力する。
処理装置４は位置データ９を映像データベース部２６に送信し、映像データベース部２６は位置データ９の位置に関連付いた映像データ１８を映像データファイル保持部２７から取出し表示装置５に出力する。
ここで表示装置５に出力される映像データ１８は、例えば夏の日中の、視界の良いときに予め撮影した映像である。
除雪車１の運転者は、冬の積雪の多い地域で、例えば線路の両脇には雪の壁ができて視界が極端に悪く、踏切り位置が確認できないような線路を走行する場合であっても、表示装置５に映しだされた映像データ１８を見ることで、踏切りなどの特定ポイントの位置を視覚的に確認することができる。
【００１４】
図４は、本発明の除雪車の運行警告システムの運用までのフローを示したものである。
本システムを運用するにあたり、システム運用開始前準備を行う。映像撮影用列車が除雪車が走行する線路を走行し、列車に設置したビデオカメラなどの撮影装置により列車前方の映像を予め撮影する。この撮影と同時にＧＰＳ衛星を利用した測位により映像撮影用列車の撮影位置と撮影時間を記録する（ステップＳ００１）。映像収集装置２８とデータベース生成装置２９は、撮影した映像と撮影位置と撮影時間から映像データベースと映像データファイルを作成し、映像データベース部２６、映像データファイル保持部２７に保存する（ステップＳ００２）。
システム運用開始前準備が終わった後に、除雪車によるシステム運用を開始する。システム運用ではＧＰＳ衛星を利用した測位により、線路を走行する除雪車の位置データを取得する。位置データの位置に関連付いた映像を、映像データベース部２６と映像データファイル保存部２７から取得し、表示装置５に表示する（ステップＳ００３）。
除雪車が踏切りなどの特定ポイントに接近すると、警告情報を出力して注意を促す（ステップＳ００４）。
【００１５】
図５は、線路と、線路上に仮想的に付けられた区分ポイントＰ０〜Ｐ５の一例を示した図である。区分ポイントＰ１において線路は２方向に分かれ、区分ポイントＰ４において線路は合流する。区分ポイントＰ０を出発した除雪車１は、区分ポイントＰ１の線路切換により区分ポイントＰ２を経由するか、あるいは区分ポイントＰ３を経由して区分ポイントＰ５に到着する。
システム運用開始前準備では、線路を区分ポイントＰ０〜Ｐ１間、Ｐ１〜Ｐ２〜Ｐ４間、Ｐ１〜Ｐ３〜Ｐ４、Ｐ４〜Ｐ５の線路区間に分け、各々の線路区間で撮影装置による撮影とＧＰＳを利用した撮影位置と撮影時間の測定を行う。ここで、撮影位置とは、測位処理部２４がＧＰＳ観測情報２３と補正データ３２から算出する位置データ９を指す。
映像収集装置２８とデータベース生成装置２９は、撮影した映像とＧＰＳによる撮影位置と撮影時間とから、対応関係を表したテーブル３０と一連の映像データファイルを作成し、各々の区分ごとに映像データファイル名をつけて、テーブル３０を映像データベース部２６に、一連の映像データファイルを映像データファイル保持部２７に保存する。
【００１６】
次に、映像収集装置２８およびデータベース生成装置２９について説明する（例えば、特開２００１−２９０８２０参照）。
図６は、本実施の形態１における映像収集装置２８の構成を示す図である。
映像収集装置２８を用いた撮影は視界の良い時に行われ、例えば夏の晴れた日の日中に行われる。映像収集装置２８はビデオカメラなどによって実現され、映像を撮影するビデオカメラ１２は映像撮影用列車の運転席などに設置され、ビデオテープなどの可搬型記録媒体である映像記録媒体１５に一連の映像データとともに撮影時間を記録する。ここで、ビデオカメラ１２を設置する映像撮影用の列車は除雪車である必要はなく、乗客を乗せる通常の列車であっても構わないが、運転席からの視界を合わせるためにビデオカメラ１２の取付け位置は、除雪車の取付け位置と同じ高さ、同じ位置、同じアングルであることが望ましい。また、ＧＰＳアンテナ３位置に対するビデオカメラ１２の取付け位置も、映像撮影用列車と除雪車とで同じであることが望ましい。
列車は有軌道なので、走行線路が明確になっていれば列車の運転席視野に対応した映像を正確に得ることができる。
【００１７】
また、撮影を行う映像撮影用列車の速度は除雪車と同じ程度に遅いほうが望ましい。映像撮影用の列車が１００［ｋｍ／時間］の速度で移動しながら撮影した場合、１秒間での移動距離は約２８［ｍ／秒］となる。ビデオカメラが撮影する１秒あたりのコマ数を６０［コマ／秒］とすると隣り合うコマ間の移動距離は約０．５［ｍ］となる。コマ間で列車は約０．５［ｍ］移動しており、移動した０．５［ｍ］の間の映像はビデオカメラに記録されない。一方、２０［ｋｍ／時間］の速度で移動しながら撮影した場合、１秒間での移動距離は約５．６［ｍ／秒］となり、隣り合うコマ間の移動距離は約０．１［ｍ］となり、比較的位置精度の高い映像が得られる。
ＧＰＳ受信端末２は、１秒毎にＧＰＳ衛星Ｇ１、…、Ｇｎから送られるＧＰＳ信号１１と定期的にＰＡＳセンタ３１から送られる補正データ３２に基づき、列車の現在位置と現在時刻とからなる位置時間データ１６を取得する。変復調器１３はＧＰＳ受信端末２が得た位置時間データ１６を映像記録媒体１５の音声部分に記録する形式に変換する。変復調器１３は記録形式を変換した変換後位置時間データ１７を撮影した画像の音声部分に記録する。
【００１８】
図７はデータベース生成装置２９の構成を示す図である。
データベース生成装置２９は、映像記録媒体１５と映像読込部３５とデータ読込部３６と変復調器１３と映像データ記憶装置３３と位置時間データ記憶装置３４と対応付け部２０と映像データベース部２６と映像データファイル保持部２７とから構成される。
映像読込部３５は映像記録媒体１５に記録されている一連の映像データを読み込み、映像データ記憶装置３３に保持させる。この際、一連の映像データとともに撮影時間も保持される。この撮影時間は、タイムコードと呼ばれる撮影時間のコードが各映像データ（各コマ）に記録されており、このタイムコードが読み込まれることになる。映像データ記憶装置３３内に保持される一連の映像データは、所定の映像データを直ちに出力することができるディジタルデータである。また、一連の映像データは、一連の映像データ単位を１ファイル（映像データファイルＦ１０１（図８で示す））として保持される。同時に一連の映像データを複数読み込む場合には、各一連の映像データのファイル名が異なるようにして保持される。
データ読込部３６は映像記録媒体１５の音声部に記録されている一連の位置情報データを読み込んだ後、変復調装置１３により記録形式を変換し位置時間データ記憶装置３４に保持させる。位置時間データ記憶装置３４内に保持される一連の位置時間データ１６は、所定の位置時間データを直ちに出力することができるディジタルデータである。
【００１９】
対応付け部２０は、データ読込部３６が読み込んだ位置時間データのファイルに対応する一連の映像データのファイルを映像データ記憶装置３３から取出し、位置時間データと一連の映像データとを撮影時間をもとに関連付けした映像データベースを作成し、映像データベース部２６に格納する。一連の映像データのファイルは映像データファイル保持部２７に格納する。
【００２０】
図８は、映像データベース部２６と映像データファイル保持部２７のファイル格納を説明する図である。映像データベース部２６は、図８に示すように、位置時間データと一連の映像データとの対応関係をテーブル３０として格納する。１つのテーブル３０には、一連の映像データのファイル（映像データファイルＦ１０１）毎に生成され、一連の映像データのファイル名である映像データファイル名が格納される。対応関係は、映像データファイルの撮影開始時間からの経過秒単位を一組とし、時間順に配列される映像データベースとして記録される。すなわち、映像データの撮影時間と位置時間データの撮影時間とを一致させ、映像データベースには、時間順に、撮影時間、撮影位置、経過秒が記録される。ここで、撮影位置とは、測位処理部２４がＧＰＳ観測情報２３と補正データ３２から算出する位置データ９を指す。
【００２１】
次に、図９により、本発明の実施の形態１で除雪車が位置を測定しアイスカッターを持ち上げる作業までの動作を説明する。
図９は、本発明の実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。除雪車１に備えられたＧＰＳ受信機２は上空の複数のＧＰＳ衛星Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、ＧｎからＧＰＳ信号（測位信号）１１を受信し、演算によりＧＰＳ観測情報２３を取得する（ステップＳ１０１）。ここでＧＰＳ観測情報２３は、各ＧＰＳ衛星と除雪車のＧＰＳ受信端末２との距離が含まれている。以下、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信端末２との距離のことを擬似距離という。
次に、ＧＰＳ受信機は２はＰＡＳセンタ３１が送信する補正データ３２を受信する（ステップＳ１０２）。ここで、補正データ３２はＤＧＰＳにより得られる補正値ｅとＦＫＰ方式により得られる面補正パラメータをいう。
受信端末２はＧＰＳ観測情報２３と補正データ３２から除雪車の位置を算出する（ステップＳ１０３）。
【００２２】
次に、処理装置４は２次元地図データ保持部４２から位置データ９に対応した２次元地図データ４３を検索し、表示装置５に表示する（ステップＳ１０４）。
この後、処理装置４は映像表示の指示の有無を判定する。映像表示の指示は例えば、表示装置５のボタンにより行ってもよいし、除雪車と２次元地図データ上の特定ポイントとの距離が事前に設定された所定の距離以内であるか否かの判定により行ってもよい（ステップＳ１０５）。所定の距離の設定は手作業でキー入力してもよいし、除雪車の速度に基づき自動で算出してもよい。
映像表示の指示があった場合、処理装置４は映像データベース部２６のテーブル３０を検索し、除雪車の位置データ９に最も近い撮影位置の映像データをもつ映像データファイル名と、この撮影位置に対応する経過秒とを取得する（ステップＳ１０６）。データの検索は、２次元地図データ４３により除雪車１の線路区間が判り、この線路区間の情報をもとにテーブルを検索することで、映像データファイル名が取得できる。この後に、テーブル内の撮影位置の情報から最も近い撮影位置の映像データの経過秒を取得することで、効率的な検索ができる。
処理装置４は、映像データファイル名をもつ映像データファイルＦ１０１を映像データファイル保持部２７から取出し、除雪車の位置データ９に最も近い撮影位置の経過秒に対応する映像データを映像データファイルＦ１０１から検索し表示装置５に再生表示する（ステップＳ１０７）。ここで、線路の分岐ポイントにおいては、線路の分岐ポイントに到達する１つ手前の位置データの映像データを表示するようにする。除雪車が分岐ポイントに到達した時点においては、処理装置４は未だ、除雪車がどちらの方向に進むか判定できないためである。
次に、警告処理部３７は除雪車の位置が2次元地図データで予め指定した特定ポイントに接近したかを判定する。例えば、除雪車１の位置と特定ポイントである踏切りの位置とが所定の距離以内であるかを判定する（ステップＳ１０８）。
警告処理部３７が除雪車１が特定ポイントに接近したと判定すると、警告処理部３７は表示装置５上に映像として表示されている特定ポイント（例えば、踏切り）の映像箇所に特定ポイントであることを指し示す枠表示４５と、注意喚起する警告表示４６を表示させる警告表示信号を表示装置５に出力する（ステップＳ１０９）。
【００２３】
図１０に、ステップＳ１０４において表示装置５に表示された２次元地図データ４３と、2次元地図データ上に示された除雪車位置表示４４と、ステップＳ１０７で表示された映像データと、ステップＳ１０９で表示された特定ポイントを指し示す枠表示４５と、注意喚起する警告表示４６の一例を示す。
このように、除雪車が踏切りなどの特定ポイントに近づくと、表示装置５上に注意喚起をする警告表示がされる。また、警告表示４６を表示するとともに、警告音を発するようにしてもよい。
枠表示４５は、除雪車と特定ポイントとの距離が近づくに従い枠の表示が大きくなるようにしてもよい。
図１１に、枠表示４５が、除雪車が特定ポイント（例えば踏切り）に近づくにつれて大きく表示されていく様子を示す。このように表示することにより、特定ポイントが近づいていることを視覚的に知ることが出来る（ステップＳ１１０）。除雪車と特定ポイントとの距離は、ＧＰＳ受信端末２で演算した除雪車の位置と、2次元地図データ４３上にある特定ポイントの位置データから演算することで得られる。
この後、表示装置５に表示された映像データ１８を見ることで、除雪車が特定ポイントに最接近したと判定すると（ステップＳ１１１）、除雪車のアイスカッターを持ち上げる操作を行う（ステップＳ１１２）。最接近したことの判定は、除雪車の運転手が行ってもよいし、計算機が判定するようにしてもよい。以上により、除雪車が特定ポイントに接近し、アイスカッターを持ち上げるまでの処理を完了する。
ステップＳ１０９で行う警告表示は、「踏切りに接近、注意せよ」などの文言の表示であってもよいし、「減速せよ」という表示であってもよい。また、これらの文言を音声で発するようにしてもよい。また、警告音を発することでもよく、枠表示４５を表示することであってもよい。また、列車の速度制御により自動的に減速を行うようにしてもよい。この時は、除雪車の位置データ９の変化から速度を算出することで、算出速度が予め設定した速度以下となるように速度制御を行うようにしてもよい。
警告情報とは、これら警告表示や、警告表示を音声で発したものや、警告音や、枠表示など、警告のため注意を喚起する情報のことをいう。
【００２４】
図１２と図１３は、警告処理部３７が行う処理で、表示装置５に映しだされている映像の特定ポイント（例えば踏切り）に枠表示４５を重ねて表示させ、また、除雪車と特定ポイントとの距離が近づくに従い枠表示４５の表示を大きく表示させる処理方法を説明する図である。
図１２は、システム運用開始前準備において、撮影装置（例えばビデオカメラ）を載せた映像撮影用列車が線路を走行し列車前方を撮影しているときの配置図である。撮影装置は地面から高さｈ、地面の垂線に対するアングルθで映像撮影用列車に固定されている。撮影装置は画角２αをもつ。
ここでは説明を簡略化するため、ＧＰＳアンテナ３と撮影装置（ビデオカメラ）は、ＸＹ面で同一座標に取り付けられているとする（ＧＰＳアンテナ３と撮影装置の固定位置のオフセット量Δｘ＝０、Δｙ＝０）。すなわち、ＦＫＰ−ＤＧＰＳにより求められる映像撮影用列車位置と撮影装置（ビデオカメラ）の位置はＸＹ面で同一の位置にある。図１２より、撮影装置（ビデオカメラ）は、撮影装置の取付け位置よりｈ×ｔａｎθだけ前方の映像を画面中央に撮影する。ｈ×ｔａｎθより離れているものは画面上方に映し出され、画面上端は撮影装置取付け位置よりｈ×ｔａｎ（θ＋α）離れた位置となる。また、ｈ×ｔａｎθより近いものは画面下方に映し出され、画面下端は撮影装置取付け位置よりｈ×ｔａｎ（θ−α）の位置となる。
図１３は表示装置５に映し出された映像を表したもので、画面の上下方向（Ｙ方向）に関しｙ＝０の位置に映し出されている映像は、撮影装置の取付け位置からｈ×ｔａｎθの距離の位置を映し出している。画面上端はｈ×ｔａｎ（θ＋α）の位置のものを映し出している。また、画面下端はｈ×ｔａｎ（θ−α）の位置のものを映し出している。
このように、撮影装置からの距離は、表示装置５の画面のｙ方向の位置に換算され映し出される。
図１４は、表示装置５に表示される表示位置と撮影装置からの距離との相関を表す相関表の一例である。この相関表により、撮影装置からの距離から表示装置に表示される表示位置を求めることができる。
除雪作業中の除雪車は、ＦＫＰ−ＤＧＰＳにより位置データを取得する。また、特定ポイント（例えば、踏切り）は２次元地図データに位置情報が記憶されている。これより除雪車と特定ポイントとの距離Ｌは算出される。
警告処理部３７は算出された距離から換算した画面上のｙ方向位置（ｙ＝０の位置が、ｈ×ｔａｎθ前方位置に対応する）に枠表示４５を表示させることにより、画面に映し出されている映像データの特定ポイント位置に枠表示４５を重ねて表示をすることができる。枠表示４５の大きさに関しても、算出された除雪車と特定ポイントとの距離に応じて表示させることができる。
このようにして、警告処理部３７は表示装置５に映しだされている映像の特定ポイント（例えば踏切り）に枠表示４５を重ねて表示させ、また、除雪車と特定ポイントとの距離が近づくに従い枠表示４５の表示を大きく表示させることができる。
なお、ＧＰＳアンテナ３と撮影装置の固定位置が異なるときは（Δｘ≠０、Δｙ≠０）、Δｘ、Δｙの分をオフセットさせて処理すればよい。
【００２５】
このように本発明によれば、除雪作業が夜間や冬の積雪が多いときで視界が悪いときであっても、除雪車の表示装置に映し出され、視界の良いときに撮影された映像をみることによって、除雪車の位置と特定ポイント（例えば、踏切り）の位置との位置関係を視覚的に、より正確に把握することができるので、線路（レール）に氷雪した雪を削り落とすアイスカッターを誤って破損してしまうことを防止できる。
【００２６】
実施の形態２．
図１５に、本発明の実施の形態２に係る除雪車の運転警告システムの実施例を示す。実施の形態１では、表示装置５には位置に関連付いた映像データ１８を表示するようにしていたが、表示装置５には位置に関連付いた映像データ１８を表示するとともにアイスカッター先端５１を表示するようにしてもよい。
図１５は、除雪車が踏切りに接近したときの表示装置５の図であり、表示装置５には、位置に関連付いた映像データ１８とともにアイスカッター先端５１が表示されている。
図１５に表示されているアイスカッター先端５１は、アイスカッターを実際に撮影した映像であってもよいし、除雪車に取り付けられているアイスカッターの取付け位置と大きさから計算され、運転席からみたときに位置するであろうと想定される位置に表示されたマークであってもよい。
このように表示装置５にアイスカッターの位置が表示されるため、例えば踏切りなどの特定ポイントとアイスカッターとの間隔がより視覚的に判るようになる。これによりアイスカッターを上げるべきタイミングがより明確となり、アイスカッターの破損を防ぐことができる。
また、ＧＰＳアンテナ３からアイスカッター先端までの距離をＳとし、除雪車の位置データ９から特定ポイント（例えば、踏切り）までの距離をＬとすると、Ｌ−Ｓがゼロとなったときにアイスカッターは特定ポイントに接触する。警告情報は、ＬからＳを差し引いた（Ｌ−Ｓ）の値を判定基準として出力する。
【００２７】
実施の形態３．
図１６に、本発明の実施の形態３に係る除雪車の運転警告システムの実施例を示す。実施の形態１では線路は単線を想定していたが、複数の線路が近接して敷設された複線の場合であってもよい。
図１６で線路ａ、ｂ、ｃが平行して敷設されている。線路ａを除雪車１が走行しており前方の切換ポイント５２ではアイスカッターを持ち上げる作業を行う。
線路ａ〜線路ｂ、線路ｂ〜線路ｃとの間隔は数［ｍ］程度であり、ＧＰＳ衛星により測定した除雪車の位置データの精度が例えば１０ｍもあると、除雪車が走行している線路を誤って認識する。例えば、除雪車が線路ａを走行していても線路ｂを走行していると判断し、表示装置５に表示する位置に関連付いた映像データ１８も誤った映像データファイルを読み込むことになる。
本発明のＦＫＰ−ＤＧＰＳ方式による測位精度は、測定用の搬送波位相情報を得るキャリア受信機によって精度の差があるが、Ｌ１搬送波、Ｌ２搬送波の２周波方式ではセンチメートル単位、1周波のものでも０．５〜１メートル単位である。
このようにＦＫＰ−ＤＧＰＳ方式による除雪車の運転警告システムでは、複数の線路が近接しているような場所であっても、除雪車が走っている線路を誤ることがない。また、間違った映像データ１８が表示装置５に表示されてしまうという問題も発生しない。
【００２８】
実施の形態４．
図１７は、本発明の実施の形態４による映像データの検索方法を説明する図である。
ＧＰＳ信号（測位信号）は１秒間隔で出力され、その間に映像撮影用列車が走行する走行距離（1秒の間に移動する距離。映像撮影用列車が１００［ｋｍ／時間］の速度で走行した場合、約２８［ｍ］）の間に除雪車が位置したとき、除雪車の映像装置５に映し出される映像は、除雪車の実際の位置からは位置ずれをした映像となる。これは、実施の形態１では、処理装置４は除雪車の位置データ９に最も近い撮影位置の映像データをもつ映像データファイル名と、この撮影位置に対応する経過秒とを取得し、この映像データファイル名をもつ映像データファイルを取出して、この経過秒に対応する映像データを表示するからである。
実施の形態４ではこの映し出される映像の位置ずれを少なくする。
図１７で、撮影位置G１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜撮影位置Gn（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）はシステム運用開始前準備でＦＫＰ−ＦＧＰＳにより測位された撮影位置データであり、映像データベース部２６のテーブル３０に格納されている。
実施の形態１では、ＦＫＰ−ＦＧＰＳにより測位された除雪車１の位置がＶｓ（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）であるとすると、処理装置４は位置データＧ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜Ｇｎ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）の中から除雪車の位置Ｖｓ（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）に最も近い位置データを検索し、その位置データに関連付いた映像データを映像データファイル保持部２７から検索し、除雪車の位置Ｖｓ（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）における映像データと表示装置５に表示させていた。図１７の例ではＧ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）に関連付いた映像データ（ＶＤ３）を除雪車の位置Ｖｓにおける映像データとして表示させていた。
実施の形態４では、処理装置４はＦＫＰ−ＦＧＰＳにより測位された除雪車の位置Ｖｓ（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）に最も近い位置データと２番目に近い位置データをＧ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜Ｇｎ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）の中から検索し、最も近い位置データに関連付いた映像データと、２番目に近い位置データに関連付いた映像データとの間で時系列に並べられた映像データの中から映像データを選択し、除雪車の位置における映像データとして表示させる。
図１７の例では、Ｇ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）が最も近い位置データであり、Ｇ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は２番目に近い位置データとなる。Ｇ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）に関連付いた映像データ（ＶＤ３）とＧ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）に関連付いた映像データ（ＶＤ２）との間には撮影装置（ビデオカメラ）により撮影され、時系列に並べられた映像データは映像データファイルに保管されている。処理装置４は、映像データＶＤ２と映像データＶＤ３の間で時系列に並べられた映像データの中から、除雪車の位置Ｖｓから最も近い位置Ｇ３までの距離と２番目に近い位置Ｇ２までの距離の比に相当する時間の比率にある映像を選択し、除雪車の位置における映像データとして表示させる。
このように実施の形態４によれば、ＦＫＰ−ＤＧＰＳにより測位された除雪車の位置において、より正確な位置の映像データを表示装置５に表示することができ、アイスカッターを誤って破損することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態１における除雪車の運転警告システムの構成を示す図である。
【図２】本実施の形態１におけるＧＰＳ受信端末２のブロック図を示す図である。
【図３】本実施の形態１における除雪車の運転警告システムを模式的に説明する図である。
【図４】本実施の形態１における除雪車の運行警告システムの運用までのフローを示した図である。
【図５】本実施の形態１における線路と線路上に仮想的に付けられた区分ポイントの一例を示した図である。
【図６】本実施の形態１における映像収集装置２８の構成を示す図である。
【図７】本実施の形態１におけるデータベース生成装置２９の構成を示す図である。
【図８】本実施の形態１における映像データベース部２６の内容を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１における表示装置に表示された枠表示と、警告表示の一例である。
【図１１】本発明の実施の形態１における距離に応じて枠表示の大きさが変わることを説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における映像撮影用列車と撮影装置の配置図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における表示装置の表示位置と距離との関係を説明する図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における表示装置に表示される表示位置と撮影装置からの距離との相関を表す相関表の一例である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る除雪車の運転警告システムの実施例を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る除雪車の運転警告システムの実施例を説明する図である。
【図１７】本発明の実施の形態４による映像データの検索方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 除雪車、２ ＧＰＳ受信端末、３ ＧＰＳアンテナ、４ 処理装置、５ 表示装置、８ 補正情報受信アンテナ、９ 位置データ、１０ ＧＰＳ衛星、１１ ＧＰＳ信号、１２、１３ ビデオカメラ、１４ 映像データ、１５ 映像記録媒体、１６ 位置時間データ、１７ 変換後位置時間データ、１８ 位置に関連付いた映像データ、２０ 対応付け部、２１ 車両位置情報、２２ ＧＰＳ受信機、２３ ＧＰＳ観測情報、２４ 測位処理部、２５ 補正情報、２６ 映像データベース部、２７ 映像データファイル保持部、２８ 映像収集装置、２９ データベース生成装置、３０ テーブル、３１ ＰＡＳセンタ、３２ 補正データ、３３ 映像データ記憶装置、３４ 位置時間データ記憶装置、３５ 映像読込部、３６ データ読込部、３７ 警告処理部、４１ 画像情報、４２ ２次元地図データ保持部、４３ ２次元地図データ、４４除雪車位置表示、４５ 枠表示、４６ 警告表示、５１ アイスカッター先端位置、５２ アイスカッター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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