(57)【要約】【課題】画像処理によって、列車の停止位置の判定や列車情報の判別をする技術を提供する。【解決手段】列車９０側の設備として、列車９０のホーム側側面に、識別子となる帯状テープ３０が取り付けられる。地上側の設備として、列車情報判定システム１０は、小型のカメラ１１と、停止位置検知部１２と、ホーム柵制御部１３とを備える。カメラ１１は、ホーム柵９９に設置され、撮影される画像中に帯状テープ３０が含まれるように、画角等が設定される。停止位置検知部１２は、カメラ１１で撮影された画像をもとに、二重円型オペレータ処理（画像処理）により帯状テープ３０を検知し、停車位置の検知処理、列車情報の判別処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に取り付けられた帯状の識別子を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された画像中に前記識別子が含まれているか否かを判断し、前記識別子が検知された場合に、前記画像中における前記識別子の位置に応じて、前記列車の停車位置を判別する停止位置検出部と、
を備えることを特徴とする列車情報判別装置。
【請求項２】
前記停止位置検出部は、前記識別子の特徴量を抽出し、前記特徴量に応じて列車の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の列車情報判別装置。
【請求項３】
前記停止位置検出部は、二重円型オペレーター処理を用いて、前記識別子を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の列車情報判別装置。
【請求項４】
前記停止位置検出部の検知結果に応じて、１編成単位または車両単位でホーム柵の動作制御を行うホーム柵制御部を備えることを特徴とする請求項１〜３までのいずれかに記載の列車情報判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車情報判別装置に係り、特に画像処理技術を用いた列車情報判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車の定位置停止位置を検知する技術として、地上子（トランスポンダ）及び車上子を用いた技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の技術では、列車が停止する位置の前後にコイルを有する地上子が設置され、車両側には車上子が搭載され車上子から送信される電力波を受信した上記２つの地上子での出力電圧差をもとにして定位置停止位置を検知する。
【０００３】
また、列車情報を検知する技術として、地上子（トランスポンダ）から得られる列車属性情報（列車番号や編成数などの情報）により、ホーム柵の制御を行う技術がある。地上子が存在しない場合は列車が停止後、車掌の操作によって編成数に応じた位置のホーム柵を開閉している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５１１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の技術では、列車が停止する位置に地上子を置き、車両側で車上子を搭載し、地上子と車上子との電力波のやり取りにより、列車が停止した位置を検知している。しかし、これらの地上子及び車上子は高価である。また、走行する全編成の車両に車上子を搭載する必要があるため、整備に時間を要するという課題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の列車情報判別装置は、列車に取り付けられた帯状の識別子を撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影された画像中に前記識別子が含まれているか否かを判断し、前記識別子が検知された場合に、前記画像中における前記識別子の位置に応じて、前記列車の停車位置を判別する停止位置検出部と、を備える。
また、前記停止位置検出部は、前記識別子の特徴量を抽出し、前記特徴量に応じて列車の種類を判別してもよい。
また、前記停止位置検出部は、二重円型オペレーター処理を用いて、前記識別子を検知してもよい。
また、前記停止位置検出部の検知結果に応じて、１編成単位または車両単位でホーム柵の動作制御を行うホーム柵制御部を備えてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、画像処理によって、列車の停止位置の判定や列車情報の判別をする技術を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る、列車情報判定システムの概略構成を示す図である
【図２】本実施形態に係る、列車情報判定システムの機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る、列車の定位置判定処理の技術を説明する図である。
【図４】本実施形態に係る、列車の定位置判定処理の技術を説明する図である。
【図５】本実施形態に係る、二重円型オペレーターを用いた処理の概要を説明する図である。
【図６】本実施形態に係る、停止位置検知部による処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
本実施形態では、地上子及び車上子を使用せず、画像処理にて列車の停車位置検知及び列車情報検知を行う技術に関して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る列車情報判定システム１０の概略構成を示す図であって、ホームに入線した列車９０の上面から見た状態を示している。また、図２は、列車情報判定システム１０の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
列車９０側の設備として、列車９０のホーム側側面に、識別子となる帯状テープ３０が取り付けられる。地上側の設備として、列車情報判定システム１０は、小型のカメラ１１と、停止位置検知部１２と、ホーム柵制御部１３とを備える。
【００１４】
カメラ１１は、ホーム柵９９に設置される。カメラ１１は、撮影される画像中に帯状テープ３０が含まれるように、画角等が設定される。停止位置検知部１２は、画像処理部２１と、演算処理部２２とを備える。
【００１５】
画像処理部２１は、カメラ１１で撮影された画像をもとに、画像処理により停車位置の検知処理を行う。演算処理部２２は、画像処理による検知結果に基づいて列車情報の判別処理を行う。詳細は後述するが、停止位置検知部１２は、列車９０の側面の帯状テープ３０の位置、大きさを判別することで、対象となる列車９０の停止位置及び列車情報を判別する。ホーム柵制御部１３は、停止位置検知部１２の処理結果にもとづいて、ホーム柵９９や可動ステップ（図示せず）の開閉動作を制御する。
【００１６】
停止位置検知部１２で検知された帯状テープ３０が、同じ位置で規定フレーム数連続して画像中に検知された場合、停止位置検知部１２は、「列車９０が停止したもの」と判断する。
【００１７】
図３及び図４は、列車９０の定位置判定処理の技術を説明する図である。これらの図を参照して、列車９０の定位置停止判定処理について、具体的に説明する。
【００１８】
図３に示す様に、当該列車９０で検出した白線（帯状テープ３０）の位置と列車停止位置目標との差異を計測して、当該列車位置の判定を次のように行う。
（１）列車停止目標位置より前後１５０ｍｍ以内に帯状テープ３０を検知した場合、「ＪＵＳＴ位置」とし、定位置に停止したものと判定する。
（２）列車停止目標位置から前後５５０ｍｍ以内に帯状テープ３０を検知した場合、「停止許容範囲に停車した」と判定する。
（３）列車停止目標位置から前後５５０ｍｍ以内に帯状テープ３０を検知出来ない場合は、「ＯＶＥＲ位置／ＳＨＯＲＴ位置」、すなわち「許容範囲以内で停止していない」と判定し、判定結果をホーム柵制御部１３に送信しない。すなわち、ホーム柵９９や可動ステップの制御は行われない。
【００１９】
なお、カメラ１１は、図４に示す様に、カメラ視野内に停止目標位置を中心とした停止許容範囲が視認できる方向に設置される。ここでは、停止目標位置を中心として前後約１５００ｍｍをカメラ視野範囲（撮影範囲）となるように、設定される。
【００２０】
つぎに、列車９０の情報（列車情報）の判別について説明する。列車情報の判別は、帯状テープ３０の特徴量（大きさ及び色等）を検知することにより行う。列車情報として、編成車両数、ドア数及び列車種別等がある。これらの列車情報を帯状テープ３０のサイズ等により判別することで、所望の情報を取得し、ホーム柵９９の制御が実行される。
【００２１】
例えば、次の様に帯状テープ３０の大きさを規定し判別を行う。
（１）帯状テープ３０の長さを変化させることにより編成車両数を規定する。
（２）帯状テープ３０の太さを変化させることにより車両のドア数を規定する。
（３）列車の種別は、「停車し客扱いする列車」、「停止するが客扱いしない列車（回送列車、試運転列車等）」、及び「通過列車」がある。
（４）「停車する列車」のうち、「客扱いする列車」と「客扱いしない列車」については、帯状テープ３０の色を変えることで区別をする。
（５）「停車するが客扱いしない列車」と判定した場合、判定結果がホーム柵制御部１３に送信されない。すなわち、ホーム柵９９等の制御は行われない。
（６）「通過列車」の判別については、カメラ視野範囲において、連続するフレームにおいて、対象となる帯状テープ３０が写っていなければ、規定速度よりも速く走行していると判断して、通過列車と判断する。
（７）帯状テープ３０の検知方法の１つとして、特開２０１３−１３１１７４号公報（公知技術１）の技術を用いる。この方法は、二重円型オペレーターによる特徴抽出を行っている。少ない計算量で実環境のロバストな帯形状検出を可能としている。なお、公知技術１では、カメラ１１に設定されている画角の影響を排除・調整する俯瞰変換処理についても開示されており、本実施形態においても、同様に利用することができるものである。
【００２２】
図５は二重円型オペレーターを用いた処理（オペレーター処理）の概要を説明する図であって、図５（ａ）は二重円型オペレーターを構成する内円と外円の設定例を示す図であり、図５（ｂ）は二重円型オペレーターが白線上に乗った場合の例を示している。ここでは、帯状テープ３０の幅として、５０ｍｍに対応させたもので、内円は９ピクセル、外円は１５ピクセルを標準の大きさとする。帯状テープ３０の幅に応じて、二重円型オペレーターのサイズが定まる。図５（ｂ）の例では二重円型オペレーターの中心が白線（帯状テープ３０）の幅の略中央に位置したものと判断される。このとき、白線候補点の列をハフ変換することで、１本の直線が検出される。
【００２３】
帯状テープ３０の設定の具体例を次に示す。
（１）帯状テープ３０の長さにより、編成数を規定する。
例えば、編成数が、１０両、８両、６両、４両となっている場合に、編成数に応じて帯状テープ３０の長さを定める。その長さと編成数を比例関係にしてもよい。帯状テープ３０の計測の際、帯状テープ３０の始点及び終点の位置（座標）は計測されるため、長さの計測は容易に可能である。
【００２４】
（２）帯状テープ３０の太さ（幅）によってドア数を規定する。
白線が５０ｍｍより太い場合、白線候補点が２ピクセル以上の幅を持った線として検出される。その結果、ハフ変換による線分抽出時に複数の線分を検出することができる。
【００２５】
（３）帯状テープ３０の色により停車列車の識別をする。
帯状テープ３０が白色の場合、「客扱いする列車」と判断し、赤色の場合、「客扱いしない列車（回送列車、試運転等）」と判断する。
【００２６】
（４）帯状テープ３０の認識速度により、通過列車か否かを判断する。
カメラ１１の視野範囲内において、帯状テープ３０の認識後、次のフレームにおいて対象となる帯状テープ３０を認識できない場合、または規定の速度以上で走行している場合、通過列車と判定する。
【００２７】
図６は、停止位置検知部１２の処理フローを示すフローチャートであって、当該フローチャートをもとに、停止位置検知部１２の処理を纏めて説明する。
【００２８】
ホーム柵９９に据え付けられたカメラ１１により撮影された画像は、停止位置検知部１２の画像処理部２１に取り込まれる（Ｓ１０）。この処理により、列車９０の側面の画像が元画像として作成される。
【００２９】
画像処理部２１は、元画像に対して俯瞰変換処理を行う（Ｓ１２）。例えば、カメラ１１で撮影さえた映像が斜め下向きに捉えた映像である場合、元画像をそのまま使用しても、帯状テープ３０との距離や、帯状テープ３０の幅を正確に把握することができない。そこで、画像処理部２１は、撮影範囲を真上から見下ろした映像に視点変換することで、列車側面の俯瞰画像を作成する。具体的には、画像の１ピクセルが、例えば実際の５ｍｍとなるように、サイズを変更する。
【００３０】
つづいて、画像処理部２１は、俯瞰画像に対して平滑化処理を行う（Ｓ１４）。ここでは、輝度のバラツキを抑えるため、グレースケール化及びメディアンフィルターによる平滑化がなされる。この処理によって、平滑化された俯瞰画像が作成される。
【００３１】
平滑後、画像処理部２１は、平滑化後の俯瞰画像に対して上述のオペレーター処理を行い（Ｓ１６）、白線候補点抽出処理を行う（Ｓ１８）。この結果、２値画像の白線候補点画像が得られる。
【００３２】
画像処理部２１は、さらに、白線候補点画像に対してハフ変換処理を行う（Ｓ２０）。直線補間が行われ、ハフ変換のパラメータとして白線（帯状テープ３０）と想定される任意一定以上の長さを線とし、さらに、ハフ変換の性質により、白線上のゴミや影の境界で途切れてしまった白線上の白線候補点に対しても補間がなされ、白線が検出される（Ｓ２２）。
【００３３】
つぎに、画像処理部２１は、白線（帯状テープ３０）の基準座標系における座標を算出する（Ｓ２４）。ここで、基準座標系とは、カメラ１１を基準とした座標系であり、俯瞰画像における座標系は画像座標系となる。なお、基準座標系と画像座標系は、カメラ１１の設置時に、チェスボード基準点等を用いたキャリブレーション処理によって算出される。この処理によって、基準座標系で表された白線候補点の支点及び終点、すなわち帯状テープ３０の両端部の位置が定まる。
【００３４】
画像処理部２１によって帯状テープ３０の位置が定まると、演算処理部２２は、停止位置偏差算出処理を行い（Ｓ２６）、帯状テープ３０の位置と停止目標位置との距離を算出する。算出結果をもとに、演算処理部２２は、定位置判定処理を行う（Ｓ２８）。すなわち、演算処理部２２は、上述したように、列車９０が停止した位置が、「ＪＵＳＴ位置」、「停止許容範囲」、「ＯＶＥＲ位置」、「ＳＨＯＲＴ位置」の何れであるかを判定する。
【００３５】
判定結果が「ＪＵＳＴ位置」または「停止許容範囲」である場合、演算処理部２２は判定結果をホーム柵制御部１３へ送信する（Ｓ３０）。
【００３６】
なお、上記のフローでは、帯状テープ３０の位置のみを検出したが、帯状テープ３０の両端部の位置が定まることで、帯状テープ３０の長さを検出することができる。また、フレースケール化前の画像から帯状テープ３０の色を検出することもできる。また、二重円型オペレーターのサイズと白線候補点の幅（ピクセル数）との関係から、帯状テープ３０の幅を検出することができる。
【００３７】
以上、本実施形態によると、地上子及び車上子を使用せず、カメラ１１と列車９０に張った帯形状（帯状テープ３０）を画像処理技術により検出するため、準備する設備は従来と比べて安価であり、列車９０（車両）の改造・調整が容易となる。また、二重円型オペレーターを用いた画像処理による帯状テープ３０の検出処理が低負荷であることから、安全性を担保するために必要となる他の処理に割く時間を確保することが容易である。
【００３８】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３９】
例えば、上述の実施形態では、一台のカメラ１１で先頭の列車９０（車両）の帯状テープ３０を検出することで定位置判定処理を行った。これに限らず、例えば、カメラ１１を複数配置し、車両単位で帯状テープ３０が検出されてもよい。このような構成とすることで、１編成単位や車両単位で、ホーム柵９９の動作制御を柔軟に変更することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  列車情報判定システム
１１  カメラ
１２  停止位置検知部
１３  ホーム柵制御部
２１  画像処理部
２２  演算処理部
３０  帯状テープ
９０  列車
９９  ホーム柵
【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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