(57)【要約】【課題】監視対象のより多様な異常を検出できるようにする。【解決手段】監視装置が、鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物のステレオ画像を撮影するステレオカメラと、前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出する距離算出部と、前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出する監視部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物のステレオ画像を撮影するステレオカメラと、
前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出する距離算出部と、
前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出する監視部と、
を備える監視装置。
【請求項２】
前記監視部は前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の傾きを監視する
請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
鉄道車両に設けられたステレオカメラが、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物のステレオ画像を撮影し、
前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出し、
前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出する、
ことを含む監視方法。
【請求項４】
コンピュータに、
鉄道車両に設けられたステレオカメラが、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物を撮影したステレオ画像を取得させ、
前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出させ、
前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出させる、
ためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置、監視方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道に関する設備の点検に関して幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の、長尺画像を用いた鉄道施設検査方法では、移動する鉄道車両にカメラを搭載し、カメラの画像から長尺画像を生成する。そして、この方法では、長尺画像データの特徴と参照データの特徴とを比較し、トンネルのクラック発生個所などの異常個所を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２３４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている長尺画像を用いた鉄道施設検査方法よりも、監視対象の多様な異常を検出できることが好ましい。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決することのできるクロック装置、中央演算処理装置、計数装置、計数方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、監視装置は、鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物のステレオ画像を撮影するステレオカメラと、前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出する距離算出部と、前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出する監視部と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、監視方法は、鉄道車両に設けられたステレオカメラが、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物のステレオ画像を撮影し、前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出し、前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出する、ことを含む。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、鉄道車両に設けられたステレオカメラが、前記鉄道車両の軌道の脇に固定設置された対象物を撮影したステレオ画像を取得させ、前記ステレオ画像に写る前記対象物の前記ステレオカメラからの距離を前記ステレオ画像に基づいて算出させ、前記距離の経時変化に基づいて前記対象物の状態変化を検出させる、ためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、監視対象のより多様な異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る監視装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態に係る車載装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態に係るサーバ装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態に係る車載装置が行う処理の手順の例を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係るサーバ装置が、車載装置からのデータを受信して記憶する処理手順の例を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態に係るサーバ装置が架線柱の異常の有無を判定する処理手順の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る監視装置の最小構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の実施形態に係る監視装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、監視装置１は、車載装置１００と、サーバ装置２００とを備える。
【００１２】
監視装置１は、鉄道車両の軌道である線路の脇に固定設置された対象物の状態変化を監視する。
以下では、対象物が鉄道の架線柱であり、監視装置１が架線柱の傾きを監視する場合を例に説明する。但し、監視装置１が監視する対象物は架線柱に限らず、鉄道車両から撮影可能なものであればよい。また、監視装置１が監視する対象物の状態変化は傾きに限らず、ステレオ画像における形状変化として検出可能なものであればよい。ここでいう形状変化は、対象物の変形に限らず、対象物の傾きの変化（姿勢の変化）であってもよい。
例えば、監視装置１が、架線柱の傾きの監視に加えて、あるいは代えて、線路脇の樹木の枝の線路方向への伸びを監視するようにしてもよい。
【００１３】
車載装置１００は鉄道車両に搭載され、鉄道車両の移動に伴って線路上を移動しながら、車両の側方に向けられたステレオカメラでステレオ画像を撮影する。車載装置１００は、架線柱が写ったステレオ画像に基づいて架線柱の状態情報を算出し、得られた状態情報をサーバ装置２００へ送信する。
車載装置１００が線路上を移動することで、監視装置１は、架線柱のように線路に沿って複数設置されている対象物を監視することができる。また、車載装置１００がステレオカメラで対象物を撮影することで、監視装置１は、ステレオカメラから見て奥行き方向における対象物の状態変化を監視することができる。
上記のように、ステレオカメラは車両の側方に設けられて向けられているので、ステレオカメラから見て奥行き方向は、車両の左右方向（水平方向、かつ、車両の進行方向に直交する方向）である。以下、ステレオカメラから見て奥行き方向を単に奥行き方向とも称する。
【００１４】
サーバ装置２００は、車載装置１００から受信した状態情報に基づいて、対象物の状態変化を検出する。具体的には、サーバ装置２００は、車載装置１００から受信した対象物の状態情報と、その対象物の過去の状態情報とを比較して、対象物の状態変化を検出する。
例えば、サーバ装置２００は、架線柱の傾きの増加を検出することで、架線柱が所定の傾き以上に傾いていることを検出する。これにより、サーバ装置２００は、架線柱が倒れる可能性を早期に検出することができる。
【００１５】
図２は、車載装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、車載装置１００は、ステレオカメラ１１０と、距離算出部１２０と、ＧＮＳＳ受信機１３０と、データ合成圧縮部１４０と、通信機１５０とを備える。  車載装置１００は車両９１０に搭載されており、車両９１０は線路９２０を走行する。線路９２０の脇には架線柱９３０が固定設置されている。
【００１６】
ステレオカメラ１１０は、車両９１０に設けられ、線路９２０の脇に固定設置された架線柱９３０のステレオ画像を撮影する。
車両９１０が線路９２０上を繰り返し走行することで、ステレオカメラ１１０は、線路９２０の同じ位置を繰り返し通過する。従って、ステレオカメラ１１０は、同じ位置から架線柱９３０を撮影することができる。この点で、監視装置１は架線柱９３０の形状変化を高精度に検出することができる。
【００１７】
図２では、車両９１０の左右両方にステレオカメラ１１０が設置されている場合の例を示しているが、車両９１０の左右のうちいずれか一方のみにステレオカメラ１１０が設置されていてもよい。車両９１０の左右のうちいずれか一方のみにステレオカメラ１１０が設置される場合、対向車両に視野を遮られない右側に設置されていてもよい。あるいは、架線柱９３０からの距離が比較的大きく架線柱９３０の比較的広範囲を撮影できるように、ステレオカメラ１１０が車両９１０の左側に設置されていてもよい。
また、架線柱９３０の上側及び下側のそれぞれで車両９１０との距離を測定して架線柱９３０の傾きを検出する場合など、ステレオカメラ１１０が車両９１０の上下それぞれに設置されていてもよい。
【００１８】
距離算出部１２０は、ステレオカメラ１１０が撮影したステレオ画像に写る架線柱９３０のステレオカメラ１１０からの距離をステレオ画像に基づいて算出する。距離算出部１２０が架線柱９３０のステレオカメラ１１０からの距離を求める方法として、ステレオマッチング法など公知の方法を用いることができる。
距離算出部１２０は、サーバ装置２００側に設けられていてもよい。
【００１９】
ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＧＮＳＳ受信機１３０自らの位置情報を取得する。ＧＮＳＳ受信機１３０が取得する位置情報は、線路９２０上における車両９１０の位置（キロ程）を示す情報として用いることができる。キロ程を特定することで、線路９２０の脇に複数設置されている架線柱９３０の各々を識別することができる。
但し、車載装置１００がキロ程を検出する方法は、ＧＮＳＳ受信機１３０による方法に限らない。例えば、車載装置１００が、ステレオカメラ１１０が撮影した画像からマイルストーンの像を検出し、マイルストーンとステレオカメラ１１０との位置関係からキロ程を検出するようにしてもよい。
【００２０】
或いは、車載装置１００が、ＧＮＳＳ受信機１３０の測位結果とステレオカメラ１１０の画像との組み合わせに基づいてキロ程を検出するようにしてもよい。車載装置１００が高精度に測位を行うことができる場合、測位結果をステレオカメラ１１０の位置情報として用いることができる。これにより、ステレオカメラ１１０が前回と同じ場所から架線柱９３０を撮影しているか否かを確認することができる。
【００２１】
データ合成圧縮部１４０は、ステレオカメラ１１０の撮影画像データと、距離算出部１２０が算出した距離情報と、ＧＮＳＳ受信機１３０の測位結果データとを合成して１つのデータに纏めて圧縮する。
通信機１５０は、サーバ装置２００と通信する。特に通信機１５０は、データ合成圧縮部１４０が圧縮したデータをサーバ装置２００へ送信する。
【００２２】
図３は、サーバ装置２００の構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように、サーバ装置２００は、通信部２１０と、操作入力部２２０と、表示部２３０と、記憶部２８０と、制御部２９０とを備える。制御部２９０は、受信処理部２９１と、監視部２９２とを備える。
【００２３】
通信部２１０は、通信機１５０と通信する。特に、通信部２１０は、通信機１５０が送信したデータを受信する。
操作入力部２２０は、例えばキーボード及びマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。
表示部２３０は、例えば液晶パネル又はＬＥＤパネル等の表画面を備え、各種画像を表示する。
【００２４】
記憶部２８０は、サーバ装置２００が備える記憶デバイスを用いて構成され、各種データを記憶する。
制御部２９０は、サーバ装置２００の各部を制御して各種処理を実行する。制御部２９０は、サーバ装置２００が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が記憶部２８０からプログラムを読み出して実行することで構成される。
受信処理部２９１は、通信部２１０を制御して車載装置１００からのデータを受信し、受信データを伸長する。
【００２５】
監視部２９２は、ステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離の経時変化に基づいて架線柱９３０の状態変化を検出する。例えば、監視部２９２は、ステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離の経時変化に基づいて架線柱９３０の傾きを監視する。
監視部２９２は、車載装置１００からのデータと、記憶部２８０が記憶している過去のデータとを比較して、ステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離の経時変化を算出する。
【００２６】
次に、図４〜図６を参照して、監視装置１の動作について説明する。
図４は、車載装置１００が行うしょりの手順の例を示すフローチャートである。車載装置１００は、車両９１０が走行している間、図４の処理を繰り返し行う。あるいは、車載装置１００が所定のキロ程又は所定の時刻で図４の処理を行うようにしてもよい。
図４の処理で、ステレオカメラ１１０がステレオ画像を撮影する（ステップＳ１１１）。距離算出部１２０は、ステレオカメラ１１０が撮影した画像に対してパターンマッチングを行って、架線柱９３０の像を検出する（ステップＳ１１２）。そして、距離算出部１２０は、ステレオ画像に基づいてステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離を算出する（ステップＳ１１３）。
ＧＮＳＳ受信機１３０は、車載装置１００が撮影を行うタイミングでＧＮＳＳ受信機１３０自らの位置情報を取得する（ステップＳ１２１）。
【００２７】
データ合成圧縮部１４０は、ステレオカメラ１１０が撮影したステレオ画像の画像データと、距離算出部１２０が算出したステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離情報と、ＧＮＳＳ受信機１３０の測位で得られた位置情報とを１つのデータに纏める（ステップＳ１３１）。纏められたデータは、車載装置１００からサーバ装置２００への送信データとして用いられる。
【００２８】
データ合成圧縮部１４０は更に、ステップＳ１３１で得られた送信データを圧縮する（ステップＳ１３２）。
通信機１５０は、データ合成圧縮部１４０が送信データを圧縮した圧縮データをサーバ装置２００へ送信する（ステップＳ１３３）。
ステップＳ１３３の後、図４の処理を終了する。
【００２９】
図５は、サーバ装置２００が、車載装置１００からのデータを受信して記憶する処理手順の例を示すフローチャートである。サーバ装置２００は、車両９１０が走行する時間の間、図５の処理を行う。
図５の処理で、通信部２１０は、車載装置１００からの圧縮データを待ち受けて受信する（ステップＳ２１１）。
【００３０】
受信処理部２９１は、通信部２１０が圧縮データを受信したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。受信していないと判定した場合（ステップＳ２１２：ＮＯ）、ステップＳ２１１へ戻る。一方、通信部２１０が圧縮データを受信したと判定した場合（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、受信処理部２９１は、得られた圧縮データを伸長する（ステップＳ２２１）。ステップＳ２２１での伸長により受信処理部２９１は、図４のステップＳ１３２でデータ合成圧縮部１４０が圧縮する前のデータを復元する。
受信処理部２９１は、伸長したデータを記憶部２８０に記憶させる（ステップＳ２２２）。
ステップＳ２２２の後ステップＳ２１１へ戻る。
【００３１】
図６は、サーバ装置２００が架線柱９３０の異常の有無を判定する処理手順の例を示すフローチャートである。サーバ装置２００が図６の処理を行うタイミングは特定のタイミングに限定されない。例えばサーバ装置２００が、例えば所定の時刻に図６の処理を行うようにしてもよい。あるいは、通信部２１０が車載装置１００からのデータを受信する毎に図６の処理を行うようにしてもよい。
【００３２】
図６の処理で、監視部２９２は、記憶部２８０からデータを読み出し（ステップＳ３１１）、さらに記憶部２８０から過去データを読み出す（ステップＳ３１２）。監視部２９２がステップＳ３１１で読み出すデータ、ステップＳ３１２で読み出す過去データのいずれも、図５のステップＳ２２２で受信処理部２９１が記憶部２８０に記憶させたデータである。監視部２９２がステップＳ３１１で読み出すデータと、ステップＳ３１２で読み出すデータとは、ステレオカメラ１１０が同じ架線柱９３０を同じ位置（あるいは、およそ同じ位置）から異なる時期に撮影して得られたデータである。同じ位置から撮影したか否かは、例えば、ステレオカメラ１１０が撮影した画像中で同じ位置に架線柱９３０の像が位置するか否かで判定することができる。
【００３３】
例えば、監視部２９２は、記憶部２８０が記憶しているデータのうち、未だ図６の処理を適用してないデータをステップＳ３１１で読み出す。そして、監視部２９２は、ステップＳ３１１で得られたデータの生成時期よりも所定時間（例えば１年）以上昔のデータをステップＳ３１２で読み出す。
なお、ステップＳ３１１で得られるデータと、ステップＳ３１２で得られるデータとでは、線路９２０上における車両の位置が多少異なるなど、ステレオカメラ１１０の位置が異なることが考えられる。この違いを吸収するために、監視部２９２がステップＳ３１１で取得するデータ、ステップＳ３１２で取得するデータのいずれか一方又は両方を、複数のデータの平均をとったデータにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ３１２の処理の後、監視部２９２は、ステップＳ３１１で得られたデータが示すステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離と、ステップＳ３１２で得られたデータが示すステレオカメラ１１０と架線柱９３０との距離と、の差を算出することで距離の変化を算出する（ステップＳ３１３）。この距離の変化は、架線柱９３０の傾きの変化を示していると考えられる。
【００３５】
そして、監視部２９２は、ステップＳ３１３で算出した距離の変化が閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１４）。
変化が閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ３１４：ＹＥＳ）、監視部２９２は異常有りの場合の処理を行う（ステップＳ３２１）。例えば、監視部２９２は、表示部２３０を制御して、架線柱９３０の点検を指示するアラームと、架線柱９３０を識別する情報としてＧＮＳＳ受信機１３０の測位結果の位置情報とを表示させる。
ステップＳ３２１の後、図６の処理を終了する。
【００３６】
一方、変化が閾値以下であると判定した場合（ステップＳ３１４：ＮＯ）、監視部２９２は異常無しの場合の処理を行う（ステップＳ３３１）。例えば、監視部２９２は、異常を検出しなかった旨をログに記録する。あるいは、監視部２９２が、特に処理を行わずにステップＳ３３１を終了するようにしてもよい。
ステップＳ３３１の後、図６の処理を終了する。
【００３７】
以上のように、ステレオカメラ１１０は、車両９１０に設けられ、線路９２０の脇に固定設置された架線柱９３０のステレオ画像を撮影する。距離算出部１２０は、ステレオ画像に写る架線柱９３０のステレオカメラ１１０からの距離をステレオ画像に基づいて算出する。監視部２９２は、架線柱９３０のステレオカメラ１１０からの距離の経時変化に基づいて架線柱９３０の状態変化を検出する。
これにより、監視部２９２は、車両９１０の進行方向（前後方向）への架線柱９３０の傾きだけでなく、奥行き方向（車両９１０の左右方向）への架線柱９３０の傾きも検出することができる。この点で、監視装置１によれば、監視対象である架線柱９３０のより多様な異常を検出することができる。
なお、車両の前後方向（進行方向）への架線柱９３０の傾きについては、監視部２９２がステレオ画像内の架線柱９３０の像から傾きを計算するようにしてもよい。
【００３８】
また、監視部２９２は、架線柱９３０のステレオカメラ１１０からの距離の経時変化に基づいて架線柱９３０の傾きを監視する。
これにより、監視部２９２は、例えば経時変化前後の距離の差を閾値と比較するなど、簡単な処理で架線柱９３０の傾きを検出することができる。
【００３９】
次に、図７を参照して、本発明の最小構成について説明する。
図７は、本発明に係る監視装置の最小構成の例を示す図である。図７に示す監視装置１０は、ステレオカメラ１１と、距離算出部１２と、監視部１３とを備える。
かかる構成にて、ステレオカメラ１１は、鉄道車両に設けられ、鉄道の脇に固定設置された架線柱９３０のステレオ画像を撮影する。距離算出部１２は、ステレオ画像に写る対象物のステレオカメラ１１からの距離をステレオ画像に基づいて算出する。監視部１３は、距離の経時変化に基づいて対象物の状態変化を検出する。
これにより、監視部１３は、車両の進行方向（前後方向）への対象物の傾きだけでなく、奥行き方向（車両の左右方向）への対象物の傾きも検出することができる。この点で、監視装置１によれば、対象物のより多様な異常を検出することができる。
【００４０】
なお、車載装置１００及びサーバ装置２００の機能の全部または一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１、１０  監視装置
１１、１１０  ステレオカメラ
１２、１２０  距離算出部
１３、２９２  監視部
１００  車載装置
１３０  ＧＮＳＳ受信機
１４０  データ合成圧縮部
１５０  通信機
２００  サーバ装置
２１０  通信部
２２０  操作入力部
２３０  表示部
２８０  記憶部
２９０  制御部
２９１  受信処理部
【図１】
2018144742.tif 000003
【図２】
2018144742.tif 000004
【図３】
2018144742.tif 000005
【図４】
2018144742.tif 000006
【図５】
2018144742.tif 000007
【図６】
2018144742.tif 000008
【図７】
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