(57)【要約】【課題】障害物の検出精度を高めた監視装置を提供すること。【解決手段】監視装置１００は、軌道である線路ＲＬに沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠ＡＲ１内に存在する物体を検出する第１判定部としての第１計測部４１及び車両制御装置３１と、軌道である線路ＲＬの周辺を含む所定の認識領域ＡＲ２内における空間的配置に関する参照距離画像（参照情報）に基づいて物体を検出する第２判定部としての第２計測部４２及び車両制御装置３１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】
軌道に沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠内に存在する物体を検出する第１判定部と、
軌道の周辺を含む所定の認識領域内における空間的配置に関する参照情報に基づいて物体を検出する第２判定部と
を備える監視装置。
【請求項２】
前記第１判定部は、電磁波を前記所定の判定枠内に照射し前記所定の判定枠内の物体からの反射波を検出する、請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記第１判定部は、事前走行によって走行位置に対応付けて前記所定の判定枠を生成した枠データを参照して、本走行時に走行位置に対応する前記所定の判定枠を設定する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項４】
前記所定の判定枠は、軌道中心と既定幅とに基づいて生成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項５】
前記第２判定部は、本走行時に走行位置で得た空間的配置に関する計測情報と、事前走行によって走行位置に対応付けて得た空間的配置に関する前記参照情報との差分を抽出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項６】
前記所定の認識領域は、前記所定の判定枠を含んで方位的により広い領域に設定されている、請求項５に記載の監視装置。
【請求項７】
前記所定の認識領域は、前記所定の判定枠を含んでより遠い領域に設定されている、請求項５及び６のいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項８】
前記第１判定部は、物体の方位及び距離を計測するためのレーダー装置又はレーザーレーダー装置を有し、
前記第２判定部は、物体の配置を３次元的に計測するためのカメラ又はレーザーレーダー装置を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項９】
前記第１判定部及び前記第２判定部のいずれかによって物体が検出された場合に、障害物が存在すると判断する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道その他の交通設備において軌道の周辺に存在する障害物を監視する監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害物の監視に利用可能な画像処理装置として、ステレオ画像をマッチング処理して前方物体までの距離を与える視差を算出するステレオ画像処理装置であって、基準画像の基準点と同じ座標となる対応画像上の点を検出して一次対応点とし、その一次対応点から同じ走査線上をレール抽出による視差だけずらした点を二次対応点とし、その二次対応点から対応画像の左右にマッチング処理を行って相関値を算出するものが存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、鉄道の障害物用の監視装置として、観測画像データと背景画像データとの差分を算出し、両者の画素値の相違度が大きい前景領域を検出するとともに、前景領域が検出された観測画像データに対して軌道検出処理を施して軌道軸に対する前景領域内の点の位置又は軌跡を求めることにより、前景領域内の点が建築限界内に存在するか否かを判定するものが存在する（特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の場合、視差によって前方の障害物までの距離を判定できるが、視差だけに頼ることになり、障害物の検出精度を高めることは容易でない。また、特許文献２の場合、建築限界内に前景領域の点が存在することを検出できるが、撮影画像の差分を抽出した２次元的情報が前提であり、障害物の検出精度を高めることは容易でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１９２１０６号公報
【特許文献２】特開２０１６−５２８４９号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、障害物の検出精度を高めた監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る監視装置は、軌道に沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠内に存在する物体を検出する第１判定部と、軌道の周辺を含む所定の認識領域内における空間的配置に関する参照情報に基づいて物体を検出する第２判定部とを備える。
【０００８】
上記監視装置では、第１判定部が軌道に沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠内に存在する物体を検出し、第２判定部が、軌道の周辺を含む所定の認識領域内における空間的配置に関する参照情報に基づいて物体を検出するので、判定枠内における物体検出と認識領域内における空間的配置の変化との組合せによって、障害物の検出精度を高めることができる。
【０００９】
本発明の具体的な側面では、上記監視装置おいて、第１判定部は、電磁波を所定の判定枠内に照射し所定の判定枠内の物体からの反射波を検出する。この場合、電波や光を用いた簡易で高精度の計測が可能になる。
【００１０】
本発明の別の側面では、第１判定部は、事前走行によって走行位置に対応付けて所定の判定枠を生成した枠データを参照して、本走行時に走行位置に対応する所定の判定枠を設定する。この場合、走行位置に対応して適切な判定枠を設定できる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、所定の判定枠は、軌道中心と既定幅とに基づいて生成される。この場合、判定枠の規定が簡単なものとなる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、第２判定部は、本走行時に走行位置で得た空間的配置に関する計測情報と、事前走行によって走行位置に対応付けて得た空間的配置に関する参照情報との差分を抽出する。この場合、事前の参照情報を利用した確度の高い物体検出が可能になる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、所定の認識領域は、所定の判定枠を含んで方位的により広い領域に設定されている。この場合、判定枠の上下左右の周囲における物体検出が可能になり、判定枠内については物体検出の確度を高めることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、所定の認識領域は、所定の判定枠を含んでより遠い領域に設定されている。この場合、判定枠の後方における物体検出が可能になる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、第１判定部は、物体の方位及び距離を計測するためのレーダー装置又はレーザーレーダー装置を有し、第２判定部は、物体の配置を３次元的に計測するためのカメラ又はレーザーレーダー装置を有する。この場合、枠内の物体や認識領域内の物体を正確に判定できる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、第１判定部及び第２判定部のいずれかによって物体が検出された場合に、障害物が存在すると判断する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】列車に搭載された第１実施形態の監視装置を説明する概念的なブロック図である。
【図２】監視装置の本体を説明する概念的なブロック図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１及び第２判定部による判定範囲を説明する概念的な側面図及び正面図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、第１判定部による判定枠の変形例を説明する図である。
【図４】監視装置による参照データの作成を説明するフローチャートである。
【図５】監視装置による監視動作を説明するフローチャートである。
【図６】具体的な動作を説明する概念的平面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、具体的な動作を説明する概念的斜視図である。
【図８】第２実施形態の監視装置による監視動作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】
【００１８】
図１に示す第１実施形態の監視装置１００は、列車ＴＲに組み込まれた車上装置２００の一部となっている。
【００１９】
監視装置１００は、各部の動作を統括に制御する車両制御装置３１と、列車ＴＲの現在速度を検出する車速検出部３４と、線路ＲＬ側に設けた地上子との間で通信を行って線路ＲＬ上の列車ＴＲの位置を検出する車上子３５と、不図示の列車運行管理システム又は指令所との間で通信を可能にする通信部３７と、列車ＴＲの前方の物体を検出する計測を行う第１計測部４１と、列車ＴＲの前方及びその周辺の物体を検出する計測を行う第２計測部４２とを備える。車上装置２００は、監視装置１００を構成する上記要素３１，３４，３５，３７，４１，４２のほかに、列車ＴＲを加速するためのモーター等からなる駆動装置３２と、列車ＴＲを減速するためのブレーキ装置３３と、乗客等に向けて各種情報を伝達するための報知手段であるスピーカーや表示部といった車内出力部３６とを備える。
【００２０】
車両制御装置３１は、運転手等の指示に基づいて列車ＴＲの各部を動作させ、列車ＴＲの適切な速度での走行や適切なタイミングでの停止を可能にするとともに、緊急時の自動列車停止機能を有する。車両制御装置３１は、車速検出部３４を利用した積算距離と車上子３５を利用した較正とによって、列車ＴＲの現在の走行位置を把握している。車両制御装置３１は、第１計測部４１とともに第１判定部を構成する。つまり、車両制御装置３１は、第１計測部４１を利用して線路ＲＬに沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠内に存在する物体を検出する。さらに、車両制御装置３１は、第２計測部４２とともに第２判定部を構成する。つまり、車両制御装置３１は、第２計測部４２を利用して軌道又は線路ＲＬの周辺を含む所定の認識領域内における空間的配置に関する参照情報に基づいて物体を検出する。
【００２１】
列車ＴＲの現在の走行位置については、上記のように車速検出部３４を利用するものに限らず、レーダーその他の測距装置を用いた計測に際してドップラー効果を監視することによる速度値、ＧＰＳ信号のドップラー効果を利用した速度値等に基づくものとしてもよい。その他、ＲＦＩＤを利用した位置検出、みちびきその他の衛星測位による位置検出も可能である。
【００２２】
図２に示すように、車両制御装置３１は、演算処理部１０１と、記憶部１０２と、入出力部１０３と、インターフェース部１０４とを備える。車両制御装置３１は、具体的には、走行制御用のプログラムを搭載したコンピューターを含み、走行制御用のプログラムには、一般的制御プログラムのほかに障害物監視用のプログラムが付加されている。車両制御装置３１又は車上装置２００は、列車ＴＲの走行状態の制御を基本的な役割又は動作とするものであるが、以下では、車両制御装置３１等を主に障害物監視機能の側面から説明する。
【００２３】
演算処理部１０１は、記憶部１０２に保管されたプログラムやデータに基づいて動作し、入出力部１０３やインターフェース部１０４から得た情報に基づいて処理を行い、処理の経過や結果を記憶部１０２に保管するとともに入出力部１０３に提示する。また、演算処理部１０１は、プログラム等に基づいてインターフェース部１０４を介して第１計測部４１を動作させ、図３（Ａ）に示すように線路ＲＬに沿って軌間幅等に対応するサイズを有する所定の判定枠ＡＲ１内に存在する障害物を監視する。また、演算処理部１０１は、プログラム等に基づいてインターフェース部１０４を介して第２計測部４２を動作させ、図３（Ａ）に示すように線路ＲＬに沿って判定枠ＡＲ１よりも広い範囲をカバーする所定の認識領域ＡＲ２内に存在する障害物を監視する。障害物については、典型的には、人や車、落石や動物といったある程度以上の大きさの物体が考えられる。演算処理部１０１は、第１計測部４１により取得した判定枠ＡＲ１内での計測データに基づく物体の有無の検知結果や、第２計測部４２により取得した認識領域ＡＲ２内での計測データに基づく物体の有無の検知結果から、進行方向前方に障害物があると判断すると、ブレーキ装置３３を動作させて車両を減速させたり停止させたりするとともに、車内出力部３６により、乗客に対して急ブレーキによる停止を行う旨の報知等を行う。
【００２４】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示すように、第１計測部４１を用いた監視における個々の判定枠ＡＲ１は、軌道としての線路ＲＬ又は軌道中心ＲＣに沿って延びる四角錐状の領域であり、車両限界程度の範囲に設定されて、線路ＲＬの軌間幅を既定幅として、この既定幅を有するとともに列車ＴＲの高さ程度の高さを有する。判定枠ＡＲ１の奥行き距離Ｄ１は、制動距離との関係で設定されるが、例えば４０ｍに設定することができる。判定枠ＡＲ１による判定は、中距離を対象とするものである。なお、判定枠ＡＲ１は、列車ＴＲの移動に伴って移動し、連続した判定枠ＡＲ１の集合である全体の判定枠ＴＡ１は、四角柱状の領域となる。第２計測部４２を用いた監視における認識領域ＡＲ２は、軌道としての線路ＲＬ又は軌道中心ＲＣに沿って延びる四角柱状の領域であり、建築限界以上の範囲に設定されて、判定枠ＡＲ１を含んで広い範囲をカバーするものとなっている。つまり、認識領域ＡＲ２は、判定枠ＡＲ１を含んで方位的により広い領域に設定され、かつ、判定枠ＡＲ１を含んでより遠い領域に設定されている。認識領域ＡＲ２は、具体的には線路ＲＬの軌間幅又は路床幅を超えて周辺を含むように設定されている。認識領域ＡＲ２の横幅は、線路ＲＬの横に数ｍ広がったものとでき、認識領域ＡＲ２の奥行き距離Ｄ２は、制動距離との関係で設定されるが、例えば１００ｍに設定することができる。認識領域ＡＲ２による識別は、中距離及び長距離を対象とするものである。
【００２５】
判定枠ＡＲ１は、判定枠ＡＲ１の前方端ＦＡ１が軌道としての線路ＲＬ上方をカバーするように軌道中心ＲＣを基準として設定されるものであり、列車ＴＲが線路ＲＬ上のどの地点に存在するかによって時々刻々と変化する。判定枠ＡＲ１は、線路ＲＬ上の走行位置の関数として与えられ、列車ＴＲ又は計測車を事前に走行させることで具体的に決定され、距離又は走行位置毎の判定枠データベースとして記憶部１０２等に保管される。実際の計測において、演算処理部１０１は、列車ＴＲの線路ＲＬ上の走行位置に基づいて記憶部１０２に保管された判定枠データベースから対応する判定枠ＡＲ１を読み出すことにより、走行位置に対応する判定枠ＡＲ１を設定し、第１計測部４１を利用して計測を行い、判定枠ＡＲ１内に障害物その他の所定サイズ以上の物体が存在するか否かを判断する。判定枠ＡＲ１の範囲又は位置は、線路ＲＬの軌道中心ＲＣ及び列車ＴＲの先頭位置を基準として、例えば１ｍといった線路ＲＬに沿った間隔又は刻みで設定することができる。列車ＴＲが大きく曲がる曲線区間では、本来判定枠ＡＲ１とすべき箇所が物陰に隠れる可能性があり、この場合、判定枠ＡＲ１の設定を行わず第１計測部４１を用いた監視も一時的に中断させることができる。判定枠ＡＲ１が部分的に物陰に隠れる場合、判定枠ＡＲ１を部分的に有効にすることもできる。
【００２６】
認識領域ＡＲ２は、軌道としての線路ＲＬ及びその周辺を広くカバーするように軌道中心ＲＣを基準として設定されるものであり、列車ＴＲが線路ＲＬ上のどの地点に存在するかによって時々刻々と変化する。認識領域ＡＲ２は、それ自体が単独でデータベース化されるものではなく、認識領域ＡＲ２において、距離画像が取得される。認識領域ＡＲ２における距離画像は、線路ＲＬ上の走行位置の関数として与えられ、例えば列車ＴＲ又は計測車を事前に走行させることで具体的に取得され、距離又は位置毎の距離画像データベースとして記憶部１０２等に保管される。実際の計測において、演算処理部１０１は、列車ＴＲの線路ＲＬ上の走行位置に基づいて、記憶部１０２に保管された参照情報として認識領域ＡＲ２内の参照距離画像（参照情報）を読み出すとともに、第２計測部４２を利用して認識領域ＡＲ２内で運用時距離画像（計測情報）を計測し、認識領域ＡＲ２内に障害物その他の所定サイズ以上の物体が出現した否かを判断する。認識領域ＡＲ２の範囲は、線路ＲＬの軌道中心ＲＣ及び列車ＴＲの先頭位置を基準として、例えば１ｍといった線路ＲＬに沿った間隔又は刻みで設定することができる。列車ＴＲが大きく曲がる曲線区間では、本来認識領域ＡＲ２とすべき箇所が近景に遮られる可能性があるが、この場合、近景が参照距離画像（参照情報）となり、第２計測部４２を用いた監視を継続することができる。
【００２７】
図３（Ｃ）に示すように、判定枠ＡＲ１については、補助的な判定枠ＡＲ１１，ＡＲ１２を追加することもできる。補助的な判定枠ＡＲ１１，ＡＲ１２は、基本的な判定枠ＡＲ１に対して奥行き距離Ｄ１が異なるように設定されている。このように、距離ごとに設定した複数の判定枠ＡＲ１，ＡＲ１１，ＡＲ１２を用いることで、各位置での障害物の有無の判定が可能になり、列車ＴＲの速度を考慮した衝突危険性判断の確度を高めることができる。
【００２８】
図３（Ｄ）に示す判定枠ＡＲ１３は、図３（Ｂ）に示す判定枠ＡＲ１より広く、車両限界又は建築限界よりも横に広がった領域をカバーしている。
【００２９】
図１に戻って、第１計測部４１は、例えばミリ波（つまり電磁波）によって物体検出を行うレーダー装置を有し、前方の計測領域内（具体的には判定枠ＡＲ１内）に存在する物体を計測する。第１計測部４１は、列車ＴＲの前方に対して電磁波ビームをアンテナアレイ等を利用して２次元的に走査しつつ照射し、物体で反射されて戻って来た反射波の方位及び検出タイミングから物体の奥行き方向を含めた位置を計測する。この際、反射波の角度範囲から物体のサイズに関する情報も得ることができる。第１計測部４１による物体検出に際して図３（Ａ）に示すような判定枠ＡＲ１を設定すれば、この判定枠ＡＲ１内に存在する物体又は障害物を抽出することもできる。第１計測部４１は、列車ＴＲの走行に伴って高速で撮像及び距離算出を行うので、列車ＴＲの前方の変化する前景についてリアルタイムで距離画像を計測することができる。第１計測部４１については、レーダー装置に限らず、例えば電磁波として赤外光その他のレーザー光を用いポリゴンミラー、ＭＥＭＳミラー等により走査を行うレーザーレーダー装置又は３次元画像センサーを用いることができる。
【００３０】
第２計測部４２は、例えば可視光又は赤外光によって撮影を行うステレオカメラを有し、演算処理部１０１と協働して、前景について可視域又は赤外域で距離画像を計測する。つまり、第２計測部４２は、列車ＴＲの前方画像をステレオ方式で撮影し、演算処理部１０１は、撮影した画像中の各部までの距離を計算することができる。演算処理部１０１は、画像中から所定サイズ以上のオブジェクトを抽出し、視差を利用して各オブジェクトまでの距離を算出する。この場合、第２計測部４２の前方景色の各部について距離を与えることになり、距離画像を計測することになる。第２計測部４２及び演算処理部１０１は、列車ＴＲの走行に伴って高速で撮像及び距離算出を行うので、列車ＴＲの前方の変化する前景についてリアルタイムで距離画像を計測することができる。第２計測部４２及び演算処理部１０１については、他の光学的原理、例えばフォーカスを移動させて各焦点位置でピントが合うオブジェクトを抽出するようなものであってもよい。第２計測部４２及び演算処理部１０１については、ステレオカメラに限らず、例えばレーザーレーダー装置又は３次元画像センサーを用いることができる。
【００３１】
図４及び５は、図１等に示す監視装置１００の具体的動作を説明するフローチャートである。
【００３２】
図４を参照して、リファレンスデータの作成手順について説明する。まず、列車ＴＲ又は計測車を事前に走行させる。この事前走行に際して、演算処理部１０１は、オペレータの指示下で動作し、車速検出部３４等を利用して列車ＴＲの走行位置を取得しつつ、第２計測部４２を利用して走行位置の最小単位ごとに画像を取得し、記憶部１０２等に保管する（ステップＳ１１）。次に、演算処理部１０１は、走行位置の最小単位ごとに判定枠ＡＲ１を決定する（ステップＳ１２）。判定枠ＡＲ１は、例えば第２計測部４２を利用して得た前景画像から得た軌道中心ＲＣを基準として決定することができ、具体的には、前方端ＦＡ１を、軌道中心ＲＣの左右方向に既定幅を有し、軌道中心ＲＣの上方に所定の高さ幅を有するものとする。この際、判定枠ＡＲ１の前方端ＦＡ１のサイズ及び中心方位が走行位置に関連づけて記憶部１０２に記憶される。次に、演算処理部１０１は、第２計測部４２を利用して得た画像に対して画像処理を行って、走行位置の最小単位ごとに距離画像を得る（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で得た距離画像については、軌道中心ＲＣを基準として決定した認識領域ＡＲ２の範囲内のみに限ることができる。次に、演算処理部１０１は、オペレータの指示下で動作し、走行位置ごとに判定枠ＡＲ１の方位等を紐付けたデータベースを作成し、この判定枠データベースを記憶部１０２等に保管する（ステップＳ１４）。次に、演算処理部１０１は、オペレータの指示下で動作し、走行位置ごとに距離画像を紐付けたデータベースを作成し、この距離画像データベースを記憶部１０２等に保管する（ステップＳ１５）。距離画像データベースは、走行位置の関数である多数の参照距離画像で構成される参照情報である。ここで、参照距離画像のうち、所定以上の距離の領域については、データ欠落点又は無限遠点として処理することができるが、認識領域ＡＲ２の外縁に設定することもできる。
【００３３】
図５を参照して、運用走行時又は本走行時における障害物検出について説明する。演算処理部１０１は、車速検出部３４等を利用して列車ＴＲの走行位置を取得する（ステップＳ２１）。次に、演算処理部１０１は、第１計測部４１を利用して物体計測を行う（ステップＳ２２）。これにより、列車ＴＲの前方に物体が存在する場合、その物体の方位（角度）や距離が得られる。次に、演算処理部１０１は、ステップＳ２１で得た走行位置に対応する判定枠ＡＲ１を設定するとともに、ステップＳ２２で得た物体の方位及び距離が設定した判定枠ＡＲ１内であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。演算処理部１０１は、判定枠ＡＲ１内に物体が存在すると判断した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、入出力部１０３を介して運転手に線路上に障害物が存在することを警報出力する（ステップＳ２４）。この際、演算処理部１０１は、ブレーキ装置３３を適宜動作させて列車ＴＲに緊急停止を行わせることができる。一方、演算処理部１０１は、判定枠ＡＲ１内に物体が存在しないと判断した場合（ステップＳ２３でＮｏ）、ステップＳ２１に戻って列車ＴＲの走行位置を取得する処理を再開する。判定枠ＡＲ１内における物体の計測（ステップＳ２２，Ｓ２３）と並行して、演算処理部１０１は、第２計測部４２を利用して距離画像計測を行う（ステップＳ２５）。次に、演算処理部１０１は、ステップＳ２５で得た運用時距離画像をステップＳ２１で得た走行位置に対応する参照距離画像（参照情報）と比較することで差分を抽出する（ステップＳ２６）。次に、演算処理部１０１は、ステップＳ２６で得た差分が認識領域ＡＲ２内における顕著な空間変化に相当するか否かを判断する（ステップＳ２７）。顕著な空間変化に相当するか否かは、差分に相当する画素群の輪郭、距離、面積等を判定要素として決定される。演算処理部１０１は、認識領域ＡＲ２内に顕著な空間変化が生じていると判断した場合（ステップＳ２７でＹｅｓ）、入出力部１０３を介して運転手に線路上又はその周囲に障害物が存在することを警報出力する（ステップＳ２４）。一方、演算処理部１０１は、判定枠ＡＲ１内に物体が存在しないと判断した場合（ステップＳ２７でＮｏ）、ステップＳ２１に戻る。以上の処理は、列車ＴＲの運用走行が完了するまで繰り返される（ステップＳ２８でＮｏ）。
【００３４】
図６は、認識領域ＡＲ２の具体例を説明する平面であり、線路ＲＬの周辺に、ビルＰ１、進入防止柵Ｐ２、踏切Ｐ３、道路Ｐ４、信号器Ｐ５、架線柱Ｐ６、樹木Ｐ７等が存在し、これらの物体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７が、事前走行時及び本走行時に走行位置に関連づけられた参照距離画像を構成するオブジェクトとして抽出される。図７（Ａ）は、事前走行時に得た参照距離画像を説明する概念図であり、踏切Ｐ３等の画像が得られている。また、図７（Ｂ）は、本走行時に得た運用時距離画像を説明する概念図であり、踏切Ｐ３の背後に歩行者Ｐ９の画像が得られている。この例では、歩行者Ｐ９が認識領域ＡＲ２外に待機しているため、演算処理部１０１は、認識領域ＡＲ２内に障害物が存在しないと判断する。一方、図７（Ｃ）は、別のタイミングで得た運用時距離画像を説明する概念図であり、踏切Ｐ３の内側に歩行者Ｐ９の画像が得られている。この例では、歩行者Ｐ９が認識領域ＡＲ２内に入り込んでいるため、演算処理部１０１は、認識領域ＡＲ２内に障害物が存在すると判断する。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る監視装置１００では、第１判定部としての第１計測部４１及び車両制御装置３１が、軌道である線路ＲＬに沿った走行位置に応じて設定される所定の判定枠ＡＲ１内に存在する物体を検出し、第２判定部としての第２計測部４２及び車両制御装置３１が、軌道である線路ＲＬの周辺を含む所定の認識領域ＡＲ２内における空間的配置に関する参照情報に基づいて物体を検出するので、判定枠ＡＲ１内における物体検出と認識領域ＡＲ２内における空間的配置の変化との組合せによって、障害物の検出精度を高めることができる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
以下、図８を参照して、第１実施形態を変形した第２実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る監視装置１００は、具体的動作が異なるが、第１実施形態と同様の構成であるので、監視装置１００全体についての詳細な説明を省略する。
【００３７】
第２実施形態の監視装置１００の場合、演算処理部１０１は、認識領域ＡＲ２内で検出した空間変化が認識領域ＡＲ２うち判定枠ＡＲ１に近い建築限界その他の限界枠内におけるに相当するか否かを判断する（ステップＳ４１）。空間変化が限界枠内である場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、演算処理部１０１は、入出力部１０３を介して運転手に線路上に障害物が存在することを警報出力する（ステップＳ２４）。一方、空間変化が限界枠外である場合（ステップＳ４１でＮｏ）、演算処理部１０１は、物体又は対象までの距離、限界枠への近接状況に応じて、入出力部１０３を介して、運転手に対して線路の周辺に障害物が存在することを警戒表示する（ステップＳ４２）。
【００３８】
〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、走行位置ごとに距離画像を紐付けることによって一連の参照距離画像からなるデータベースを作成しているが（ステップＳ１５）、走行位置ごとの距離画像等を用いて沿線の距離画像マッピングを行うこともできる。この場合、距離画像マッピングによって沿線に沿った空間的配置情報が得られ、走行位置を与えれば空間的配置情報から走行位置に対応する参照距離画像を取得することもできる。これにより、走行位置を連続的に細かく変化させた詳細な参照距離画像に基づいて、認識領域ＡＲ２内の空間変化を抽出することができる。
【００４０】
以上では、運用走行時に運用時距離画像を得るための第２計測部４２と、事前走行時に参照距離画像を得るための第２計測部４２とが同じであることを前提としたが、運用時距離画像を計測するための第２計測部４２と、参照距離画像を計測するための第２計測部４２とは、別の計測原理を利用した別ものとすることができる。例えば、参照距離画像を取得する際には、可視光のステレオカメラを利用し、運用時距離画像を取得する際には、赤外光のステレオカメラやレーザーレーダー装置を利用することができる。異種の計測装置からのデータを比較する場合、較正、正規化といった手法によって判断の信頼性を高めることができる。
【００４１】
以上では、第２計測部４２を利用して距離画像を得ているが、距離画像に代えて２次元的な画像を得ることもできる。この場合、距離画像の差分としての立体的な情報に基づいて物体を検出するのではなく、２次元的な差分情報に基づいて物体の空間的配置を検出することになる。なお、移動しない物体又は障害物については、時刻が異なる２次元画像の差分情報に基づいて物体までの距離を判定することもできる。
【００４２】
車上装置２００は、不図示の列車運行管理システムの制御下で、列車ＴＲの自動運転を可能としており、自動運転については、運転士を乗せた状態で行う場合のほか、運転士がいない完全無人の自動運転も含み得るものとしている。自動運転については、運行区間の全体を運転士がいない完全無人の自動運転とする場合のほか、運行区間の一部を、運転士を乗せた状態で自動運転とする場合や、運行区間の一部については、自動運転とせず、運転士による通常運転とすることも考えられる。
【００４３】
参照距離画像（参照情報）を取得するための事前走行は適宜繰り返して行うことができ、参照距離画像を定期的に更新することができる。
【００４４】
参照距離画像（参照情報）や判定枠ＡＲ１に関する情報は、通信部３７を介して列車運行管理システムから暫時取得することもできる。
【００４５】
監視装置１００は、車上装置２００に組み込むのではなく、遠隔の列車運行管理システム側に組み込むこともできる。
【００４６】
監視装置１００による監視対象は、鉄道の線路ＲＬに限らず、路面電車用の軌道であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
３１…車両制御装置、  ３２…駆動装置、  ３３…ブレーキ装置、  ３４…車速検出部、  ３５…車上子、  ３６…車内出力部、  ３７…通信部、  ４１…第１計測部、  ４２…第２計測部、  １００…監視装置、  １０１…演算処理部、  １０２…記憶部、  １０３…入出力部、  １０４…インターフェース部、  ２００…車上装置、  ＡＲ１…本来判定枠、  ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３…判定枠、  ＡＲ２…認識領域、  ＦＡ１…前方端、  ＲＣ…軌道中心、  ＲＬ…線路、  ＴＲ…列車
【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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