(57)【要約】【課題】従来よりも支障物を正確に検知することができ、メンテナンスコストも削減することが可能な支障物検知システムを提供する。【解決手段】支障物検知システムは、進行方向前方を撮影するカメラ１１と、カメラ１１の撮影結果に応じて要求照度を算出する演算装置と、演算装置で算出された要求照度を無線信号で送信する通信装置１４とを有し、路面Ｇ上に敷設された軌道Ｒに沿って走行する点検車両１０と、軌道Ｒに沿って敷設され、要求照度に応じた照度で路面Ｇを照明する複数の路面照明装置３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向前方を撮影する撮影装置と、該撮影装置の撮影結果に応じて要求照度を算出する演算装置と、該演算装置で算出された前記要求照度を無線信号で送信する通信装置とを有し、路面上に敷設された軌道に沿って走行する車両と、
前記軌道に沿って敷設され、前記要求照度に応じた照度で前記路面を照明する複数の路面照明装置と、
を備える支障物検知システム。
【請求項２】
前記演算装置は、前記撮影装置で撮影された撮影画像の平均的な明るさと、支障物を検知するために必要となる画像の明るさとに基づいて、前記要求照度を算出する、請求項１記載の支障物検知システム。
【請求項３】
前記演算装置は、前記撮影装置で撮影された撮影画像を複数の領域に分割して前記平均的な明るさを前記複数の領域毎に求め、前記要求照度を前記複数の領域毎に算出する、請求項２記載の支障物検知システム。
【請求項４】
前記軌道に沿って複数の前記路面照明装置毎に敷設され、前記車両から送信されてくる前記要求照度に基づいて、複数の前記路面照明装置の照度を制御する制御装置を備える、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の支障物検知システム。
【請求項５】
前記車両は、自車両の位置を検出する位置検出装置を備えており、
前記通信装置は、前記位置検出装置の検出結果を前記要求照度とともに送信し、
前記制御装置は、前記位置検出装置の検出結果及び前記要求照度に基づいて前記路面照明装置の照度を制御する、
請求項４記載の支障物検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支障物検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
軌道走行用車両は、軌道に沿って走行する車両であり、軌道内に落下物や倒木等の支障物があると、軌道走行用車両の破損や脱線等が生ずる可能性が考えられる。このため、軌道走行用車両を運行するに先立ち、支障物検知システムを用いて軌道内における支障物の有無を確認して、走行の安全を確保するようにしている。
【０００３】
以下の特許文献１，２には、従来の支障物検知システムの一例が開示されている。例えば、以下の特許文献１には、進行方向前方を照明するサーチライト及び進行方向前方を撮影するカメラ等を備える車両を用いた支障物検知システムが開示されている。この支障物検知システムでは、車両を走行させつつ、カメラで撮影された画像情報等から支障物の建築限界内の有無を検知するようにしている。
【０００４】
また、以下の特許文献２には、進行方向前方の近距離範囲及び遠距離範囲をそれぞれ撮影する近距離カメラ及び遠距離カメラに加えて、進行方向前方を測定するレーザレーダを備える車両を用いた支障物検知システムが開示されている。この支障物検知システムでは、車両を走行させつつ、近距離カメラ及び遠距離カメラから得られる画像情報とレーザレーダから得られる情報とに基づいて、支障物が建築限界内に存在するか否かを検知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４４８０８８号公報
【特許文献２】特開２０１６−８８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１，２に開示された従来の支障物検知システムでは、遠方の支障物を検知するために、高出力のサーチライトが車両に設けられている。このサーチライトは、投光される光が遠距離に位置する支障物に照射されるように調整されている。しかしながら、サーチライトから投光される光が、一部でも近距離に位置する支障物に照射されてしまうと、強い反射光が得られてしまうため、過検知の原因になってしまうという問題があった。また、高出力のサーチライトは、寿命が短いことから頻繁にメンテナンス（交換等）を行う必要があり、メンテナンスコストが上昇してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも支障物を正確に検知することができ、メンテナンスコストも削減することが可能な支障物検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様による支障物検知システム（１、２）は、進行方向前方を撮影する撮影装置（１１）と、該撮影装置の撮影結果に応じて要求照度を算出する演算装置（１３）と、該演算装置で算出された前記要求照度を無線信号で送信する通信装置（１４）とを有し、路面（Ｇ）上に敷設された軌道（Ｒ）に沿って走行する車両（１０）と、前記軌道に沿って敷設され、前記要求照度に応じた照度で前記路面を照明する複数の路面照明装置（３０）と、を備える。
また、本発明の一態様による支障物検知システムは、前記演算装置が、前記撮影装置で撮影された撮影画像の平均的な明るさと、支障物を検知するために必要となる画像の明るさとに基づいて、前記要求照度を算出する。
また、本発明の一態様による支障物検知システムは、前記演算装置が、前記撮影装置で撮影された撮影画像を複数の領域（ＲＧ１〜ＲＧ３）に分割して前記平均的な明るさを前記複数の領域毎に求め、前記要求照度を前記複数の領域毎に算出する
また、本発明の一態様による支障物検知システムは、前記軌道に沿って複数の前記路面照明装置毎に敷設され、前記車両から送信されてくる前記要求照度に基づいて、複数の前記路面照明装置の照度を制御する制御装置（２０）を備える、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の支障物検知システム。
また、本発明の一態様による支障物検知システムは、前記車両が、自車両の位置を検出する位置検出装置（１２）を備えており、前記通信装置が、前記位置検出装置の検出結果を前記要求照度とともに送信し、前記制御装置が、前記位置検出装置の検出結果及び前記要求照度に基づいて前記路面照明装置の照度を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、従来よりも支障物を正確に検知することができ、メンテナンスコストも削減することが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による支障物検知システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における点検車両の要部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における路面照明制御装置の要部構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による支障物検知システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による支障物検知システムの動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態による支障物検知システムの全体構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における路面照明灯の制御例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による支障物検知システムについて詳細に説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による支障物検知システムの全体構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態の支障物検知システム１は、点検車両１０（車両）、路面照明制御装置２０（制御装置）、及び複数の路面照明灯３０（路面照明装置）を備えており、路面Ｇ上に敷設された軌道Ｒに沿って点検車両１０を走行させて、軌道Ｒ内の支障物ＯＢを検知するシステムである。尚、軌道Ｒ内の支障物ＯＢは、例えば落下物や倒木等である。
【００１３】
支障物ＯＢの有無の検知は、軌道走行用車両の運行に先立って行われるのが望ましい。このため、支障物検知システム１は、例えば、軌道走行用車両の運行が終了してから、次の運行が開始されるまでの間（例えば、深夜）に稼働される。つまり、支障物検知システム１を用いた支障物ＯＢの検知は、例えば深夜に点検車両１０を走行させることによって行われる。
【００１４】
点検車両１０は、進行方向前方を撮影するカメラ（撮影装置）１１を備えており、カメラ１１から出力される撮影画像に対する画像処理を行って、軌道Ｒ内の支障物ＯＢを検知する。また、点検車両１０は、カメラ１１から出力される撮影画像の明るさを求め、支障物ＯＢを検知するために必要となる要求照度を算出する。点検車両１０は、路面照明制御装置２０との間で無線通信を行う通信装置１４を備えており、算出した要求照度を自車両の位置とともに無線信号で送信する。
【００１５】
路面照明制御装置２０は、点検車両１０から送信されてくる要求照度及び位置に基づいて、路面照明灯３０の照度を制御する。この路面照明制御装置２０は、軌道Ｒに沿って複数の路面照明灯３０毎（例えば、１０個の路面照明灯３０毎）に敷設されている。つまり、路面照明制御装置２０は、複数の路面照明灯３０（例えば、１０個の路面照明灯３０）に対応して１つずつ設けられている。路面照明制御装置２０は、点検車両１０から送信されてくる要求照度及び位置に基づいて、対応する路面照明灯３０の照度を制御する。
【００１６】
路面照明灯３０は、路面照明制御装置２０と同様に、軌道Ｒに沿って敷設されており、路面照明制御装置２０の制御の下で、上記の要求照度に応じた照度で路面Ｇを照明する。路面照明灯３０としては、例えば水銀灯、ハロゲンランプ、その他の任意の照明灯を用いることができる。路面照明灯３０は、例えば、軌道Ｒに沿って十〜数十［ｍ］程度の間隔をもって敷設される。また、路面照明制御装置２０は、例えば、軌道Ｒに沿って百〜数百約［ｍ］程度の間隔をもって敷設される。路面照明制御装置２０から路面照明灯３０に対して送信される制御信号は、有線通信によって送信されても良く、無線通信によって送信されても良い。本実施形態では、無線通信によって送信されるものとする。
【００１７】
図２は、本発明の第１実施形態における点検車両の要部構成を示す図である。図２に示す通り、点検車両１０は、カメラ１１、位置検出装置１２、信号処理装置１３（演算装置）、及び通信装置１４を備える。カメラ１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等の撮像素子を備えており、進行方向前方を撮影するように点検車両１０に取り付けられる。位置検出装置１２は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）機能を備えており、このＧＰＳ機能により点検車両１０の位置を検出する。位置検出装置１２で検出された位置は、信号処理装置１３に出力される。
【００１８】
信号処理装置１３は、物体検知部１３ａ、明るさ検出部１３ｂ、及び要求照度算出部１３ｃを備えており、軌道Ｒ内の支障物ＯＢを検知するために必要な各種処理を行う。物体検知部１３ａは、カメラ１１から出力される撮影画像に対する画像処理を行って、軌道Ｒ内の支障物ＯＢを検知する処理を行う。明るさ検出部１３ｂは、カメラ１１から出力される撮影画像の明るさを検出する処理を行う。例えば、明るさ検出部１３ｂは、カメラ１１から出力される撮影画像の平均的な明るさを検出する。ここで、撮影画像の平均的な明るさは、撮影画像の全ての画素の明るさを平均した明るさであっても良く、撮影画像の中央部に位置する画素の明るさを平均した明るさであっても良い。
【００１９】
要求照度算出部１３ｃは、明るさ検出部１３ｂで検出された明るさと、支障物ＯＢを検知するために必要となる撮影画像の明るさとに基づいて、支障物ＯＢを検知するために必要となる要求照度を算出する。前述の通り、支障物ＯＢの検知は深夜に行われる場合があり、路面照明灯３０が点灯していない状態では、カメラ１１で撮影された撮影画像が暗すぎるため、物体検知部１３ａにおいて支障物ＯＢを検出することができないことがある。このような場合であっても、支障物ＯＢを検知可能とするために、上記の要求照度を算出するようにしている。尚、支障物ＯＢを検知するために必要となる撮影画像の明るさは、例えば、予め信号処理装置１３に設定されている。
【００２０】
通信装置１４は、信号処理装置１３の制御の下で、路面照明制御装置２０と通信を行う。具体的に、通信装置１４は、信号処理装置１３から出力される各種情報（要求照度算出部１３ｃで算出された要求照度、位置検出装置１２で検出された点検車両１０の位置）を無線信号で送信する。通信装置１４と路面照明制御装置２０との間で行われる通信の通信方式としては任意のものを用いることができるが、例えば５Ｇ（第５世代移動通信システム）で用いられる通信方式を用いることができる。
【００２１】
図３は、本発明の第１実施形態における路面照明制御装置の要部構成を示す図である。図３に示す通り、路面照明制御装置２０は、受信装置２１、照度制御部２２、及び送信装置２３を備える。受信装置２１は、点検車両１０から送信されてくる無線信号を受信する。照度制御部２２は、受信装置２１で受信された無線信号に含まれる要求照度及び点検車両１０の位置に基づいて、路面照明灯３０の照度を制御する制御信号を出力する。
【００２２】
例えば、点検車両１０に設けられたカメラ１１が、点検車両１０の前方１００〜２００［ｍ］の範囲を撮影するように設定されている場合を考える。この場合において、路面照明制御装置２０は、例えば、点検車両１０が自装置に至る１００［ｍ］前の位置から、点検車両１０が自装置を通過して１００［ｍ］進んだ位置まで、路面照明灯３０の照度を要求照度とする制御信号を出力する。
【００２３】
送信装置２３は、照度制御部２２から出力される制御信号を無線信号で送信する。点検車両１０と路面照明制御装置２０との間で行われる通信の通信方式と、路面照明制御装置２０と路面照明灯３０との間で行われる通信の通信方式とは、同じあっても良く、異なっていても良い。尚、図３においては、理解を容易にするために、受信装置２１と送信装置２３とを分けて図示したが、例えば、点検車両１０と路面照明制御装置２０との間で行われる通信の通信方式と、路面照明制御装置２０と路面照明灯３０との間で行われる通信の通信方式とが同じ場合には、これらは一体となっていても良い。
【００２４】
図４は、本発明の第１実施形態による支障物検知システムの動作を示すフローチャートである。また、図５は、本発明の第１実施形態による支障物検知システムの動作を説明するための説明図である。図４に示すフローチャートの処理は、例えば点検車両１０が一定速度（例えば、１００［ｋｍ／ｈｒ］）で走行している状態で、一定の周期（例えば、数十［ｍｓｅｃ］）で繰り返し行われる。
【００２５】
図４に示すフローチャートの処理が開始されると、まず点検車両１０の進行方向前方をカメラ１１で撮影する処理が行われる（ステップＳ１１）。次に、カメラ１１から出力された撮影画像の明るさを検出する処理が、信号処理装置１３の明るさ検出部１３ｂで行われる（ステップＳ１２）。次いで、明るさ検出部１３ｂで検出された撮影画像の明るさが、支障物ＯＢを検知するために十分な明るさであるか否か（支障物ＯＢを検知するために必要となる撮影画像の明るさ以上の明るさであるか否か）が信号処理装置１３で検出される（ステップＳ１３）。
【００２６】
明るさ検出部１３ｂで検出された撮影画像の明るさが、支障物ＯＢを検知するために十分な明るさであると判断された場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、支障物ＯＢの検知処理が物体検知部１３ａによって行われる（ステップＳ１４）。つまり、カメラ１１から出力された撮影画像に対する画像処理を行って、軌道Ｒ内の支障物ＯＢを検知する処理が物体検知部１３ａによって行われる。この処理にて、軌道Ｒ内の支障物ＯＢが検知された場合には、例えばその旨が表示装置（図示省略）に表示される。尚、ステップＳ１４の処理が終了すると、図４に示す一連の処理は終了する。
【００２７】
これに対し、明るさ検出部１３ｂで検出された撮影画像の明るさが、支障物ＯＢを検知するために十分な明るさではないと判断された場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、要求照度を算出する処理が要求照度算出部１３ｃによって行われる（ステップＳ１５）。具体的には、明るさ検出部１３ｂで検出された明るさと、予め設定されている支障物ＯＢを検知するために必要となる撮影画像の明るさとに基づいて、支障物ＯＢを検知するために必要となる要求照度を算出する処理が要求照度算出部１３ｃによって行われる。
【００２８】
続いて、要求照度算出部１３ｃで算出された要求照度を、位置検出装置１２で検出された位置とともに無線信号で送信する処理が通信装置１４によって行われる（ステップＳ１６）。この処理が行われると、図５に示す通り、点検車両１０の通信装置１４から無線信号ＲＳ１が送信されて、路面照明制御装置２０で受信される。尚、無線信号ＲＳ１は、図３に示す受信装置２１で受信される。
【００２９】
無線信号ＲＳ１が路面照明制御装置２０で受信されると、無線信号ＲＳ１に含まれる要求照度及び点検車両１０の位置に基づいて、路面照明灯３０の照度を制御する処理が照度制御部２２によって行われる（ステップＳ１７）。例えば、点検車両１０が路面照明制御装置２０に至る１００［ｍ］前の位置から、点検車両１０が路面照明制御装置２０を通過して１００［ｍ］進んだ位置まで、路面照明灯３０の照度を要求照度とする制御信号を出力する処理が照度制御部２２によって行われる。
【００３０】
照度制御部２２から制御信号が出力されると、その制御信号を無線信号で送信する処理が図４に示す送信装置２３によって行われる。この処理が行われると、図５に示す通り、路面照明制御装置２０からから無線信号ＲＳ２が送信されて、路面照明灯３０で受信される。すると、図５に示す通り、路面照明灯３０が点灯されて、要求照度に応じた照度で路面Ｇが照明される。
【００３１】
以上の通り、本実施形態では、点検車両１０を軌道Ｒに沿って走行させつつ進行方向前方をカメラ１１で撮影し、撮影された撮影画像の明るさを明るさ検出部１３ｂで検出し、明るさが十分でない場合には要求照度を要求照度算出部１３ｃで算出して位置ともに無線信号で送信している。そして、点検車両１０から送信されてきた要求照度及び位置に基づいて、路面照明制御装置２０が路面照明灯３０の照度を制御するようにしている。
【００３２】
これにより、本実施形態では、従来のような高出力のサーチライトを用いることなく、遠方の支障物ＯＢを適正照度で検知することができる。また、本実施形態では、従来のような高出力のサーチライトを用いる必要がないことから、メンテナンスコストの上昇を招くこともない。このように、本実施形態では、従来よりも支障物ＯＢを正確に検知することができ、メンテナンスコストも削減することが可能である。
【００３３】
〔第２実施形態〕
図６は、本発明の第２実施形態による支障物検知システムの全体構成を示す図である。尚、図６においては、図１に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。図１に示す第１実施形態による支障物検知システム１は、点検車両１０から送信された要求照度等に基づいて、路面照明制御装置２０が路面照明灯３０の照度を制御するものであった。これに対し、図６に示す本実施形態による支障物検知システム２は、路面照明制御装置２０が省略されており、点検車両１０から送信された要求照度に基づいて、路面照明灯３０の照度が直接制御されるものである。
【００３４】
ここで、点検車両１０による路面照明灯３０の制御は、第１実施形態と同様の制御であっても良い。つまり、カメラ１１から出力される撮影画像の平均的な明るさ（撮影画像の全ての画素の明るさを平均した明るさ、或いは、撮影画像の中央部に位置する画素の明るさを平均した明るさを求め、この明るさに基づいて複数の路面照明灯３０を制御するものであっても良い。
【００３５】
但し、本実施形態では、点検車両１０が路面照明灯３０を直接制御することができるため、路面照明灯３０を個別に制御するようにしても良い。図７は、本発明の第２実施形態における路面照明灯の制御例を説明するための図である。図７に示す通り、例えば、カメラ１１で撮影された撮影画像ＩＭを複数の領域ＲＧ１〜ＲＧ３に分割し、領域ＲＧ１〜ＲＧ３毎の平均的な明るさを求めて要求照度を領域ＲＧ１〜ＲＧ３毎に算出する。
【００３６】
そして、領域ＲＧ１〜ＲＧ３毎に算出された要求照度に基づいて、路面照明灯３０の照度を個別に制御しても良い。例えば、領域ＲＧ１について算出された要求照度に基づいて最も近い路面照明灯３０（３１）の照度を制御し、領域ＲＧ２について算出された要求照度に基づいて次に近い路面照明灯３０（３２）の照度を制御し、領域ＲＧ３について算出された要求照度に基づいて次に近い路面照明灯３０（３３）の照度を制御するといった具合である。
【００３７】
尚、撮影画像ＩＭの分割数及び分割の仕方は、図７に示す例に制限される訳ではない。例えば、撮影画像ＩＭの分割数は、２であっても、４以上であっても良い。また、撮影画像ＩＭの分割の仕方は、例えば建築限界を超える部分を除いた部分を分割するものであっても良い。また、本実施形態による支障物検知システム２の動作は、点検車両１０から送信された要求照度に基づいて、路面照明灯３０の照度が直接制御される点を除いて、第１実施形態と同様であり、基本的には図４に示すフローチャートに従った動作が行われる。このため、本実施形態の動作の詳細な説明は省略する。
【００３８】
以上の通り、本実施形態では、第１実施形態と同様に、点検車両１０を軌道Ｒに沿って走行させつつ進行方向前方をカメラ１１で撮影し、撮影された撮影画像の明るさを明るさ検出部１３ｂで検出し、明るさが十分でない場合には要求照度を要求照度算出部１３ｃで算出して無線信号で送信している。そして、点検車両１０から送信されてきた要求照度に基づいて、路面照明灯３０の照度を制御するようにしている。
【００３９】
これにより、本実施形態においても、従来のような高出力のサーチライトを用いることなく、遠方の支障物ＯＢを適正照度で検知することができる。また、本実施形態においても、従来のような高出力のサーチライトを用いる必要がないことから、メンテナンスコストの上昇を招くこともない。このように、本実施形態も、第１実施形態と同様に、従来よりも支障物ＯＢを正確に検知することができ、メンテナンスコストも削減することが可能である。
【００４０】
以上、本発明の実施形態による支障物検知システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、点検車両１０で支障物ＯＢを検知する処理が行われていたが、支障物ＯＢを検知する処理は点検車両１０以外で行われても良い。つまり、点検車両１０で得られた撮影画像（支障物ＯＢを検出するために必要となる適正照度での撮影画像）を外部の検知装置（図示省略）に送信し、外部の検知装置で支障物ＯＢを検知するようにしても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１，２…支障物検知システム、１０…点検車両、１１…カメラ、１２…位置検出装置、１３…信号処理装置、１４…通信装置、２０…路面照明制御装置、３０…路面照明装置、Ｇ…路面、Ｒ…軌道、ＲＧ１〜ＲＧ３…領域
【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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