(57)【要約】      （修正有）【課題】高価な検測車両を用いることなく、低価でかつ簡易な方法によって建築限界を測定できる建築限界表示装置を提供する。【解決手段】鉄道車両１に搭載されたカメラ手段１０によって撮像された前方監視画像上に、車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示する。カメラの取り付け位置における高さと前方距離が予め分かっており、さらに建築限界における軌間に対応する箇所を特定することができるので、建築限界を示す画像における軌間と実際の軌間とがほぼ一致するように、建築限界を示す画像の表示位置を選択設定することによって、建築限界を示す画像の表示箇所を決定する。車両の走行位置が駅付近の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール上を移動する車両に搭載され、前記レールを含む建築限界よりも広い範囲の前方監視画像を撮像するカメラ手段と、
前記前方監視画像上に前記車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする建築限界表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段は、前記レールの軌間情報に基づいて前記前方監視画像における前記軌間情報に対応する画素数を算出し、算出された前記軌間情報に対応する画素数に基づいて前記建築限界の表示位置を決定することを特徴とする建築限界表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段は、前記車両の走行位置が駅付近の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示することを特徴とする建築限界表示装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段は、前記建築限界を示す外形線を認識可能に表示することを特徴とする建築限界表示装置。
【請求項５】
レール上を移動する車両に搭載されたカメラ手段を用いて前記レールを含む建築限界よりも広い範囲の前方監視画像を撮像し、前記前方監視画像上に前記車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示することを特徴とする建築限界表示方法。
【請求項６】
請求項５に記載の建築限界表示方法において、前記レールの軌間情報に基づいて前記前方監視画像における前記軌間情報に対応する画素数を算出し、算出された前記軌間情報に対応する画素数に基づいて前記建築限界の表示位置を決定することを特徴とする建築限界表示方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の建築限界表示方法において、前記車両の走行位置が駅付近の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示することを特徴とする建築限界表示方法。
【請求項８】
請求項５、６又は７に記載の建築限界表示方法において、前記建築限界を示す外形線を認識可能に表示することを特徴とする建築限界表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汽車や列車、電車などの車両の走行する軌道の周囲に設置されている建築物がその通行の障害となり得る可能性のある建築物であるか否かの判定の補助としてその建築限界を表示する建築限界表示方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の走行する軌道には、車両と地上構造物（建築物）等の接触を防ぐため、建築限界と呼ばれる領域が設定され、これより内側には地上構造物（建築物）等を建設しないようになっている。また、車両側にも同じく車両限界と呼ばれる領域が設定され、これより大きい車両を製造しないようになっている。鉄道事業者は、定期的にこの建築限界を測定し、必要により構造物位置の補正等を行っている。
【０００３】
このような建築限界を測定するものとして、昼間の自然光に比較して良好なＳ／Ｎの面状の投光光を投光する投光器を備え、これによる障害物に対する強い光度の照射と、受像系の波長帯域選択ミラーと各フィルターによる波長選択、および合理的なデータ処理による背景の除去により、建築限界を侵した障害物が昼夜を問わず確実に検出されるもので、従来の限界測定装置では不可能であった昼間検出が可能となり、測定作業員の作業性と建築限界測定車の稼働効率の向上に寄与するようにした建築限界障害物検出方式が特許文献１に記載されている。
【０００４】
一方、特許文献２には、車両に、ＴＶカメラと加速度センサなど各種の計測センサや計測装置を搭載し、記録したデータを再生したとき、画面の中央部には線路状況画像が映し出され、右上には日時、左上には基準駅からの距離程と速度が表示され、さらに左下には、加速度センサからの動揺量が、リアルタイムで、バーグラフとして表示され、右下には、加速度センサからの動揺量が、線路整備基準値を超えた場合にだけ、距離程と動揺方向、動揺の種類、動揺量が一覧表として表示される巡回検査装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、長尺画像を用いた鉄道施設検査装置において、移動する鉄道車両に搭載されるカメラと、鉄道車両に搭載され、鉄道施設を監視する別の種類のセンサと、カメラ及び処理装置で取得される長尺画像とセンサで取得される時系列データとを同期させ、鉄道施設を検査する処理装置とを具備した鉄道施設検査装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２８８５１４号公報
【特許文献２】特開平８−５５２１号公報
【特許文献３】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】
【０００７】
特許文献１に記載の建築限界障害物検出方式を用いることによって正確に建築限界を測定することは可能である。しかしながら、特許文献１の建築限界障害物検出方式は、高価でかつ複雑な検測処理プログラム等を備えた建築限界測定専用の検測車両を用いる必要がある。これに対して、従来の巡回検査装置や鉄道施設検査装置などによって取得された前方監視映像を漠然と見ることによって、簡易にその建築限界を支障している箇所を判断することができる。すなわち、特許文献２に記載された巡回検査装置は、再生画像を確認するだけで、そこには各種データが対応して記録されている状態となる。しかし、これらの各種データは搭載された各センサからの信号に基づいて再生画像に表示されるため、撮像された画像は、各センサに基づいて算出した結果に異常があるときの状況を確認するものに過ぎない。また、特許文献３に記載された鉄道施設検査装置は、移動する鉄道車両にカメラを搭載し、鉄道施設の状態を検査するものである。しかし、撮像された画像は、異常摩耗などの状態をみるものに過ぎない。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、高価な検測車両を用いることなく、低価でかつ簡易な方法によって建築限界を測定することのできる建築限界表示方法及び装置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】
【０００９】
本発明に係る建築限界表示装置の第１の特徴は、レール上を移動する車両に搭載され、前記レールを含む建築限界よりも広い範囲の前方監視画像を撮像するカメラ手段と、前記前方監視画像上に前記車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示する表示手段とを備えたことにある。これは、鉄道車両に搭載されたカメラ手段によって撮像された前方監視画像上に、車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示するようにしたものである。これによって、高価な検測車両を用いることなく、従来の巡回検査装置及び鉄道施設検査装置のカメラに建築限界表示処理に関するプログラム等を応用することによって、前方監視画像上に建築限界を認識可能に表示することができるので、その表示画像を視認することによって、建築限界の計測を低価格でかつ簡易な方法で実行することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る建築限界表示装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段が、前記レールの軌間情報に基づいて前記前方監視画像における前記軌間情報に対応する画素数を算出し、算出された前記軌間情報に対応する画素数に基づいて前記建築限界の表示位置を決定することにある。これは、前方監視画像上に建築限界を認識可能に表示する際の表示位置をレールの軌間情報と、前方監視画像における軌間情報に対応する画素数とに基づいて決定するようにしたものである。すなわち、カメラの取り付け位置における高さと前方距離が予め分かっており、さらに建築限界における軌間に対応する箇所を特定することができるので、建築限界を示す画像における軌間と実際の軌間とがほぼ一致するように、建築限界を示す画像の表示位置を選択設定することによって、建築限界を示す画像の表示箇所を決定するようにした。
【００１１】
本発明に係る建築限界表示装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段が、前記車両の走行位置が駅付近の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示することにある。これは、駅又は駅周辺の建築限界と、通常走行時の建築限界はそれぞれ異なるので、駅付近走行時の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示するようにしたものである。
【００１２】
本発明に係る建築限界表示装置の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の建築限界表示装置において、前記表示手段が、前記建築限界を示す外形線を認識可能に表示することにある。これは、建築限界を車両の外形に沿った車両限界を示す外形線で表示するようにしたものである。
【００１３】
本発明に係る建築限界表示方法の第１の特徴は、レール上を移動する車両に搭載されたカメラ手段を用いて前記レールを含む建築限界よりも広い範囲の前方監視画像を撮像し、前記前方監視画像上に前記車両の走行位置に対応した建築限界を認識可能に表示することにある。これは、前記建築限界表示装置の第１の特徴に対応した建築限界表示方法の発明である。
【００１４】
本発明に係る建築限界表示方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の建築限界表示方法において、前記レールの軌間情報に基づいて前記前方監視画像における前記軌間情報に対応する画素数を算出し、算出された前記軌間情報に対応する画素数に基づいて前記建築限界の表示位置を決定することことにある。これは、前記建築限界表示装置の第２の特徴に対応した建築限界表示方法の発明である。
【００１５】
本発明に係る建築限界表示方法の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の建築限界表示方法において、前記車両の走行位置が駅付近の場合は、駅又は駅周辺の建築限界を表示することにある。これは、前記建築限界表示装置の第３の特徴に対応した建築限界表示方法の発明である。
【００１６】
本発明に係る建築限界表示方法の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の建築限界表示方法において、前記建築限界を示す外形線を認識可能に表示することにある。これは、前記建築限界表示装置の第４の特徴に対応した建築限界表示方法の発明である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両等にターゲットなどを設けることなく、低価でかつ簡易な処理プログラムによって非接触で車両等の寸法を高精度に測定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る建築限界表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る建築限界表示装置の処理の一例を示すフローチャート図である。
【図３】ホーム付近（駅又は駅周辺）以外の前方監視画像とノーマル建築限界画像との合成画像の一例を示す図である。
【図４】ホーム付近（駅又は駅周辺）の前方監視画像とホーム建築限界画像との合成画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に従って本発明に係る建築限界表示装置の一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る建築限界表示装置の概略構成を示す図である。建築限界表示装置は、レール１３上を走行する鉄道車両１に搭載されたカメラ１０、制御装置２０及びモニタ３０を含んで構成される。
【００２０】
カメラ１０は、レール１３を含み建築限界よりも広い範囲である前方監視画像を撮像する。カメラ１０は、車両前方の運転室内、例えば、運転士の頭上前方などの適当な位置に配置される。カメラ１０は、運転室前方の窓を介して線路１３とその周辺を撮像し、その映像信号を制御装置２０に供給する。図示していない加速度センサ、距離程検出装置などから出力される各種信号も、制御装置２０に供給される。
【００２１】
制御装置２０は、カメラ１０からの映像信号を所定の画像に変換して画像メモリ２１に記録する。また、制御装置２０の画像メモリ２１には、予め設定された建築限界を示す画像が記憶されている。例えば、画像メモリ２１には、ホーム付近（駅又は駅周辺）の建築限界を示すホーム建築限界画像及び通常（ノーマル）走行時の建築限界を示すノーマル建築限界画像が記憶されている。制御装置２０は、走行状態に応じて、画像メモリ２１に記録された映像信号と、ホーム建築限界画像又はノーマル建築限界画像とを選択し、それらをカメラ１０からの映像信号に合成し、その合成画像をモニタ３０上に表示する。
【００２２】
制御装置２０は、カメラ１０からの映像信号すなわち前方監視画像のレール１３の軌間画像に基づいてレール軌間情報を取得する。例えば、前方監視画像の所定位置におけるレール１３の軌間に対応する画素数を画素数演算部で算出し、算出された軌間の画素数に基づいて、建築限界の表示位置を決定する。なお、算出された軌間の画素数に対応するように、ホーム建築限界画像又はノーマル建築限界画像の大きさを調整演算して、カメラ１０の映像信号すなわち前方監視画像に合成して表示するようにしてもよい。また、カメラ１０で撮影した前方監視画像上に、レール軌間情報を設定することによって、合成される建築限界画像の調整演算の精度を向上することができる。
【００２３】
図２は、本発明に係る建築限界表示装置の処理の一例を示すフローチャート図である。最初のステップＳ２１では、軌間距離が標準軌の場合は１４３５［ｍｍ］、狭軌の場合は１０６７［ｍｍ］のいずれかをレール軌間として設定する。この設定処理は、標準軌又は狭軌を示すボタンを選択することによって行う。ステップＳ２２では、軌間の選択設定を行った後、基準となるレール部分を前方監視画像の中からプロットし、判定レール箇所の設定を行い、レール１３の軌間に対応する画素数を求める。これによって、１ドットあたりの分解能を求めることができる。
【００２４】
ステップＳ２３では、鉄道車両１が現在通過中の場所がホーム付近（駅又は駅周辺）なのか、それ以外なのかの判定を、前方監視画像内のデータをパターン認識することによって行い、ホーム付近（駅又は駅周辺）以外（ｎｏ）の場合はステップＳ２４に進み、ホーム付近（駅又は駅周辺）（ｙｅｓ）の場合はステップＳ２５に進む。
【００２５】
ステップＳ２４では、ホーム付近（駅又は駅周辺）以外の建築限界範囲を示すノーマル建築限界画像をカメラ１０からの映像信号に合成し、その合成画像をモニタ３０上に表示する。ステップＳ２５では、ホーム付近（駅又は駅周辺）の構内建築限界範囲を示すホーム建築限界画像をカメラ１０からの映像信号に合成し、その合成画像をモニタ３０上に表示する。なお、ホームに関する画像パターンは多数存在するため、手動で切り換えることができるものとする。また、制御装置２０は、距離程検出装置などの信号に基づいて現在走行位置を検出するようにしてもよい。
【００２６】
ステップＳ２６では、建築限界の表示を終了するか否かの判定を行い、表示終了（ｙｅｓ）の場合は処理を終了し、終了でない（ｎｏ）場合はステップＳ２３にリターンして表示処理を継続する。なお、終了をするか否かの指示は、操作者が操作子を操作して指示するか、又は車両の走行している場合は、走行の終了に従って表示処理を終了するようにしてもよい。
【００２７】
図３は、ホーム付近（駅又は駅周辺）以外の前方監視画像とノーマル建築限界画像との合成画像の一例を示す図である。図４は、ホーム付近（駅又は駅周辺）の前方監視画像とホーム建築限界画像との合成画像の一例を示す図である。図３（Ａ）は、ホーム付近（駅又は駅周辺）以外の前方監視画像を示すものであり、図に示すように、運転席から見える前方監視画像である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の前方監視画像に、ノーマル建築限界を示す外形線４０が合成表示されている。ノーマル建築限界を示す外形線４０は、車両の外形に沿った車両限界を示す線に近似している。
【００２８】
図４（Ａ）は、ホーム付近（駅又は駅周辺）の前方監視画像を示すものであり、図に示すように、運転席から見える前方監視画像である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の前方監視画像に、ホーム建築限界を示す外形線５０が合成表示されている。ホーム建築限界を示す外形線５０は、車両の外形に沿った車両限界の下側の一部がホームに対応して除外された線で近似されている。外形線５０は、その色を周辺画像よりも目立つ色とすることが好ましい。また、外形線５０の内部を、透明度を備えた色で塗り潰すようにしてもよい。
【００２９】
このノーマル建築限界を示す外形線の表示箇所は、前述の軌間の選択設定によって選択された軌間に基づいて決定される。すなわち、カメラ１０の取り付け位置における高さと前方距離が予め分かっており、さらにノーマル建築限界を示す外形線４０の下側において、設定された軌間に対応する箇所を予め特定することができるので、ノーマル建築限界を示す外形線の下側における軌間と実際の軌間とが一致するように、ノーマル建築限界を示す外形線４０の表示位置を移動することによって、ノーマル建築限界を示す外形線４０の表示箇所を決定することができる。なお、図３及び図４に示すように、レール１３が直線ではなく曲線を描く場合には、そのレールの曲率に基づいて建築限界を示す外形線４０，５０を補正することによって建築限界画像を適切に表示することができる。図３及び図４では、建築限界を示す外形線４０，５０を黒で示したが、実際の画像では赤色等の外観と区別しやすい色で表示することが好ましい。
【００３０】
上述の実施の形態では、汽車や列車、電車などの車体（鉄道車両）を例に説明したが、自動車などの車両等の大きさ（車高、車幅、形状）などにも適用可能である。自動車などの車両がトンネル、架橋下、陸橋下などに進入する際に、その高さおよび幅などの制限域を通過する前に、制限寸法を侵していないか判断できるように、運転者に対し、音、光など何かしらサインを出し注意を促し、事故防止を図るようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、１個の外形線を表示する場合について説明したが、複数の外形線を進行方向に沿って複数表示し、建築限界をワイヤーフレームモデルとして表示し、立体感を与えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…鉄道車両
１０…カメラ
１３…レール
２０…制御装置
２１…画像メモリ
３０…モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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