(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置であって、
前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部と、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部と、
前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部と、
前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させる照射制御部と、
前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部と、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部と、
前記第１波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部と、
を備える進行方向監視装置。
【請求項２】
前記監視部は、
前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記非障害物が含まれないと判定した場合に、前記第１波動の反射波に基づいて前記監視情報を生成し、
前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記非障害物が含まれると判定した場合に、前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて前記監視情報を生成する
請求項１に記載の進行方向監視装置。
【請求項３】
車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視方法であって、
前記車両の位置情報を特定するステップと、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定するステップと、
前記車両の位置情報と前記非障害物の位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定するステップと、
前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれる場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させるステップと、
前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信するステップと、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信するステップと、
前記第１波動の反射波または前記受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成するステップと
を備える進行方向監視方法。
【請求項４】
車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置のコンピュータを、
前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部、
前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部、
前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させる照射制御部、
前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部、
前記第１波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部、
として機能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、進行方向監視装置、進行方向監視方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道等の車両の運行にあたり、車両の安全を確保するため、車両前方の撮像により、車両前方の障害物を検知する進行方向監視装置が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。車両前方の障害物の検知を行う方法には、車両前方に光、電波、超音波、またはその他の波動を照射し、その反射波に基づいて障害物の有無を判定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２８６９１２号公報
【特許文献２】特開平７−１０００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
進行方向監視装置が波動を照射する場合、当該波動が経路沿いに設けられた建造物や同じ経路を走行する対向車両など、車両の進行を妨げない物（非障害物）に照射される可能性がある。このような非障害物の中には、照射が許容される波動の強度が定められているものがある。
本発明の目的は、非障害物に照射される波動の強度が強過ぎないように波動の照射を制御する進行方向監視装置、進行方向監視方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様は、車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置であって、前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部と、前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部と、前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部と、前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させる照射制御部と、前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部と、前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部と、前記第１波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部と、を備える進行方向監視装置である。
【０００９】
また、第２の態様は、第１の態様において、前記監視部は、前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記非障害物が含まれないと判定した場合に、前記第１波動の反射波に基づいて前記監視情報を生成し、前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記非障害物が含まれると判定した場合に、前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて前記監視情報を生成する進行方向監視装置である。
【００１１】
また、第３の態様は、車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視方法であって、前記車両の位置情報を特定するステップと、前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定するステップと、前記車両の位置情報と前記非障害物の位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定するステップと、前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれる場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させるステップと、前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信するステップと、前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信するステップと、前記第１波動の反射波または前記受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成するステップとを備える進行方向監視方法である。
【００１２】
また、第４の態様は、車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置のコンピュータを、前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部、前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部、前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部、前記照射判定部が前記第１波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第１波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第２波動を照射させる照射制御部、前記第２波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部、前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部、前記第１波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、進行方向監視装置は、波動の照射範囲に非障害物が存在する場合に、波動のパワー密度を低減させる。これにより、進行方向監視装置は、非障害物に照射される波動の強度が強過ぎないように波動の照射を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る進行方向監視装置のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る進行方向監視装置のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る進行方向監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る進行方向監視装置のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る進行方向監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係る進行方向監視装置のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図７】第３の実施形態に係る進行方向監視装置のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図８】第４の実施形態に係る進行方向監視装置のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第４の実施形態に係る進行方向監視装置のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】第４の実施形態に係る進行方向監視装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
《第１の実施形態》
本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、線路を走行する車両の進行方向前方にレーザ光を照射し、当該光の反射光に基づいて進行方向前方の画像を生成する撮像装置である。つまり、本実施形態に係る進行方向監視装置１００が生成する画像は、車両の進行方向前方から入射する光の分布を示すマップ情報である。なお、光は波動の一種である。車両の運転士は、車両の運行にあたって進行方向監視装置１００が生成する画像を確認することで、車両の進行方向に障害物が存在するか否かを判断することができる。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る進行方向監視装置１００のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
進行方向監視装置１００は、レーザ照射部１０１、撮像素子１０２、衛星信号受信機１０３、ディスプレイ１０４、コンピュータ１０５を備える。進行方向監視装置１００は、波動照射装置の一例である。
レーザ照射部１０１は、車両の運転室の上方に車両の長手方向前方を向いて配置される。レーザ照射部１０１は、レーザ光を車両の進行方向前方に照射する。
撮像素子１０２は、レーザ照射部１０１が照射した光の反射光を光学系を介して受光し、当該反射光の強度の分布に基づいて画像を生成する。撮像素子１０２の光学系は、光軸が、車両の長手方向前方の所定距離（例えば、７００メートル）先の地表と交差するように配置される。撮像素子１０２は、車両の運転室の上方に設けられる。
衛星信号受信機１０３は、衛星測位システム（Navigation Satellite System, NSS）を構成する衛星から、時刻情報を含む衛星信号を受信する。衛星測位システムの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）などが挙げられる。
ディスプレイ１０４は、コンピュータ１０５によって生成された画像を表示する。ディスプレイ１０４は、車両の運転室内に配置される。
コンピュータ１０５は、ＣＰＵ５０１、主記憶装置５０２、補助記憶装置５０３、インタフェース５０４を備える。
補助記憶装置５０３は、進行方向監視方法の実行プログラムを記憶している。インタフェース５０４は、レーザ照射部１０１、撮像素子１０２及びディスプレイ１０４に接続される。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係る進行方向監視装置１００のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
ＣＰＵ５０１は、プログラムを補助記憶装置５０３から読み出して主記憶装置５０２に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行することで、監視部６０１、自車位置特定部６０２、経路記憶部６０３、方角特定部６０４、非障害物位置記憶部６０５、非障害物位置特定部６０６、照射判定部６０７、照射制御部６０８を備える。
【００１８】
監視部６０１は、インタフェース５０４を介して撮像素子１０２から画像を取得し、画像をディスプレイ１０４に表示させる。
自車位置特定部６０２は、衛星信号受信機１０３が受信した衛星信号に基づいて車両の現在位置を示す位置情報を特定する。位置情報とは、緯度および経度を含む情報である。
経路記憶部６０３は、車両が走行する線路の形状と線路の位置情報とを示す走行経路情報を記憶する。
方角特定部６０４は、自車位置特定部６０２が特定した車両の位置情報と、経路記憶部６０３が記憶する走行経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する。
非障害物位置記憶部６０５は、経路沿いに設けられた建造物の位置情報を記憶する。建造物は、車両の進行を妨げない非障害物の一例である。
非障害物位置特定部６０６は、非障害物位置記憶部６０５から非障害物の位置情報を読み出す。
【００１９】
照射判定部６０７は、自車位置特定部６０２が特定した車両の位置情報と、方角特定部６０４が特定した方角と、非障害物位置特定部６０６が読み出した特定地点の位置情報とに基づいて、レーザ光の照射範囲に、非障害物位置記憶部６０５に記録された建造物が含まれるか否かを判定する。
照射制御部６０８は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれる場合に、レーザ照射部１０１によるレーザ光の照射を停止させる。
【００２０】
本実施形態に係る進行方向監視装置１００の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る進行方向監視装置１００の動作を示すフローチャートである。
進行方向監視装置１００の自車位置特定部６０２は、衛星信号受信機１０３から衛星信号を取得し、衛星信号に基づいて車両の現在位置（緯度および経度）を特定し、当該位置を示す位置情報を生成する（ステップＳ１）。次に、方角特定部６０４は、自車位置特定部６０２が生成した車両の位置情報と、経路記憶部６０３が記憶する経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する（ステップＳ２）。例えば、方角特定部６０４は、自車位置特定部６０２が生成した位置情報が示す位置における、経路記憶部６０３が記憶する経路に対する接線が伸びる方角を、車両が向く方角と特定する。
【００２１】
次に、非障害物位置特定部６０６は、非障害物位置記憶部６０５から、建造物の位置情報を読み出す（ステップＳ３）。次に、照射判定部６０７は、自車位置特定部６０２が特定した車両の位置情報と、方角特定部６０４が特定した方角とに基づいて、レーザ光の照射範囲を特定する（ステップＳ４）。例えば、照射判定部６０７は、車両の位置情報が示す位置から所定の照射距離（例えば、７００メートル）以内かつ、方角特定部６０４が特定した方角を中心とした所定角度の範囲（例えば、プラスマイナス１度）内の領域を、レーザ光の照射範囲として特定する。
【００２２】
次に、照射判定部６０７は、特定したレーザ光の照射範囲内に、非障害物位置特定部６０６が特定した位置情報が示す位置が含まれるか否かを判定する（ステップＳ５）。つまり、照射判定部６０７は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれるか否かを判定する。照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１に所定の強度のレーザ光を照射させる（ステップＳ６）。そして監視部６０１は、当該レーザ光の反射光によって生成された画像を撮像素子１０２から取得し、当該画像をディスプレイ１０４に表示させ（ステップＳ７）、処理を終了する。
他方、照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１にレーザ光の照射を停止させる（ステップＳ８）。そして進行方向監視装置１００は、撮像素子１０２が生成した画像をディスプレイ１０４に表示させずに、処理を終了する。
【００２３】
上述したように、本実施形態よれば、進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれない場合にレーザ光の照射に基づいて画像を生成し、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれる場合にレーザ光の照射を停止する。これにより、進行方向監視装置１００は、建造物に強いレーザ光が照射されることを防ぎつつ、進行方向前方の監視をすることができる。
【００２４】
《第２の実施形態》
第１の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲内に建造物が存在する場合にレーザ光の照射を停止する。これに対し、第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲内に建造物が存在する場合にレーザ光のパワー密度を低下させる。
図４は、第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態の構成に加え、さらに距離特定部６０９を備える。また、第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態と照射制御部６０８の動作が異なる。
距離特定部６０９は、自車位置特定部６０２が特定した位置情報と非障害物位置特定部６０６が特定した位置情報とに基づいて、車両と建造物との間の距離を特定する。
照射制御部６０８は、距離特定部６０９が特定した距離に基づいて、レーザ照射部１０１に照射させるレーザ光のパワーを決定する。
【００２５】
本実施形態に係る進行方向監視装置１００の動作について説明する。
図５は、第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００の動作を示すフローチャートである。
進行方向監視装置１００の自車位置特定部６０２は、衛星信号受信機１０３から衛星信号を取得し、衛星信号に基づいて車両の現在位置を特定し、当該位置を示す位置情報を生成する（ステップＳ１１）。次に、方角特定部６０４は、自車位置特定部６０２が生成した車両の位置情報と、経路記憶部６０３が記憶する経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する（ステップＳ１２）。
【００２６】
次に、非障害物位置特定部６０６は、非障害物位置記憶部６０５から、建造物の位置情報を読み出す（ステップＳ１３）。次に、照射判定部６０７は、自車位置特定部６０２が特定した車両の位置情報と、方角特定部６０４が特定した方角とに基づいて、レーザ光の照射範囲を特定する（ステップＳ１４）。
【００２７】
次に、照射判定部６０７は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１５）。照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１に所定の強度のレーザ光を照射させる（ステップＳ１６）。そして監視部６０１は、当該レーザ光の反射光によって生成された画像を撮像素子１０２から取得し、当該画像をディスプレイ１０４に表示させ（ステップＳ１７）、処理を終了する。
【００２８】
他方、照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、距離特定部６０９は、自車位置特定部６０２が特定した位置情報と、非障害物位置特定部６０６が特定した位置情報とに基づいて、車両とレーザ光の照射範囲に存在する建造物との間の距離を特定する（ステップＳ１８）。次に、照射制御部６０８は、距離特定部６０９が特定した距離に基づいて、レーザ照射部１０１に照射させるレーザ光のパワーを決定する（ステップＳ１９）。具体的には、照射制御部６０８は、距離特定部６０９が特定した距離におけるレーザ光のパワー密度が、建造物への照射が許容されるパワー密度以下になるように、レーザ光のパワーを決定する。なお、車両と建造物との距離が近いほど、照射が許容されるレーザ光のパワーは小さくなる。
【００２９】
照射制御部６０８は、照射させるレーザ光のパワーを決定すると、レーザ照射部１０１に当該パワーのレーザ光を照射させる（ステップＳ２０）。そして監視部６０１は、当該レーザ光の反射光によって生成された画像を撮像素子１０２から取得し、当該画像をディスプレイ１０４に表示させ（ステップＳ２１）、処理を終了する。
【００３０】
上述したように、本実施形態よれば、進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれる場合に、当該照射範囲内に存在する建造物おけるレーザ光のパワー密度が許容値以下になるように、照射パワーを変更する。これにより、進行方向監視装置１００は、建造物に強いレーザ光が照射されることを防ぎつつ、進行方向前方の監視をすることができる。
【００３１】
なお、本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、照射させるレーザ光のパワーを変更することで、建造物におけるレーザ光のパワー密度を低減させるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、レーザ光の拡がり角を大きくすることで、建造物におけるレーザ光のパワー密度を低減させても良い。
【００３２】
《第３の実施形態》
図６は、第３の実施形態に係る進行方向監視装置１００のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
第１の実施形態および第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、建造物に照射されるレーザ光のパワーを制御する。これに対し、第３の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、対向車両に照射されるレーザ光のパワーを制御する。対向車両は、車両の進行を妨げない非障害物の一例である。
【００３３】
第３の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態の構成に加え、さらに通信アンテナ１０６を備える。通信アンテナ１０６は、対向車両に搭載された進行方向監視装置１００との通信に用いられる。通信アンテナ１０６は、対向車両に搭載された進行方向監視装置１００が備えるアンテナと直接通信を行っても良いし、地上に設けられた中継装置を介して対向車両に搭載された進行方向監視装置１００との通信を行っても良い。
【００３４】
図７は、第３の実施形態に係る進行方向監視装置１００のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
第３の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態の非障害物位置記憶部６０５に代えて通信部６１０を備える。また、第２の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態と非障害物位置特定部６０６の動作が異なる。
通信部６１０は、通信アンテナ１０６を介して対向車両に搭載された進行方向監視装置１００と通信を行う。通信部６１０は、対向車両に搭載された進行方向監視装置１００から位置情報を受信する。また通信部６１０は、自車位置特定部６０２が特定した位置情報を対向車両に搭載された進行方向監視装置１００へ送信する。
非障害物位置特定部６０６は、通信部６１０が受信した情報に基づいて、対向車両の位置情報を受信する。
【００３５】
これにより、本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲に対向車両が含まれない場合にレーザ光の照射に基づいて画像を生成し、レーザ光の照射範囲に対向車両が含まれる場合にレーザ光の照射を停止する。これにより、進行方向監視装置１００は、対向車両に強いレーザ光が照射されることを防ぎつつ、進行方向前方の監視をすることができる。
【００３６】
なお、本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態と同様にレーザ光の照射の停止により、対向車両に強いレーザ光が照射されることを防ぐが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第２の実施形態と同様にレーザ光のパワー密度を変更することにより、対向車両に強いレーザ光が照射されることを防いでも良い。
【００３７】
また、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第１の実施形態または第２の実施形態の構成をさらに備え、対向車両および建造物に強いレーザ光が照射されることを防いでも良い。また、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、対向車両に限られず、自車両と同一の方向に走行する先行車両に強いレーザ光が照射されることを防いでも良い。
【００３８】
《第４の実施形態》
図８は、第４の実施形態に係る進行方向監視装置１００のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
第４の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第３の実施形態の構成に加え、さらに補助レーザ照射部１０７および補助撮像素子１０８を備える。
補助レーザ照射部１０７は、車両（車両が列車である場合、最後尾車両）の後部の上方に車両の長手方向後方を向いて配置される。補助レーザ照射部１０７は、レーザ光を車両の進行方向後方に照射する。つまり、補助レーザ照射部１０７は、レーザ光を対向車両の進行方向前方に照射する。
補助撮像素子１０８は、補助レーザ照射部１０７が照射した光の反射光を光学系を介して受光し、当該反射光の強度の分布に基づいて画像を生成する。補助撮像素子１０８の光学系は、光軸が、車両の長手方向後方の所定距離（例えば、７００メートル）先の地表と交差するように配置される。補助撮像素子１０８は、車両（車両が列車である場合、最後尾車両）の後部の上方に設けられる。
【００３９】
図９は、第４の実施形態に係る進行方向監視装置１００のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、第３の実施形態の構成に加え、更に画像取得部６１１を備える。また本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、照射制御部６０８、監視部６０１および通信部６１０の動作が第３の実施形態と異なる。
監視部６０１は、インタフェース５０４を介して撮像素子１０２から画像を取得した画像、または通信部６１０が受信した画像をディスプレイ１０４に表示させる。
照射制御部６０８は、照射判定部６０７によってレーザ照射部１０１によるレーザ光の照射範囲に対向車両が含まれると判定された場合に、通信部６１０が受信した照射条件に従って、補助レーザ照射部１０７にレーザ光を照射させる。
通信部６１０は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００から対向車両の位置情報および対向車両の進行方向後方（つまり自車両の進行方向前方）を撮像した画像を受信する。通信部６１０は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００に、自車位置特定部６０２が特定した位置情報および画像取得部６１１が取得した画像を送信する。本実施形態に係る通信部６１０は、監視情報送信部および監視情報受信部の一例である。
画像取得部６１１は、インタフェース５０４を介して補助撮像素子１０８が撮像した画像を取得する。
【００４０】
図１０は、第４の実施形態に係る進行方向監視装置１００の動作を示すフローチャートである。
進行方向監視装置１００の通信部６１０は、通信アンテナ１０６を介して対向車両に備えられた進行方向監視装置１００との通信を試みる（ステップＳ３１）。通信部６１０が対向車両に備えられた進行方向監視装置１００との通信に成功した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００から、当該対向車両の位置情報を受信する。非障害物位置特定部６０６は、通信部６１０が受信した位置情報に基づいて、対向車両の位置を特定する（ステップＳ３２）。
【００４１】
次に、自車位置特定部６０２は、衛星信号受信機１０３から衛星信号を取得し、衛星信号に基づいて車両の現在位置を特定し、当該位置を示す位置情報を生成する（ステップＳ３３）。次に、方角特定部６０４は、自車位置特定部６０２が生成した車両の位置情報と、経路記憶部６０３が記憶する経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する（ステップＳ３４）。
【００４２】
次に、照射判定部６０７は、自車位置特定部６０２が特定した車両の位置情報と、方角特定部６０４が特定した方角とに基づいて、レーザ光の照射範囲を特定する（ステップＳ３５）。次に、照射判定部６０７は、特定したレーザ光の照射範囲内に、非障害物位置特定部６０６が特定した対向車両の位置が含まれるか否かを判定する（ステップＳ３６）。つまり、照射判定部６０７は、レーザ光の照射範囲に対向車両が含まれるか否かを判定する。
【００４３】
照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に対向車両が含まれないと判定した場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１に所定の強度のレーザ光を照射させる（ステップＳ３７）。また、ステップＳ３１で対向車両に備えられた進行方向監視装置１００との通信が成立しなかった場合にも（ステップＳ３１：ＮＯ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１に所定の強度のレーザ光を照射させる（ステップＳ３７）。これは、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００との通信ができないことは、自車両と対向車両との距離が十分に離れていることによると考えられるためである。
そして監視部６０１は、当該レーザ光の反射光によって生成された画像を撮像素子１０２から取得し、当該画像をディスプレイ１０４に表示させ（ステップＳ３８）、処理を終了する。
【００４４】
照射判定部６０７が、レーザ光の照射範囲に対向車両が含まれると判定した場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、照射制御部６０８は、レーザ照射部１０１にレーザ光の照射を停止させる（ステップＳ３９）。次に、照射制御部６０８は、補助レーザ照射部１０７に所定の強度のレーザ光を照射させる（ステップＳ４０）。次に、画像取得部６１１は、補助撮像素子１０８から、補助レーザ照射部１０７が照射したレーザ光の反射光に基づいて生成された画像を取得する。そして、通信部６１０は、当該画像を対向車両に備えられた進行方向監視装置１００に送信する（ステップＳ４１）。
【００４５】
また、通信部６１０は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００から、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００が撮像した自車両の進行方向前方を写す画像を受信する（ステップＳ４２）。当該画像は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００が上述したステップＳ４０の手順によって撮像した画像である。次に、監視部６０１は、通信部６１０が受信した画像をディスプレイ１０４に表示させ（ステップＳ４３）、処理を終了する。
【００４６】
上述したように、本実施形態よれば、進行方向監視装置１００は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれない場合にレーザ光の照射に基づいて画像を生成し、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれる場合にレーザ光の照射を停止する。これにより、進行方向監視装置１００は、建造物に強いレーザ光が照射されることを防ぎつつ、進行方向前方の監視をすることができる。
さらに、本実施形態によれば、進行方向監視装置１００は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００から対向車両の進行方向後方を撮像した画像を受信する。これにより、進行方向監視装置１００は、進行方向前方へのレーザ光の照射を停止している間にも、進行方向前方の監視をすることができる。
同様に、本実施形態によれば、進行方向監視装置１００は、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００へ、自車両の進行方向後方を撮像した画像を受信する。これにより、対向車両に備えられた進行方向監視装置１００は、進行方向前方へのレーザ光の照射を停止している間にも、進行方向前方の監視をすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態に係る補助レーザ照射部１０７および補助撮像素子１０８は、車両の長手方向後方を向いて配置されるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る補助レーザ照射部１０７および補助撮像素子１０８は、車両の後部に設けられ、車両の高さ方向に回転可能な回転台の上に設けられても良い。この場合、進行方向監視装置１００は、対向車両から受信する位置情報または撮像方向を示す情報に基づいて当該回転台を回転させることで、補助レーザ照射部１０７および補助撮像素子１０８を対向車両の進行方向前方へ向けても良い。
【００４８】
なお、本実施形態に係る進行方向監視装置１００は、補助撮像素子１０８を備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、補助撮像素子１０８を備えなくても良い。この場合、進行方向監視装置１００の撮像素子１０２が、対向車両の補助レーザ照射部１０７が照射したレーザ光の反射光を受光することで、自車両の進行方向前方の画像を生成する。つまり、監視部６０１は、照射判定部６０７がレーザ光の照射範囲に対向車両が含まれると判定した場合に、当該対向車両が備える進行方向監視装置１００が自車両の進行方向前方に照射した波動の反射波に基づいて、自車両の進行方向前方の地点の画像を生成する。
【００４９】
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る車両は、線路上を走行するものであるが、これに限られず、予め定められた経路上を走行する車両や、任意の経路を走行する車両であって、カーナビゲーションシステムなどによって経路が提案されるものであっても良い。
【００５０】
また、上述した実施形態では、進行方向監視装置１００として撮像装置を用いる場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、進行方向監視装置１００として、光、電波または超音波などの波動を照射し、その反射波を受光するまでの時間または反射波の位相に基づいて、距離を計測する距離計を用いても良い。当該距離計は、進行方向前方の空間における距離の分布（波動の入射時間の分布）を示すマップ情報を生成しても良い。
【００５１】
また、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、上述した各実施形態に係る進行方向監視装置１００の特徴を組み合わせたものであっても良い。また、他の実施形態に係る進行方向監視装置１００は、波動照射装置と撮像装置とを別個の装置として備えるものであっても良い。
【００５２】
なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置５０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース５０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ１０５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ１０５が当該プログラムを主記憶装置５０２に展開し、上記処理を実行しても良い。
【００５３】
また、当該プログラムは、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い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置５０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１００…進行方向監視装置  １０１…レーザ照射部  １０２…撮像素子  １０３…衛星信号受信機  １０４…ディスプレイ  １０５…コンピュータ  １０６…通信アンテナ  １０７…補助レーザ照射部  １０８…補助撮像素子  ５０１…ＣＰＵ  ５０２…主記憶装置  ５０３…補助記憶装置  ５０４…インタフェース  ６０１…監視部  ６０２…自車位置特定部  ６０３…経路記憶部  ６０４…方角特定部  ６０５…非障害物位置記憶部  ６０６…非障害物位置特定部  ６０７…照射判定部  ６０８…照射制御部  ６０９…距離特定部  ６１０…通信部  ６１１…画像取得部
【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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【図９】
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【図１０】
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