(57)【要約】【課題】多数のカメラの監視映像を画質を低下させることなく伝送することができ、かつ、低コストで実現することのできる映像伝送システムを得る。【解決手段】送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅは、カメラ１０１ａ〜１０１ｅで取得した複数の映像データをパケットとしてネットワーク１０４上で多重化し、この多重化映像データを無線ＬＡＮを用いて列車側に送信する。列車側では、受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅにより、それぞれの映像データを取り出し、表示器２０６ａ〜２０６ｅでそれぞれの映像データを表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラと、
前記複数のカメラで取得された複数の映像データを、パケットとしてネットワーク上で多重化し、無線ＬＡＮを用いて列車に送信する複数の送信制御手段と、
前記列車に設けられ、前記複数の送信制御手段によって送信された多重化映像データを無線ＬＡＮを介して受信し、それぞれの映像データを取り出す複数の受信制御手段と、
前記列車に設けられ、前記受信制御手段で受信された複数の映像データをそれぞれ表示する複数の表示器とを備えた映像伝送システム。
【請求項２】
複数のカメラで取得された複数の映像データに対して、各フレームのフレーム相関を用いず、各フレーム内で圧縮を行い、それぞれの送信制御手段に出力する複数のエンコーダと、
複数の受信制御手段で取り出された複数の映像データをそれぞれ伸張し、表示器への表示データとして送出する複数のデコーダとを備えた請求項１記載の映像伝送システム。
【請求項３】
無線ＬＡＮとして、複数のアンテナを使用し、同時に異なるデータを同じ周波数に重ねて送受信する空間分割多重方式を用いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像伝送システム。
【請求項４】
受信側の複数のアンテナは列車の車体の下部に設置されていることを特徴とする請求項３記載の映像伝送システム。
【請求項５】
送信側と受信側のアンテナは、それぞれの指向性が背反する方向となるよう設置されたことを特徴とする請求項４記載の映像伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のカメラで列車のドアの開閉状況や乗降客の様子を撮影し、その映像を地上から車上に伝送して列車上に設置した表示器に同時に表示する映像伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道駅において、列車の発車前に車両のドアを閉める際には、乗降客がドアに挟まれる等の事故を防ぐため、全てのドアの開閉状況や乗客の乗降状況を監視することが必要であり、これまではその監視は主にドアを操作する車掌の役割であった。
【０００３】
一方、鉄道ではコスト削減のためワンマン運転化の要望が高い。ワンマン運転では、ドアの開閉操作と乗降客の監視は運転士の役割となる。これを実現するため、プラットホーム上にＴＶカメラを設置し、その映像を列車の運転台に伝送し、運転台の表示器で運転士がこの映像を確認するシステムが必要となる。
【０００４】
従来、このようなシステムとして、例えば、ＴＶカメラの映像信号を赤外線信号に変換し、プラットホーム上の赤外線発光器から列車上の赤外線受光器に信号を伝送するシステムがあった（例えば、特許文献１参照）。また、ＴＶカメラの映像信号をミリ波の電波に変換して伝送するシステムもあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３００９３８６号公報
【特許文献２】特許第３６３７０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような映像伝送システムでは、ＴＶカメラ一台の映像につき一つのプラットホーム−車両間伝送経路が必要であるため、プラットホーム上には一台しかＴＶカメラが設置できないのが通例であった。列車の編成が短く、車両数が少なければＴＶカメラは一台でも運用可能であったが、長編成の列車でワンマン運転を行おうとする場合は、ＴＶカメラはどうしても複数必要である。例えば１０両編成の列車でこのような監視を行おうとすると、客車２両につき一台のＴＶカメラが必要で、合計５台のＴＶカメラ映像を運転台に伝送する必要がある。従来の技術で、プラットホーム上に複数のＴＶカメラを設置し、それらの映像をすべて運転台に伝送しようとすると、次のような工夫が必要であった。
【０００７】
（１）プラットホーム−車両間伝送経路を複数用意する。
（２）個々の映像を切り替えて、順次または選択的に一つの映像を伝送する。
（３）映像を縮小して一つの画面に並べて押し込むことで、一つの映像にする。
【０００８】
これらの方法にはいずれも大きな欠点があり、列車の乗降客の監視には適していなかった。例えば、（１）ではＴＶカメラの台数だけ伝送のための送受信装置がプラットホーム側と車両側に必要となり、高コストとなってしまう上、スペースの限られる車両上に複数の受信装置を設置する困難さが生じる。また（２）では全ての映像を同時に監視できないので、安全にドアを閉める瞬間を運転士が見いだすことができない。また（３）では画像の解像度が下がってしまうため遠方のドアの状況がよく見えなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、多数のカメラの監視映像を、画質を低下させることなく伝送し、かつ、低コストで実現することのできる映像伝送システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る映像伝送システムは、複数のカメラと、これら複数のカメラで取得された映像データをパケットとしてネットワーク上で多重化し、無線ＬＡＮを用いて列車に送信する複数の送信制御手段と、列車に設けられ、複数の送信制御手段によって送信された多重化映像データを無線ＬＡＮを介して受信し、それぞれの映像データを取り出す複数の受信制御手段と、これらの受信制御手段で受信された複数の映像データをそれぞれ表示する複数の表示器とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の映像伝送システムは、複数の映像データをパケットとしてネットワーク上で多重化し、この多重化映像データを無線ＬＡＮを用いて列車側に送信し、列車側でそれぞれの映像データを取り出してそれぞれの表示器で表示するようにしたので、多数のカメラの監視映像を、画質を低下させることなく伝送することができ、かつ、低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による映像伝送システムを示す構成図である。
図において、映像伝送システムは、送信側装置１００として、カメラ１０１ａ〜１０１ｅ、エンコーダ１０２ａ〜１０２ｅ、送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅ、ネットワーク１０４、送信側アクセスポイント１０５、送信側アンテナ１０６を備え、受信側装置２００として、受信側アンテナ２０１、受信側アクセスポイント２０２、ネットワーク２０３、受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅ、デコーダ２０５ａ〜２０５ｅ、表示器２０６ａ〜２０６ｅを備えている。
【００１３】
カメラ１０１ａ〜１０１ｅは、駅のプラットフォーム上に設置され、列車のドアの開閉状況や乗降客の様子を撮影するため、列車のドア付近の状況を撮影するＴＶカメラであり、例えば、１台のカメラが車両２両ずつ撮影するよう配置されている。エンコーダ１０２ａ〜１０２ｅは、カメラ１０１ａ〜１０１ｅで撮影されたアナログ映像信号をデジタルエンコードするものである。送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅは、各エンコーダ１０２ａ〜１０２ｅでデジタルエンコードされた信号をパケットとしてネットワーク１０４上に送出制御する機能部である。ネットワーク１０４は、例えばイーサネット（登録商標）ネットワークであり、各送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅから送出された映像パケットを多重化して伝送するためのネットワークである。送信側アクセスポイント１０５は、無線ＬＡＮのアクセスポイントであり、ネットワーク１０４上のデータを送信側アンテナ１０６を介して送信する。
【００１４】
受信側アンテナ２０１は、列車に設けられた受信側装置２００のアンテナであり、受信側アクセスポイント２０２に接続され、送信側装置１００から送信された映像データを受信する機能を有している。ネットワーク２０３は、受信側装置２００に設けられたネットワークであり、送信側装置１００のネットワーク１０４と同様に、イーサネット（登録商標）・ネットワークで構成されている。受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅは、ネットワーク２０３上を流れる多重化された映像データのうち、それぞれ対応した表示器２０６ａ〜２０６ｅで表示するための映像データを取得する手段であり、デコーダ２０５ａ〜２０５ｅは、受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅで取得した映像データをそれぞれデコードする手段である。表示器２０６ａ〜２０６ｅは、列車の運転室に設けられ、それぞれデコーダ２０５ａ〜２０５ｅでデコードされた映像データを表示する表示器である。
【００１５】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
プラットホーム上に設置されたカメラ１０１ａで撮影された映像は、エンコーダ１０２ａによってデジタルエンコードされ、送信制御手段１０３ａによって、ネットワーク１０４に送出される。同様に、カメラ１０１ｂで撮影された映像はエンコーダ１０２ｂで、カメラ１０１ｃで撮影された映像はエンコーダ１０２ｃで、カメラ１０１ｄで撮影された映像はエンコーダ１０２ｄで、カメラ１０１ｅで撮影された映像はエンコーダ１０２ｅでエンコードされ、それぞれの送信制御手段１０３ｂ〜１０３ｅによって、ネットワーク１０４に送出される。ネットワーク１０４に接続された無線ＬＡＮの送信側アクセスポイント１０５は、送信側アンテナ１０６から無線電波を発信する。
【００１６】
一方、受信側装置２００である車両上の無線ＬＡＮの受信側アクセスポイント２０２は受信側アンテナ２０１を介して送信側装置１００から送信された映像データを受信し、ネットワーク２０３上に送出する。それぞれの受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅは、ネットワーク２０３上に流れる映像データに基づき、対象となる映像データを取得する。即ち、受信制御手段２０４ａは送信制御手段１０３ａで送信された映像データを取得する、といったように、各受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅは、それぞれ対応した送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅからの映像データを取得する。
【００１７】
デコーダ２０５ａ〜２０５ｅは、それぞれの受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅで受信されたデジタル映像データを映像信号に復元し、これら復元された映像信号がそれぞれの表示器２０６ａ〜２０６ｅに供給されて映像が表示される。
【００１８】
このように、プラットホーム上のネットワーク１０４と車両上のネットワーク２０３は無線ＬＡＮによって接続されているので、双方のネットワーク上の機器は互いに独立な通信が可能となる。このため、車両上のデコーダ２０５ａは、例えば、特定の送信制御手段１０３ａを指定してデータの送出を要求することもできる。このような場合、送信制御手段１０３ａは、この要求に呼応して宛先を受信制御手段２０４ａに指定したイーサネット（登録商標）・パケットを送出する。
【００１９】
同様に、他の受信制御手段２０４ａ〜２０４ｅと送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅは、互いに相手を特定してパケットを送受信することができる。イーサネット（登録商標）・ネットワークでは、複数の経路からのパケットを同じネットワーク上で混在して送受信可能なので、それぞれの送信制御手段１０３ａ〜１０３ｅから送出されたパケットは、ネットワーク容量の範囲内で互いに邪魔することなく協調的に伝送される。即ち、機器同士の通信は同時に行われ、他の通信によって邪魔されることはない。従って無線ＬＡＮのアクセスポイント１０５，２０２によるプラットホーム−車両間伝送経路が一つしかなくても、５台のＴＶカメラの監視映像を同時に送受信することができる。
【００２０】
これにより、車両の限られたスペースにコンパクトに設置できる単一の送受信装置を用いて、多数のＴＶカメラの監視映像を同時に解像度を低下させることなく伝送でき、列車のワンマン運転のための監視システムとして使用できる。
【００２１】
以上のように、実施の形態１の映像伝送システムによれば、複数のカメラと、複数のカメラで取得された複数の映像データを、パケットとしてネットワーク上で多重化し、無線ＬＡＮを用いて列車に送信する複数の送信制御手段と、列車に設けられ、複数の送信制御手段によって送信された多重化映像データを無線ＬＡＮを介して受信し、それぞれの映像データを取り出す複数の受信制御手段と、列車に設けられ、受信制御手段で受信された複数の映像データをそれぞれ表示する複数の表示器とを備えたので、多数のカメラの監視映像を、画質を低下させることなく伝送し、かつ、低コストで実現することができる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２は、デジタルエンコードの方法としてフレーム間相関を使用せず、各フレーム内で圧縮するようにしたものである。
【００２３】
図面上の構成は、実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
実施の形態２のエンコーダ１０２ａ〜１０２ｅおよびデコーダ２０５ａ〜２０５ｅは、フレーム間相関を使用せず、各フレーム内で圧縮を行うエンコード／デコード方法として、Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧ方式を採用している。それ以外は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００２４】
一般に映像をデジタルエンコードし、イーサネット（登録商標）・ネットワークを経由して伝送して再びデジタルデコードして映像に戻した場合、ある程度の遅延時間が発生する。これはエンコーダ・デコーダの情報処理性能にも依存するが、最も大きく影響するのはエンコード／デコードの方式（アルゴリズム）である。イーサネット（登録商標）・ネットワークの伝送時間は一般に数ミリセカンドに過ぎず、遅延としてほとんど感知されない。エンコード／デコードのアルゴリズムとしては様々なものがあるが、エンコード後のデータ量を小さくしやすい方法としてフレーム間相関を使用する方法がある。例えばＭＰＥＧがそうであり、これは撮影した映像のフレーム（一般に１秒間に３０回）の前後の相関を元にデータを圧縮する方法である。ＭＰＥＧでは数フレームに渡り相関を演算することで大きな圧縮を実現しており、圧縮のない場合に比べて数分の一以下の容量にデータを圧縮できる。これによりネットワークの帯域を有効利用して多数の映像を伝送することができるが、その代償として遅延時間が大きくなるという欠点がある。なぜなら数フレーム分のデータを受信してから再生するべきフレームが構成できるようになるからである。発明者等が既存のＭＰＥＧエンコーダを調査した結果、その遅延時間は最小でも２００ミリセカンド、平均的には３００ミリセカンドの大きさであった。
【００２５】
列車の運転士がドアを閉じる操作を行うために監視映像を見ていても、その映像が実際よりも大きく遅れたものであったなら、実用に耐えない。運転士がドア付近に人が映っていないので安全だと判断しても、実際には既に乗客がドアに到達していて、運転士の操作によってドアに乗客が挟まれてしまう事故が発生しかねない。従って映像の遅延時間は十分に小さい必要がある。ＭＰＥＧ方式による２００〜３００ミリセカンドの遅延時間は、乗降客の監視用途には実用不可能なほど大きい。
【００２６】
また、映像データを全く圧縮しない方法では、データ量が極めて大きくなってしまうためネットワークの帯域をすぐに使い切ってしまい、多数の映像を伝送できない。しかもエンコーダの情報処理性能には限りがあり、各フレームのデータの送出に時間がかかるため、１秒間に３０回のフレームを送出することができず、フレームレート（１秒間のフレーム数）を落とさなければならなくなる。これは即ち１フレームの時間が長くなり遅延が増大することを意味する上、映像があたかもパラパラ漫画のようにギクシャクしたものとなり、実用に耐えない。
【００２７】
１秒間に３０回のフレームの場合、最低でも遅延は既に３３ミリセカンドはあるということであるから、これをできるだけ増大させないエンコード方式が求められる。乗降客の監視用途では、遅延を約１００ミリセカンド以下に抑えることが必要である。これを実現する方法として、各フレームを個別にデジタル圧縮してから伝送する方法がある。Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧがそうであり、これは映像の各フレームを個別にＪＰＥＧ圧縮してからネットワークに伝送する。受信側装置２００のデコーダ２０５ａ〜２０５ｅでは、各フレームのデータを受け取り次第、直ちにそのフレームを復元し表示させることができる。このため、遅延時間は最小で済み、理論的にはネットワークの伝送遅延とほぼ同じ時間まで遅延を抑えることができる。発明者等が既存のＭｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧエンコーダを調査したところ、その遅延時間は６０〜９０ミリセカンドであり、乗降客の監視用途に十分適用可能なレベルであった。従って、エンコード／デコードの方式にＭｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧを採用することで実用的な乗降客監視システムが構築できる。
【００２８】
尚、上記実施の形態２では、フレーム内で圧縮・復元を行うエンコード／デコード方式としてＭｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧ方式の場合を説明したが、これ以外にも、ＤＶ（デジタルビデオ）フォーマットや、ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（登録商標）やＲｅａｌＶｉｄｅｏ（登録商標）といったエンコード／デコード方式を用いてもよい。
【００２９】
以上のように、実施の形態２の映像伝送システムによれば、複数のカメラで取得された複数の映像データに対して、各フレームのフレーム相関を用いず、各フレーム内で圧縮を行い、それぞれの送信制御手段に出力する複数のエンコーダと、複数の受信制御手段で取り出された複数の映像データをそれぞれ伸張し、表示器への表示データとして送出する複数のデコーダとを備えたので、遅延時間の少ない映像伝送ができ、列車の運転士が乗降客の様子を確認しながらドアを閉じる操作を行うタイミングを正確に判断することが可能になる。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態３の映像伝送システムでは、無線ＬＡＮとして、複数のアンテナを使用し、同時に異なるデータを同じ周波数に重ねて送受信する空間分割多重方式（ＭＩＭＯ：Multi-Input Multi-Output方式）を用いるようにしたものである。
【００３１】
実施の形態３においても、図面上の構成は、実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
実施の形態３の無線ＬＡＮの方式として、ＭＩＭＯ方式を採用している。即ち、送信側アクセスポイント１０５と送信側アンテナ１０６および受信側アクセスポイント２０２と受信側アンテナ２０１とは、ＭＩＭＯ方式の構成となっている。これ以外の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３２】
Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧなどのフレーム間相関を使用しないデジタルエンコード方式を使用する場合、映像の品質と伝送データ量は完全にトレードオフの関係になる。即ち、フレームの圧縮率を高くしてデータ量を減らすと映像の品質が低下し、逆に圧縮率を下げて映像の品質を高く保つとデータ量は増える。どの程度の映像品質とデータ量を選択するべきかは、システム全体を見て慎重に決定する必要がある。映像の品質は高ければ高いほどよいが、データ量が大きすぎるとネットワークの伝送容量を直ぐに使い切ることになり、多数の映像を同時に伝送できなくなる。ネットワークの伝送容量は、経路の中で最も伝送容量の小さい経路（ボトルネック）で規定される。一般にプラットホーム上や車両上の有線ネットワーク部分では伝送容量は十分に大きい。例えば１０００ＢＡＳＥ−Ｔ規格のイーサネット（登録商標）・ネットワークは１０００Ｍｂｐｓの伝送容量を持っており、多数の映像を余裕を持って伝送できる。ボトルネックとなるのは無線ＬＡＮ部分である。
【００３３】
無線ＬＡＮの規格には２．４ＧＨｚ帯と５．２ＧＨｚ帯を使用するものがあるが、現在国内では５．２ＧＨｚ帯の使用は屋内に限定されて許可されているので、鉄道駅では２．４ＧＨｚ帯を使用することになる。２．４ＧＨｚ帯の規格としてはＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＩＥＥＥ８０２．１１ｇがあり、その伝送容量の理論値は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで１１Ｍｂｐｓ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇで５４Ｍｂｐｓである。
【００３４】
しかしながら、現実の伝送容量はこれより遙かに小さく、発明者等が既存の無線ＬＡＮ機器を調査した結果、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは約４Ｍｂｐｓ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇでは約２０Ｍｂｐｓが限界であった。一方、Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧでエンコードした映像のデータ量は、乗降客監視システムとして十分な品質を確保した場合、一映像当たり約４Ｍｂｐｓとなることが分かった。映像を５画面同時に伝送する場合、データ量は２０Ｍｂｐｓとなる。これはＩＥＥＥ８０２．１１ｇで伝送可能に思えるが、実際には余裕が全くないため使用できない。伝送するべきデータがネットワークの伝送容量を少しでも超えると、伝送エラーとパケット再送が突然発生し、遅延時間が急激に増大することが判明した。
【００３５】
従って、ネットワークの伝送容量は十分な余裕を確保しておく必要があり、乗降客監視用の映像５画面を同時に伝送するためにはネットワークは約４０Ｍｂｐｓ前後の伝送容量を確保する必要がある。これはＩＥＥＥ８０２．１１ｇの無線ＬＡＮでは実現できない。無線ＬＡＮやネットワークを複数用意して別々に映像を送る方法では、高コストになり、車両上の限られたスペースに受信機をコンパクトに設置できない。特に無線ＬＡＮでは複数の送受信装置を設置する場合、たとえ違うチャンネルを使用したとしてもスプリアス干渉（不要輻射波による干渉）を避けるためにアンテナを数メートル以上離して設置する必要があり、車載には適さない。
【００３６】
この問題を解決するには、ＭＩＭＯを使用した無線ＬＡＮをプラットホーム−車両間伝送経路として採用することが有効である。ＭＩＭＯでは、複数のアンテナを送受信の双方で使用するが、それらのアンテナは送信側同士・受信側同士で大きく離す必要はなく、コンパクトに設置できる。このため設置スペースに限りのある車両上にも容易に搭載できる。しかもＭＩＭＯの伝送容量はアンテナの数に応じて増大する。発明者等が実際に２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するＭＩＭＯ方式の無線ＬＡＮ機器を使用して伝送容量を調査した結果、送受信側とも３本のアンテナを使用する場合で３５Ｍｂｐｓ以上の伝送容量を実現できることが分かった。従って、プラットホーム−車両間伝送経路としてＭＩＭＯ方式の無線ＬＡＮを採用することで、コンパクトに設置された単一の送受信経路を使用しながら、プラットホーム上の複数のＴＶカメラの映像を運転台に伝送する乗降客監視システムが構築できる。
【００３７】
以上のように、実施の形態３の映像伝送システムによれば、無線ＬＡＮとして、複数のアンテナを使用し、同時に異なるデータを同じ周波数に重ねて送受信する空間分割多重方式を用いるようにしたので、高品質な映像を同時に多数伝送できる。これにより、運転士はドア付近の状況や乗降客の様子を正確に確認できるようになり、ドアの開閉時の安全性を向上させることができる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４の映像伝送システムでは、受信側アンテナ２０１を車体の下部に設置するようにしたものである。
【００３９】
この実施の形態４においても、図面上の構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
実施の形態４の受信側アンテナ２０１は、列車の車体下部に設置されている。これ以外の構成は実施の形態３と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４０】
ＭＩＭＯでは、送信側と受信側の双方で複数のアンテナを使用する。送信側ではそれぞれのアンテナから異なる信号を発信するが、使用する周波数帯（チャンネル）は同じものを使用する。受信側ではそれらの信号を複数のアンテナで受信する。使用する周波数帯が同じなので、受信側のアンテナには送信側の信号が混ざって受信される。この混信は従来であれば通信の障害でしかなかったが、ＭＩＭＯではこの混ざった信号を積極的に利用して通信速度の向上を図っている。受信した信号が混信しているといっても送信側のアンテナも受信側のアンテナも空間的には別々の場所にあるため、各アンテナで受信した信号は実際には微妙に異なっている。ＭＩＭＯでは受信側の各アンテナからの受信信号を受信機内で比較し、この微妙な差異を利用して、送信側の各アンテナから送信された元の異なる信号を演算により復元する。その結果、送信側で同じチャンネルを使用しながら、アンテナの数に応じて信号数を増大させることができ、伝送容量を増大させられる。すべての受信アンテナですべての送信アンテナからの信号を受信するという特性上、アンテナを大きく離す必要はなく、コンパクトに実装できる。
【００４１】
しかし、ここで重要なのが、信号の微妙な差異を利用して信号を分離しているという事実である。ＭＩＭＯでは、各アンテナの受信信号ができるだけ多様な経路を経由して受信されることが望ましい。即ち、反射波経路（マルチパス）が多いほど、良好な通信ができる。周囲が開放された場所にアンテナが設置されていた場合、送受信のアンテナ間は直接波による通信が主体となり、周囲の物体に反射して届くマルチパスはほとんどない。このような場合、信号の多様性が少ないため、受信機内で受信信号を比較して元の信号を復元することが困難になる。比較演算に十分な多様性が得られない場合、ＭＩＭＯでは通信速度の低下ではなく全く通信ができなくなる。即ち、送受信のアンテナ同士が直接見通せるような環境では却って通信に困難が生じるという、通常の通信とは逆の現象が発生する。
【００４２】
このような現象を避けるためには、車両上の受信アンテナを車体下部に設置することが有効である。駅に停車している列車の車体下部は、下方は線路の地面に、上方は車体の床に、側面はプラットホームの側面に囲まれた閉塞空間である。しかも車体下部には多数の車載機器が設置されているので、閉塞度は極めて高い。このような場所に受信アンテナを設置することで、受信アンテナに届く信号はマルチパスを豊富に含み、多様性が十分に確保できる。これによりＭＩＭＯの性能を十分に確保した伝送ができ、良好な乗降客監視システムが構築できる。
【００４３】
以上のように、実施の形態４の映像伝送システムによれば、受信側の複数のアンテナは列車の車体の下部に設置するようにしたので、ＭＩＭＯの性能を向上させることができ、余裕を持った映像伝送が可能になる。
【００４４】
実施の形態５．
実施の形態５の映像伝送システムは、送信側と受信側のアンテナを、それぞれの指向性が背反する方向となるよう設置するようにしたものである。
【００４５】
図２は、実施の形態５の映像伝送システムにおける送信側／受信側アンテナ部分の構成図である。
図において、受信側アンテナ２０１、車体２１０、車上子２１１、車載機器２１２は、車上側の受信側装置２００の構成であり、送信側アンテナ１０６、地上子１１０は、プラットホーム側（地上側）の送信側装置１００の構成である。
【００４６】
受信側アンテナ２０１は、車体２１０の下部に配置された車上子２１１に設けられ、その指向性は上方向（車体２１０方向）となるよう設置されている。また、車載機器２１２は、車体２１０下部に設けられた各種の車両用機器である。送信側アンテナ１０６は、地面１１１上に設けられた地上子１１０に設置され、その指向性は下方向（地面１１１方向）となるよう取り付けられている。即ち、これら送信側アンテナ１０６と受信側アンテナ２０１とは、それぞれの指向性が背反する方向となるよう設置されている。また、送信側アンテナ１０６の設置位置は、車両が駅に停車した際に、車両の受信側アンテナ２０１が上方に位置する地点に設置されている。これ以外の構成は、実施の形態４と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４７】
このように構成された映像伝送システムでは、列車がプラットホームの所定の位置に停止している範囲で、カメラ１０１ａ〜１０１ｅで取得した映像データを列車側に伝送する処理が行われる。このとき、図２に示すように、車上側の受信側アンテナ２０１と、地上側の送信側アンテナ１０６は、車体２１０、車載機器２１２、地面１１１で囲まれた閉塞空間内に閉じこめられた形になり、ＭＩＭＯ通信のためのマルチパス３００を豊富に確保できる。しかも車上子２１１と地上子１１０は近接しているので、電波強度自体は十分に強いものが確保でき、演算に必要な多数の信号を確保できる。更に、指向性アンテナが背反して設置されているため、直接波による通信がほとんどなく、マルチパス３００による通信が主体となる。
【００４８】
この結果、信号の分離が容易になり、高性能なＭＩＭＯ通信を保証できる。車体側の車上子２１１は、既設のＡＴＳ用車上子などがそのまま利用できる。ＡＴＳで利用する無線周波数は無線ＬＡＮの周波数よりも十分低いので互いに悪影響を及ぼすことはない。また、地上側の地上子１１０も停止位置検出用の既設の地上子がそのまま利用できる。この結果、特別な設置スペースを用意せずともＭＩＭＯのアンテナを理想に近い形で設置でき、多数の映像信号を確実に伝送できる信頼度の高い乗降客監視用映像伝送システムを構築できる。
【００４９】
以上のように、実施の形態５の映像伝送システムによれば、送信側と受信側のアンテナを、それぞれの指向性が背反する方向となるよう設置したので、ＭＩＭＯのアンテナを理想に近い形で設置でき、その結果、多数の映像信号を確実に伝送でき、映像伝送システムとしての信頼性を向上させることができる。
【００５０】
尚、上記各実施の形態では、カメラ１０１ａ〜１０１ｅや表示器２０６ａ〜２０６ｅが５台の場合を説明したが、この台数に限定されるものではなく、車両の編成やカメラの設置条件等によって適宜選択が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１による映像伝送システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態５による映像伝送システムの要部を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  送信側装置、１０１ａ〜１０１ｅ  カメラ、１０２ａ〜１０２ｅ  エンコーダ、１０３ａ〜１０３ｅ  送信制御手段、１０４，２０３  ネットワーク、１０５  送信側アクセスポイント、１０６  送信側アンテナ、２００  受信側装置、２０１  受信側アンテナ、２０２  受信側アクセスポイント、２０４ａ〜２０４ｅ  受信制御手段、２０５ａ〜２０５ｅ  デコーダ、２０６ａ〜２０６ｅ  表示器。
【図１】
2007228258.tif 000003
【図２】
2007228258.tif 000004