(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のカメラを有するステレオカメラにより駅のホームにおける所定の検知エリアを撮影し、前記撮影された画像信号に基づいてホームからの落下物を検知し、その落下物の大きさを求め、その大きさから落下物が人であるか否かを判定する画像処理を行うことを特徴とし、
前記画像処理は、前記ホーム上面から下方に設定された所定の高さより低くなった対象物を落下物と判定すると共に、前記ステレオカメラから前記検知された落下物までの距離を求め、この距離に基づいて落下物の高さを求めると共に落下物の占有画面数を求め、この高さと占有画素数から落下物の大きさを算出し、この大きさが所定値以上のとき落下物が人であると判定し、さらに、
前記画像処理は、前記落下物が所定の高さを落下する時間に基づいて前記判定を行うことを特徴とするホーム転落者検知方法。
【請求項２】
前記画像処理は、前記所定の高さの間に１つ以上の閾値を設定し、落下物が所定の閾値より低くなったとき落下物の存在を判定することを特徴とする請求項１記載のホーム転落者検知方法。
【請求項３】
左右一対のカメラを有し、駅のホームにおける所定の検知エリアを撮影するステレオカメラと、前記ステレオカメラの撮影した画像信号に基づいてホームからの落下物を検知し、その落下物の大きさを求め、その大きさから落下物が人であるか否かを判定する画像処理手段とを設けたことを特徴とし、
前記画像処理手段は、前記ホーム上面から下方に設定された所定の高さより低くなった対象物を落下物と判定すると共に、前記ステレオカメラから前記検知された落下物までの距離を求め、この距離に基づいて落下物の高さを求めると共に落下物の占有画素数を求め、この高さと占有画素数から落下物の大きさを算出し、この大きさが所定値以上のとき落下物が人であると判定し、さらに、
前記画像処理手段は、前記落下物が所定の高さを落下する時間に基づいて前記判定を行うことを特徴とするホーム転落者検知装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記所定の高さと基準面との間に１つ以上の閾値を設定し、落下物が所定の閾値より低くなったとき落下物が人であると判定することを特徴とする請求項３記載のホーム転落者検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駅のホームからの転落者を検知するためのホーム転落者検知装置及びホーム転落者検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駅のホームからの転落者を検知するための装置として、転落者検知マットが用いられている。転落者検知マットは、ホームと線路の間における列車のドア付近の線路脇に敷かれたマットからなり、列車に乗り降りする際に、乗客が列車とホームの間からマット上に転落すると、その衝撃でマット内のスイッチが動作するようになされたものである。スイッチが動作すると関係信号機が停止表示となり、列車の発車を抑止するようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転落者を確実に検知すべく、前記上記の転落者検知マットをホーム全長に渡って設けて線路面の全面を覆うと、枕木の交換作業やバラストの突き硬め作業等に支障を生じる等の新たな問題が発生する。
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、ホーム全長に渡って転落者を検知でき、しかも安価に容易に実現できるホーム転落者検知装置及び方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるホーム転落者検知方法は、左右一対のカメラを有するステレオカメラにより駅のホームにおける所定の検知エリアを撮影し、前記撮影された画像信号に基づいてホームからの落下物を検知し、その落下物の大きさを求め、その大きさから落下物が人であるか否かを判定する画像処理を行うようにしたのである。
【０００６】
また、本発明によるホーム転落者検知装置は、左右一対のカメラを有し、駅のホームにおける所定の検知エリアを撮影するステレオカメラと、前記ステレオカメラの撮影した画像信号に基づいてホームからの落下物を検知し、その落下物の大きさを求め、その大きさから落下物が人であるか否かを判定する画像処理手段とを設けたものである。
【０００７】
【作用】
従って、本発明によれば、ステレオカメラにより駅のホームにおける所定の検知エリアを撮影し、前記撮影された画像信号に基づいてホームからの落下物を検知し、その落下物の大きさを求め、その大きさから落下物が人であるか否かを判定することができる。落下物の大きさを求めるには、例えば、ステレオカメラにおける既知の左右カメラの間隔、焦点距離に基づいて落下物までの距離を求め、この距離に基づいて所定の演算により落下物の高さを求め、この高さと落下物の占有画素数に基づいて落下物の大きさを求めることができる。この大きさが所定値以上であれば、落下物が人であると判定し、所定値より小さい場合は、落下物は人以外の小物であると判定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施の形態によるホーム転落者検知装置は、ホームからの転落者を検知するためにステレオカメラを用いている。１台のステレオカメラは所定の検知可能範囲（検知エリア）を有するので、ホーム全長を監視するために複数台のステレオカメラをホームに沿って所定の高さに設置する。そして、ステレオカメラが撮影した画像信号に基づいて、落下物が落下している途中で、カメラから落下物までの距離と落下物の大きさを検出して、転落者とそれ以外の小物とを識別するようにしている。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態によるホーム転落者検知装置を示すブロック図である。
図１において、１００は現場機器部、２００は監視処理部である。
現場機器部１００において、１０はステレオカメラであり、所定の検知エリアを撮影し、照度の変化に対応して一定のダイナミックレンジを有するものが用いられている。本実施の形態においては、１１両編成の列車対応のホーム（約２４０ｍ）に設置する場合を例とし、１台のステレオカメラ１０の検知エリアの長さを約４０ｍとして、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の６台のステレオカメラ１０が設置されている。１１は、各ステレオカメラ１０で撮影された電気的な画像信号を光画像信号に変換するＥ／Ｏ変換器である。１２は監視処理部２００から送られてくる光制御信号を電気的な制御信号に変換するＯ／Ｅ変換器である。
【００１０】
１３は上記光画像信号を監視処理部２００に伝送する光ファイバ回線、１４は上記光制御信号を現場機器１００に伝送する光ファイバ回線である。
【００１１】
監視部２００において、１５は上記光画像信号を電気的な画像信号に変換するＯ／Ｅ変換器、１６は現場機器部１０から送られて来る画像信号を処理して転落者を検知し転落者検知信号１８及びその画像信号を出力すると共に、ステレオカメラ１０の制御信号を出力する画像処理部であり、６台のステレオカメラ１０に対応して１〜６の６つの画像処理部１６が設けられている。１７は画像処理部１６からの制御信号を光制御信号に変換するＥ／Ｏ変換器、１９は監視処理を行う中央監視部、２０は画像処理部１６からの転落者検知信号１８を中央監視部１９に伝える切り換えスイッチ等のハブ（ｈｕｂ）である。
【００１２】
２１は転落者検知信号１８に基づいて動作される転落者検知リレー、２２は転落者検知信号１８に基づいて当該ステレオカメラ１０の撮影画像を表示するモニタＴＶである。２３はＡＣ電源電圧を所定のＤＣ電源電圧に変換して現場機器部１００及び監視処理部２００に供給する電源部であり、例えば無停電電源装置（ＵＰＳ：ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）が用いられている。
【００１３】
図２はステレオカメラ１０とホーム３０との配置関係を示す。
図２（ａ）のように、６台のステレオカメラ１０は全長２４０ｍのホーム３０に沿って設置され、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の各カメラについてそれぞれ前方４０ｍの検知エリア４０（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）が設定される。矢印ａは列車の進入方向であり、各カメラの撮影方向と同じである。図２（ｂ）はステレオカメラ１０の寸法と設置高さの一例を示す。ステレオカメラ１０は図示の寸法を有し、ホーム３０上面からの設置高さＨc （＝２．４〜３．４ｍ）とする。ホーム３０上面からレール５０の頭面である基準面５０ａまでの高さＨ0 （落下高さ）を１．１ｍ、レール５０の高さを０．１ｍとする。
【００１４】
図３は上記検知エリア４０とホーム３０、ステレオカメラ１０の関係を示すものである。
図３において、検知エリア４０は、長さＬ（ここでは４０ｍ）を有すると共に、２本のレール５０を跨ぐ程度の幅Ｗを有する。ホーム３０上面から基準面５０ａまでの高さＨ0 （ここでは１．１ｍ）の間に、図示のように検知高さ１，２，３としての閾値Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 が設定されている。６０はホーム３０からの転落者を示している。これらの閾値の内、Ｈ1は、ホームの端を通行する乗客の傘の先や振り回されたバッグなどの検知による誤動作を防止すべく設けられたいわゆる不感帯としての値、Ｈ3は、人以外の小さな転落物である旨を判断するために設けられた値、Ｈ2は、前記Ｈ1からＨ3に至るまでの時間を測定する場合の中間地点としての値がそれぞれ設定されている。
【００１５】
次に、上記構成による転落者検知動作について説明する。
図４はステレオカメラ１０を構成する左カメラ１０L 及び右カメラ１０R が撮影した画像に基づいて行う画像処理を原理的に示す。
図４において、左カメラ１０L と右カメラ１０R は間隔Ｂ（図２（ｂ）では０．４ｍ）を以って配置されている。各カメラの焦点距離をｆ、転落者６０を含む対象物６０Ｘまでの距離をｚとする。ステレオカメラ１０では２つのカメラ１０L ，１０R が平行にずれているので、図示のように左右の撮影画像が平行にずれる。このずれ量を視差ｄと言い、上記Ｂ，ｆ，ｚで決まる値である。この視差ｄは、左右の撮影画像に基づいて画像処理部１６の画像処理により求めることができる。
【００１６】
本実施の形態においては、画像処理により求めたｄと上記Ｂ，ｆとにより距離ｚを次式（１）により求める。
ｚ＝Ｂ・ｆ／ｄ───（１）
【００１７】
次に、上記ｚから対象物６０Ｘの高さｈを求める。図５にその方法を示す。
図５において、対象物６０Ｘまでの距離ｚ（Ｘ，Ｙ）と基準面５０ａの距離分布ｚ0 とから（Ｘ，Ｙ）の位置で撮影された対象物６０Ｘの実際の高さｈは次式（２）で求めることができる。。
ｈ＝Ｈc ｛１−（ｚ／ｚ0 ）｝───（２）
上記のように対象物６０Ｘの高さｈは、ステレオカメラ１０から対象物６０Ｘまでの距離ｚに基づいて算出することができる。
【００１８】
画像処理部１６においては、まず、ステレオカメラ１０の撮影画像から所定方向（落下方向）に移動して閾値Ｈ1 より低くなる移動物、即ち、落下物を検出する。次に、検出された落下物を対象物６０Ｘとして撮影画像上の占有画素数を求め、この占有画素数と上記対象物６０Ｘの高さｈとに基づいて対象物６０Ｘの実際の大きさを求める。この大きさが所定値以上であれば、図６（ａ）のように対象物６０Ｘが人（転落者６０）であると判定する。また、上記大きさが所定値より小さい場合は、対象物６０Ｘは、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、人間以外の小物（例えば、傘、カバン、新聞紙、鳥、小動物等々）であると判定する。
【００１９】
さらに、対象物６０Ｘが転落者６０であるか否かを判定する条件として、高さＨ0 のホーム３０から人間が転落する場合、着地するまでに略０．５秒かかることを利用する。即ち、図３における閾値Ｈ0 →Ｈ1 →Ｈ2 →Ｈ3 を通過する時間が０．５秒より長い落下物は、例えば新聞紙等の軽いものであって人間ではないと判定することができる。なお、この実施形態では時間に基づく判定を行うようにしたが、本発明の技術は時間そのものを比較する場合に限定されるものではなく、落下速度に基づいて判定を行う全ての場合を含むものとする。
【００２０】
また、乗客がホーム３０の端からバッグ等を線路側に突き出して振り回すような場合、そのバッグ等が閾値Ｈ1 より下方（Ｈ2 側）になったときから対象物６０Ｘとして判定処理が開始されるが、所定の閾値より下がらなければ、転落者として誤検知されることはない。また、鳥や新聞紙等が降下した後、途中で上昇したような場合も同様に誤検知されることはない。
上述した各判定処理は、対象物６０Ｘが落下している途中で画像処理部１６において行われるので、転落者６０の検知を迅速に行うことができる。
【００２１】
尚、図６（ｃ）において、対象物６０Ｘが所定の大きさより小さい物の場合、落下して着地してしまうと、閾値Ｈ3 より低くなり検出不可能になるので、転落者６０ではないと判定することができる。
【００２２】
次に、上述した動作を図１を用いて説明する。
図１において、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の各ステレオカメラ１０は、それぞれ担当する検知エリア４０について対象物６０Ｘを検出する。各ステレオカメラ１０は、各画像処理部１６からＥ／Ｏ変換器１６、光ファイバ回線１４、Ｏ／Ｅ変換器１２を介して送られて来る制御信号により撮影動作を制御されている。各ステレオカメラ１０で撮影された画像信号は、Ｅ／Ｏ変換器１１、光ファイバ回線１３、Ｏ／Ｅ変換器１５を介して画像処理部１６に送られ、画像処理部１６は、前述した画像処理を１秒間に６フレーム行って対象物６０Ｘを検知する。対象物６０Ｘが転落者６０であると判定されると、転落者検知信号１８をその画像信号と共にハブ２０を介して中央監視部１９に送る。
【００２３】
中央監視部１９では、画像処理部１６からの転落者検知信号１８が３フレーム以上続いたとき、転落者検知リレー２１を動作させると共に、当該ステレオカメラ１０からの撮影画像による現場の様子をモニタＴＶ２２に表示する。そして、直ちに担当者に通報されると共に、列車の進入を止める措置がとられる。さらに、監視エリア内に所定以上の大きさ（例えば人の大きさ）以上の大きさの映像が検出される限り、まだ転落者の避難あるいは救出が完了していないものと見なして警報状態を維持するようにしても良い。また、上記画像処理に代えて、最も低い閾値Ｈ3より高い位置に画像が存在することによって警報状態を維持するようにしても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホームからの転落者を他の落下物と識別して確実に検知することができる。また、転落者をその落下の途中で迅速に検知することができると共に、ステレオカメラから遠隔地においても検知することができる。
また、従来の転落者検知マットのように、線路脇に敷設する必要がないので、線路補修作業等に支障が生じることがなく、ホーム全長に渡って転落者の監視を行うことができ、しかもホーム転落者検知装置を安価に容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態によるホーム転落者検知装置を示すブロック図である。
【図２】  ステレオカメラの配置とホームとの関係を示す構成図である。
【図３】  ステレオカメラの検知エリアを示す構成図である。
【図４】  ステレオカメラの画像信号の画像処理を原理的に示す構成図である。
【図５】  ステレオカメラから対象物までの距離に基づいて対象物の高さを求める方法を示す構成図である。
【図６】  ホームからの種々の落下物を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  ステレオカメラ
１１，１７  Ｅ／Ｏ変換器
１２，１５  Ｏ／Ｅ変換器
１３，１４  光ファイバ回線
１６  画像処理部
１８  転落者検知信号
１９  中央監視部
２０  ハブ
２１  転落者検知リレー
２２  モニタＴＶ
３０  ホーム
４０  検知エリア
５０  レール
５０ａ  基準面
６０  転落者
６０Ｘ  対象物
Ｈ1 ，Ｈ2 、Ｈ3   検知高さ閾値
【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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