JPH04266567A - 障害物監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道等の交通障害物の監
視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道踏切内等の障害物の有無、形
状を認知し列車の運転士にしらせる踏切監視装置が知ら
れている（例えば、特開平１−３０６３６６号公報に記
載された発明）。

【０００３】従来の装置の具体例として図２を使い説明
する。本図は鉄道と一般道路が交わる踏切を上から見た
図で、列車の軌道１０に道路２が交差している。この道
路には遮断機３と障害物センサ４がある。そして障害物
６が踏切内に立ち往生した場合、障害物センサ４が反応
し、テレビカメラ７で撮られた踏切画像は、そのまま画
像データ伝送用の広帯域伝送路２０（軌道１０沿いにあ
る埋設ケーブル等）を使用し、送信装置２２に送られる
。

【０００４】ここから無線伝送路等（この伝送路も前述
と同様画像データ伝送用の広帯域伝送路）を使用し、ア
ンテナ２５から列車５へ踏切画像を送る。この踏切画像
を列車５ではアンテナ８で受信し、運転室内のモニタ等
に表示し、運転士はそのモニタに表示された画像から踏
切の状態を確認する。

【０００５】なお、上記広帯域伝送路とは、例えば、標
準的な画像（標本化周波数１４．３ＭＨｚでデジタル変
換されたＮＴＳＣ画像）の１フレーム（１枚の画像）を
伝送する場合を考えると、１４．３ＭＨｚ／３０フレー
ム×８ビット（量子化ビット数）＝３．８Ｍビットのデ
ータを１／３０〜１秒（踏切と踏切の間隔、列車の停止
距離、また列車の速度にもよるが、列車の速度が１００
ｋｍ／ｈであれば１秒に２８ｍ進む点も考慮）で伝送で
きる帯域をもつ伝送路を意味する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
テレビカメラで撮られた踏切画像をそのまま列車へ伝送
するため、上記踏切画像の伝送の目的で広帯域伝送路を
設置する必要があり、極めて高価な障害物監視装置にな
るという欠点がある。

【０００７】また、列車へ踏切画像を必要以上に送る可
能性があり、その結果、運転士がモニタを見る時間が増
し、運転士が運転に集中できなくなるという欠点があり
、むしろ危険である。

【０００８】本発明では、これらの欠点を解消し、経済
的な狭帯域伝送路を使用でき、かつ運転士にとっても運
転中安全な障害物監視装置を実現することを目的とし、
さらに既設の電話回線を利用して踏切の状態を送受し、
その踏切の状態を監視できる障害物監視装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、踏切の状態を撮りこむテレビカメラの出力画
像データを圧縮し狭帯域伝送路が使用できるようにし、
さらに地上基地局を設け、この地上基地局で各踏切の画
像を集中管理するようにしたものである。

【００１０】以下、本発明を全体ブロック図である図１
により説明する。障害物６が踏切内に立ち往生した場合
、カメラ７で障害物６の形状（例えば、人、自動車、自
転車等）を撮り込み、画像圧縮装置２３でこの画像デー
タを１／１００〜１／２００程度に圧縮する。

【００１１】そして、得られた圧縮踏切画像データは地
上基地局２１で集中管理され、送信装置２４のアンテナ
２５から送信され、列車５の車上受信装置２６のアンテ
ナ８で受信され、受信された圧縮踏切画像データは画像
伸長装置２７で伸長（元のテレビカメラ７で撮りこまれ
た踏切画像に戻す）される。この踏切画像はモニタ２８
に表示され、運転士はそのモニタ２８に表示された画像
から踏切の状態を確認する。

【００１２】

【作用】その結果、踏切画像を踏切から地上基地局まで
伝送するために特別に画像伝送用の広帯域伝送路を設け
ることなく、音声信号伝送路並の狭帯域伝送路で画像が
伝送できる。

【００１３】さらに、踏切画像のデータは圧縮され、伝
送するデータ量が少なくなるので、踏切画像のデータを
地上基地局へ伝送するために必要な時間（約１秒）だけ
上記狭帯域伝送路を使用すればよく、常時、狭帯域伝送
路を占有しなくてすむ。よって、上記踏切画像のデータ
の伝送に必要な時間以外は上記狭帯域伝送路を使用しな
いので、既設の電話回線を共用することも可能である。

【００１４】また、各踏切の状態は、地上基地局に集ま
るので、この地上基地局では列車へ送る画像の選択が可
能で、この地上基地局で必要と認めた場合だけ列車へ画
像を送る。（もちろんすべての画像を送ることもできる
）。よって、列車へ送る画像を減らすことができ、運転
士がモニタを見る回数も減り、運転士が運転に集中でき
、運転士にとっても運転中の安全性が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図３〜図６を使い
、項目別に説明する。 ａ．障害物の有無確認と踏切画像の撮り込み踏切上の障
害物の有無確認が必要なのは、列車が踏切に差しかかる
数十秒前で、列車が停止するのに十分な距離、例えば踏
切の１ｋｍ手前に差しかかった時だけであり、常時、踏
切画像を列車に送る必要はない。また、列車が踏切の１
ｋｍ手前に差しかかった時であっても、障害物が踏切内
に立ち往生している場合以外は、踏切画像を列車に送る
必要はない。

【００１６】よって、狭帯域伝送路を有効利用するため
、各踏切１，１１に図３に示す障害物センサ４，１４を
設置し、列車５，１５が踏切１，１１を通過する数十秒
前で、かつ障害物６，１６が踏切内に立ち往生している
場合だけ、テレビカメラ７，１７で踏切画像を撮り込み
、各列車５，１５に送ればよい。

【００１７】また、この障害物センサ４，１４は物理的
に障害物の有無が確認できる方式（例えば赤外線センサ
）にすることで、後述のｃ．踏切画像の圧縮方法および
伸長方法で説明するように、障害物がないにもかかわら
ず誤って動作することを避けることができる。

【００１８】ｂ．各踏切のカメラ−送信装置間の伝送路
図３で、列車５，１５が軌道１０上を走行している。こ
こで、道路２と軌道１０が交差している踏切１と道路１
２と軌道１０が交差している踏切１１内に、それぞれ障
害物６，１６がある。各踏切１，１１ともカメラ７，１
７で踏切の状態を撮りこむ。この踏切画像は、伝送路２
９と中継器３０および伝送路３１で伝送され、画像圧縮
装置２３を経て送信装置２４に入力される。

【００１９】ここで、各踏切１，１１のカメラ７，１７
−送信装置２４間（伝送路２９、伝送路３１の区間）の
踏切画像の伝送方法としては、以下の方法が考えられる
。 １．有線伝送路（伝送路２９、伝送路３１の区間とも）
を使用し、伝送路２９の区間は軌道１０沿いにケーブル
を埋設する。

【００２０】２．無線伝送路（伝送路２９、伝送路３１
の区間とも）を使用し、伝送路２９の区間は特に短波長
帯無線伝送路を使用し、軌道１０沿いに設置（図３に示
す伝送路２９のように軌道１０が直線路ではなく曲線路
の場合もあるので、伝送路２９の中継のため、中継器３
０を設ける）し、伝送路２９自身が踏切と踏切の間の軌
道１０内に侵入した障害物のセンサ（障害物が侵入する
と伝送路２９が遮断されたことになり送信装置２４の踏
切画像データを受信できなくなることで認知する。）と
して働く。

【００２１】ｃ．踏切画像の圧縮方法および伸長方法踏
切画像データは図３の画像圧縮装置２３で１／１００〜
１／２００程度に圧縮され、送信装置２４のアンテナ２
５から送信される。そして、この障害物監視装置で扱う
画像は以下のように限定された特徴を持っている。 １．踏切画像の背景は基本的に変化しない。 ２．障害物が踏切内に立ち往生した場合でも、踏切画像
のうち障害物の有無で画像が異なる部分は画像全体では
なく、ある特定の部分（画像全体の１０％程度）である
。

【００２２】この特徴を生かした圧縮方法の一例として
図４に示す方法が考えられる。障害物のないときの踏切
画像（つまり背景となる画像）を標準画像ファイル３２
にあらかじめ標準画像として登録しておき、テレビカメ
ラ７で撮り込んだ障害物のある踏切画像全体から上記標
準画像を差し引き、差分を作る。（この差分が障害物画
像である）。そして、この差分だけ伝送する。（この処
理で伝送する障害物画像のデータ量は、踏切画像全体の
約１／１０になる）。

【００２３】更に、前述の標準画像との差分である障害
物画像を予測符号化、直交変換符号化等の処理にて約１
／１０〜１／２０に圧縮する。これらの画像圧縮処理を
行うことでデータ量を元の踏切画像全体（障害物がある
画像）の約１／１００〜１／２００に圧縮する。上記の
処理で得られた圧縮障害物画像データは、送信装置２４
のアンテナ２５から送信される。

【００２４】また、列車側では、図５に示すようにアン
テナ８を経由して車上受信装置２６で圧縮障害物画像デ
ータを受信し、画像伸長装置２７で伸長（元の画像に戻
す）される。この車上受信装置２６で受信した障害物画
像データは図４の標準画像ファイル３２にあらかじめ登
録された標準画像に対する差分であるため、図５の踏切
標準画像ファイル３３に登録された標準画像と受信した
障害物画像データとを加えることで元の踏切画像に戻さ
れる。そしてモニタ２８に表示された画像から踏切の状
態を確認する。

【００２５】しかし、上記方式で図４、図５の標準画像
ファイル３２（画像圧縮装置２３内の）、踏切標準画像
ファイル３３（画像伸長装置２７内の）に登録しておく
標準画像が常時同じ場合、問題になるのが気象条件等で
背景となる画像部分まで標準画像と差があるように処理
されることである。上記のような誤動作があると踏切画
像データの圧縮が進まず、圧縮効率が低下する。

【００２６】上記問題点を解決するための手段として、
テレビカメラ７で撮りこまれた踏切画像が可能なかぎり
標準画像に似るように、このテレビカメラ７で撮りこま
れた踏切画像に対し以下の処理を行う。

【００２７】１．踏切の気象状態が雨、雪のときはノイ
ズリデューサを使用して雨、雪の画像部分だけを効率良
く除去する。 ２．霧のときは画像の直流成分の操作、輪郭強調等の処
理を行う。

【００２８】３．昼間と夕方の明るさによる背景のレベ
ル差は、基準となる明るさ（画像の直流成分）を決め、
これを標準画像として標準画像ファイル３２、踏切標準
画像ファイル３３にあらかじめ登録しておき、テレビカ
メラ７で撮りこまれた画像の直流成分を基準となる明る
さに補正し、その障害物を標準画像との差分として伝送
する。または、標準画像ファイル３２、踏切標準画像フ
ァイル３３各々に昼間用と夕方用の２種の標準画像を登
録しておいて適宜切替えて使用する。 ４．夜間は踏切に照明装置を設置するとともに障害物の
輪郭を抽出し列車に送る。

【００２９】以上のような処理を行うことで踏切画像の
データの圧縮効率を上げる。なお、夜間の自動車のライ
ト等で、あたかも障害物が立ち往生したように誤まりが
発生するという問題があるが、この誤動作は、図３の障
害物センサ４および１４で障害物の有無を判断すれば避
けることができる。

【００３０】ｄ．送信装置 図３の送信装置２４が扱う区間の全踏切の状態がその送
信装置２４に集まるので、送信装置２４の入力側に地上
基地局２１を設けると、以下図６に示すように、この送
信装置２４が扱う区間（この送信装置２４が扱う区間を
仮りに図６に示す範囲とする）の全踏切１、１１、３５
、３６、３７と全列車５、１５、３８、３９の運行管理
をこの地上基地局２１で行うことが可能になる。

【００３１】また、地上基地局２１内で踏切、軌道敷地
内の異常を列車へ送る以前に確認できるので、列車の運
行上問題にならない場合は、列車の運転士が列車の運転
に集中できるように配慮し、列車に踏切画像を送らない
ことも可能である。

【００３２】ｅ．送信装置−列車間の伝送路次に、図３
の送信装置２４−列車間の伝送路９，１９の区間につい
て図６を使い詳細に説明する。図６の送信装置２４−各
列車間の伝送路９，１９，４０，４１については、伝送
すべき画像データが圧縮されているので、この画像デー
タの伝送路として、従来から使用されている音声信号伝
送路（電話連絡用）を使用し、電話等の使用と合わせて
有効に活用することも可能である。

【００３３】そして伝送路９，１９，４０，４１は有線
、無線伝送路共可能だが、通信衛星、漏洩ケーブルを軌
道１０沿いに布設する、列車５，１５用の架線を使用す
る、等適材適所使い分け可能である。

【００３４】ｆ．列車内のモニタ装置 伸長された画像は図３の列車５，１５内のモニタ２８で
確認できる。しかし、ここでも前述のように列車の運転
士が列車の運転に集中できるよう通常は異常をブザー等
で知らせ、その後モニタ２８に踏切画像を映しだすこと
も可能である。また、列車の運転士が特定の踏切の状態
を確認したい場合は、列車の運転士から地上基地局２１
に対し要求すればその踏切の状態をモニタに表示させ確
認することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、カメラで撮られた踏切
画像と標準画像との差をとり、その差分画像だけを画像
圧縮して送る工夫をし、音声信号伝送路並の狭帯域伝送
路で上記踏切画像の伝送が可能になる。また、常時伝送
路を画像伝送のためだけに占有しなくてすむので、既設
の電話回線を共用することも可能になり、上記既設の電
話回線を有効に活用できるので、経済的な障害物監視装
置が実現する。さらに地上基地局で異常がないと判断し
た場合は列車へ踏切画像を送らないようにすることも可
能で、運転士が運転に集中でき、運転中の安全性も確保
でき、最終的に踏切事故をへらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体ブロック図。

【図２】従来の構成を示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例を示す構成図。

【図４】本発明の画像圧縮装置の一例を示すブロック図
。

【図５】本発明の画像伸長装置の一例を示すブロック図
。

【図６】本発明の地上基地局と列車との関係を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１　　踏切 ４　　障害物センサ ５　　列車 ６　　障害物 ７　　テレビカメラ ８　　アンテナ ９　　伝送路 １１　　踏切 １４　　障害物センサ １５　　列車 １６　　障害物 １７　　テレビカメラ １８　　アンテナ １９　　伝送路 ２１　　地上基地局 ２３　　画像圧縮装置 ２４　　送信装置 ２５　　アンテナ ２６　　車上受信装置 ２７　　画像伸長装置 ２８　　モニタ ３２　　標準画像ファイル ３３　　踏切標準画像ファイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄道と一般道路が交わる踏切等軌道内
   の障害物を監視する装置において、上記軌道内の障害物
   を撮り込む撮像手段と、この撮像手段で撮られた画像デ
   ータを圧縮する画像圧縮手段と、該画像圧縮手段で圧縮
   された圧縮画像データを音声信号伝送路並の狭帯域伝送
   路を使用して送信する送信手段と、該圧縮画像データを
   受信する受信手段と該受信した圧縮画像データを伸長す
   る画像伸長手段と該伸長された画像を表示するモニタ手
   段とを備え、該モニタ手段に表示された画像によって上
   記軌道内の障害物を確認することを特徴とする障害物監
   視装置。
2. 【請求項２】　　上記画像圧縮手段に上記所定軌道内の
   標準画像データが登録された標準画像ファイル手段を設
   け、上記撮像手段で撮られた画像データとこれと対応す
   る上記標準画像データとの差分画像データのみを画像圧
   縮して送信し、上記画像伸長手段に上記所定軌道内の標
   準画像データが登録された標準画像ファイル手段を設け
   、上記受信した圧縮画像データを伸長した画像データに
   これと対応する上記標準画像データを加え、上記軌道内
   の障害物の画像を上記モニタ手段に表示することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の障害物監視装置。
3. 【請求項３】　　上記各画像圧縮手段の圧縮画像データ
   を地上基地局に集め、該地上基地局で上記軌道上を走行
   する各列車に必要とする画像データのみを送信する集中
   管理をする構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の障害物監視装置。