WO2020004424A1 - 検知領域データベース作成装置 - Google Patents

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WO2020004424A1
WO2020004424A1 PCT/JP2019/025250 JP2019025250W WO2020004424A1 WO 2020004424 A1 WO2020004424 A1 WO 2020004424A1 JP 2019025250 W JP2019025250 W JP 2019025250W WO 2020004424 A1 WO2020004424 A1 WO 2020004424A1
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WO
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detection area
railway vehicle
unit
image
captured image
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PCT/JP2019/025250
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English (en)
French (fr)
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雄介 高橋
広幸 小林
拓也 二神
勝大 堀江
直人 瀬戸
世支明 山崎
陽平 服部
博章 伊藤
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Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/009—On-board display devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a detection area database creation device.
  • an obstacle detection technology for detecting an obstacle using an image captured by capturing an image in front of the railway vehicle by an imaging unit mounted on the railway vehicle has been developed.
  • an obstacle is detected from a preset detection area in a captured image.
  • the detection area is expanded according to the traveling position of the railway vehicle, thereby increasing the detection area of the railway vehicle.
  • detection area database that associates a traveling position of the traveling position of the railway vehicle that enlarges the detection area with detection area information indicating the shape of the detection area at the traveling position.
  • a method of creating the detection area database a method has been developed in which a traveling position of a railway vehicle is created using an aerial photograph or the like captured from above. Since it is difficult to accurately grasp the width and height of the vehicle, it is difficult to create a detection area database that can detect obstacles existing in the path of the railway vehicle with high accuracy.
  • the detection area database creation device includes an acquisition unit and a creation unit.
  • the acquisition unit acquires, from the railway vehicle, an image obtained by imaging the traveling direction of the railway vehicle by an imaging unit of the railway vehicle, and a traveling position of the railway vehicle when the captured image is obtained.
  • the creating unit is configured to, based on the captured image and the travel position, extend the detection area for detecting an obstacle that hinders the travel of the railway vehicle in the captured image to an enlarged area outside the vehicle limit or the building limit of the railway vehicle.
  • a detection area database that associates a target position, which is a position, with detection area information indicating a three-dimensional shape of the enlarged area is created.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a railway traveling safety support system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a control unit of the traveling obstacle detection device and the detection area database creation device of the railway vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a railway traveling safety support system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a control unit of the traveling obstacle detection device and the detection area database creation device of the railway vehicle according to the
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a database creation screen displayed on the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the railway traveling safety support system according to the present embodiment.
  • the railway traveling safety support system according to the present embodiment includes a railway vehicle RV and a detection area database creation device D, as shown in FIG.
  • the railway vehicle RV and the detection area database creation device D can communicate various kinds of information with each other by wireless communication or the like.
  • the railway vehicle RV includes a sensor 101, a traveling obstacle detection device 102, a recording device 103, a display unit 104, and a position measurement unit 105.
  • the sensor 101 is an example of an imaging unit provided so as to be able to image the traveling direction of the railway vehicle RV.
  • the traveling obstacle detection device 102 is an obstacle detection device that detects an object that obstructs traveling of the railway vehicle RV (hereinafter, referred to as an obstacle).
  • the recording device 103 is a storage unit that stores detection results of obstacles by the traveling obstacle detection device 102.
  • the display unit 104 displays various information such as a captured image obtained by capturing the traveling direction of the railway vehicle RV with the sensor 101 and a detection result of an obstacle by the traveling obstacle detection device 102.
  • the position measuring unit 105 measures the traveling position of the railway vehicle RV.
  • the travel of the railway vehicle RV is performed by using a speed generator (TG: Rate Generator), a satellite positioning system (GNSS: Global Navigation Satellite System), an acceleration sensor, a gyro sensor, or the like in the position measurement unit 105. Measure the position.
  • the detection area database creation device D is a personal computer or the like. More specifically, the detection area database creation device D includes a control unit 201, a recording device 202, and a display unit 203, as shown in FIG.
  • the control unit 201 controls the entire detection area database creation device D.
  • the control unit 201 creates a database (hereinafter, referred to as a detection area database) that associates the target position with the detection area information.
  • the target position is a traveling position of the railway vehicle RV that enlarges a region (hereinafter, referred to as a detection region) for detecting an obstacle in the captured image to a vehicle limit of the railway vehicle RV or an enlarged region outside the building limit. is there.
  • the detection area information is information indicating the three-dimensional shape of the enlarged area at the target position.
  • the recording device 202 stores various information such as a captured image obtained by capturing the image of the sensor 101 on which the railway vehicle RV is mounted.
  • the display unit 203 is an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays a screen used for creating a detection area database (hereinafter, referred to as a database creation screen).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the control unit of the traveling obstacle detection device and the detection area database creation device of the railway vehicle according to the present embodiment.
  • the traveling obstacle detection device 102 included in the railway vehicle RV includes an image acquisition unit 301, a rail recognition unit 302, a detection area recognition unit 303, an obstacle candidate recognition unit 304, an obstacle determination unit 305, It has a result output unit 306.
  • some or all of the image acquisition unit 301, the rail recognition unit 302, the detection area recognition unit 303, the obstacle candidate recognition unit 304, the obstacle determination unit 305, and the result output unit 306 are provided by the railway vehicle RV. Is realized by executing software stored in the recording device 103 or the like by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) of the computer.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) of the computer.
  • Some or all of the image acquisition unit 301, the rail recognition unit 302, the detection region recognition unit 303, the obstacle candidate recognition unit 304, the obstacle determination unit 305, and the result output unit 306 are LSI (Large Scale Integration). , ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or other circuit board hardware.
  • the image acquisition unit 301, the rail recognition unit 302, the detection area recognition unit 303, the obstacle candidate recognition unit 304, the obstacle determination unit 305, and the result output unit 306 cooperate with software executed by a processor and hardware. It may be realized by operation.
  • the storage unit 307 includes a non-volatile storage medium such as a read only memory (ROM), a flash memory, a hard disk drive (HDD), and an SD card, and a volatile storage medium such as a random access memory (RAM) and a register. . Then, the storage unit 307 stores various information such as a detection area database.
  • ROM read only memory
  • HDD hard disk drive
  • SD card Secure Digital Card
  • RAM random access memory
  • the image acquiring unit 301 acquires a captured image obtained by capturing the traveling direction of the railway vehicle RV by the sensor 101.
  • the rail recognition unit 302 detects a rail on which the railway vehicle RV runs from the captured image.
  • the detection area recognition unit 303 sets a three-dimensional detection area for a captured image with reference to the rail detected by the rail recognition unit 302.
  • the detection area is a three-dimensional area including a specified area defined by a vehicle limit or a building limit of the railway vehicle RV in the captured image.
  • the detection area recognition unit 303 enlarges the detection area to an enlarged area when the railway vehicle RV travels at the target position. Specifically, the detection area recognition unit 303 receives the detection area database from the detection area database creation device D in advance.
  • the detection area database is a database that associates target positions (for example, kilometers or latitude and longitude) with detection area information indicating a three-dimensional shape of the enlarged area.
  • the detection area database stores the positions of the turnouts (hereinafter, referred to as branch positions, for example, kilometers or latitude and longitude) existing on the route of the railway vehicle RV, and the railroads behind the turnouts.
  • the route information indicating the route of the vehicle RV is associated with the route information.
  • the detection area database includes a position of a tunnel existing on the route of the railway vehicle RV (hereinafter, referred to as a tunnel position; for example, about a kilometer or latitude and longitude).
  • the detection area recognition unit 303 specifies, in the detection area database, detection area information that is associated with a target position that matches the travel position of the railway vehicle RV measured by the position measurement unit 105. Then, the detection area recognition unit 303 expands the detection area based on the specified detection area information so that the detection area includes the enlarged area at the target position.
  • the detection region recognition unit 303 selects one of the plurality of routes after the branching device.
  • the detection area is set only for the route indicated by the information.
  • the detection region recognition unit 303 performs traveling by the position measurement unit 105.
  • the position measurement method and the imaging conditions of the sensor 101 are changed.
  • the detection region recognition unit 303 uses the method of measuring the traveling position by the position measuring unit 105 by using the satellite.
  • the measurement method using the positioning system is switched to a measurement method using a speed generator, an acceleration sensor, or a gyro sensor.
  • the detection area recognition unit 303 increases the sensitivity of the sensor 101 when the traveling position measured by the position measurement unit 105 matches the entrance of the tunnel included in the detection area database.
  • the detection area recognition unit 303 sets the traveling position measurement method by the position measurement unit 105 to the satellite positioning system. Return to the measurement method used.
  • the detection area recognition unit 303 lowers the sensitivity of the sensor 101.
  • the obstacle candidate recognizing unit 304 extracts an object included in the detection area as an obstacle candidate (hereinafter, referred to as an obstacle candidate) based on the captured image in which the detection area is set.
  • the obstacle determination unit 305 detects an obstacle from the obstacle candidates based on at least one of the size of the obstacle candidate extracted by the obstacle candidate recognition unit 304 and the movement vector of the obstacle candidate. I do.
  • an object that is likely to be an obstacle can be detected as an obstacle, so that the detection accuracy of the obstacle can be improved.
  • the result output unit 306 outputs the detection result of the obstacle by the obstacle determination unit 305.
  • the result output unit 306 attaches the traveling position of the railway vehicle RV measured by the position measuring unit 105 when the captured image is obtained to the captured image obtained by the imaging of the sensor 101, and detects the captured image. It is transmitted to the area database creation device D.
  • the detection area database creation device D includes an acquisition unit 310, a creation unit 311, an output unit 312, and a storage unit 313.
  • some or all of the acquisition unit 310, the creation unit 311, and the output unit 312 are configured such that a processor such as a CPU included in the detection area database creation device D executes software stored in the recording device 202. Is realized by:
  • the acquisition unit 310, the creation unit 311, and the output unit 312 may be realized by hardware that is a circuit board such as an LSI, an ASIC, and an FPGA.
  • the acquisition unit 310, the creation unit 311, and the output unit 312 may be realized by cooperation of software executed by a processor and hardware.
  • the storage unit 313 includes a non-volatile storage medium such as a ROM, a flash memory, an HDD, and an SD card, and a volatile storage medium such as a RAM and a register.
  • the storage unit 313 stores various information such as a detection area database.
  • the acquisition unit 310 acquires, from the railway vehicle RV, the captured image and the traveling position of the railway vehicle RV when the captured image is obtained. Then, the acquisition unit 310 associates the acquired captured image with the traveling position of the railway vehicle RV at the time when the captured image is obtained, and stores the acquired image in the recording device 202. For example, the acquisition of information from the railway vehicle RV may be performed off-line at a depot or a station after a predetermined travel has been performed, or may be performed in real time via a wireless line during travel. May be.
  • the creation unit 311 creates a detection area database based on the captured image stored in the recording device 202 in association with the traveling position of the railway vehicle RV. Then, the creation unit 311 stores the created detection area database in the storage unit 313.
  • a detection area database can be created based on information (for example, the height and width of the platform of the station) of a target position that cannot be confirmed from an image (for example, an aerial photograph) of the traveling section of the railway vehicle RV captured from above. Therefore, it is possible to create a detection area database that can detect obstacles of the railway vehicle RV with high accuracy.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • the detection area database associates target positions (for example, kilometers) with detection area information.
  • the detection area information includes a type number, an effective range N1, an inner distance N2, a width N3, a lower distance N4, and a height N5.
  • the detection area information may include position information of the enlarged area at the target position.
  • the detection area information is position information indicating whether the enlarged area is located on the right side or the left side in the width direction X (see FIG. 3) of the railway vehicle RV with reference to the rail R on which the railway vehicle RV runs. May be included.
  • the detection area database may include transmission position information that can specify a transmission position at which the detection area database is transmitted to the railway vehicle RV, in association with the target position.
  • the type number indicates the station platform on the left side (opposite platform) in the traveling direction of the railway vehicle RV, the station platform on the right side (island platform) in the traveling direction of the railway vehicle RV, and the traveling direction of the railway vehicle RV.
  • the number indicates the type of the target position, such as a circuit breaker on the left side, a circuit breaker on the right side in the traveling direction of the railway vehicle RV, a sign, a signal, a tunnel, an iron bridge, and the like.
  • the detection area database creation device D stores in advance a type database (see Table 2 below) that associates the type number with the type of the target position in the storage unit 313 or the like. Then, when the user of the detection area database creation device D creates the detection area database, the creation unit 311 displays the type database on the display unit 203 so that the type database can be referred to.
  • the effective range N1 is the depth of the enlarged area E existing outside the defined area T (the vehicle limit T1 or the building limit T2), in other words, the enlarged area E in the traveling direction Z of the railway vehicle RV.
  • the inner distance N2 is a distance from an intermediate point between the rails R in the width direction X of the railway vehicle RV to an inner end of the enlarged area E, as shown in FIG.
  • the width N3 is the width of the enlarged area E in the width direction X of the railway vehicle RV, as shown in FIG.
  • the lower distance N4 is a distance from the rail R to the lower end of the enlarged area E in the height direction Y of the railway vehicle RV, as shown in FIG.
  • the height N5 is the height of the enlarged area E in the height direction Y of the railway vehicle RV, as shown in FIG.
  • the creation unit 311 causes the display unit 203 to display a screen including a captured image and an input field (hereinafter, referred to as a database creation screen).
  • the input field is a field for displaying the target position and the detection area information input by the user of the detection area database creation device D.
  • the user of the detection area database creation device D can input the target position and the detection area information while checking the captured image displayed on the display unit 203, thereby facilitating the creation of the detection area database. can do.
  • the creating unit 311 creates a detection area database that associates the target position input using the input field with the detection area information.
  • the creating unit 311 detects an image serving as a symbol of the target position (hereinafter, referred to as a target position image) from the captured image by the image recognition processing. Specifically, the creating unit 311 detects, as a target position image, a fence of a station platform, a railroad crossing, a dedicated sign, a signal, and the like, from the captured image. In the present embodiment, the creating unit 311 generates an image serving as a symbol of a target position existing a predetermined distance (for example, 30 m) from the tip of the railway vehicle RV in the traveling direction Z of the railway vehicle RV. It is detected as the target position image.
  • a predetermined distance for example, 30 m
  • the creating unit 311 causes the display unit 203 to display detection information indicating that the target position image has been detected (for example, a message indicating that the target position image has been detected).
  • detection information indicating that the target position image has been detected for example, a message indicating that the target position image has been detected.
  • the creating unit 311 causes the display unit 203 to display a preview image in which a detection area image, which is an image indicating the detection area, is superimposed on the captured image based on the created detection area database.
  • a detection area image which is an image indicating the detection area
  • the creating unit 311 causes the display unit 203 to display a preview image in which a detection area image, which is an image indicating the detection area, is superimposed on the captured image based on the created detection area database.
  • the creation unit 311 causes the display unit 203 to display a database creation screen including map information.
  • the map information is a map that can specify the traveling position of the railway vehicle RV when the captured image is obtained. Accordingly, the user of the detection area database creation device D can perform the creation work of the detection area database while checking the entire traveling section of the railway vehicle RV based on the map information displayed on the display unit 203. The work of creating the area database can be facilitated.
  • the output unit 312 transmits (outputs) the detection area database stored in the storage unit 313 to the railway vehicle RV.
  • the output unit 312 determines when the railway vehicle RV reaches the transmission position indicated by the transmission position information (for example, a position 200 m before the target position). Then, the detection area database including the target position and the detection area information associated with the transmission position information is transmitted to the railway vehicle RV.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects the platform fence of the station included in the captured image F as the target position image S, and displays detection information indicating that the target position image S has been detected on the display unit 203. To be displayed. Then, as illustrated in FIG. 4, when the detected target position image S is the image of the facing platform, the creating unit 311 determines the target position and the specified region T (the vehicle limit T1 or the vehicle limit T1) in the traveling direction Z of the railway vehicle RV.
  • a detection area database (see Table 3 below) that associates the detection area information of the enlarged area E existing on the left side of the building limit T2) is created.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects the platform fence included in the captured image F as the target position image S, and displays the detection information indicating that the target position image S has been detected on the display unit 203. To be displayed. Then, as illustrated in FIG. 5, when the detected target position image S is an image of the island-type platform, the creating unit 311 determines the target region and the specified region T (the vehicle limit T1 or the vehicle limit T1) in the traveling direction Z of the railway vehicle RV.
  • a detection area database (see Table 4 below) that associates the detection area information of the enlarged area E existing on the right side of the building limit T2) is created.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects the circuit breaker included in the captured image F as the target position image S, and displays detection information indicating that the target position image S has been detected on the display unit 203. Let it. Then, as illustrated in FIG. 6, when the detected target position image S is a barrier, the creating unit 311 determines the target position and the enlarged area existing on both sides of the specified area T (the vehicle limit T1 or the building limit T2).
  • a detection area database (see Table 5 below) that associates the detection area information with E is created.
  • the creating unit 311 expands the rail side laid in parallel with the rail on which the railway vehicle RV runs. It is assumed that the width of the area E is longer than the width of the enlarged area E on the rail side on which the railroad vehicle RV runs. For example, when the left-hand traffic is adopted, the creating unit 311 increases the width of the enlarged area E existing on the right side in the traveling direction Z of the railway vehicle RV by increasing the width of the enlarged area E existing on the left side in the traveling direction Z of the railway vehicle RV. It is longer than the width of the region E.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects the branching device BG included in the captured image F as illustrated in FIG.
  • the creating unit 311 includes route information (for example, a type number indicating straight ahead) that can specify a route on which the railroad vehicle RV travels among routes ahead of the branching device BG.
  • route information for example, a type number indicating straight ahead
  • a detection area database see Table 6 below
  • the detection area recognition unit 303 included in the railway vehicle RV sets the detection area in the captured image F, it is possible to set the detection area only for the traveling path of the railway vehicle RV. It is possible to more accurately detect obstacles that may hinder the traveling of the vehicle.
  • the branching position of the branching device BG is a preset distance (about km) from the station to the branching device.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation apparatus according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects the entrance EG of the tunnel included in the captured image F as illustrated in FIG.
  • the creation unit 311 detects the tunnel area including tunnel information that associates the type number indicating the tunnel entrance EG with the tunnel entrance position that is the position of the tunnel entrance EG. Create a database (see Table 7 below).
  • the sensitivity of the sensor 101 of the railway vehicle RV is increased to increase the detection accuracy of obstacles using the captured image F, and the traveling position of the railway vehicle RV can be measured by a method. It is possible to switch from a measurement method using a satellite positioning system to a measurement method using an acceleration sensor, a gyro sensor, or the like.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a detection area database creation process performed by the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 detects a tunnel exit OG included in the captured image F.
  • the creation unit 311 detects the detection area including the tunnel information that associates the type number indicating the tunnel exit OG with the tunnel exit position that is the position of the tunnel exit OG. Create a database (see Table 8 below).
  • the sensitivity of the sensor 101 of the railway vehicle RV is reduced to prevent overexposure of the captured image F, and a method of measuring the traveling position of the railway vehicle RV is implemented by a satellite positioning system. It is possible to return to the used measurement method.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a database creation screen displayed on the detection area database creation device according to the present embodiment.
  • the creating unit 311 causes the display unit 203 to display a database creating screen G including a moving image G1, an input column G2, map information G3, and various buttons B1 to B7.
  • the rewind button B1 is a button for instructing rewind of the moving image G1 (an example of a captured image) displayed on the database creation screen G.
  • the frame return button B2 is a button for instructing frame return of the moving image G1.
  • the stop button B3 is a button for instructing stop of reproduction of the moving image G1.
  • the frame advance button B4 is a button for instructing frame advance of the moving image G1.
  • the pause button B5 is a button for instructing a pause of the reproduction of the moving image G1.
  • the fast forward button B6 is a button for instructing the fast forward of the moving image G1.
  • the creation instruction button B7 is a button for instructing creation of a detection area database.
  • the creation unit 311 causes the display unit 203 to display the database creation screen G including the moving image G1 according to the operation of the various buttons B1 to B6. At that time, as illustrated in FIG. 10, the creating unit 311 determines, for each frame forming the moving image G1, the traveling position of the railway vehicle RV when the frame is obtained by the sensor 101 of the railway vehicle RV (for example, , Latitude and longitude, kilometers) and location date and time information I1 indicating date and time.
  • the creating unit 311 determines a position at which the target position image is detected in each frame configuring the moving image G1 (for example, from the tip of the railway vehicle RV in the traveling direction of the railway vehicle RV in advance).
  • a reference line L drawn in the width direction X of the railway vehicle RV is displayed at a set distance (for example, 30 m ahead).
  • the map information G3 is a map including the traveling position of the railway vehicle RV when the moving image G1 is obtained.
  • the creating unit 311 includes a travel position display P indicating the travel position of the railroad vehicle RV in the map information G3, as shown in FIG. Thereby, the user of the detection area database creation device D can perform the creation work of the detection area database while confirming the entire traveling section of the railway vehicle RV based on the map information G3. It can be facilitated.
  • the input field G2 includes an index of the detection area database, a target position (for example, latitude and longitude, kilometers), and detection area information (for example, type number, effective range, inside distance, width, lower distance, height, This is a column for displaying the station / facility information, which is information on the station or facility to which the target position belongs, and the transmission position information in association with each other.
  • a target position for example, latitude and longitude, kilometers
  • detection area information for example, type number, effective range, inside distance, width, lower distance, height
  • the creating unit 311 sets the target position, the detection area information, And default values of the transmission position information.
  • the default value of the target position is a traveling position that is a preset distance (for example, 30 m) away from the traveling position of the railway vehicle RV when the moving image G1 is obtained.
  • the default value of the transmission position information is a traveling position that is a predetermined distance (for example, 200 m) before the traveling position of the railroad vehicle RV when the moving image G1 is obtained.
  • the default value of the detection area information is the detection area information set in advance for each type of the target position.
  • the user of the detection area database creation device D inputs the target position, the detection area information, and the transmission position information while referring to the target position, the detection area information, and the default value of the transmission position information displayed in the input field G2. G2 can be input. Thereafter, when the creation instruction button B7 is pressed to instruct creation of the detection area database, the creation unit 311 associates the target position input in the input field G2, the detection area information, and the transmission position information. Create the attached detection area database.
  • the creation unit 311 creates the detection area database including the detection area information input to the input field G2. However, the creation unit 311 automatically creates the detection area database based on the captured image and the traveling position. Anything should do. For example, the creating unit 311 determines, as a target position, a traveling position that is a distance ahead of a traveling position of the railway vehicle RV when the captured image is obtained. Further, the creating unit 311 converts the shape of the enlarged area (for example, a rectangular area) specified by the user of the detection area database creating apparatus D into the actual size of the enlarged area in the real space on the captured image. Then, the creation unit 311 may create a database that associates the determined target position with the detection area information indicating the actual size of the enlarged area as the detection area database.
  • the creating unit 311 may create a database that associates the determined target position with the detection area information indicating the actual size of the enlarged area as the detection area database.
  • the detection region database can be created based on the information on the target position that cannot be confirmed from the image taken from above of the traveling section of the railway vehicle RV.
  • the detection region database can be created based on the information on the target position that cannot be confirmed from the image taken from above of the traveling section of the railway vehicle RV.

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Abstract

実施形態の検知領域データベース作成装置は、取得部と、作成部と、を備える。取得部は、鉄道車両から、当該鉄道車両が有する撮像部によって鉄道車両の進行方向を撮像して得られる撮像画像、および当該撮像画像が得られた際の鉄道車両の走行位置を取得する。作成部は、撮像画像および走行位置に基づいて、撮像画像内において鉄道車両の走行の支障となる支障物を検知する検知領域を鉄道車両の車両限界または建築限界の外側の拡大領域まで拡大する走行位置である対象位置と、拡大領域の三次元の形状を示す検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベースを作成する。

Description

検知領域データベース作成装置
　本発明の実施形態は、検知領域データベース作成装置に関する。
　鉄道車両の運行に際して、鉄道車両の安全を確保するために、鉄道車両の進路上に、当該鉄道車両の走行の支障となる物体（以下、支障物と言う）が存在するか否かを確認する必要がある。そこで、駅のホームからの旅客や荷物の転落、踏切での自動車や自転車の立往生等によって鉄道車両の進路に支障物が発生し易い区間には、支障物の発生を防止する設備や、支障物を検知する検知設備の導入が進んでいる。
　しかしながら、鉄道車両の進路に支障物が発生し易い区間に検知設備を導入する方法では、鉄道車両の進路全体において支障物を検知することは困難である。そのため、鉄道車両に搭載される撮像部によって当該鉄道車両の前方を撮像して得られる撮像画像を用いて、支障物を検知する支障物検知技術が開発されている。
特開２０１６－５２８４９号公報
　ところで、支障物検知技術では、撮像画像内における予め設定された検知領域の中から、支障物を検知するが、鉄道車両の走行位置に応じて、その検知領域を拡大することにより、鉄道車両の進路に存在する支障物をより高精度に検知することが求められている。その場合、鉄道車両の走行位置のうち検知領域を拡大する走行位置と、当該走行位置における検知領域の形状を示す検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベースを予め作成しておくことが望ましい。検知領域データベースを作成する方法としては、鉄道車両の走行位置を上方から撮像した航空写真等を用いて作成する方法が開発されているが、航空写真等からは、駅ホームの端や、駅ホームの幅および高さ等を正確に把握することが困難であるため、鉄道車両の進路に存在する支障物を高精度に検知可能とする検知領域データベースを作成することは困難である。
　実施形態の検知領域データベース作成装置は、取得部と、作成部と、を備える。取得部は、鉄道車両から、当該鉄道車両が有する撮像部によって鉄道車両の進行方向を撮像して得られる撮像画像、および当該撮像画像が得られた際の鉄道車両の走行位置を取得する。作成部は、撮像画像および走行位置に基づいて、撮像画像内において鉄道車両の走行の支障となる支障物を検知する検知領域を鉄道車両の車両限界または建築限界の外側の拡大領域まで拡大する走行位置である対象位置と、拡大領域の三次元の形状を示す検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベースを作成する。
図１は、本実施形態にかかる鉄道用走行安全支援システムの構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態にかかる鉄道車両の走行支障物検知装置および検知領域データベース作成装置の制御部の機能構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図４は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図５は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図６は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図７は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベース作成処理の一例を説明するための図である。 図８は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図９は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。 図１０は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置において表示されるデータベース作成画面の一例を示す図である。
　以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置を備えた鉄道用走行安全支援システムについて説明する。
　図１は、本実施形態にかかる鉄道用走行安全支援システムの構成の一例を示す図である。本実施形態にかかる鉄道用走行安全支援システムは、図１に示すように、鉄道車両ＲＶ、および検知領域データベース作成装置Ｄを有する。鉄道車両ＲＶと検知領域データベース作成装置Ｄとは、無線通信等によって、互いに各種情報を通信可能である。
　図１に示すように、本実施形態にかかる鉄道車両ＲＶは、センサ１０１、走行支障物検知装置１０２、記録装置１０３、表示部１０４、および位置計測部１０５を備える。
　センサ１０１は、鉄道車両ＲＶの進行方向を撮像可能に設けられる撮像部の一例である。走行支障物検知装置１０２は、鉄道車両ＲＶの走行の支障となる物体（以下、支障物と言う）を検知する支障物検知装置である。記録装置１０３は、走行支障物検知装置１０２による支障物の検知結果を記憶する記憶部である。
　表示部１０４は、センサ１０１によって鉄道車両ＲＶの進行方向を撮像して得られる撮像画像や、走行支障物検知装置１０２による支障物の検知結果等の各種情報を表示する。位置計測部１０５は、鉄道車両ＲＶの走行位置を計測する。本実施形態では、位置計測部１０５には、速度発電機（ＴＧ：Rate　Generator）や、衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global　Navigation　Satellite　System）、加速度センサ、ジャイロセンサ等を用いて、鉄道車両ＲＶの走行位置を計測する。
　本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置Ｄは、パーソナルコンピュータ等である。具体的には、検知領域データベース作成装置Ｄは、図１に示すように、制御部２０１と、記録装置２０２と、表示部２０３と、を有する。
　制御部２０１は、検知領域データベース作成装置Ｄ全体を制御する。本実施形態では、制御部２０１は、対象位置と、検知領域情報と、を対応付けるデータベース（以下、検知領域データベースと言う）を作成する。ここで、対象位置は、撮像画像内において支障物を検知する領域（以下、検知領域と言う）を鉄道車両ＲＶの車両限界または建築限界の外側の拡大領域まで拡大する鉄道車両ＲＶの走行位置である。検知領域情報は、対象位置における拡大領域の三次元の形状を示す情報である。
　記録装置２０２は、鉄道車両ＲＶが搭載されるセンサ１０１の撮像により得られる撮像画像等の各種情報を記憶する。表示部２０３は、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）等であり、検知領域データベースの作成に用いる画面（以下、データベース作成画面と言う）を表示する。
　図２は、本実施形態にかかる鉄道車両の走行支障物検知装置および検知領域データベース作成装置の制御部の機能構成の一例を示す図である。鉄道車両ＲＶが有する走行支障物検知装置１０２は、図２に示すように、画像取得部３０１、レール認識部３０２、検知領域認識部３０３、支障物候補認識部３０４、支障物判定部３０５、および結果出力部３０６を有する。
　本実施形態では、画像取得部３０１、レール認識部３０２、検知領域認識部３０３、支障物候補認識部３０４、支障物判定部３０５、および結果出力部３０６のうち一部若しくは全ては、鉄道車両ＲＶが有するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のプロセッサが記録装置１０３等に記憶されるソフトウェアを実行することにより実現される。
　また、画像取得部３０１、レール認識部３０２、検知領域認識部３０３、支障物候補認識部３０４、支障物判定部３０５、および結果出力部３０６のうち一部若しくは全ては、ＬＳＩ（Large　Scale　Integration）、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の回路基板であるハードウェアによって実現されても良い。または、画像取得部３０１、レール認識部３０２、検知領域認識部３０３、支障物候補認識部３０４、支障物判定部３０５、および結果出力部３０６は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、およびハードウェアの協働によって実現されても良い。
　記憶部３０７は、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体、およびＲＡＭ（Random　Access　Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体を含む。そして、記憶部３０７は、検知領域データベース等の各種情報を記憶する。
　画像取得部３０１は、センサ１０１によって鉄道車両ＲＶの進行方向を撮像して得られる撮像画像を取得する。レール認識部３０２は、撮像画像から、鉄道車両ＲＶが走行するレールを検出する。
　検知領域認識部３０３は、レール認識部３０２により検出したレールを基準として、撮像画像に対して三次元の検知領域を設定する。ここで、検知領域は、撮像画像内において、鉄道車両ＲＶの車両限界または建築限界によって規定される規定領域を含む三次元の領域である。
　また、検知領域認識部３０３は、鉄道車両ＲＶが対象位置を走行する際に、検知領域を拡大領域まで拡大する。具体的には、検知領域認識部３０３は、予め、検知領域データベース作成装置Ｄから、検知領域データベースを受信しておく。検知領域データベースは、対象位置（例えば、キロ程、または、緯度および経度）と、拡大領域の三次元の形状を示す検知領域情報と、を対応付けるデータベースである。
　本実施形態では、検知領域データベースは、鉄道車両ＲＶの進路に存在する分岐器の位置（以下、分岐位置と言う。例えば、キロ程、または、緯度および経度）と、当該分岐器の後の鉄道車両ＲＶの進路を示す進路情報と、を対応付ける。さらに、本実施形態では、検知領域データベースは、鉄道車両ＲＶの進路に存在するトンネルの位置（以下、トンネル位置と言う。例えば、キロ程、または、緯度および経度）を含む。
　次いで、検知領域認識部３０３は、検知領域データベースにおいて、位置計測部１０５により計測される鉄道車両ＲＶの走行位置と一致する対象位置と対応付けられる検知領域情報を特定する。そして、検知領域認識部３０３は、特定した検知領域情報に基づいて、対象位置において、検知領域に拡大領域が含まれるように、検知領域を拡大する。
　これにより、歩行者や、二輪車、自動車等がレール上を往来して鉄道車両ＲＶの走行に支障が発生し得る踏切、乗降客や荷物等が転落してレール上で鉄道車両ＲＶの走行の支障となり得る駅ホーム等を対象位置に設定することにより、車両限界または建築限界の周囲において鉄道車両ＲＶの走行の支障となる可能性が高い物体も支障物として検出可能となる。その結果、鉄道車両ＲＶの周囲の状況も把握可能となるので、鉄道車両ＲＶが踏切や駅ホーム等に接近してから物体が車両限界または建築限界に入り、鉄道車両ＲＶとの接触につながるリスクを軽減できる。
　また、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースにおいて進路情報と対応付けられる分岐位置と一致した場合、分岐器の後の複数の進路のうち、進路情報が示す進路に対してのみ検知領域を設定する。これにより、鉄道車両ＲＶが進行しない進路に存在する物体が支障物として検知されることを防止できる。
　さらに、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースが含むトンネル位置（例えば、トンネルの入口、トンネルの出口）と一致した場合、位置計測部１０５による走行位置の計測方法や、センサ１０１の撮像条件を変更する。
　具体的には、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースが含むトンネルの入口と一致した場合、位置計測部１０５による走行位置の計測方法を、衛星測位システムを用いた計測方法から、速度発電機、加速度センサ、またはジャイロセンサを用いた計測方法に切り替える。また、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースが含むトンネルの入口と一致した場合、センサ１０１の感度を上げる。
　一方、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースが含むトンネルの出口と一致した場合、位置計測部１０５による走行位置の計測方法を、衛星測位システムを用いた計測方法に戻す。また、検知領域認識部３０３は、位置計測部１０５により計測される走行位置が、検知領域データベースが含むトンネルの出口と一致した場合、センサ１０１の感度を下げる。
　支障物候補認識部３０４は、検知領域が設定された撮像画像に基づいて、検知領域内に含まれる物体を支障物の候補（以下、支障物候補と言う）として抽出する。支障物判定部３０５は、支障物候補認識部３０４により抽出される支障物候補の大きさおよび当該支障物候補の移動ベクトルの少なくとも１つに基づいて、支障物候補の中から、支障物を検知する。これにより、検知領域に存在する物体のうち、支障物となり得る可能性が高い物体を支障物として検出できるので、支障物の検知精度を向上させることができる。
　結果出力部３０６は、支障物判定部３０５による支障物の検知結果を出力する。また、結果出力部３０６は、センサ１０１の撮像により得られる撮像画像に対して、当該撮像画像が得られた際に位置計測部１０５により計測される鉄道車両ＲＶの走行位置を付して、検知領域データベース作成装置Ｄに送信する。
　次に、検知領域データベース作成装置Ｄの機能構成について説明する。検知領域データベース作成装置Ｄは、図２に示すように、取得部３１０、作成部３１１、出力部３１２、および記憶部３１３を備える。
　本実施形態では、取得部３１０、作成部３１１、および出力部３１２のうち一部若しくは全ては、検知領域データベース作成装置Ｄが有するＣＰＵ等のプロセッサが記録装置２０２に記憶されるソフトウェアを実行することにより実現される。
　また、取得部３１０、作成部３１１、および出力部３１２のうち一部若しくは全ては、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の回路基板であるハードウェアによって実現されても良い。または、取得部３１０、作成部３１１、および出力部３１２は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、およびハードウェアの協働によって実現されても良い。
　記憶部３１３は、ＲＯＭや、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体、およびＲＡＭやレジスタ等の揮発性の記憶媒体を含む。そして、記憶部３１３は、検知領域データベース等の各種情報を記憶する。
　取得部３１０は、鉄道車両ＲＶから、撮像画像、および当該撮像画像が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置を取得する。そして、取得部３１０は、取得した撮像画像と、当該撮像画像が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置と、を対応付けて、記録装置２０２に保存する。例えば、鉄道車両ＲＶからの情報の取得は、所定の走行が行われた後、車両基地や駅等にてオフラインで行われても良いし、また、走行中に無線回線を介してリアルタイムで行われても良い。
　作成部３１１は、記録装置２０２において対応付けて記憶される撮像画像および鉄道車両ＲＶの走行位置に基づいて、検知領域データベースを作成する。そして、作成部３１１は、作成した検知領域データベースを、記憶部３１３に保存する。
　これにより、鉄道車両ＲＶの走行区間を上方から撮像した画像（例えば、航空写真）からは確認できない対象位置の情報（例えば、駅のホームの高さや幅）に基づいて、検知領域データベースを作成できるので、鉄道車両ＲＶの支障物を高精度に検知可能とする検知領域データベースを作成することができる。
　ここで、検知領域データベースの一例について説明する。図３は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。本実施形態では、検知領域データベースは、下記の表１に示すように、対象位置（例えば、キロ程）と、検知領域情報と、を対応付ける。
　検知領域情報は、表１に示すように、種別番号、有効範囲Ｎ１、内側距離Ｎ２、幅Ｎ３、下側距離Ｎ４、および高さＮ５を含む。また、検知領域情報は、対象位置における拡大領域の位置情報を含んでいても良い。例えば、検知領域情報は、鉄道車両ＲＶが走行するレールＲを基準として、鉄道車両ＲＶの幅方向Ｘ（図３参照）において、拡大領域が右側および左側のいずれに位置するかを示す位置情報を含んでも良い。また、本実施形態では、検知領域データベースは、対象位置に対応付けて、検知領域データベースを鉄道車両ＲＶに送信する送信位置を特定可能とする送信位置情報を含んでいても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　種別番号は、鉄道車両ＲＶの進行方向に向かって左側の駅ホーム（対向式ホーム）、鉄道車両ＲＶの進行方向に向かって右側の駅ホーム（島式ホーム）、鉄道車両ＲＶの進行方向に向かって左側の遮断機、鉄道車両ＲＶの進行方向に向かって右側の遮断器、標識、信号、トンネル、鉄橋等、対象位置の種別を表す番号である。本実施形態では、検知領域データベース作成装置Ｄは、種別番号と、対象位置の種別と、を対応付ける種別データベース（下記の表２参照）を記憶部３１３等に予め保存している。そして、作成部３１１は、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザが検知領域データベースを作成する際に、種別データベースを表示部２０３に表示させて、種別データベースを参照可能とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　有効範囲Ｎ１は、図３に示すように、規定領域Ｔ（車両限界Ｔ１または建築限界Ｔ２）の外側に存在する拡大領域Ｅの奥行き、言い換えると、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚへの拡大領域Ｅの長さである。内側距離Ｎ２は、図３に示すように、鉄道車両ＲＶの幅方向Ｘにおける、レールＲの間の中間点から、拡大領域Ｅの内側の端までの距離である。幅Ｎ３は、図３に示すように、鉄道車両ＲＶの幅方向Ｘにおける、拡大領域Ｅの幅である。下側距離Ｎ４は、図３に示すように、鉄道車両ＲＶの高さ方向Ｙにおける、レールＲから、拡大領域Ｅの下側の端までの距離である。高さＮ５は、図３に示すように、鉄道車両ＲＶの高さ方向Ｙにおける、拡大領域Ｅの高さである。
　図２に戻り、本実施形態では、作成部３１１は、撮像画像、および入力欄を含む画面（以下、データベース作成画面と言う）を表示部２０３に表示させる。ここで、入力欄は、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザによって入力された対象位置および検知領域情報を表示する欄である。これにより、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザは、表示部２０３に表示される撮像画像を確認しながら、対象位置および検知領域情報を入力することができるので、検知領域データベースの作成作業を容易化することができる。この場合、作成部３１１は、入力欄を用いて入力される対象位置と検知領域情報とを対応付ける検知領域データベースを作成する。
　また、本実施形態では、作成部３１１は、画像認識処理によって、撮像画像から、対象位置のシンボルとなる画像（以下、対象位置画像と言う）を検出する。具体的には、作成部３１１は、撮像画像から、駅のホームの柵、踏切、専用の標識、信号等を対象位置画像として検出する。本実施形態では、作成部３１１は、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚに向かって、鉄道車両ＲＶの先端から、予め設定された距離（例えば、３０ｍ）先に存在する対象位置のシンボルとなる画像を対象位置画像として検出する。
　そして、作成部３１１は、対象位置画像を検出した場合、当該対象位置画像を検出したことを示す検出情報（例えば、対象位置画像を検出したことを示すメッセージ）を表示部２０３に表示させる。これにより、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザが、表示部２０３に表示される撮像画像を確認しながら、検知領域データベースを作成する際に、撮像画像に対象位置画像が含まれることを容易に認識することができるので、検知領域データベースの作成作業を容易化することができる。
　また、本実施形態では、作成部３１１は、作成した検知領域データベースに基づいて、撮像画像に対して、検知領域を示す画像である検知領域画像を重畳したプレビュー画像を表示部２０３に表示させる。これにより、撮像画像上において検知領域を確認することができるので、鉄道車両ＲＶの支障物をより高精度に検知可能とする検知領域データベースを作成することができる。
　また、本実施形態では、作成部３１１は、地図情報を含むデータベース作成画面を表示部２０３に表示させる。ここで、地図情報は、撮像画像が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置が特定可能な地図である。これにより、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザは、表示部２０３に表示される地図情報によって、鉄道車両ＲＶの走行区間全体を確認しながら、検知領域データベースの作成作業を行うことができるので、検知領域データベースの作成作業を容易化することができる。
　出力部３１２は、記憶部３１３に記憶される検知領域データベースを鉄道車両ＲＶに送信（出力）する。本実施形態では、出力部３１２は、検知領域データベースが送信位置情報を含む場合、当該送信位置情報が示す送信位置（例えば、対象位置の手前、２００ｍの位置）に鉄道車両ＲＶが達した際に、当該送信位置情報と対応付けられた対象位置および検知領域情報を含む検知領域データベースを、鉄道車両ＲＶに送信する。
　図４は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図４に示すように、撮像画像Ｆに含まれる駅のホームの柵を対象位置画像Ｓとして検出し、対象位置画像Ｓを検出したことを示す検出情報を表示部２０３に表示させる。そして、図４に示すように、検出した対象位置画像Ｓが対向式ホームの画像である場合、作成部３１１は、対象位置と、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚにおいて規定領域Ｔ（車両限界Ｔ１または建築限界Ｔ２）の左側に存在する拡大領域Ｅの検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベース（下記の表３参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　図５は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図５に示すように、撮像画像Ｆに含まれる駅のホームの柵を対象位置画像Ｓとして検出し、対象位置画像Ｓを検出したことを示す検出情報を表示部２０３に表示させる。そして、図５に示すように、検出した対象位置画像Ｓが島式ホームの画像である場合、作成部３１１は、対象位置と、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚにおいて規定領域Ｔ（車両限界Ｔ１または建築限界Ｔ２）の右側に存在する拡大領域Ｅの検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベース（下記の表４参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図６は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図６に示すように、撮像画像Ｆに含まれる遮断機を対象位置画像Ｓとして検出し、当該対象位置画像Ｓを検出したことを示す検出情報を表示部２０３に表示させる。そして、図６に示すように、検出した対象位置画像Ｓが遮断機である場合、作成部３１１は、対象位置と、規定領域Ｔ（車両限界Ｔ１または建築限界Ｔ２）の両側に存在する拡大領域Ｅの検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベース（下記の表５参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図６に示すように、検出した対象位置画像Ｓが遮断機でありかつ対象位置が複線である場合、作成部３１１は、鉄道車両ＲＶが走行するレールに並行して敷設されたレール側の拡大領域Ｅの幅を、鉄道車両ＲＶが走行するレール側の拡大領域Ｅの幅よりも長くするものとする。例えば、左側通行を採用している場合には、作成部３１１は、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚの右側に存在する拡大領域Ｅの幅を、鉄道車両ＲＶの進行方向Ｚの左側に存在する拡大領域Ｅの幅よりも長くする。
　図７は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベース作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図７に示すように、撮像画像Ｆに含まれる分岐器ＢＧを検出する。作成部３１１は、撮像画像Ｆから分岐器ＢＧが検出された場合、分岐器ＢＧの先の進路のうち鉄道車両ＲＶが進む進路を特定可能とする進路情報（例えば、直進を示す種別番号）と、分岐器ＢＧの分岐位置と、を対応付ける検知領域データベース（下記の表６参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　これにより、鉄道車両ＲＶが有する検知領域認識部３０３が撮像画像Ｆ内に検知領域を設定する際に、鉄道車両ＲＶが進む進路に対してのみ検知領域を設定することが可能となり、鉄道車両ＲＶの走行の支障となり得る支障物をより高精度に検知することが可能となる。本実施形態では、分岐器ＢＧの分岐位置は、予め設定された駅から分岐器までの距離（キロ程）である。
　図８は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図８に示すように、撮像画像Ｆに含まれるトンネルの入口ＥＧを検出する。作成部３１１は、撮像画像Ｆからトンネルの入口ＥＧが検出された場合、トンネルの入口ＥＧを示す種別番号と、トンネルの入口ＥＧの位置であるトンネル入口位置と、を対応付けるトンネル情報を含む検知領域データベース（下記の表７参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　これにより、鉄道車両ＲＶがトンネルを通過する際に鉄道車両ＲＶが有するセンサ１０１の感度を上げて撮像画像Ｆを用いた支障物の検知精度を上げたり、鉄道車両ＲＶの走行位置の計測方法を、衛星測位システムを用いた計測方法から加速度センサやジャイロセンサ等を用いた計測方法に切り替えたりすることが可能となる。
　図９は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置による検知領域データベースの作成処理の一例を説明するための図である。例えば、作成部３１１は、図９に示すように、撮像画像Ｆに含まれるトンネルの出口ＯＧを検出する。作成部３１１は、撮像画像Ｆからトンネルの出口ＯＧが検出された場合、トンネルの出口ＯＧを示す種別番号と、トンネルの出口ＯＧの位置であるトンネル出口位置と、を対応付けるトンネル情報を含む検知領域データベース（下記の表８参照）を作成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　これにより、鉄道車両ＲＶがトンネルから出る際に鉄道車両ＲＶが有するセンサ１０１の感度を下げて撮像画像Ｆの白とびを防止したり、鉄道車両ＲＶの走行位置の計測方法を、衛星測位システムを用いた計測方法に戻したりすることが可能となる。
　図１０は、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置において表示されるデータベース作成画面の一例を示す図である。例えば、作成部３１１は、図１０に示すように、動画像Ｇ１、入力欄Ｇ２、地図情報Ｇ３、および各種ボタンＢ１～Ｂ７を含むデータベース作成画面Ｇを表示部２０３に表示させる。
　巻戻しボタンＢ１は、データベース作成画面Ｇに表示される動画像Ｇ１（撮像画像の一例）の巻戻しを指示するためのボタンである。コマ戻しボタンＢ２は、動画像Ｇ１のコマ戻しを指示するためのボタンである。停止ボタンＢ３は、動画像Ｇ１の再生の停止を指示するためのボタンである。コマ送りボタンＢ４は、動画像Ｇ１のコマ送りを指示するためのボタンである。一時停止ボタンＢ５は、動画像Ｇ１の再生の一時停止を指示するためのボタンである。早送りボタンＢ６は、動画像Ｇ１の早送りを指示するためのボタンである。作成指示ボタンＢ７は、検知領域データベースの作成を指示するためのボタンである。
　作成部３１１は、各種ボタンＢ１～Ｂ６の操作に応じて、動画像Ｇ１を含むデータベース作成画面Ｇを表示部２０３に表示させる。その際、作成部３１１は、図１０に示すように、動画像Ｇ１を構成する各フレームに対して、鉄道車両ＲＶのセンサ１０１によって当該フレームが得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置（例えば、緯度および経度、キロ程）や日時を示す場所日時情報Ｉ１を表示させる。
　また、作成部３１１は、図１０に示すように、動画像Ｇ１を構成する各フレームにおいて対象位置画像を検出する位置（例えば、鉄道車両ＲＶの進行方向に向かって、鉄道車両ＲＶの先端から予め設定された距離（例えば、３０ｍ）先）に、鉄道車両ＲＶの幅方向Ｘに描かれる基準線Ｌを表示させる。これにより、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザが、動画像Ｇ１内における対象位置画像の位置を容易に把握することができる。
　地図情報Ｇ３は、動画像Ｇ１が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置を含む地図である。作成部３１１は、図１０に示すように、地図情報Ｇ３に対して、鉄道車両ＲＶの走行位置を示す走行位置表示Ｐを含める。これにより、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザは、地図情報Ｇ３によって、鉄道車両ＲＶの走行区間全体を確認しながら、検知領域データベースの作成作業を行うことができるので、検知領域データベースの作成作業を容易化することができる。
　入力欄Ｇ２は、検知領域データベースのインデックスと、対象位置（例えば、緯度および経度、キロ程）と、検知領域情報（例えば、種別番号、有効範囲、内側距離、幅、下側距離、高さ、対象位置が属する駅または施設の情報である駅・施設情報）と、送信位置情報と、を対応付けて表示する欄である。
　本実施形態では、作成部３１１は、入力欄Ｇ２に対して、対象位置、検知領域情報、および送信位置情報が入力されていない場合、当該入力欄Ｇ２に対して、対象位置、検知領域情報、および送信位置情報それぞれのデフォルト値を表示させるものとする。ここで、対象位置のデフォルト値は、動画像Ｇ１が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置から、予め設定された距離（例えば、３０ｍ）先の走行位置とする。送信位置情報のデフォルト値は、動画像Ｇ１が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置から、予め設定された距離（例えば、２００ｍ）手前の走行位置とする。検知領域情報のデフォルト値は、対象位置の種別毎に予め設定された検知領域情報とする。
　検知領域データベース作成装置Ｄのユーザは、入力欄Ｇ２に表示される対象位置、検知領域情報、および送信位置情報のデフォルト値を参照しながら、対象位置、検知領域情報、および送信位置情報を入力欄Ｇ２に入力可能である。その後、作成指示ボタンＢ７が押下されて、検知領域データベースの作成が指示されると、作成部３１１は、入力欄Ｇ２に入力される対象位置と、検知領域情報と、送信位置情報と、を対応付けた検知領域データベースを作成する。
　本実施形態では、作成部３１１は、入力欄Ｇ２に入力される検知領域情報を含む検知領域データベースを作成しているが、撮像画像および走行位置に基づいて、自動的に、検知領域データベースを作成するものであれば良い。例えば、作成部３１１は、撮像画像が得られた際の鉄道車両ＲＶの走行位置から予め設定された距離先の走行位置を対象位置に決定する。さらに、作成部３１１は、撮像画像上において、検知領域データベース作成装置Ｄのユーザによって指定された拡大領域（例えば、矩形の領域）の形状を、実空間における拡大領域の実寸の形状に変換する。そして、作成部３１１は、決定した対象位置と、拡大領域の実寸の形状を示す検知領域情報と、を対応付けるデータベースを検知領域データベースとして作成しても良い。
　このように、本実施形態にかかる検知領域データベース作成装置Ｄによれば、鉄道車両ＲＶの走行区間を上方から撮像した画像からは確認できない対象位置の情報に基づいて、検知領域データベースを作成できるので、鉄道車両ＲＶの支障物を高精度に検知可能とする検知領域データベースを作成することができる。
　本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　鉄道車両から、当該鉄道車両が有する撮像部によって前記鉄道車両の進行方向を撮像して得られる撮像画像、および当該撮像画像が得られた際の前記鉄道車両の走行位置を取得する取得部と、
    　前記撮像画像および前記走行位置に基づいて、前記撮像画像内において前記鉄道車両の走行の支障となる支障物を検知する検知領域を前記鉄道車両の車両限界または建築限界の外側の拡大領域まで拡大する前記走行位置である対象位置と、前記拡大領域の三次元の形状を示す検知領域情報と、を対応付ける検知領域データベースを作成する作成部と、
    　を備える検知領域データベース作成装置。
  2. 　前記作成部は、前記撮像画像と、前記対象位置および前記検知領域情報を入力可能な入力欄と、を含む画面を表示部に表示させ、前記入力欄を用いて入力される前記検知領域情報と前記対象位置とを対応付ける前記検知領域データベースを作成する請求項１に記載の検知領域データベース作成装置。
  3. 　前記作成部は、さらに、画像認識処理によって、前記撮像画像から、前記対象位置を示す対象位置画像を検出し、かつ前記対象位置画像が検出されたことを示す検出情報を前記表示部に表示させる請求項２に記載の検知領域データベース作成装置。
  4. 　前記作成部は、さらに、作成した前記検知領域データベースに基づいて、前記撮像画像に対して、前記検知領域を示す検知領域画像を重畳したプレビュー画像を前記表示部に表示させる請求項２または３に記載の検知領域データベース作成装置。
  5. 　前記作成部は、さらに、画像認識処理によって、前記撮像画像から、前記鉄道車両の進路に存在する分岐器を検出し、当該検出された分岐器の後の前記鉄道車両の進路を示す進路情報を含む前記検知領域データベースを作成する請求項１から４のいずれか一に記載の検知領域データベース作成装置。
  6. 　前記作成部は、前記撮像画像が得られた際の前記走行位置を特定可能な地図情報を含む前記画面を前記表示部に表示させる請求項２から４のいずれか一に記載の検知領域データベース作成装置。
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