JP2008298501A - Position detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、列車、自動車、飛行機、トロッコ、コンベア上の物品などの移動体の走行中または停止したときの位置を検出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting a position when a moving body such as a train, an automobile, an airplane, a truck, or an article on a conveyor is running or stopped.
従来より、列車の停止位置を検出する装置が種々提案されている。 Conventionally, various devices for detecting a stop position of a train have been proposed.
例えば、特許文献1には、列車停止位置より手前でかつ一両分の車両長より短い距離の位置に設けられ車両の先頭部分を検出する第1の車両検出センサと、列車停止位置近くに設けられ列車の先頭部分を検出する5個の第2の車両検出センサと、前記第1および第2の車両センサ検出信号発生タイミングから列車停車位置を検出する停止位置検出器とを備えた位置検出装置が提案されている。
For example, in
特許文献1によると、第1の車両検出センサを通過したときから第2の車両検出センサを通過するまでの時間からその間の平均速度を検出する。平均速度と第2の車両検出センサの検出状態とから列車停止位置を求めることが可能である。
According to
列車の停止位置を検出することにより、列車のドアとプラットホームに設けられた安全柵の扉とが一致しているか否かを判定し、一致している場合には安全柵の扉を開ける。 By detecting the stop position of the train, it is determined whether or not the train door and the door of the safety fence provided on the platform coincide with each other. If they coincide, the door of the safety fence is opened.
また、列車の先頭位置を距離センサで検出するとともに、プラットホームの所定個所に超音波ヘッドを配設し、プラットホームに停車した列車の側面に超音波を出射してその反射波を受信するまでの時間を算出し、それらに基づいて乗降扉位置を検出することも提案されている(特許文献2)。
しかし、特許文献1の位置検出装置によると、第1の車両検出センサおよび第2の車両検出センサは、いずれも列車の先頭の通過を検出するものであり、その時々の列車の位置を正確に検出するものではない。
However, according to the position detection device of
そのため、列車の停止位置を高精度で検出するには、列車が停止する可能性のある範囲に多数の車両検出センサを密集して配置する必要がある。しかし、そのように多数の車両検出センサを設けることは、コスト的にもまたメンテナンス上においても不利である。しかも、車両検出センサを幾ら多数設けた場合でも、その設置間隔以上の精度で位置検出を行うことは困難であり、検出精度に限界がある。 Therefore, in order to detect the stop position of the train with high accuracy, it is necessary to densely arrange a large number of vehicle detection sensors in a range where the train may stop. However, providing such a large number of vehicle detection sensors is disadvantageous in terms of cost and maintenance. Moreover, even if a large number of vehicle detection sensors are provided, it is difficult to detect the position with an accuracy greater than the installation interval, and there is a limit to the detection accuracy.
また、特許文献2のように距離センサによって列車の停止位置を検出した場合には、列車の形状などによっては検出位置が異なってくるので、検出の精度をそれほど高くはできないという問題がある。 Moreover, when the stop position of a train is detected by a distance sensor as in Patent Document 2, the detection position varies depending on the shape of the train and the like, so that there is a problem that the detection accuracy cannot be increased so much.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、移動体の位置を簡単な構成で高精度に検出することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to detect the position of a moving body with a simple configuration with high accuracy.
本発明に係る一形態の位置検出装置は、移動体の画像を当該移動体の背景の画像とともに撮像可能なように設置された画像センサと、前記画像センサによって撮像された、前記移動体が写っていない画像であるベース画像と、前記移動体が写った画像である検出用画像とを比較することにより、前記移動体の位置を検出する位置検出部とを有する。 According to one aspect of the position detection device of the present invention, an image sensor installed so that an image of a moving body can be captured together with an image of a background of the moving body, and the moving body captured by the image sensor are captured. A position detection unit configured to detect the position of the moving body by comparing a base image that is not an image and a detection image that is an image of the moving body.
前記位置検出部は、例えば、前記検出用画像に写った移動体の基準部の画像上の位置PVと、前記背景から前記基準部までの距離Hdと、前記背景から前記画像センサまでの距離Hcとを用いて、前記移動体の基準部の実際の位置PRを求める。 The position detector, for example, a position PV on the image of the reference part of the moving object shown in the detection image, a distance Hd from the background to the reference part, and a distance Hc from the background to the image sensor. Are used to determine the actual position PR of the reference portion of the moving body.
なお、基準部の実際の位置PRを求めるとは、実質的にそのような実際の位置PRを求めればよく、必ずしも実際の位置PRを示すデータを出力する必要はない。例えば、求めた基準部の実際の位置PRに基づいて、さらに、移動体の全体としての位置、または移動体の特定の部分の位置を求め、最終的に求めた位置を示すデータを出力し、そのデータを表示しまたはそのデータに基づいて制御を行うようにしてもよい。 Note that obtaining the actual position PR of the reference portion is substantially equivalent to obtaining the actual position PR, and it is not always necessary to output data indicating the actual position PR. For example, based on the actual position PR of the obtained reference part, further determine the position of the entire moving body, or the position of a specific part of the moving body, and output data indicating the finally obtained position, The data may be displayed or controlled based on the data.
また、本発明における基準部とは、移動体の位置の検出のための基準となる部位であり、移動体の一部を構成する部分、または移動体に取り付けられた部材であってもよい。 In addition, the reference unit in the present invention is a part serving as a reference for detecting the position of the moving body, and may be a part constituting a part of the moving body or a member attached to the moving body.
本発明によると、移動体の位置を簡単な構成で高精度に検出することができる。 According to the present invention, the position of the moving body can be detected with high accuracy with a simple configuration.
〔第1の実施形態〕
図1は本発明に係る第1の実施形態の位置検出装置1の構成を示すブロック図、図2は列車TRの停止位置の検出方法を説明するための図、図3は画像センサSE1の設置の例を示す図、図4はベース画像FG1および検出用画像FG2の例を示す図、図5は検出ウインドウによる停止位置の検出過程を説明する図、図6は列車TRの停止位置の他の検出方法を説明するための図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
図1および図2において、位置検出装置1は、画像センサSE1、移動体センサSF1、距離センサSK1、位置検出部11、停止判断部12、および停止位置判定部13などからなる。
1 and 2, the
画像センサSE1は、移動体である列車TRの画像を当列車TRの背景の画像とともに撮像可能なように設置されたものである。画像センサSE1は、撮像範囲SAを有し、この撮像範囲SAにわたって、背景である地面GRを撮像可能である。画像センサSE1は、例えば地上高さ5メートル程度の高さ位置に設置される。その場合に、撮像範囲SAは例えば6〜7メートル程度である。画像センサSE1は、例えば動画を出力するビデオカメラである。画像センサSE1は、例えば、毎秒30フレームの画像を連続的に出力する。動画の中から選択された1フレームの画像が、ベース画像FG1または検出用画像FG2である。なお、検出用画像FG2を決定するために複数のフレームが用いられることがある。 The image sensor SE1 is installed so that an image of the train TR that is a moving body can be taken together with an image of the background of the train TR. The image sensor SE1 has an imaging range SA, and can image the ground GR as a background over the imaging range SA. For example, the image sensor SE1 is installed at a height of about 5 meters above the ground. In that case, the imaging range SA is, for example, about 6 to 7 meters. The image sensor SE1 is, for example, a video camera that outputs a moving image. For example, the image sensor SE1 continuously outputs images of 30 frames per second. One frame image selected from the moving image is the base image FG1 or the detection image FG2. A plurality of frames may be used to determine the detection image FG2.
画像センサSE1は、自動露出装置を備えており、時刻や天候に応じて露出量が最適となるように制御されている。しかし、移動体センサSF1によって列車TRの進入が検出されると、自動露出装置はその時点で露出量を固定し、ベース画像FG1と検出用画像FG2とが同一の露出量で撮像されるようになっている。これによって、ベース画像FG1と検出用画像FG2との間に無用な画像の変化が生じることなく、本発明の基準部に相当する先端部TBをより正確に検出することができる。 The image sensor SE1 includes an automatic exposure device, and is controlled so that the exposure amount is optimized according to time and weather. However, when the entry of the train TR is detected by the moving body sensor SF1, the automatic exposure device fixes the exposure amount at that time so that the base image FG1 and the detection image FG2 are captured with the same exposure amount. It has become. As a result, it is possible to more accurately detect the tip portion TB corresponding to the reference portion of the present invention without causing an unnecessary image change between the base image FG1 and the detection image FG2.
移動体センサSF1は、画像センサSE1が設置された位置よりも列車TRの進行方向(矢印M1方向)の手前側において、列車TRの進入を検出するために設置されている。移動体センサSF1は、列車TRが画像センサSE1の撮像範囲SAに入るまでに列車TRの進入を検出するように配置されている。 The moving body sensor SF1 is installed to detect the approach of the train TR on the near side in the traveling direction of the train TR (arrow M1 direction) from the position where the image sensor SE1 is installed. The moving body sensor SF1 is arranged so as to detect the entry of the train TR before the train TR enters the imaging range SA of the image sensor SE1.
移動体センサSF1は、例えば、超音波センサ、赤外線センサなどのように、センサの前方の対象物の存否を検出するものである。移動体センサSF1の前方に列車TRが進入すると、移動体センサSF1はそれを検出して検出信号S1を出力する。検出信号S1は、ベース画像撮像指示信号として画像センサSE1に入力され、この信号S1に基づいて、画像センサSE1がベース画像FG1を撮像するように制御される。これによって、検出用画像FG2を撮像する直前のベース画像FG1が得られ、移動体の検出が正確に行える。 The moving body sensor SF1 detects the presence or absence of an object in front of the sensor, such as an ultrasonic sensor or an infrared sensor. When the train TR enters in front of the moving body sensor SF1, the moving body sensor SF1 detects it and outputs a detection signal S1. The detection signal S1 is input to the image sensor SE1 as a base image imaging instruction signal, and based on the signal S1, the image sensor SE1 is controlled to capture the base image FG1. As a result, a base image FG1 immediately before the detection image FG2 is imaged is obtained, and the moving object can be detected accurately.
距離センサSK1は、列車TRの先端部TBの高さを計測する。距離センサSK1として、例えば、線路を挟んだ両側に高さ方向に並んだ複数の赤外線センサなどを設けておき、赤外線センサが列車TRの先端部TBにより遮光されることによって距離Hdを検出するように構成することが可能である。計測された結果は、距離Hdとして出力される。 The distance sensor SK1 measures the height of the front end portion TB of the train TR. As the distance sensor SK1, for example, a plurality of infrared sensors arranged in the height direction are provided on both sides of the track, and the distance Hd is detected by the infrared sensors being shielded by the front end portion TB of the train TR. It is possible to configure. The measured result is output as the distance Hd.
なお、画像センサSE1は、上に述べたように動画を出力するので、「画像センサSE1がベース画像FG1を撮像する」とは、画像センサSE1が出力する動画の中から、信号S1の入力されたタイミングで1フレームの画像を選択することである。画像センサSE1が静止画を出力することが可能な場合には、信号S1の入力されたタイミングで1枚の静止画をベース画像FG1として出力する。 Since the image sensor SE1 outputs a moving image as described above, “the image sensor SE1 captures the base image FG1” means that the signal S1 is input from the moving image output by the image sensor SE1. One frame image is selected at the same timing. When the image sensor SE1 can output a still image, one still image is output as the base image FG1 at the timing when the signal S1 is input.
ベース画像FG1とは、画像センサSE1の撮像範囲SA内に列車TRが進入していないときに画像センサSE1によって撮像された画像である。つまり、図4(A)に示すように、ベース画像FG1には、地面GRおよび線路(軌道)SRは写っているが、図4(B)に示すような列車TRは写っていない。これに対して検出用画像FG2は、図4(B)に示すように、進入してきた列車TRの先端部(先頭部)が写っている。列車TRの先端部は、本発明の基準部の1つの例である。 The base image FG1 is an image captured by the image sensor SE1 when the train TR has not entered the imaging range SA of the image sensor SE1. That is, as shown in FIG. 4A, the ground image GR and the track (track) SR are shown in the base image FG1, but the train TR as shown in FIG. 4B is not shown. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the detection image FG2 shows the front end portion (leading portion) of the entering train TR. The front end portion of the train TR is an example of the reference portion of the present invention.
位置検出部11は、これらベース画像FG1と検出用画像FG2とを比較することにより、列車TRの位置を検出する。例えば、ベース画像FG1と検出用画像FG2とにおける輝度または色の差によって列車TRの位置を検出する。その際に、これらのベース画像FG1および検出用画像FG2から、列車TRの進行方向に沿って長い矩形領域を検出ウインドウWDとして抽出し、抽出された検出ウインドウWDの画像に基づいて、列車TRの先端部の実際の位置PRを算出する。
The
具体的には、位置検出部11は、検出用画像FG2に写った列車TRの先端部TBの画像上の位置PV(図2参照)と、背景である地面GRから先端部までの距離Hdと、地面GRから画像センサSE1までの距離Hcとを用いて、列車TRの先端部TBの実際の位置PRを算出する。
Specifically, the
画像センサSE1の位置PSは、検出用画像FG2の中心であるから、この中心の位置PSを基準として、位置PSから先端部TBの画像上の位置PVまでの距離をLGとし、位置PSから先端部TBの実際の位置PRまでの距離をLとすると、三角形の相似関係から、距離LGは次の(1)式によって示される。 Since the position PS of the image sensor SE1 is the center of the detection image FG2, the distance from the position PS to the position PV on the image of the tip portion TB is set to LG with reference to the center position PS, and the position PS to the tip. Assuming that the distance to the actual position PR of the part TB is L, the distance LG is expressed by the following equation (1) from the similarity of triangles.
LG=〔Hc/(Hc−Hd)〕・L ……(1)
したがって、画像上の位置PVを求め、これから距離LGを求めることにより、次の(2)式によって距離Lを求めることができる。
LG = [Hc / (Hc−Hd)] · L (1)
Therefore, by obtaining the position PV on the image and then obtaining the distance LG from this, the distance L can be obtained by the following equation (2).
L=〔(Hc−Hd)/Hc〕・LG ……(2)
なお、地面GRから先端部TBまでの距離Hdは、距離センサSK1により実測して求めたが、これに代えて、それぞれの列車TRについての距離Hdのデータを列車ダイヤとともにメモリに格納しておき、それらのデータを演算に際して読み出してもよい。
L = [(Hc−Hd) / Hc] · LG (2)
The distance Hd from the ground surface GR to the front end TB is obtained by actual measurement by the distance sensor SK1, but instead of this, the data of the distance Hd for each train TR is stored in the memory together with the train diagram. These data may be read out in the calculation.
また、列車TRの車両番号、各部の寸法、その他の仕様、運行予定などを記録したICタグを列車TRに取り付けておき、そのICタグの記録した情報を読み取って距離Hdのデータを取得してもよい。 In addition, an IC tag that records the vehicle number of the train TR, dimensions of each part, other specifications, operation schedule, etc. is attached to the train TR, and the data recorded on the IC tag is read to obtain the data of the distance Hd. Also good.
また、式を用いた演算に代えて、必要なデータを予めテーブルに格納しておき、先端部TBの画像上の位置PVを入力することによってテーブルから実際の位置PRを読み出すように構成してもよい。 Further, instead of the calculation using the formula, necessary data is stored in advance in the table, and the actual position PR is read from the table by inputting the position PV on the image of the tip portion TB. Also good.
先端部TBの画像上の位置PVを検出するには、検出用画像FG2からベース画像FG1を差し引くことによって、列車TRの画像が得られるので、それに基づいて先端部TBを検出する。 In order to detect the position PV on the image of the tip portion TB, an image of the train TR is obtained by subtracting the base image FG1 from the detection image FG2, and the tip portion TB is detected based on the image.
図5に示すように、ベース画像FG1および検出用画像FG2から検出ウインドウWDを抽出し〔図5(A)(B)〕、それらの差分画像FG3を求める〔図5(C)〕。差分画像FG3について、エッジ画像FG4を生成する〔図5(D)〕。エッジ画像FG4には、先端部TBが明瞭に示されるので、その位置が位置PVとなる。 As shown in FIG. 5, a detection window WD is extracted from the base image FG1 and the detection image FG2 [FIGS. 5A and 5B], and a difference image FG3 thereof is obtained [FIG. 5C]. An edge image FG4 is generated for the difference image FG3 [FIG. 5 (D)]. Since the tip end portion TB is clearly shown in the edge image FG4, the position becomes the position PV.
このように、位置検出部11において、検出用画像FG2に基づいて、先端部TBの実際の位置PRが検出される。位置検出部11は、検出した先端部TBの実際の位置PRを出力するが、その出力として、列車TRが停止したときの位置(停止位置)PRBと、列車TRの走行中におけるその時々の位置PRAとを出力する。
As described above, the
停止判断部12は、検出用画像FG2に基づいて、列車TRが停止したか否かを判断する。停止したと判断したときに、停止判断信号S2を出力する。停止判断信号S2に基づいて、位置検出部11は、停止判断部12により停止と判断されたときの列車TRの先端部の位置である停止位置PRBを検出する。
The
停止判断部12においては、画像センサSE1から出力される画像をフレームごとに直前のフレームと比較する。より詳しくは、例えば、画像センサSE1から出力されるフレームごとの位置情報(位置PVまたはPR)を直前のフレームの位置情報と比較する。列車TRの先端部TBの位置PVまたはPRの変化量が所定値以下となったときに、列車TRが停止したと判断する。
The
つまり、例えば、画像センサSE1から出力されるフレームの内容から直前のフレームの内容を差し引く。差分の画素が変化分であるので、その差分の画素の移動量(移動画素数)を求め、移動量が複数回にわたって所定の範囲内であれば停止と判断する。この場合の所定範囲としては、列車TRの停止時の揺れなどによる変位が誤検出されないような範囲としておけばよい。 That is, for example, the content of the immediately preceding frame is subtracted from the content of the frame output from the image sensor SE1. Since the difference pixel is the amount of change, the movement amount (number of movement pixels) of the difference pixel is obtained, and if the movement amount is within a predetermined range for a plurality of times, it is determined that the pixel is stopped. In this case, the predetermined range may be a range in which displacement due to shaking or the like when the train TR is stopped is not erroneously detected.
停止位置判定部13は、列車TRが正常位置に停止したか否かを判定する。つまり、停止位置判定部13は、位置検出部11によって検出された停止位置PRBが、列車TRの目標停止位置MPについての許容範囲HMP内である場合に、正常位置に停止したと判定する。目標停止位置MPおよび許容範囲HMPは、例えば、画像センサSE1の撮像範囲におけるx方向の座標データとして、目標停止位置格納部14に格納しておけばよい。停止位置判定部13は、停止位置PRBが正常位置であるか否かを示す信号S3を出力する。
The stop
図2において、列車TRの先端部TBの位置PRは、目標停止位置MPに近く、その許容範囲HMP内であるから、この場合には正常位置を示す信号S3が出力される。 In FIG. 2, the position PR of the front end TB of the train TR is close to the target stop position MP and is within the allowable range HMP. In this case, the signal S3 indicating the normal position is output.
なお、目標停止位置MPおよび許容範囲HMPを、検出用画像FG2上の位置として設定しておいてもよい。この場合には、検出用画像FG2における列車TRの先端部TBの位置PVについてチェックが行われる。 Note that the target stop position MP and the allowable range HMP may be set as positions on the detection image FG2. In this case, the position PV of the front end portion TB of the train TR in the detection image FG2 is checked.
ところで、図2においては、画像センサSE1は、列車TRの目標停止位置MPよりもその進行方向奥側(進行方向前方側)に設置されている。したがって、通常、列車TRが停止したときには、画像センサSE1は、列車TRの先頭車両の前面の下縁を先端部TBとして検出することとなる。この場合には、距離Hdが小さく、したがって画像上の位置PVまでの距離LGと実際の位置PRまでの距離Lとの差が小さくなり、停止位置PRBの検出精度が向上する。 Incidentally, in FIG. 2, the image sensor SE <b> 1 is installed on the rear side in the traveling direction (front side in the traveling direction) with respect to the target stop position MP of the train TR. Therefore, normally, when the train TR stops, the image sensor SE1 detects the lower edge of the front surface of the leading vehicle of the train TR as the front end portion TB. In this case, the distance Hd is small, and therefore the difference between the distance LG to the position PV on the image and the distance L to the actual position PR is small, and the detection accuracy of the stop position PRB is improved.
しかし、画像センサSE1を、列車TRの目標停止位置MPよりもその進行方向手前側(進行方向後方側)に設置することも可能である。その場合には、通常、列車TRが停止したときには、画像センサSE1は、列車TRの先頭車両の前面の上縁を先端部TBとして検出する。 However, it is also possible to install the image sensor SE1 on the front side in the traveling direction (the rear side in the traveling direction) with respect to the target stop position MP of the train TR. In that case, normally, when the train TR stops, the image sensor SE1 detects the upper edge of the front surface of the head vehicle of the train TR as the front end portion TB.
すなわち、図6において、列車TRは、画像センサSE1の設置された位置PSよりも進行方向前方の位置PRにおいて停止している。この場合においても、位置検出部11は、地面GRから列車TRの先端部TBまでの距離Hdと、地面GRから画像センサSE1までの距離Hcとを用いて、上に述べた(2)式を用いて、距離L、つまり先端部TBの実際の位置PRを求めることができる。位置PRは、画像センサSE1の検出用画像FG2の画素の分解能に近い精度で求められる。
That is, in FIG. 6, the train TR is stopped at a position PR ahead of the position PS where the image sensor SE1 is installed. Even in this case, the
このように、本実施形態の位置検出装置1によると、列車TRの位置PRを簡単な構成で高精度に検出することができる。
〔第2の実施形態〕
次に、複数個の画像センサSEを列車TRの進行方向に沿って設置した例について説明する。
Thus, according to the
[Second Embodiment]
Next, an example in which a plurality of image sensors SE are installed along the traveling direction of the train TR will be described.
図7は本発明に係る第2の実施形態の位置検出装置1Bの構成を示すブロック図、図8は2つの画像センサSE1,2の配置例を示す図、図9は複数の画像センサSEが設置された駅STの例を示す斜視図、図10はランプ画像センサSD1が撮像した画像FGの例を示す図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a
なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ機能を有する部分については、説明を省略しまたは簡略化する。また、第2の実施形態において、第1の実施形態の構成と適宜組み合わせることが可能である。第3の実施形態以降に対しても同様である。 Note that in the second embodiment, descriptions of parts having the same functions as those in the first embodiment will be omitted or simplified. Further, the second embodiment can be appropriately combined with the configuration of the first embodiment. The same applies to the third and subsequent embodiments.
図7において、位置検出装置1Bは、画像センサSE1,2、移動体センサSF1、ランプ画像センサSD1、ベース画像撮像指示部10、位置検出部11B、ドア開閉検出部15、安全柵扉開閉指示部16、および車両速度制御指示部17などからなる。
In FIG. 7, the
図8および図9も参照して、画像センサSE1,2は、列車TRの進行方向に沿って同じ高い位置に設置されている。画像センサSE1,2は、それぞれの撮像範囲SA1,SA2がオーバーラップするように設置されている。隣り合う2つの画像センサSEの間隔は、例えば2〜3メートル程度である。また、図には示していないが、3個以上の画像センサSEが設置される場合にも、各画像センサSEと隣合う画像センサSEの撮像範囲SAがオーバーラップするように設置される。 8 and 9, image sensors SE1 and SE2 are installed at the same high position along the traveling direction of train TR. The image sensors SE1 and SE2 are installed so that the imaging ranges SA1 and SA2 overlap each other. The interval between two adjacent image sensors SE is, for example, about 2 to 3 meters. Although not shown in the figure, even when three or more image sensors SE are installed, the imaging ranges SA of the image sensors SE adjacent to each image sensor SE are installed so as to overlap.
ランプ画像センサSD1は、画像センサSE1,2よりも列車TRの進行方向手前側において、列車TRのドアの開閉状態を表示する開閉表示ランプDLを撮像するように設置されている。なお、画像センサSE1が開閉表示ランプDLを撮像する位置に設置されている場合には、その画像センサSE1で撮像されたランプ画像FG4を用いるようにして、ランプ画像センサSD1を省略することが可能である。 The lamp image sensor SD1 is installed on the front side in the traveling direction of the train TR relative to the image sensors SE1 and SE2 so as to capture an open / close display lamp DL that displays the open / closed state of the door of the train TR. If the image sensor SE1 is installed at a position where the open / close display lamp DL is imaged, the lamp image sensor SD1 can be omitted by using the lamp image FG4 captured by the image sensor SE1. It is.
移動体センサSF1は、ランプ画像センサSD1のさらに手前側において、列車TRの進入を検出するように設置されている。 The moving body sensor SF1 is installed on the further front side of the lamp image sensor SD1 so as to detect the entry of the train TR.
ベース画像撮像指示部10は、移動体センサSF1からの検出信号を受けて、ベース画像撮像指示信号S1a,S1bを生成し、これを画像センサSE1,2に出力する。ベース画像撮像指示信号S1a,S1bが入力されたタイミングで、画像センサSE1,2はそれぞれのベース画像FG1を出力する。なお、ベース画像撮像指示信号S1a,S1bの出力タイミングは微妙にずれているが、これらは同じタイミングであってもよい。
The base image capturing
また、ベース画像撮像指示部10は、ランプ画像センサSD1に対しても、ベース画像撮像指示信号S1cを出力する。ベース画像撮像指示信号S1cが入力されたタイミングで、ランプ画像センサSD1はベース画像FG3を出力する。
The base image capturing
位置検出部11Bには、ベース画像FG1と検出用画像FG2とを比較するための比較部21,22が設けられている。比較部21,22において、それらの画像を比較し、列車TRの位置を検出する。
The position detection unit 11B is provided with
ドア開閉検出部15は、ランプ画像センサSD1の撮像したベース画像FG3およびランプ画像FG4の検出ウインドウWD(図10参照)に基づいて、列車TRのドアの開閉状態を検出する。ドア開閉検出部15には、ベース画像FG3とランプ画像FG4とを比較するための比較部23が設けられている。比較部23において、それらの画像を比較し、ドアの開閉状態を検出する。ドア開閉検出部15は、例えば、開閉表示ランプDLの画像の色の変化または輝度の変化に基づいてドアの開閉状態を検出する。ドアが開いたことが検出されると、その旨を示すドア開信号S4がドア開閉検出部15から出力される。
The door open /
安全柵扉開閉指示部16は、ドア開閉検出部15で検出されたドアの開閉状態と、位置検出部11で検出された列車TRの停止位置PRBとに基づいて、列車TRが停車するプラットホームPFに設けられた安全柵SKの扉DRの開閉駆動の制御のための信号S5を出力する。
The safety fence door opening /
なお、安全柵SKが、例えば特許文献2に開示されたように任意の位置において開閉可能な多数の扉が設けられたものに対しては、停止位置PRBおよびドア開信号S4、または信号S5に基づいて、停止位置PRBに応じて、列車TRのドアに対応した位置の扉DRのみを開閉するように制御することができる。その場合に、列車TRの先端部TBの位置とドアの位置との位置関係についてのデータを、安全柵SKの制御装置が予め取得するようにしておけばよい。 For the safety fence SK provided with a large number of doors that can be opened and closed at an arbitrary position as disclosed in Patent Document 2, for example, the stop position PRB and the door open signal S4 or signal S5 are used. Based on the stop position PRB, it is possible to control to open and close only the door DR at a position corresponding to the door of the train TR. In that case, the control device for the safety fence SK may acquire data about the positional relationship between the position of the front end TB of the train TR and the position of the door in advance.
車両速度制御指示部17は、画像センサSEから出力されるフレームにおける列車TRの先端部TBの位置の変化に基づいて、列車TRの速度を算出する。そして、列車TRを目標停止位置に停止させるために、算出した速度を列車TRの速度制御装置に対して、算出した速度の信号S6を出力する。なお、フレームにおける列車TRの先端部TBの位置は、例えば上に述べたように位置PRAとして検出可能である。
The vehicle speed
このように、本実施形態の位置検出装置1Bによっても、列車TRの位置PRを簡単な構成で高精度に検出することができる。また、列車TRの停止位置に応じた位置の扉のみを適切なタイミングで開閉するように制御することができる。さらに、列車TRの速度を検出して列車TRの速度制御装置に出力することによって、列車TRを目標停止位置に停止させることが容易となる。
〔第3の実施形態〕
次に、複数個の画像センサSEに対し、列車TRの進入にともなってその動作のオンオフを制御するように構成した例について説明する。
Thus, the position PR of the train TR can be detected with high accuracy with a simple configuration also by the
[Third Embodiment]
Next, an example in which a plurality of image sensors SE are configured to control on / off of the operation as the train TR enters will be described.
図11は本発明に係る第3の実施形態の位置検出装置1Cの構成を示すブロック図、図12は列車TRの進入にともなって複数の画像センサSEがオンオフする様子を示すタイミング図である。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a
図11において、位置検出装置1Cは、画像センサSE1〜4、移動体センサSF1、位置検出部11C、移動体通過判断部18、および動作制御部19などからなる。
In FIG. 11, the
画像センサSE1〜4は、第2の実施形態と同様に列車TRの進行方向に沿ってそれぞれの撮像範囲SAがオーバーラップするように設置されている。移動体センサSF1は、画像センサSE4の手前側において、列車TRの進入を検出するように設置されている。 The image sensors SE1 to SE4 are installed so that the respective imaging ranges SA overlap along the traveling direction of the train TR as in the second embodiment. The moving body sensor SF1 is installed on the front side of the image sensor SE4 so as to detect the entry of the train TR.
移動体通過判断部18は、列車TRの先端部TBが各画像センサSE1〜4の撮像範囲SAをそれぞれ通過したときに、それぞれの画像センサSE1〜4の前を列車TRが通過したと判断する。移動体通過判断部18は、列車TRの通過を検出したときに、その画像センサSEに対応した通過信号S7を出力する。
The moving body
動作制御部19は、移動体センサSF1からの検出信号S1、および移動体通過判断部18からの通過信号S7に基づいて、画像センサSE1〜4の動作のオンオフを制御する。つまり、画像センサSE1〜4は、動作のオンオフが動作制御部19によって制御されており、それぞれ撮像の必要なときにのみ動作がオンし、撮像が必要でないときは動作がオフするようになっている。
The
図12に示すように、画像センサSE1〜4は通常はオフしており、移動体センサSF1が列車TRの進入を検出して検出信号S1を出力すると、動作制御部19は、画像センサSE4,3をオンにする。そして、最初に、画像センサSE4が列車TRの先端部TBを検出するが、列車TRは画像センサSE4の撮像範囲SAを通過する。
As shown in FIG. 12, the image sensors SE1 to SE4 are normally off. When the moving body sensor SF1 detects the approach of the train TR and outputs the detection signal S1, the
移動体通過判断部18は、列車TRの先端部TBが画像センサSE4の撮像範囲SAを通過したことを検出すると、画像センサSE4をオフにするとともに、画像センサSE4に対して列車TRの進行方向2つ目に設置されている画像センサSE2をオンにする。
When the moving body
そして、次に、画像センサSE3が列車TRの先端部TBを検出するが、列車TRが画像センサSE3の撮像範囲SAを通過すると、それを移動体通過判断部18が検出し、画像センサSE3をオフにするとともに、画像センサSE3に対して列車TRの進行方向2つ目に設置されている画像センサSE1をオンにする。
Next, the image sensor SE3 detects the front end portion TB of the train TR. When the train TR passes through the imaging range SA of the image sensor SE3, the moving body
さらに、列車TRが画像センサSE2の撮像範囲SAを通過すると、移動体通過判断部18は画像センサSE2をオフにする。
Furthermore, when the train TR passes through the imaging range SA of the image sensor SE2, the moving body
列車TRは画像センサSE1の撮像範囲SAにおいて停止すると、位置検出部11Cは、そのときの列車TRの先端部TBの位置を停止位置PRBとして検出する。そして、列車TRが発車してその先端部TBが画像センサSE1の撮像範囲SAを通過すると、動作制御部19は画像センサSE1をオフとする。
When the train TR stops in the imaging range SA of the image sensor SE1, the position detection unit 11C detects the position of the front end TB of the train TR at that time as the stop position PRB. Then, when the train TR departs and the leading end TB passes through the imaging range SA of the image sensor SE1, the
このように、画像センサSE1〜4は、動作制御部19によって撮像動作のオフオフが制御されており、これによって、電力の消費が低減され、画像センサSE1〜4の寿命も延びる。
Thus, the image sensors SE1 to SE4 are controlled to be turned off and on by the
なお、動作制御部19による画像センサSEの動作のオンオフの制御として、画像センサSEの電源のオンオフを制御してもよく、また、電源は供給した状態で撮像動作のみがオンオフするように制御してもよい。
Note that as the on / off control of the operation of the image sensor SE by the
上に例において、列車TRが4つの画像センサSE1〜4のうちの画像センサSE1の撮像範囲SAで停止した例を説明したが、他の画像センサSE2〜4の撮像範囲SAで停止する場合もあり得るのは当然である。
〔他の移動体についての実施形態〕
上に述べた第1〜第3の実施形態では、移動体が列車TR1である場合について説明した。列車TRは線路SR上を走行するが、そのような列車TRには、電車、モノレールカー、トロッコなども含まれる。また、移動体として、軌道のない路面上を走行する自動車および飛行機、コンベアに載って移動する物品などであってもよい。次に、種々の移動体の位置の検出方法について説明する。
In the above example, the train TR has been described as stopping in the imaging range SA of the image sensor SE1 out of the four image sensors SE1 to SE4. However, the train TR may be stopped in the imaging range SA of the other image sensors SE2 to SE4. Of course it is possible.
[Embodiments for other moving objects]
In the 1st-3rd embodiment described above, the case where a mobile body was train TR1 was demonstrated. The train TR travels on the track SR, and such a train TR includes a train, a monorail car, a truck, and the like. Further, the moving body may be an automobile and an airplane that travel on a road surface without a track, an article that moves on a conveyor, and the like. Next, various methods for detecting the position of the moving body will be described.
なお、以下の実施形態において、移動体の位置の検出方法は基本的には上に述べた第1の実施形態と同様であるので、各移動体に特有の点を中心に説明する。 In the following embodiments, since the method for detecting the position of the moving body is basically the same as that of the first embodiment described above, the description will focus on points specific to each moving body.
図13は移動体がトロッコTRTである場合の停止位置の検出方法を説明するための図である。 FIG. 13 is a diagram for explaining a method for detecting a stop position when the moving body is a truck TRT.
図13において、トロッコTRTの先端部TBの位置Lは、列車TRの場合と同様にして検出される。トロッコTRTの位置が検出されると、その位置に対応して、トロッコTRTへの積載物をホッパから送り出すことができる。そのようなホッパは、例えば、トロッコTRTの上方において、トロッコTRTの進行方向に沿って移動可能に設けておけばよい。そのようにすると、トロッコTRTの停止位置PRBに応じて、トロッコTRTの真上から積載物を放出してトロッコTRTに積載することができる。また、トロッコTRTが走行中であっても、トロッコTRTの位置PRAに沿うようにホッパを走行させ、トロッコTRTを停止させることなく積載物をトロッコTRTに積載することも可能である。 In FIG. 13, the position L of the front end TB of the truck TRT is detected in the same manner as in the case of the train TR. When the position of the truck TRT is detected, the load on the truck TRT can be sent out from the hopper corresponding to the position. Such a hopper may be provided so as to be movable along the traveling direction of the truck TRT, for example, above the truck TRT. If it does in that way, according to the stop position PRB of the truck TRT, a load can be discharged | emitted from right above the truck TRT and can be loaded on the truck TRT. In addition, even when the truck TRT is traveling, it is possible to run the hopper along the position PRA of the truck TRT and load the load on the truck TRT without stopping the truck TRT.
図14は移動体が自動車TRCである場合の停止位置の検出方法を説明するための図である。 FIG. 14 is a diagram for explaining a method for detecting a stop position when the moving body is an automobile TRC.
図14において、自動車TRCの先端部TBの位置Lは、列車TRの場合と同様にして検出される。自動車TRCの場合は、その進行方向に直角の方向における自動車TRCの位置にばらつきがあるので、検出ウインドウWDの幅を列車TRの場合よりも大きくしておくことが望ましい。 In FIG. 14, the position L of the front end portion TB of the automobile TRC is detected in the same manner as in the case of the train TR. In the case of the automobile TRC, since the position of the automobile TRC in the direction perpendicular to the traveling direction varies, it is desirable to make the width of the detection window WD larger than that of the train TR.
図15は移動体が飛行機TRHである場合の停止位置の検出方法を説明するための図、図16は移動体が飛行機TRHである場合の停止位置の検出方法の他の例を説明するための平面図である。ここで、図15は画像センサSE1を飛行機TRHの上方に設置した例を、図15は画像センサSE1を飛行機TRHの側方に設置した例を、それぞれ示す。 FIG. 15 is a diagram for explaining a stop position detection method when the mobile body is an airplane TRH, and FIG. 16 is a diagram for explaining another example of a stop position detection method when the mobile body is an airplane TRH. It is a top view. 15 shows an example in which the image sensor SE1 is installed above the airplane TRH, and FIG. 15 shows an example in which the image sensor SE1 is installed on the side of the airplane TRH.
図15において、飛行機TRHの先端部TBの位置Lは、列車TRの場合と同様にして検出される。なお、飛行機TRHの場合は、画像センサSE1および移動体センサSF1は、例えば搭乗口近辺の建築物や塔などに取り付ければよい。 In FIG. 15, the position L of the front end portion TB of the airplane TRH is detected in the same manner as in the case of the train TR. In the case of the airplane TRH, the image sensor SE1 and the moving body sensor SF1 may be attached to, for example, a building or tower near the boarding gate.
図16において、画像センサSE1は、飛行機TRHのタイヤTAYを側方から撮像するように、つまり、撮像方向が水平方向となるように設置されている。飛行機TRHが進入する経路の奥側には、飛行機TRHの背景となるべき背景板GRBが、タイヤTAYと同じ高さ位置まで設けられている。 In FIG. 16, the image sensor SE1 is installed so that the tire TAY of the airplane TRH is imaged from the side, that is, the imaging direction is the horizontal direction. On the back side of the route on which the airplane TRH enters, a background plate GRB to be the background of the airplane TRH is provided up to the same height as the tire TAY.
画像センサSE1は、撮像範囲SAにおいて、飛行機TRHのタイヤTAYを、背景板GRBとともに撮像可能である。背景板GRBから画像センサSE1までの距離Hcは予め分かっている。背景板GRBから飛行機TRHのタイヤTAYの先端部TBまでの距離Hdは、距離センサによって計測される。 The image sensor SE1 can image the tire TAY of the airplane TRH together with the background plate GRB in the imaging range SA. The distance Hc from the background plate GRB to the image sensor SE1 is known in advance. A distance Hd from the background plate GRB to the tip portion TB of the tire TAY of the airplane TRH is measured by a distance sensor.
したがって、この場合においても、飛行機TRHの先端部TBの位置Lは、列車TRの場合と同様にして検出される。 Therefore, also in this case, the position L of the front end TB of the airplane TRH is detected in the same manner as in the case of the train TR.
図17は移動体がコンベアGRC上の物品TRSである場合の停止位置の検出方法を説明するための図である。 FIG. 17 is a diagram for explaining a method for detecting a stop position when the moving body is the article TRS on the conveyor GRC.
図17に示す物品TRSの場合には、その先端部TBの実際の位置PRは、画像上の位置PVと同じであるので、距離をLは距離LGと等しい。 In the case of the article TRS shown in FIG. 17, since the actual position PR of the tip end portion TB is the same as the position PV on the image, the distance L is equal to the distance LG.
次に、位置検出装置1,1B,1Cにおける停止位置PRBの検出の処理の流れをフローチャートによって説明する。
Next, a flow of processing for detecting the stop position PRB in the
図18は位置検出装置における停止位置PRBの検出の処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 18 is a flowchart showing the flow of processing for detecting the stop position PRB in the position detection device.
図18において、移動体センサSF1が移動体の進入を検出すると(#11でイエス)、画像センサSE1はベース画像FG1を取得し(#12)、検出用画像FG2を取得する(#13)。これらの画像に基づいて、移動体の先端部TBの画像上の位置PVを検出し(#14)、演算によって先端部TBの実際の位置PRを検出する(#15)。実際の位置PRは、その時々において出力してもよい。そして、移動体が停止したことを示す停止判断信号が出力されると(#16でイエス)、移動体の停止位置PRBを検出して出力する(#17)。
〔ベース画像の取得のための他の例〕
上に述べた各実施形態では、移動体センサSF1が移動体の進入を検出することによって、画像センサSE1はベース画像FG1を取得した。しかし、複数の画像センサSEを設けた場合には、ある1つの画像センサSE1の手前に設けられた他の画像センサSE2が移動体の進入を検出したときに、当該画像センサSE1がベース画像FG1を取得するようにしてもよい。つまり、画像センサSE2で撮像した画像に基づいて移動体の進入の有無を判断し、移動体の進入があると判断したときに、隣に配置された画像センサSE1がベース画像FG1を取得する。この場合には、画像センサSE2が移動体センサSF1の機能を兼ねることとなる。
In FIG. 18, when the moving body sensor SF1 detects the entry of the moving body (Yes in # 11), the image sensor SE1 acquires the base image FG1 (# 12), and acquires the detection image FG2 (# 13). Based on these images, the position PV on the image of the tip portion TB of the moving body is detected (# 14), and the actual position PR of the tip portion TB is detected by calculation (# 15). The actual position PR may be output from time to time. When a stop determination signal indicating that the moving body has stopped is output (Yes in # 16), the stop position PRB of the moving body is detected and output (# 17).
[Other examples for acquiring base images]
In each of the embodiments described above, the image sensor SE1 acquires the base image FG1 when the moving object sensor SF1 detects the ingress of the moving object. However, when a plurality of image sensors SE are provided, when another image sensor SE2 provided in front of one image sensor SE1 detects the entry of the moving body, the image sensor SE1 detects the base image FG1. May be obtained. That is, the presence or absence of the moving body is determined based on the image captured by the image sensor SE2, and when it is determined that the moving body has entered, the adjacent image sensor SE1 acquires the base image FG1. In this case, the image sensor SE2 also functions as the moving body sensor SF1.
また、移動体センサSF1を設けることなく、またその機能を画像センサSE2などに代行させることなく、各画像センサSEそれ自体が撮像する画像(フレーム)に基づいてベース画像FG1を取得することも可能である。 In addition, the base image FG1 can be acquired based on an image (frame) captured by each image sensor SE without providing the moving body sensor SF1 and without substituting the function of the image sensor SE2. It is.
つまり、画像センサSEから出力されるフレームをその直前のフレームと比較し、移動体が写ったフレームが現れる前のフレームをベース画像FG1とする。次に、そのように構成した位置検出装置1Dについて説明する。
That is, the frame output from the image sensor SE is compared with the immediately preceding frame, and the frame before the frame in which the moving object appears appears as the base image FG1. Next, the
図19は本発明に係る第4の実施形態の位置検出装置1Dの構成を示すブロック図、図20は位置検出装置1Dにおける位置検出の手順を示すフローチャート、図21はベース画像取得の手順を示すフローチャート、図22は停止位置検出の手順を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a
図19において、位置検出装置1Dは、画像センサSE1および位置検出部11Dなどからなる。
In FIG. 19, the
図20〜図22をも参照して、画像センサSE1は、撮像によって、例えば、毎秒30フレームの画像を連続的に出力する(#21)。 Referring also to FIGS. 20 to 22, the image sensor SE <b> 1 continuously outputs, for example, 30 frames per second image by imaging (# 21).
位置検出部11Dは、画像センサSE1から出力されるフレーム(画像)に基づいて、ベース画像FG1を取得し(#22)、移動体の位置PRを算出して出力する(#23)。
The
つまり、位置検出部11Dには、ベース画像取得部31、比較部32、停止判断部33、および演算部34が設けられている。
That is, the
ベース画像取得部31は、画像センサSE1から出力されるフレームについて、第m番のフレームと第(m+1)番のフレーム(mは整数)とを比較する(#31)。両フレームの差分から変化の有無を判断し、変化があったときに移動体の進入があったと判断する(#32)。なお、このとき、誤検出を低減するため、画像センサSE1の撮像範囲SAのうち、移動体が進入してくる側の端部に注目してその変化の有無を判断する。
The base
移動体の進入があったと判断した場合には、その直前のフレーム、つまりこの例では第m番のフレームをベース画像FG1として取得する(#33)。なお、第(m−1)番または第(m−2)番などのように少し前のフレームをベース画像FG1としてもよい。取得されたベース画像FG1は、メモリに格納される。 If it is determined that a moving body has entered, the immediately preceding frame, that is, the m-th frame in this example, is acquired as the base image FG1 (# 33). Note that a slightly previous frame such as the (m-1) th or (m-2) th may be used as the base image FG1. The acquired base image FG1 is stored in the memory.
比較部32は、ベース画像FG1を取得した後、画像センサSE1から出力されるフレーム、つまり第n番のフレーム(nは整数、n>m)を検出用画像FG2とし、検出用画像FG2とベース画像FG1とを比較する(#41)。比較部32は、それらの差分に基づいてエッジ画像FG4を取得する(#42)。
After acquiring the base image FG1, the
停止判断部33は、隣り合うフレームのエッジ画像FG4(位置情報)、つまり第n番のフレームのエッジ画像FG4と第(n+1)番のフレームのエッジ画像FG4とを比較し(#43)、その差分に基づいて変化の有無を判断し、変化がなくなれば(#44でイエス)、移動体が停止したと判断する(#45)。
The
演算部34は、エッジ画像FG4に基づいて、上に述べた(2)式を用いて先端部TBの実際の位置PRを演算する(#46)。停止判断部33が停止したと判断したエッジ画像FG4に基づいて演算を行った場合には、停止位置PRBが求まることとなる。このようにして、位置検出部11Dは、移動体の位置PRAおよび停止位置PRBを求めて出力する。
Based on the edge image FG4, the
なお、ベース画像取得部31が取得したベース画像FG1は、次のベース画像FG1が検出されたときに更新すればよい。
〔基準部の他の例〕
次に、基準部の他の例について説明する。
Note that the base image FG1 acquired by the base
[Other examples of reference part]
Next, another example of the reference portion will be described.
上に述べた各実施形態においては、列車TRなどの先端部TBを基準部とした例について説明した。つまり、上の各実施形態での先端部TBは、画像センサSEによって撮像されたときに、列車TRの最先端部に位置する部分である。図2の例では列車TRの先頭車両の先端面の下縁であり、図6の例では列車TRの先端面の上縁であった。 In each embodiment described above, the example which used front-end | tip part TB, such as train TR, as a reference | standard part was demonstrated. That is, the tip portion TB in each of the above embodiments is a portion that is located at the most distal portion of the train TR when imaged by the image sensor SE. In the example of FIG. 2, it is the lower edge of the front end surface of the leading vehicle of the train TR, and in the example of FIG. 6, it is the upper edge of the front end surface of the train TR.
しかし、基準部として、その他の種々の部分または物体を用いることが可能である。以下にその例を説明する。
(1) 図23に示すように、列車TRの先端面の下縁であってプラットホームに近い側の縦線(垂直線)との交点である頂点部TB2を基準部とする。この場合に、頂点部TB2に、カラー塗料または蛍光塗料を塗布するか、蛍光体または蛍光シールを取り付けてマーキングを行っておけばよい。または、発光体や反射板などをターゲットとして頂点部TB2に取り付けておくことでもよい。
However, various other parts or objects can be used as the reference part. An example will be described below.
(1) As shown in FIG. 23, a vertex portion TB2 that is an intersection with a vertical line (vertical line) on the lower edge of the train TR and closer to the platform is used as a reference portion. In this case, marking may be performed by applying a color paint or a fluorescent paint to the apex portion TB2 or attaching a phosphor or a fluorescent seal. Or you may attach to the vertex part TB2 by making a light-emitting body, a reflecting plate, etc. into a target.
また、図24(A)(B)に示すように、基板52上に多数の発光ダイオード53,53…を取り付けたものをケーシング51に収納し、透明のカバー54を取り付けて構成される基準ターゲット50を用い、この基準ターゲット50を、カバー54が上面となるように頂点部TB2に取り付けておいてもよい。
(2) 列車TRの先端面の中央部または下部の所定の高さ位置に、カラー塗料または蛍光塗料を用いて水平な基準線を描いておき、この基準線を基準部とする。または、基準線を描く代わりに、金属または合成樹脂などで製作した棒状の基準部材を基準部として取り付けておく。この場合には、距離Hdを予め設定しておくことができる。
(3) 列車TRの先端面、屋根、または側面下部などに、カラー塗料または蛍光塗料を用いて基準線を描き、または適当な基準部材や基準ターゲット50を取り付けておく。つまり、画像センサSE1の視野の範囲内であれば、画像センサSE1で撮像して位置を特定できるので、画像センサSE1の取り付け位置に応じて、画像センサSE1で撮像可能な範囲内の位置を基準部とし、その基準部に塗料を塗布し、シールを貼り、または適当な基準部材や基準ターゲット50を取り付けておけばよい。
(4) 列車TRが停車するプラットホームと列車TRの車体との隙間がほとんどなく両者の画像が重なって見える場合には、列車TRの先端面または先端面のプラットホームに近い側の縁の縦線とプラットホームの上面の縁の水平線との交点を基準部としてもよい。この場合には、プラットホームと列車TRとの隙間による誤差が無視できるので、プラットホームの高さを距離Hdとして、距離Lを算出することができる。したがって、距離Hdを予め設定しておくことができ、距離Lの算出が容易である。
Further, as shown in FIGS. 24A and 24B, a reference target constituted by housing a plurality of
(2) A horizontal reference line is drawn using color paint or fluorescent paint at a predetermined height position at the center or lower part of the front end surface of the train TR, and this reference line is used as a reference part. Alternatively, instead of drawing a reference line, a rod-like reference member made of metal or synthetic resin is attached as a reference portion. In this case, the distance Hd can be set in advance.
(3) Draw a reference line using a color paint or fluorescent paint on the front end surface, roof, or lower side of the train TR, or attach an appropriate reference member or
(4) If there is almost no gap between the platform on which the train TR stops and the car body of the train TR and the images of both appear to overlap, the vertical line on the edge of the train TR or the edge near the platform on the front face The intersection with the horizontal line on the edge of the upper surface of the platform may be used as the reference portion. In this case, since the error due to the gap between the platform and the train TR can be ignored, the distance L can be calculated using the height of the platform as the distance Hd. Therefore, the distance Hd can be set in advance, and the distance L can be easily calculated.
上に述べた各実施形態によると、移動体の位置を簡単な構成で高精度に検出することができる。移動体の位置として、走行中の位置PRAおよび停止位置PRBのいずれをも検出することができる。 According to each embodiment described above, the position of the moving body can be detected with high accuracy with a simple configuration. Both the traveling position PRA and the stop position PRB can be detected as the position of the moving body.
また、列車TRのドアの開閉状態を検出することにより、列車TRの停止位置に応じた位置の扉を適切なタイミングで自動的に開閉することが可能となる。検出用画像FG2に基づいて列車TRの速度を検出することにより、列車TRを目標停止位置に停止させるように制御することも可能である。 Further, by detecting the open / close state of the door of the train TR, the door at a position corresponding to the stop position of the train TR can be automatically opened / closed at an appropriate timing. It is also possible to control the train TR to stop at the target stop position by detecting the speed of the train TR based on the detection image FG2.
また、複数の画像センサSEを移動体の進入方向に沿って設置することにより、移動体の停止位置が大きく変動する場合でも検出が可能である。その場合に、移動体が進入してきた場合にのみ画像センサSEが動作するように制御することにより、電力の消費の低減を図り、画像センサSEの長寿命化を図ることが可能である。 Further, by installing a plurality of image sensors SE along the approach direction of the moving body, detection is possible even when the stop position of the moving body varies greatly. In that case, by controlling the image sensor SE to operate only when a moving body enters, it is possible to reduce power consumption and extend the life of the image sensor SE.
上に述べた実施形態において、画像センサSEとして、静止画を撮像するデジタルカメラを用いてもよい。その場合に、外部からの信号により撮像を行って画像を出力するように構成すればよい。位置検出装置1,1B,1C,1Dを構成する位置検出部11,11B,11C,11Dなどは、ROMなどに格納した適当なプログラムをCPUまたはDSPなどが実行するように構成されたコンピュータシステムによって実現することが可能である。その場合に、半導体メモリ、磁気ディスク、その他の周辺素子、画像処理回路、論理処理回路、インタフェース回路、表示装置、入力装置などを必要に応じて設ければよい。
In the embodiment described above, a digital camera that captures a still image may be used as the image sensor SE. In that case, a configuration may be adopted in which imaging is performed by an external signal and an image is output. The
その他、画像センサSE、移動体センサSF、ランプ画像センサSD、位置検出部11,11B,11C,11D、停止判断部12、位置検出装置1,1B,1C,1Dの全体または各部の構造、構成、形状、寸法、個数、配置、画像の内容、移動体の種類、および検出処理の内容または順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
In addition, the image sensor SE, the moving body sensor SF, the lamp image sensor SD, the
1,1B,1C,1D 位置検出装置
11,11B,11C,11D 位置検出部
12 停止判断部
13 停止位置判定部
14 目標停止位置格納部
15 ドア開閉検出部
16 安全柵扉開閉指示部
17 車両速度制御指示部
18 移動体通過判断部
19 動作制御部
31 ベース画像取得部
32 比較部
33 停止判断部
34 演算部
50 基準ターゲット(基準部)
SE 画像センサ
SF 移動体センサ
SD ランプ画像センサ
SK 距離センサ
FG1 ベース画像
FG2 検出用画像
PR 先端部の実際の位置
PRB 停止位置
PV 先端部の画像上の位置
TR 列車(移動体)
TB 先端部(基準部)
TB2 頂点部(基準部)
WD 検出ウインドウ
SA 撮像範囲
1, 1B, 1C, 1D
SE Image sensor SF Moving body sensor SD Lamp image sensor SK Distance sensor FG1 Base image FG2 Detection image PR Actual position PRB at the tip PRB Stop position PV Position TR on the image TR Train (mobile)
TB tip (reference part)
TB2 vertex (reference part)
WD detection window SA Imaging range
Claims (16)
前記移動体の画像を当該移動体の背景の画像とともに撮像可能なように設置された画像センサと、
前記画像センサによって撮像された、前記移動体が写っていない画像であるベース画像と、前記移動体が写った画像である検出用画像とを比較することにより、前記移動体の位置を検出する位置検出部と、
を有してなることを特徴とする位置検出装置。 A position detection device for detecting the position of a moving body,
An image sensor installed so as to be able to capture an image of the moving body together with an image of a background of the moving body;
A position at which the position of the moving body is detected by comparing a base image that is captured by the image sensor and that is an image in which the moving body is not captured and a detection image that is an image in which the moving body is captured. A detection unit;
A position detection device comprising:
前記検出用画像に写った移動体の基準部の画像上の位置PVと、前記背景から前記基準部までの距離Hdと、前記背景から前記画像センサまでの距離Hcとを用いて、前記移動体の基準部の実際の位置PRを求める、
請求項1記載の位置検出装置。 The position detector is
Using the position PV on the image of the reference part of the moving object shown in the detection image, the distance Hd from the background to the reference part, and the distance Hc from the background to the image sensor, the moving object is used. The actual position PR of the reference part of
The position detection device according to claim 1.
前記位置検出部は、前記停止判断部により停止と判断されたときの前記移動体の基準部の位置である停止位置を検出する、
請求項2記載の位置検出装置。 A stop determination unit for determining whether or not the moving body has stopped,
The position detection unit detects a stop position that is a position of a reference unit of the moving body when the stop determination unit determines that the stop is performed;
The position detection device according to claim 2.
前記停止判断部は、前記画像センサから出力されるフレームごとの位置情報を直前のフレームの位置情報と比較し、前記移動体の基準部の位置の変化量が所定値以下となったときに、前記移動体が停止したと判断する、
請求項3記載の位置検出装置。 The image sensor outputs frames constituting an image at predetermined time intervals,
The stop determination unit compares the position information for each frame output from the image sensor with the position information of the immediately preceding frame, and when the amount of change in the position of the reference unit of the moving body becomes a predetermined value or less, Determining that the moving body has stopped;
The position detection device according to claim 3.
前記停止位置判定部は、前記位置検出部によって検出された停止位置が、前記移動体の目標停止位置についての許容範囲内である場合に、正常位置に停止したと判定する、
請求項3または4記載の位置検出装置。 A stop position determination unit for determining whether or not the movable body has stopped at a normal position;
The stop position determination unit determines that the stop position is stopped at a normal position when the stop position detected by the position detection unit is within an allowable range for the target stop position of the moving body.
The position detection device according to claim 3 or 4.
請求項3ないし5のいずれかに記載の位置検出装置。 The image sensor is installed on the rear side in the traveling direction from the target stop position of the moving body,
The position detection device according to claim 3.
請求項2ないし6のいずれかに記載の位置検出装置。 A plurality of the image sensors are installed along the traveling direction of the moving body,
The position detection device according to claim 2.
請求項7記載の位置検出装置。 The image sensor is installed so that each imaging range overlaps with an imaging range of an adjacent image sensor,
The position detection device according to claim 7.
前記画像センサから出力されるフレームをその直前のフレームと比較し、移動体が写ったフレームが現れる前のフレームを前記ベース画像とする、
請求項2ないし8のいずれかに記載の位置検出装置。 The image sensor outputs frames constituting an image at predetermined time intervals,
The frame output from the image sensor is compared with the immediately preceding frame, and the frame before the frame in which the moving object appears appears as the base image.
The position detection device according to claim 2.
前記移動体センサが前記移動体の進入を検出したときに、前記画像センサが前記ベース画像を撮像するように制御されている、
請求項2ないし8のいずれかに記載の位置検出装置。 A moving body sensor for detecting the approach of the moving body is installed on the front side in the traveling direction of the moving body from the position where the image sensor is installed,
The image sensor is controlled to capture the base image when the moving body sensor detects the entry of the moving body.
The position detection device according to claim 2.
請求項2ないし10のいずれかに記載の位置検出装置。 The position detection unit extracts, as a detection window, a rectangular region that is long along the traveling direction of the moving body from an image captured by the image sensor, and based on the extracted image of the detection window, Find the actual position PR of the reference part,
The position detection device according to claim 2.
請求項2ないし11のいずれかに記載の位置検出装置。 The position detection unit detects the position of the moving body based on a difference in luminance or color between the base image and the detection image.
The position detection device according to claim 2.
前記移動体が通過したときには、当該画像センサの動作をオフにする、
請求項7または8記載の位置検出装置。 A moving body passage determining unit that determines that the moving body has passed when the reference portion of the moving body has passed the imaging range of the image sensor;
When the moving body passes, the operation of the image sensor is turned off.
The position detection device according to claim 7 or 8.
前記移動体が通過したときには、当該画像センサに対して前記移動体の進行方向2つ目に設置されている画像センサの動作をオンにする、
請求項7または8記載の位置検出装置。 A moving body passage determining unit that determines that the moving body has passed when the reference portion of the moving body has passed the imaging range of the image sensor;
When the moving body passes, the operation of the image sensor installed in the second moving direction of the moving body with respect to the image sensor is turned on.
The position detection device according to claim 7 or 8.
請求項2ないし14のいずれかに記載の位置検出装置。 A distance sensor for measuring a distance Hd from the background to the reference portion is installed;
The position detection device according to claim 2.
前記画像センサは、画像を構成するフレームを所定の時間間隔で出力するものであり、
前記フレームにおける前記移動体の基準部の位置の変化に基づいて前記移動体の速度を算出し、前記移動体を目標停止位置に停止させるために、算出した速度を前記移動体の速度制御装置に対して出力する、
請求項2ないし14のいずれかに記載の位置検出装置。 The moving body is a traffic vehicle;
The image sensor outputs frames constituting an image at predetermined time intervals,
The speed of the moving body is calculated based on a change in the position of the reference portion of the moving body in the frame, and the calculated speed is sent to the speed control device of the moving body to stop the moving body at a target stop position. Output for
The position detection device according to claim 2.
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