JP2014020847A - 支障物検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な処理で支障物を確実に検出することのできる支障物検出システムを提供する。
【解決手段】 所定の検出エリア９に光を走査させて各画素の距離値を検出する距離画像センサ７と、距離画像センサ７により検出された各画素の距離値に基づいて支障物の有無を検出する支障物検出装置８と、を備え、支障物検出装置８は、距離画像センサ７の距離値に応じた重み付けを行い、この重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は支障物検出システムに係り、特に、プレーナ型アクチュエータなどの二次元スキャナを用いた距離画像センサを用いて簡単な処理で支障物を確実に検出することを可能とした支障物検出システムに関するものである。

近年、列車が停車するプラットホームには、プラットホームからの落下などを防止して、列車への安全な乗降を行うことができるように、列車の列車ドアと同期して開閉動作されるホームドアを備えたホームドア装置が設置されている。

しかしながら、ホームドア装置と列車との間に、乗降客やかばんや傘などの支障物が存在すると、大変危険であることから、従来から、プラットホームドア近傍の支障物をセンサにより検知し、この検知結果に基づいてプラットホームドアの動作や車両の運行を制御して、乗降客の安全等を確保する安全システムが開発されている。

このような支障物を検出する技術としては、従来から、例えば、対象物までの距離および対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサと、三次元距離画像センサの測定結果に基づいて、検知空間における対象物の位置および大きさを特定するとともに、当該対象物を位置および大きさのしきい値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部とを備え、検知制御部は、所定の検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分するとともに、当該検知エリアごとに支障物を検知するしきい値を変更するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−０１６４２１号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術においては、距離に応じた複数の検知エリアに区分とするとともに、当該検知エリアごとに支障物を検知するしきい値を変更するようにしているので、検知エリアを数エリアという少ないエリア分けに設定しないと、処理が複雑となり 細かな位置および大きさでのアルゴリズムが困難になってしまうという問題を有している。そして、前記従来の技術においては、ホームドア装置の開閉部分における検知エリアのしきい値を５画素、それ以上遠方を１画素に設定するようにしているが、特に１画素に設定した場合、例えば、雨などを複数フレーム対応で完全に除去できない場合に、誤検知してしまうおそれがあるという問題を有している。

さらに、検知エリアのレイアウトが距離画像センサからの距離で設定されるものであるため、高さ方向における支障物の検知を適正に行うことができないという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、簡単な処理で支障物を確実に検出することのできる支障物検出システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る支障物検出システムは、所定の検出エリアにおける各画素の距離値を検出する距離画像センサと、前記距離画像センサにより検出された各画素の距離値に基づいて支障物の有無を検出する支障物検出装置と、を備え、
前記支障物検出装置は、前記距離画像センサの距離値に応じた重み付けを行い、この重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、所定の検出エリアにおける各画素の距離値を検出する距離画像センサと、前記距離画像センサにより検出された各画素の距離値に基づいて支障物の有無を検出する支障物検出装置と、を備え、
前記支障物検出装置は、前記検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに検出された距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１において、前記支障物検出装置は、前記検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２において、前記各検出空間は、隣接する前記検出空間とその一部が重なり合うように設定されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記距離画像センサは、所定の検出エリアに光を放射させて各画素の距離値を検出するものであることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記距離画像センサは、プレーナ型アクチュエータからなる２次元光スキャナを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支障物検出システム。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項において、前記支障物検出装置は、前記距離画像センサにより取得する複数のフレームで外乱を除去できない場合に、２画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うとともに、前記複数のフレームで外乱を除去できる場合は、１画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、支障物検出装置は、距離画像センサの距離値に応じた重み付けを行い、この重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出するようにしているので、簡単な処理で支障物を確実に検出することができる。

請求項２に係る発明によれば、支障物検出装置により、検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出するようにしているので、各検出空間ごとに確実に支障物の検出を行うことができ、各検出空間において、種類に応じた支障物の検出を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、支障物検出装置により、検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出するようにしているので、各検出空間ごとに確実に支障物の検出を行うことができ、各検出空間において、種類に応じた支障物の検出を行うことが可能となる。

請求項４に係る発明によれば、各検出空間を隣接する検出空間とその一部が重なり合うように設定するようにしているので、各検出空間の境界部分における検出漏れを確実に防止することができる。

請求項５に係る発明によれば、距離画像センサにより、所定の検出エリアに光を放射させて各画素の距離値を検出するようにしているので、光の放射により各がその距離値を検出することができる。

請求項６に係る発明によれば、距離画像センサに、プレーナ型アクチュエータからなる２次元光スキャナを設けるようにしているので、２次元スキャナにより光を走査させて検出エリアの各画素の距離値を検出することができる。

請求項７に係る発明によれば、支障物検出装置により、距離画像センサにより取得する複数のフレームで外乱を除去できない場合に、２画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うとともに、複数のフレームで外乱を除去できる場合は、１画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うようにしているので、雨や霧などの外乱を適正に除去することができ、支障物を正確に検出することができる。

本発明に係る支障物検出システムをホームドア装置に適用した場合の実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る支障物検出システムの実施形態における重み付けの概念を示す説明図である。 本発明に係る支障物検出システムの実施形態における距離値と重み付け値との関係を示すグラフである。 本発明に係る支障物検出システムの実施形態における検出エリアの分割状態を示す説明図である。 本発明に係る支障物検出システムの実施形態における動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る支障物検出システムの実施形態を示したものであり、支障物検出システムを駅のプラットホームに設置されたホームドア装置付近に設置した場合の例を示している。

本実施形態においては、列車１が停車するプラットホーム２には、ホームドア装置３が設置されており、ホームドア装置３は、プラットホーム２と列車１とを仕切る仕切り壁４と、列車ドア５に対応する位置に開閉自在に設置されたホームドア６とから構成されている。

本実施形態においては、支障物検出システムを構成する距離画像センサ７は、ホームドア装置３の仕切り壁４と列車１との間に各ホームドア６ごとに設置されており、距離画像センサ７は、プラットホーム２に停車した列車１のホームドア６に対応する列車ドア５部分を走査することができるようになっている。また、距離画像センサ７には、支障物検出装置８が接続されている。

距離画像センサ７は、例えば、プレーナ型アクチュエータなどからなる二次元スキャナ（図示せず）を備えており、距離画像センサ７は、二次元スキャナを動作させながら、二次元スキャナにレーザ光を投光させることにより、二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナから投光されて物体で反射されたレーザ光を二次元スキャナで受光することにより、二次元スキャナにより走査した範囲における各画素における距離値を取得することができるものである。

また、本実施形態においては、支障物検出装置８は、前述の距離画像センサ７の距離値に応じた重み付けを行うように構成されている。すなわち、距離画像センサ７により走査される領域では、近距離で検出される画素に対して、遠距離で検出される画素の方が相対的に小さく認識されることになる。例えば、図２に示すように、近距離では、１画素分に対応している場合でも、距離Ｌだけ遠距離になると、９画素分に対応することになる。そのため、図２の例では、遠距離における距離値に対して重み付けを「９」として、距離値×９として距離値とするように構成されている。

そして、重み付け値は、例えば、以下の式で求められる。
重み付け値＝（距離値×距離値）／ｎ
ここで、ｎは、距離画像センサ７の走査角度や距離画像センサ７からの距離などに基づいて定められる変動値である。

ここで、距離画像センサ７の設置位置からの距離と重み付けとの関係を図３に示す。この図３から分かるように、距離画像センサ７の設置位置からの距離と重み付けとの関係は２次関数で表すことができる。なお、距離値に応じた重み付け値は、すべての距離値に応じて設定することもできるし、例えば、１００ｍｍごとの距離値応じて設定することもできる。

本実施形態においては、例えば、ホームドア装置のホームドア部分における支障物を検出しようとする場合に、ホームドア付近の検出エリア９を複数の検出空間１０に分割するように構成されている。具体的には、図４に示すように、検出エリア９を上下方向に２つの検出空間１０に分割するとともに、左右方向に３つの検出空間１０に分割して、６つの検出空間１０を設定するものであり、これら各検出空間１０の境界部分は、各検出空間１０が互いに重なり合うように設定されるように構成されている。このように各検出空間１０の境界部分を重なり合うように設定することにより、各検出空間１０の境界部分における検出漏れを防止することができるものである。なお、これら各検出空間１０について、本実施形態においては、横３×縦２の６つの検出空間１０を設定するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、横３×縦１の３つの検出空間１０を設定したり、横３×縦３の９つの検出空間１０を設定したり、検出エリア９や検出対象に応じて任意に設定することができるものである。

そして、各検出空間１０について、距離画像センサ７からの距離に応じてそれぞれ重み付け値を設定するように構成されている。例えば、距離画像センサ７から距離が近い検出空間（Ａ、Ｂ）１０では、重み付け値を１５、距離画像センサ７からの距離がやや遠い検出空間（Ｃ、Ｄ）１０では、重み付け値を２０、距離画像センサ７からの距離がさらに遠い検出空間（Ｅ、Ｆ）１０では、重み付け値を２５というように重み付け値を設定するものである。

また、本実施形態においては、支障物検出装置８は、距離画像センサ７により取得する複数のフレームで外乱を除去できない場合に、２画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うように構成されている。このように２画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うことにより、雨や霧などの外乱を適正に除去することが可能となる。なお、複数のフレームで外乱を除去できる場合は、１画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うようにすればよい。

そして、各検出空間１０について、しきい値を設定する。例えば、しきい値を５０とした場合に、検出空間１０Ａでは、重み付け値を１５とした場合、２画素分の支障物を検出した場合に、２×１５＝３０となり、しきい値を下回ることになり、支障物を検出したことにならない。一方、検出空間１０Ｃでは、重み付け値を２５とした場合、２画素分の支障物を検出した場合に、２×２５＝５０となり、しきい値に達するため、支障物を検出したと判断するものである。なお、支障物検出装置８は、支障物を検出した画素数を随時加算し、加算された画素数がしきい値を超えた場合に、支障物を検出したものと判断するように構成されている。

次に、本実施形態の作用について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、距離画像センサ７によりレーザ光の走査が開始されると（ＳＴ１）、まず、加算された重み付けされた画素の値を初期化した後（ＳＴ２）、各検出空間１０について、レーザ光を走査して、各検出空間１０における距離値を取得する（ＳＴ３）。そして、各検出空間１０における距離値が取得されると（ＳＴ４：ＹＥＳ）、支障物検出装置８により支障物を検知した画素について重み付け値に基づいて重み付けを行い、その値を加算しておく（ＳＴ４）。なお、各検出空間１０以外のエリアについては（ＳＴ４：ＮＯ）、重み付け処理および値の加算処理は、行わない。

そして、加算された値としきい値とを比較し、加算された値がしきい値を超えた場合には（ＳＴ６：ＹＥＳ）、検出空間１０内に支障物があると判断するものである（ＳＴ７）。一方、加算された値がしきい値以下の場合には（ＳＴ６：ＮＯ）、検出空間１０内に支障物がないと判断するものである（ＳＴ８）。

以上述べたように、本実施形態においては、距離画像センサ７により検出された距離値に対してあらかじめ設定された重み付けを行い、この重み付けされた値に基づいて支障物の検出を行うようにしているので、簡単な処理で支障物を確実に検出することができる。

また、検出エリア９を複数の検出空間１０に分割し、各検出空間１０に重み付け値を設定することで、各検出空間１０ごとに支障物の検出を行うようにしているので、各検出空間１０ごとに確実に支障物の検出を行うことができる。この場合に、例えば、列車を利用する利用者が携帯する傘や杖などの支障物は、比較的上方で検出されやすく、かばんなどの支障物は、比較的下方で検出されやすいため、各検出空間１０において、種類に応じた支障物の検出を行うことが可能となる。

さらに、各検出空間１０において、少なくとも２画素分のしきい値を設定するようにしているので、雨や霧などの外乱を適正に除去することができ、支障物を正確に検出することができる。

なお、本発明は前記実施形態においては、本発明に係る支障物検出システムをプラットホームに設置されるホームドア装置に適用した場合の例について説明したが、これに限定されるものではなく、支障物を検出する必要がある場所であれば、いずれの場所にも適用することができる。

また、本実施形態においては、検出エリア９を複数の検出空間１０に分割し、各検出空間１０に重み付け値を設定することで、各検出空間１０ごとに支障物の検出を行うようにしているが、各検出空間１０において、重み付け値を設定せずに、一定のしきい値を超えるか否かで、支障物の検出を行うようにしてもよい。

また、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 列車
２ プラットホーム
３ ホームドア装置
４ 仕切り壁
５ 列車ドア
６ ホームドア
７ 距離画像センサ
８ 支障物検出装置
９ 検出エリア
１０ 検出空間

Claims (7)

1. 所定の検出エリアにおける各画素の距離値を検出する距離画像センサと、前記距離画像センサにより検出された各画素の距離値に基づいて支障物の有無を検出する支障物検出装置と、を備え、
   前記支障物検出装置は、前記距離画像センサの距離値に応じた重み付けを行い、この重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする支障物検出システム。
2. 所定の検出エリアにおける各画素の距離値を検出する距離画像センサと、前記距離画像センサにより検出された各画素の距離値に基づいて支障物の有無を検出する支障物検出装置と、を備え、
   前記支障物検出装置は、前記検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに検出された距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする支障物検出システム。
3. 前記支障物検出装置は、前記検出エリアを複数の検出空間に分割し、これら各検出空間ごとに重み付けした距離値が一定のしきい値を超えた場合に支障物があると検出することを特徴とする請求項１に記載の支障物検出システム。
4. 前記各検出空間は、隣接する前記検出空間とその一部が重なり合うように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の支障物検出システム。
5. 前記距離画像センサは、所定の検出エリアに光を放射させて各画素の距離値を検出するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支障物検出システム。
6. 前記距離画像センサは、プレーナ型アクチュエータからなる２次元光スキャナを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支障物検出システム。
7. 前記支障物検出装置は、前記距離画像センサにより取得する複数のフレームで外乱を除去できない場合に、２画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うとともに、前記複数のフレームで外乱を除去できる場合は、１画素分のしきい値に基づいて支障物の検出を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の支障物検出システム。

Images