JP2023023692A - Obstacle detection device - Google Patents

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洋輔 坂
Yosuke Saka
憲司 大枝
Kenji Oeda
直文 加藤
Naofumi Kato
大樹 山本
Hiroki Yamamoto
匠朗 川畑
Shiro Kawabata
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Central Japan Railway Co
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Central Japan Railway Co
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Abstract

To provide an obstacle detection device that stably can detect an obstacle to a railway vehicle which is travelling on a track, with high accuracy.SOLUTION: An obstacle detection device (1), provided in a railway vehicle (2) that runs on a track in which overhead wires which are electric wires are arranged at an upper side thereof, comprises: a plurality of cameras (3); a data processing part (11) that generates camera image data from videos taken with the plurality of cameras; a distance calculating part (12) that calculates a distance from the camera image data, and generates and outputs distance data; an electric wire recognizing part (13) that recognizes electric wires from the camera image data, and generates and outputs electric wire position data; and a separation measuring part (14) that measures a separation value between the railway vehicle and the electric wire, using the electric wire position data generated by the electric wire recognizing part and the distance data generated by the distance calculating part, and generates and outputs a separation value from the electric wire, where the data processing part (11) detects an obstacle on the basis of the separation value from the electric wire.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鉄道車両が備える支障物検出装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an obstacle detection device provided in a railway vehicle.

鉄道車両の安定的な運用のために、軌道(レール)を走行する鉄道車両の前方又は後方の支障物を検出する装置について開発が進められている。
特に、従来技術の一例である特許文献1には、予め決められた建築限界領域を用いて、支障物までの離隔を計測する技術が開示されている。
2. Description of the Related Art For stable operation of railroad vehicles, development of devices for detecting obstacles in front of or behind railroad vehicles running on tracks (rails) is underway.
In particular, Patent Literature 1, which is an example of conventional technology, discloses a technique of measuring the distance to an obstacle using a predetermined construction gauge area.

また、従来技術の一例である非特許文献1には、グラフカットと呼ばれる、注目した画素の推定距離が周辺の推定距離と比較して大きな差異を生じないように最適化にペナルティ項を用いる手法が開示されている。
また、従来技術の一例である特許文献2には、ラインセンサ画像中のトロリ線とトロリ線以外の物体とを切り分け、トロリ線摩耗面の誤検出を低減することを可能とした画像処理技術が開示されている。
In addition, in Non-Patent Document 1, which is an example of the conventional technology, a technique called graph cut, which uses a penalty term for optimization so that the estimated distance of a pixel of interest does not differ greatly from the estimated distances of the surrounding pixels, is described. is disclosed.
In addition, Patent Document 2, which is an example of the prior art, discloses an image processing technology that makes it possible to separate trolley wires from objects other than trolley wires in a line sensor image and reduce erroneous detection of trolley wire worn surfaces. disclosed.

V. Kolmogorov and R. Zabih, "Multi-camera scene reconstruction via graph cuts", ECCV (European Conference on Computer Vision), Vol3, 2002, pp. 82-96.V. Kolmogorov and R. Zabih, "Multi-camera scene reconstruction via graph cuts", ECCV (European Conference on Computer Vision), Vol3, 2002, pp. 82-96.

特許第6524529号公報Japanese Patent No. 6524529 特開2013-15336号公報JP 2013-15336 A

しかしながら、上記の従来技術である特許文献1では、ブロックマッチング処理によりステレオカメラ間の視差を計算して三次元位置の算出を可能としている。
しかしながら、走行中の鉄道車両の前方の映像における架線は細く、ブロックマッチングによる正確な視差計算が困難な場合がある、という問題があった。
However, in Patent Document 1, which is the conventional technology, a three-dimensional position can be calculated by calculating parallax between stereo cameras by block matching processing.
However, there is a problem that the overhead wire in the image in front of the running railway vehicle is thin, and it is sometimes difficult to perform accurate parallax calculation by block matching.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、軌道を走行する鉄道車両の支障物を高精度に安定して検出可能な技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technology capable of stably detecting obstacles on railroad vehicles running on tracks with high accuracy.

上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一態様は、上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、複数のカメラと、前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、局所的な画素のマッチング及びグラフカットにより、前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置である。 One aspect of the present invention that solves the above-described problems and achieves the object is an obstacle detection device provided in a railroad vehicle that runs on a track on which overhead wires that are electric wires are arranged, comprising: a plurality of cameras; A data processing unit that generates camera image data from images acquired by a plurality of cameras, and a distance that calculates a distance from the camera image data by local pixel matching and graph cutting, and generates and outputs distance data. a calculation unit, an electric wire recognition unit that recognizes electric wires from the camera image data, generates and outputs electric wire position data, electric wire position data generated by the electric wire recognition unit, and distance data generated by the distance calculation unit; a distance measuring unit that measures a distance value between the railway vehicle and the electric wire using , generates and outputs a distance value from the electric wire, and It is an obstacle detection device that detects an obstacle based on a value.

又は、上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一態様は、上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、複数のカメラと、前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、グレースケールトップハット処理及び結合処理により、前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置である。 Alternatively, one aspect of the present invention that solves the above-described problems and achieves the object is an obstacle detection device provided in a railroad vehicle that runs on a track on which overhead wires that are electric wires are arranged, comprising: a plurality of cameras; a data processing unit for generating camera image data from images acquired by the plurality of cameras; a distance calculation unit for calculating a distance from the camera image data, generating and outputting distance data; and grayscale top hat processing. and a wire recognition unit that recognizes wires from the camera image data, generates and outputs wire position data, and the wire position data generated by the wire recognition unit and the distance data generated by the distance calculation unit, by combining processing. and a distance measuring unit that measures a distance value between the railway vehicle and the electric wire using and generates and outputs a distance value from the electric wire, and An obstacle detection device that detects an obstacle based on a distance value.

又は、上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一態様は、上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、複数のカメラと、前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置である。 Alternatively, one aspect of the present invention that solves the above-described problems and achieves the object is an obstacle detection device provided in a railroad vehicle that runs on a track on which overhead wires that are electric wires are arranged, comprising: a plurality of cameras; a data processing unit for generating camera image data from images acquired by the plurality of cameras; a distance calculation unit for calculating a distance from the camera image data, generating and outputting distance data; Using a wire recognition unit that recognizes a wire and generates and outputs wire position data, the wire position data generated by the wire recognition unit, and the distance data generated by the distance calculation unit, the railway vehicle and a distance measuring unit that measures a distance value from the electric wire, generates and outputs a distance value from the electric wire, and the data processing unit detects an obstacle based on the distance value from the electric wire. It is an obstacle detection device.

本発明によれば、軌道を走行する鉄道車両の支障物を高精度に安定して検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the obstruction of the rail vehicle which runs a track|orbit can be detected stably with high precision.

図1は、実施形態に係る支障物検出装置を備える鉄道車両を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing a railway vehicle equipped with an obstacle detection device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る支障物検出装置の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the obstacle detection device according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る支障物検出装置で行う支障物検出方法を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an obstacle detection method performed by the obstacle detection device according to the embodiment. 図4は、実施形態において、複数のカメラ3により取得した映像からのカメラ画像を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing camera images from videos acquired by a plurality of cameras 3 in the embodiment. 図5は、図4に示すカメラ画像に対して電線検出領域を設定した図である。FIG. 5 is a diagram in which electric wire detection areas are set for the camera image shown in FIG. 図6は、図5に示す電線検出領域に対してネガポジ反転処理を行った結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the result of negative/positive inversion processing performed on the electric wire detection area shown in FIG. 図7は、図6に対してラベリング処理を行った結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the result of performing labeling processing on FIG. 図8は、図7に対して結合処理を行った結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the result of performing the merging process on FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
However, the present invention is not to be construed as limited by the description of the following embodiments.

<実施形態1>
図1は、本実施形態に係る支障物検出装置1を備える鉄道車両2を示す上面図である。
図1に示す鉄道車両2は、軌道4上を進行方向に向かって走行する。
図1に示す鉄道車両2は、車両先頭に固定された複数のカメラ3を備え、複数のカメラ3により取得されたカメラ画像データは支障物検出装置1に送られる。
支障物検出装置1は、当該カメラ画像データにより鉄道車両2の前方を監視し、鉄道車両2の前方の支障物を検出する。
なお、ここで、支障物としては、樹木を想定している。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a top view showing a railway vehicle 2 equipped with an obstacle detection device 1 according to this embodiment.
A railway vehicle 2 shown in FIG. 1 runs on a track 4 in the direction of travel.
A railway vehicle 2 shown in FIG. 1 includes a plurality of cameras 3 fixed to the head of the vehicle, and camera image data acquired by the plurality of cameras 3 is sent to the obstacle detection device 1 .
The obstacle detection device 1 monitors the front of the railroad vehicle 2 using the camera image data, and detects obstacles in front of the railroad vehicle 2 .
Here, trees are assumed as obstacles.

なお、複数のカメラ3は、車両先頭ではなく、車両後尾に固定して設けられていてもよい。
複数のカメラ3が車両後尾に設けられている場合には、支障物検出装置1は、複数のカメラ3により取得されたカメラ画像データにより鉄道車両2の後方を監視し、鉄道車両2の後方の支障物を検出する。
Note that the plurality of cameras 3 may be fixedly provided at the rear of the vehicle instead of at the front of the vehicle.
When a plurality of cameras 3 are provided at the rear of the vehicle, the obstacle detection device 1 monitors the rear of the railroad vehicle 2 using the camera image data acquired by the plurality of cameras 3, and monitors the rear of the railroad vehicle 2. Detect obstacles.

図2は、本実施形態に係る支障物検出装置1の構成を示す機能ブロック図である。
図2に示す支障物検出装置1は、データ処理部11と、距離算出部12と、電線認識部13と、離隔計測部14と、を備える。
データ処理部11は、複数のカメラ3により取得された映像からカメラ画像データを生成する。
距離算出部12は、入力されたカメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する。
電線認識部13は、入力されたカメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する。
離隔計測部14は、電線認識部13が生成した電線位置データと、距離算出部12が生成した距離データと、を用いて、鉄道車両2と電線との離隔値を計測し、電線からの離隔値を生成して出力する。
なお、電線からの離隔値は、データ処理部11に送られ、データ処理部11は、電線からの離隔値に基づいて支障物を検出し、検出結果を必要に応じて運転者、車掌又は管理者等に報知する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the obstacle detection device 1 according to this embodiment.
The obstacle detection device 1 shown in FIG. 2 includes a data processing section 11, a distance calculation section 12, an electric wire recognition section 13, and a distance measurement section .
The data processing unit 11 generates camera image data from images acquired by the plurality of cameras 3 .
The distance calculator 12 calculates a distance from the input camera image data, generates distance data, and outputs the generated distance data.
The electric wire recognition unit 13 recognizes electric wires from the input camera image data, generates and outputs electric wire position data.
Using the wire position data generated by the wire recognition unit 13 and the distance data generated by the distance calculation unit 12, the distance measurement unit 14 measures the distance value between the railway vehicle 2 and the wire, and calculates the distance from the wire. Generate and print a value.
The distance value from the electric wire is sent to the data processing unit 11, and the data processing unit 11 detects obstacles based on the distance value from the electric wire. Notify the person, etc.

図3は、本実施形態に係る支障物検出装置1で行う支障物検出方法を示すフローチャートである。
図3に示すように、支障物検出装置1が処理を開始すると、距離算出部12がカメラ画像データから距離を算出して距離データを生成し(距離算出処理S101)、電線認識部13がカメラ画像データから電線を認識して電線位置データを生成し(電線認識処理S102)、離隔計測部14が距離データ及び電線位置データを用いて鉄道車両2と電線との離隔値を計測し、電線からの離隔値を生成し(離隔計測処理S103)、処理を終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing an obstacle detection method performed by the obstacle detection device 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 3, when the obstacle detection device 1 starts processing, the distance calculation unit 12 calculates the distance from the camera image data to generate distance data (distance calculation processing S101), and the electric wire recognition unit 13 detects the camera image data. A wire is recognized from the image data to generate wire position data (wire recognition processing S102). is generated (distance measurement processing S103), and the processing ends.

図4は、本実施形態において、複数のカメラ3により取得した映像からのカメラ画像を示す図である。
本実施形態に係る支障物検出装置1は、図4に示すカメラ画像から支障物の検出を行うに際し、まず、複数のカメラ3から撮像範囲の距離算出を行う。
FIG. 4 is a diagram showing camera images from videos acquired by a plurality of cameras 3 in this embodiment.
When the obstacle detection apparatus 1 according to the present embodiment detects an obstacle from the camera images shown in FIG.

まず、距離算出部12は、以下に説明するように距離を算出し、距離データを生成して出力する。
複数のカメラ3の各々の相対的な位置及び姿勢が予め明らかである場合には、三角測量の原理により、複数のカメラ3の各々から障害物までの距離を算出することができる。
なお、距離を算出する際には、一つのカメラにより撮像された画像において注目した画素が、他のカメラにより撮像された画像においていずれの画素に相当するのかを特定することを要する。
このような方法としては、ブロックマッチングと呼ばれる、画像中の特定の画素の周辺の画素と類似する領域を他のカメラの画像から探す手法が広く用いられている。
ブロックマッチングは、画像における注目した画素の周辺が特徴的なテクスチャを有する場合には有効であるが、このような特徴的なテクスチャが存在しない場合にはブロックマッチング結果が一意に定まらず、特定が困難なことがある。
このような問題を解決するために、グラフカットと呼ばれる、注目した画素の推定距離が周辺の推定距離と比較して大きな差異を生じないように最適化にペナルティ項を用いる手法がある。
このような手法は、例えば非特許文献1に開示されている。
距離算出部12は、上述のブロックマッチング及びグラフカットを用いることで、距離算出を高精度に行うことができる。
First, the distance calculator 12 calculates a distance as described below, generates distance data, and outputs the data.
If the relative positions and orientations of the multiple cameras 3 are known in advance, the distance from each of the multiple cameras 3 to the obstacle can be calculated by the principle of triangulation.
Note that when calculating the distance, it is necessary to specify which pixel in the image captured by the other camera corresponds to the pixel of interest in the image captured by one camera.
As such a method, a technique called block matching is widely used, in which an area similar to pixels surrounding a specific pixel in an image is searched from images of other cameras.
Block matching is effective when there is a characteristic texture around the pixel of interest in the image. It can be difficult.
In order to solve such a problem, there is a technique called graph cut, which uses a penalty term for optimization so that the estimated distance of a pixel of interest does not differ greatly from the estimated distances of surrounding pixels.
Such a technique is disclosed in Non-Patent Document 1, for example.
The distance calculation unit 12 can perform distance calculation with high accuracy by using the above-described block matching and graph cutting.

このように、距離算出部12は、局所的な画素のマッチングであるブロックマッチングと、グラフカットと、を行うことで、エッジ検出、2値化処理及び塊検出を行うことなく距離算出を高精度に行うことができる。 In this way, the distance calculation unit 12 performs block matching, which is local pixel matching, and graph cutting, so that distance calculation can be performed with high accuracy without performing edge detection, binarization processing, and cluster detection. can be done.

電線認識部13は、以下に説明するように電線を認識し、複数のカメラ3の各々において電線の認識を行い、電線位置データを生成して出力する。 The electric wire recognition unit 13 recognizes electric wires as described below, recognizes electric wires in each of the plurality of cameras 3, and generates and outputs electric wire position data.

まず、電線認識部13は、カメラ画像に対して電線検出領域の設定を行う。
図5は、図4に示すカメラ画像に対して電線検出領域を設定した図である。
図5においては、鉄道車両2がカメラ画像中の右側の線路を走行しており、この場合には、カメラ画像を縦横に2分割、全体を4分割した右上の領域に電線検出領域が設定されている。
First, the wire recognition unit 13 sets the wire detection area for the camera image.
FIG. 5 is a diagram in which electric wire detection areas are set for the camera image shown in FIG.
In FIG. 5, the railcar 2 is running on the right railroad track in the camera image. ing.

次に、電線認識部13は、設定したカメラ画像の電線検出領域に対して輝度値のネガポジ反転処理を行い、グレースケールトップハット処理及び2値化処理により周辺領域よりも(ポジ画像で)暗く、且つ細い物体を抽出する。
このような処理は、例えば特許文献2に開示されている。
図6は、図5に示す電線検出領域に対してネガポジ反転処理を行った結果を示す図である。
図6においては、図5に示す電線に相当する部分が白色の線状で示されている。
Next, the electric wire recognition unit 13 performs negative-positive inversion processing on the luminance value of the electric wire detection area of the set camera image, and performs grayscale top-hat processing and binarization processing to make the area darker than the surrounding area (positive image). , and extract thin objects.
Such a process is disclosed, for example, in US Pat.
FIG. 6 is a diagram showing the result of negative/positive inversion processing performed on the electric wire detection area shown in FIG.
In FIG. 6, portions corresponding to the electric wires shown in FIG. 5 are indicated by white lines.

次に、電線認識部13は、ラベリング処理を行う。
図7は、図6に対してラベリング処理を行った結果を示す図である。
図7においては、6つの領域が各々ラベリング処理されている。
図7に示す丸囲み数字中の番号は、領域番号を示す。
ラベリング処理によれば、注目領域の4近傍が結合している領域を同じラベルにクラスタリングすることで、抽出した領域を塊として扱うことができる。
カメラ画像中の電線は、ノイズ等又は曲線引金具若しくは電柱等の構造物により途切れてしまうものの、ラベリング処理によって複数の領域の結合処理が可能になる。
Next, the electric wire recognition unit 13 performs labeling processing.
FIG. 7 is a diagram showing the result of performing labeling processing on FIG.
In FIG. 7, six regions are each labeled.
The numbers in the circled numbers shown in FIG. 7 indicate the area numbers.
According to the labeling process, the extracted regions can be handled as a cluster by clustering the regions where the four neighboring regions of the attention region are connected with the same label.
Although the electric wire in the camera image is cut off due to noise or the like or structures such as curvilinear fittings or utility poles, the labeling process enables the process of combining a plurality of areas.

次に、電線認識部13は、ラベリング処理を行ったデータに対して結合処理を行う。
図8は、図7に対して結合処理を行った結果を示す図である。
図8においては、図7に示す第1の領域と第2の領域とが結合され、図7に示す第3の領域と第5の領域とが結合され、図7に示す第4の領域と第6の領域とが結合されている。
複数の領域の結合処理は、ラベリング領域間の直線近似後の角度差及び距離を用いて、2回行われる。
第1の結合処理では、ノイズ等に起因して途切れてしまった領域を結合するために、角度差及び距離の閾値を小さく設定する。
第2の結合処理では、曲線引金具又は電柱等の構造物に起因して途切れてしまった領域を結合するために、角度差及び距離の閾値を大きく設定する。
結合処理において、角度差及び距離が閾値内となる候補が複数存在する場合には、ラベリング領域間の距離が最短である候補と結合を行う。
結合処理において結合された複数の領域の間では、直線補間によってデータが補間される。
Next, the electric wire recognition unit 13 performs connection processing on the data that has been subjected to the labeling processing.
FIG. 8 is a diagram showing the result of performing the merging process on FIG.
8, the first and second regions shown in FIG. 7 are combined, the third and fifth regions shown in FIG. 7 are combined, and the fourth region shown in FIG. and the sixth region.
The process of combining multiple regions is performed twice using the angular difference and distance after linear approximation between labeling regions.
In the first combining process, the threshold values of the angular difference and the distance are set small in order to combine regions that have been cut off due to noise or the like.
In the second merging process, the angular difference and distance thresholds are set large in order to merge regions that have been discontinued due to structures such as curvilinear pulls or utility poles.
In the merging process, if there are multiple candidates whose angular difference and distance are within the thresholds, the candidate with the shortest distance between labeling regions is merged.
Data is interpolated by linear interpolation between a plurality of areas that are combined in the combining process.

次に、電線認識部13は、複数のカメラ3の各々で取得されたカメラ画像の間で検出された電線の対応付けを行う。
各画像から検出された複数の電線間のすべての組み合わせにおいて、三角測量の原理によりカメラ3からの距離を算出する。
ここで、予め設定された電線の存在領域の範囲に、平均のX座標及びY座標が入らない組み合わせを除外し、1つの電線について複数の組み合わせが存在する場合には、図4に示すu方向の順序が同じ組み合わせを採用する。
このようにして、電線認識部13は、電線の認識を行い、電線位置データを生成する。
Next, the electric wire recognition unit 13 associates electric wires detected between the camera images acquired by each of the plurality of cameras 3 .
The distance from the camera 3 is calculated according to the principle of triangulation for all combinations between a plurality of electric wires detected from each image.
Here, excluding combinations in which the average X coordinate and Y coordinate do not fall within the range of the electric wire existing region set in advance, and when there are a plurality of combinations for one electric wire, the u direction shown in FIG. A combination in which the order of is the same is adopted.
In this manner, the electric wire recognition unit 13 recognizes electric wires and generates electric wire position data.

このように、電線認識部13は、グレースケールトップハット処理及び結合処理により、電線位置の取得を行うことができる。 In this way, the wire recognizing unit 13 can acquire the position of the wire through the grayscale top hat processing and the combining processing.

離隔計測部14は、距離算出部12で生成された距離データ(x,y,z)及び電線認識部13で生成された電線位置データ(xtrolley,ytrolley,ztrolley)を用いて、下記の式(1)により電線位置からの離隔値を計算する。
なお、下記の式(1)では、xy平面における離隔値distが算出されるが、yz平面及びzx平面においても同様に離隔値distが算出される。
また、電線が複数検出された場合には、最も外側の電線からの離隔値が算出されるようにする。
The distance measurement unit 14 uses the distance data (x, y, z) generated by the distance calculation unit 12 and the wire position data (x trolley , y trolley , z trolley ) generated by the wire recognition unit 13 to calculate the following Calculate the distance value from the wire position by the formula (1).
Although the distance value dist in the xy plane is calculated in the following formula (1), the distance value dist is similarly calculated in the yz plane and the zx plane.
Also, when a plurality of electric wires are detected, the distance value from the outermost electric wire is calculated.

Figure 2023023692000002
Figure 2023023692000002

そして、データ処理部11は、予め設定した管理値を閾値として設定し、上式(1)により算出された離隔値が閾値以下となる場合には、支障物の存在を検出する。 Then, the data processing unit 11 sets a preset management value as a threshold, and detects the existence of an obstacle when the distance value calculated by the above formula (1) is equal to or less than the threshold.

このように、離隔計測部14は、電線からの離隔値を算出することができ、支障物の検出を可能とすることができる。 In this way, the distance measuring unit 14 can calculate the distance value from the electric wire, and can detect obstacles.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の構成に対して、構成要素の付加、削除又は転換を行った様々な変形例も含むものとする。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications in which components are added, deleted, or converted to the above-described configuration.

1 支障物検出装置
11 データ処理部
12 距離算出部
13 電線認識部
14 離隔計測部
2 鉄道車両
3 カメラ
4 軌道
1 obstacle detection device 11 data processing unit 12 distance calculation unit 13 electric wire recognition unit 14 distance measurement unit 2 railway vehicle 3 camera 4 track

Claims (3)

上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、
複数のカメラと、
前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、
局所的な画素のマッチング及びグラフカットにより、前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、
前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、
前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、
前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置。
An obstacle detection device provided in a railroad vehicle running on a track on which an overhead wire, which is an electric wire, is arranged above,
multiple cameras and
a data processing unit that generates camera image data from images acquired by the plurality of cameras;
a distance calculation unit that calculates a distance from the camera image data by local pixel matching and graph cutting, and generates and outputs distance data;
an electric wire recognition unit that recognizes an electric wire from the camera image data and generates and outputs electric wire position data;
Using the wire position data generated by the wire recognition unit and the distance data generated by the distance calculation unit, the distance value between the railway vehicle and the wire is measured, and the distance value from the wire is generated. and a distance measuring unit that outputs the
The obstacle detection device, wherein the data processing unit detects an obstacle based on a distance value from the electric wire.
上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、
複数のカメラと、
前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、
前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、
グレースケールトップハット処理及び結合処理により、前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、
前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、
前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置。
An obstacle detection device provided in a railroad vehicle running on a track on which an overhead wire, which is an electric wire, is arranged above,
multiple cameras and
a data processing unit that generates camera image data from images acquired by the plurality of cameras;
a distance calculation unit that calculates a distance from the camera image data and generates and outputs distance data;
a wire recognition unit that recognizes wires from the camera image data by grayscale top hat processing and combination processing, and generates and outputs wire position data;
Using the wire position data generated by the wire recognition unit and the distance data generated by the distance calculation unit, the distance value between the railway vehicle and the wire is measured, and the distance value from the wire is generated. and a distance measuring unit that outputs the
The obstacle detection device, wherein the data processing unit detects an obstacle based on a distance value from the electric wire.
上方に電線である架線が配された軌道を走行する鉄道車両が備える支障物検出装置であって、
複数のカメラと、
前記複数のカメラにより取得された映像からカメラ画像データを生成するデータ処理部と、
前記カメラ画像データから距離を算出し、距離データを生成して出力する距離算出部と、
前記カメラ画像データから電線を認識し、電線位置データを生成して出力する電線認識部と、
前記電線認識部が生成した電線位置データと、前記距離算出部が生成した距離データと、を用いて、前記鉄道車両と前記電線との離隔値を計測し、前記電線からの離隔値を生成して出力する離隔計測部と、を備え、
前記データ処理部は、前記電線からの離隔値に基づいて支障物を検出する支障物検出装置。
An obstacle detection device provided in a railroad vehicle running on a track on which an overhead wire, which is an electric wire, is arranged above,
multiple cameras and
a data processing unit that generates camera image data from images acquired by the plurality of cameras;
a distance calculation unit that calculates a distance from the camera image data and generates and outputs distance data;
an electric wire recognition unit that recognizes an electric wire from the camera image data and generates and outputs electric wire position data;
Using the wire position data generated by the wire recognition unit and the distance data generated by the distance calculation unit, the distance value between the railway vehicle and the wire is measured, and the distance value from the wire is generated. and a distance measuring unit that outputs the
The obstacle detection device, wherein the data processing unit detects an obstacle based on a distance value from the electric wire.
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