JP2023056879A - 車両検出装置及び車両検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の検出に関する構成を簡素にすることができ、設置のための調整にかかる時間や手間を低減することが可能な車両検出装置及び車両検出方法を提供する。【解決手段】車両検出装置１は、プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両２１の間と、少なくとも一つの車両扉２２を被写体として一つの画角内で撮像することができ、撮像結果である３次元撮像データを生成するカメラ５と、生成された３次元撮像データに基づいて、カメラ５によって撮像されている列車が停止しているか否かを検出する列車停止検出部と、生成された３次元撮像データに基づいて、カメラ５によって撮像されている列車の停止位置を検出する停止位置検出部と、生成された３次元撮像データに基づいて、３次元撮像部によって撮像されている車両扉２２の開閉を検出する扉開閉検出部とを備える。【選択図】図５

Description

本開示は、車両検出装置及び車両検出方法に関するものである。

プラットホームに設置されたホームドア装置は、プラットホームの縁に沿って設けられる戸袋部と、戸袋部に対して出入するドア部を有する。列車が運行する路線において、ＴＡＳＣ制御又はＡＴＯ制御が導入されていない場合、列車がプラットホームに侵入したとき、列車が定位置に停止しているか否かを検出する停止検出センサーがプラットホームに設けられている。また、列車の扉の開閉タイミングに応じてホームドアのドア部を開閉させるため、列車の扉の開閉を検出する扉開閉検出センサーもプラットホームに設けられる。さらに、列車がプラットホームに在線しているか否かを検出する在線検出センサーがプラットホームに設けられている。

下記の特許文献１には、列車位置判定装置であって、列車とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影を撮像して、撮像画像から列車位置を判定する技術が開示されている。特許文献２には、車両検出装置であって、車両が走行する線路を含む領域を撮像して、撮像画像に含まれる直線を検出し、撮像画像が予め設定された範囲内の角度を有する直線を含む場合に、撮像画像が車両を含まないと判定する技術が開示されている。

また、特許文献３には、自動閉扉装置であって、ホームドア装置に対面して停車する車両の乗降口を撮像し、撮像された実時間画像と基準画像を比較して、乗降口の扉の開閉状態を判別する技術が開示されている。特許文献４には、車両ドア開閉検知装置であって、乗降口付近の車両床面を含む範囲を測距対象範囲として設定している距離画像センサが三次元距離画像を取得し、取得された三次元距離画像に基づいて車両ドアの開閉状態を判断する技術が開示されている。

特開２０２１－６６３７９号公報 特開２０１９－１９１７６３号公報 特開２０２０－６２９０７号公報 特開２０１３－１００００８号公報

従来、上述した停止検出センサー、扉開閉検出センサー、及び、在線検出センサーが別々に設けられていることから、設置やメンテナンスなどにおいて手間や費用がかかっているという問題がある。

また、レーザーを用いた３次元距離センサーによって取得される３次元距離画像は、列車の車両や扉の形態、周辺環境をそれぞれ区別して検出したり、車両や扉の動作を記録したりすることが困難である。そのため、３次元距離センサーを用いた検出は、トラブル発生時の状況確認や、トラブル解消対策の検討を行うことが難しい。さらに、３次元距離センサーがプラットホームや車両を検出するとき、天候や時間帯に応じて変化する外部環境の影響を受けやすく、３次元距離センサーの試験運用や検出精度を向上させるための設置前の調整に時間がかかるという問題がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、車両の検出に関する構成を簡素にすることができ、設置のための調整にかかる時間や手間を低減することが可能な車両検出装置及び車両検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の車両検出装置及び車両検出方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示に係る車両検出装置は、プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両の間と、少なくとも一つの車両扉を被写体として一つの画角内で撮像することができ、撮像結果である３次元撮像データを生成する３次元撮像部と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出する列車停止検出部と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出する停止位置検出部と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出する扉開閉検出部とを備える。

本開示に係る車両検出方法は、プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両の間と、少なくとも一つの車両扉を被写体として一つの画角内で撮像することができる３次元撮像部が、撮像結果である３次元撮像データを生成するステップと、列車停止検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出するステップと、停止位置検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出するステップと、扉開閉検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出するステップとを備える。

本開示によれば、車両の検出に関する構成を簡素にすることができ、設置のための調整にかかる時間や手間を低減することができる。

プラットホーム及び停止している列車を示す概略図であり、カメラの位置を示している。 プラットホーム及び列車を示す概略図であり、列車を側面から見た図である。 プラットホーム及び列車を示す概略図であり、列車を正面から見た図である。 プラットホーム及び停止している列車を示す部分拡大平面図である。 本開示の一実施形態に係る車両検出装置を示すブロック図である。 カメラによって撮像された画像及び座標軸を示す図である。 本開示の一実施形態に係る車両検出装置の画像処理部を示すブロック図である。 カメラによって撮像された画像及び車両停止検出処理を示す図である。 カメラによって撮像された画像及び停止位置検出処理を示す図である。 カメラによって撮像された画像及び扉開閉検出処理を示す図である。 カメラによって撮像された画像及び車両在線検出処理を示す図であり、列車がプラットホームに侵入していない状態を示す。 カメラによって撮像された画像及び車両在線検出処理を示す図であり、列車がプラットホームに侵入した状態を示す。 本開示の一実施形態に係る車両検出装置の動作を示すフローチャートである。

本開示の一実施形態に係る車両検出装置１について、図面を参照して説明する。
車両検出装置１は、図１から図３に示すように、カメラ５が列車２０を撮像することによって、列車２０の停止状況の検出、列車２０の停止位置の検出、車両扉２２の開閉の検出、列車２０の在線検出を行う。車両検出装置１によるそれぞれの検出結果に基づく情報は、プラットホームドア装置１０の制御装置１３（図５参照）に送信されて、プラットホームドア装置１０の開閉制御に用いられる。

なお、プラットホームドア装置１０は、図４に示すように、プラットホーム１５上に設置される本体部１１と、本体部１１に対して移動するドア部１２などを備えている。列車２０がプラットホーム１５に進入する際、プラットホームドア装置１０のドア部１２が閉鎖していることによって、プラットホーム１５からの人や荷物等の落下を防止できる。また、列車２０がプラットホーム１５に到着すると、列車２０の車両扉２２及びプラットホームドア装置１０のドア部１２が開き、乗車客の乗り降りが可能となる。

車両検出装置１は、図５に示すように、検出部２と、制御部３と、記憶部４などを備える。また、検出部２は、カメラ５と、画像処理部６などを備える。

検出部２は、カメラ５が被写体を撮像して撮像データを生成し、生成された撮像データを画像処理して、処理結果に基づいて、列車２０の停止状況の検出、列車２０の停止位置の検出、車両扉２２の開閉の検出、列車２０の在線検出を行う。なお、図６に示すように、カメラ５で撮像される画像内において、プラットホーム１５の延設方向、すなわち、列車２０の進行方向に対してほぼ平行方向がＸ軸とされ、Ｘ軸に直交し、列車２０の高さ方向に対してほぼ平行方向がＹ軸とされる。また、Ｘ軸及びＹ軸に直交し、車両２１の幅方向、すなわち、車両扉２２から車両２１の内部方向に対してほぼ平行方向がＺ軸とされる。

カメラ５は、動画像を撮影することが可能なデジタルカメラであって、カメラ５は、撮像素子を二つ備えてステレオ画像を取得するステレオカメラである。カメラ５は、撮像結果である３次元撮像データを生成する。カメラ５がステレオカメラであることから、画像処理によってカメラ５で撮像された対象物の位置座標が算出可能である。カメラ５は、生成した３次元撮像データを画像処理部６へ送信する。カメラ５は、３次元撮像部の一例である。

カメラ５は、例えばプラットホーム１５上に設置され、プラットホーム１５に停止した状態の列車２０の隣り合う二つの車両２１の間と、少なくとも一つの車両扉２２を被写体として一つの画角内で撮像する。撮像された結果は、二つの車両２１と、車両２１の間の空間と、車両扉２２を確認できる画像である。

カメラ５は、図１に示すように、プラットホーム１５の一つの番線に例えば３台設置される。３台のカメラ５が設置される場合、列車２０の複数の車両２１のうち前方、後方、中間の車両２１のそれぞれに対応する位置に設置されることが望ましい。これにより、各撮像データに基づく検出結果を比較することができ、車両検出装置１による検出精度を向上させることができる。

画像処理部６は、カメラ５で生成された３次元撮像データをカメラ５から取得する。画像処理部６は、取得された３次元撮像データに基づいて、列車２０の停止状況の検出、列車２０の停止位置の検出、車両扉２２の開閉の検出、列車２０の在線検出を行う。検出部２は、制御部３と接続されており、画像処理部６は、検出結果である列車２０の停止状況に関する情報、停止位置に関する情報、車両扉２２の開閉に関する情報、列車２０の在線に関する情報を制御部３へ送信する。また、画像処理部６は、３次元撮像データを記憶部４へ送信する。

制御部３は、列車２０の停止状況に関する情報、停止位置に関する情報、車両扉２２の開閉に関する情報、列車２０の在線に関する情報を画像処理部６から受信する。制御部３は、列車２０の停止状況に関する情報、停止位置に関する情報、車両扉２２の開閉に関する情報、列車２０の在線に関する情報に基づいて、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開閉を指示するための開閉指示信号を生成する。制御部３は、生成された開閉指示信号をプラットホームドア装置１０の制御装置１３へ送信する。

記憶部４は、補助記憶装置であって、例えば、複数の車両検出装置１とＬＡＮを介して接続されるＮＡＳ（Network Attached Storage）である。記憶部４は、画像処理部６から受信した３次元撮像データを記録し保管する。記憶部４に記録されている３次元撮像データは、外部のコンピュータ、例えば駅監視用のコンピュータである監視装置１４（図５参照）などで再生可能である。記憶部４は、第２記憶部の一例である。

記憶部４は、生成された３次元撮像データを記録する。生成された３次元撮像データが記憶部４に記録されることから、列車２０がプラットホーム１５に停止する前後の状況や、車両扉２２の開閉の状況、列車２０がプラットホーム１５から出発する前後の状況を、トラブル発生時などにおいて再生して確認することができる。

検出部２の画像処理部６、制御部３及び制御装置１３は、プログラムによって実行されるコンピュータである。

プラットホームドア装置１０の制御装置１３は、制御部３から受信した開閉指示信号に基づいて、プラットホームドア装置１０のドア部１２を駆動するためのドア駆動信号を生成する。生成されたドア駆動信号は、プラットホームドア装置１０の駆動モータに送られて、駆動モータの運転によってドア部１２が駆動される。

＜画像処理部＞
画像処理部６は、図７に示すように、列車停止検出部３１と、停止位置検出部３２と、扉開閉検出部３３と、車両在線検出部３４と、記憶部３５などを備える。以下、列車停止検出部３１、停止位置検出部３２、扉開閉検出部３３及び車両在線検出部３４について説明する。

＜列車停止検出部＞
列車停止検出部３１は、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、カメラ５によって撮像されている列車２０が停止しているか否かを検出する。

例えば、列車停止検出部３１は、速度算出部４１と、停止検出部４２を有する。速度算出部４１は、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、プラットホーム１５に停止する列車２０の速度を算出する。停止検出部４２は、算出された速度に基づいて、列車２０が停止しているか否かを検出する。

まず、速度算出部４１は、図８に示すように、カメラ５から取得した画像に水平方向のラインＬ１を設定し、そのラインＬ１上の画素の輝度値を読み取る。速度算出部４１は、ラインＬ１上の画素の位置と各画素の輝度値の関係から生成される輝度波形を複数の画像同士で比較して、輝度波形の移動量（単位時間当たりの移動距離）を算出し、算出された移動量に基づいて、列車２０の速度を算出する。列車２０の速度が速いとき、複数の画像間で輝度波形の相関が得られない場合があるが、列車２０の速度が遅いときは、複数の画像間で輝度波形の相関が得られる。列車停止検出部３１は、列車２０の停止を検出できればよいため、列車２０の速度が遅いときに相関が得られる上述した方法で列車２０の速度を算出する。

速度算出部４１は、平行な２本の水平方向のラインＬ１を設定することによって、１本のラインＬ１を設定する場合と異なり、外乱によって受ける影響を低減でき、速度の算出精度を向上させることができる。２本のラインＬ１に基づいて算出される二つの速度は、高い値の速度を採用することによって、停止しているか否かの判断に確実性を持たせることができる。また、カメラ５から取得した画像のうちラインＬ１上の輝度値の分布を用いることによって、面上の輝度値の分布を用いて速度を算出する場合と異なり、処理時間を低減できる。

停止検出部４２は、速度算出部４１で算出された速度が０となったとき、列車２０が停止していると判断する。他方、停止検出部４２は、速度算出部４１で算出された速度が０を超えているとき、列車２０が停止しておらず、移動していると判断する。

列車停止検出部３１によって検出された列車２０の停止という情報は、停止位置検出を開始するか否かの判断や、プラットホームドア装置１０の開閉を行うことができるか否かの判断に用いられる。

＜停止位置検出部＞
停止位置検出部３２は、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、カメラ５によって撮像されている列車２０の停止位置を検出する。

例えば、停止位置検出部３２は、車両端面抽出部５１と、端面位置検出部５２を有する。
車両端面抽出部５１は、図９に示すように、生成された３次元撮像データに基づいて、隣り合う二つの車両２１の互いに向かい合う端面２１ａの一つを抽出する。具体的には、車両端面抽出部５１は、まず、３次元撮像データから画像内の対象物の法線ベクトルを算出する。そして、車両端面抽出部５１は、列車２０の進行方向とほぼ平行な方向の軸（Ｘ軸）と平行な法線ベクトルを有する面を抽出する。図９では、抽出されたＸ軸と平行な法線ベクトルを有する面の例を灰色の領域で示している。車両端面抽出部５１は、カメラ５から取得した画像内に端面検出範囲Ｓ１を設定し、その範囲内でＸ軸と平行な法線ベクトルを有する面を抽出する。

予め設定された端面検出範囲Ｓ１で、車両端面抽出部５１によってＸ軸と平行な法線ベクトルを有する面が抽出されたとき、車両端面抽出部５１は、その面を車両２１の端面２１ａとして判断する。車両端面抽出部５１は、端面検出範囲Ｓ１を設定することによって、予め端面２１ａが検出されると予測される範囲のみで端面２１ａの抽出が行われる。したがって、画面全体からＸ軸と平行な法線ベクトルを有する面を抽出する場合と異なり、車両２１の端面２１ａとは異なる面の抽出を防止でき、端面２１ａの抽出精度を向上させることができる。

端面位置検出部５２は、車両２１の端面２１ａとして判断された、Ｘ軸と平行な法線ベクトルを有する面のＸ座標の平均値を算出する。算出されたＸ座標の平均値が、画像内での車両２１の端面２１ａの位置である。端面位置検出部５２は、基準位置Ｐ１を３次元撮像データの画角内に予め設定する。端面位置検出部５２は、Ｘ軸と平行な法線ベクトルを有する面のＸ座標の平均値と上記の基準位置Ｐ１とに基づいて、基準位置Ｐ１から端面２１ａまでの距離を算出する。端面位置検出部５２は、定位置に列車２０が停止したときの基準位置Ｐ１から端面２１ａまでの距離と比較して、定位置に対する列車２０の実際の停止位置を検出する。

停止位置検出部３２によって検出された停止位置は、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開閉を行うことができるか否かの判断や、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開口位置が可変であるときの開口位置の調整に用いられる。

＜扉開閉検出部＞
扉開閉検出部３３は、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、車両扉２２の開閉を検出する。

例えば、扉開閉検出部３３は、開口部判断部６１と、開閉検出部６２などを有する。
開口部判断部６１は、生成された３次元撮像データに基づいて、車両扉２２の開口部を判断する。具体的には、開口部判断部６１は、生成された３次元撮像データに基づいて、閉じた状態の車両扉２２と車両２１の側面との段差部による車両高さ方向に延びるエッジを検出し、検出されたエッジを車両扉２２の開口部として判断する。また、検出されたエッジの間の閉じた状態の車両扉２２の表面の座標を取得して、その座標を基準面として記憶部３５に記録する。記憶部３５は、第１記憶部の一例である。なお、図１０に示すように、基準面のうち列車２０の進行方向に対して平行な１本のラインＬ２上の座標が記録されればよい。

開口部判断部６１は、図１０に示すように、開口部検出範囲Ｓ２を設定することによって、予め開口部が検出されると予測される範囲のみで開口部が判断される。したがって、画面全体から開口部を判断する場合と異なり、判断精度を向上させることができる。

開閉検出部６２は、開口部判断部６１で判断された開口部において車両扉２２の開閉を検出する。具体的には、開閉検出部６２は、逐次、記録されたラインＬ２上の各点の車両幅方向（Ｚ軸方向）の座標を取得する。すなわち、車両扉２２が閉じた状態で基準面として記録したときのラインＬ２上の各点のＺ軸方向の座標をゼロとすると、車両扉２２が開くことによって、Ｚ軸方向の座標が変化する。そして、開閉検出部６２は、各点の新たに取得されたＺ軸方向の座標が所定の閾値Ｔ１を超えたとき、その点では、車両扉２２が開口したと判断する。開閉検出部６２は、開口率、すなわち、ラインＬ２上の点の合計数に対する開口したと判断された点の数の割合を算出する。車両扉２２が全て開くことによって、開口率は１００％となる。開閉検出部６２は、例えば、開口率が３０％以下であるとき、車両扉２２が閉じていると検出し、開口率が３０％を超えたとき、車両扉２２が開いていると検出する。

なお、カメラ５の設置位置と車両扉２２の位置との関係によって、カメラ５で撮像された画像内では、車両高さ方向のエッジが斜めとなり、車両扉２２の開口部が台形形状となって撮像される場合がある。この場合、開口部判断部６１は、撮像結果の開口部に対して射影変換を行なって、車両高さ方向のエッジが画像内で垂直方向とされて、車両扉２２の開口部が長方形形状となるように変形することが望ましい（図１０の２点鎖線参照）。この状態で、開閉検出部６２がラインＬ２上の各点のＺ軸方向の座標を取得することによって、車両扉２２の開閉をより正確に検出できる。

車両扉２２が開いた後、乗客が出入りすることで、各点のＺ軸方向の座標が変動する。乗客の体が基準面に近い位置にあることによって、Ｚ軸方向の座標が所定の閾値Ｔ１以下であるとき、車両扉２２が閉じていると判断される。しかし、発明者らの実験結果によると、乗客１人分が占める割合は、全体の開口幅に対して約１０％と算出された。通常、一つの車両扉２２において同時に乗客が出入りできる人数は３人又は４人が上限であり、乗客の出入りによって開口率は６０％から７０％と算出される場合がある。しかし、車両扉２２が閉じていると検出する開口率の上限を３０％と設定する場合は、十分なマージンがあり、乗客の出入りは車両扉２２の開閉検出に影響を及ぼさない。

扉開閉検出部３３によって検出された車両扉２２が開状態にあるという情報は、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開動作を開始させるか否かの判断に用いられる。扉開閉検出部３３によって検出された車両扉２２が閉状態にあるという情報は、プラットホームドア装置１０のドア部１２の閉動作を開始させるか否かの判断に用いられる。

＜車両在線検出部＞
車両在線検出部３４は、生成された３次元撮像データに基づいて、列車２０がプラットホーム１５に在線しているか否かを検出する。

具体的には、記憶部３５に、列車２０がプラットホーム１５に停止する前にカメラ５によって撮像された、画角内の所定位置の距離が予め記録される。ここで、所定の位置とは、例えば、図１１に示すように、カメラ５によって撮像されている軌道（線路）１６に対応する位置であって、カメラ５から軌道１６までの距離が記録される。図１１では、測定される軌道１６に対応する画角内の位置をラインＬ３で示している。

車両在線検出部３４は、画像更新ごとに画角内の所定位置（ラインＬ３）までの距離を算出する。そして、車両在線検出部３４は、記憶部３５に記録されている距離と、３次元撮像データの画角内の所定位置の距離の比較によって、列車２０がプラットホーム１５に在線しているか否かを検出する。

すなわち、記憶部３５には、カメラ５から軌道１６までの距離の平均値Ｌ０を記録しておき、車両在線検出部３４は、画像更新ごとに軌道１６に対応する画角内の所定位置（ラインＬ３）までの平均距離Ｌを算出する。そして、図１２に示すように、列車２０がプラットホーム１５に侵入して、算出された平均距離Ｌが所定の閾値Ｔ２以下となったとき、車両在線検出部３４は、列車２０がプラットホーム１５に在線していると検出する。算出された平均距離Ｌが所定の閾値Ｔ２を超えているときは、車両在線検出部３４は、列車２０がプラットホーム１５に在線していないと検出する。所定の閾値Ｔ２は、例えば、カメラ５から軌道１６までの距離の平均値Ｌ０よりも短い長さに設定される。

車両在線検出部３４によって検出された車両２１の在線状態は、駅の監視盤などに送信される。車両在線検出部３４によって検出された車両２１が在線状態にあるという情報は、列車２０の停止検出、すなわち、列車２０の移動量検出を開始させるか否かの判断に用いられる。

次に、図１３を参照して、本開示の一実施形態に係る車両検出装置１の動作について説明する。
カメラ５による撮像が開始されている状態で、列車２０の在線検出が行われる（ステップＳ１）。このとき、列車２０がプラットホーム１５に在線しているか否かが検出されている（ステップＳ２）。検出された車両２１の在線状態は、駅の監視盤、プラットホームドア装置１０の制御装置１３などの上位システムに送られる。

プラットホーム１５に列車２０が在線していないと検出されているとき、引き続き、列車２０がプラットホーム１５に在線しているか否かが検出される。

また、プラットホーム１５に列車２０が在線したと検出されたとき、列車２０がプラットホーム１５に侵入したと判断されて、列車２０の停止検出が開始される（ステップＳ３）。列車２０の停止検出が開始されると、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、プラットホーム１５に停止する列車２０の速度が算出される。そして、算出された速度に基づいて、列車２０が停止しているか否かが検出される（ステップＳ４）。

算出された列車２０の速度が０となったとき、列車２０が停止していると判断される。他方、算出された速度が０を超えているとき、列車２０が停止しておらず、移動していると判断される。列車２０の移動が継続している場合は、列車２０がプラットホーム１５に在線しているか否かが検出されつつ、列車２０の停止検出が継続される。他方、算出された列車２０の速度が０となって、列車２０が停止していると判断されたとき、列車２０の停止位置検出が開始される（ステップＳ５）。

列車２０の停止位置検出が開始されると、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、隣り合う二つの車両２１の互いに向かい合う端面２１ａの一つの位置が検出される。端面２１ａの一つの位置が検出された場合、Ｘ軸と平行な法線ベクトルを有する面のＸ座標の平均値と予め設定されている基準位置Ｐ１とに基づいて、列車２０の停止位置が算出されて、定位置に対する列車２０の停止位置が検出される。

検出された停止位置に関する情報は、プラットホームドア装置１０の制御装置１３などの上位システムに送られて、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開閉を行うことができるか否かが判断されたり、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開口位置が可変であるとき、開口位置が調整されたりする。列車２０の停止位置が検出された場合は、検出された停止位置に関する情報が送られた後、列車２０の停止位置検出を停止してもよい。

列車２０の停止位置の検出が開始された後、列車２０の停止位置が検出されたか否かが判断されている（ステップＳ６）。列車２０の停止位置が検出されたときは、列車２０の停止位置の検出が終了されて（ステップＳ７）、車両扉２２の開閉検出が開始される（ステップＳ８）。列車２０の停止位置が検出されない場合は、列車２０の停止位置の検出が継続される。

車両扉２２の開閉検出が開始されると、カメラ５で生成された３次元撮像データに基づいて、車両扉２２の開口部が判断される。そして、開口部において車両扉２２の開閉が検出される。具体的には、車両扉２２の表面の座標が検出されて、その座標が基準面として記憶部３５に記録される。そして、車両扉２２が閉じた状態で基準面として記録された各点のＺ軸方向の座標がゼロとされた場合において、各点の新たに取得されたＺ軸方向の座標が所定の閾値Ｔ１を超えたとき、その点では、車両扉２２が開口したと判断される。そして、開口率、すなわち、基準面の点の合計数に対する開口したと判断された点の数の割合が算出されて、例えば、開口率が３０％以下であるとき、車両扉２２が閉じていると検出され、開口率が３０％を超えたとき、車両扉２２が開いていると検出される。

検出された車両扉２２が開状態にあるという情報は、プラットホームドア装置１０の制御装置１３などの上位システムに送られて、プラットホームドア装置１０のドア部１２の開動作を開始させるか否かが判断される。

車両扉２２の開閉検出が開始されている状態で、基準面として記録されている車両扉２２の表面の座標が、車両２１の揺れなどによって変動していることが検出できる場合は、基準面の座標を補正する調整が行われてもよい。

車両扉２２の開閉検出が行われている状態で、車両扉２２が開口したと判断された後、車両扉２２が閉じていると検出されたとき、検出された車両扉２２が閉状態にあるという情報は、プラットホームドア装置１０の制御装置１３などの上位システムに送られて、プラットホームドア装置１０のドア部１２の閉動作を開始させるか否かが判断される。

車両扉２２の開閉検出が行われているとき、列車２０の移動がゼロであるか否かが判断される（ステップＳ９）。そして、列車２０の移動がゼロである場合は、列車２０の在線検出が継続されつつ、列車２０の停止検出、車両扉２２の開閉検出が継続される。他方、列車２０の移動がゼロではなくなったと判断されたとき、列車２０が移動を開始したと判断されて、列車２０の停止検出や、車両扉２２の開閉検出が停止される（ステップＳ１０）。そして、列車２０の在線検出のみが継続される。引き続き、検出された車両２１の在線状態が、駅の監視盤、プラットホームドア装置１０の制御装置１３などの上位システムに送られる。なお、ステップＳ９では、プラットホームドア装置１０のドア部１２の閉動作完了が確認された後は、車両扉２２の移動がゼロであるか否かが判断されてもよい。

以上、本実施形態によれば、列車２０の在線検出、列車２０の停止状態の検出、列車２０の停止位置の検出、及び、車両扉２２の開閉検出が、一つのカメラ５から生成される３次元撮像データに基づいて実行されることから、車両２１の検出に関する構成を簡素にすることができる。従来、レーザーを用いた３次元距離センサーによって車両の検出を行う場合、３次元距離センサーの制約によって、列車２０の在線検出、列車２０の停止状態の検出、列車２０の停止位置の検出、及び、車両扉２２の開閉検出は、それぞれ別のセンサーを用いる必要があった。これに対して、本実施形態では、設置する装置の数を低減でき、設置やメンテナンスなどにおいてかかる手間や費用を削減できる。

また、列車２０の在線検出、列車２０の停止状態の検出、列車２０の停止位置の検出、及び、車両扉２２の開閉検出において、カメラ５が生成する３次元撮像データが用いられる。これにより、レーザーを用いた３次元距離センサーを用いる場合と異なり、天候や時間帯に応じた変化の影響は受けにくく、検出精度向上のための設置前の調整にかかる時間や手間を低減できる。

なお、上述した実施形態では、画像処理部６が、列車停止検出部３１と、停止位置検出部３２と、扉開閉検出部３３と、車両在線検出部３４のすべてを有する場合について説明したが、本開示はこの例に限定されない。すなわち、画像処理部６において、列車停止検出部３１と、停止位置検出部３２と、扉開閉検出部３３と、車両在線検出部３４のいずれか一つ以上が省略されてもよい。この場合において、省略された検出処理は別の装置で行うことで、本開示に係る車両検出方法を実現することができる。

以上説明した各実施形態に記載の車両検出装置及び車両検出方法は例えば以下のように把握される。

本開示に係る車両検出装置（１）は、プラットホーム（１５）に停止した状態の列車（２０）の隣り合う二つの車両（２１）の間と、少なくとも一つの車両扉（２２）を被写体として一つの画角内で撮像することができ、撮像結果である３次元撮像データを生成する３次元撮像部（５）と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出する列車停止検出部（３１）と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出する停止位置検出部（３２）と、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出する扉開閉検出部（３３）とを備える。

この構成によれば、３次元撮像部によって、プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つ車両の間と、少なくとも一つの車両扉が被写体として一つの画角内で撮像され、撮像結果である３次元撮像データが生成される。そして、生成された３次元撮像データに基づいて、３次元撮像部によって撮像されている列車が停止しているか否かが検出されたり、３次元撮像部によって撮像されている列車の停止位置が検出されたり、３次元撮像部によって撮像されている車両扉の開閉が検出されたりする。

これにより、列車停止検出、停止位置検出及び扉開閉検出の全てが、一つの３次元撮像部から生成される３次元撮像データに基づいて実行されることから、車両の検出に関する構成を簡素にすることができる。また、これらの検出において、３次元撮像部が生成する３次元撮像データが用いられることから、天候や時間帯に応じた変化の影響は受けにくく、検出精度向上のための調整にかかる時間や手間を低減できる。

本開示に係る車両検出装置において、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記列車が前記プラットホームに在線しているか否かを検出する車両在線検出部（３４）を更に備えてもよい。

この構成によれば、生成された３次元撮像データに基づいて、列車がプラットホームに在線しているか否かが検出され、別途撮像装置などを設ける必要がなく、車両の検出に関する構成を簡素にすることができる。

本開示に係る車両検出装置において、前記列車停止検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記プラットホームに停止する前記列車の速度を算出し、算出された前記速度に基づいて、前記列車が停止しているか否かを検出してもよい。

この構成によれば、生成された３次元撮像データに基づいて、プラットホームに停止する列車の速度が算出され、算出された速度に基づいて列車が停止しているか否かが検出される。

本開示に係る車両検出装置において、前記停止位置検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記隣り合う二つの車両の互いに向かい合う端面の一つを抽出して、抽出された前記端面に基づいて、前記列車の停止位置を検出してもよい。

この構成によれば、生成された３次元撮像データに基づいて、隣り合う二つの車両の互いに向かい合う端面の一つが抽出されて、抽出された端面に基づいて、列車の停止位置が検出される。

本開示に係る車両検出装置において、前記扉開閉検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記車両扉の開口幅を検出して、前記車両扉の開閉を検出してもよい。

この構成によれば、生成された３次元撮像データに基づいて、車両扉の開口幅が検出されて、車両扉の開閉が検出される。

本開示に係る車両検出装置において、前記列車が前記プラットホームに停止する前に前記３次元撮像部によって撮像された、画角内の所定位置の距離を記録している第１記憶部（３５）を更に備え、前記車両在線検出部は、前記第１記憶部に記録されている距離と、前記３次元撮像データの前記画角内の前記所定位置の距離の比較によって、前記列車が前記プラットホームに在線しているか否かを検出してもよい。

この構成によれば、記憶部には、列車がプラットホームに停止する前に３次元撮像部によって撮像された、画角内の所定位置の距離が記録されており、記憶部に記録されている距離と、３次元撮像データの画角内の所定位置の距離が比較されることによって、列車がプラットホームに在線しているか否かが検出される。

本開示に係る車両検出装置において、生成された前記３次元撮像データを記録する第２記憶部（４）を更に備えてもよい。

この構成によれば、生成された３次元撮像データが第２記憶部に記録されることから、列車がプラットホームに停止する前後の状況や、扉開閉の状況、列車がプラットホームから出発する前後の状況を、トラブル発生時などにおいて再生して確認することができる。

本開示に係る車両検出方法は、プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両の間と、少なくとも一つの車両扉を被写体として一つの画角内で撮像することができる３次元撮像部が、撮像結果である３次元撮像データを生成するステップと、列車停止検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出するステップと、停止位置検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出するステップと、扉開閉検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出するステップとを備える。

１ ：車両検出装置
２ ：検出部
３ ：制御部
４ ：記憶部（第２記憶部）
５ ：カメラ（３次元撮像部）
６ ：画像処理部
１０ ：プラットホームドア装置
１１ ：本体部
１２ ：ドア部
１３ ：制御装置
１４ ：監視装置
１５ ：プラットホーム
１６ ：軌道
２０ ：列車
２１ ：車両
２１ａ ：端面
２２ ：車両扉
３１ ：列車停止検出部
３２ ：停止位置検出部
３３ ：扉開閉検出部
３４ ：車両在線検出部
３５ ：記憶部（第１記憶部）
４１ ：速度算出部
４２ ：停止検出部
５１ ：車両端面抽出部
５２ ：端面位置検出部
６１ ：開口部判断部
６２ ：開閉検出部

Claims (8)

1. プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両の間と、少なくとも一つの車両扉を被写体として一つの画角内で撮像することができ、撮像結果である３次元撮像データを生成する３次元撮像部と、
   生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出する列車停止検出部と、
   生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出する停止位置検出部と、
   生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出する扉開閉検出部と、
   を備える車両検出装置。
2. 生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記列車が前記プラットホームに在線しているか否かを検出する車両在線検出部を更に備える請求項１に記載の車両検出装置。
3. 前記列車停止検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記プラットホームに停止する前記列車の速度を算出し、算出された前記速度に基づいて、前記列車が停止しているか否かを検出する請求項１又は２に記載の車両検出装置。
4. 前記停止位置検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記隣り合う二つの車両の互いに向かい合う端面の一つを抽出して、抽出された前記端面に基づいて、前記列車の停止位置を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の車両検出装置。
5. 前記扉開閉検出部は、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記車両扉の開口幅を検出して、前記車両扉の開閉を検出する請求項１から４のいずれか１項に記載の車両検出装置。
6. 前記列車が前記プラットホームに停止する前に前記３次元撮像部によって撮像された、画角内の所定位置の距離を記録している第１記憶部を更に備え、
   前記車両在線検出部は、前記第１記憶部に記録されている距離と、前記３次元撮像データの前記画角内の前記所定位置の距離の比較によって、前記列車が前記プラットホームに在線しているか否かを検出する請求項２に記載の車両検出装置。
7. 生成された前記３次元撮像データを記録する第２記憶部を更に備える請求項１から６のいずれか１項に記載の車両検出装置。
8. プラットホームに停止した状態の列車の隣り合う二つの車両の間と、少なくとも一つの車両扉を被写体として一つの画角内で撮像することができる３次元撮像部が、撮像結果である３次元撮像データを生成するステップと、
   列車停止検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車が停止しているか否かを検出するステップと、
   停止位置検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記列車の停止位置を検出するステップと、
   扉開閉検出部が、生成された前記３次元撮像データに基づいて、前記３次元撮像部によって撮像されている前記車両扉の開閉を検出するステップと、
   を備える車両検出方法。
   

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