JP3238486B2 - 踏切監視装置 - Google Patents

踏切監視装置

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JP3238486B2 JP23585992A JP23585992A JP3238486B2 JP 3238486 B2 JP3238486 B2 JP 3238486B2 JP 23585992 A JP23585992 A JP 23585992A JP 23585992 A JP23585992 A JP 23585992A JP 3238486 B2 JP3238486 B2 JP 3238486B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば鉄道の踏切に
侵入した自動車等の障害物の有無を監視するのに用いる
踏切監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の踏切監視装置は、例
えば踏切内においてエンジン故障、脱輪等により自動車
が立ち往生した場合等に自動車を速やかに検出して警報
を発することにより、接近する列車に知らせて衝突等の
事故を回避するものとして知られている。
【0003】図5は、このような従来の踏切監視装置を
示すもので、踏切内の線路1a,1bを挟んで赤外線ビ
ーム発光器2及び受光器3が地上より、数10cm程度
の高さ位置に対設して配置される。これら赤外線ビーム
発光器2及び受光器3は、相互間において赤外線ビーム
の送受が行われ、例えば踏切内に自動車等の障害物が存
在した場合、赤外線ビーム発光器2からの赤外線ビーム
が障害物により遮断されて受光器3に到達しなくなるこ
とにより、危険を検知して警報等を発生させ、危険を警
告する。
【0004】ところが、上記踏切監視装置では、降雪時
等の天候により、赤外線ビーム発光器2から発光された
赤外線ビームが雪により遮断されて透過しなかったり、
あるいは電車を含む列車の走行時に舞い上がる雪や塵が
赤外線ビーム発光器2あるいは受光器3に付着したりし
て、動作しない虞があり、全天候において信頼性の高い
監視動作を実現するのが困難であるという問題を有す
る。また、踏切監視装置としては、磁気コイルを踏切道
に埋設し、この磁気コイルの作用により障害物を検出し
て警報する方式のものもある。
【0005】しかしながら、上記方式の監視装置では、
その構成上、磁気コイルの埋設に高精度な取付けが要求
されるため、その保守点検を含む取扱いが非常に面倒で
あるという問題を有する。
【0006】
【発明が解決しようと課題】以上述べたように、従来の
踏切監視装置では、監視精度が天候に左右されるもので
あったり、取扱いが面倒であるという問題を有してい
た。
【0007】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、全天候において、高精度な監視を実現し得、且
つ、簡便な取扱操作を実現し得るようにした踏切監視装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するため手段】この発明は、踏切を撮影す
る撮像手段と、この撮像手段で捕えた画像データのうち
背景画像データに基づいて設定したスレッシュホールド
値を基準として、前記撮像手段で捕えた画像データから
背景画像の輪郭線を抑制するマスクパターン画像を生成
するマスクパターン生成手段と、このマスクパターン生
成部で生成したマスクパターン画像に基づいて、前記撮
像手段で撮影した画像データの所定の領域の画像を取出
して、前記スレッシュホールド値に基づいて輪郭線を抽
出する輪郭線抽出手段と、この輪郭線抽出手段で抽出し
た輪郭線の輪郭線量を算出する輪郭線量算出手段と、こ
の輪郭線量算出手段で算出した輪郭線量を予め設定した
設定値と比較して踏切内の障害物の有無を判定する判定
手段と、前記スレッシュホールド値を前記輪郭線量に基
づいて所定時間毎に生成して更新するスレッシュホール
ド値更新手段と、前記マスクパターン生成手段で生成し
たマスクパターン画像を前記輪郭線量に基づいて所定時
間毎に生成して更新するマスクパターン画像更新手段
と、前記判定手段で障害物の存在を判定した状態で、警
報信号を出力する警報手段とを備えて踏切監視装置を構
成したものである。
【0009】
【作用】上記構成によれば、踏切内の障害物の有無は、
撮像手段で捕らえた画像データより、背景画像分のマス
クパターン画像でマスキングして取除いた所定の領域の
画像を抽出し、その輪郭線の量を求めて、この輪郭線量
を予め設定した設定値と比較することにより、判定され
る。そして、画像データの判定を一定時間繰返し実行し
た状態において、所定の領域の画像を抽出するためのス
レッシュホールド値及び画像データから背景画像を取除
くためのマスクパターン画像を、その都度、生成して更
新する。従って、踏切内の季節、天候、時間帯等の変化
に伴う明暗が変化した場合においても、正確な画像判定
が実現されて、信頼性の高い監視動作が実現される。 実施例 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。
【0010】図1はこの発明の一実施例に係る踏切監視
装置を示すもので、画像入力部10には、例えばビデオ
カメラで構成され、その信号入力端には、踏切開閉信号
入力部11が接続される。この画像入力部10は、例え
ば図2に示すように踏切9の線路8a,8bの一方側に
支持柱7を介して踏切9内の所定領域(図中斜線で示
す)を撮像し得るように設置され、その一方の出力端に
は、前処理部12の入力端が接続される。前処理部12
は、その一方の出力端はマスクパターン生成部13に接
続され、入力した画像データを画像処理してマスクパタ
ーン生成部13に出力する。
【0011】マスクパターン生成部13は、その出力端
に輪郭線抽出演算部14が接続され、入力した画像デー
タから図3(a)に示す踏切9の背景画像6を取除くた
めの図3(b)に示すようなマスクパターン画像6aを
生成して輪郭線抽出演算部14に出力する。輪郭線抽出
演算部14には、前処理部12及び処理パラメータ更新
部15の各出力端が接続されており、前処理部12を介
して入力される画像データをマスキングパターン生成部
13からのマスクパターン画像6a及び処理パラメータ
更新部15からの2値化スレッシュホールド値に基づい
て踏切の背景画像6を取除いた所定の領域の画像を取出
して、その輪郭線を抽出し、その輪郭線信号を輪郭線量
算出演算部16に出力する。この輪郭線量算出演算部1
6は、その一方の出力端に障害物判定部17が接続さ
れ、入力した輪郭線の輪郭線量を構成する総画素数(面
積)を算出して輪郭線量を求め、輪郭線量信号を障害物
判定部17に出力する。障害物判定部17は、その出力
端に警報信号出力部18が接続され、入力した輪郭線量
を予め設定される設定値と比較して踏切9内に存在する
自動車等の障害物の有無を判定し、判定信号を警報信号
出力部18に出力する。警報信号出力部18は、判定信
号が入力されると、所定の警報信号を出力して警報を発
生する。
【0012】上記輪郭線量算出演算部16の他方の出力
端には、上記処理パラメータ更新部15の入力端が接続
される。処理パラメータ更新部15は、輪郭線量算出演
算部16を介して最新の輪郭線量信号が入力されてお
り、予め設定される一定時間毎に、入力される輪郭線量
に基づいて2値化スレッシュホールド値を生成して上記
マスクパターン生成部13及び輪郭線抽出演算部14に
出力する。ここで、マスクパターン生成部13は、入力
した新たな2値化スレッシュホールド値、及び前処理部
12を介して入力される画像データに基づいてマスクパ
ターン画像6aを生成して更新される。同時に、輪郭線
抽出演算部14は、その2値化スレッシュホールド値が
新たに入力した値に更新される。
【0013】また、画像入力部10の他方の出力端に
は、画像記録部19が接続される。画像記録部19は、
例えばビデオテープレコーダやICメモリ等で構成さ
れ、入力した画像データをアナログ信号、あるいはアナ
ログ/デジタル変換して8ビット(0から255階調)
に量子化して記録する。この画像記録部19の出力端に
は、記録画像伝送部20が接続される。この記録画像伝
送部20は、障害物判定部17の出力端が接続され、こ
の障害物判定部17からの判定信号に基づいて図示しな
い指令部に画像データを伝送する。
【0014】なお、上記踏切開閉信号入力部11、前処
理部12,マスクパターン生成部13、輪郭線抽出演算
部14、処理パラメータ更新部15、輪郭線量算出演算
部16、障害物判定部17、警報信号出力部18、画像
記録部19、及び画像記録伝送部20は、例えば図2に
示すようにケース5内に収容されて踏切9の線路8a,
8bの一方のわきに設置される。上記構成において、画
像入力部10で捕らえた画像データを、図4に示す手順
で画像データ処理を実行して踏切監視が行われる。
【0015】すなわち、ステップS1において、まず画
像入力部10を介して入力される画像データ(観測画
像)から、その輪郭線の量が一定値となるような2値化
スレッシュホールド値を設定する(ステップS2)。そ
して、この2値化スレッシュホールド値に基づいて、そ
の輪郭線が一定値以下となる背景画像6を抑制するため
のマスクパターン画像6aを生成する(ステップS
3)。そして、ステップS4では、踏切開閉信号入力部
11からの踏切開閉信号が入力されると、画像入力部1
0からの画像データに基づいて監視動作が開始され、ス
テップS5で、踏切9内の所定の領域の画像が切出さ
れ、前処理部12において、周知の幾何変換、濃度変換
等を実行してカメラの位置やレンズの歪みによる幾何学
的な歪み、及び季節・天候・時間帯等による濃度歪みを
補正し(ステップS6)、ステップS7に移行して輪郭
線抽出演算部14において2値化スレッシュホールド値
に基づいてx,y方向の輪郭線が抽出される。
【0016】次に、ステップS8では、輪郭線量算出演
算部16で輪郭線の輪郭線量を構成する総画素数(面
積)を算出して輪郭線量を求め(ステップS8)、ステ
ップS9では、障害物判定部17において輪郭線量に基
づいて障害物の有無を判定する。そして、ステップS1
0において、障害物が踏切9内に存在するYESを判定
すると、警報信号を警報信号出力部18に出力して警報
を発生させる(ステップS11)。
【0017】また、ステップS10において、障害物が
踏切9内に存在しないNOを判定すると、ステップS1
2に移行して、パラメータ更新時間を満たしているか否
かを判定し、更新時間内であるNOを判定した状態で、
再びステップS4に戻って監視動作が反復継続される。
そして、ステップS12において、更新時間であるYE
Sを判定すると、ステップS13に移行して処理パラメ
ータ更新部15において、その時点における輪郭線量に
基づいて2値化スレッシュホールド値を求め、該2値化
スレッシュホールド値をマスクパターン生成部13及び
輪郭線抽出演算部14に出力して更新し(ステップS1
4,S15)、再びステップS4に移行して監視動作が
反復継続される。
【0018】このように、上記踏切監視装置は、画像入
力部10で捕らえた画像データより、背景画像分のマス
クパターン画像6aでマスキングして取除いた所定の領
域の画像を抽出し、その輪郭線の量を求めて、この輪郭
線量を予め設定した設定値と比較することにより、踏切
9内の障害物の有無を判定し、その画像データの判定を
一定時間繰返し実行した状態において、所定の領域の画
像を抽出するための2値化スレッシュホールド値及び画
像データから背景画像を取除くためのマスクパターン画
像を、その都度、生成して更新するように構成した。
【0019】これによれば、例えば、季節、天候、時間
帯等の変化にともない踏切9内の明暗が変化した場合に
おいても、その変化に自動的に対応した画像が得られる
ことにより、全天候において正確な画像判定が実現さ
れ、信頼性の高い監視動作が実現される。また、これに
よれば、画像入力部10を踏切9の所定位置に設置し、
この画像入力部10で捕らえた画像データを画像処理し
て、高精度な画像を取得することにより、障害物を検出
していることで、その保守点検として、画像入力部10
の調整設定のみで良いことにより、その取扱い操作が従
来の赤外線ビームやコイルを用いる監視方式のものに比
べて簡便に実現されるという効用を奏する。
【0020】なお、上記実施例では、画像入力部10と
して、1台のカメラを用いて構成した場合で説明した
が、これに限ることなく、複数のカメラを設置するよう
に構成しても良い。これによると、複数の方向からの画
像データが得られることにより、さらに信頼性の高い監
視動作が可能となる。
【0021】また、上記実施例では、前処理部12にお
ける処理として、周知の幾何変換、濃度変換等を実行し
てカメラの位置やレンズの歪みによる幾何学的な歪み、
及び季節・天候・時間帯等による濃度歪みを補正するよ
うに構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
その他、空間フィルタ等の鮮明化処理を施したり、1画
素当りの物理的サイズを規格化するための幾何変換処理
を施したり各種の処理を実行するようにしても良い。よ
って、この発明は上記実施例に限ることなく、その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し
得ることは勿論のことである。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、全天候において、高精度な監視を実現し得、且つ、
簡便な取扱操作を実現し得るようにした踏切監視装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る踏切監視装置を示し
た図。
【図2】図1の踏切の監視領域を示した図。
【図3】図1の画像処理に用いるマスクパターン画像を
説明するために示した図。
【図4】図1の画像データ処理手順を示した図。
【図5】従来の踏切監視装置を示した図。
【符号の説明】
5…ケース、6…背景画像、6a…マスクパターン画
像、7…支柱、8a,8b…線路、9…踏切、10…画
像入力部、11…踏切開閉信号入力部、12…前処理
部、13…マスクパターン作成部、14…輪郭線抽出演
算部、15…処理パターン、16…輪郭線量算出演算
部、17…障害物判定部、18…警報信号出力部、19
…画像記録部、20…記録画像伝送部。
フロントページの続き (72)発明者 広島 和弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 大崎 英二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝小向工場内 (56)参考文献 特開 平1−311953(JP,A) 特開 平2−48263(JP,A) 特開 平2−48264(JP,A) 特開 昭62−296687(JP,A) 特開 平1−103782(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61L 29/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 踏切を撮影する撮像手段と、 この撮像手段で捕えた画像データのうち背景画像データ
    に基づいて設定したスレッシュホールド値を基準とし
    て、前記撮像手段で捕えた画像データから背景画像の輪
    郭線を抑制するマスクパターン画像を生成するマスクパ
    ターン生成手段と、 このマスクパターン生成部で生成したマスクパターン画
    像に基づいて、前記撮像手段で撮影した画像データの所
    定の領域の画像を取出して、前記スレッシュホールド値
    に基づいて輪郭線を抽出する輪郭線抽出手段と、 この輪郭線抽出手段で抽出した輪郭線の輪郭線量を算出
    する輪郭線量算出手段と、 この輪郭線量算出手段で算出した輪郭線量を予め設定し
    た設定値と比較して踏切内の障害物の有無を判定する判
    定手段と、 前記スレッシュホールド値を前記輪郭線量に基づいて所
    定時間毎に生成して更新するスレッシュホールド値更新
    手段と、 前記マスクパターン生成手段で生成したマスクパターン
    画像を前記輪郭線量に基づいて所定時間毎に生成して更
    新するマスクパターン画像更新手段と、 前記判定手段で障害物の存在を判定した状態で、警報信
    号を出力する警報手段とを具備したことを特徴とする踏
    切監視装置。
  2. 【請求項2】 前記判定手段で障害物の存在を検出した
    状態で、前記撮像手段で捕えた画像データを記録する画
    像記録手段と、 この画像記録手段で記録した画像データを指令部に伝送
    する伝送手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載
    の踏切監視装置。
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DE19958634A1 (de) 1999-12-04 2001-06-21 Alcatel Sa Verfahren zum Erkennen von Hindernissen auf Bahnstrecken
JP4677621B2 (ja) * 2007-03-15 2011-04-27 公益財団法人ひろしま産業振興機構 異常検出システムおよび異常検出方法

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