JP4706315B2 - 車両の運転支援システム - Google Patents

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本発明は、車両の運転中の安全性を向上させることができる車両の運転支援システムに関するものである。
従来より、列車による交通システムにおいては、列車の走行経路中に踏切や駅などが存在し、これら踏切や駅などの周辺では、人や障害物が線路中に侵入し易く、事故が発生し易いため、事故を防ぐための十分な安全対策が望まれている。
しかしながら、その一方で、大都市近郊の交通システムでは、利用乗客数の増加にともない、過密な運行スケジュールで列車が運行され、逆に、利用乗客数の少ない山村部での交通システムでは、経費削減などの理由から、駅の無人化が進められているため、十分な安全対策を講じるのが困難となりつつある。
そこで、近年、踏切や駅などの危険エリアにカメラを設置して、カメラで撮影した危険エリアの画像データを、危険エリアに近づく列車に送信することにより、列車が危険エリアに到達する前に、危険エリアの状態を列車の運転手に知らせる列車運転支援システムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された列車運転支援システムにおいては、危険エリアから送信された画像データが、列車内に設けられた受信アンテナによって受信され、画像データが列車内のディスプレイに表示されるように構成されている。かかる列車運転支援システムによれば、列車の運転手が、危険エリアの状態を、いち早く察知することができ、列車の運転中の安全対策を図ることが可能となる。
また、特許文献１には、かかる列車運転支援システムは、バスや船、飛行機などの他の公共輸送機関の運転支援システムとして利用することもできることが示唆されており、この列車運転支援システムを、バスの運転支援システムとして用いる場合にも、バスの運転手が、停留所などの危険エリアの状態を、察知して、安全対策を講じることができるという利点がある。
特開平２００２−１０４１８９号公報
特許文献１に記載された列車運転支援システムにおいては、列車の運転手が、列車内に設けられたディスプレイに表示された画像に基づいて、危険エリアの状況を確認することが要求されている。このため、危険エリアの状況を確認するためには、列車の運転手は、列車の運転中に、前方から目をそらして、ディスプレイに視線を移動させる必要があり、列車の運転手に、列車の前方の監視以外に、ディスプレイを確認するという副次行動を強いることになり、列車の前方に対する運転手の注意が散漫になるおそれがあるという問題があった。
さらに、特許文献１に記載された列車運転支援システムにおいては、危険エリアが実際に危険な状態にあるか否かを、数多くの作業が強いられる列車の運転中に、運転手自身が判断しなければならないため、危険エリアが危険な状態にあることを見落とすおそれもあるし、また、運転手によって、危険エリアが危険な状態にあるか否かの判断に個人差が生じ、適切な対応がなされないおそれがあった。
このように、特許文献１に記載された列車運転支援システムにおいては、列車の運転中の安全対策が必ずしも万全ではないため、安全性を向上させることができる列車運転支援システムの開発が望まれていた。
特許文献１に開示された列車運転支援システムをバスの運転支援システムとして用いる場合にも、同様の問題があり、広く自動車一般についても、運転の安全性を向上させることができる自動車運転支援システムの開発が望まれていた。
したがって、本発明は、車両の運転中の安全性を向上させることができる車両の運転支援システムを提供することを目的とするものである。
本発明のかかる目的は、 車両が走行する走行路中の危険エリアを撮影し、前記危険エリアの画像データを生成可能に配置された撮影手段と、前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記画像データを解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する画像解析手段、及び、前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、前記車両に配置され、前記警告信号に基づいて前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えたことを特徴とする車両の運転支援システムによって達成される。
本発明によれば、車両が走行する走行路中の危険エリアを撮影し、前記危険エリアの画像データを生成可能に配置された撮影手段と、前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記画像データを解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する画像解析手段、及び、前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、前記車両に配置され、前記警告信号に基づいて前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えるように構成されており、車両を運転する運転手自らが、危険エリアの画像に基づいて、危険エリアの安全状態を判断する必要がないので、車両が危険エリアを通過するときの安全状態を適切に判断することが可能になるとともに、運転手は、車両の前方の監視に集中することができ、したがって、車両の前方に対する運転手の注意が散漫になるのを防止することが可能になる。
本発明の好ましい実施態様においては、車両の運転支援システムは、さらに、前記状態判定手段によって生成された警告信号を送信する送信手段と、前記車両に配置され、前記送信手段から送信された警告信号を受信する受信手段とを備え、前記通知手段が、前記受信手段を介して受信された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発するように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記判定手段が、前記危険エリアまたはその近傍に設けられている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記判定手段が、中央管理サーバーに設けられている。
本発明の別の好ましい実施態様においては、車両の運転支援システムは、さらに、前記撮影手段によって生成された前記危険エリアの画像データを送信する送信手段と、前記車両に配置され、前記送信手段から送信された前記危険エリアの画像データを受信する受信手段と、を備え、前記判定手段が、前記車両に配置され、前記画像解析手段は、前記受信手段を介して受信された前記危険エリアの画像データを解析するように構成されている。
本発明の好ましい実施態様においては、前記判定手段が、前記車両の走行方向に対して、設計車速で走行している前記車両を制動させて、停止させることができる制動距離Ｄ０だけ、前記危険エリアよりも上流側に位置している第一の地点よりも上流側の第二の地点に、前記車両が到達したのに応答して処理を開始し、前記車両が前記第一の地点に到達するまでに、前記処理を完了させるように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、車両の運転支援システムは、さらに、前記車両に設けられ、前記車両の運転を制御する運転制御手段を備え、前記運転制御手段が、前記警告信号に基づいて、前記車両を減速させるように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記運転制御手段が、前記通知手段が前記車両の運転手に警告に発してから、所定時間内に、前記車両が減速していないときに、前記車両を減速させるように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、車両の運転支援システムは、さらに、前記車両に設けられ、前記撮影手段によって生成された前記危険エリアの画像データに基づき、前記危険エリアの画像を表示する表示手段を備えている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記撮影手段が、前記車両の運転手の視界から遮断されている前記危険エリアの領域を撮影可能に構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記撮影手段が、前記危険エリアの画像を撮影し、画像データを生成するカメラを備え、より好ましくは、前記カメラが赤外線カメラによって構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記撮影手段が、前記カメラに加え、さらに、動体検出センサを備えている。
本発明の前記目的はまた、車両が走行する走行路中の危険エリアに配置され、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを検出するフォトセンサと、前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記フォトセンサの出力を解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する解析手段、及び、前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、前記車両に配置され、前記判定手段によって生成された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えたことを特徴とする車両の運転支援システムによって達成される。
本発明によれば、車両が走行する走行路中の危険エリアを撮影し、危険エリアの画像データを生成可能に配置された撮影手段に換えて、車両が走行する走行路中の危険エリアに配置され、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを検出するフォトセンサと、前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記フォトセンサの出力を解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する解析手段、及び、前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、前記車両に配置され、前記判定手段によって生成された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えるよう構成されており、車両を運転する運転手自らが、危険エリアの画像などに基づいて、危険エリアの安全状態を判断する必要がないので、車両が危険エリアを通過するときの安全状態を適切に判断することが可能になるとともに、運転手は、車両の前方の監視に集中することができ、したがって、車両の前方に対する運転手の注意が散漫になるのを防止することが可能になる。
本発明によれば、車両の運転中の安全性を向上させることができる車両の運転支援システムを提供することが可能になる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる列車の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムである。
図１に示されるように、本実施態様にかかる列車３の運転支援システム１は、踏切２の内部あるいは踏切２の周辺に配置された撮影手段４、判定手段５および送信手段６と、列車３の走行方向に対して踏切２の上流側で、踏切２から所定の距離Ｄだけ離れた地点Ａに配置された列車検出手段７と、列車３内に配置された受信手段８、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１とを備えている。
本実施態様においては、上り線路と下り線路が設けられており、撮影手段４は、上り線路と下り線路とにそれぞれ、１つずつ設けられている。また、列車検出手段７も、上り線路と下り線路とにそれぞれ、１つずつ設けられているが、図１においては、便宜上、一方の撮影手段４および列車検出手段７のみが図示されている。
撮影手段４は、図１に示されるように、踏切２の内部および踏切２の周辺を撮影することができるカメラ４ａと、動体検出センサ４ｂとを備えている。ここに、カメラ４ａおよび動体検出センサ４ｂは、踏切２の内部および踏切２の周辺を撮影することができれば、踏切２の内部に設けられていても、あるいは、踏切２の周辺に設けられていてもよいが、構造物の後ろ側の領域など、列車３が踏切２に進入する際に、列車３の運転手の視界から遮断されている踏切２の内部の領域をも撮影することができる位置に配置されていることが好ましい。
本実施態様においては、カメラ４ａとして、雨や雪などの影響を回避するために、赤外線カメラが用いられており、カメラ４ａは、所定時間間隔で、踏切２の内部および踏切２の周辺の静止画像を撮影し、画像データとして、判定手段５および送信手段６に出力する。また、動体検出センサ１ｂは、移動する物体のみを検出可能なセンサであり、判定手段５および送信手段６に検出信号を出力する。
図１に示されるように、判定手段５は、画像解析手段５ａと、状態判定手段５ｂとを備えている。
画像解析手段５ａは、カメラ４ａから出力された複数の静止画像を含む画像データを解析し、踏切２の内部および踏切２の周辺の基準静止画像データとの間で、パターンマッチング処理を実行して、踏切２の内部に障害物が存在するか否かを判定する。また、画像解析手段５ａは、踏切２の内部に障害物が存在すると判定した場合に、モーションヒストリーイメージング処理によって、複数の静止画像に含まれる被写体の輪郭を抽出し、新しいフレームの静止画像に含まれる物体（被写体）の輪郭ほど明るく、古いフレームの静止画像に含まれる物体（被写体）の輪郭ほど暗く表示されるモーションヒストリーイメージ（以下、「ＭＨＩ画像データ」という）を生成する。さらに、画像解析手段５ａは、生成したＭＨＩ画像データと、動体検出センサ４ｂから出力された検出信号との双方に基づいて、踏切２の内部に存在する障害物が移動しているか否かを判別するとともに、踏切２の内部に存在する障害物が移動していると判定した場合には、ＭＨＩ画像情報を解析して、撮影時間中の移動物体の行動パターンを分析する。
一方、状態判定手段５ｂは、後に詳述する列車検出手段７からの検出信号に基づいて、列車３が地点Ａを通過してから、踏切２に到達するまでに要する時間Ｔを算出するとともに、画像解析手段５ａから出力された移動物体の行動パターンの分析結果に基づいて、列車３が踏切２に到達する際の踏切２内の安全状態を判定する。その結果、踏切２の内部の状態が危険であると判定した場合には、状態判定手段５ｂは、送信手段６に警告信号を出力する。
送信手段６は、カメラ４ａから出力された画像データおよび状態判定手段５ｂから出力された警告信号を、列車３に無線送信するためのアンテナであり、画像データおよび警告信号を、ＦＭ変調して、所定の周波数の搬送波に重畳させた後に、電波として送信する。
列車検出手段７は、図１に示されるように、列車３が地点Ａを通過するのを検出する列車センサ７ａと、地点Ａを通過する列車３の車速を検出する車速センサ７ｂとを備えている。ここに、地点Ａは、設計車速で走行している列車３がブレーキをかけたときに、確実に踏切２の手前で停車するができる制動距離Ｄ０（たとえば、６００ｍ）だけ、踏切２から上流側に隔たった地点Ｂよりも、さらに上流側に設定された地点であり、地点Ｂと地点Ａとの距離（Ｄ−Ｄ０）は、列車３が地点Ａを通過した後に、後述する運転支援処理を開始したときに、列車３が基準地点Ｂに達するまでに、運転支援処理を完了させることができる距離以上に設定されている。
図１において、地点Ｃは、列車３がその地点Ｃを通過したときに、踏切２の遮断器が降下される地点であり、列車３が地点Ａに到達した時点では、すでに踏切２の遮断器が降下しているように、地点Ｃは、列車３の走行方向に対して、地点Ａよりも上流側に設定されている。
受信手段８は、送信手段６から送信された電波を無線受信するためのアンテナであり、踏切２側の送信手段６から送信された電波から、画像データおよび警告信号を復調して、画像データを表示手段９に出力するとともに、警告信号を通知手段１０に出力する。
表示手段９は、たとえば、液晶ディスプレイパネルなどの表示機器によって構成され、受信手段８から出力された画像データに基づいて、踏切２の内部および踏切２の周辺の画像を表示する。また、表示手段９は、受信手段８から警告信号が出力されたときには、警告信号に基づいて、警告メッセージを表示する。
通知手段１０は、音声を出力する音声出力機器であり、受信手段８から警告信号が出力されたときには、列車３の運転手に対し、音声によって警告を発する。
運転制御手段１１は、列車３が自動運転制御される際に、列車３の加速、減速を制御するためのコントロールユニットであり、通知手段１０から警告が発せられているにもかかわらず、運転手が列車３を減速させない場合には、自動的にブレーキを作動させ、列車３を減速させる。
以上のような構成を有する本実施形態にかかる列車３の運転支援システム１は、以下のようにして、運転支援処理を実行する。
図２は、列車３の運転支援システム１によって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。図２においては、列車３が地点Ｃの上流側から、踏切２に近づいていく場合が例示されている。
列車３の運転支援処理を実行するにあたっては、まず、カメラ４ａによって、踏切２の内部および踏切２の周辺の静止画像が、所定時間間隔で撮影されて、画像データが生成されるとともに、動体検出センサ４ｂによって、踏切２の内部および踏切２の周辺に移動物体が存在するか否かが検出される（ステップＳ１）。
次に、カメラ４ａから送信手段６に画像データが出力され、送信手段６によって、列車３側に画像データが送信される（ステップ２）。これら撮影処理および画像データの送信処理は、列車３が踏切２を通過するまで、継続的に実行される。
次いで、列車３が地点Ｃを通過し、踏切２の遮断機が降下された後に、列車３が地点Ａを通過すると、列車３が地点Ａに到達したことが、列車センサ７ａによって検出されるとともに、車速センサ７ｂによって、地点Ａを通過したときの列車３の車速が検出され、列車検出信号および車速検出信号が判定手段５に出力される（ステップＳ３およびＳ４）。
列車検出信号および車速検出信号が入力されると、判定手段５が起動され、状態判定手段５ｂによって、車速検出信号に基づいて、列車３が踏切２に到達するまでに要する時間Ｔが算出される（ステップＳ５）。
次いで、画像解析手段５ａによって、踏切２の内部に、障害物が存在するか否かが判定される（ステップＳ６）。踏切２の内部に、障害物が存在するか否かを判定するにあたっては、まず、あらかじめ撮影され、メモリ（図示せず）に記憶された障害物が存在しない場合の踏切２の内部および踏切２の周辺の静止画像の画像データが読み出され、画像解析手段５ａに出力される。次いで、カメラ４ａで撮影された画像データのなかから、最後に撮影された画像データが選択されて、画像解析手段５ａによって、選択された画像データと基準画像データとの間で、１画素単位でパターンマッチング処理が実行される。
その結果、一致しない画素の数が、所定数未満の場合、あるいは、一致しない画素の数が所定数以上であっても、一致しない画素が、撮影範囲内で分散している場合には、踏切２の内部に障害物が存在しないと判定される。判定結果は、状態判定手段５ｂに出力されるが、画像解析手段５ａによって、こうして、踏切２の内部および踏切２の周辺に障害物が存在しないと判定されている場合には、状態判定手段５ｂから、警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
一方、選択された画像データと基準画像情報との間で、一致しない画素の数が、所定数以上であり、かつ、撮影範囲中の踏切２の内部に、一致しない画素が集中して存在している場合には、画像解析手段５ａによって、踏切２の内部に障害物が存在すると判定される。
踏切２の内部に障害物が存在すると判定されたときには、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物が移動しているか否かが判定される（ステップＳ７）。障害物が移動しているか否かを判定するにあたっては、まず、カメラ４ａによって撮影された画像データが読み出され、画像解析手段５ａにより、モーションヒストリーイメージング処理によって、ＭＨＩ画像情報が生成される。次いで、生成されたＭＨＩ画像情報に基づいて、障害物が、歩いているか、走っているか、立ち止まっているかなどの障害物の動作状況が識別され、撮影時間内の障害物の行動パターンが解析される。その後、障害物の行動パターンの解析結果と、動体検出センサ４ｂから出力される動体検出信号との双方に基づいて、障害物が移動しているか否かが判定される。
障害物の行動パターンの解析結果および動体検出信号の少なくとも一方が、障害物が静止していることを示す場合には、障害物が静止している物体であると判定され、状態判定手段５ｂに判定結果が出力される。こうして、障害物が静止していると判定された場合には、その障害物は、踏切２の内部で、動けなくなった人や自動車、踏切２の内部に落とされた荷物などである可能性が高く、列車３が踏切２に到達したときに、その障害物が、そのままの状態で、踏切２の内部に存在しているおそれが高いため、状態判定手段５ｂによって、危険があると判断され、送信手段６および受信手段８を介して、列車３内に設けられた表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に、警告信号が出力される（ステップＳ１１およびＳ１２）。
警告信号が入力されると、表示手段９に警告メッセージが表示され、同時に、通知手段１０によって、列車３の運転手に対し、音声によって警告が発せられて（ステップＳ１３）、運転手に列車３を減速すべき旨が報知される。
次いで、運転制御手段１１によって、警告信号を受けた後の所定時間内に、列車３が減速したか否かが判定され（ステップＳ１４）、運転手がブレーキをかけて、列車３が減速している場合には、車両の運転支援処理が終了する。
これに対し、所定時間内に、運転手がブレーキをかけず、列車３が減速していない場合には、運転手が警告を十分に認識せず、危険を察知していないと認められるため、運転制御手段１１によって、自動的にブレーキが作動され、列車３が減速される（ステップＳ１５）。
一方、障害物の行動パターンの解析結果および動体検出信号の双方が、障害物が動いていることを示す場合には、画像解析手段５ａによって、障害物の行動パターンの解析結果に基づき、障害物がどの方向に向かって移動しているかが判別されるとともに、さらに、障害物の移動速度が一定の速度であるか否かが判定される（ステップＳ８）。
その結果、障害物が一定の速度で移動していると判定されたときには、判定結果が状態判定手段５ｂに出力され、状態判定手段５ｂによって、列車３が踏切２に到達した時点での踏切２の内部の安全状態が判定される（ステップＳ１０）。具体的には、状態判定手段５ｂは、その障害物が、その後も一定の速度のまま、移動すると仮定して、画像解析手段５ａから出力された列車３が地点Ａを通過したときの障害物の位置、障害物が移動している方向、障害物の移動速度、および、算出した時間Ｔに基づいて、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置を予測し、その予測結果と、踏切２の幅などの基本データとを比較して、列車３が踏切２に到達したときに、その障害物が踏切２を通過しているか否かを判定する。
その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定されたときは、列車３がそのままの速度で走行を続けても、事故が発生するおそれがないから、状態判定手段５ｂから、警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができず、依然として踏切２の内部に存在すると判定されたときは、列車３がそのままの速度で走行すると、事故が発生するおそれがあるため、状態判定手段５ｂによって、警告信号が送信手段６に出力される。
状態判定手段５ｂから送信手段６に出力された警告信号は、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に出力され、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ１１ないしＳ１５）。
一方、障害物の移動速度が一定でないと判定された場合には、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物の動きが規則的であるか否かが判定される（ステップＳ９）。障害物の動きが規則的であるか否かの判定においては、たとえば、障害物が、一定の方向に、一定の加速度で速度を速めつつ、移動しているような場合には、障害物の動きが規則的であると判定され、これに対して、障害物が、停止および移動を不規則に繰り返しているような場合には、障害物の動きに規則性がないと判定される。
その結果、障害物の動きが規則的であると判定された場合には、判定結果が状態判定手段５ｂに出力され、状態判定手段５ｂによって、列車３が踏切２に到達した時点での踏切２内の安全状態が判定される（ステップＳ１０）。具体的には、状態判定手段５ｂは、その障害物が、それまでと同じ規則性をもって移動を続けると仮定して、画像解析手段５ａから出力された列車３が地点Ａを通過したときの障害物の位置、障害物が移動している方向、障害物の動きの規則性、および、算出した時間Ｔに基づいて、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置を予測し、その予測結果と、踏切２の幅などの基本データとを比較して、列車３が踏切２に到達したときに、その障害物が踏切２を通過しているか否かを判定する。
その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができず、依然として踏切２の内部に存在すると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が送信手段６に出力される。状態判定手段５ｂから送信手段６に出力された警告信号は、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に出力され、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ１１ないしＳ１５）。
一方、障害物の動きに規則性がないと判定された場合には、その障害物の行動を予測することがきわめて困難であり、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過していると判定することはきわめて危険であるため、状態判定手段５ｂから警告信号が送信手段６に出力される。
状態判定手段５ｂから警告信号が出力されると、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に警告信号が出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ１１ないしＳ１５）。
本実施態様によれば、画像解析手段５ａの解析結果に基づき、状態判定手段５ｂによって、列車３が踏切２に到達する時点での踏切２の内部の安全性が判断されるように構成されているので、列車３を運転する運転手自らが、表示手段９に表示された踏切２の内部および踏切２の周辺の画像に基づいて、安全に踏切２を通過できるかどうかを判断する必要がなく、運転手が、列車３が踏切２を通過するときの安全性を誤って判断したり、安全性の判断に個人差が生じることを防止することが可能となる。
また、本実施態様においては、画像解析手段５ａの解析結果に基づき、状態判定手段５ｂによって、列車３が踏切２に到達する時点での踏切２の内部の安全性が判断され、列車３が踏切２に到達するときに、踏切２の内部の状態が危険であると判断された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力され、表示手段９に警告が表示されるとともに、通知手段１０によって、運転手に対して、音声による警告が発せられる。したがって、運転手に、表示手段９に表示された踏切２の内部および踏切２の周辺の画像に基づいて、安全に踏切２を通過できるかどうかを判断するという副次的な行動を強いることがなく、運転手は列車３の前方の監視に集中することができるため、列車３の前方に対する運転手の注意が散漫になるのを防止することが可能になる。
さらに、本実施態様においては、制動距離Ｄ０だけ、踏切２から上流側に隔たった地点Ｂよりも、列車３の走行方向に対して上流側に設定された地点Ａを、列車３が通過した直後に、図２に示された運転支援処理が開始され、踏切２の内部の状態が危険であると判断された場合には、列車３が地点Ｂを通過する前に、表示手段９に警告メッセージが表示されるとともに、通知手段１０によって、運転手に対して、音声による警告が発せられる。したがって、列車３の運転手は、余裕をもって、列車３を減速させることができ、列車３を踏切２の手前で確実に停車させることが可能となる。
また、本実施態様によれば、表示手段９および通知手段１０を介して、列車３の運転手に警告を通知した後に、列車３の運転手が、所定時間内に、ブレーキをかけて列車３を減速させないときは、運転制御手段１１によって、列車３を自動的に減速させているので、列車３の運転手が、何らかの理由で、警告に気づかなかった場合にも、列車３を踏切２の手前で確実に停車させることが可能となる。
さらに、本実施態様によれば、カメラ４ａからの画像データと動体検出センサ４ｂからの検出信号に基づいて、踏切２の内部における障害物の有無が検出され、障害物が動いているか否かが判定されているから、正確に、踏切２の内部における障害物の状況を判定することが可能になる。
図３は、本発明の他の好ましい実施態様にかかる列車の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムであり、図１に示された列車の運転支援システム１と同一の構成については、同じ符号を付している。
図３に示されるように、本実施態様にかかる列車３の運転支援システム２１は、踏切２内部あるいは踏切２の周辺に配置された撮影手段４と、列車３の運行を管理する中央列車運行管理センター内に設置され、判定手段５を含む中央管理サーバー２２と、列車３の走行方向に対して、踏切２の上流側で、踏切２から所定の距離Ｄだけ離れた地点Ａに配置された列車検出手段７と、データ通信ライン２６を介して中央管理サーバー２２に接続された送信手段２３と、列車３内に配置された受信手段８、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１とを備えており、判定手段５が中央列車運行管理センター内に設けられるとともに、送信手段２３が中央管理サーバー２２に接続されている点を除いて、図１に示された列車の運転支援システム１と同様の構成を有している。
図３に示されるように、本実施態様においても、撮影手段４は、カメラ４ａおよび動体検出センサ４ｂを備え、列車検出手段７は、列車センサ７ａおよび車速検出センサ７ｂを備えている。また、中央管理サーバー２２の判定手段５は、画像解析手段５ａおよび状態判定手段５ｂを備えている。
中央管理サーバー２２は、列車３の運行を統括的に管理、制御するための管理用コンピュータであり、データ通信ライン２４を介して、踏切２内部あるいは踏切２の周辺に配置された撮影手段４に接続され、データ通信ライン２５介して、地点Ａに配置された列車検出手段７と接続されている。
送信手段２３は、中央管理サーバー２２から出力される信号を、列車３の受信手段８に無線送信するためのアンテナである。
以上のような構成を有する列車の運転支援システム２１は、以下のようにして、列車３の運転支援処理を実行する。
図４は、列車３の運転支援システム２１によって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。
列車３の運転支援処理を実行するにあたっては、まず、カメラ４ａによって、踏切２内部および踏切２の周辺の静止画像が、所定時間間隔で撮影されて、画像データが生成されるとともに、動体検出センサ４ｂによって、踏切２の内部および踏切２の周辺に移動物体が存在するか否かが検出される（ステップＳ２１）。
次いで、画像データおよび動体検出センサ４ｂの検出信号が、データ通信ライン２４を介して中央管理サーバー２２に出力され（ステップＳ２２）、中央管理サーバー２２に出力された画像データが、送信手段２３を介して列車３の受信手段８に送信される（ステップＳ２３）。
次いで、列車３が地点Ｃを通過し、踏切２の遮断機が降下された後に、列車３が地点Ａに到達すると、列車３が地点Ａに到達したことが列車センサ７ａによって検出されるとともに、車速センサ７ｂによって、地点Ａを通過したときの列車３の車速が検出され、列車検出信号および車速検出信号が、中央管理サーバー２２に出力される（ステップＳ２４およびＳ２５）。
列車検出信号および車速検出信号が入力されると、中央管理サーバー２２の判定手段５が起動され、状態判定手段５ｂによって、車速検出信号に基づいて、列車３が踏切２に到達するまでに要する時間Ｔが算出される（ステップＳ２６）。
次いで、画像解析手段５ａによって、踏切２の内部に障害物が存在するか否かが判定され（ステップＳ２７）、障害物が存在しないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
一方、踏切２の内部に障害物が存在すると判定された場合には、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物が移動しているか否かが判定され（ステップＳ２８）、障害物が静止していると判定された場合には、送信手段２３に警告信号が出力され、送信手段２３から警告信号が送信される（ステップＳ３２）。
送信手段２３から送信された警告信号は、列車３に設けられた受信手段８によって受信され（ステップＳ３３）、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ３４ないしＳ３６）。
一方、障害物が移動していると判定された場合には、画像解析手段５ａによって、障害物の行動パターンの解析結果に基づいて、障害物がどの方向に向かって移動しているかが判定されるとともに、障害物の移動速度が一定の速度であるか否かが判定される（ステップＳ２９）。
障害物が一定の速度で移動している場合には、状態判定手段５ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される。
その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから、警告信号が送信手段２３に出力される。状態判定手段５ｂから送信手段２３に出力された警告信号は、送信手段２３および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に出力され、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ３２ないしＳ３６）。
一方、障害物の移動速度が一定でないと判定された場合には、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物の動きが規則的であるか否かが判定される（ステップＳ３０）。
障害物の動きが規則的である場合には、状態判定手段５ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される。その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから、警告信号が送信手段２３に出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ３２ないしＳ３６）。
一方、障害物の動きに規則性がない場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が送信手段２３に出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、踏切２の内部に静止した障害物が存在している場合と同様の処理が実行される（ステップＳ３２ないしＳ３６）。
本実施態様によれば、図１および図２に示された実施態様と同様に、画像解析手段５ａの解析結果に基づき、状態判定手段５ｂによって、列車３が踏切２に到達する時点での踏切２の内部の安全性が判断されるように構成されているから、列車３を運転する運転手自らが、表示手段９に表示された踏切２の内部および踏切２の周辺の画像に基づいて、安全に踏切２を通過できるかどうかを判断する必要がなく、運転手が、列車３が踏切２を通過するときの安全性を誤って判断したり、安全性の判断に個人差が生じることを防止することが可能となる。
また、本実施態様によれば、判定手段５が、中央列車運行管理センター内に設置された中央管理サーバー２２に設けられているから、列車３の運転支援を集中的に管理することが可能になる。
図５は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる列車の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムであり、図１に示された列車３の運転支援システム１と同一の構成については、同じ符号を付している。
図５に示されるように、本実施態様にかかる列車３の運転支援システム４１は、踏切２内部あるいは踏切２の周辺に配置された撮影手段４および送信手段６と、列車３内に配置された受信手段８、判定手段５、走行位置検出手段４２、車速センサ４３、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１とを備えている。
図５に示されるように、本実施態様においても、撮影手段４は、カメラ４ａおよび動体検出センサ４ｂを備え、判定手段５は、画像解析手段５ａおよび状態判定手段５ｂを備えている。
列車３に設けられた走行位置検出手段４２は、ＧＰＳ通信を利用して、列車３が走行路線中のどの位置を走行しているかを検出するための機器であり、列車３が、走行路線中のどの位置を走行しているかを、常時、監視し、列車３が地点Ａに到達したときに、判定手段５に検出信号を出力する。
以上のような構成を有する列車３の運転支援システム４１は、以下のようにして、運転支援処理を実行する。
図６は、列車３の運転支援システム４１によって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。
列車３の運転支援処理を実行するにあたっては、まず、カメラ４ａによって、踏切２内部および踏切２の周辺の静止画像が、所定時間間隔で撮影されて、画像データが生成されるとともに、動体検出センサ４ｂによって、踏切２内部および踏切２の周辺に移動物体が存在するか否かが検出される（ステップＳ４１）。
次いで、画像データおよび動体検出センサ４ｂの検出信号が、送信手段６を介して列車３の受信手段８に送信され（ステップＳ４２およびＳ４３）、受信手段８によって受信された画像データに基づいて、踏切２内部および踏切２の周辺の画像が表示手段９に表示される。
次いで、列車３が地点Ｃを通過し、踏切２の遮断機が降下された後に、列車３が地点Ａに到達すると、列車３が地点Ａに到達したことが走行位置検出手段４２によって検出されるとともに、車速センサ４３によって、地点Ａを通過したときの列車３の車速が検出され、列車検出信号および車速検出信号が、状態判定手段５ｂに出力される（ステップＳ４４およびＳ４５）。
列車検出信号および車速検出信号が入力されると、状態判定手段５ｂが起動され、状態判定手段５ｂによって、車速検出信号に基づいて、列車３が踏切２に到達するまでに要する時間Ｔが算出される（ステップＳ４６）。
次いで、画像解析手段５ａによって、踏切２の内部に障害物が存在するか否かが判定され（ステップＳ４７）、障害物が存在しないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
一方、踏切２内部に障害物が存在すると判定された場合には、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物が移動しているか否かが判定される（ステップＳ４８）。その結果、障害物が静止していると判定された場合には、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に警告信号が出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ５２ないしＳ５５）。
一方、障害物が移動していると判定された場合には、画像解析手段５ａによって、障害物の行動パターンの解析結果に基づいて、障害物がどの方向に向かって移動しているかが判定されるとともに、障害物の移動速度が一定の速度であるか否かが判定される（ステップＳ４９）。
障害物が一定の速度で移動している場合には、状態判定手段５ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される（ステップＳ５１）。
その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ５２ないしＳ５５）。
一方、障害物の移動速度が一定でないと判定された場合には、画像解析手段５ａによって、さらに、障害物の動きが規則的であるか否かが判定される（ステップＳ５０）。
障害物の動きが規則的である場合には、状態判定手段５ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される（ステップＳ５１）。その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ５２ないしＳ５５）。
一方、障害物の動きに規則性がない場合には、状態判定手段５ｂから警告信号が出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ５２ないしＳ５５）。
図７は、本発明のさらに他の好ましい実施態様にかかる列車の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムであり、図１に示された列車３の運転支援システム１と同一の構成については、同じ符号を付している。
図７に示されるように、本実施態様にかかる列車３の運転支援システム６１は、踏切２の内部の物体を検出可能に配置された複数の赤外線センサ６２と、踏切２の内部または踏切２の周辺に設けられた判定手段６３および送信手段６と、列車３の走行方向に対して踏切２の上流側で、踏切２から所定の距離Ｄだけ離れた地点Ａに配置された列車検出手段７と、列車３内に配置された受信手段８、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１とを備えている。
図７に示されるように、本実施態様においても、列車検出手段７は、列車センサ７ａおよび車速検出センサ７ｂを備えている。
図８は、複数の赤外線センサ６２を示す上面図である。
図８に示されるように、各赤外線センサ６２は、列車３が走行する走行路を挟んで対向する２つの遮断機２ａ、２ｂのうちの一方の遮断器２ａの竿部に設けられた複数の発光素子６２ａと、他方の遮断機２ｂの竿部に設けられた複数の受光素子６２ｂとを備えている。各赤外線センサ６２は、赤外線を発光する発光素子６２ａと、発光素子６２ａから発光された赤外線を受光する受光素子６２ｂとが、対となって、１つのセンサを構成する分離型フォトセンサであり、受光素子６２ｂおよび発光素子６２ａによって形成される赤外レーザの光軸が踏切２の横断路に対して斜めとなるように配置されている。
図７に示されるように、判定手段６３は、データ解析手段６３ａと状態判定手段６３ｂとを備えている。
データ解析手段６３ａは、複数の赤外線センサ６２の出力を解析して、踏切２内に障害物が存在するか否か、障害物が移動している否か、障害物の移動速度が一定の速度であるか否か、障害物の動きが規則性を有するか否かを判定する。
状態判定手段６３ｂは、列車検出手段７からの検出信号に基づいて、列車３が地点Ａから踏切２に到達するまでの時間Ｔを算出するとともに、データ解析手段６３ａの判定結果に基づいて、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２内の安全性を判定し、危険と判定した場合には、警告信号を出力する。
したがって、本実施態様にかかる列車３の運転支援システム６１は、撮影手段４に代えて、複数の赤外線センサ６２が用いられ、データ解析手段６３ａによって、複数の赤外線センサ６２の出力データが解析されるように構成されている点を除き、図１に示された列車３の運転支援システム１と同様の構成を有している。
以上のような構成を有する本実施態様にかかる列車３の運転支援システム６１は、以下のようにして、運転支援処理を実行する。
図９は、列車３の運転支援システム６１によって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。
列車３の運転支援処理を実行するにあたっては、まず、列車３が地点Ｃを通過し、踏切２の遮断器２ａ、２ｂが降下されると、赤外線センサ６２が起動され、複数の発光素子６２ａから複数の受光素子６２ｂに赤外線が発せられる（ステップＳ６１）。
次に、列車３が地点Ａを通過し、列車センサ７ａによって、列車３が地点Ａに到達したことが検出されると、車速センサ７ｂによって、列車３の車速が検出されるとともに、判定手段６３が起動され、検出された列車３の車速に基づいて、列車３が踏切２に到達するまでの時間Ｔが算出される（ステップＳ６２ないしＳ６４）。
次いで、複数の赤外線センサ６２が検出したデータが、データ解析手段６３ａに出力され、データ解析手段６３ａによって、複数の赤外線センサ６２の出力が解析されて、遮断器２ａ、２ｂの間に障害物が存在するか否かが判定される（ステップＳ６５）。障害物が存在しないと判定された場合には、状態判定手段６３ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
一方、遮断器２ａ、２ｂの間に障害物が存在すると判定された場合には、データ解析手段６３ａによって、さらに、障害物が移動しているか否かが判定される（ステップＳ６６）。その結果、障害物が静止していると判定された場合には、送信手段６に警告信号が出力され、送信手段６から警告信号が送信される（ステップＳ７０）。
送信手段６から送信された警告信号は、列車３に設けられた受信手段８によって受信され（ステップＳ７１）、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ７２ないしＳ７４）。
一方、障害物が移動していると判定された場合には、データ解析手段６３ａによって、障害物の行動パターンの解析結果に基づいて、障害物がどの方向に向かって移動しているかが判定されるとともに、障害物の移動速度が一定の速度であるか否かが判定される（ステップＳ６７）。
障害物が一定の速度で移動している場合には、状態判定手段６３ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される（ステップＳ６９）。
その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段６３ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、状態判定手段６３ｂから、警告信号が送信手段６に出力される。状態判定手段６３ｂから送信手段６に出力された警告信号は、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に出力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ７０ないしＳ７４）。
一方、障害物の移動速度が一定でないと判定された場合には、データ解析手段６３ａによって、さらに、障害物の動きが規則的であるか否かが判定される（ステップＳ６８）。
障害物の動きが規則的である場合には、状態判定手段６３ｂによって、図１および図２に示されたのと同様にして、列車３が踏切２に到達した時点における障害物の位置が予測され、列車３が踏切２に到達した時点で、その障害物が踏切２を通過しているか否かが判定される（ステップＳ６９）。その結果、列車３が踏切２に到達した時点では、その障害物が踏切２を通過していると判定された場合には、状態判定手段６３ｂから警告信号が出力されることなく、運転支援処理が終了する。
これに対して、列車３が踏切２に到達した時点でも、その障害物が踏切２を通過することができないと判定された場合には、警告信号が、状態判定手段６３ｂから出力されて、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に入力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ７０ないしＳ７４）。
一方、障害物の動きに規則性がない場合には、警告信号が、状態判定手段６３ｂから出力されて、送信手段６および受信手段８を介して、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１に入力され、表示手段９、通知手段１０および運転制御手段１１によって、図１および図２に示されたのと同様の処理が実行される（ステップＳ７０ないしＳ７４）。
本実施態様によれば、図１および図２に示された列車３の運転支援システム１と同様に、データ解析手段６３ａの解析結果に基づき、状態判定手段６３ｂによって、列車３が踏切２に到達する時点での踏切２の内部の安全性が判断されるように構成されているから、列車３を運転する運転手自らが、表示手段９に表示された踏切２の内部および踏切２の周辺の画像に基づいて、安全に踏切２を通過できるかどうかを判断する必要がなく、運転手が、列車３が踏切２を通過するときの安全性を誤って判断したり、安全性の判断に個人差が生じることを防止することが可能となる。
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
たとえば、図１ないし図６に示された実施態様においては、画像解析手段５ａが、モーションヒストリーイメージング処理によって、ＭＨＩ画像情報を生成し、ＭＨＩ画像情報を解析して、障害物が動いているか否か、障害物の移動速度が一定の速度であるか否か、障害物の動きに規則性があるか否かを判定しているが、モーションヒストリーイメージング処理によって、ＭＨＩ画像情報を生成し、ＭＨＩ画像情報を解析して、障害物が動いているか否か、障害物の移動速度が一定の速度であるか否か、障害物の動きに規則性があるか否かを判定することは必ずしも必要でなく、他の方法によって、障害物が動いているか否か、障害物の移動速度が一定の速度であるか否か、障害物の動きに規則性があるか否かを判定するようにしてもよい。
さらに、図１ないし図６に示された実施態様においては、列車３が、地点Ａに達する前から、撮影手段４に画像を撮影させる一方で、列車３が、地点Ａに達した時点で、画像解析手段５ａによる画像データの解析および状態判定手段５ｂによる安全性の判定を開始させるように構成されているが、列車３が特定の地点に達した時点で、撮影手段４による画像の撮影、画像解析手段５ａによる画像データの解析および状態判定手段５ｂによる安全性の判定を開始させるように構成することもできる。
また、前記実施態様においては、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２の状態が危険と判定した場合にのみ、列車３の運転手に警告を発するように構成されているが、さらに、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２の状態が危険でないと判定されている間は、列車３の運転席内の緑色のランプを点灯させるなど、踏切２の状態が安全である場合においても、その旨を、運転手に通知するように構成することもできる。
さらに、前記実施態様においては、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２の状態が危険であると判定され、警告信号が出力された場合に、通知手段１０によって、音声による警告を発するとともに、表示手段９に警告メッセージを表示するように構成されているが、表示手段９に警告メッセージを表示することなく、通知手段１０によって、音声による警告を発するだけにとどめるようにしても、あるいは、通知手段１０によって、音声による警告を発することなく、表示手段９に警告メッセージを表示するようにとどめるようにしてもよく、さらには、列車３の運転席に警告ランプを設け、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２の状態が危険であると判定され、警告信号が出力された場合に、警告ランプを点灯させるように構成することもできる。
また、図１ないし図６に示された実施態様においては、カメラ４ａとして、赤外線カメラが用いられているが、赤外線カメラ以外のカメラを用いることもできる。
さらに、図１ないし図６に示された実施態様においては、カメラ４ａは、所定の時間間隔で、静止画像を撮影するように構成されているが、カメラ４ａとして、ムービーカメラを用いることもできる。
また、図１ないし図６に示された実施態様においては、撮影手段４は、カメラ４ａと動体検出センサ４ｂを備えているが、必ずしも動体検出センサ４ｂを備えている必要はなく、撮影手段４が、カメラ４ａのみを備えていてもよい。
さらに、図１ないし図６に示された実施態様においては、撮影手段４によって生成された画像データが、列車３に送信されるように構成されているが、撮影手段４によって生成された画像データを列車３に送信することは必ずしも必要でなく、列車３が踏切２に到達する時点における踏切２の状態が危険であると判定されたときに、警告信号のみを列車３に送信するように構成することもできる。
また、図１ないし図６に示された実施態様においては、画像データおよび警告信号が、電波によって送受信されるように構成され、図７ないし図９に示された実施態様においては、警告信号が、電波によって送受信されるように構成されているが、画像データおよび警告信号あるいは警告信号を、赤外線や光などの電波以外の通信媒体を介して、送受信するように構成することもできる。
さらに、図１および図２に示された実施態様、図３および図４に示された実施態様ならびに図７ないし図９に示された実施態様においては、地点Ａに配置された列車センサ７ａによって、列車３が地点Ａに達したことを検出するように構成されているが、ＧＰＳ通信を利用して、列車３が地点Ａに達したことを検出するように構成することもできる。
また、図１および図２に示された実施態様、図３および図４に示された実施態様ならびに図７ないし図９に示された実施態様においては、地点Ａに配置された車速センサ７ｂによって、列車３の車速が検出されるように構成されているが、ＧＰＳ通信を利用して、列車３の車速を検出するようにしてもよく、列車３に設けられた車速センサによって、列車３の車速を検出するようにしてもよい。
さらに、図５および図６に示された実施態様においては、ＧＰＳ通信を利用して、列車３が地点Ａに達したことを検出するように構成されているが、地点Ａに、列車３の通過を検出する列車センサを設け、列車センサによって、列車３が地点Ａに達したことを検出するように構成することもできる。
また、前記実施態様においては、運転制御手段１１が、列車３の運転手に警告が通知された後、所定時間が経過しても、列車３が減速していない場合に、列車３を減速させるように構成されているが、運転制御手段１１は、列車３の運転手の操作にかかわらず、警告信号が入力された時点で、列車３を減速させるように構成されていてもよい。
さらに、図７ないし図９に示された実施態様においては、判定手段６３が、踏切２の内部または踏切２の周辺に設けられているが、判定手段６３は、図３および図４に示された実施態様と同様に、中央管理サーバー２２に設けるようにしてもよいし、あるいは、図５および図６に示された実施態様と同様に、列車３内に設けるようにしてもよい。
また、図１および図２に示された実施態様においては、判定手段５が、踏切２の内部あるいは踏切２の周辺に配置され、図３および図４に示された実施態様においては、判定手段５が、中央列車運行管理センター内の中央管理サーバー２２に設けられ、図５および図６に示された実施態様においては、判定手段５が、列車３内に配置され、図７ないし図９に示された実施態様においては、判定手段６３が、踏切２の内部あるいは踏切２の周辺に配置されているが、判定手段５、６３を配置する場所はとくに限定されるものではなく、任意の場所に配置することができる。
さらに、図７ないし図９に示された実施態様においては、各赤外線センサ６２を構成する発光素子６２ａが、踏切２の遮断機２ａ、２ｂの一方に設けられ、受光素子６２ｂが、踏切２の遮断機２ａ、２ｂの他方に設けられているが、複数の赤外線センサ６２は、発光素子６２ａから発せられ、受光素子６２ｂによって受光される赤外線が、踏切内を通過するように配置されていればよく、複数の赤外線センサ６２の設置位置はとく限定されるものではない。
また、前記実施態様においては、踏切２が１カ所だけ設置されている場合につき説明を加えているが、本発明にかかる車両の運転支援システムは、たとえば、市街地のように１ｋｍの範囲内に複数の踏切２が設置されているような場合にも適用することができる。かかる場合には、判定手段によって、複数の踏切２から送信されてくる複数の画像データおよび複数の動体検出信号に基づき、複数の踏切２の画像データの解析処理および分析処理を並行して実行し、複数の踏切２の安全状態を判定するようにすることが好ましく、さらに、表示手段９の表示画面を分割して、複数の踏切２から送信されてくる複数の画像データに基づき、複数の画像を同時に表示手段９に表示するようにすることが好ましい。
また、前記実施態様においては、列車３の運転支援システム１、２１、４１、６１は、列車３が踏切２に到達するときの踏切２内の安全性を判定するように構成されているが、踏切２内の安全性を判定するように構成されていることは必ずしも必要でなく、踏切２内の安全性に代えて、あるいは、踏切２内の安全性に加えて、駅のホームの安全性や、見通しの悪いカーブの部分の安全性を判定するように構成することもできる。これらの場合には、踏切２の内部あるいは踏切２の周囲に配置された撮影手段４もしくは遮断器２ａ、２ｂに設けられた複数の赤外線センサ６２に代えて、または、これに加えて、駅のホームや、見通しの悪いカーブの状況を検出可能な位置に、撮影手段もしくは複数の赤外線センサを設ければよい。
また、前記実施態様においては、本発明にかかる車両の運転支援システムを、列車３の運転支援システムとして用いた場合につき説明を加えているが、本発明にかかる車両の運転支援システムは、列車３の運転支援システムに限定されることなく、広く、自動車の運転支援システムを含む車両の運転支援システムに適用することができる。本発明を自動車の運転支援システムとして用いる場合には、見通しの悪い山間部の道路やトンネル、あるいは人通りの多い交差点などに撮影手段を設置することが好ましい。
図１は、本発明の好ましい実施形態にかかる車両の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムである。 図２は、図１に示された車両の運転支援システムによって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、本発明の他の好ましい実施形態にかかる車両の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムである。 図４は、図３に示された車両の運転支援システムによって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、本発明の別の好ましい実施形態にかかる車両の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムである。 図６は、図５に示された車両の運転支援システムによって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明のさらに別の好ましい実施形態にかかる車両の運転支援システムの構成を示すブロックダイアグラムである。 図８は、踏切に配置された複数の赤外センサを示す上面図である。 図９は、図７に示された車両の運転支援システムによって実行される運転支援処理の手順を示すフローチャートである。
符号の説明
１ 列車の運転支援システム
２ 踏切
２ａ、２ｂ 遮断機
３ 列車
４ 撮影手段
５ 判定手段
５ａ 画像解析手段
５ｂ 状態判定手段
６ 送信手段
７ 列車検出手段
７ａ 列車センサ
７ｂ 車速センサ
８ 受信手段
９ 表示手段
１０ 通知手段
１１ 運転制御手段
２１ 列車の運転支援システム
２２ 中央管理サーバー
２３ 送信手段
４１ 車両の運転支援システム
４２ 走行位置検出手段
４３ 車速センサ
６１ 列車の運転支援システム
６２ 赤外線センサ
６２ａ 発光素子
６２ｂ 受光素子
６３ 判定手段
６３ａ データ解析手段
６３ｂ 状態判定手段

Claims (22)

  1. 車両が走行する走行路中の危険エリアを撮影し、前記危険エリアの画像データを生成可能に配置された撮影手段と、
    前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記画像データを解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する画像解析手段、
    及び、
    前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、
    前記車両に配置され、前記警告信号に基づいて前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えていること
    を特徴とする車両の運転支援システム。
  2. 前記判定手段が、前記車両の走行方向に対して、設計車速で走行している前記車両を制動させて、停止させることができる制動距離Ｄ０だけ前記危険エリアよりも上流側に位置している第一の地点よりも上流側の第二の地点に、前記車両が到達したのに応答して処理を開始し、前記車両が前記第一の地点に到達するまでに、前記処理を完了させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項１に記載の車両の運転支援システム。
  3. さらに、前記状態判定手段によって生成された警告信号を送信する送信手段と、
    前記車両に配置され、前記送信手段から送信された警告信号を受信する受信手段と、を備え、
    前記通知手段が、前記受信手段を介して受信された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発するように構成されたこと
    を特徴とする請求項１または２に記載の車両の運転支援システム。
  4. 前記判定手段が、前記危険エリアまたはその近傍に設けられたこと
    を特徴とする請求項３に記載の車両の運転支援システム。
  5. 前記判定手段が、中央管理サーバーに設けられたこと
    を特徴とする請求項３に記載の車両の運転支援システム。
  6. さらに、前記撮影手段によって生成された前記危険エリアの画像データを送信する送信手段と、
    前記車両に配置され、前記送信手段から送信された前記危険エリアの画像データを受信する受信手段と、を備え、
    前記判定手段が、前記車両に配置され、前記画像解析手段は、前記受信手段を介して受信された前記危険エリアの画像データを解析するように構成されたこと
    を特徴とする請求項１または２に記載の運転支援システム。
  7. さらに、前記車両に設けられ、前記車両の運転を制御する運転制御手段を備え、
    前記運転制御手段が、前記警告信号に基づいて、前記車両を減速させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両の運転支援システム。
  8. 前記運転制御手段が、前記通知手段が前記車両の運転手に警告に発してから、所定時間内に、前記車両が減速していないときに、前記車両を減速させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項７に記載の車両の運転支援システム。
  9. さらに、前記車両に設けられ、前記撮影手段によって生成された前記危険エリアの画像データに基づき、前記危険エリアの画像を表示する表示手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の車両の運転支援システム。
  10. 前記撮影手段が、前記車両の運転手の視界から遮断されている前記危険エリアの領域を撮影可能に構成されたこと
    を特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の車両の運転支援システム。
  11. 前記撮影手段が、前記危険エリアの画像を撮影し、画像データを生成するカメラを備えたこと
    を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の車両の運転支援システム。
  12. 前記カメラが赤外線カメラによって構成されたこと
    を特徴とする請求項１１に記載の車両の運転支援システム。
  13. 前記撮影手段が、さらに、動体検出センサを備えたこと
    を特徴とする請求項１１または１２に記載の車両の運転支援システム。
  14. 車両が走行する走行路中の危険エリアに配置され、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを検出するフォトセンサと、
    前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記フォトセンサの出力を解析して、前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、前記障害物が存在する場合に、前記障害物の行動パターンに規則性があるか否かを分析する処理と、を実行する解析手段、
    及び、
    前記行動パターンに規則性がある場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を判定する処理と、前記行動パターンに規則性がない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内である場合、警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、
    前記車両に配置され、前記判定手段によって生成された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えていること
    を特徴とする車両の運転支援システム。
  15. 前記判定手段が、前記車両の走行方向に対して、設計車速で走行している前記車両を制動させて、停止させることができる制動距離Ｄ０だけ前記危険エリアよりも上流側に位置している第一の地点よりも上流側の第二の地点に、前記車両が到達したのに応答して処理を開始し、前記車両が前記第一の地点に到達するまでに、前記処理を完了させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項１４に記載の車両の運転支援システム。
  16. さらに、前記状態判定手段によって生成された警告信号を送信する送信手段と、
    前記車両に配置され、前記送信手段から送信された警告信号を受信する受信手段と、を備え、
    前記通知手段が、前記受信手段を介して受信された警告信号に基づいて、前記車両の運転手に警告を発するように構成されたこと
    を特徴とする請求項１４または１５に記載の車両の運転支援システム。
  17. 前記判定手段が、前記危険エリアまたはその近傍に設けられたこと
    を特徴とする請求項１６に記載の車両の運転支援システム。
  18. 前記判定手段が、中央管理サーバーに設けられたこと
    を特徴とする請求項１６に記載の車両の運転支援システム。
  19. さらに、前記フォトセンサの出力を送信する送信手段と、
    前記車両に配置され、前記送信手段から送信された前記フォトセンサの出力を受信する受信手段と、を備え、
    前記判定手段が、前記車両に配置され、前記解析手段は、前記受信手段を介して受信された前記フォトセンサの出力を解析するように構成されたこと
    を特徴とする請求項１４または１５に記載の運転支援システム。
  20. さらに、前記車両に設けられ、前記車両の運転を制御する運転制御手段をさらに備え、
    前記運転制御手段が、前記警告信号に基づいて、前記車両を減速させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項１４ないし１９のいずれか１項に記載の車両の運転支援システム。
  21. 前記運転制御手段が、前記通知手段が前記車両の運転手に警告に発してから、所定時間内に、前記車両が減速していないときに、前記車両を減速させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項２０に記載の車両の運転支援システム。
  22. 車両が走行する走行路中の危険エリアを撮影し、前記危険エリアの画像データを生成可能に配置された撮影手段と、
    前記車両が前記危険エリアに到達する前に、前記画像データを解析する処理と、
    前記危険エリア内に障害物が存在するか否かを判定する処理と、
    前記障害物が移動しているか否かを検出する処理と、
    前記障害物が移動している場合に、前記障害物の移動速度が一定か否かを検出する処理と、
    前記移動速度が一定でない場合に、前記障害物の動きが規則的であるか否かを検出する処理と、を実行する画像解析手段、
    及び、
    前記障害物の移動速度が一定である場合、及び、前記障害物の動きが規則的である場合に、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置を分析する処理と、
    前記障害物が移動していない場合、及び、前記障害物の動きが規則的でない場合、及び、前記車両が危険エリアに到達するときの前記障害物の位置が危険エリア内であった場合に、前記警告信号を生成する処理と、を実行する状態判定手段、を含む判定手段と、
    前記車両に配置され、前記警告信号に基づいて前記車両の運転手に警告を発する通知手段と、を備えていること
    を特徴とする車両の運転支援システム。
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