JP5484280B2

JP5484280B2 - 列車停止位置検出方法及び列車停止位置検出装置

Info

Publication number: JP5484280B2
Application number: JP2010210937A
Authority: JP
Inventors: 証山口; 史明岡松
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP2012066617A

Description

本発明は、列車の停止位置を検出する列車停止位置検出方法、及び列車停止位置検出装置に関し、特に、カメラを用いて撮像した列車の撮像画像を基に当該列車の停止位置を検出する方法及び装置に関するものである。

周知の如く、駅のプラットホームに入線してきた列車は、プラットホーム上に予め設定された基準停止位置に停止し、その後、乗客が乗り降りするために列車扉の開閉が行われる。
しかしながら、様々な原因により列車が基準停止位置を超えた位置に停止したり（このことをオーバーランと呼ぶ）、基準停止位置に達せずに停止したり（このことを手前停車と呼ぶ）する状況が発生する。斯かるオーバーランなどの状況が発生した場合、乗客がスムーズに乗降できないなどの不都合が発生することは言うまでもない。

このオーバーランや手前停車などの異常停止状況は、可及的速やかに列車の運転士、車掌、駅係員に通達する必要があるが、現状では、正常停止、異常停止を問わず列車の停止位置を認識するのは、駅係員などの目視（人手）に頼らざるを得ないのが現状である。
ところで、近年、新幹線及び在来線や地下鉄などにおいては、乗客のプラットホームからの転落や列車との接触事故の防止などを目的とした安全対策の一つとして、プラットホーム上に可動柵やホームドアが設置されるようになってきている。

このような可動柵及びホームドアにおいては、基準停止位置に停止した列車の扉の位置にあわせてドアが設けられているので、列車を確実に基準停止位置に停止させるとともに、ホームドアの開閉にあたっては、列車が基準停止位置又はその前後の許容される範囲内に停止しているのか否かの判断が要求される。斯かる判断も、駅係員などの目視（人手）に頼らざるを得ないのが現状である。

そこで、本願出願人らは、特許文献１のような技術を既に開発している。
特許文献１は、移動体の位置を検出するための位置検出装置であって、前記移動体の画像を当該移動体の背景の画像とともに撮像可能なように設置された画像センサと、前記画像センサによって撮像された、前記移動体が写っていない画像であるベース画像と、前記移動体が写った画像である検出用画像とを比較することにより、前記移動体の位置（特に、先頭位置）を検出する位置検出部と、を有してなる位置検出装置を開示する。

この技術を用いることで、列車の検知位置を知ることができ、ホームドアの開閉の支援や、オーバーランなどの異常停止状況の自動認識を行うことが可能となる。
また、特許文献２には、特許文献１とは別の方法で列車の停止位置を算出する技術が開示されている。
特許文献２は、プラットホームの基準位置に対する列車の停止位置を算出する列車停止位置算出システムであって、駅のプラットホームに到着した列車の列車側機器と駅側に配置された駅側機器との間で通信を行う通信手段と、上記プラットホームの基準位置及び上記列車の基準位置のいずれか一方に配置され、位置算出用信号を発信する信号発信手段と、上記プラットホームの基準位置及び上記列車の基準位置の他方に配置され、上記信号発信手段が発信した位置算出用信号を検出する信号検出手段と、上記通信手段を使用して、上記信号発信手段に位置算出用信号を発信させてから上記信号検出手段で該位置算出用信号が検出されるまでの遅延時間を計測するとともに、該遅延時間に基づいて、上記信号発信手段及び上記信号検出手段間の距離を求めることで上記プラットホームの基準位置に対する上記列車の停止位置を算出する列車停止位置算出手段とを備えていることを特徴とする列車停止位置算出システムを開示する。

特許文献２は、この位置算出用信号（超音波）を用いた列車停止位置算出システムよって、列車の停止位置を広い範囲で精度良く算出でき、柔軟に列車停止位置のずれに対応できるとしている。

特開２００８−２９８５０１号公報特開２００７−２７６５３３号公報

上述のとおり、列車の停止位置を検出する技術が特許文献１及び特許文献２に開示されているが、特許文献１に記載された技術のように、カメラ（画像センサ）がほぼ真下を向くように配置されていては、カメラ単一の視野を広くとることができず、その視野は狭いものとなる。また、カメラが列車進行方向に対してほぼ真下を向いていると、列車がプラットホーム上の基準停止位置で停止せずカメラの下を通り過ぎた後は、当該列車の先頭部分がカメラの狭い視野から外れてしまい、当該先頭部分の位置を検出できなくなる可能性を否めない。

また、特許文献２に記載された技術のように、超音波（位置算出用信号）を用いて列車の停止位置を算出する場合、プラットホームに設置された超音波発信器と列車に備えられた超音波検出器との配置に制約がある。
超音波が確実に送受信されるためには、超音波発信器から超音波検出器までの距離は数メートル以内に留めなければならず、さらに、超音波の指向性を考慮すると超音波発信器と超音波検出器は互いにほぼ正面で向かい合わなくてはならない。従って、超音波発信器から超音波検出器までの距離、すなわち有効検出距離は、せいぜい数ｍ程度となる。

しかし、列車のオーバーランは１０ｍを超えることが少なからずあり、２０ｍ以上にも及ぶオーバーランが実際に報告されている。この逆に、列車が基準停止位置よりも大幅に手前に停止する場合もある。これもオーバーランと同様に数１０ｍに及ぶ実例がある。つまり、特許文献１と同様に、プラットホーム上の基準停止位置前後の数１０ｍを有効な検出距離の範囲としてしていなければならないという問題がある。

さらに、特許文献２に記載の列車停止位置算出システムは、停止位置の算出に必要な機器を、駅側だけでなく列車側にも備えなくてはならない。特許文献２の技術を導入するために全ての列車に当該機器を設置すると、非常に多額の設置費用が必要となるだけでなく、駅側の機器と列車側の機器の両方に対する保守管理が必要となり、そのための費用及び手間は無視できないほど大きなものとなる。

これに加えて、複数の鉄道事業者が相互に乗り入れする駅では、必要な機器が設置されていない列車が入線する場合も考えられるので、特許文献２の技術を実際に採用するのは非常に困難であると言わざるを得ない。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、プラットホーム上の基準停止位置前後の数１０ｍを有効な停止位置検出範囲とする列車停止位置検出方法及び列車停止位置検出装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の列車停止位置検出方法は、駅のホームに停止した列車の進行方向前方から前方カメラを用いて前記列車の先頭部分を撮像すると共に、進行方向後方から後方カメラを用いて前記列車の後尾部分を撮像し、前記先頭部分が撮像された画像を基に前記ホームに対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後尾部分が撮像された画像を基に前記ホームに対する当該後尾部分の位置を検出することを特徴とする。
詳しくは、基準停止位置に停止した列車の進行方向前方から後方に向かって視野内に該列車の先頭車両の後端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記列車の先頭部分を撮像する少なくとも１つの前方カメラと、前記基準停止位置に停止した列車の進行方向後方から前方に向かって視野内に該列車の最後尾車両の前端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記列車の後尾部分を撮像する少なくとも１つの後方カメラと、前記前方カメラ及び後方カメラを制御すると共に、前記前方カメラ及び後方カメラが撮像した画像に基づいて前記列車の停止位置を判定する制御盤と、を備える列車停止位置検出装置が行う列車停止位置検出方法であって、前記制御盤が、駅のホームに停止した列車を撮像する際に、前記前方カメラを用いて前記ホームに停止した列車の先頭部分を撮像すると共に、前記後方カメラを用いて前記ホームに停止した列車の後尾部分を撮像した後、前記前方カメラによって撮像された該列車の先頭部分の画像を基に、前記ホームの前方基準停止位置に対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後方カメラによって撮像された該列車の後尾部分の画像を基に、前記ホームの後方基準停止位置に対する当該後尾部分の位置を検出することを特徴とする。

ここで、前記検出された先頭部分の位置又は後尾部分の位置を用いて、前記ホーム上の基準停止位置から前記列車が実際に停止した位置までのずれを検出してもよい。
また、前記列車側から当該列車の編成情報を取得し、前記取得した編成情報を基に、複数台設けられた前記前方カメラ及び後方カメラから、前記列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと前記列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択し、前記選択された前方カメラ及び後方カメラを用いて前記列車の先頭部分と前記列車の後尾部分を撮像してもよい。
詳しくは、前記列車停止位置検出装置は、前記前方カメラ及び後方カメラを、複数の異なる編成の列車の各々に対して前記駅のホームに設けられた複数の異なる基準停止位置に対応して複数有し、前記制御盤が、前記前方カメラ及び後方カメラによって前記駅のホームに停止した列車を撮像する際に、前記列車側から当該列車の編成情報を取得し、前記取得した編成情報を基に、複数台設けられた前記前方カメラ及び後方カメラから、前記編成情報の列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと該列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択し、前記選択された前方カメラ及び後方カメラを用いて該列車の先頭部分と後尾部分を撮像してもよい。

さらに、前記制御盤が、前記前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置が検出できなかったときは、後方カメラが撮像した画像を基に列車の後尾部分の位置を検出し、前記後方カメラが撮像した画像を基に列車の後尾部分の位置が検出できなかったときは、前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置を検出してもよい。
本発明の列車停止位置検出装置は、駅のホームに停止した列車の進行方向前方から前記列車の先頭部分を撮像する少なくとも１つの前方カメラと、前記列車の進行方向後方から前記列車の後尾部分を撮像する少なくとも１つの後方カメラと、前記前方カメラが撮像した前記列車の先頭部分の画像を基に、前記ホームに対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後方カメラが撮像した前記列車の後尾部分の画像を基に、前記ホームに対する当該後尾部分の位置を検出する停止位置判定手段と、を備えることを特徴とする。
詳しくは、駅のホームに停止した列車を撮像するカメラであって、基準停止位置に停止した列車の進行方向前方から後方に向かって視野内に該列車の先頭車両の後端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記ホームに停止した列車の先頭部分を撮像する少なくとも１つの前方カメラと、前記駅のホームに停止した列車を撮像するカメラであって、前記基準停止位置に停止した列車の進行方向後方から前方に向かって視野内に該列車の最後尾車両の前端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記ホームに停止した列車の後尾部分を撮像する少なくとも１つの後方カメラと、前記前方カメラによって撮像された該列車の先頭部分の画像を基に、前記ホームの前方基準停止位置に対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後方カメラによって撮像された該列車の後尾部分の画像を基に、前記ホームの後方基準停止位置に対する当該後尾部分の位置を検出する停止位置判定手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、前記停止位置判定手段は、前記検出された先頭部分の位置又は後尾部分の位置を用いて、前記ホーム上の基準停止位置から、前記列車が実際に停止した位置までのずれを検出するように構成されていてもよい。
また、列車停止位置検出装置は、前記前方カメラと後方カメラをそれぞれ複数備えると共に、前記列車の編成情報を取得する編成情報取得手段と、前記編成情報取得手段が取得した列車の編成情報を基に、複数台の前記前方カメラ及び後方カメラから、列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択するカメラ選択手段と、を備えていてもよい。
詳しくは、前記前方カメラ及び後方カメラを、複数の異なる編成の列車の各々に対して前記駅のホームに設けられた複数の異なる基準停止位置に対応して複数備えると共に、前記列車の編成情報を取得する編成情報取得手段と、前記編成情報取得手段が取得した列車の編成情報を基に、複数台の前記前方カメラ及び後方カメラから、前記編成情報の列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと該列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択するカメラ選択手段と、を備えていてもよい。

さらに、前記停止位置判定手段は、前記前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置が検出できなかったときは、後方カメラが撮像した画像を基に前記列車の後尾部分の位置を検出し、後方カメラが撮像した画像を基に前記列車の後尾部分の位置が検出できなかったときは、前方カメラが撮像した画像を基に前記列車の先頭部分の位置を検出するように構成されていてもよい。

本発明によれば、列車のオーバーランなどを含む状況下で、列車の先端又は後端の位置を検出できる列車停止位置検出方法及び列車停止位置検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による列車停止位置検出装置の構成を示す概略図である。本発明の第１実施形態による列車停止位置検出装置における、前方カメラの撮像画像と前方カメラの撮像画像とを示す図であり、（ａ）は、列車が基準停止位置に停止したときの画像、（ｂ）は、列車が基準停止位置をオーバーランして停止したときの画像、（ｃ）は、列車が基準停止位置の手前で手前停車したときの画像である。本発明の第２実施形態において、プラットホームに停止した異なる車両編成の列車と前方カメラ及び後方カメラとの位置関係を示す図である。本発明の第２実施形態による列車停止位置検出装置の構成を示す概略図である。本発明の第２実施形態による列車停止位置検出方法の処理フローを示す図である。本発明の第１及び第２実施形態によるプラットホームの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
（第１実施形態）
図１を参照しながら、本発明の第１実施形態による列車停止位置検出装置１について説明する。図１は、本実施形態による列車停止位置検出装置１の構成を示す概略図であり、列車を側方から見たときの各構成要素の配置を概略的に示している。

図１に示すように、列車停止位置検出装置１は、駅のプラットホーム（ホーム）に停止した列車２の先頭車両２_Fを含む先頭部分（前部）を列車進行方向の前方から後方に向かって撮像するための前方カメラＣＦと、列車２の最後尾車両２_Rを含む後尾部分（後部）を列車進行方向の後方から前方に向かって撮像するための後方カメラＣＲと、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲが撮像した画像を取り込んで処理し列車２の停止位置を判定する総合制御盤３と、を含んで構成されている。プラットホーム上には、図６に示すような可動柵２０（又はホームドア）が設置されており、乗客は、可動柵２０（又はホームドア）のドア２１の位置から列車２に乗降する。

なお、以下の説明において、可動柵２０（又はホームドア）に備えられた開閉可能な扉のことを「ドア２１」と表記し、列車２に備えられた乗り降り用の扉のことを「扉２２」と表記する。
図１において、列車２は、先頭車両２_Fの前端（先頭車両２_Fの前面下端）位置Ｆ’がプラットホーム上の前方基準停止位置Ｆと一致するように停止している（以下、この状態を「列車２が基準停止位置に停止した」状態という）。つまり、列車２が基準停止位置に停止すると、先頭車両２_Fの前端位置Ｆ’がプラットホーム上の前方基準停止位置Ｆに一致し、最後尾車両２_Rの後端位置Ｒ’がプラットホーム上の後方基準停止位置Ｒに一致する。基準停止位置とは、プラットホーム上に予め設定された列車２の停止位置であって、列車２が当該基準停止位置に停止したときに、当該列車２の扉２２の位置が、可動柵２０（又はホームドア）のドア２１の位置に列車進行方向において一致するように設定されている。

従って、オーバーランや手前停車などの異常停止によって、列車２の前端位置Ｒ’が前方基準停止位置Ｒからずれているなど、列車２が基準停止位置からずれて停止していると、列車２の扉２２の位置が可動柵２０（又はホームドア）のドア２１の位置からずれてしまい、乗客がスムーズに乗降できないなどの不都合が発生する。
列車停止位置検出装置１の前方カメラＣＦは、例えばカラーＣＣＤ等を搭載したカメラ（カラービデオカメラ等）で構成されており、ＣＣＤ上に像を結ぶための撮像レンズを有している。

この前方カメラＣＦは、前方基準停止位置Ｆに対応し、当該前方基準停止位置Ｆの略上方に設けられている。具体的には、線路（軌道）のほぼ真上、且つ前方基準停止位置Ｆから列車進行方向に沿って例えば約１ｍ前方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３（図６参照）の下面に設置されている。このような位置に設置された前方カメラＣＦは、図１に示すように、基準停止位置に停止した列車２の先頭車両２_Fの前方斜め上方に位置することになる。

この前方カメラＣＦの撮像レンズを、視野内に少なくとも先頭車両２_Fを収めることができるように、列車後方に向ける。このとき、図１において破線で示すように、前方カメラＣＦの視野の上下方向における下限で、前方カメラＣＦの直下、つまり前方基準停止位置Ｆより約１ｍ前方位置にある線路を捕らえ、視野の上下方向における上限で、先頭車両２_Fの後端（後面下端部）又は当該後端より後方を捕らえるように前方カメラＣＦの撮像レンズの向きが固定される。

このように、前方カメラＣＦの視野の上下方向における下限で前方基準停止位置Ｆより約１ｍ前方位置にある線路を捉えると、先頭車両２_F前方ほど大きく捉えられるために画像分解能が高くなり、前方基準停止位置Ｆの近傍での画像分解能を高く維持することができる。
なお、このような前方カメラＣＦにおいて、時刻や天候に応じて露出量を最適化する自動露出機構が備えられると好ましい。前方カメラＣＦは、この自動露出機構によって、一日を通して輝度値の変動の小さな安定した撮像を行うことができる。

列車停止位置検出装置１の後方カメラＣＲは、前方カメラＣＦとほぼ同様の構成を有しているが、その設置位置は前方カメラＣＦと異なるので、以下に説明する。
後方カメラＣＲは、後方基準停止位置Ｒに対応し、当該後方基準停止位置Ｒの略上方に設けられている。具体的には、線路（軌道）のほぼ真上、且つ後方基準停止位置Ｒから列車進行方向において例えば約１ｍ後方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３（図６参照）の下面に設置されている。このような位置に設置された後方カメラＣＲは、図１に示すように、基準停止位置に停止した列車２の最後尾車両２_Rの後方斜め上方に位置することになる。

この後方カメラＣＲの撮像レンズを、視野内に少なくとも最後尾車両２_Rを収めることができるように、列車２に向ける。このとき、図１において破線で示すように、後方カメラＣＲの視野の上下方向における下限で、後方カメラＣＲの直下、つまり最後尾車両２_Rの後端より約１ｍ後方位置にある線路を捉え、視野の上下方向における上限で、最後尾車両２_Rの前端又は当該前端より前方を捉えるように後方カメラＣＲの撮像レンズの向きが固定される。

このように、後方カメラＣＲの視野の上下方向における下限で最後尾車両２_Rの後端より約１ｍ後方位置にある線路を捉えると、最後尾車両２_R後方ほど大きく捉えられるために画像分解能が高くなり、基準停止位置で列車２が停止したときの最後尾車両２_Rの後端（後方基準停止位置Ｒ）近傍での画像分解能を高く維持することができる。
なお、このような後方カメラＣＲにおいても、前方カメラＣＦと同様に自動露出機構が備えられると好ましいことは言うまでもない。

上記のように前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲを設置すると、列車２が基準停止位置に停止したときに、前方カメラＣＦは先頭車両２_Fの１両分を視野に収め、後方カメラＣＲは最後尾車両２_Rの１両分を視野に収めることができる。このようにすれば、列車２が、車両１両分（約２０ｍ）基準停止位置を超えて（オーバーランして）停止しても、最後尾車両２_Rの後端が後方カメラＣＲの視野外に出ることはない。また、列車２が、車両１両分基準停止位置の手前で停止（手前停車）しても、先頭車両２_Fの前端が前方カメラＣＦの視野外に出ることはない。

つまり、基準停止位置の前後それぞれ約２０ｍの範囲において、少なくとも先頭車両２_Fの前端又は最後尾車両２_Rの後端を、前方カメラＣＦ又は後方カメラＣＲで捉えることができる。このように、例えば前方基準停止位置Ｆを約２０ｍ超えてオーバーランした場合と前方基準停止位置Ｆの約２０ｍ手前で停止した場合とを含んで４０ｍ程度の視野を確保することのできる列車停止位置検出装置１は、背景技術の章で紹介した特許文献１及び特許文献２に開示の技術では実現困難である。

次に、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲを制御すると共に、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲが撮像した画像を取り込んで処理し列車２の停止位置を判定する総合制御盤３について説明する。
総合制御盤３は、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲが撮像した画像を取り込む画像取込装置４と、取り込んだ画像に対して画像処理を施す画像処理装置５と、画像処理装置５によって処理された画像に基づいて列車２の停止位置を判定する停止位置判定装置６（停止位置判定手段）と、を備えている。

画像取込装置４は、フレームメモリを備え、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲが撮像した２次元のフレーム画像（例えば、６４０ピクセル×４８０ピクセル）を蓄積する。
画像処理装置５は、画像取込装置４に取り込まれたフレーム画像に対して画像処理を施して、前方カメラＣＦが撮像したフレーム画像から列車２の先頭車両２_Fの前端を検出し、後方カメラＣＲが撮像したフレーム画像から列車２の最後尾車両２_Rの後端を検出する。

このときに施される画像処理には、周知の画像処理手法を用いればよい。例えば、フレーム画像の各ピクセルの輝度値に対してある閾値を用いて二値化処理を施すことで列車２の前端及び後端を検出してもよいし、フレーム画像のカラー情報（ＲＧＢ輝度値）を基に列車２の色を抽出し、列車２の色と背景色の境界線を識別することで列車２の前端及び後端を検出してもよい。

なお、上述の画像処理によって先頭車両２_Fの前面下端（前端）及び最後尾車両２_Rの後面下端（後端）を検出したが、これに限らず、先頭車両２_Fの前面及び最後尾車両２_Rの後面に設けられた前照灯や標識灯を検出してもよい。
停止位置判定装置６は、画像処理装置５によって検出された列車２の前端及び後端の画像上の座標値、又は先頭車両２_Fの前面及び最後尾車両２_Rの後面に設けられた前照灯や標識灯の画像上の座標値に対応するプラットホーム上での位置を検出し、列車２の停止位置の前方基準停止位置Ｆ又は後方基準停止位置Ｒに対するずれ（距離）を算出する。

例えば、列車前端の画像上での座標値に対応するプラットホーム上での位置を検出すると、検出した位置と前方基準停止位置Ｆとを比較して、検出した位置から前方基準停止位置Ｆまでの距離を算出する。また、列車後端の画像上での座標値に対応するプラットホーム上での位置を検出すると、検出した位置と後方基準停止位置Ｒとを比較して、検出した位置から後方基準停止位置Ｒまでの距離を算出する。このように算出した距離を基準停止位置からのずれとして判定する。

図２を参照して、上述した列車停止位置検出装置１の動作（列車停止位置検出方法）について説明する。
図２は、本実施形態による列車停止位置検出装置１における、前方カメラＣＦの撮像画像（前方カメラ画像）と後方カメラＣＲの撮像画像（後方カメラ画像）とを示す図であり、（ａ）は、列車２が基準停止位置に停止したときの画像、（ｂ）は、列車２がオーバーランし基準停止位置を超えて停止したときの画像、（ｃ）は、列車２が基準停止位置の手前で手前停車したときの画像である。図２において「Ｆ’」で示す位置が、先頭車両２_Fの前端位置であり、後方カメラ画像において「Ｒ’」で示す位置が、最後尾車両２_Rの後端位置である。

まず、列車２がプラットホームに停止すると、総合制御盤３の画像取込装置４は、前方カメラＣＦ及び後方カメラＣＲを用いて列車２を撮像し、前方カメラ画像及び後方カメラ画像を取り込む。画像処理装置５は、画像取込装置４が取り込んだ前方カメラ画像及び後方カメラ画像に対して上述の画像処理を施し、先頭車両２_Fの前端及び最後尾車両２_Rの後端を検出する。

（i）画像取込装置４が取り込んだ前方カメラ画像及び後方カメラ画像が、図２（ａ）に示す画像であれば、先頭車両２_Fの前端及び最後尾車両２_Rの後端が撮像されているので、画像処理装置５によって、先頭車両２_Fの前端及び最後尾車両２_Rの後端をともに検出することができる。
停止位置判定装置６は、検出された先頭車両２_Fの前端及び最後尾車両２_Rの後端のいずれか一方、本実施形態においては先頭車両２_Fの前端の画像上の座標値に対応するプラットホーム上での前端位置Ｆ’を検出し、検出した先頭車両２_Fの前端位置Ｆ’の前方基準停止位置Ｆに対するずれ（Ｆ〜Ｆ’）を算出し、列車２のプラットホーム上の位置を得る。

図２（ａ）において、列車２は基準停止位置にほぼ一致して停止しているので、列車２の停止位置の前方基準停止位置Ｆに対するずれ量（距離）は略０ｍと算出される。最後尾車両２_Rの後端位置Ｒ’を用いて列車２の停止位置の後方基準停止位置Ｒに対するずれを求めても、同様に後方基準停止位置Ｒに対するずれ量（距離）は略０ｍと算出される。
（ii）画像取込装置４が取り込んだ前方カメラ画像及び後方カメラ画像が、図２（ｂ）に示す画像であれば、先頭車両２_Fの前端は前方カメラ画像のフレーム外にあるものの、最後尾車両２_Rの後端が後方カメラ画像の左端に撮像されているので、画像処理装置５によって、最後尾車両２_Rの後端を検出することができる。

停止位置判定装置６は、検出された最後尾車両２_Rの後端の画像上の座標値に対応するプラットホーム上での後端位置Ｒ’を検出し、上述の方法で最後尾車両２_Rの後端位置Ｒ’から後方基準停止位置Ｒまでのずれ（Ｒ〜Ｒ’）を算出する。図２（ｂ）において、算出されたずれ量（距離）が２０ｍであった場合、列車２のオーバーランの距離を、例えば正の値で＋２０ｍと表示することができる。

（iii）画像取込装置４が取り込んだ前方カメラ画像及び後方カメラ画像が、図２（ｃ）に示す画像であれば、最後尾車両２_Rの後端は後方カメラ画像のフレーム外にあるものの、先頭車両２_Fの前端が前方カメラ画像の右端に撮像されているので、画像処理装置５によって、先頭車両２_Fの前端を検出することができる。
停止位置判定装置６は、検出された先頭車両２_Fの前端の画像上の座標値に対応するプラットホーム上での前端位置Ｆ’を検出し、上述の方法で先頭車両２_Fの前端位置Ｆ’から前方基準停止位置Ｆまでのずれ（Ｆ〜Ｆ’）を算出する。図２（ｃ）において、算出されたずれ量（距離）が２０ｍであった場合、列車２の手前停車の距離を、例えば負の値で−２０ｍと表示することができる。

以上に述べたような本発明の第１実施形態による列車停止位置検出装置１及び列車停止位置検出方法によって、基準停止位置の前後それぞれ約２０ｍの範囲において、常に列車２の端部を捉えて列車２の停止位置を検出することができる。
（第２実施形態）
図３及び図４を参照しながら、本発明の第２実施形態による列車停止位置検出装置７について説明する。

図３は、本実施形態において、プラットホームに停止した異なる車両編成の列車と前方カメラ及び後方カメラとの位置関係を示す図である。図４は、本実施形態による列車停止位置検出装置７の構成を示す概略図である。
まず図３を参照しながら、本実施形態の列車停止位置検出装置７が適用される環境について説明する。本実施形態では、ある一つのプラットホームに異なる車両編成の列車が停止する場合を想定している。

図３に示すように、７両編成、５両編成、４両編成の３つの異なる編成の列車が、同一のプラットホームに停止する。プラットホーム上には、各編成の列車に対して前方基準停止位置及び後方基準停止位置がそれぞれ２つずつ設けられている。７両編成の列車８に対する７両編成前方基準停止位置Ｆ１はプラットホームの最も左側（列車進行方向における最も前方側）に設けられており、右側に向かって順に、５両編成の列車９と４両編成の列車１０とに共通の５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２、４両編成の列車１０に対する４両編成後方基準停止位置Ｒ１、７両編成の列車８と５両編成の列車９とに共通の７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２が設けられている。

図３に示す通り、上述の基準停止位置に従って、７両編成の列車８は、長さ方向の中央位置をプラットホームの長さ方向の中央位置にほぼ一致させて停止する。５両編成の列車９は、７両編成の列車８と、最後尾車両の後端を共通の後方基準停止位置で一致させて停止する。また、４両編成の列車１０は、５両編成の列車９と、先頭車両の前端を共通の前方基準停止位置で一致させてプラットホームのほぼ中央位置に停止する。

このように設けられた各基準停止位置に対して、各列車を撮像する前方カメラ及び後方カメラが設置される。後述する第１前方カメラＣＦ１は、７両編成前方基準停止位置Ｆ１の上方に設置され、７両編成の列車の先頭車両を撮像する。後述する第２前方カメラＣＦ２は、５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２の上方に設置され、５両編成又は４両編成の列車の先頭車両を撮像する。後述する第１後方カメラＣＲ１は、４両編成後方基準停止位置Ｒ１の上方に設置され、４両編成の列車の最後尾車両を撮像する。また、後述する第２後方カメラＣＲ２は、７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２の上方に設置され、７両編成又は５両編成の列車の最後尾車両を撮像する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、前方カメラ、後方カメラ、及び総合制御盤によって列車停止位置検出装置７が構成される。しかし、上述のように、異なる車両編成の列車がプラットホームに停止する場合においても列車の停止位置を正確に検出できるように、一部の構成が第１実施形態による列車停止位置検出装置３とは異なっている。
図４を参照しながら、その異なる点について以下説明する。

本実施形態による列車停止位置検出装置７は、第１実施形態における前方カメラＣＦと同様の構成を有する第１前方カメラＣＦ１及び第２前方カメラＣＦ２を有している。
図４に示すように、第１前方カメラＣＦ１は、７両編成前方基準停止位置Ｆ１に対応して、当該停止位置の略上方に設置されている。具体的には、線路（軌道）のほぼ真上、且つ７両編成前方基準停止位置Ｆ１から列車進行方向に沿って例えば約１ｍ前方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３（図６参照）の下に設置されている。このような位置に設置された第１前方カメラＣＦ１は、７両編成前方基準停止位置Ｆ１に停止した７両編成の列車８の先頭車両の前方斜め上方に位置することになる。

第１実施形態と同様に、この第１前方カメラＣＦ１の撮像レンズを、視野内に少なくとも先頭車両を収めることができるように７両編成の列車８に向け、第１前方カメラＣＦ１を固定する。
第２前方カメラＣＦ２は、５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２に対応して、当該停止位置の略上方に設置されている。具体的には、線路のほぼ真上、且つ５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２から列車進行方向に沿って例えば約１ｍ前方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３の下に設置されている。このような位置に設置された第２前方カメラＣＦ２は、５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２に停止した５両編成又は４両編成の列車の先頭車両の前方斜め上方に位置することになる。

第１前方カメラＣＦ１と同様に、この第２前方カメラＣＦ２の撮像レンズを、視野内に少なくとも先頭車両を収めることができるように５両編成又は４両編成の列車に向け、第２前方カメラＣＦ２を固定する。
なお、このような前方カメラにおいて、時刻や天候に応じて露出量を最適化する自動露出機構が備えられると好ましい。前方カメラは、この自動露出機構によって、一日を通して輝度値の変動の小さな安定した撮像を行うことができる。

また、列車停止位置検出装置７は、第１実施形態における後方カメラＣＲと同様の構成を有する第１後方カメラＣＲ１及び第２後方カメラＣＲ２を有している。
図４に示すように、第１後方カメラＣＲ１は、４両編成後方基準停止位置Ｒ１に対応して、当該停止位置の略上方に設置されている。具体的には、線路のほぼ真上、且つ４両編成後方基準停止位置Ｒ１から列車進行方向において例えば約１ｍ後方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３の下に設置されている。このような位置に設置された第１後方カメラＣＲ１は、４両編成前方基準停止位置に停止した４両編成の列車１０の最後尾車両の後方斜め上方に位置することになる。

第１実施形態と同様に、この第１後方カメラＣＲ１の撮像レンズを、視野内に少なくとも最後尾車両を収めることができるように４両編成の列車１０に向け、第１後方カメラＣＲ１を固定する。
第２後方カメラＣＲ２は、７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２に対応して、当該停止位置の略上方に設置されている。具体的には、線路のほぼ真上、且つ７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２から列車進行方向において例えば約１ｍ程度後方の位置で、プラットホームに設けられた屋根２３の下に設置されている。このような位置に設置された第２後方カメラＣＲ２は、７両／５両編成前方基準停止位置に停止した７両編成又は５両編成の列車の最後尾車両の後方斜め上方に位置することになる。

第１後方カメラＣＲ１と同様に、この第２後方カメラＣＲ２の撮像レンズを、視野内に少なくとも最後尾車両を収めることができるように７両編成又は５両編成の列車に向け、第２後方カメラＣＲ２を固定する。
なお、このような後方カメラにおいても、前方カメラと同様に自動露出機構が備えられると好ましいことは言うまでもない。

図４に示すとおり、列車進行方向においてプラットホーム後方には、先頭車両の側面に取り付けられたＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ１１と通信するためのＲＦＩＤアンテナ１２が設けられている。ＲＦＩＤタグ１１は、ＩＣチップ及びアンテナで構成される無線タグと、ＩＣチップに書き込まれたＩＤを非接触で読み書き可能な無線タグリーダ・ライタとから構成され、列車の車両数や編成番号などの列車編成情報を保持すると共に、当該列車編成情報を含む信号を送信するものである。このＲＦＩＤタグ１１は、無線通信に例えばＵＨＦ帯無線を用いるものであり、通信に指向性を有するものである。

上述のＲＦＩＤタグ１１から送信された信号を受信するＲＦＩＤアンテナ１２が、プラットホームの後端側、つまり、列車進行方向において第１後方カメラＣＲ１及び第２カメラの近傍、又は第２カメラよりもプラットホームの後端側に配置される。このような位置において、ＲＦＩＤアンテナ１２は、先頭車両に取り付けられたＲＦＩＤタグ１１とほぼ同じ高さとなる位置に設置される。

次に、図４を参照しながら、第１，第２前方カメラＣＦ１，ＣＦ２及び第１，第２後方カメラＣＲ１，ＣＲ２を制御すると共に、第１，第２前方カメラＣＦ１，ＣＦ２及び第１，第２後方カメラＣＲ１，ＣＲ２が撮像した画像を取り込んで処理し列車の停止位置を判定する総合制御盤１３について説明する。
総合制御盤１３は、ＲＦＩＤアンテナ１２が受信した列車編成情報を含む信号を読み取る（取得する）ＲＦＩＤ読取装置１４と、ＲＦＩＤ読取装置１４が取得した列車編成情報を解析する列車編成データ解析装置１５と、列車編成データ解析装置１５が解析した列車編成情報を基に、使用する前方カメラ及び後方カメラを選択して切り換えるカメラ切替装置１６と、カメラ切替装置１６によって選択された第１，第２前方カメラＣＦ１，ＣＦ２及び第１，第２後方カメラＣＲ１，ＣＲ２が撮像した画像を取り込む画像取込装置１７と、取り込んだ画像に対して画像処理を施す画像処理装置１８と、画像処理装置１８によって処理された画像に基づいて列車の停止位置を判定する停止位置判定装置１９（停止位置判定手段）と、を備えている。

ＲＦＩＤ読取装置１４は、列車の先頭車両に取り付けられたＲＦＩＤタグ１１が有する列車編成情報を含む信号をＲＦＩＤアンテナ１２によって受信し、読み取る（取得する）。
列車編成データ解析装置（編成情報取得手段）１５は、ＲＦＩＤ読取装置１４が取得した列車編成情報を解析し、列車の車両数などを検出する。

カメラ切替装置（カメラ選択手段）１６は、列車編成データ解析装置１５が検出した列車の車両数を基に、使用する前方カメラ及び後方カメラを選択して切り換える。
図３を参照しながら説明すると、例えば、列車編成データ解析装置１５が検出した車両数が５両であった場合、入線する５両編成の列車９に対する基準停止位置の両端は、５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２と７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２であるので、カメラ切替装置１６は、それぞれの基準停止位置に対応した第２前方カメラＣＦ２と第２後方カメラＣＲ２を用いることを選択する。

画像取込装置１７は、フレームメモリを備え、カメラ切替装置１６により選択された第２前方カメラＣＦ２及び第２後方カメラＣＲ２が撮像した５両編成の列車９の２次元フレーム画像（例えば、６４０ピクセル×４８０ピクセル）を蓄積する。
画像処理装置１８は、画像取込装置１７に取り込まれたフレーム画像に対して画像処理を施して、第２前方カメラＣＦ２が撮像したフレーム画像から当該５両編成の列車９の先頭車両の前端を検出し、第２後方カメラＣＲ２が撮像したフレーム画像から当該５両編成の列車９の最後尾車両の後端を検出する。

このときに施される画像処理は、第１実施形態と同様に、周知の画像処理手法を用いればよい。
停止位置判定装置１９は、画像処理装置１８によって検出された５両編成の列車９の前端及び後端の画像上の座標値、又は先頭車両の前面及び最後尾車両の後面に設けられた前照灯や標識灯の画像上の座標値に対応するプラットホーム上での位置を検出し、列車の停止位置の５両／４両編成前方基準停止位置Ｆ２又は７両／５両編成後方基準停止位置Ｒ２に対するずれ（距離）を算出する。

例えば、５両編成の列車９前端の座標値に対応するプラットホーム上での前端位置を検出すると、検出した前端位置と前方基準停止位置Ｆ２とを比較して、検出した前端位置から前方基準停止位置Ｆ２までの距離を算出する。また、５両編成の列車の後端の座標値に対応するプラットホーム上での後端位置を検出すると、検出した後端位置と後方基準停止位置Ｒ２とを比較して、検出した後端位置から後方基準停止位置Ｒ２までの距離を算出する。

図５を参照して、様々な車両編成の列車に対する列車停止位置検出装置７の動作（列車停止位置検出方法）について説明する。図５は、本実施形態による列車停止位置検出方法の処理フローを示す図である。
まず、ステップＳ１において、プラットホームへの列車の進入を検知する。
ステップＳ１でプラットホームへの列車の進入が検知されたとき、ステップＳ２において、ＲＦＩＤ読取装置１４は、列車の先頭車両に取り付けられたＲＦＩＤタグ１１が有する列車編成情報を含む信号をＲＦＩＤアンテナ１２によって受信し、読み取る（取得する）。

ステップＳ３において列車編成データ解析装置１５は、ＲＦＩＤ読取装置１４が取得した列車編成情報を解析し、進入した列車の車両数などを検出する。
ステップＳ３で検出した車両数が７両であった場合、ステップＳ４に進んで、カメラ切替装置１６は、第１前方カメラＣＦ１と第２後方カメラＣＲ２を列車を撮像するカメラとして選択する。

ステップＳ３で検出した車両数が５両であった場合、ステップＳ５に進んで、カメラ切替装置１６は、第２前方カメラＣＦ２と第２後方カメラＣＲ２を列車を撮像するカメラとして選択する。
ステップＳ３で検出した車両数が４両であった場合、ステップＳ６に進んで、カメラ切替装置１６は、第２前方カメラＣＦ２と第１後方カメラＣＲ１を列車を撮像するカメラとして選択する。

ステップＳ４〜ステップＳ６のいずれかのステップで前方カメラと後方カメラを選択した後、列車が停止すると、ステップＳ７に進んで、画像取込装置１７は、カメラ切替装置１６により選択された前方カメラ及び後方カメラが撮像した２次元のフレーム画像を撮像し蓄積する。
ステップＳ７の後、ステップＳ８において、画像処理装置１８は、画像取込装置１７に取り込まれたフレーム画像に対して画像処理を施して、前方カメラが撮像したフレーム画像（前方カメラ画像）から列車の先頭車両の前端を検出し、後方カメラが撮像したフレーム画像（後方カメラ画像）から列車の最後尾車両の後端を検出する。

ステップＳ８の後、停止位置判定装置１９は、ステップＳ９において、列車がオーバーランしているか否かを判定する。前方カメラ画像から先頭車両の前端を検出できず後方カメラ画像から最後尾車両の後端を検出した場合、停止位置判定装置１９は、列車がオーバーランして停止したと判断し、処理をステップＳ１０に進める。
ステップＳ１０において、停止位置判定装置１９は、最後尾車両の後端を検出した後方カメラ画像から、最後尾車両の後端の位置を検出し、列車の停止位置を検出する。

ステップＳ９において、前方カメラ画像から先頭車両の前端を検出した場合、停止位置判定装置１９は、列車がオーバーランせずに停止したと判断し、処理をステップＳ１１に進める。
ステップＳ１１において、停止位置判定装置１９は、先頭車両の前端を検出した前方カメラ画像から、先頭車両の前端の位置を検出し、列車の停止位置を算出する。

このようにステップＳ１０又はステップＳ１１で列車の停止位置を検出して、本実施形態による列車停止位置検出方法である上記一連の処理を終了する。
以上に述べた第２実施形態によれば、
複数のカメラを用いてそれぞれ列車編成に対応した異なる視野で撮像することにより、停止位置の検出に必要な画像分解能を確保しながら、停止した列車を広い視野内に捉える事が出来る。また、列車の方向に向けてカメラを設置し撮像しているので、常に列車端部を捉える事が出来る。

前方カメラは、手前停止した列車の先頭車両を撮像可能であり、かつ基準停止位置付近での停止に対して近距離で撮像できるため、撮像画像における高い画像分解能を確保できる。また、後方カメラは、前方カメラとは逆にオーバーランした列車の最後尾車両を撮像可能であり、かつ基準停止位置付近での停止に対して近距離で撮像できるため、撮像画像における高い画像分解能を確保できる。

同一プラットホームに車両数の異なる編成の列車が入線する場合、プラットホーム上での停止位置が、列車の編成によって大きく異なるため、各編成における停止位置に合わせて前方カメラまたは後方カメラを複数台配置した。これによって、入線する全ての編成の列車に対して停止位置を正確に検出することができる。
最後に、列車の先頭車両に取り付けられたＲＦＩＤタグ１１とＲＦＩＤ読取装置１４との間の列車編成情報の送受信手段をＲＦＩＤ方式としたので、当該タグや読取装置の設置及び保守管理を極めて簡便かつ低コストで運用することができる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１，７列車停止位置検出装置
２，８，９，１０列車
２_F 先頭車両
２_R 最後尾車両
３，１３総合制御盤
４，１７画像取込装置
５，１８画像処理装置
６，１９停止位置判定装置
１１ＲＦＩＤタグ
１２ＲＦＩＤアンテナ
１４ＲＦＩＤ読取装置
１５列車編成データ解析装置
１６カメラ切替装置
２０可動柵
２１ドア
２２扉
２３屋根
ＣＦ前方カメラ
ＣＲ後方カメラ

Claims

基準停止位置に停止した列車の進行方向前方から後方に向かって視野内に該列車の先頭車両の後端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記列車の先頭部分を撮像する少なくとも１つの前方カメラと、
前記基準停止位置に停止した列車の進行方向後方から前方に向かって視野内に該列車の最後尾車両の前端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記列車の後尾部分を撮像する少なくとも１つの後方カメラと、
前記前方カメラ及び後方カメラを制御すると共に、前記前方カメラ及び後方カメラが撮像した画像に基づいて前記列車の停止位置を判定する制御盤と、を備える列車停止位置検出装置が行う列車停止位置検出方法であって、
前記制御盤が、駅のホームに停止した列車を撮像する際に、前記前方カメラを用いて前記ホームに停止した列車の先頭部分を撮像すると共に、前記後方カメラを用いて前記ホームに停止した列車の後尾部分を撮像した後、前記前方カメラによって撮像された該列車の先頭部分の画像を基に、前記ホームの前方基準停止位置に対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後方カメラによって撮像された該列車の後尾部分の画像を基に、前記ホームの後方基準停止位置に対する当該後尾部分の位置を検出することを特徴とする列車停止位置検出方法。
前記列車停止位置検出装置は、前記前方カメラ及び後方カメラを、複数の異なる編成の列車の各々に対して前記駅のホームに設けられた複数の異なる基準停止位置に対応して複数有し、
前記制御盤が、前記前方カメラ及び後方カメラによって前記駅のホームに停止した列車を撮像する際に、
前記列車側から当該列車の編成情報を取得し、
前記取得した編成情報を基に、複数台設けられた前記前方カメラ及び後方カメラから、前記編成情報の列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと該列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択し、
前記選択された前方カメラ及び後方カメラを用いて該列車の先頭部分と後尾部分を撮像することを特徴とする請求項１に記載の列車停止位置検出方法。
前記制御盤が、
前記前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置が検出できなかったときは、後方カメラが撮像した画像を基に列車の後尾部分の位置を検出し、
前記後方カメラが撮像した画像を基に列車の後尾部分の位置が検出できなかったときは、前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の列車停止位置検出方法。
駅のホームに停止した列車を撮像するカメラであって、基準停止位置に停止した列車の進行方向前方から後方に向かって視野内に該列車の先頭車両の後端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記ホームに停止した列車の先頭部分を撮像する少なくとも１つの前方カメラと、
前記駅のホームに停止した列車を撮像するカメラであって、前記基準停止位置に停止した列車の進行方向後方から前方に向かって視野内に該列車の最後尾車両の前端を含むように前記基準停止位置に対応して設けられ、前記ホームに停止した列車の後尾部分を撮像する少なくとも１つの後方カメラと、
前記前方カメラによって撮像された該列車の先頭部分の画像を基に、前記ホームの前方基準停止位置に対する当該先頭部分の位置を検出し、又は前記後方カメラによって撮像された該列車の後尾部分の画像を基に、前記ホームの後方基準停止位置に対する当該後尾部分の位置を検出する停止位置判定手段と、を備えることを特徴とする列車停止位置検出装置。
前記前方カメラ及び後方カメラを、複数の異なる編成の列車の各々に対して前記駅のホームに設けられた複数の異なる基準停止位置に対応して複数備えると共に、
前記列車の編成情報を取得する編成情報取得手段と、
前記編成情報取得手段が取得した列車の編成情報を基に、複数台の前記前方カメラ及び後方カメラから、前記編成情報の列車の先頭部分の撮像に用いる前方カメラと該列車の後尾部分の撮像に用いる後方カメラとを選択するカメラ選択手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の列車停止位置検出装置。
前記停止位置判定手段は、
前記前方カメラが撮像した画像を基に列車の先頭部分の位置が検出できなかったときは、後方カメラが撮像した画像を基に前記列車の後尾部分の位置を検出し、
後方カメラが撮像した画像を基に前記列車の後尾部分の位置が検出できなかったときは、前方カメラが撮像した画像を基に前記列車の先頭部分の位置を検出するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の列車停止位置検出装置。