JP5793055B2 - プラットホームドア用安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を検出するプラットホームドア用安全装置に関する。

従来、プラットホームドア用安全装置として、プラットホームドアの近傍に光を発する発光部である投光器と、投光器から発せられて物体によって反射された光を受ける受光素子である撮像素子とを備えていて、自身に対する物体の距離を画素毎に表す画像である距離画像を撮像素子の出力に基づいて生成するタイムオブフライト方式の三次元センサーである距離画像センサと、距離画像センサによって生成された距離画像の画素に基づいてプラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を検出する領域内物体検出手段である演算部とを備えている安全装置が知られている（特許文献１参照。）。

特開２０１１−９３５１４号公報

しかしながら、従来のプラットホームドア用安全装置においては、距離画像センサが撮像素子の出力のピークのタイミングに基づいて自身に対する物体の距離を取得するタイムオブフライト方式の三次元センサーである場合、演算部によって物体が検出される領域（以下「検出領域」という。）外で物体が高速に移動するときに、その物体が演算部によって検出領域内に存在すると誤検出される現象が発生することがあるという問題を本願の発明者は認識している。以下、具体的に説明する。

図１２は、従来のプラットホームドア用安全装置の一例であるプラットホームドア用安全装置９３０が設置されたプラットホーム９１０の側面図である。

図１２に示すように、プラットホーム９１０には、プラットホームドア９２０が設置されている。

プラットホームドア９２０は、ドア本体９２１、９２２と、ドア本体９２１、９２２をそれぞれ収納する戸袋９２３、９２４とを備えている。戸袋９２３、９２４には、ドア本体９２１、９２２をそれぞれ駆動する図示していない駆動部が内部に収納されている。

プラットホームドア用安全装置９３０は、自身に対する物体の距離を画素毎に表す画像である距離画像を生成するタイムオブフライト（ＴＯＦ）方式の三次元センサー９４０と、三次元センサー９４０によって生成された距離画像の画素に基づいて斜線で示した検出領域９３０ａ内に存在する物体を検出するコンピューター９５０とを備えている。

ここで、距離画像の各画素は、三次元センサー９４０に対する物体の距離の情報をそれぞれ有する点である。そして、距離画像は、それらの画素の二次元上の集合であって、三次元センサー９４０に対する物体の位置を示す三次元データである。

三次元センサー９４０は、プラットホームドア９２０の戸袋９２３の線路側に固定されている。三次元センサー９４０は、プラットホームドア９２０の近傍に光を発する図示していない発光部と、発光部から発せられて物体によって反射された光を受ける図示していない受光素子とを備えている。三次元センサー９４０は、所定の角度の範囲９４０ａに存在する物体の距離を測定可能である。三次元センサー９４０は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を内蔵しており、受光素子の出力のピークのタイミングに基づいて自身に対する物体の距離を取得する。

図１２に示す位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体９９０が存在している場合のプラットホームドア用安全装置９３０の動作について説明する。位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ三次元センサー９４０から距離がＬ、２Ｌ、３Ｌの位置である。

図１３は、三次元センサー９４０の発光部の発光パターンと、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体９９０が存在している場合の、物体９９０によって反射された光を受ける受光素子（以下「対象受光素子」という。）の受光パターンとを示すグラフである。位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に物体９９０が存在している場合の対象受光素子の受光パターンを示すグラフは、それぞれ上から２、３、４番目のグラフである。

図１３に示すように、三次元センサー９４０の発光部は、４Ｔの時間周期で発光する。そして、三次元センサー９４０の対象受光素子は、位置Ｐ１に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間からＴ遅れて４Ｔの時間周期で受光し、位置Ｐ２に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から２Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光し、位置Ｐ３に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から３Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光する。

なお、三次元センサー９４０の発光部から発せられた光は、進行距離が長いほど減衰する。したがって、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体９９０が存在している場合の対象受光素子の出力は、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順に小さくなっている。

三次元センサー９４０は、受光素子の出力について、所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算して１フレームの距離画像を生成する。

図１４は、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体９９０が存在している場合に所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算したときの対象受光素子の出力を示すグラフである。位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に物体９９０が存在している場合の対象受光素子の出力を示すグラフは、それぞれ上から１、２、３番目のグラフである。

図１４に示すように、位置Ｐ１に物体９９０が存在している場合、対象受光素子の出力のピークのタイミングはＴである。したがって、三次元センサー９４０は、位置Ｐ１に物体９９０が存在している場合、自身に対する物体９９０の距離であるＬを、Ｔ×（１／２）×ｃとして算出することができる。ここで、ｃは、光の速度である。同様に、三次元センサー９４０は、位置Ｐ２に物体９９０が存在している場合、自身に対する物体９９０の距離を、２Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、２Ｌとして算出する。三次元センサー９４０は、位置Ｐ３に物体９９０が存在している場合、自身に対する物体９９０の距離を、３Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、３Ｌとして算出する。

三次元センサー９４０は、各受光素子について以上のようにして物体９９０の距離を算出し、自身に対する物体９９０の距離を画素毎に表した１フレームの距離画像を生成する。

図１５は、物体９９０が位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に高速に移動する場合のプラットホーム９１０の側面図である。物体９９０は、位置Ｐ４と、位置Ｐ７との間において、位置Ｐ５、Ｐ６以外にも多数の位置を通過する。しかしながら、理解を容易にするために、以下においては、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７のみについて説明する。

図１５に示すように位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に物体９９０が高速に移動する場合のプラットホームドア用安全装置９３０の動作について説明する。位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７は、それぞれ三次元センサー９４０から距離が３．０１Ｌ、３Ｌ、２．９９Ｌ、２．９８Ｌの位置である。

図１６は、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７にそれぞれ物体９９０が存在している場合の対象受光素子の受光パターンを示すグラフである。位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７に物体９９０が存在している場合の対象受光素子の受光パターンを示すグラフは、それぞれ上から１、２、３、４番目のグラフである。なお、三次元センサー９４０に対する位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の方向がそれぞれ異なるので、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７にそれぞれ物体９９０が存在している場合の対象受光素子は、それぞれ異なる受光素子である。

図１６に示すように、三次元センサー９４０の対象受光素子は、位置Ｐ４に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から３．０１Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光し、位置Ｐ５に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から３Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光し、位置Ｐ６に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から２．９９Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光し、位置Ｐ７に物体９９０が存在している場合に発光部の発光時間から２．９８Ｔ遅れて４Ｔの時間周期で受光する。

なお、三次元センサー９４０の発光部から発せられた光は、進行距離が長いほど減衰する。したがって、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７にそれぞれ物体９９０が存在している場合の対象受光素子の出力は、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に大きくなっている。

ここで、図１６において、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７にそれぞれ物体９９０が存在している場合の対象受光素子の受光パターンは、破線で示している。位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に物体９９０が高速に移動する場合には位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に存在する時間が僅かである。したがって、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に物体９９０が高速に移動する場合の対象受光素子の受光パターンは、例えば、図１６に斜線で示す範囲となる。すなわち、位置Ｐ４を物体９９０が移動する場合の対象受光素子の受光パターンは、２．０１Ｔから２．２１Ｔまでの時間の範囲のみである。位置Ｐ５を物体９９０が移動する場合の対象受光素子の受光パターンは、６．４Ｔから６．６Ｔまでの時間の範囲のみである。位置Ｐ６を物体９９０が移動する場合の対象受光素子の受光パターンは、１１．３９Ｔから１１．５９Ｔまでの時間の範囲のみである。位置Ｐ７に物体９９０が到達した場合の対象受光素子の受光パターンは、１２Ｔより後の何れかの時間以降の範囲のみである。

図１７は、物体９９０が位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に高速に移動する場合に所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算したときの対象受光素子の出力を示すグラフである。位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を物体９９０が移動する場合の対象受光素子の出力を示すグラフは、それぞれ上から１、２、３番目のグラフである。位置Ｐ７に物体９９０が存在している場合の対象受光素子の出力を示すグラフは、上から４番目のグラフである。

図１７に示すように、位置Ｐ４に対する対象受光素子の出力のピークのタイミングは２．２１Ｔである。したがって、三次元センサー９４０は、位置Ｐ４に対して、自身に対する物体９９０の距離を、２．２１Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、２．２１Ｌとして算出する。同様に、三次元センサー９４０は、位置Ｐ５に対して、自身に対する物体９９０の距離を、２．６Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、２．６Ｌとして算出する。三次元センサー９４０は、位置Ｐ６に対して、自身に対する物体９９０の距離を、３．３９Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、３．３９Ｌとして算出する。三次元センサー９４０は、位置Ｐ７に対して、自身に対する物体９９０の距離を、２．９８Ｔ×（１／２）×ｃ、すなわち、２．９８Ｌとして算出する。

三次元センサー９４０は、各受光素子について以上のようにして物体９９０の距離を算出し、自身に対する物体９９０の距離を画素毎に表した１フレームの距離画像を生成する。すなわち、三次元センサー９４０は、位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を高速に移動する物体９９０の影響によって、図１８に示すように位置Ｐ７だけでなく位置Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´にも物体９９０が存在することを表す１フレームの距離画像を生成する。

図１８は、三次元センサー９４０によって生成された距離画像の一例を示す図である。図１９は、図１８に示す位置Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´の説明のためのプラットホーム９１０の側面図である。

図１８に示す距離画像において、各画素が有する距離の情報は、ハッチングの違いによって描き分けられている。しかしながら、実際には、距離画像において、各画素が有する距離の情報は、例えば色の違いによって表される。

図１８および図１９に示すように、位置Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´は、それぞれ位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を高速で移動する物体９９０が三次元センサー９４０によって誤って測定された位置である。したがって、三次元センサー９４０が図１８に示す距離画像を生成した場合、コンピューター９５０は、検出領域９３０ａ外で高速に移動する物体９９０について、位置Ｐ４´で検出領域９３０ａ内に存在すると誤検出する。

そこで、本発明は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を従来より正確に検出することができるプラットホームドア用安全装置を提供することを目的とする。

本発明のプラットホームドア用安全装置は、プラットホームドアの近傍に光を発する発光部と、前記発光部から発せられて物体によって反射された光を受ける受光素子とを備えていて、自身に対する前記物体の距離を前記受光素子の出力のピークのタイミングに基づいて取得して前記距離の情報をそれぞれ有する点の二次元上の集合であって自身に対する前記物体の位置を示す三次元データを生成するタイムオブフライト方式の三次元センサーと、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点に基づいて前記プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する前記物体を検出する領域内物体検出手段と、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データのうち前記領域内物体検出手段によって前記物体の検出に使用される点である検出用点を選定する検出用点選定手段とを備えており、前記検出用点選定手段は、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点のうち、その三次元データより前に前記三次元センサーによって生成された前記三次元データからの前記距離の変化量が所定の基準を満たす点のみを前記検出用点として選定することを特徴とする。

この構成により、本発明のプラットホームドア用安全装置は、三次元センサーによって生成された三次元データの点のうち、三次元センサーに対する物体の距離が急激に変化した点を検出用点として選定しないので、プラットホームドアの近傍の所定の領域外で物体が高速に移動する場合に、その物体がその領域内に存在すると誤検出する可能性を低減することができる。したがって、本発明のプラットホームドア用安全装置は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を従来より正確に検出することができる。

また、本発明のプラットホームドア用安全装置の前記基準は、前記変化量が所定の負の値より大きいという基準であっても良い。

この構成により、本発明のプラットホームドア用安全装置は、三次元センサーに対する物体の距離が急激に変化した点のうち、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に物体が存在すると誤検出される可能性が高い点、すなわち、三次元センサーに急激に近づいた物体を表す点のみを検出用点から除外することができるので、三次元センサーに対する物体の距離が急激に変化した点のうち、三次元センサーに急激に近づいた物体を表す点だけでなく、三次元センサーに急激に遠ざかった物体を表す点も検出用点から除外する構成と比較して、検出用点の選定の処理時間を短縮することができる。

また、本発明のプラットホームドア用安全装置は、前記領域内物体検出手段によって前記領域内に前記物体が検出された場合に安全のための所定の動作を実行する安全動作実行手段を備えていても良い。

この構成の場合、本発明のプラットホームドア用安全装置は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に物体が存在すると誤検出されたときに車両の運行に支障があるので、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を正確に検出する意義が大きい。

また、本発明のプラットホームドア用安全装置の前記動作は、前記プラットホームドアを開く動作であっても良い。

この構成の場合、本発明のプラットホームドア用安全装置は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に物体が存在すると誤検出されたときに車両の運行に大いに支障があるので、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を正確に検出する意義が特に大きい。

また、本発明の安全装置用プログラムは、プラットホームドアの近傍に光を発する発光部と、前記発光部から発せられて物体によって反射された光を受ける受光素子とを備えていて、自身に対する前記物体の距離を前記受光素子の出力のピークのタイミングに基づいて取得して前記距離の情報をそれぞれ有する点の二次元上の集合であって自身に対する前記物体の位置を示す三次元データを生成するタイムオブフライト方式の三次元センサーと、コンピューターとを備えているプラットホームドア用安全装置の前記コンピューターに、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点に基づいて前記プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する前記物体を検出する領域内物体検出ステップと、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データのうち前記領域内物体検出ステップによって前記物体の検出に使用される点である検出用点を選定する検出用点選定ステップとを実行させ、前記検出用点選定ステップは、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点のうち、その三次元データより前に前記三次元センサーによって生成された前記三次元データからの前記距離の変化量が所定の基準を満たす点のみを前記検出用点として選定するステップであることを特徴とする。

この構成により、本発明の安全装置用プログラムを実行するコンピューターは、三次元センサーによって生成された三次元データの点のうち、三次元センサーに対する物体の距離が急激に変化した点を検出用点として選定しないので、プラットホームドアの近傍の所定の領域外で物体が高速に移動する場合に、その物体がその領域内に存在すると誤検出する可能性を低減することができる。したがって、本発明の安全装置用プログラムを実行するコンピューターは、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を従来より正確に検出することができる。

本発明のプラットホームドア用安全装置は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を従来より正確に検出することができる。

本願発明の一実施の形態に係るプラットホームドア用安全装置が設置されたプラットホームの側面図である。 図１に示すプラットホームの一部の平面図である。 図１に示す三次元センサーの正面図である。 プラットホームドア用安全装置の検出領域を示した図１に示すプラットホームの側面図である。 プラットホームドア用安全装置の検出領域を示した図１に示すプラットホームの一部の平面図である。 図１に示すコンピューターのハードウェア構成のブロック図である。 図１に示すコンピューターの機能のブロック図である。 図７に示す検出用画素選定手段の動作のフローチャートである。 図７に示す検出用画素選定手段の動作のフローチャートであって、図８に示す動作とは異なる動作のフローチャートである。 参考発明の一実施の形態に係るプラットホームドア用安全装置の検出用画素選定手段の動作のフローチャートである。 図１０に示す動作における一処理の説明図である。 従来のプラットホームドア用安全装置が設置されたプラットホームの側面図である。 図１２に示す三次元センサーの発光部の発光パターンと、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体が存在している場合の対象受光素子の受光パターンとを示すグラフである。 位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ物体が存在している場合に所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算したときの図１２に示す三次元センサーの対象受光素子の出力を示すグラフである。 物体が位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に高速に移動する場合の図１２に示すプラットホームの側面図である。 位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７にそれぞれ物体が存在している場合の図１２に示す三次元センサーの対象受光素子の受光パターンを示すグラフである。 物体が位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に高速に移動する場合に所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算したときの図１２に示す三次元センサーの対象受光素子の出力を示すグラフである。 図１２に示す三次元センサーによって生成された距離画像の一例を示す図である。 図１８に示す位置Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´の説明のためのプラットホームの側面図である。

以下、本願発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係るプラットホームドア用安全装置の構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプラットホームドア用安全装置３０が設置されたプラットホーム１０の側面図である。図２は、プラットホーム１０の一部の平面図である。

図１および図２に示すように、プラットホーム１０には、プラットホームドア２０が設置されている。

プラットホームドア２０は、ドア本体２１、２２と、ドア本体２１、２２をそれぞれ収納する戸袋２３、２４とを備えている。戸袋２３、２４には、ドア本体２１、２２をそれぞれ駆動する図示していない駆動部が内部に収納されている。

プラットホームドア用安全装置３０は、自身に対する物体の距離を画素毎に表す画像である距離画像を生成するタイムオブフライト（ＴＯＦ）方式の三次元センサー４０と、三次元センサー４０によって生成された距離画像の画素に基づいて物体を検出するコンピューター５０とを備えている。

ここで、距離画像の各画素は、三次元センサー４０に対する物体の距離の情報をそれぞれ有する点である。そして、距離画像は、それらの画素の二次元上の集合であって、三次元センサー４０に対する物体の位置を示す三次元データである。

三次元センサー４０は、プラットホームドア２０の戸袋２３の線路側に固定されている。

図３は、三次元センサー４０の正面図である。図４は、プラットホームドア用安全装置３０の検出領域３０ａを示したプラットホーム１０の側面図である。図５は、プラットホームドア用安全装置３０の検出領域３０ａを示したプラットホーム１０の一部の平面図である。

図３〜図５に示すように、三次元センサー４０は、プラットホームドア２０の近傍に光を発する発光部である複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）４１と、複数のＬＥＤ４１から発せられて物体によって反射された光を受ける複数の受光素子４２と、受光素子４２の前に配置されているバンドパスフィルタ４３とを備えている。三次元センサー４０は、所定の角度の範囲４０ａに存在する物体の距離を測定可能である。三次元センサー４０は、ＩＣを内蔵しており、上述した従来の三次元センサー９４０と同様に、受光素子４２の出力のピークのタイミングに基づいて自身に対する物体の距離を取得する。

複数のＬＥＤ４１は、複数の受光素子４２を囲むように配置されている。ＬＥＤ４１は、所定の波長の光のみを発するものである。

複数の受光素子４２は、上下左右に整列して配置されていて、範囲４０ａのうち各々の担当の範囲からの光を受ける。複数のＬＥＤ４１は、複数の受光素子４２の各々の担当の範囲に光を同時に発する。

バンドパスフィルタ４３は、ＬＥＤ４１が発する光の波長を含む所定の範囲の波長の光のみを通すものである。

図６は、コンピューター５０のハードウェア構成のブロック図である。

図６に示すように、コンピューター５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、本願発明の安全装置用プログラム５２ａなどのプログラムおよび各種のデータを予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２と、ＣＰＵ５１の作業領域として用いられる書き換え可能な揮発性記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３と、プラットホームドア２０の駆動部や三次元センサー４０などの外部の装置と通信を行うためのＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などの通信部５４とを備えている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されているプログラムを実行することによってコンピューター５０を動作させる演算処理装置である。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１によってプログラムが実行されるときにプログラムや各種のデータを一時的に記憶するようになっている。

安全装置用プログラム５２ａは、コンピューター５０の製造段階でコンピューター５０にインストールされていても良いし、ＣＤ(Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ)、ＤＶＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ)などの記憶媒体から、または、ネットワーク上からコンピューター５０に追加でインストールされるようになっていても良い。

図７は、コンピューター５０の機能のブロック図である。

図７に示すように、コンピューター５０は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２に記憶されている安全装置用プログラム５２ａを実行することによって、三次元センサー４０によって生成された距離画像の画素に基づいてプラットホームドア２０の近傍の所定の領域、すなわち、図４および図５において斜線で示した検出領域３０ａ内に存在する物体を検出する領域内物体検出手段５０ａ、三次元センサー４０によって生成された距離画像のうち領域内物体検出手段５０ａによって物体の検出に使用される画素である検出用点としての検出用画素を選定する検出用点選定手段としての検出用画素選定手段５０ｂ、および、領域内物体検出手段５０ａによって検出領域３０ａ内に物体が検出された場合に安全のための所定の動作を実行する安全動作実行手段５０ｃとして機能する。

次に、プラットホームドア用安全装置３０の動作について説明する。

プラットホームドア用安全装置３０のコンピューター５０は、プラットホームドア２０が閉じたときなどに、三次元センサー４０の複数のＬＥＤ４１から図４および図５に示すように範囲４０ａに光を発する。

次いで、三次元センサー４０は、複数のＬＥＤ４１から発せられて物体によって反射された光を複数の受光素子４２によって受ける。

そして、三次元センサー４０は、上述した従来の三次元センサー９４０と同様に、受光素子４２の出力について、所定の複数の周期分の出力を周期内の時間毎に積算し、複数のＬＥＤ４１から光を発した時間と、複数の受光素子４２がそれぞれ光を受けた時間との差に基づいて、物体の三次元上の位置を取得して、１フレームの距離画像を生成する。

三次元センサー４０は、以上のようにして生成した距離画像を次々にコンピューター５０に送信する。例えば、三次元センサー４０は、毎秒２０フレームの距離画像をコンピューター５０に送信する。したがって、上記の周期の１周期分の期間は、１／２０秒を更に細かく分割した期間である。

コンピューター５０の検出用画素選定手段５０ｂは、三次元センサー４０から距離画像を受信すると、三次元センサー４０によって生成された距離画像の画素のうち、その距離画像より１フレーム前に三次元センサー４０によって生成された距離画像からの距離の変化量が所定の基準を満たす画素のみを検出用画素として選定する。すなわち、検出用画素選定手段５０ｂは、三次元センサー４０から次々に受信した距離画像に対して、次々に図８に示す処理を実行する。なお、検出用画素選定手段５０ｂは、最初のフレームの距離画像については、１フレーム前の距離画像が存在しないので、全ての画素を検出用画素として選定する。

図８は、検出用画素選定手段５０ｂの動作のフローチャートである。

図８に示すように、検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像の全画素に対して、１フレーム前の距離画像からの距離の変化量を算出する（Ｓ１０１）。なお、距離画像のフレーム間の時間が明確であるので、Ｓ１０１において算出された変化量は、三次元センサー４０と、物体とを結ぶ直線上における物体の速度として把握されることができる。

次いで、検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像のうち１つ目の画素を対象にする（Ｓ１０２）。

次いで、検出用画素選定手段５０ｂは、現在対象にしている画素について、所定の基準、すなわち、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の負の値より大きいという基準を満たすか否かを判断する（Ｓ１０３）。

なお、Ｓ１０３における判断に使用される値は、検出領域３０ａ内に存在する人が領域内物体検出手段５０ａによって適切に検出されるように設定されることが望ましい。例えば、プラットホームドア２０と車両９０（図５参照。）とによって挟まれた狭い空間での人の移動速度が最高１０ｍ／ｓであると想定される場合、Ｓ１０３における判断に使用される値は、三次元センサー４０から遠ざかる物体を表す画素と、三次元センサー４０に対する位置に変化がない物体を表す画素と、三次元センサー４０に１０ｍ／ｓ以下の速度で近づく物体を表す画素とを検出用画素として検出用画素選定手段５０ｂが選定するように、設定されることが望ましい。

検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の負の値より大きいとＳ１０３において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定する（Ｓ１０４）。

一方、検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の負の値以下であるとＳ１０３において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定しない（Ｓ１０５）。

検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０４またはＳ１０５の処理を終了すると、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしたか否かを判断する（Ｓ１０６）。

検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしていないとＳ１０６において判断すると、今回のフレームの距離画像のうち、現在対象にしている画素の次の画素を新たな対象にして（Ｓ１０７）、再びＳ１０３の処理に戻る。

一方、検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしたとＳ１０６において判断すると、図８に示す処理を終了する。

検出用画素選定手段５０ｂが図８に示す処理を終了すると、コンピューター５０の領域内物体検出手段５０ａは、今回のフレームの距離画像の画素のうち、検出用画素選定手段５０ｂによって選定された検出用画素に基づいて、検出領域３０ａ内に存在する物体を検出する。すなわち、領域内物体検出手段５０ａは、三次元センサー４０から次々に受信した距離画像に対して検出用画素が検出領域３０ａ内に存在するか否かを判断し、検出用画素が検出領域３０ａ内に存在すると判断した場合に、検出領域３０ａ内に物体が存在すると判断する。

そして、コンピューター５０の安全動作実行手段５０ｃは、領域内物体検出手段５０ａによって検出領域３０ａ内に物体が検出された場合に、例えばプラットホームドア２０を開く動作や、警報を鳴らす動作など、安全のための所定の動作を実行する。

以上に説明したように、プラットホームドア用安全装置３０は、三次元センサー４０によって生成された距離画像のうち、三次元センサー４０に対する物体の距離が急激に変化した画素を検出用画素として選定しない（Ｓ１０５）ので、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ外で物体が高速に移動する場合に、その物体が検出領域３０ａ内に存在すると誤検出する可能性を低減することができる。したがって、プラットホームドア用安全装置３０は、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に存在する物体を従来より正確に検出することができる。

また、プラットホームドア用安全装置３０は、１フレーム前の距離画像からの距離の変化量が所定の負の値より大きいという基準が検出用画素として選定する基準であるので、三次元センサー４０に対する物体の距離が急激に変化した画素のうち、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に物体が存在すると誤検出される可能性が高い画素、すなわち、三次元センサー４０に急激に近づいた物体を表す画素のみを検出用画素から除外することができる。したがって、プラットホームドア用安全装置３０は、三次元センサー４０に対する物体の距離が急激に変化した画素のうち、三次元センサー４０に急激に近づいた物体を表す画素だけでなく、三次元センサー４０に急激に遠ざかった物体を表す画素も検出用画素から除外する構成と比較して、検出用画素の選定の処理時間を短縮することができる。

なお、プラットホームドア用安全装置３０は、三次元センサー４０に対する物体の距離が急激に変化した画素のうち、三次元センサー４０に急激に近づいた物体を表す画素だけでなく、三次元センサー４０に急激に遠ざかった物体を表す画素も検出用画素から除外する構成であっても良い。検出用画素選定手段５０ｂは、図８に示す処理の代わりに、図９に示す処理を実行することによって、三次元センサー４０に対する物体の距離が急激に変化した画素のうち、三次元センサー４０に急激に近づいた物体を表す画素だけでなく、三次元センサー４０に急激に遠ざかった物体を表す画素も検出用画素から除外することができる。

図９は、検出用画素選定手段５０ｂの動作のフローチャートであって、図８に示す動作とは異なる動作のフローチャートである。

図９に示す動作は、図８に示す動作にＳ１２１の処理を追加した動作である。すなわち、検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の負の値より大きいとＳ１０３において判断すると、現在対象にしている画素について、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の正の値より小さいという基準を満たすか否かを判断する（Ｓ１２１）。検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の正の値より小さいとＳ１２１において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定する（Ｓ１０４）。一方、検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ１０１において算出した変化量が所定の正の値以上であるとＳ１２１において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定しない（Ｓ１０５）。

また、プラットホームドア用安全装置３０は、領域内物体検出手段５０ａによって検出領域３０ａ内に物体が検出された場合に安全動作実行手段５０ｃが安全のための所定の動作を実行するので、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に物体が存在すると誤検出された場合に車両９０の運行に支障がある。例えば、プラットホームドア２０が閉まった後、車両９０が出発する前に、プラットホーム１０上の人物が検出領域３０ａ外で車両９０の乗客に対して手を振って見送る場合、検出領域３０ａ外で高速に移動する手が検出領域３０ａ内に存在すると領域内物体検出手段５０ａによって誤検出されると、安全動作実行手段５０ｃが安全のための所定の動作を実行するので、車両９０が出発することができない。したがって、プラットホームドア用安全装置３０は、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に存在する物体を正確に検出する意義が大きい。

プラットホームドア用安全装置３０は、領域内物体検出手段５０ａによって検出領域３０ａ内に物体が検出された場合に安全動作実行手段５０ｃが安全のための所定の動作としてプラットホームドア２０を開く動作を実行する場合、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に物体が存在すると誤検出された場合に車両９０の運行に大いに支障があるので、プラットホームドア２０の近傍の検出領域３０ａ内に存在する物体を正確に検出する意義が特に大きい。

なお、プラットホームドア用安全装置３０は、領域内物体検出手段５０ａによって検出領域３０ａ内に物体が検出された場合に安全のための所定の動作を実行するようになっていなくても良い。

（参考発明）
本願発明者は、プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する物体を従来より正確に検出することができる発明として、本願発明とは異なる発明（以下「参考発明」という。）も行っている。

以下、参考発明の一実施の形態（以下「参考発明実施形態」）について説明する。

参考発明実施形態に係るプラットホームドア用安全装置は、検出用画素選定手段５０ｂの動作を除いて、上述したプラットホームドア用安全装置３０と同様である。

参考発明実施形態に係るプラットホームドア用安全装置の検出用画素選定手段５０ｂは、三次元センサー４０から距離画像を受信すると、三次元センサー４０によって生成された距離画像の画素のうち、自身と所定の距離以上の差がある周囲の画素の数が所定の数未満である画素のみを検出用画素として選定する。すなわち、検出用画素選定手段５０ｂは、三次元センサー４０から次々に受信した距離画像に対して、次々に図１０に示す処理を実行する。

図１０は、参考発明実施形態に係るプラットホームドア用安全装置の検出用画素選定手段５０ｂの動作のフローチャートである。

図１０に示すように、検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像のうち１つ目の画素を対象にする（Ｓ２０１）。

次いで、検出用画素選定手段５０ｂは、現在対象にしている画素の周囲の画素のうち、現在対象にしている画素と所定の距離以上の差がある画素の数を取得する（Ｓ２０２）。例えば、現在対象にしている画素が図１１に示す画素２２０である場合、検出用画素選定手段５０ｂは、画素２２０の周囲の画素２２１〜２２８について、画素２２０との距離の差をそれぞれ算出し、算出した距離の差が所定の距離以上であるか否かを判断することによって、画素２２０の周囲の画素２２１〜２２８のうち、画素２２０と所定の距離以上の差がある画素の数を取得する。なお、検出用画素選定手段５０ｂによって対象にされている画素が距離画像の輪郭を形成している画素である場合には、周囲の画素の数は８未満である。

なお、Ｓ２０２における判断基準として使用される距離は、検出領域３０ａ内に存在する人が領域内物体検出手段５０ａによって適切に検出されるように設定されることが望ましい。

次いで、検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ２０２において取得した数が所定の数未満であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。

なお、Ｓ２０３における判断基準として使用される数は、例えば３など、適切な数が設定されれば良い。

検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ２０２において取得した数が所定の数未満であるとＳ２０３において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定する（Ｓ２０４）。

一方、検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ２０２において取得した数が所定の数以上であるとＳ２０３において判断すると、現在対象にしている画素を検出用画素として選定しない（Ｓ２０５）。

検出用画素選定手段５０ｂは、Ｓ２０４またはＳ２０５の処理を終了すると、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしたか否かを判断する（Ｓ２０６）。

検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしていないとＳ２０６において判断すると、今回のフレームの距離画像のうち、現在対象にしている画素の次の画素を新たな対象にして（Ｓ２０７）、再びＳ２０２の処理に戻る。

一方、検出用画素選定手段５０ｂは、今回のフレームの距離画像の全画素を対象にしたとＳ２０６において判断すると、図１０に示す処理を終了する。

本参考発明は、高速で移動する物体の位置を三次元センサー４０が誤って測定する場合に、三次元センサー４０によって生成される距離画像において、三次元センサー４０によって誤った位置に測定された物体を表す画素の距離が周囲の画素と極端に異なるときがあることに着目した発明である。

本参考発明は、本願発明と比較して検出用画素の選定に多くの処理時間が必要であるが、フレーム毎に、他のフレームとは無関係に検出用画素を選定することができる。

２０ プラットホームドア
３０ プラットホームドア用安全装置
３０ａ 検出領域（所定の領域）
４０ 三次元センサー
４１ ＬＥＤ（発光部）
４２ 受光素子
５０ コンピューター
５０ａ 領域内物体検出手段
５０ｂ 検出用画素選定手段（検出用点選定手段）
５０ｃ 安全動作実行手段
５２ａ 安全装置用プログラム

Claims (5)

1. プラットホームドアの近傍に光を発する発光部と、前記発光部から発せられて物体によって反射された光を受ける受光素子とを備えていて、自身に対する前記物体の距離を前記受光素子の出力のピークのタイミングに基づいて取得して前記距離の情報をそれぞれ有する点の二次元上の集合であって自身に対する前記物体の位置を示す三次元データを生成するタイムオブフライト方式の三次元センサーと、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点に基づいて前記プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する前記物体を検出する領域内物体検出手段と、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データのうち前記領域内物体検出手段によって前記物体の検出に使用される点である検出用点を選定する検出用点選定手段とを備えており、
   前記検出用点選定手段は、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点のうち、その三次元データより前に前記三次元センサーによって生成された前記三次元データからの前記距離の変化量が所定の基準を満たす点のみを前記検出用点として選定することを特徴とするプラットホームドア用安全装置。
2. 前記基準は、前記変化量が所定の負の値より大きいという基準であることを特徴とする請求項１に記載のプラットホームドア用安全装置。
3. 前記領域内物体検出手段によって前記領域内に前記物体が検出された場合に安全のための所定の動作を実行する安全動作実行手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラットホームドア用安全装置。
4. 前記動作は、前記プラットホームドアを開く動作であることを特徴とする請求項３に記載のプラットホームドア用安全装置。
5. プラットホームドアの近傍に光を発する発光部と、前記発光部から発せられて物体によって反射された光を受ける受光素子とを備えていて、自身に対する前記物体の距離を前記受光素子の出力のピークのタイミングに基づいて取得して前記距離の情報をそれぞれ有する点の二次元上の集合であって自身に対する前記物体の位置を示す三次元データを生成するタイムオブフライト方式の三次元センサーと、コンピューターとを備えているプラットホームドア用安全装置の前記コンピューターに、
   前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点に基づいて前記プラットホームドアの近傍の所定の領域内に存在する前記物体を検出する領域内物体検出ステップと、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データのうち前記領域内物体検出ステップによって前記物体の検出に使用される点である検出用点を選定する検出用点選定ステップとを実行させ、
   前記検出用点選定ステップは、前記三次元センサーによって生成された前記三次元データの前記点のうち、その三次元データより前に前記三次元センサーによって生成された前記三次元データからの前記距離の変化量が所定の基準を満たす点のみを前記検出用点として選定するステップであることを特徴とする安全装置用プログラム。

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