JP6034767B2 - Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method - Google Patents

Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method Download PDF

Info

Publication number
JP6034767B2
JP6034767B2 JP2013181427A JP2013181427A JP6034767B2 JP 6034767 B2 JP6034767 B2 JP 6034767B2 JP 2013181427 A JP2013181427 A JP 2013181427A JP 2013181427 A JP2013181427 A JP 2013181427A JP 6034767 B2 JP6034767 B2 JP 6034767B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
line pattern
camera
image information
wide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013181427A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015049740A (en
Inventor
望 長峯
望 長峯
正人 鵜飼
正人 鵜飼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute filed Critical Railway Technical Research Institute
Priority to JP2013181427A priority Critical patent/JP6034767B2/en
Publication of JP2015049740A publication Critical patent/JP2015049740A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6034767B2 publication Critical patent/JP6034767B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、レール検出装置、鉄道用前方監視カメラ装置、鉄道車両、およびレール検出方法ならびに制御方法に関する。   The present invention relates to a rail detection device, a railway front monitoring camera device, a railway vehicle, a rail detection method, and a control method.

鉄道車両の最前部にカメラ装置を搭載し、列車前方の鉄道信号や標識を識別したり(たとえば特許文献1参照)、踏切の障害物等を検出することが行われている。   A camera device is mounted on the forefront of a railway vehicle to identify railway signals and signs ahead of the train (see, for example, Patent Document 1), and to detect crossing obstacles and the like.

また、広角型カメラと望遠型カメラを併せて設置し、広角型カメラによって得られた広い視野の中から撮像すべき箇所を探し出し、その箇所に望遠型カメラを向けて撮像するという技術もある(たとえば特許文献2参照)。このような技術を鉄道車両の前方監視に利用することもできる。   There is also a technology that installs a wide-angle camera and a telephoto camera together, finds a place to be imaged from a wide field of view obtained by the wide-angle camera, and points the telephoto camera at that place to take an image ( For example, see Patent Document 2). Such technology can also be used for forward monitoring of railway vehicles.

特開2008−215938号公報JP 2008-215938 A 特許第5152758号Japanese Patent No. 5152758

上述のように、広角型カメラによって得られた広い視野の中から撮像すべき箇所を探し出し、その箇所に望遠型カメラを向けて撮像する際に、撮像すべき箇所が速やかに定まらない場合がある。   As described above, when a part to be imaged is searched from a wide field of view obtained by a wide-angle camera and the telephoto camera is pointed at the part, the part to be imaged may not be determined quickly. .

たとえば、撮像すべき箇所に他の目標物が存在したり、撮像すべき箇所に太陽光等が反射して視認困難な場合など、撮像すべき箇所の誤検出が発生する場合がある。このような誤検出が発生すると、誤った撮像方向を指示したり、あるいは、撮像すべき箇所が短時間に頻繁に変化するなどして撮像すべき箇所が速やかに定まらないことがある。これにより、鉄道車両の前方監視に支障を来たす場合がある。   For example, there may be a case where an erroneous detection of a location to be imaged occurs, such as when there is another target at the location to be imaged, or when it is difficult to visually recognize sunlight or the like reflected at the location to be imaged. When such erroneous detection occurs, the location to be imaged may not be determined quickly because an incorrect imaging direction is instructed or the location to be imaged changes frequently in a short time. This may interfere with the forward monitoring of the railway vehicle.

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、撮像すべき箇所の誤検出を無くすことができるレール検出装置、鉄道用前方監視カメラ装置、鉄道車両、およびレール検出方法ならびに制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been performed under such a background, and can eliminate erroneous detection of a location to be imaged, a rail front monitoring camera device, a railroad vehicle, a rail detection method, and a rail detection method, and An object is to provide a control method.

本発明の第一の観点は、レール検出装置としての観点である。本発明は、鉄道車両の前方を撮像するカメラによる撮像の結果得られた画像情報からレールを検出するレール検出装置において、レールの曲率が異なる線路パターン群の中から、所定の線路パターンを選択する選択手段を有し、選択手段は、前回選択された線路パターンにおけるレールの曲率と今回選択予定の線路パターンにおけるレールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて線路パターン群の中から選択を許可する線路パターンを絞り込み、絞り込んだ線路パターンから、所定の線路パターンを選択するものである。   The first aspect of the present invention is a viewpoint as a rail detection device. The present invention selects a predetermined track pattern from a track pattern group having different rail curvatures in a rail detection device that detects a rail from image information obtained as a result of imaging by a camera that images the front of a railway vehicle. The selection means compares the curvature of the rail in the previously selected line pattern with the curvature of the rail in the line pattern scheduled to be selected this time, and based on the similarity of the two curvatures, The line patterns that permit selection are narrowed down, and a predetermined line pattern is selected from the narrowed line patterns.

本発明の第二の観点は、鉄道用前方監視カメラ装置である。本発明は、鉄道車両の前方の画像を撮像する広角型カメラと望遠型カメラとを有し、広角型カメラの画像情報にしたがって、望遠型カメラの撮像方向を設定する鉄道用前方監視カメラ装置において、広角型カメラの画像情報上で、鉄道の2本のレールが重なり合って見えるかまたは途切れるレール消失点を広角型カメラの画像情報から検出し、検出したレール消失点の方向を望遠型カメラの撮像方向に決定して望遠型カメラを決定した撮像方向に移動させる制御手段を有し、制御手段は、レールの画像情報である線路パターンを線路パターン群として複数種類備え、広角型カメラが撮像する実際のレールの画像情報に近似する線路パターンを線路パターン群の中から選択し、選択した線路パターンを実際のレールの画像情報に替えてレール消失点の検出に採用する際に、前回選択された線路パターンにおけるレールの曲率と今回選択予定の線路パターンにおけるレールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて線路パターン群の中から選択を許可する線路パターンを絞り込む制御を実行するものである。   A second aspect of the present invention is a railway front monitoring camera device. The present invention relates to a railway front monitoring camera device that includes a wide-angle camera and a telephoto camera that capture an image in front of a railway vehicle, and sets the imaging direction of the telephoto camera according to image information of the wide-angle camera. In the image information of the wide-angle camera, the rail vanishing point where the two rails of the railroad appear to overlap or are interrupted is detected from the image information of the wide-angle camera, and the direction of the detected rail vanishing point is imaged by the telephoto camera The control means for moving the telephoto camera in the determined imaging direction is determined, and the control means includes a plurality of types of line patterns as rail image information as a line pattern group, and is actually captured by a wide-angle camera. Select a line pattern that approximates the image information of the rail from the line pattern group, replace the selected line pattern with the actual rail image information, and delete the rail. When adopting the point detection, the curvature of the rail in the previously selected line pattern is compared with the curvature of the rail in the line pattern scheduled to be selected this time. The control which narrows down the track | line pattern which permits selection is performed.

本発明の第三の観点は、鉄道車両としての観点である。本発明は、本発明の鉄道用前方監視カメラ装置を有することを特徴とする鉄道車両である。   A third aspect of the present invention is a viewpoint as a railway vehicle. The present invention is a railway vehicle comprising the railway front monitoring camera device of the present invention.

本発明の第四の観点は、レール検出方法としての観点である。本発明は、鉄道車両の前方を撮像するカメラによる撮像の結果得られた画像情報からレールを検出するレール検出装置が実行するレール検出方法において、レールの曲率が異なる線路パターン群の中から、所定の線路パターンを選択する選択ステップを有し、選択ステップは、前回選択された線路パターンにおけるレールの曲率と今回選択予定の線路パターンにおけるレールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて線路パターン群の中から選択を許可する線路パターンを絞り込み、絞り込んだ線路パターンから、所定の線路パターンを選択するものである。   The fourth aspect of the present invention is a viewpoint as a rail detection method. The present invention relates to a rail detection method executed by a rail detection device that detects a rail from image information obtained as a result of imaging by a camera that images the front of a railway vehicle. A selection step of selecting a track pattern of the rail, and the selection step compares the curvature of the rail in the previously selected track pattern with the curvature of the rail in the track pattern to be selected this time, and based on the similarity of the curvatures of the two Then, the line patterns that allow selection from the line pattern group are narrowed down, and a predetermined line pattern is selected from the narrowed line patterns.

本発明の第五の観点は、鉄道用前方監視カメラ装置の制御方法である。本発明は、鉄道車両の前方の画像を撮像する広角型カメラと望遠型カメラとを有し、広角型カメラの画像情報にしたがって、望遠型カメラの撮像方向を設定する鉄道用前方監視カメラ装置の制御方法において、制御手段が、広角型カメラの画像情報上で、鉄道の2本のレールが重なり合って見えるかまたは途切れるレール消失点を広角型カメラの画像情報から検出し、検出したレール消失点の方向を望遠型カメラの撮像方向に決定して望遠型カメラを決定した撮像方向に移動させる制御ステップを有し、制御ステップは、レールの画像情報である線路パターンを線路パターン群として複数種類備え、広角型カメラが撮像する実際のレールの画像情報に近似する線路パターンを線路パターン群の中から選択し、選択した線路パターンを実際のレールの画像情報に替えてレール消失点の検出に採用する際に、前回選択された線路パターンにおけるレールの曲率と今回選択予定の線路パターンにおけるレールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて線路パターン群の中から選択を許可する線路パターンを絞り込むステップを有するものである。   A fifth aspect of the present invention is a control method for a railway front monitoring camera device. The present invention relates to a railway front monitoring camera apparatus that has a wide-angle camera and a telephoto camera that capture an image in front of a railway vehicle, and sets the imaging direction of the telephoto camera according to image information of the wide-angle camera. In the control method, the control means detects the rail vanishing point at which the two rails of the rail appear to overlap or are interrupted on the image information of the wide-angle camera from the image information of the wide-angle camera, and the detected rail vanishing point It has a control step of determining the direction to the imaging direction of the telephoto camera and moving the telephoto camera in the determined imaging direction, and the control step comprises a plurality of types of track patterns as rail image information as a track pattern group, A line pattern that approximates the image information of the actual rail captured by the wide-angle camera is selected from the line pattern group, and the selected line pattern is Compared with the curvature of the rail in the previously selected track pattern and the curvature of the rail in the track pattern scheduled to be selected this time, when using it to detect the rail vanishing point instead of the image information of The step of narrowing down the line pattern which permits selection from the line pattern group based on the above.

本発明によれば、撮像する箇所の誤検出をなくすことができる。   According to the present invention, it is possible to eliminate erroneous detection of a location to be imaged.

本発明の実施の形態に係る鉄道用前方監視カメラ装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the railroad front monitoring camera apparatus which concerns on embodiment of this invention. レール消失点を説明するための図であり、レールが直進状態を示す図である。It is a figure for demonstrating a rail vanishing point, and a rail is a figure which shows a straight drive state. レール消失点を説明するための図であり、レールが左カーブしている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating a rail vanishing point, and is a figure which shows the state which the rail curves to the left. レール消失点を説明するための図であり、レールが右カーブしている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail is curving to the right. レール消失点を説明するための図であり、レールが前方で下り勾配になっている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail is the downward slope ahead. レール消失点を説明するための図であり、レールが前方で上り勾配になっている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail is an uphill gradient ahead. レール消失点の変化の過程を説明するための図であり、レールが直進状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the process of a rail vanishing point change, and a rail is a figure which shows a straight-ahead state. レール消失点の変化の過程を説明するための図であり、レールがやや左カーブの状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the process of the change of a rail vanishing point, and a rail is a figure which shows the state of a left curve a little. レール消失点の変化の過程を説明するための図であり、レールが図8よりもさらに大きく左カーブしている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the process of the change of a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail is carrying out the left curve much larger than FIG. レール消失点の変化の過程を説明するための図であり、レールが図9よりもさらに大きく左カーブしている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the process of the change of a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail has left-curved much larger than FIG. レール消失点の変化の過程を説明するための図であり、レールが図10よりもさらに大きく左カーブしている状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the process of the change of a rail vanishing point, and is a figure which shows the state in which the rail is carrying out the left curve much larger than FIG. 図7〜図11で説明したレール消失点の変化の状態をレール消失点を抜き出して示す図である。It is a figure which extracts the rail vanishing point and shows the state of the change of the rail vanishing point explained in FIGS. 図12で示したレール消失点の変化の状態を時間軸上で示す図である。It is a figure which shows the state of the change of the rail vanishing point shown in FIG. 12 on a time axis. 線路パターンの種類と線路パターンの遷移の状態とを望ましい遷移と総当りの遷移とを比較して示す図である。It is a figure which compares the kind of track pattern and the state of transition of a track pattern by comparing a desirable transition and a round-robin transition. 線路パターンのデータを示す図である。It is a figure which shows the data of a line pattern. 図15で示す線路パターンのデータの中心線に関するデータを示す図である。It is a figure which shows the data regarding the centerline of the data of the line pattern shown in FIG. 図16で示す中心線に関するデータと数式との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the data regarding the centerline shown in FIG. 16, and numerical formula. 線路パターンの類似度行列と選択可能範囲とを示す図である。It is a figure which shows the similarity matrix of a line pattern, and the selectable range. 線路パターンの類似度行列と類似度順位と選択可能範囲とを示す図である。It is a figure which shows the similarity matrix of a line pattern, a similarity rank, and a selectable range. 本実施の形態に係る線路パターンの種類と線路パターンの遷移の状態とを示す図である。It is a figure which shows the kind of line pattern which concerns on this Embodiment, and the state of the transition of a line pattern. 図1の撮像位置決定部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the imaging position determination part of FIG.

本発明の実施の形態に係る鉄道用前方監視カメラ装置1(以下では、カメラ装置1と略記する。)について、図1〜図12を参照しながら説明する。   A railway front monitoring camera device 1 (hereinafter abbreviated as camera device 1) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

カメラ装置1は、図1に示すように、鉄道車両2(以下では、車両2と略記する。)の進行方向前部に搭載され、レールRを含む車両2の前方の状況を撮像する。カメラ装置1が取得した車両2の前方の画像情報は、車両2の安全な運行を図るために、たとえば、線路上や踏切内の障害物の発見等に利用される。   As shown in FIG. 1, the camera device 1 is mounted at a front portion in the traveling direction of a railway vehicle 2 (hereinafter abbreviated as a vehicle 2), and images a situation in front of the vehicle 2 including a rail R. The image information in front of the vehicle 2 acquired by the camera device 1 is used, for example, for finding an obstacle on a railroad track or a railroad crossing in order to operate the vehicle 2 safely.

カメラ装置1は、車両1の前方の画像を撮像する広角型カメラ3と望遠型カメラ4とを有し、広角型カメラ3の画像情報にしたがって、望遠型カメラ4の撮像方向を設定する。望遠型カメラ4は、電動式の雲台5に載置される。雲台5は、撮像位置決定部6によって駆動を制御され、撮像位置決定部6に指示された方向に移動することで、望遠型カメラ4の撮像方向を設定する。望遠型カメラ4の画像情報は、前方監視用画像処理部7に取り込まれて画像解析され、画像解析結果は、車両2の前方の監視に利用される。なお、本実施の形態では、撮像方向の移動とは、地面に対してほぼ平行な面上で旋回することである。   The camera device 1 includes a wide-angle camera 3 and a telephoto camera 4 that capture an image in front of the vehicle 1, and sets the imaging direction of the telephoto camera 4 according to image information of the wide-angle camera 3. The telephoto camera 4 is placed on an electric pan head 5. The pan / tilt head 5 is controlled in driving by the imaging position determination unit 6 and moves in the direction instructed by the imaging position determination unit 6 to set the imaging direction of the telephoto camera 4. The image information of the telephoto camera 4 is taken into the forward monitoring image processing unit 7 and subjected to image analysis, and the image analysis result is used for monitoring the front of the vehicle 2. In the present embodiment, movement in the imaging direction means turning on a plane substantially parallel to the ground.

撮像位置決定部6は、広角型カメラ3の画像情報上で、鉄道の2本のレールRが重なり合って見えるかまたは途切れるレール消失点を広角型カメラ3の画像情報から検出し、検出したレール消失点の方向を望遠型カメラ4の撮像方向に決定し、雲台5を駆動して望遠型カメラ4を決定した撮像方向に移動させる。   The imaging position determination unit 6 detects, on the image information of the wide-angle camera 3, a rail vanishing point at which the two rails R of the railway appear to overlap or are interrupted from the image information of the wide-angle camera 3, and the detected rail disappearance The direction of the point is determined as the imaging direction of the telephoto camera 4, and the camera platform 5 is driven to move the telephoto camera 4 in the determined imaging direction.

ここで、レール消失点について、図2〜図6を参照しながら詳細に説明する。図2は、真っ直ぐなレールR1,R2におけるレール消失点D1の例である。真っ直ぐなレールR1,R2の場合には、遠方で2本のレールR1,R2が分解能の限界を超えて画像情報上で重なり合って見える点がレール消失点D1になる。   Here, the rail vanishing point will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is an example of the rail vanishing point D1 in the straight rails R1 and R2. In the case of the straight rails R1 and R2, the rail vanishing point D1 is a point where the two rails R1 and R2 appear to overlap on the image information beyond the resolution limit at a distance.

図3は、左にカーブしているレールR3,R4におけるレール消失点D2の例である。左にカーブしているレールR3,R4では、レールR3,R4が画像情報上で重なり合って見える点がレール消失点D2になる。   FIG. 3 is an example of the rail vanishing point D2 in the rails R3 and R4 that are curving to the left. In the rails R3 and R4 that are curved to the left, the rail vanishing point D2 is a point where the rails R3 and R4 appear to overlap on the image information.

図4は、右にカーブしているレールR5,R6におけるレール消失点D3の例である。右にカーブしているレールR5,R6では、レールR5,R6が画像情報上で重なり合って見える点がレール消失点D3になる。   FIG. 4 is an example of the rail vanishing point D3 in the rails R5 and R6 that are curving to the right. In the rails R5 and R6 that curve to the right, the rail vanishing point D3 is a point where the rails R5 and R6 appear to overlap on the image information.

図5は、前方で下り勾配になっているレールR7,R8におけるレール消失点D4の例である。前方で下り勾配になっているレールR7,R8では、2本のレールR7,R8が画像情報上で分解能の限界を超えて重なり合って見える以前に、レールR7,R8が共に画像情報上で途切れる。このような場合には、レールR7,R8が画像情報上から途切れたときのレールR7とレールR8との間の最遠方の中間点付近をレール消失点D4とする。   FIG. 5 is an example of the rail vanishing point D4 in the rails R7 and R8 that are inclined downward in the front. In the rails R7 and R8 having a downward slope in front, both the rails R7 and R8 are interrupted on the image information before the two rails R7 and R8 appear to overlap each other beyond the resolution limit on the image information. In such a case, the vicinity of the farthest intermediate point between the rails R7 and R8 when the rails R7 and R8 are interrupted from the image information is defined as a rail vanishing point D4.

図6は、前方で上り勾配になっているレールR9,R10におけるレール消失点D5の例である。前方で上り勾配になっているレールR9,R10では、2本のレールR9,R10が画像情報上で分解能の限界を超えて重なり合って見える以前に、レールR9,R10が共に上り勾配の頂点に達する。このような場合には、レールR9,R10が上り勾配の頂点に達したときのレールR9とレールR10との間の中間点付近をレール消失点D5とする。   FIG. 6 is an example of the rail vanishing point D5 in the rails R9 and R10 that are inclined upward in the front. In the rails R9 and R10 having an upward slope in front, both the rails R9 and R10 reach the peak of the upward slope before the two rails R9 and R10 appear to overlap each other beyond the resolution limit on the image information. . In such a case, the vicinity of the intermediate point between the rail R9 and the rail R10 when the rails R9 and R10 reach the peak of the upward slope is defined as a rail vanishing point D5.

次に、レール消失点の位置の変化を図7〜図11を参照しながら説明する。図7〜図11は、鉄道のレールRが直進状態から左方にカーブするまでの一連のレール消失点D10〜D14の変化の様子を一例として示している。   Next, a change in the position of the rail vanishing point will be described with reference to FIGS. FIGS. 7 to 11 show, as an example, changes in the series of rail vanishing points D10 to D14 until the rail R of the railway curves from the straight traveling state to the left.

図7は、レールRは、真っ直ぐの状態であり、レール消失点D10は、ほぼ水平方向の中央部で垂直方向の上部に位置する。図8は、レールRは、やや左に曲がり始めており、レール消失点D11は、レール消失点D10に比べると、水平方向の中央部からはやや左寄りで垂直方向の上部に位置する。図9は、レールRは、図8の状態よりもさらに左に曲がっており、レール消失点D12は、レール消失点D11に比べると、水平方向の中央部よりもさらに左寄りで垂直方向のやや上部に位置する。図10は、レールRは、図9の状態よりもさらに左に曲がっており、レール消失点D13は、レール消失点D12に比べると、水平方向の左寄りで垂直方向のやや上部に位置する。図11は、レールRは、図10の状態よりもさらに左に曲がっており、レール消失点D14は、レール消失点D13に比べると、水平方向の左寄りで垂直方向のやや下部に位置する。このような図7〜図11のレール消失点D10〜D14を同じ空間軸上にプロットすると図12に示すようになる。   In FIG. 7, the rail R is in a straight state, and the rail vanishing point D <b> 10 is positioned at the upper portion in the vertical direction at the central portion in the horizontal direction. In FIG. 8, the rail R has begun to turn slightly to the left, and the rail vanishing point D11 is located slightly above the horizontal center and at the top in the vertical direction compared to the rail vanishing point D10. In FIG. 9, the rail R is further bent to the left from the state of FIG. 8, and the rail vanishing point D12 is further to the left than the center portion in the horizontal direction and slightly above the vertical direction compared to the rail vanishing point D11. Located in. In FIG. 10, the rail R is further bent to the left from the state of FIG. 9, and the rail vanishing point D13 is located slightly to the left in the horizontal direction and slightly above the vertical direction compared to the rail vanishing point D12. In FIG. 11, the rail R is further bent to the left from the state of FIG. 10, and the rail vanishing point D <b> 14 is located slightly to the left in the horizontal direction and slightly lower in the vertical direction than the rail vanishing point D <b> 13. When such rail vanishing points D10 to D14 of FIGS. 7 to 11 are plotted on the same space axis, they are as shown in FIG.

図7に示すように、レールRが真っ直ぐな状態であるときには、レール消失点D10は、ほとんど動くことなく一点に留まっている。やがて、図8に示すように、左カーブに差し掛かると、新たなレール消失点D11が検出され、望遠型カメラ4の新たな撮像方向が決定される。さらに、図9〜図11に示すように、左カーブの中では、次々に新たなレール消失点D12〜D14が検出され、次々に望遠型カメラ4の新たな撮像方向が決定される。   As shown in FIG. 7, when the rail R is in a straight state, the rail vanishing point D10 remains at a single point with almost no movement. Eventually, as shown in FIG. 8, when a left curve is reached, a new rail vanishing point D11 is detected, and a new imaging direction of the telephoto camera 4 is determined. Further, as shown in FIGS. 9 to 11, new rail vanishing points D12 to D14 are detected one after another in the left curve, and new imaging directions of the telephoto camera 4 are determined one after another.

このようなレール消失点D10〜D14の変化の様子を時間軸上でみると、図13に示すようになる。すなわち、左カーブに差し掛かったときは、レールの曲率は緩く、レール消失点D10からレール消失点D11に切り替わる時間t1は、比較的長い。やがて左カーブに突入すると、レール消失点D11からレール消失点D12に切り替わる時間t2は、時間t1よりも短くなる。続いて、レール消失点D12からレール消失点D13に切り替わる時間t3は、時間t2よりも短くなる。さらに、レール消失点D13からレール消失点D14に切り替わる時間t4は、時間t3よりも短くなる。   FIG. 13 shows such a change in the rail vanishing points D10 to D14 on the time axis. That is, when approaching the left curve, the curvature of the rail is loose, and the time t1 for switching from the rail vanishing point D10 to the rail vanishing point D11 is relatively long. When a left curve is entered, the time t2 at which the rail vanishing point D11 switches to the rail vanishing point D12 becomes shorter than the time t1. Subsequently, a time t3 at which the rail vanishing point D12 is switched to the rail vanishing point D13 is shorter than the time t2. Furthermore, the time t4 when the rail vanishing point D13 is switched to the rail vanishing point D14 is shorter than the time t3.

次に、レール消失点検出のためのレール検出について、図14を参照しながら説明する。図14は、予め用意されている複数種類の線路パターンを示す図である。図14の例では、5種類の線路パターンS,L1,L2,R1,R2を例示している。   Next, rail detection for rail vanishing point detection will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a plurality of types of line patterns prepared in advance. In the example of FIG. 14, five types of line patterns S, L1, L2, R1, and R2 are illustrated.

撮像位置決定部6は、図14に示すように、線路パターン群を不図示のメモリ内に記憶している。撮像位置決定部6は、広角型カメラ3が撮像する実際のレールの画像情報に近似する線路パターンを線路パターン群の中から選択する。さらに、撮像位置決定部6は、選択した線路パターンを実際のレールの画像情報に替えてレール消失点の検出に採用する。これにより、実際のレールの画像情報にノイズが含まれている場合、この画像情報を、ノイズを含まない予め用意された線路パターンの画像情報に替えることができる。これにより、レール消失点の検出を、ノイズを含まないレールの画像情報に基づいて行うことができるため、レール消失点の検出を高い精度で行うことができる。   As shown in FIG. 14, the imaging position determination unit 6 stores a line pattern group in a memory (not shown). The imaging position determination unit 6 selects a line pattern that approximates the actual rail image information captured by the wide-angle camera 3 from the line pattern group. Furthermore, the imaging position determination unit 6 adopts the selected track pattern for detection of the rail vanishing point in place of the actual rail image information. Thereby, when noise is included in the image information of the actual rail, this image information can be replaced with image information of a previously prepared line pattern that does not include noise. Thereby, since the detection of the rail vanishing point can be performed based on the image information of the rail that does not include noise, the rail vanishing point can be detected with high accuracy.

図14の線路パターンSは、レールが直進状態の線路パターンである。図14の線路パターンL1は、比較的緩い左カーブの線路パターンである。図14の線路パターンL2は、比較的急な左カーブの線路パターンである。図14の線路パターンR1は、比較的緩い右カーブの線路パターンである。図14の線路パターンR2は、比較的急な右カーブの線路パターンである。   The line pattern S in FIG. 14 is a line pattern in which the rail is in a straight traveling state. The line pattern L1 in FIG. 14 is a line pattern with a relatively loose left curve. The line pattern L2 in FIG. 14 is a line pattern having a relatively steep left curve. The line pattern R1 in FIG. 14 is a relatively gentle right curve line pattern. The line pattern R2 in FIG. 14 is a line pattern with a relatively steep right curve.

一般的に、鉄道のレールは、直進状態の区間を可能な限り多くし、カーブする箇所は、可能な限り緩いカーブとなるように敷設される。このようなレールの敷設状況に鑑みた場合、図14の各線路パターンS,L1,L2,R1,R2において、通常、線路パターンの遷移は、隣接する線路パターン間で行われる。すなわち、線路パターンの遷移が、たとえば、図14の線路パターンSから線路パターンL2または線路パターンR2に遷移するという状況は考えられない。仮に、このような線路パターンの遷移が行われたとすれば、それはレールの誤検出の結果であると判定することができる。   In general, railroad rails are laid so that there are as many straight sections as possible and curved portions are as loose as possible. In view of such a rail installation situation, in each of the line patterns S, L1, L2, R1, and R2 in FIG. 14, the transition of the line pattern is usually performed between adjacent line patterns. That is, for example, a situation in which the transition of the line pattern changes from the line pattern S of FIG. 14 to the line pattern L2 or the line pattern R2 is not conceivable. If such a line pattern transition is performed, it can be determined that this is a result of erroneous detection of the rail.

図14の各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の一点鎖線の矢印は、単純に、各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の組み合わせを示す。ここで、仮に、各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の全ての組み合わせについて、線路パターン間の遷移を許可することとすれば、撮像位置決定部6では、レールが誤検出された場合でも線路パターン間の遷移が行われる。その結果、撮像位置決定部6に無駄な処理時間が発生する。さらに、誤検出の結果がそのままレール消失点の検出に利用されるため、撮像位置決定部6のレール消失点の検出精度が劣化する。また、この場合、撮像位置決定部6の処理時間は、線路パターン群を構成する線路パターンの数が増えれば増えるほど長くなる。   Dotted arrows between the line patterns S, L1, L2, R1, and R2 in FIG. 14 simply indicate combinations of the line patterns S, L1, L2, R1, and R2. Here, if the transition between the line patterns is permitted for all combinations of the line patterns S, L1, L2, R1, and R2, the imaging position determination unit 6 detects a rail that is erroneously detected. But there is a transition between line patterns. As a result, useless processing time occurs in the imaging position determination unit 6. Furthermore, the detection result of the rail vanishing point of the imaging position determining unit 6 is deteriorated because the result of the erroneous detection is directly used for the detection of the rail vanishing point. In this case, the processing time of the imaging position determination unit 6 becomes longer as the number of line patterns constituting the line pattern group increases.

これに対し、図14の各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の破線の矢印は、鉄道のレールを検出するのに際し、望ましい各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の遷移の組み合わせを示す。すなわち、図14の各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の破線の矢印は、隣接する線路パターン間での遷移しか許可していない。これによれば、撮像位置決定部6におけるレールの誤検出を無くすことができると共に、撮像位置決定部6の無駄な処理時間を無くすことができる。さらに、これによれば、線路パターン群を構成する線路パターン数が増えた場合でも撮像位置決定部6の処理時間が増えることはない。このようなことから、撮像位置決定部6は、図14の各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の破線の矢印で示す遷移を実現するために、以下に説明するような構成を有する。   On the other hand, the broken-line arrows between the line patterns S, L1, L2, R1, and R2 in FIG. 14 indicate the desired line patterns S, L1, L2, R1, and R2 when detecting railroad rails. Indicates the combination of transitions between. That is, the broken-line arrows between the line patterns S, L1, L2, R1, and R2 in FIG. 14 permit only transitions between adjacent line patterns. According to this, it is possible to eliminate erroneous rail detection in the imaging position determination unit 6 and it is possible to eliminate useless processing time of the imaging position determination unit 6. Furthermore, according to this, even when the number of line patterns constituting the line pattern group increases, the processing time of the imaging position determination unit 6 does not increase. For this reason, the imaging position determination unit 6 is configured as described below in order to realize the transition indicated by the dashed arrows between the line patterns S, L1, L2, R1, and R2 in FIG. Have

撮像位置決定部6は、図15に示すように、左右のレールの上端と下端、および中央部分の位置を6つの数値データxLtop,xRtopとxLbottom,xRbottom、およびxLmid,xRmidによって表現する。これらのデータから各線路パターンの曲率を読み取って類似関係を算出し、現在の線路パターンから次に選択できる線路パターンの制約条件を設定する。これにより、図14の破線で示すような望ましい各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の遷移の組み合わせを実現することができる。これによれば、撮像位置決定部6のレールの誤検出を無くすことができると共に、処理速度が向上する。また、これによれば、予め用意しておく線路パターン群を構成する線路パターンの数が増えても撮像位置決定部6の処理速度が増えることがなくなる。 As shown in FIG. 15, the imaging position determination unit 6 determines the positions of the upper and lower ends of the left and right rails and the center portion of six numerical data x Ltop , x Rtop and x Lbottom , x Rbottom, and x Lmid , x Rmid. Expressed by The similarities are calculated by reading the curvature of each line pattern from these data, and the constraint condition of the line pattern that can be selected next from the current line pattern is set. Thereby, a desirable combination of transitions between the respective line patterns S, L1, L2, R1, and R2 as indicated by broken lines in FIG. 14 can be realized. According to this, erroneous detection of the rail of the imaging position determination unit 6 can be eliminated, and the processing speed is improved. Further, according to this, even if the number of line patterns constituting the line pattern group prepared in advance increases, the processing speed of the imaging position determination unit 6 does not increase.

次に、線路パターンの曲率を用いて線路パターン同士の類似度を定義する方法について説明する。レール中心線の上端、下端、および中間位置は、線路パターンデータのxLtop,xRtopの平均、xLmid,xRmidの平均、およびxLbottom,xRbottomの平均によって求めることができる。すなわち、
Ctop=(xLtop+xRtop)/2
Cmid=(xLmid+xRmid)/2
Cbottom=(xLbottom+xRbottom)/2
として求められる。図16は、レール中心線のデータを示す。
Next, a method for defining the similarity between line patterns using the curvature of the line patterns will be described. The upper end of the rail center line, the lower end, and an intermediate position can be determined line pattern data x Ltop, the average of x Rtop, x Lmid, the average of x Rmid, and x Lbottom, the average of x Rbottom. That is,
x Ctop = (x Ltop + x Rtop ) / 2
x Cmid = (x Lmid + x Rmid ) / 2
x Cbottom = (x Lbottom + x Rbottom ) / 2
As required. FIG. 16 shows rail centerline data.

図16に示すように、レール中心線のデータは3つであり、この点を2次方程式で近似する。垂直方向をy軸とするとき、下端のy=0でのレールはほぼ垂直であることからx(0)′=0である。この条件を考慮するとレール中心線は、
x(y)=a+cy2 …(1)
と表現できる。図17は、式(1)と線路パターンにおけるレール中心線との関係を示す図である。このときaの値は、画像情報上でのx軸上の位置を表し、cの値は、画像情報上でのレールの曲率を表す指標となる。そこで、cの値を用いて線路パターンの類似度を定義する。cの値が0の場合は直線である。cの値が正の場合は右カーブ、負の場合は左カーブである。また、cの値が大きいほどカーブは急である。
As shown in FIG. 16, there are three rail centerline data, and this point is approximated by a quadratic equation. When the vertical direction is the y-axis, the rail at the lower end y = 0 is almost vertical, so x (0) ′ = 0. Considering this condition, the rail center line is
x (y) = a + cy 2 (1)
Can be expressed. FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between Equation (1) and the rail center line in the line pattern. At this time, the value of a represents the position on the x-axis on the image information, and the value of c is an index representing the curvature of the rail on the image information. Therefore, the line pattern similarity is defined using the value of c. When the value of c is 0, it is a straight line. When the value of c is positive, it is a right curve, and when it is negative, it is a left curve. The curve is steeper as the value of c is larger.

曲率の指標となるcの値は、最小二乗法により、
c=(ΣxiΣyi 2−NΣxii 2)/((Σyi 22−NΣyi 4
と求められる。線路パターンのデータは、y方向の長さを1に基準化すると(xCbottom,0),(xCmid,0.5),(xCtop,1)と表すことができる。これを上の式に代入して、
c=(1.75xCtop−0.5xCmid−1.25xCbottom)/1.625
が求められる。
The value of c, which is an index of curvature, is calculated using the least square method.
c = (Σx i Σy i 2 −NΣx i y i 2 ) / ((Σy i 2 ) 2 −NΣy i 4 )
Is required. The line pattern data can be expressed as (x Cbottom , 0), (x Cmid , 0.5), (x Ctop , 1) when the length in the y direction is normalized to 1. Substituting this into the above formula,
c = (1.75 × Ctop− 0.5 × Cmid− 1.25 × Cbottom ) /1.625
Is required.

線路パターンi,jについて求めた類似度ci,cjの値の差を類似度di,jとして、
i,j=|cj―ci
と定義し、その値を成分とする類似度行列を作成する。類似度を近い順に順序付けを行い、対象線路パターン自身以外の上位M位までを選択できる線路パターンとして、
iから選択可能な線路パターン={j|iとdi,jの値が小さい上位M位}
という制約条件を設ける方法が考えられる。もしくは、類似度di,jの値に閾値dthを用いて、
iから選択可能な線路パターン={j|di,j<dth}
という方法も考えられる。各線路パターンで次の線路パターンを選択する際には、ここで定めた選択可能な線路パターンからのみ選択することで、線路パターン選択時の誤検出を無くすことができる。
The difference between the similarities c i and c j obtained for the line patterns i and j is defined as the similarity d i, j .
d i, j = | c j -c i |
And create a similarity matrix with the values as components. As the line pattern that can be ordered up to the top M rank other than the target line pattern itself by ordering the similarities in order of closeness
Line pattern that can be selected from i = {j |. The upper M rank where the values of i and d i, j are small}
A method of providing a constraint condition is conceivable. Alternatively, using the threshold value d th for the value of the similarity d i, j ,
Line pattern selectable from i = {j | d i, j <d th }
The method of thinking is also conceivable. When the next line pattern is selected for each line pattern, it is possible to eliminate erroneous detection when selecting the line pattern by selecting only from the selectable line patterns determined here.

選択可能な線路パターンの数Mと閾値dthについては、選択肢が少ないとカーブなどの状況変化への対応が緩慢になり過ぎるおそれがある。また、これによれば誤検出からの復帰にも時間がかかるおそれがある。反対に、選択肢が多過ぎると線路パターン間に遷移の制約を設けてもなお選択可能な線路パターン数が多くなり、誤検出を無くすことが難しくなる。このような点を考慮して適切な値への調整が必要である。以下では、類似度から選択可能な線路パターンを求める方法について図18および図19を参照しながら説明する。 Regarding the number M of selectable line patterns and the threshold value d th , if there are few options, there is a possibility that the response to a change in the situation such as a curve becomes too slow. Further, according to this, it may take time to recover from erroneous detection. On the other hand, if there are too many options, the number of selectable line patterns will increase even if a transition restriction is provided between the line patterns, making it difficult to eliminate erroneous detection. Considering these points, adjustment to an appropriate value is necessary. Hereinafter, a method of obtaining a line pattern that can be selected from the similarity will be described with reference to FIGS. 18 and 19.

図18は、左図に類似度行列を示し、右図に線路パターンの選択可能範囲を示す。類似度行列は、図18の左図に示すように、線路パターンL2,L1,S,R1,R2と同じ線路パターンL2,L1,S,R1,R2との間の類似度は当然ながら0.0である。その他は、類似度が低くなるほど数値が大きくなる。図18の例では、線路パターンL2と線路パターンL1との類似度は、0.1である。線路パターンL2と線路パターンSとの類似度は、0.2である。線路パターンL2と線路パターンR1との類似度は、0.4である。線路パターンL2と線路パターンR2との類似度は、0.6である。   FIG. 18 shows the similarity matrix in the left figure, and the selectable range of the line pattern in the right figure. As shown in the left diagram of FIG. 18, the similarity matrix shows that the similarity between the line patterns L2, L1, S, R1, R2 and the line patterns L2, L1, S, R1, R2 is naturally 0. 0. In other cases, the numerical value increases as the similarity decreases. In the example of FIG. 18, the similarity between the line pattern L2 and the line pattern L1 is 0.1. The similarity between the line pattern L2 and the line pattern S is 0.2. The similarity between the line pattern L2 and the line pattern R1 is 0.4. The similarity between the line pattern L2 and the line pattern R2 is 0.6.

図18の右図に示すように、類似度が0.2未満である線路パターン間の遷移は選択可能(図中の○印)とすると、線路パターンL2と線路パターンL1との間、線路パターンSと線路パターンL1または線路パターンL2との間、線路パターンR2と線路パターンR1との間、線路パターンSと線路パターンR1または線路パターンR2との間は、遷移が選択可能となる。   As shown in the right diagram of FIG. 18, when the transition between the line patterns having a similarity of less than 0.2 is selectable (circle mark in the figure), the line pattern between the line pattern L2 and the line pattern L1 Transitions can be selected between S and the line pattern L1 or the line pattern L2, between the line pattern R2 and the line pattern R1, and between the line pattern S and the line pattern R1 or the line pattern R2.

あるいは、図19の左図(図18の左図と同じ)に基づいて、図19の右図のように、類似度順位を決定する。すなわち、類似度が0である場合、類似度順位は0とし、類似度が0.1である場合、類似度順位は1とし、類似度が0.2である場合、類似度順位は2とし、類似度が0.4である場合、類似度順位は3とし、類似度が0.6である場合、類似度順位は4とする。   Alternatively, the similarity ranking is determined based on the left diagram of FIG. 19 (same as the left diagram of FIG. 18) as shown in the right diagram of FIG. That is, when the similarity is 0, the similarity ranking is 0, when the similarity is 0.1, the similarity ranking is 1, and when the similarity is 0.2, the similarity ranking is 2. When the similarity is 0.4, the similarity ranking is 3, and when the similarity is 0.6, the similarity ranking is 4.

図19の右図の類似度順位の中で類似度順位が0または1の線路パターン間の遷移を選択可能(図中の○印)とすると、図19の下図に示すような選択可能範囲になる。なお、図19の下図と図18の右図とは同じになる。   If the transitions between the line patterns having similarity rank 0 or 1 in the similarity ranks in the right diagram of FIG. 19 are selectable (circles in the diagram), the selectable range as shown in the lower diagram of FIG. Become. The lower diagram in FIG. 19 is the same as the right diagram in FIG.

以上のようにして線路パターン間の遷移の選択可能範囲を決定することにより、図20に実線の矢印で示すように、選択可能な線路パターンが制限され、破線の矢印で示す望ましい各線路パターンS,L1,L2,R1,R2の間の遷移の組み合わせと同じになる。なお、図20の二点鎖線の矢印は、制限された選択可能な線路パターンの組み合わせを示す。   By determining the selectable range of transition between line patterns as described above, selectable line patterns are limited as shown by solid arrows in FIG. 20, and each desired line pattern S shown by broken arrows is shown. , L1, L2, R1, and R2 are the same as the combination of transitions. In addition, the arrow of the dashed-two dotted line of FIG. 20 shows the combination of the limited selectable line pattern.

次に、撮像位置決定部6の動作を図21のフローチャートを参照しながら説明する。図21の「START」の条件は、カメラ装置1が稼動中であり、撮像位置決定部6により既にいずれかの線路パターンが選択されているという条件である。なお、図21の「START」から「END」までの処理は、1周期分の処理であり、図21のフローが終了(END)したときに、「START」の条件が満たされているときには、フローは、再び開始される。「START」の条件が満たされていると、処理は、ステップS1に進む。   Next, the operation of the imaging position determination unit 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. The condition of “START” in FIG. 21 is a condition that the camera apparatus 1 is in operation and any line pattern has already been selected by the imaging position determination unit 6. Note that the processing from “START” to “END” in FIG. 21 is processing for one cycle, and when the condition of “START” is satisfied when the flow in FIG. 21 ends (END), The flow starts again. If the “START” condition is satisfied, the process proceeds to step S1.

ステップS1において、撮像位置決定部6は、広角型カメラ3の画像情報に基づいて、線路パターンに変化があるか否かを判定する。ステップS1において、線路パターンに変化があると判定されると、処理は、ステップS2に進む。一方、ステップS1において、線路パターンに変化が無いと判定されると、処理は、ステップS1を繰り返す。   In step S <b> 1, the imaging position determination unit 6 determines whether there is a change in the line pattern based on the image information of the wide-angle camera 3. If it is determined in step S1 that the line pattern has changed, the process proceeds to step S2. On the other hand, if it is determined in step S1 that there is no change in the line pattern, the process repeats step S1.

ステップS2において、撮像位置決定部6は、ステップS1での線路パターンの変化に基づいて選択予定の新しい線路パターンが予め定められている選択可能な範囲内か否かを判定する。ステップS2において、選択予定の新しい線路パターンが予め定められている選択可能な範囲内であると判定されると、処理は、ステップS3に進む。一方、ステップS2において、選択予定の新しい線路パターンが予め定められている選択可能な範囲外であると判定されると、ステップS1における判定には誤りが有るとして、処理は、ステップS1に戻る。   In step S2, the imaging position determination unit 6 determines whether the new line pattern to be selected is within a predetermined selectable range based on the change in the line pattern in step S1. If it is determined in step S2 that the new line pattern to be selected is within a predetermined selectable range, the process proceeds to step S3. On the other hand, if it is determined in step S2 that the new line pattern to be selected is outside the predetermined selectable range, the process returns to step S1 because there is an error in the determination in step S1.

ステップS3において、撮像位置決定部6は、ステップS1に判定に基づき線路パターンの変更を行って1周期分の処理を終了する(END)。   In step S3, the imaging position determination unit 6 changes the line pattern based on the determination in step S1 and ends the process for one cycle (END).

以上説明したように、撮像位置決定部6は、鉄道車両1の前方を撮像する広角型カメラ3による撮像の結果得られた画像情報からレールを検出する。このとき、撮像位置決定部6は、レールRの曲率が異なる線路パターン群の中から、所定の線路パターンを選択し、前回選択された線路パターンにおけるレールの曲率と今回選択予定の線路パターンにおけるレールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて線路パターン群の中から選択を許可する線路パターンを絞り込み、絞り込んだ線路パターンから、所定の線路パターンを選択する。これにより、撮像位置決定部6によれば、レールの誤検出を無くすことができる。また、これにより、レール消失点の誤検出を無くすことができる。また、撮像位置決定部6によれば、線路パターン群を構成する線路パターン数を増やしても選択可能な線路パターン数には変化が無く、撮像位置決定部6の処理時間が長くなることを無くすことができる。これにより、前方監視用画像処理部7は、誤検出の無い画像情報に基づき前方の監視を行うことができるので、信頼性が高い前方監視を行うことができる。さらに、レールの検出精度を高くするために線路パターン群を構成する線路パターンを増やしても撮像位置決定部6の処理時間が増加しないので、前方監視用画像処理部7は、監視の周期を変えることなく前方監視の信頼性を向上させることができる。   As described above, the imaging position determination unit 6 detects the rail from the image information obtained as a result of imaging by the wide-angle camera 3 that images the front of the railway vehicle 1. At this time, the imaging position determination unit 6 selects a predetermined line pattern from the line pattern groups having different curvatures of the rail R, and the curvature of the rail in the previously selected line pattern and the rail in the currently selected line pattern. Are compared, the line patterns that are allowed to be selected from the line pattern group are narrowed down based on the similarity between the two curvatures, and a predetermined line pattern is selected from the narrowed line patterns. Thereby, according to the imaging position determination part 6, the erroneous detection of a rail can be eliminated. This also eliminates erroneous detection of rail vanishing points. In addition, according to the imaging position determination unit 6, the number of selectable line patterns does not change even when the number of line patterns constituting the line pattern group is increased, and the processing time of the imaging position determination unit 6 is not increased. be able to. As a result, the forward monitoring image processing unit 7 can perform forward monitoring based on image information without erroneous detection, and therefore can perform forward monitoring with high reliability. Furthermore, since the processing time of the imaging position determination unit 6 does not increase even if the number of line patterns constituting the line pattern group is increased in order to increase the detection accuracy of the rail, the forward monitoring image processing unit 7 changes the monitoring cycle. The reliability of forward monitoring can be improved without any problems.

また、撮像位置決定部6は、情報処理装置が予めインストールされている所定のプログラムを実行することによって実現することができる。このような情報処理装置は、たとえば、メモリ、CPU(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。情報処理装置のCPUは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、情報処理装置には、撮像位置決定部6の機能が実現される。なお、CPUの代わりにASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。また、前方監視用画像処理部7の機能についても同様である。   Further, the imaging position determination unit 6 can be realized by executing a predetermined program in which the information processing apparatus is installed in advance. Such an information processing apparatus has, for example, a memory, a CPU (Central Processing Unit), an input / output port, and the like. The CPU of the information processing apparatus reads and executes a control program as a predetermined program from a memory or the like. Thereby, the function of the imaging position determination unit 6 is realized in the information processing apparatus. An ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), or the like may be used instead of the CPU. The same applies to the function of the forward monitoring image processing unit 7.

また、上述の所定のプログラムは、カメラ装置1の出荷前に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、カメラ装置1の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、プログラムの一部が、カメラ装置1の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。カメラ装置1の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されるプログラムは、例えば、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。   In addition, even if the predetermined program described above is stored in the memory of the information processing apparatus before shipment of the camera apparatus 1, it is stored in the memory of the information processing apparatus after shipment of the camera apparatus 1. It may be a thing. Further, a part of the program may be stored in a memory or the like of the information processing apparatus after the camera apparatus 1 is shipped. The program stored in the memory or the like of the information processing apparatus after the camera device 1 is shipped may be, for example, an installed program stored in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, or the like. The one downloaded via the transmission medium may be installed.

また、上述の所定のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。   The predetermined program described above includes not only a program that can be directly executed by the information processing apparatus but also a program that can be executed by being installed on a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.

このように、情報処理装置とプログラムによってカメラ装置1を実現することにより、大量生産や仕様変更(または設計変更)に対して柔軟に対応可能となる。   As described above, by realizing the camera device 1 with the information processing device and the program, it is possible to flexibly cope with mass production and specification change (or design change).

なお、情報処理装置が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。   The program executed by the information processing apparatus may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or may be necessary in parallel or when a call is made. It may be a program that performs processing at timing.

上述の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限りにおいて、様々に変更が可能である。たとえば、上述の実施の形態では、雲台5は、左右方向への旋回のみの動作であるが上下方向への動作も併せて行うようにしてもよい。これによれば、望遠型カメラ4は、撮像方向を上下左右に動かすことができる。さらに、望遠型カメラ4は、ズーム機構を有してもよい。   The above-described embodiment can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, the pan head 5 is an operation of only turning in the left-right direction, but may also perform an operation in the up-down direction. According to this, the telephoto camera 4 can move the imaging direction vertically and horizontally. Further, the telephoto camera 4 may have a zoom mechanism.

1…鉄道用前方監視カメラ装置、2…鉄道車両、3…広角型カメラ、4…望遠型カメラ、5…雲台、6…撮像位置決定部(制御手段)、D1〜D5,D10〜D14…レール消失点、R,R1〜10…レール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Railway front monitoring camera apparatus, 2 ... Rail vehicle, 3 ... Wide angle type camera, 4 ... Telephoto type camera, 5 ... Pan head, 6 ... Imaging position determination part (control means), D1-D5, D10-D14 ... Rail vanishing point, R, R1-10 ... Rail

Claims (5)

鉄道車両の前方を撮像するカメラによる撮像の結果得られた画像情報からレールを検出するレール検出装置において、
レールの曲率が異なる線路パターン群の中から、所定の線路パターンを選択する選択手段を有し、
前記選択手段は、前回選択された前記線路パターンにおける前記レールの曲率と今回選択予定の前記線路パターンにおける前記レールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて前記線路パターン群の中から選択を許可する前記線路パターンを絞り込み、絞り込んだ線路パターンから、所定の線路パターンを選択する、
ことを特徴とするレール検出装置。
In a rail detection device that detects a rail from image information obtained as a result of imaging by a camera that images the front of a railway vehicle,
A selection means for selecting a predetermined line pattern from a group of line patterns with different rail curvatures,
The selection means compares the curvature of the rail in the previously selected line pattern with the curvature of the rail in the line pattern scheduled to be selected this time, and based on the similarity between the two curvatures, Narrow down the line pattern to allow selection from, select a predetermined line pattern from the narrowed line pattern,
A rail detection device characterized by that.
鉄道車両の前方の画像を撮像する広角型カメラと望遠型カメラとを有し、前記広角型カメラの画像情報にしたがって、前記望遠型カメラの撮像方向を設定する鉄道用前方監視カメラ装置において、
前記広角型カメラの画像情報上で、鉄道の2本のレールが重なり合って見えるかまたは途切れるレール消失点を前記広角型カメラの画像情報から検出し、検出した前記レール消失点の方向を前記望遠型カメラの撮像方向に決定して前記望遠型カメラを決定した撮像方向に移動させる制御手段を有し、
前記制御手段は、前記レールの画像情報である線路パターンを線路パターン群として複数種類備え、前記広角型カメラが撮像する実際の前記レールの画像情報に近似する前記線路パターンを前記線路パターン群の中から選択し、選択した前記線路パターンを実際の前記レールの画像情報に替えて前記レール消失点の検出に採用する際に、前回選択された前記線路パターンにおける前記レールの曲率と今回選択予定の前記線路パターンにおける前記レールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて前記線路パターン群の中から選択を許可する前記線路パターンを絞り込む制御を実行する、
ことを特徴とする鉄道用前方監視カメラ装置。
In the railway front monitoring camera device, which has a wide-angle camera and a telephoto camera that capture an image of the front of the railway vehicle, and sets an imaging direction of the telephoto camera according to image information of the wide-angle camera.
On the image information of the wide-angle camera, a rail vanishing point at which two rails of the railroad appear to overlap or are interrupted is detected from the image information of the wide-angle camera, and the direction of the detected rail vanishing point is the telephoto type Control means for determining the imaging direction of the camera and moving the telephoto camera in the determined imaging direction;
The control means includes a plurality of types of line patterns that are image information of the rail as a line pattern group, and the line pattern that approximates the actual image information of the rail imaged by the wide-angle camera is included in the line pattern group. When the selected track pattern is used for detection of the rail vanishing point instead of the actual rail image information, the curvature of the rail in the previously selected track pattern and the currently selected rail pattern are selected. Comparing the curvature of the rail in the line pattern, and performing control to narrow down the line pattern that allows selection from the line pattern group based on the similarity of both curvatures,
A railway front monitoring camera device characterized by that.
請求項2記載の鉄道用前方監視カメラ装置を有することを特徴とする鉄道車両。   A railway vehicle comprising the railway front monitoring camera device according to claim 2. 鉄道車両の前方を撮像するカメラによる撮像の結果得られた画像情報からレールを検出するレール検出装置が実行するレール検出方法において、
レールの曲率が異なる線路パターン群の中から、所定の線路パターンを選択する選択ステップを有し、
前記選択ステップは、前回選択された前記線路パターンにおける前記レールの曲率と今回選択予定の前記線路パターンにおける前記レールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて前記線路パターン群の中から選択を許可する前記線路パターンを絞り込み、絞り込んだ線路パターンから、所定の線路パターンを選択する、
ことを特徴とするレール検出方法。
In a rail detection method executed by a rail detection device that detects a rail from image information obtained as a result of imaging by a camera that images the front of a railway vehicle,
A selection step of selecting a predetermined line pattern from a group of line patterns with different rail curvatures;
The selection step compares the curvature of the rail in the previously selected line pattern with the curvature of the rail in the line pattern scheduled to be selected this time, and based on the similarity between the two curvatures, Narrow down the line pattern to allow selection from, select a predetermined line pattern from the narrowed line pattern,
The rail detection method characterized by the above-mentioned.
鉄道車両の前方の画像を撮像する広角型カメラと望遠型カメラとを有し、前記広角型カメラの画像情報にしたがって、前記望遠型カメラの撮像方向を設定する鉄道用前方監視カメラ装置の制御方法において、
制御手段が、前記広角型カメラの画像情報上で、鉄道の2本のレールが重なり合って見えるかまたは途切れるレール消失点を前記広角型カメラの画像情報から検出し、検出した前記レール消失点の方向を前記望遠型カメラの撮像方向に決定して前記望遠型カメラを決定した撮像方向に移動させる制御ステップを有し、
前記制御ステップは、前記レールの画像情報である線路パターンを線路パターン群として複数種類備え、前記広角型カメラが撮像する実際の前記レールの画像情報に近似する前記線路パターンを前記線路パターン群の中から選択し、選択した前記線路パターンを実際の前記レールの画像情報に替えて前記レール消失点の検出に採用する際に、前回選択された前記線路パターンにおける前記レールの曲率と今回選択予定の前記線路パターンにおける前記レールの曲率とを比較し、両者の曲率の類似度に基づいて前記線路パターン群の中から選択を許可する前記線路パターンを絞り込むステップを有する、
ことを特徴とする制御方法。
A control method for a railroad front monitoring camera device having a wide-angle camera and a telephoto camera that capture an image ahead of a railway vehicle, and setting an imaging direction of the telephoto camera according to image information of the wide-angle camera In
The control means detects, on the image information of the wide-angle camera, a rail vanishing point at which two rails of the railroad appear to overlap or are interrupted from the image information of the wide-angle camera, and the direction of the detected rail vanishing point A control step for determining the imaging direction of the telephoto camera and moving the telephoto camera in the determined imaging direction,
The control step includes a plurality of types of line patterns that are image information of the rail as a line pattern group, and the line pattern that approximates the actual image information of the rail imaged by the wide-angle camera is included in the line pattern group. When the selected track pattern is used for detection of the rail vanishing point instead of the actual rail image information, the curvature of the rail in the previously selected track pattern and the currently selected rail pattern are selected. Comparing the curvature of the rail in a line pattern, and having the step of narrowing down the line pattern that permits selection from the line pattern group based on the similarity of the curvatures of both.
A control method characterized by that.
JP2013181427A 2013-09-02 2013-09-02 Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method Active JP6034767B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013181427A JP6034767B2 (en) 2013-09-02 2013-09-02 Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013181427A JP6034767B2 (en) 2013-09-02 2013-09-02 Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015049740A JP2015049740A (en) 2015-03-16
JP6034767B2 true JP6034767B2 (en) 2016-11-30

Family

ID=52699692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013181427A Active JP6034767B2 (en) 2013-09-02 2013-09-02 Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6034767B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11210548B2 (en) 2017-04-21 2021-12-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Railroad track recognition device, program, and railroad track recognition method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6570904B2 (en) * 2015-07-10 2019-09-04 株式会社東芝 Correction information output apparatus, image processing apparatus, correction information output method, imaging control system, and moving body control system
JP7301035B2 (en) * 2020-11-12 2023-06-30 株式会社日立製作所 Obstacle detection system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3486239B2 (en) * 1994-11-11 2004-01-13 東日本旅客鉄道株式会社 Orbital deviation measuring device and method, and curvature measuring method
JP4287532B2 (en) * 1999-03-01 2009-07-01 矢崎総業株式会社 Vehicle rear side monitoring device
WO2005120924A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Stratech Systems Limited Method and system for rail track scanning and foreign object detection
JP2007015483A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Odakyu Dentetsu Kk Traveling position detection method for railway vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11210548B2 (en) 2017-04-21 2021-12-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Railroad track recognition device, program, and railroad track recognition method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015049740A (en) 2015-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6034767B2 (en) Rail detection device, railroad front monitoring camera device, railcar, rail detection method and control method
JP6109593B2 (en) Risk information processing method, apparatus and system, and program
JP6506625B2 (en) Driving support device and driving support method
JP5293815B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
WO2014084121A1 (en) On-vehicle control device
JP6214995B2 (en) Parked vehicle detection device, vehicle management system, control method, and control program
JP3977802B2 (en) Obstacle detection device, obstacle detection method, and obstacle detection program
JP4162618B2 (en) Lane boundary judgment device
JP6337961B2 (en) Signal recognition device and signal recognition method
CN107924569B (en) Image processing apparatus, image processing method, and storage medium
JP2007316025A (en) Own vehicle positioning system
JP2009187166A (en) Limiting speed notification device and program for limiting speed notification device
JP2011122936A (en) Vehicle travel guiding device, method and computer program
JP2020067698A (en) Partition line detector and partition line detection method
JP6776202B2 (en) In-vehicle camera calibration device and method
JP5423567B2 (en) Vehicle position measuring device for electric railway maintenance
EP3905106A1 (en) Method for determining a drivable area
JP2008158640A (en) Moving object detection apparatus
JP5995808B2 (en) Rail vanishing point detection apparatus, railroad front monitoring camera apparatus, railroad vehicle, rail vanishing point detection method and control method
JP2016122966A (en) Data reproduction device, data reproduction method, and program
JP2020187474A (en) Traveling lane recognition device, traveling lane recognition method and program
JP5637735B2 (en) Pedestrian detection device
JP4358147B2 (en) Vehicle and lane mark recognition device
JP6201798B2 (en) System, information processing apparatus, information processing method, and information processing program
JP2019204395A (en) Recording control device, recording control method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6034767

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150