JP6126433B2 - 可動ステップ監視システム - Google Patents

Description

本発明は可動ステップ監視システムに係り、特に、可動ステップの有無を確実に確認することを可能とした可動ステップ監視システムに関するものである。

近年、列車が停車するプラットホームには、プラットホームからの落下などを防止して、列車への安全な乗降を行うことができるように、列車の列車ドアと同期して開閉動作されるホームドアを備えたホームドア装置が設置されている。

また、近年において、車両への乗降時の安全性をより高めるために、ホームドア装置に加えて、車両への乗降タイミング時に、プラットホームと車両ドアとの間の隙間を覆うように、プラットホーム側から出没される可動ステップと呼ばれる転落防止装置を配置するようにした技術が開発されている。

このような転落防止装置に関する技術として、従来から、例えば、軌道側端部に転落防止装置を収容するために形成された凹部を覆うメインステップと、メインステップの裏面に設けられ、当該裏面に沿って可動ステップを軌道方向へ進退可能に支持するスライド機構部と、メインステップの裏面に垂下するよう設けられ、スライド機構部に係合して前記可動ステップを進退動させる駆動部とを備えるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１８４０２１号公報

前記特許文献１に記載の技術においては、可動ステップを駆動モータなどにより進退動作させるものであり、車両とプラットホームとの間に、適正に可動ステップがスライドしたか否かを、センサなどにより判断するようにしている。

しかしながら、例えば、センサの故障などにより可動ステップが存在しないにもかかわらず、存在しているとの判断をしてしまうおそれがあり、安全性を確保することができず、可動ステップの制御部とは別に可動ステップの進退動作を確認することが望まれている。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、可動ステップの有無を確実に確認することのできる可動ステップ監視システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る可動ステップ監視システムは、プラットホームと車両との間の領域を含む検知領域における各画素の距離値を検知する距離画像センサと、
前記検知領域における物体の有無を検知する検知部と、を備え、
前記検知部は、予め測定された前記距離画像センサから可動ステップまでの既知の距離値と前記距離画像センサで検知された距離値との差分に基づいて、可動ステップの有無を検知することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記検知部は、可動ステップの開時において前記距離画像センサから可動ステップまでの距離値を予め測定して求めておいた前記既知の距離値と、前記距離画像センサでの検知時の距離値とを比較することにより、可動ステップの有無を検知することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記検知部は、車両に設置された可動ステップの有無を検知することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、可動ステップの動作監視を行う上位システムを備え、前記検知部は、前記上位システムから可動ステップが動作したことを通知された場合に、可動ステップの有無を検知することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、前記検知部は、常に、可動ステップの有無を検知して、可動ステップの動作監視を行う上位システムに通知し、前記上位システムは、前記検知部からの検知結果に基づいて可動ステップの有無を判断することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、前記検知部は、前記距離画像センサにより取得された距離画像に基づいて車両を検知した場合に、可動ステップの有無を判断することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項において、前記距離画像センサは、前記検知領域の上方に設置されていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項において、前記距離画像センサは、プラットホームに設けられたホームドア装置の上方において前記検知領域を検知可能に設置されていることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項において、前記距離画像センサは、前記検知領域に光を走査させるスキャナを備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、プラットホームと車両との間の領域を含む検知領域における物体の有無を検知する検知部により、予め測定された前記距離画像センサから可動ステップまでの既知の距離値と距離画像センサで検知された距離値との差分に基づいて、可動ステップの有無を検知するようにしているので、可動ステップの有無を確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

請求項４に係る発明によれば、検知部により、上位システムから可動ステップが動作したことを通知された場合に、可動ステップの有無を検知するようにしているので、上位システムから送られる可動ステップの動作通知を受けたタイミングで、可動ステップの有無を確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

請求項５に係る発明によれば、検知部により、常に、可動ステップの有無を検知して上位システムに通知し、上位システムにより、検知部からの検知結果に基づいて可動ステップの有無を判断するようにしているので、上位システムのタイミングで、可動ステップの有無を確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、検知部により、距離画像センサにより取得された距離画像に基づいて車両を検知した場合に、可動ステップの有無を判断するようにしているので、車両がプラットホームに位置したタイミングで、可動ステップの有無を確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

請求項７に係る発明によれば、距離画像センサを、検知領域の上方に設置するようにしているので、検知領域における可動ステップの有無を上方から確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

請求項９に係る発明によれば、距離画像センサが、検知領域に光を走査させるスキャナを備えるようにしているので、距離画像センサによる光の走査により、検知領域における物体を適正に検知することができる。

本発明に係る可動ステップ監視システムの実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る可動ステップ監視システムの実施形態に用いられる距離画像センサの実施形態を示す構成図である。 本発明に係る可動ステップ監視システムの実施形態における距離画像センサに用いられる二次元スキャナの実施形態を示す概略図である。 本発明に係る可動ステップ監視システムの実施形態における可動ステップを示す概略構成図である。 本発明に係る可動ステップ監視システムの実施形態における検知部の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る可動ステップ監視システムをホームドアシステムに適用した場合の実施形態を示したものであり、車両１が停車するプラットホーム２には、ホームドア装置３が設置されており、ホームドア装置３は、プラットホーム２と車両１とを仕切る仕切り壁４と、車両ドア５に対応する位置に開閉自在に設置されたホームドア６とから構成されている。

本実施形態においては、ホームドアシステムを構成する距離画像センサ７は、ホームドア装置３のホームドア６の上方に設けられており、距離画像センサ７により、プラットホーム２の上方から検知するようになっている。また、距離画像センサ７には、検知部８が接続されている。

さらに、本実施形態においては、車両１とプラットホーム２との間には、図４に示すように、可動ステップ９が設置されるようになっている。この可動ステップ９は、車両１が停車して車両ドア５およびホームドア６が開動作する際に、車両１とプラットホーム２との間に掛け渡されるように構成されている。なお、以下の説明において、可動ステップ９が車両１とプラットホームとの間に掛け渡された状態を、可動ステップ９の開状態として説明する。また、この可動ステップ９は、車両１に設置するようにしてもよいし、ホームドア装置３に設置するようにしてもよいし、プラットホーム２に設置するようにしてもよい。

次に、距離画像センサ７について説明する。

図２に示すように、距離画像センサ７は、二次元スキャナ１０を備えており、本実施形態においては、二次元スキャナ１０として、プレーナ型アクチュエータを用いている。なお、プレーナ型アクチュエータの他、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどを用いるようにしてもよい。

本実施形態の二次元スキャナ１０は、図３に示すように、図示しないデバイス基板上に設置された枠状の固定部１１を備えている。この固定部１１の内側には、第２トーションバー１２を介して枠状の第２可動部１３が揺動自在に支持されており、この第２可動部１３の内側には、第１トーションバー１４を介して第１可動部１５が揺動自在に支持されている。すなわち、第１可動部１５と第２可動部１３とは、第２トーションバー１２を介して互いに直交する方向に揺動自在とされており、第１可動部１５と第２可動部１３とは、異なる駆動周波数で駆動されるように構成されている。なお、これら固定部１１、第２可動部１３、第１可動部１５、第１トーションバー１４および第２トーションバー１２は、一体的に形成されている。

第１可動部１５上には、第１可動部１５を駆動するための図示しない駆動コイルが、第２可動部１３上には、第２可動部１３を駆動するための図示しない駆動コイルがそれぞれ設けられており、固定部１１の周囲には、第１可動部１５を挟んで互いに反対磁極を対向させて配置される二対の静磁界発生部材（図示せず）が配置されている。なお、静磁界発生部材は、永久磁石でも電磁石でもよい。

また、図２に示すように、距離画像センサ７は、制御部２０を備えており、この制御部２０には、レーザ光およびスキャナを制御するためのレーザコントローラ２１が設けられている。制御部２０には、レーザコントローラ２１からの内軸駆動信号および外軸駆動信号が入力されるスキャナドライバ２２が設けられており、このスキャナドライバ２２は、二次元スキャナ１０に対して、レーザコントローラ２１から出力される内軸駆動信号および外軸駆動信号に基づいて、第１可動部１５を駆動させるための内軸駆動パルスを出力するとともに、第２可動部１３を駆動させるための外軸駆動パルスを出力するように構成されている。制御部２０のレーザコントローラ２１には、二次元スキャナ１０の図示しない検出装置から第１可動部１５および第２可動部１３の駆動位置を検出するためのスキャナ同期信号がフィルタ２３を介して送られるように構成されている。

また、距離画像センサ７は、レーザ投光部２４を備えており、レーザ投光部２４には、レーザ光を発光するためのレーザ素子２５が設けられている。レーザ投光部２４には、レーザコントローラ２１から送られるレーザ放射タイミング信号に基づいてレーザ素子２５に投光駆動パルスを出力するレーザドライバ２６が設けられている。レーザ投光部２４には、レーザ素子２５から出射されるレーザ光をビームスプリッタ２７を介して二次元スキャナ１０に投光させるための、例えば、ミラーやレンズなどで構成される投光光学装置２８が設けられている。さらに、投光光学装置２８には、レーザ光の投光タイミングを監視する発光モニタ２９が接続されている。発光モニタ２９は、図示しない受光素子を備えており、この受光素子により、投光光学装置２８から投光されるレーザ光を受光することにより、投光光学装置２８による投光タイミングを監視するようになっている。

さらに、距離画像センサ７は、レーザ受光部３０を備えており、レーザ受光部３０には、レーザ光を受光するための受光素子３１が設けられている。レーザ受光部３０には、レーザ素子２５から投光光学装置２８を介して投光され二次元スキャナ１０で反射されたレーザ光を受光素子３１に受光させるための、例えば、ミラーやレンズなどで構成される受光光学装置３２が設けられている。レーザ受光部３０には、受光素子３１からの受光信号を増幅するプリアンプ３３が設けられている。

距離画像センサ７は、測距計測部３４を備えており、この測距計測部３４には、レーザ受光部３０のプリアンプ３３から送られる受光信号を検出するための共振回路３５および立ち上がり回路３６がそれぞれ設けられている。共振回路３５は、主として測定する距離が比較的長い場合に用いられ、立ち上がり回路３６は、主として測定する距離が比較的短い場合に用いられるものである。測距計測部３４には、共振回路３５および立ち上がり回路３６を介して送られる受光信号に基づいて受光素子３１により受光したタイミングを生成するストップタイミング生成回路３７，３７が設けられている。測距計測部３４には、ストップタイミング生成回路３７により生成された受光タイミングと、発光モニタ２９から送られる投光タイミングとから、投光タイミングから受光タイミングまでの時間を計測するための時間計測回路３８，３８が設けられている。

また、制御部２０には、距離値算出回路３９が設けられており、時間計測回路３８による時間データは、Ａ／Ｄ変換器４０，４０を介して距離値算出回路３９に送られるようになっている。そして、距離値算出回路３９は、時間計測回路３８による時間データに基づいて、距離値を取得することができるように構成されており、取得した距離値は、外部インタフェース４１を介して後述する画像データ処理装置８に出力されるように構成されている。すなわち、二次元スキャナ１０の第１可動部１５および第２可動部１３を動作させながら、この二次元スキャナ１０にレーザ投光部２４からレーザ光を投光させることにより、二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナ１０から投光されて物体で反射されたレーザ光を二次元スキャナ１０で反射されてレーザ受光部３０により受光することにより、二次元スキャナ１０により走査した範囲における各画素における距離値を取得することができるものである。なお、レーザ受光部３０には、プリアンプ３３から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換して受光量として距離値算出回路３９に送るＡ／Ｄ変換器４２が設けられている。

さらに、制御部２０には、制御部２０および測距計測部３４に電源を供給するための主電源４３が設けられており、さらに、主電源４３からの電源供給を受けてレーザドライバ２６、プリアンプ３３およびスキャナドライバ２２に電源を供給するＨＶ電源４４が設けられている。

また、検知部８は、距離画像センサ７から出力される距離値に基づいて二次元のフレーム画像を生成するとともに、フレーム画像の各画素における距離値の最も大きい値、すなわち最も遠い距離値により生成される画像を背景画像として記憶し、この背景画像を基準として、新たに取得された距離値との差分を求めることにより、差分画像を生成するように構成されている。そして、検知部８は、生成された差分画像に基づいて物体画像を抽出し、物体の有無を検知するように構成されている。

そして、本実施形態においては、距離画像センサ７により検知する範囲をあらかじめ検知領域として設定しておくように構成されている。例えば、図１に示すように、プラットホームと、車両１との間の領域を検知領域として設定するものであり、この検知領域における距離値に基づいて可動ステップ９の有無を検知するように構成されている。

なお、検知部８により、可動ステップ９を検知する場合に、可動ステップ９が開時に距離画像センサ７から可動ステップ９までの距離をあらかじめ測定しておき、この既知の距離値と、距離画像センサ７により検知された距離値とを比較することにより、可動ステップ９の有無を検知するようにしてもよい。

この可動ステップ９の検知タイミングとしては、例えば、可動ステップ９の駆動システムなどの上位システム（図示せず）から可動ステップ９を開動作させた際に、この駆動システムから送られる可動ステップ９の動作信号に基づいて可動ステップ９の検知を開始するものである。また、その他の可動ステップ９の検知タイミングとしては、検知部８による検知領域において、検知部８により常時可動ステップ９の有無を検知し、この検知結果を常に可動ステップ９の上位システムに送り、この上位システムが、必要に応じて検知部８による検知結果をチェックするようにしてもよい。さらに、その他の可動ステップ９の検知タイミングとしては、例えば、検知部８により、車両１を検知した場合に、可動ステップ９の検知を開始するようにしてもよいし、検知部８により、車両ドア５を検知して車両１の停止を判断した場合に、可動ステップ９の検知を開始するようにしてもよい。

そして、可動ステップ９の駆動システムから送られる動作信号に基づいて可動ステップ９の検知を行って可動ステップ９を検知した場合には、検知部８は、可動ステップ９が正常に動作していると判断するものである。一方、可動ステップ９を検知しない場合には、検知部８は、可動ステップ９が異常であると判断して、可動ステップ９の駆動システムや係員などに、異常である旨を知らせるように構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

まず、レーザコントローラ２１からスキャナドライバ２２に内軸駆動信号および外軸駆動信号を出力させることにより、スキャナドライバ２２から二次元スキャナ１０に内軸駆動パルスおよび外軸駆動パルスを出力させることにより、二次元スキャナ１０の駆動コイルに通電させ、これにより、第１可動部１５および第２可動部１３を揺動動作させる。

この状態で、レーザコントローラ２１からレーザ投光部２４にレーザ放射タイミング信号を出力させ、レーザドライバ２６から投光駆動パルスをレーザ素子２５に出力させることにより、レーザ素子２５から投光光学装置２８を介してレーザ光が二次元スキャナ１０に投光される。

そして、二次元スキャナ１０により二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナ１０から投光されて物体で反射されたレーザ光は、二次元スキャナ１０で反射されて受光光学装置３２を介してレーザ受光部３０により受光される。この受光信号は、共振回路３５または立ち上がり回路３６を介してストップタイミング生成回路３７に出力され、時間計測回路３８により、ストップタイミング生成回路３７により生成された受光タイミングと、発光モニタ２９から送られる投光タイミングとから、投光タイミングから受光タイミングまでの時間が計測されて距離値算出回路３９に出力される。そして、距離値算出回路３９により、時間計測回路３８による時間データに基づいて、二次元スキャナ１０により走査した範囲における各画素における距離値を算出し、この距離値は、検知部８に送られる。

次に、検知部８による動作について図５に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、検知部８により、距離画像センサ７から出力される距離値に基づいて背景画像を生成し、この背景画像を基準として差分画像を生成して物体画像を抽出し、物体の有無を検知する。

そして、可動ステップ９の上位システムから可動ステップ９の動作信号が送られたら（ＳＴ１：ＹＥＳ）、検知部８により、検知領域において、可動ステップ９の検知を行う（ＳＴ２）。そして、検知領域に可動ステップ９が検知された場合は（ＳＴ３：ＹＥＳ）、正常であると判断し（ＳＴ４）、検知領域に可動ステップ９が検知されない場合は（ＳＴ３：ＮＯ）、異常であるとして、その旨知らせるようになっている（ＳＴ５）。

以上述べたように、本実施形態においては、検知部８により、検知領域における距離値に基づいて可動ステップ９の有無を検知するようにしているので、可動ステップ９の有無を確実に検知することができ、安全性を著しく高めることができる。

なお、前記実施形態においては、距離画像センサ７と検知部８とを別体に構成した場合について説明したが、距離画像センサ７に検知部８を内蔵させて一体に構成するようにしてもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 車両
２ プラットホーム
３ ホームドア装置
４ 仕切り壁
５ 車両ドア
６ ホームドア
７ 距離画像センサ
８ 検知部
９ 可動ステップ
１０ 二次元スキャナ
１１ 固定部
１３ 第２可動部
１５ 第１可動部
２０ 制御部
２１ レーザコントローラ
２２ スキャナドライバ
２４ レーザ投光部
２５ レーザ素子
２６ レーザドライバ
２８ 投光光学装置
２９ 発光モニタ
３０ レーザ受光部
３１ 受光素子
３２ 受光光学装置
３４ 測距計測部
３７ ストップタイミング生成回路
３８ 時間計測回路
３９ 距離値算出回路

Claims (9)

1. プラットホームと車両との間の領域を含む検知領域における各画素の距離値を検知する距離画像センサと、
   前記検知領域における物体の有無を検知する検知部と、を備え、
   前記検知部は、予め測定された前記距離画像センサから可動ステップまでの既知の距離値と前記距離画像センサで検知された距離値との差分に基づいて、可動ステップの有無を検知することを特徴とする可動ステップ監視システム。
2. 前記検知部は、可動ステップの開時において前記距離画像センサから可動ステップまでの距離値を予め測定して求めておいた前記既知の距離値と、前記距離画像センサでの検知時の距離値とを比較することにより、可動ステップの有無を検知することを特徴とする請求項１に記載の可動ステップ監視システム。
3. 前記検知部は、車両に設置された可動ステップの有無を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可動ステップ監視システム。
4. 可動ステップの動作監視を行う上位システムを備え、前記検知部は、前記上位システムから可動ステップが動作したことを通知された場合に、可動ステップの有無を検知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。
5. 前記検知部は、常に、可動ステップの有無を検知して、可動ステップの動作監視を行う上位システムに通知し、前記上位システムは、前記検知部からの検知結果に基づいて可動ステップの有無を判断することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。
6. 前記検知部は、前記距離画像センサにより取得された距離画像に基づいて車両を検知した場合に、可動ステップの有無を判断することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。
7. 前記距離画像センサは、前記検知領域の上方に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。
8. 前記距離画像センサは、プラットホームに設けられたホームドア装置の上方において前記検知領域を検知可能に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。
9. 前記距離画像センサは、前記検知領域に光を走査させるスキャナを備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の可動ステップ監視システム。

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