JP6196910B2 - Simulation method and simulator - Google Patents

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本発明は、鉄道線路などにおいて設置が計画されている信号機などの設置物または鉄道線路などに偶発的存在が予想される障害物などを、車上の運転者が鉄道線路などの任意の地点で進行方向前方を見る場合の設置物または障害物の視認性を事前(設置物の施工前または障害物発生前)に確認するために使用されるシミュレーション方法及びシミュレータに関する。   The present invention relates to an installation such as a traffic light that is planned to be installed on a railroad track or an obstacle that is expected to be accidentally present on the railroad track, etc. The present invention relates to a simulation method and a simulator used for confirming the visibility of an installation or an obstacle when looking forward in the traveling direction (before installation of the installation or before the occurrence of an obstacle).

たとえば、鉄道線路(以下、単に線路という。)などに信号機などの設置物の設置を計画するときは、その設置位置が車上の運転者から見通しの利く(視認性が良い)場所であるか否かを事前(施工前)に確認する必要がある。また、線路に落石等の障害物が存在するとき、あるいは駅構内線路に転落者や落下物その他の障害物が存在するときは、運転者は衝突を回避するためにはどの地点で車両または列車の制動を開始すべきかを事前(現実の走行前)に学習しておく必要がある。自動車道に落石等が発生した場合は、発生場所に近づく車両に対して十分手前で注意標識などを設置することが望まれる。   For example, when planning the installation of installations such as traffic lights on railroad tracks (hereinafter simply referred to as tracks), is the installation location a place that is easily visible (high visibility) from the driver on the car? It is necessary to confirm in advance (before construction). In addition, when there are obstacles such as falling rocks on the track, or when there are fallers, fallen objects, or other obstacles on the station premises, the driver should be able to avoid the collision at any point in order to avoid a collision. It is necessary to learn in advance (before actual driving) whether to start braking. In the event of falling rocks, etc. on the motorway, it is desirable to install a warning sign etc. in front of the vehicle approaching the location.

たとえば、線路の設置物である特殊信号発光機(以下、特発という。)は、踏切障害、落石、雪崩、強風等により警戒を要する箇所に設けられ、常時は消灯しているが、警戒の必要があるときは、赤色灯が点灯して線路を走行する車両(または列車。以下、同じ。)を停止させるものである。   For example, special signal light emitters (hereinafter referred to as “special occurrences”), which are installed on railroad tracks, are installed in places requiring warning due to railroad crossing obstacles, falling rocks, avalanches, strong winds, etc. When there is, the red light is turned on to stop the vehicle (or train, the same applies hereinafter) traveling on the track.

したがって、特発を新設するときは、警戒を要する箇所の外方であって、車両が所定の距離まで接近したとき見通し可能な場所に設置するため、施工前に見通しの確認をしなければならない。新設時に見通し確認を必要とする設置物には、特発以外にたとえば、山などにより見通しを阻害されている信号機の信号現示を中継する中継信号機、その他の施設や設備がある。   Therefore, when setting up a special event, it must be confirmed before construction, since it will be installed outside the place that needs to be warned, and in a place where it can be seen when the vehicle approaches a predetermined distance. Installations that require line-of-sight confirmation at the time of new installation include, for example, relay traffic lights that relay the signal display of traffic lights whose visibility is obstructed by mountains, etc., and other facilities and equipment.

従来、特発の新設時には、模擬特発を現地に設置し、信号関係者と運転関係者が共同で現場立会いのもと見通し確認を行い、設置キロ程の妥当性を検証した上で、特発設置を施工している。したがって、見通し確認と施工には非常に多くの手間と時間を必要としている。   Conventionally, when establishing a special event, a simulated special event is set up on the site, and the signal personnel and driving personnel jointly check the outlook based on the presence of the site, verify the validity of the installation kilometer, and then install the special event We are constructing. Therefore, a great deal of labor and time is required for the confirmation and construction of the line of sight.

踏切での事故発生の防止には、特発の増設が喫緊の課題であるが、見通し確認と施工に非常に多くの手間と時間を必要とする上記従来の方法では、その要請に応えることが困難である。   Although it is an urgent task to prevent accidents at railroad crossings, it is difficult to meet the demand with the above-mentioned conventional method, which requires a great deal of time and labor for confirming and constructing the line of sight. It is.

また、線路に落石、ホーム歩行者の転落、落下物などの障害物が発生した場合に、その場所からどれだけ手前の距離で緊急制動を開始すれば事故防止のために有効かを、予め線路の現場で確認することは危険が伴うので好ましくない(先行技術文献は特にない。)。   In addition, if obstacles such as falling rocks, falling pedestrians, falling objects, etc. occur on the track, how far the emergency braking starts from that location is effective for preventing accidents. It is not preferable to check at the site because there is a danger (there is no particular prior art document).

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、線路に信号機等の設置物の新設を計画する場合に、または線路に障害物の発生を予想する場合に、線路を走行する車両の進行方向前方の実映像に対して設置物または障害物のCGないしイラスト、画像などを正しい位置に表示できる画像処理技術を開発し、これを用いることにより、施工スピードの向上または事故防止率の向上を図ることができるシミュレーション方法及びシミュレータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a new installation of an installation such as a traffic light is planned on the track, or when an obstacle is expected to be generated on the track, Developed image processing technology that can display CG or illustrations, images, etc. of installed objects or obstacles in the correct position with respect to the actual video ahead in the direction of travel, and using this will improve construction speed or increase accident prevention rate It is an object of the present invention to provide a simulation method and a simulator capable of achieving the above.

上記目的を達成する本発明に係るシミュレーション方法は、(a)車上に設けたカメラで線路を走行する車両の進行方向前方(線路前方)を所定短小時間間隔で撮影して取得した前方撮影画像データと、予め作成した施設・設備−キロ程対応データを用いて前方撮影画像とキロ程とのマッチング処理を行って、各フレーム画像に対応するキロ程を表すキロ程データを作成し、(b)他方、前方撮影画像データからレール形状を抽出してレール形状データを生成するレール形状抽出処理を行い、(c)施設・設備−キロ程対応データと、キロ程データと、レール形状データとに基づいて、設置物の設置を希望する位置を導出する設置希望位置導出処理を行って設置希望位置データを作成し、(d)その設置希望位置データに基づいて、設置物の設置を希望する位置の前方撮影画像データを読み出すとともに、予め保存されている設置物画像データを読み出して、設置物の設置を希望する位置の実映像である前方撮影画像の上に設置物の画像を表示するオーバーレイ表示処理を行うことを特徴とする。   The simulation method according to the present invention that achieves the above object is as follows. (A) A front-captured image obtained by capturing a forward direction (front of the track) of a vehicle traveling on a track with a camera provided on the vehicle at predetermined short time intervals. Using the data and the previously created facility / equipment-kilometre correspondence data, the forward-captured image and the kilometre are matched to create kilometer data representing the kilometer corresponding to each frame image, (b ) On the other hand, a rail shape extraction process is performed to extract rail shape from front shot image data and generate rail shape data, and (c) facility / equipment-kilometre correspondence data, kilometer data, and rail shape data. Based on the desired installation position data, a desired installation position derivation process is performed to derive a desired installation position derivation process for deriving a desired installation position. (D) Based on the desired installation position data, In addition to reading forward-captured image data of the position to be installed, it reads out pre-stored installation object image data, and displays the image of the installation object on the front-captured image that is a real image of the position where the installation object is desired. An overlay display process is performed.

設置物の画像は、実物の画像、CGにより作成されたイメージ、イラストなどを含むものである。   The image of the installation object includes an actual image, an image created by CG, an illustration, and the like.

上記目的を達成する本発明に係るシミュレータは、設置物の視認性事前確認に用いられる場合は、(a1)車上に設けられ、線路前方を所定短小時間間隔で撮影するカメラ、(b1)各種データを記憶する記憶部、(c1)カメラから入力された前方撮影画像データを処理する画像処理装置、(d1)画像処理装置に対して制御指令を入力する入力部,(e1)画像処理装置により処理された後の画像を表示するモニタとを有し、
記憶部は、(b11)カメラから入力された前方撮影画像データおよび画像処理装置で画像処理された後の画像データを記憶する第1記憶部と、(b12)施設・設備−キロ程対応データを記憶する第2記憶部と、(b13)画像処理装置によるレール形状抽出処理により生成されるレール形状データを記憶する第3記憶部と、(b14)設置物の画像データを記憶する第4記憶部とを含み、
画像処理装置は、(c11)記憶部に対するデータの記憶及び記憶部からのデータの読み出しを制御する記憶・読出制御部、(c12)第1記憶部に記憶された線路画像上の起点から各フレーム画像の撮影地点(視認地点でもある)までのキロ程を演算し、前方撮影画像データからレール形状を抽出する演算部、(c13)設置物の画像の表示比率を調整する表示比率調整部、(c14) モニタに表示された線路の視認地点の画像上に設置物の表示比率を調整された画像をオーバーレイ表示する画像合成部とを有し、
入力部は、(d11)第2記憶部に対して読み出すべき線路画像上の地点(キロ程)を指定するための地点指定部と、(d12)第記憶部に記憶されている設置物を指定するための設置物指定部とを備え、
画像処理装置は、地点指定部の操作により指定される視認地点の画像を第1記憶部から読み出してモニタに表示し、その地点の画像からレール形状抽出処理により得られたレール形状データと施設・設備−キロ程対応データとキロ程データに基づいて設置物の設置を希望する位置を導出し、かつ設置物指定部の操作により指定される設置物の画像データを読み出して、モニタに表示されている視認地点の画像(実映像)の上に設置物の画像を表示比率調整部により設置物設置希望地点のキロ程に応じて調整された比率で表示することを特徴とする。
The simulator according to the present invention that achieves the above object is (a1) a camera that is provided on a vehicle and photographs the front of a track at a predetermined short time interval when used for prior confirmation of the visibility of an installation; (b1) A storage unit for storing data, (c1) an image processing device for processing forward-captured image data input from the camera, (d1) an input unit for inputting a control command to the image processing device, (e1) by the image processing device A monitor for displaying the processed image,
The storage unit (b11) stores first captured image data input from the camera and image data after image processing by the image processing device, and (b12) facility / equipment-kilometre correspondence data. A second storage unit for storing, (b13) a third storage unit for storing rail shape data generated by rail shape extraction processing by the image processing device, and (b14) a fourth storage unit for storing image data of the installation object Including
The image processing apparatus includes (c11) a storage / reading control unit that controls storage of data in the storage unit and reading of data from the storage unit, and (c12) each frame from the starting point on the line image stored in the first storage unit. (C13) a display ratio adjusting unit for adjusting the display ratio of the image of the installation; (c13) calculating a kilometer distance from the image shooting point (which is also a viewing point) and extracting the rail shape from the front shot image data; c14) an image composition unit that overlay-displays an image in which the display ratio of the installation object is adjusted on the image of the visual recognition point of the track displayed on the monitor,
The input unit includes (d11) a point designating unit for designating a point (about kilometer) on the track image to be read with respect to the second storage unit, and (d12) an installation stored in the fourth storage unit. It has an installation specification part for specifying,
The image processing device reads the image of the viewing point designated by the operation of the point designation unit from the first storage unit and displays it on the monitor, and the rail shape data obtained by the rail shape extraction process from the image of the point and the facility / Based on the equipment-kilometre data and the kilometer data, the location where the installation is desired is derived, and the image data of the installation designated by the operation of the installation designation unit is read out and displayed on the monitor. The image of the installation object is displayed on the image (actual video) of the viewing point being displayed at a ratio adjusted according to the kilometer of the installation object desired point by the display ratio adjustment unit.

上記目的を達成する本発明に係るシミュレータは、障害物の視認性事前確認に用いられる場合は、(a1)車上に設けられ、線路前方を所定短小時間間隔で撮影するカメラ、(b1) 各種データを記憶する記憶部、(c1)カメラから入力された前方撮影画像データを処理する画像処理装置、(d1)画像処理装置に対して制御指令を入力する入力部,(e1)画像処理装置により処理された後の画像を表示するモニタとを有し、
記憶部は、(b11)カメラから入力された前方撮影画像データおよび画像処理装置で画像処理された後の画像データを記憶する第1記憶部と、(b12)施設・設備−キロ程対応データを記憶する第2記憶部と、(b13)画像処理装置によるレール形状抽出処理により生成されるレール形状データを記憶する第3記憶部と、(b14)障害物の画像データを記憶する第4記憶部とを含み、
画像処理装置は、(c11)記憶部に対するデータの記憶及び記憶部からのデータの読み出しを制御する記憶・読出制御部、(c12)第1記憶部に記憶された線路画像上の起点から各フレーム画像の撮影地点(視認地点でもある)までのキロ程を演算し、前方撮影画像データからレール形状を抽出する演算部、(c13)障害物の画像の表示比率を調整する表示比率調整部、(c14) モニタに表示された線路の視認地点の画像上に障害物の表示比率を調整された画像をオーバーレイ表示する画像合成部とを有し、
入力部は、(d11)第2記憶部に対して読み出すべき線路画像上の地点(キロ程)を指定するための地点指定部と、(d12)第記憶部に記憶されている障害物を指定するための障害物指定部とを備え、
画像処理装置は、地点指定部の操作により指定される視認地点の画像を第1記憶部から読み出してモニタに表示し、その地点の画像からレール形状抽出処理により得られたレール形状データと施設・設備−キロ程対応データとキロ程データに基づいて障害物の設置を希望する位置を導出し、かつ障害物指定部の操作により指定される障害物の画像データを読み出して、モニタに表示されている視認地点の画像(実映像)の上に障害物の画像を表示比率調整部により障害物設置希望地点のキロ程に応じて調整された比率で表示することを特徴とする。
The simulator according to the present invention that achieves the above object is (a1) a camera that is provided on the vehicle and images the front of the track at predetermined short time intervals when used for prior confirmation of obstacle visibility, (b1) A storage unit for storing data, (c1) an image processing device for processing forward-captured image data input from the camera, (d1) an input unit for inputting a control command to the image processing device, (e1) by the image processing device A monitor for displaying the processed image,
The storage unit (b11) stores first captured image data input from the camera and image data after image processing by the image processing device, and (b12) facility / equipment-kilometre correspondence data. A second storage unit for storing; (b13) a third storage unit for storing rail shape data generated by rail shape extraction processing by the image processing device; and (b14) a fourth storage unit for storing image data of obstacles. Including
The image processing apparatus includes (c11) a storage / reading control unit that controls storage of data in the storage unit and reading of data from the storage unit, and (c12) each frame from the starting point on the line image stored in the first storage unit. (C13) a display ratio adjusting unit for adjusting the display ratio of the obstacle image; (c13) calculating a kilometer distance to the shooting point of the image (which is also a viewing point) and extracting the rail shape from the forward shot image data; c14) an image composition unit that overlay-displays an image in which the display ratio of the obstacle is adjusted on the image of the visual recognition point of the track displayed on the monitor,
The input unit includes (d11) a point designating unit for designating a point (about kilometer) on the track image to be read with respect to the second storage unit, and (d12) an obstacle stored in the fourth storage unit. With an obstacle designating part to designate,
The image processing device reads the image of the viewing point designated by the operation of the point designation unit from the first storage unit and displays it on the monitor, and the rail shape data obtained by the rail shape extraction process from the image of the point and the facility / Based on the equipment-km data and the kilometer data, the position where the obstacle is desired is derived, and the image data of the obstacle specified by the operation of the obstacle designating unit is read and displayed on the monitor. The image of the obstacle is displayed on the image (actual video) of the viewing point being displayed at a ratio adjusted by the display ratio adjustment unit according to the kilometer of the obstacle installation desired point.

本発明によれば、設置物の視認性事前確認に用いる場合は、車上のカメラで撮影した線路前方の実映像に対して、設置物の画像を指定した正しい位置に表示することができる。したがって、現場に行かずに、その設置物の設置予定地点における見通しの良し悪し(視認性)を確認することができるので、現場での施工スピードを従来よりも格段に向上させることができる。
また、障害物の視認性事前確認に用いる場合は、車上のカメラで撮影した線路前方の実映像に対して、障害物の画像を指定した発生予想地点に表示することができる。したがって、現場に行かずに、その障害物の発生予想地点における視認性を確認することができるので、事故防止率の向上を図ることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when using for the visibility prior confirmation of an installation object, the image of an installation object can be displayed on the correct position designated with respect to the real image ahead of the track image | photographed with the camera on the vehicle. Therefore, since the visibility (visibility) of the prospect at the installation scheduled point of the installation object can be confirmed without going to the site, the construction speed at the site can be remarkably improved as compared with the prior art.
Moreover, when using for the prior visual confirmation of an obstruction, the image of an obstruction can be displayed on the designated generation | occurrence | production prediction point with respect to the real image ahead of the track image | photographed with the camera on the vehicle. Therefore, since the visibility at the predicted occurrence point of the obstacle can be confirmed without going to the site, the accident prevention rate can be improved.

本発明の実施の形態に係る設置物視認性事前確認装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the installation object visibility prior confirmation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明に係るシミュレータの機能の概要ならびに関連する入力データ、中間データおよび出力データを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the outline | summary of the function of the simulator which concerns on this invention, and related input data, intermediate data, and output data. 前方撮影画像の正規化を説明する図である。It is a figure explaining normalization of a front photography picture. 正規化処理の概念図である。It is a conceptual diagram of a normalization process. 正規化に用いる座標系と記号を示す図である。It is a figure which shows the coordinate system and symbol used for normalization. 画面の正規化をさらに示す図である。It is a figure which further shows normalization of a screen. フレーム画像の台形と台形が正規化された矩形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the trapezoid of the frame image, and the rectangle by which the trapezoid was normalized. 正規化された前後のフレーム画像と画素移動量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frame image before and after normalized and pixel movement amount. 相対速度計測の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of relative speed measurement. 相対速度計測の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of relative speed measurement. 距離計算の処理の流れを示すフローチャートであるIt is a flowchart which shows the flow of a process of distance calculation. 相対距離計測の結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of relative distance measurement. 相対距離と対応する施設・設備のキロ程データの仮想例を示す図である。It is a figure which shows the virtual example of the kilometer data of the facilities and equipment corresponding to a relative distance. フレーム−キロ程グラフ作成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of frame-kilometer graph preparation. 作成されたフレーム−キロ程グラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the produced frame-kilometer graph. レール形状抽出の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of rail shape extraction. 既存システムによるレール抽出の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the rail extraction by the existing system. 画面レール上の点群データと実空間レール上の点群データの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the point cloud data on a screen rail, and the point cloud data on a real space rail. レールの実空間座標系を示す図である。It is a figure which shows the real space coordinate system of a rail. 距離d離れた場合のレールの実空間座標系を示す図である。It is a figure which shows the real space coordinate system of the rail at the time of the distance d separation. 設置物位置データの変換を説明する図である。It is a figure explaining conversion of installation object position data. 実空間レール上の整列補正点群データを示す図である。It is a figure which shows the alignment correction point group data on a real space rail. 本発明の実施の形態に係る視認性確認の動作の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of operation | movement of the visibility confirmation which concerns on embodiment of this invention. 設置希望地点よりも外方800mの視認地点P1の線路画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the track | line image of the visual recognition point P1 of 800 m outside from an installation desired point. 前方撮影画像の上に、設置物の画像がオーバーレイ表示されている例を示す図である。It is a figure which shows the example by which the image of an installation object is displayed by overlay on the front picked-up image.

以下には、設置物視認性事前確認方法に適用した場合の実施の形態について、本発明のシミュレーション方法の基本思想を、図面を参照しながら説明する。   In the following, the basic idea of the simulation method of the present invention will be described with reference to the drawings, with respect to an embodiment in the case of application to the installation object visibility prior confirmation method.

本発明に係る設置物視認性事前確認方法は、概略的には、車上のカメラで撮影された線路前方の画像データ(前方撮影画像データ)の画像相関を用いて、実映像のフレームとキロ程の合わせ(マッチング)をし、前方撮影画像データからレール抽出を行うことにより、画面中の設置物の3次元位置を推定し、設置物の高さ、大きさ、離れ(レール中心からの距離)を決定してモニタに表示するものである。   In general, the object visibility prior confirmation method according to the present invention is based on the image correlation of the image data in front of the track (front-captured image data) captured by the camera on the vehicle, and the actual video frame and kilometer. After matching (matching) and extracting the rail from the forward shot image data, the three-dimensional position of the installation object in the screen is estimated, and the height, size, and distance of the installation object (distance from the rail center) ) Is determined and displayed on the monitor.

上記の本発明に係る設置物視認性事前確認方法に使用するシミュレータVCAは、図1に例示するように、車上に設けられ、線路前方を所定短小時間間隔で撮影して前方撮影画像データを作成するカメラ1と、カメラ1から入力される前方撮影画像データを処理する画像処理装置2と、各種データを記憶する記憶部3と、画像処理装置2に対して制御指令を入力する入力部4と、画像処理装置2により読み出される画像または処理された画像を表示するモニタ5とを有する。   A simulator VCA used in the above-described method for checking the visibility of an installed object according to the present invention is provided on a vehicle as shown in FIG. A camera 1 to be created, an image processing device 2 that processes forward-captured image data input from the camera 1, a storage unit 3 that stores various data, and an input unit 4 that inputs control commands to the image processing device 2 And a monitor 5 for displaying an image read out by the image processing apparatus 2 or a processed image.

画像処理装置2は、カメラ1から入力される前方撮影画像データを記憶部3の所定領域に記憶し、かつ、入力部4により指定される地点の前方撮影画像データ及び入力部4により指定される設置物の画像データを読み出してモニタ5に出力する画像データ記憶・読出制御部21と、記憶された線路画像上の起点から各画像上の撮影地点までのキロ程を演算したり、前方撮影画像データからレール形状を抽出したりする演算部22と、得られたレール形状データに基づいて設置物の画像の表示比率を調整する表示比率調整部23と、および表示比率が調整された設置物の画像を指定された地点の前方撮影画像(実映像)にオーバーレイ表示する画像合成部24とを有する。   The image processing apparatus 2 stores the forward photographed image data input from the camera 1 in a predetermined area of the storage unit 3 and is designated by the forward photographed image data at the point designated by the input unit 4 and the input unit 4. An image data storage / reading control unit 21 that reads out the image data of the installed object and outputs it to the monitor 5; calculates the distance from the starting point on the stored track image to the shooting point on each image; The operation unit 22 that extracts the rail shape from the data, the display ratio adjustment unit 23 that adjusts the display ratio of the image of the installation object based on the obtained rail shape data, and the installation object whose display ratio is adjusted An image compositing unit 24 that overlay-displays the image on the front-captured image (actual image) of the designated point.

記憶部3は、目的を実現するためのプログラムを記憶しているプログラム記憶部31と、カメラ1から入力される前方撮影画像データおよび画像処理装置2で画像処理された画像データを記憶する画像データ記憶部(第1記憶部)32と、その画像データを画像処理装置2により画像処理して得られる施設・設備−キロ程対応データを保存する位置情報記憶部(第2記憶部)33と、画像処理装置2によるレール形状処理により得られるレール形状データを記憶するレール形状データ記憶部(第3記憶部)34と、設置物の画像データを記憶する設置物画像データ記憶部(第4記憶部)35とを含む。   The storage unit 3 stores a program storage unit 31 that stores a program for realizing the object, and forward-captured image data that is input from the camera 1 and image data that is subjected to image processing by the image processing device 2 A storage unit (first storage unit) 32; a location information storage unit (second storage unit) 33 for storing facility / equipment-kilometre correspondence data obtained by image processing of the image data by the image processing apparatus 2; A rail shape data storage unit (third storage unit) 34 for storing rail shape data obtained by rail shape processing by the image processing apparatus 2 and an installation object image data storage unit (fourth storage unit) for storing image data of installation objects 35).

入力部4は、カメラ1からの前方撮影画像データの取り込みを指令するための画像取り込みスイッチ41と、取り込まれた前方撮影画像をモニタ5に写して視認性確認作業を開始するための視認性確認スイッチ42と、位置情報記憶部33から読み出すべき前方撮影画像上の地点を指定するための地点指定部43と、設置物画像データ記憶部35に記憶されている設置物を指定するための設置物指定部44とを備えている。   The input unit 4 includes an image capture switch 41 for instructing capture of forward-captured image data from the camera 1 and a visibility check for copying the captured forward-captured image to the monitor 5 and starting a visibility confirmation operation. A switch 42, a point designating unit 43 for designating a point on the forward-captured image to be read out from the position information storage unit 33, and an installation for designating an installation stored in the installation image data storage 35 And a designation unit 44.

以下に、シミュレータVCAについてさらに詳述し、併せて、設置物視認性事前確認方法について説明する。   Below, simulator VCA is explained in full detail, and the installation thing visibility prior confirmation method is demonstrated collectively.

本実施の形態においては、線路を走行する車両の進行方向前方を撮影するカメラ1が搭載される。カメラ1は、一定の時間間隔、一例として30分の1秒間隔で撮影できるデジタルビデオカメラである。デジタルビデオカメラの場合は、一定の時間間隔で撮影された静止画をデジタル画像データで出力可能であるので、その出力信号をそのまま(AD変換を要することなく)画像処理装置2に入力することができるからである。カメラ1がデジタルビデオカメラでない場合は、そのカメラの出力信号をAD変換機(図示せず)によりAD変換した後、画像処理装置2に入力すればよい。   In the present embodiment, a camera 1 that captures the front in the traveling direction of a vehicle traveling on a track is mounted. The camera 1 is a digital video camera that can capture images at regular time intervals, for example, at intervals of 1/30 second. In the case of a digital video camera, still images taken at regular time intervals can be output as digital image data, so that the output signal can be input to the image processing apparatus 2 as it is (without requiring AD conversion). Because it can. When the camera 1 is not a digital video camera, an output signal from the camera is AD converted by an AD converter (not shown) and then input to the image processing apparatus 2.

図1のシミュレータVCAは、コンピュータで構成される場合の一例を示す。通常、カメラ1は車両に常設され、または必要時に車両に取り付けられるが、カメラ1以外の構成要素、すなわち、画像処理装置2と記憶部3と入力部4とモニタ5は、常に結合された状態で保守区管理事務所などに据え置かれ、撮影を終えたカメラ1が車両から取外されて、画像処理装置2にケーブルなどで接続される。しかし、車両に取り付けられているカメラ1から周知の電気通信回線を介してカメラの前方撮影画像データ(単に画像データと言う場合もある。)を画像処理装置2に送るようにしてもよい。   The simulator VCA of FIG. 1 shows an example of a case where it is configured by a computer. Normally, the camera 1 is permanently installed in the vehicle or attached to the vehicle when necessary, but the components other than the camera 1, that is, the image processing device 2, the storage unit 3, the input unit 4, and the monitor 5 are always coupled. Then, the camera 1 that has been placed at a maintenance office or the like and has finished photographing is removed from the vehicle and connected to the image processing apparatus 2 with a cable or the like. However, the camera 1 attached to the vehicle may send forward image data (sometimes referred to simply as image data) of the camera to the image processing device 2 via a known telecommunication line.

[シミュレータの機能の概要]
図2は、本発明に係るシミュレータVCAの機能の概要ならびに関連する入力データ、中間データおよび出力データを示す概念図である。
[Summary of simulator functions]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an outline of functions of the simulator VCA according to the present invention and related input data, intermediate data, and output data.

シミュレータVCAは、必要な入力データを処理し、その結果として目的のデータを出力するため、大きく分けると、次の4つのデータ処理機能を有する。それぞれについては、後に詳述する。
(1)前方撮影画像とキロ程とのマッチング
(2)レール形状抽出
(3)画像内設置物位置導出
(4)前方撮影画像と設置物画像のオーバーレイ表示
Since the simulator VCA processes necessary input data and outputs target data as a result, the simulator VCA has the following four data processing functions. Each will be described in detail later.
(1) Matching the front shot image and kilometer
(2) Rail shape extraction
(3) Derivation of installed object position in the image
(4) Overlay display of front shot image and installation object image

まず、本発明に係る視認性確認方法を使用する際に必要な入力データ、データ処理の中途において得られる中間データおよびデータ処理の結果として得られる出力データについて、予備知識として、説明する。   First, input data required when using the visibility checking method according to the present invention, intermediate data obtained in the middle of data processing, and output data obtained as a result of data processing will be described as preliminary knowledge.

[入力データ]
本発明に係る視認性確認方法を使用するためには、次のデータがシミュレータVCAに保存されていることが必要である。
(a)前方撮影画像データ
(b)施設・設備−キロ程対応データ
(c)設置物及び障害物画像データ
[Input data]
In order to use the visibility checking method according to the present invention, the following data must be stored in the simulator VCA.
(A) Front shot image data (b) Facility / equipment-kilometre correspondence data (c) Installation and obstacle image data

前方撮影画像データ(図2のD1)は、列車の先頭車内に設けたカメラにより線路前方を一定のフレーム時間毎に撮影した映像のデータである。前方撮影画像データは、線路前方を撮影したカメラをシミュレータVCAに電気的に接続し、または、電気通信回線により接続して、シミュレータVCAの画像データ記憶部32に格納されて使用される。   The forward photographed image data (D1 in FIG. 2) is video data obtained by photographing the front of the track at regular frame times by a camera provided in the head car of the train. The forward shot image data is stored and used in the image data storage unit 32 of the simulator VCA by electrically connecting a camera that has shot the front of the track to the simulator VCA or by an electric communication line.

施設・設備−キロ程対応データ(図2のD2)は、設置物の設置が計画されている線路上の各施設または設備と、その線路の起点から各施設または設備までのキロ程とを対応させて構成されたデータである。この施設・設備−キロ程対応データも、シミュレータVCAの位置情報記憶部33に格納されて使用される。   Facility / Equipment-Kilometre correspondence data (D2 in FIG. 2) corresponds to each facility or equipment on the track where the installation of the installation is planned and the kilometer from the starting point of the track to each facility or equipment. It is the data which was made to make. This facility / equipment-kilometre correspondence data is also stored in the position information storage unit 33 of the simulator VCA and used.

設置物及び障害物画像データ(図2のD3)は、設置物、たとえば、特殊信号発光機等の線路上または線路近傍に設置される施設や設備、の画像データである。この設置物及び障害物画像データも、シミュレータVCAの設置物画像データ記憶部35に格納されて使用される。設置物及び障害物の画像は、実物の画像、CGにより作成されたイメージ、イラストなどのいずれでもよい。   The installed object and obstacle image data (D3 in FIG. 2) is image data of an installed object, for example, a facility or equipment installed on or near a track such as a special signal light emitter. The installed object and obstacle image data are also stored in the installed object image data storage unit 35 of the simulator VCA and used. The image of the installation object and the obstacle may be any of an actual image, an image created by CG, an illustration, and the like.

[中間処理データ]
シミュレータVCAでは、第1のデータ処理機能として、後述される前方撮影画像とキロ程とのマッチング処理が行われる。その処理の結果として、前方撮影画像データ(図2のD1)の各画像フレーム(撮影地点)と、その画像フレーム(撮影地点)における路線の起点からのキロ程をグラフ化したキロ程データ(図2のD4)が得られる。
また、シミュレータVCAの好ましい実施の形態においては、第2のデータ処理機能として、後述されるレール形状抽出処理が行われる。その処理の結果として、レール形状データ(図2のD5)が得られる。
さらに、シミュレータVCAでは、第3のデータ処理機能として、画像内設置物位置導出が行われる。その処理の結果として、設置物及び障害物位置データ(図2のD6)が得られる。
[Intermediate processing data]
In the simulator VCA, as a first data processing function, a matching process between a forward-captured image and about a kilometer, which will be described later, is performed. As a result of the processing, each image frame (photographing point) of the forward-captured image data (D1 in FIG. 2) and the kilometer data that graphs the kilometer from the starting point of the route in the image frame (photographing point) 2 of D4) is obtained.
In the preferred embodiment of the simulator VCA, a rail shape extraction process described later is performed as the second data processing function. As a result of the processing, rail shape data (D5 in FIG. 2) is obtained.
Further, in the simulator VCA, the installation position in the image is derived as a third data processing function. As a result of the processing, installed object and obstacle position data (D6 in FIG. 2) is obtained.

[出力データ]
そして、シミュレータVCAでは、第4のデータ処理機能として、設置物及び障害物画像データ(図2のD3)を読み込み、第3のデータ処理機能により得られた設置物及び障害物位置データ(図2のD6)に基づいて、表示されている前方撮影画像上の所定の位置に所定の設置物画像がオーバーレイ表示されるようになっている。前方撮影画像と設置物画像が表示されているモニタ5には、施設・設備−キロ程対応データ(図2のD2)に基づいて、設置物のID、キロ程、レール離れ(レール中心からの距離)、高さおよび列車位置が併せて表示されるようになっている。
[output data]
Then, in the simulator VCA, the installed object and obstacle image data (D3 in FIG. 2) is read as the fourth data processing function, and the installed object and obstacle position data (FIG. 2) obtained by the third data processing function. Based on D6), a predetermined installation object image is displayed in an overlay at a predetermined position on the displayed forward photographed image. The monitor 5 on which the front shot image and the installation object image are displayed is based on the facility / equipment-kilometre correspondence data (D2 in FIG. 2). Distance, height and train position are displayed together.

[シミュレータの機能の詳細]
(1)前方撮影画像とキロ程とのマッチング
この処理を行うには、その準備処理として、前方撮影画像の各撮影時点での相対的速度を計測する。そして、画像フレーム―相対距離グラフを縮尺変換して、画像フレーム―相対距離グラフを作成する。
詳細なデータ処理は、次の5つに分けられる。
1)前方画像の正規化
2)画像フレーム―相対速度グラフ作成
3)画像フレーム―相対距離グラフ作成
4)施設・設備位置と相対距離のマッチング
5)画像フレーム−キロ程グラフ作成
以下、順次説明する。
[Details of simulator functions]
(1) Matching of the forward-captured image and the kilometre To perform this process, as a preparation process, the relative speed at each shooting point of the forward-captured image is measured. Then, the image frame-relative distance graph is scaled to create an image frame-relative distance graph.
Detailed data processing is divided into the following five.
1) Normalization of the forward image
2) Image frame-relative speed graph creation
3) Image frame-relative distance graph creation
4) Matching of facility / equipment position and relative distance
5) Image frame-kilometer graph creation The following is a description in order.

1)前方画像の正規化
図3(a)に示すように、カメラ1で得られた前方撮影画像上の見かけ距離Δd, Δdは実際の距離と異なる。これでは正確な計測ができない。したがって、相対的速度を計測するために、画面上の任意の見かけ距離の実際の距離がどこでも同じになるように正規化(補正)することが必要である。前方撮影画像の正規化とは、図4に概念的に示すように、車上の斜め下方に向けて設置されたカメラ1の映像の透視変換画像を真上のカメラ1’から撮影した映像に相当する図3(b)に示すような映像に変換することである。
1) Normalization of the forward image As shown in FIG. 3A, the apparent distances Δd and Δd on the forward captured image obtained by the camera 1 are different from the actual distances. This makes it impossible to measure accurately. Therefore, in order to measure the relative speed, it is necessary to normalize (correct) so that the actual distance of any apparent distance on the screen is the same everywhere. The normalization of the front shot image is, as conceptually shown in FIG. 4, a video obtained by shooting a perspective-transformed image of the video of the camera 1 installed obliquely downward on the vehicle from the camera 1 ′ directly above. It is to convert into the corresponding image as shown in FIG.

前方撮影画像の正規化処理について説明する。図5は正規化処理のために用いられる座標系と記号を示す。Hはカメラ1の高さ、eはカメラ1の向き、θはカメラ1の俯角、fはカメラ1の焦点距離、xは画面横方向、yは画面縦方向である。   The normalization process for the forward captured image will be described. FIG. 5 shows a coordinate system and symbols used for normalization processing. H is the height of the camera 1, e is the direction of the camera 1, θ is the depression angle of the camera 1, f is the focal length of the camera 1, x is the horizontal direction of the screen, and y is the vertical direction of the screen.

はじめに、画面上のx-y 座標とX-Y-Z 座標系の関係について整理しておく。カメラ1の向きeを単位ベクトルで表すと、

Figure 0006196910

となる。仮想画面の中心、つまりx-y 座標の原点をX-Y-Z 座標系で表すと、
Figure 0006196910

である。仮想画面上のある点(Xn,Yn)はX-Y-Z 座標系で
Figure 0006196910

と表すことができる。カメラ焦点の原点から( Xn ,Yn ) に向かうベクトルは、
Figure 0006196910

なので、原点からこのベクトルの延長線上に( Xn ,Yn ) の実際の位置( Xn,Yn,Zn ) があるので未知数αを用いて、
Figure 0006196910

と表現できる。Yn=−Hなので
Figure 0006196910

である。これより未知数αは
Figure 0006196910

として与えられる。これを用いて
Figure 0006196910

が得られる。 First, the relationship between the xy coordinates on the screen and the XYZ coordinate system is organized. When the direction e of the camera 1 is represented by a unit vector,
Figure 0006196910

It becomes. When the center of the virtual screen, that is, the origin of the xy coordinates is expressed in the XYZ coordinate system,
Figure 0006196910

It is. A point (Xn, Yn) on the virtual screen is in the XYZ coordinate system.
Figure 0006196910

It can be expressed as. The vector from the camera focus origin to (Xn, Yn) is
Figure 0006196910

So, since the actual position (Xn, Yn, Zn) of (Xn, Yn) is on the extension line of this vector from the origin, using the unknown α,
Figure 0006196910

Can be expressed. Since Yn = -H
Figure 0006196910

It is. From this, the unknown α
Figure 0006196910

As given. With this
Figure 0006196910

Is obtained.

ここで、図6(a)に示すように、前方撮影画像上のZ 方向に対して同じ距離にある左右のレール上の点を2組設定し、Lt ,Rt ;Lb ,Rb とおく。対応する点のX-Y-Z 座標系での位置と画面上の位置を

Figure 0006196910

とおく。これよりレール方向の点Zb, Zt(Rb,Rt)間の距離(Zt-Zb)は、
Figure 0006196910

となる。また、左右レールの距離は1067mmなので
Figure 0006196910

Figure 0006196910

である。これより、
Figure 0006196910

Figure 0006196910

Figure 0006196910

Figure 0006196910

が得られる。これを用いると、焦点距離fが
Figure 0006196910

として求められる。これらを代入することでZt−Zbが求められる。正規化された4点のx方向の長さとy方向の長さの比は、
Figure 0006196910

である。よって、画面上の4点を、
Figure 0006196910

へ移すことで、図6(a)の画像は、図6(b)に示すように、映像の正規化がされる。
前方撮影画像の正規化処理は、要約すると、図7に示すように、カメラ1で撮影した台形の画像FA1を、台形の底辺Wを共通にする矩形の画像FA2に変換することである。 Here, as shown in FIG. 6A, two sets of points on the left and right rails that are at the same distance in the Z direction on the forward photographed image are set, and are set as Lt, Rt; Lb, Rb. The position of the corresponding point in the XYZ coordinate system and the position on the screen
Figure 0006196910

far. From this, the distance (Zt−Zb) between the points Zb, Zt (Rb, Rt) in the rail direction is
Figure 0006196910

It becomes. Also, the distance between the left and right rails is 1067 mm
Figure 0006196910

Figure 0006196910

It is. Than this,
Figure 0006196910

Figure 0006196910

Figure 0006196910

Figure 0006196910

Is obtained. Using this, the focal length f is
Figure 0006196910

As required. By substituting these, Zt-Zb is obtained. The ratio of the normalized length of the four points in the x direction to the length in the y direction is
Figure 0006196910

It is. Therefore, 4 points on the screen
Figure 0006196910

6A, the image of FIG. 6A is normalized as shown in FIG. 6B.
In summary, as shown in FIG. 7, the normalization processing of the forward captured image is to convert the trapezoidal image FA1 captured by the camera 1 into a rectangular image FA2 having a common base W of the trapezoid.

2)画像フレーム―相対速度グラフ作成
この処理においては、上記のように正規化した画像に対して、図8に示すように、前後2つのタイミングt,t+1の画面の画素移動量から相対的な速度を計測する。その場合、計測誤差などを考慮して、外れ値の除去や速度変化の連続性を保つような処理を行う。
2) Image frame-relative velocity graph creation In this process, relative to the image normalized as described above, relative to the amount of pixel movement on the screen at two timings t and t + 1, as shown in FIG. The typical speed. In that case, in consideration of measurement errors and the like, processing is performed to remove outliers and maintain continuity of speed change.

相対的速度計測の概要を図9に基づいて説明すると、一つのフレーム画面を複数の等しい領域に分割し、各領域を移動量計測範囲とする(図9(a))。次に、画面全体から各領域の移動先を探し、移動量を求める(図9(b))。求められた移動量に外れ値がある場合は、その領域を除外する(図9(c))。そして、除外されなかった領域の平均移動量を求める(図9(d))。相対速度計測の詳細は図10に例示したフローチャートに記載のとおりである。   The outline of the relative speed measurement will be described with reference to FIG. 9. One frame screen is divided into a plurality of equal areas, and each area is set as a movement amount measurement range (FIG. 9A). Next, the movement destination of each area is searched from the entire screen, and the movement amount is obtained (FIG. 9B). If there is an outlier in the obtained movement amount, the area is excluded (FIG. 9 (c)). Then, the average movement amount of the area not excluded is obtained (FIG. 9 (d)). Details of the relative velocity measurement are as described in the flowchart illustrated in FIG.

3)画像フレーム―相対距離グラフ作成
この処理においては、相対速度を単純に累積することで相対距離グラフを作成する。
図11は、距離計算の処理フローを示す。また、図12は、相対距離計算プログラムの実行の結果を示す。相対距離の単位はピクセルである。
3) Image frame-relative distance graph creation In this process, a relative distance graph is created by simply accumulating relative speeds.
FIG. 11 shows a processing flow of distance calculation. FIG. 12 shows the result of executing the relative distance calculation program. The unit of relative distance is a pixel.

4)施設・設備位置と相対距離のマッチング
施設・設備位置と相対距離のマッチング処理においては、上記相対距離計算により得られた相対距離と対応する施設・設備のキロ程の対応付けを行う。相対距離と対応する施設・設備のキロ程の対応データは、施設・設備キロ程対応データと画像フレーム―相対距離グラフから手作業で作成することもできる。
図13は、相対距離と対応する施設・設備のキロ程の対応データの一例(仮想のデータ)を示す表である。
4) Matching of facility / equipment position and relative distance In the matching process of facility / equipment position and relative distance, the relative distance obtained by the above relative distance calculation is associated with the kilometer of the corresponding facility / equipment. Correspondence data about the kilometer of the facility / equipment corresponding to the relative distance can also be created manually from the facility / equipment kilometer correspondence data and the image frame-relative distance graph.
FIG. 13 is a table showing an example (virtual data) of correspondence data of kilometres of facilities / equipment corresponding to relative distances.

5)画像フレーム−キロ程グラフ作成
この画像フレーム−キロ程グラフ作成処理においては、施設・設備キロ程がある区間ごとに画像フレーム−相対距離グラフの拡大・縮小を行い、画像フレーム−キロ程グラフを作成する。
すなわち、次の変換式に示すように、図14(a)の画像フレーム−相対距離グラフの相対距離diを、参照データ{(if,Af)}を用いて画像フレーム−キロ程Diを求め、図14(b)の画像フレーム−キロ程グラフを作成する。

Figure 0006196910

参照データの得られているF0:F1,F1:F2ごとに相対距離と参照データから得られる実際の距離の比率によって距離を変換する。 5) Image frame-kilometer graph creation In this image frame-kilometer graph creation process, the image frame-relative distance graph is enlarged / reduced for each section with facilities and facilities kilometer, and the image frame-kilometer graph is created. Create
That is, as shown in the following conversion formula, the relative distance di of the image frame-relative distance graph of FIG. 14A is obtained using the reference data {(if, Af)}, and the image frame-km Di is obtained. The graph of the image frame-km shown in FIG. 14B is created.
Figure 0006196910

The distance is converted by the ratio of the relative distance and the actual distance obtained from the reference data for each of F0: F1 and F1: F2 where the reference data is obtained.

図15は、画像フレーム−キロ程グラフ作成プログラムの実行の結果、得られた画像フレーム−キロ程グラフの一例である。   FIG. 15 is an example of an image frame-kilometer graph obtained as a result of the execution of the image frame-kilometer graph creation program.

(2)レール形状抽出
たとえば、特発の画像を前方撮影画像の上にオーバーレイ表示するときは、その特発のレールからの離れ(レール中心からの距離)と高さを求めないと正しくできない。レール形状抽出プログラムは、前方撮影画像からレール形状を抽出し、その抽出されたレール形状データを用いることにより、2次元の情報しかない画像の上に、正しい位置に特発の画像を表示することを可能にするものである。
(2) Rail shape extraction For example, when an idiosyncratic image is displayed as an overlay on a forward shot image, it cannot be correctly performed unless the distance from the idiomatic rail (distance from the center of the rail) and the height are obtained. The rail shape extraction program extracts a rail shape from a front shot image, and uses the extracted rail shape data to display a spontaneous image at the correct position on an image having only two-dimensional information. It is what makes it possible.

レール形状抽出プログラムは、既存システムによるレール形状抽出プログラムを利用するが、レールの曲率の条件、レールの幅員条件に着目して正確なレール形状を求めるために改良されている。   The rail shape extraction program uses a rail shape extraction program based on an existing system, but has been improved to obtain an accurate rail shape by paying attention to rail curvature conditions and rail width conditions.

図16に、レール形状抽出の流れが示されている。すなわち、レール形状抽出においては、次の処理がなされる。
1)既存システムによるレール形状抽出
2)画面レール上の点群データ作成
3)実空間レール上の点群データ作成
4)実空間レール上の点群までの距離データ作成
5)実空間レール上の整列点群データ作成
6)実空間レールのセンターライン上点群データとレール角度データ作成
FIG. 16 shows the flow of rail shape extraction. That is, in the rail shape extraction, the following processing is performed.
1) Rail shape extraction by existing system
2) Create point cloud data on the screen rail
3) Creating point cloud data on real space rails
4) Creation of distance data to point cloud on real space rail
5) Creating alignment point cloud data on real space rails
6) Creation of point cloud data and rail angle data on the center line of real space rails

1)既存システムによるレール形状抽出
既存システムによって抽出される画面上での左右レール形状を画面高さに対する横方向の関数として

Figure 0006196910

と表す。 1) Rail shape extraction by the existing system The left and right rail shapes on the screen extracted by the existing system are used as a function of the horizontal direction with respect to the screen height.
Figure 0006196910

It expresses.

図17は、既存システムによるレール形状抽出の結果を示す。   FIG. 17 shows the result of rail shape extraction by the existing system.

画面上の位置を実際のレール位置へ写す関数をF、その逆関数をF-1とする。なお、この関数はレールに対するカメラ位置(レールからの高さh、レール中心に対するレール直交方向の位置w)、カメラ俯角θ(ピッチング)、その他のロール、ヨーイング角は0とする。レール形状は、カメラ焦点距離fと、カメラCCDサイズから得られる。ただし、レールが水平であることを条件とする。レールの傾斜はわずかであり、これを正確に計測することは困難である。逆に、水平を仮定しても、これによる大きな影響は生じないと考えられる。 A function that maps the position on the screen to the actual rail position is F, and its inverse function is F- 1 . In this function, the camera position with respect to the rail (height from the rail, position w in the rail orthogonal direction with respect to the rail center), camera depression angle θ (pitching), other rolls, and yawing angle are set to zero. The rail shape is obtained from the camera focal length f and the camera CCD size. Provided that the rail is horizontal. The inclination of the rail is slight and it is difficult to accurately measure this. On the other hand, even if it is assumed to be horizontal, it is considered that this does not have a significant effect.

2)画面レール上の点群データ作成
3)実空間レール上の点群データ作成
図18(a)に示すように、画面上の左右レール上へ画面のみかけ距離で等間隔に画面下端から番号をつけ、点群{rL(i)},{rR(i)}を設定する。図18(b)に示すように、この点をFによって実空間上の点群{RL(i)},{RR(i)}へ変換する。
2) Create point cloud data on the screen rail
3) Creation of point cloud data on real space rails As shown in FIG. 18 (a), numbers are assigned from the bottom edge of the screen at equal intervals over the left and right rails on the screen at equal intervals, and the point cloud {r L (i )}, {r R (i)}. As shown in FIG. 18B, this point is converted into a point group {R L (i)}, {R R (i)} on the real space by F.

4)実空間レール上の点群までの距離データ作成
図18(b)の{RL(i)},{RR(i)}の位置を用いて、左右レールごとに、設定した点の間の距離を累積していくことで各点までの距離を求める。これは、RL(i+l)からRL(i)までの距離を|RL(i+l): RL(i)|とするとき、

Figure 0006196910

によって求められる。これにより、RL(0)とRR(0)からd離れたレール位置が左右レールに設定した点群の何番目と何番目の間にあるかを知ることができる。また、図19,20に示すように、距離d離れたレール位置の近似値を
Figure 0006196910

と表現することができる。 4) Creation of distance data to the point cloud on the real space rail Using the positions of {R L (i)} and {R R (i)} in Fig. 18 (b) The distance to each point is obtained by accumulating the distances between them. This means that when the distance from R L (i + l) to R L (i) is | R L (i + l): R L (i) |
Figure 0006196910

Sought by. As a result, it is possible to know the position of the point group set on the left and right rails and the position between the rail positions d apart from R L (0) and R R (0). Also, as shown in FIGS. 19 and 20, the approximate value of the rail position separated by the distance d is
Figure 0006196910

It can be expressed as

5)実空間レール上の整列点群データ作成
6)実空間レールのセンターライン上点群データとレール角度データ作成
実空間上のレールセンタの位置とレールの角度を求める。実空間上で単位距離をlとして等間隔となるようレールセンタ上の点を設定し、番号をjとする。レールのセンタについて、画面下端部分の位置は

Figure 0006196910

である。j番目のセンタ位置は距離jlだけ離れた左右のレール位置から
Figure 0006196910

と求めることができる。θ(j)をレールの絶対角度、Δθ(j)を対象地点でのレール曲率とする。初期値として、たとえば
cosθ(0)=1
cosΔθ(0)=1
と曲率を設定し、j=1、2と順々にθ(j)、Δθ(j)を求めていく。j番目とj+1番目のレールセンタ位置について、Rc(j)とRc(j+1)間の距離はlであるので、Rc(j)からθの向きにlだけ伸ばしたベクトルをV、Rc(j)からRc(j+1)までのベクトルをV’とすると、
Figure 0006196910

によってRc(j)でのレール曲率が求められる。θの正負はVとV’のベクトルの終点の位置関係から求められる。
ただし、この値は誤差を含んでいるため、曲率の最大値をΔθmaxとするとき、
Figure 0006196910

として曲率の設定上限を超えることがないようにする。また、曲率変化の連続性を考慮して
Figure 0006196910

と曲率が徐々に更新されるようにする。これによりRc(j+1)でのレールの向きは
Figure 0006196910

で求められ、Rc(j+1)でのレールセンタ位置は
Figure 0006196910

と与えられる。これにより、レールの最大曲率条件、曲率の変化率を考慮したレールセンタ位置を求めることができる。 5) Creating alignment point cloud data on real space rails
6) Creation of point group data and rail angle data on the center line of the real space rail Find the position of the rail center and the rail angle in the real space. Set points on the rail center so that the unit distance is equal to 1 in real space, and the number is j. As for the center of the rail, the position of the lower end of the screen is
Figure 0006196910

It is. The j-th center position is from the left and right rail positions separated by a distance jl
Figure 0006196910

It can be asked. Let θ (j) be the absolute angle of the rail and Δθ (j) be the rail curvature at the target point. As an initial value, for example
cos θ (0) = 1
cosΔθ (0) = 1
The curvature is set, and θ (j) and Δθ (j) are obtained in order of j = 1 and 2. Since the distance between Rc (j) and Rc (j + 1) is l for the j-th and j + 1-th rail center positions, V, Rc (j) are vectors obtained by extending l from Rc (j) in the direction of θ. And the vector from Rc (j + 1) to V ′,
Figure 0006196910

Is used to obtain the rail curvature at Rc (j). The sign of θ is obtained from the positional relationship between the end points of the vectors V and V ′.
However, since this value includes an error, when the maximum value of curvature is Δθmax,
Figure 0006196910

To avoid exceeding the upper limit of curvature. Also consider the continuity of curvature change
Figure 0006196910

And let the curvature be gradually updated. As a result, the direction of the rail at Rc (j + 1) is
Figure 0006196910

The rail center position at Rc (j + 1) is
Figure 0006196910

And given. Thereby, the rail center position in consideration of the maximum curvature condition of the rail and the rate of change of the curvature can be obtained.

(3)画像内設置物位置導出
この処理を行うためには、設置物の位置、たとえば、特発の位置の絶対座標系から前方画像座標系への変換が必要である。そのため、上記レール抽出処理により得られたレール位置およびカメラ条件から設置物位置を写像する。Rc(0)から距離dだけ離れたレールセンタ位置は

Figure 0006196910

と表現できる。レールの向きも
Figure 0006196910

で求めることができる。 (3) Derivation of installed object position in the image
In order to perform this process, it is necessary to convert the position of the installation object, for example, the spontaneous position from the absolute coordinate system to the forward image coordinate system. Therefore, the installation object position is mapped from the rail position and camera conditions obtained by the rail extraction process. The rail center position away from Rc (0) by the distance d is
Figure 0006196910

Can be expressed. Rail orientation
Figure 0006196910

Can be obtained.

図21に特発の場合について示すように、設置する設置物(特発)のRc(0)からの距離dが分かれば、その位置のレールの向きを上記の式から求め、離れ位置、高さの値からカメラ位置を基準とする実空間上での設置位置が求められる。この位置をF-1で画面上の位置に移すことで、画面上の位置(特発の位置p)が求められる。 As shown in FIG. 21, when the distance d from the Rc (0) of the installation object (spontaneous) to be installed is obtained, the direction of the rail at that position is obtained from the above formula, The installation position in the real space with the camera position as a reference is obtained from the value. By moving this position to a position on the screen by F- 1 , a position on the screen (spontaneous position p) is obtained.

[画面上のレール形状の補正について]
なお、図22に示すように、対応する左右のレール位置はレールのセンタ位置R'c(j)から向きθと直交する左右の向きに1067/2[mm]移動した位置として

Figure 0006196910

の点群データが得られる。
この点群をF-1で画面上に写すと、レール幅1067mmの制約条件を満たすレール曲線が得られる。 [Correction of rail shape on screen]
As shown in FIG. 22, the corresponding left and right rail positions are positions moved by 1067/2 [mm] from the rail center position R′c (j) to the left and right directions orthogonal to the direction θ.
Figure 0006196910

Point cloud data is obtained.
When this point cloud is copied onto the screen with F −1 , a rail curve that satisfies the constraint condition of the rail width of 1067 mm is obtained.

(4)前方撮影画像と設置物画像のオーバーレイ表示
上記のようにして求められた画面上の位置に対して、指定された設置物の画像がクロマキー(画像合成)によって表示される。
(4) Overlay Display of Front Shooting Image and Installation Object Image An image of the specified installation object is displayed by chroma key (image composition) at the position on the screen obtained as described above.

続いて、上記シミュレータVCAを用いて行われる設置物視認性事前確認作業を一貫して説明する。   Subsequently, the installation visibility preliminary confirmation work performed using the simulator VCA will be described consistently.

前方画像データが格納されたシミュレータVCAにおいて、一例として対象路線の特定の踏切道の外方に特発を新設するに当たり、設置希望地点における視認性を事前に確認する場合の操作について図23に基づいて説明する。   In the simulator VCA in which the forward image data is stored, for example, when a special occurrence is newly established outside a specific railroad crossing on the target route, an operation for confirming the visibility at a desired installation point in advance is shown in FIG. explain.

シミュレータVCAの入力部4の視認性確認スイッチ42をONすると、画像処理装置2は画像データ記憶部32からその路線の起点(位置情報P0)のフレーム画像を読み出し、モニタ5に表示する(p41)。この画像表示を見て、特発設置対象の路線であるか否かを確認することができる。   When the visibility confirmation switch 42 of the input unit 4 of the simulator VCA is turned on, the image processing apparatus 2 reads out the frame image of the starting point (position information P0) of the route from the image data storage unit 32 and displays it on the monitor 5 (p41). . By looking at this image display, it is possible to confirm whether or not the route is a special installation target route.

続いて、地点指定部43においていずれかの地点(位置情報P1およびP2)が指定されたかを判断し(p42)、指定されると、その指定された地点(位置情報P1およびP2)Piの線路画像をモニタ5に表示する(p43)。通常は、最初、特発の設置対象となる踏切道のコードを地点指定部43に入力すると、そのコードに対応する踏切道の位置情報に変換されることにより、その踏切道の画像をモニタ5に表示させて、その踏切道の場面を確認する。引き続き、地点指定部43を操作して、特発設置希望地点の一例としてその踏切道から600〜800m外方の視認地点P1を入力すると、今表示されている踏切道の画像が、その特発設置希望地点の外方600〜800mの視認地点P1の線路画像に変更される。踏切道の画像を表示させることなく、直接に特発設置希望地点より600〜800m外方の視認地点P1の線路画像を表示させてもよい。図24は、設置希望地点よりも外方800mの視認地点P1の線路画像の一例である。   Subsequently, it is determined whether any point (position information P1 and P2) is designated by the point designation unit 43 (p42), and if designated, the line of the designated point (position information P1 and P2) Pi The image is displayed on the monitor 5 (p43). Normally, when a code of a railroad crossing to be specially installed is first input to the point designating unit 43, it is converted into position information of the railroad crossing corresponding to the code, so that an image of the railroad crossing is displayed on the monitor 5. Display and check the scene of the railroad crossing. Subsequently, when the point designation unit 43 is operated to input a viewing point P1 that is 600 to 800 m away from the level crossing as an example of the point where the special setting is desired, the image of the currently displayed level crossing is displayed. It changes to the track image of the visual recognition point P1 of 600 to 800 m outside the point. Without displaying the image of the railroad crossing, the track image of the visual recognition point P1 that is 600 to 800 m outside the point where the special occurrence is desired may be displayed directly. FIG. 24 is an example of a track image of a viewing point P1 800 m outward from the desired installation point.

次に、地点指定部43において設置物設置希望地点P2が指定されたかを判断し(p44)、指定されると、その指定された設置物設置希望地点P2の線路画像データを画像データ記憶部32から読み出して、モニタ5に表示する(p45)。続いて、画像処理装置2は入力部4の設置物指定部44から設置物の指定がされたか否かを判断し(p46)、設置物が指定されたときは、その設置物画像データ記憶部35からその設置物の画像データを読み出すとともに、表示比率調整部23によりその設置物の高さ、形状、設置位置(離れ)等を視認地点P1から設置物設置希望地点P2までの距離に応じて表示比率の比率を演算し(p47)、その演算結果の比率に基づいてその設置物の画像を縮小し、その縮小された設置物の画像を画像合成部24により図25に示されている設置希望地点よりも外方の視認地点P1の前方撮影画像の上にオーバーレイ表示する(p48)。したがって、モニタ5には、視認地点P1の前方撮影画像に視認地点P1の内方の指定された設置希望地点P2に、指定された設置物の画像が合成されて表示される(p49)。   Next, it is determined whether or not the installation installation desired point P2 is specified in the point specifying unit 43 (p44). When specified, the line image data of the specified installation installation desired point P2 is stored in the image data storage unit 32. Is displayed on the monitor 5 (p45). Subsequently, the image processing apparatus 2 determines whether or not an installation object is designated from the installation object designating unit 44 of the input unit 4 (p46), and when the installation object is designated, the installation object image data storage unit is designated. The image data of the installation is read from 35, and the height, shape, installation position (separation) of the installation is determined by the display ratio adjusting unit 23 according to the distance from the viewing point P1 to the installation installation desired point P2. The ratio of the display ratio is calculated (p47), the image of the installation object is reduced based on the ratio of the calculation result, and the image of the reduced installation object is installed by the image composition unit 24 as shown in FIG. An overlay display is performed on the forward photographed image of the visual recognition point P1 outside the desired point (p48). Therefore, on the monitor 5, the image of the designated installation object is synthesized and displayed on the designated installation desired point P2 inward of the visual recognition point P1 and the image captured in front of the visual recognition point P1 (p49).

図25(a)は、モニタ5に視認地点P1の前方撮影画像に視認地点P1の内方の指定された設置希望地点P2に指定された設置物の画像が合成されて表示されている状態を示している。このモニタ5の表示状態からその設置物の画像の視認性から現場での設置物の見通しの良し悪しを判断することができる(p410)。視認地点を内方に徐々に近づければ、図25(b)に示されるように、モニタの特発の画像が接近距離に応じて拡大して表示されるので、設置希望位置(設置予定位置)として適合するか否かを確認することができる。適合する場合は、その設置予定位置を保存する(p411)。もし、特発の画像が十分に確認できない場合は、設置希望地点を入力し直して(p412)、再度視認性を確認し(p413)、視認性が良好なときはその設置希望地点を設置予定位置としてその時の画像を保存すればよい(p414)。画像の保存に代えて、設置予定位置をキロ程で紙面に記録してもよい。   FIG. 25A shows a state in which the image of the installation object designated at the desired installation point P2 specified inward of the visual recognition point P1 is synthesized and displayed on the monitor 5 in front of the visual recognition point P1. Show. From the display state of the monitor 5, it is possible to determine whether or not the visibility of the installation object at the site is good from the visibility of the image of the installation object (p 410). When the viewing point is gradually brought closer to the inside, as shown in FIG. 25 (b), the idiosyncratic image of the monitor is enlarged and displayed according to the approach distance. It can be confirmed whether or not it is suitable. If it matches, the installation planned position is stored (p411). If the idiosyncratic image cannot be confirmed sufficiently, re-enter the desired installation point (p412), confirm the visibility again (p413), and if the visibility is good, set the desired installation point as the planned installation position. The image at that time may be saved (p414). Instead of storing the image, the planned installation position may be recorded on the paper surface in kilometres.

設置予定位置の画像保存または紙面記録により、設置物の視認性事前確認作業が終了する。   By preserving the image of the installation position or recording the paper, the work for confirming the visibility of the installation object is completed.

[他の実施の形態]
視認地点の画像表示の際にその地点の位置情報を合わせて表示する場合は、視認可能な範囲の認識又は記録が容易にできる利点があるが、見通し良好な範囲の位置情報が自動的に保存され、後に確認可能であれば、視認地点の画像に位置情報を必ず表示する必要はない。
[Other embodiments]
When displaying the image of the viewing point together with the position information of the point, there is an advantage that it is easy to recognize or record the visible range, but the position information of the range with good visibility is automatically saved. If it can be confirmed later, it is not always necessary to display position information on the image of the viewing point.

上記のようにして、上記実施の形態においては、設置物の視認性事前確認および施工のスピードの向上という目的を達成することができる。   As described above, in the above-described embodiment, it is possible to achieve the objectives of prior confirmation of the visibility of the installed object and improvement of the construction speed.

上記実施の形態においては、本発明を設置物の視認性事前確認に応用したが、本発明は他の応用として、たとえば、踏切に停止した車、線路に落下した落石、構内線路に転落した人または落下物などの障害物が発生した等の異常時を想定して、障害物の視認性事前確認のため、すなわち、異常発生時に対する車両運転士の訓練用の運転シミュレータを提供することができる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the prior confirmation of the visibility of the installed object. However, the present invention can be applied to other applications such as a car stopped at a railroad crossing, a falling rock falling on a railroad track, and a person falling on a campus railroad track. Or, it is possible to provide a driving simulator for vehicle driver training for checking the visibility of obstacles in advance, that is, assuming an abnormal time such as the occurrence of an obstacle such as a falling object. .

その場合は、図1における入力部4の設置物指定部44は障害物指定部とされ、記憶部3の設置物画像データ記憶部35は、障害物画像データ記憶部とされ、設置物視認性事前確認の場合の操作と同様の操作により前方撮影画像の実映像に障害物(車、落石、ホーム転落など)のCGを重ねて表示して、指定した障害発生予想地点における障害物の視認性を確認することができる。   In this case, the installation object designating unit 44 of the input unit 4 in FIG. 1 is an obstacle designating unit, and the installation object image data storage unit 35 of the storage unit 3 is an obstacle image data storage unit. Obstacles at the designated point where obstacles are expected to be displayed by displaying the CG of obstacles (cars, falling rocks, falling homes, etc.) superimposed on the actual video of the front shot image by the same operation as in the case of prior confirmation. Can be confirmed.

上記構成において、障害物指定部を操作しない場合は、異常のない通常時の運転シミュレータとしても使用することができる。   In the above configuration, when the obstacle designating unit is not operated, it can be used as a normal driving simulator without any abnormality.

Claims (4)

車上に設けたカメラで線路の車両進行方向前方を所定短小時間間隔で撮影して取得した前方撮影画像データと、予め作成した施設・設備−キロ程対応データを用いて前方撮影画像とキロ程とのマッチング処理を行って、画像の各フレームに対応するキロ程を表すキロ程データを作成し、
他方、前記前方撮影画像データからレール形状を抽出してレール形状データを生成するレール形状抽出処理を行い、
前記施設・設備−キロ程対応データと、前記キロ程データと、前記レール形状データとに基づいて、設置物の設置を希望する位置を導出する設置希望位置導出処理を行って設置希望位置データを作成し、
その設置希望位置データに基づいて、前記設置物の設置を希望する位置の前記前方撮影画像データを読み出すとともに、予め保存されている設置物画像データを読み出して、前記設置物の設置を希望する位置の実像である前記前方撮影画像の上に前記設置物の画像を表示する設置物表示処理を行う、
ことを特徴とする設置物の視認性事前確認方法。
Using the camera provided on the vehicle, the front shot image data obtained by photographing the front of the track in the vehicle traveling direction at predetermined short time intervals and the pre-created facility / equipment-km data are used. To create a kilometer data representing the kilometer corresponding to each frame of the image,
On the other hand, a rail shape extraction process for generating rail shape data by extracting a rail shape from the front shot image data is performed,
Based on the facility / equipment-kilometre correspondence data, the kilometrage data, and the rail shape data, a desired installation position derivation process is performed to derive a desired installation position derivation process for deriving a desired installation position. make,
Based on the desired installation position data, the front-captured image data of the position where the installation object is desired is read out, and the installation image data stored in advance is read out, and the installation object position is desired. Performing an installation display process for displaying an image of the installation on the front photographed image that is a real image of
A method for confirming the visibility of an installation in advance.
請求項1に記載の設置物の視認性事前確認方法において、前記設置物の画像は、実物の画像、CGにより作成されたイメージ、イラストなどを含むことを特徴とする設置物の視認性事前確認方法。   The visibility confirmation method for an installed object according to claim 1, wherein the image of the installed object includes an actual image, an image created by CG, an illustration, and the like. Method. 車上に設けられ、線路上を走行する車両の進行方向前方を所定短小時間間隔で撮影するカメラ、各種データを記憶する記憶部、カメラから入力された前方撮影画像データを処理する画像処理装置、前記画像処理装置に対して制御指令を入力する入力部,前記画像処理装置により処理された後の画像を表示するモニタとを有し、
前記記憶部は、前記カメラから入力された前方撮影画像データおよび前記画像処理装置で画像処理された後の画像データを記憶する第1記憶部と、施設・設備−キロ程対応データを記憶する第2記憶部と、前記画像処理装置によるレール形状抽出処理により生成されるレール形状データを記憶する第3記憶部と、設置物の画像データを記憶する第4記憶部とを含み、
前記画像処理装置は、前記記憶部に対するデータの記憶及び前記記憶部からのデータの読み出しを制御する記憶・読出制御部、前記第1記憶部に記憶された線路画像上の起点から各フレーム画像の撮影地点(視認地点でもある)までのキロ程を演算し、前記前方撮影画像データからレール形状を抽出する演算部、前記設置物の画像の表示比率を調整する表示比率調整部、前記線路の視認地点の画像に設置物の表示比率を調整された画像を合成する画像合成部とを有し、
前記入力部は、前記第2記憶部に対して読み出すべき線路画像上の地点(キロ程)を指定するための地点指定部と、前記第記憶部に記憶されている設置物を指定するための設置物指定部とを備え、
前記画像処理装置は、前記地点指定部の操作により指定される視認地点の画像を前記第1記憶部から読み出してモニタに表示し、その地点の画像からレール形状抽出処理により得られたレール形状データと施設・設備−キロ程対応データとキロ程データに基づいて設置物の設置を希望する位置を導出し、かつ前記設置物指定部の操作により指定される設置物の画像データを読み出して、モニタに表示されている視認地点の画像の上に設置物の画像を前記表示比率調整部により設置物設置希望地点のキロ程に応じて調整された比率で表示することを特徴とする請求項1又は2記載の設置物の視認性事前確認方法を使用するためのシミュレータ。
A camera that is provided on a vehicle and captures the front in the traveling direction of the vehicle traveling on the track at a predetermined short time interval, a storage unit that stores various data, an image processing device that processes forward captured image data input from the camera, An input unit for inputting a control command to the image processing apparatus, and a monitor for displaying an image after being processed by the image processing apparatus;
The storage unit stores a first captured image data input from the camera and image data after image processing by the image processing apparatus, and a first storage unit storing facility / equipment-kilometre correspondence data. 2 storage units, a third storage unit that stores rail shape data generated by rail shape extraction processing by the image processing device, and a fourth storage unit that stores image data of the installed object,
The image processing apparatus includes: a storage / reading control unit that controls storage of data in the storage unit and reading of data from the storage unit; a starting point on the line image stored in the first storage unit; Calculate the kilometer to the shooting point (which is also the viewing point), extract the rail shape from the front shot image data, the display ratio adjustment unit to adjust the display ratio of the image of the installation, the visual recognition of the track An image composition unit that synthesizes an image in which the display ratio of the installation object is adjusted to the image of the point,
The input unit is for designating a point designating unit for designating a point (about kilometer) on the track image to be read out to the second storage unit, and an installation stored in the fourth storage unit. The installation designation part of
The image processing device reads an image of a viewing point designated by an operation of the point designation unit from the first storage unit and displays it on a monitor, and rail shape data obtained by rail shape extraction processing from the image of the point And facility / equipment-Deriving the desired location of the installation based on the kilometer data and the kilometer data, and reading out the image data of the installation designated by the operation of the installation designation unit, and monitoring The image of the installation object is displayed on the image of the viewing point displayed on the screen at a ratio adjusted by the display ratio adjusting unit according to the kilometer of the installation object desired point. A simulator for using the method for confirming the visibility of installed objects according to 2.
車上に設けられ、線路前方を所定短小時間間隔で撮影するカメラ、各種データを記憶する記憶部、カメラから入力された前方撮影画像データを処理する画像処理装置、前記画像処理装置に対して制御指令を入力する入力部、前記画像処理装置により処理された後の画像を表示するモニタとを有し、
前記記憶部は、前記カメラから入力された前方撮影画像データおよび前記画像処理装置で画像処理された後の画像データを記憶する第1記憶部と、施設・設備−キロ程対応データを記憶する第2記憶部と、前記画像処理装置によるレール形状抽出処理により生成されるレール形状データを記憶する第3記憶部と、障害物の画像データを記憶する第4記憶部とを含み、
前記画像処理装置は、前記記憶部に対するデータの記憶及び前記記憶部からのデータの読み出しを制御する記憶・読出制御部、前記第1記憶部に記憶された線路画像上の起点から各フレーム画像の撮影地点(視認地点でもある)までのキロ程を演算し、前記前方撮影画像データからレール形状を抽出する演算部、前記障害物の画像の表示比率を調整する表示比率調整部、前記モニタに表示された線路の視認地点の画像上に障害物の表示比率を調整された画像をオーバーレイ表示する画像合成部とを有し、
前記入力部は、前記第2記憶部に対して読み出すべき線路画像上の地点(キロ程)を指定するための地点指定部と、前記第記憶部に記憶されている障害物を指定するための障害物指定部とを備え、
前記画像処理装置は、前記地点指定部の操作により指定される視認地点の画像を前記第1記憶部から読み出して前記モニタに表示し、その地点の画像からレール形状抽出処理により得られたレール形状データと施設・設備−キロ程対応データとキロ程データに基づいて前記障害物の設置を希望する位置を導出し、かつ前記障害物指定部の操作により指定される障害物の画像データを読み出して、前記モニタに表示されている視認地点の画像(実映像)の上に前記障害物の画像を前記表示比率調整部により障害物発生予想地点のキロ程に応じて調整された比率で表示することを特徴とするシミュレータ。
A camera that is provided on the vehicle and captures the front of the track at predetermined short time intervals, a storage unit that stores various data, an image processing device that processes forward captured image data input from the camera, and controls the image processing device An input unit for inputting a command, and a monitor for displaying an image after being processed by the image processing device;
The storage unit stores a first captured image data input from the camera and image data after image processing by the image processing apparatus, and a first storage unit storing facility / equipment-kilometre correspondence data. 2 storage units, a third storage unit that stores rail shape data generated by rail shape extraction processing by the image processing device, and a fourth storage unit that stores image data of obstacles,
The image processing apparatus includes: a storage / reading control unit that controls storage of data in the storage unit and reading of data from the storage unit; a starting point on the line image stored in the first storage unit; Calculate the kilometer to the shooting point (which is also the viewing point), extract the rail shape from the front shot image data, display ratio adjustment unit to adjust the display ratio of the obstacle image, and display on the monitor An image composition unit that overlays an image in which the display ratio of the obstacle is adjusted on the image of the viewing point of the track,
The input unit designates a point designation unit for designating a point (about kilometer) on the track image to be read with respect to the second storage unit, and an obstacle stored in the fourth storage unit With an obstacle designation part,
The image processing device reads an image of a viewing point designated by an operation of the point designation unit from the first storage unit and displays it on the monitor, and a rail shape obtained by rail shape extraction processing from the image of the point Based on the data and facilities / equipment-kilometre correspondence data and kilometer data, the position where the obstacle is desired is derived, and the image data of the obstacle designated by the operation of the obstacle designating unit is read out. The obstacle image is displayed on the image (actual video) of the viewing point displayed on the monitor at a ratio adjusted by the display ratio adjusting unit according to the kilometer of the estimated obstacle occurrence point. Simulator characterized by.
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