JP6307767B2 - 進行方向監視装置、進行方向監視方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明の目的は、非障害物に照射される波動の強度が強過ぎないように波動の照射を制御する進行方向監視装置、進行方向監視方法およびプログラムを提供することにある。
《第1の実施形態》
本実施形態に係る進行方向監視装置100は、線路を走行する車両の進行方向前方にレーザ光を照射し、当該光の反射光に基づいて進行方向前方の画像を生成する撮像装置である。つまり、本実施形態に係る進行方向監視装置100が生成する画像は、車両の進行方向前方から入射する光の分布を示すマップ情報である。なお、光は波動の一種である。車両の運転士は、車両の運行にあたって進行方向監視装置100が生成する画像を確認することで、車両の進行方向に障害物が存在するか否かを判断することができる。
進行方向監視装置100は、レーザ照射部101、撮像素子102、衛星信号受信機103、ディスプレイ104、コンピュータ105を備える。進行方向監視装置100は、波動照射装置の一例である。
レーザ照射部101は、車両の運転室の上方に車両の長手方向前方を向いて配置される。レーザ照射部101は、レーザ光を車両の進行方向前方に照射する。
撮像素子102は、レーザ照射部101が照射した光の反射光を光学系を介して受光し、当該反射光の強度の分布に基づいて画像を生成する。撮像素子102の光学系は、光軸が、車両の長手方向前方の所定距離(例えば、700メートル)先の地表と交差するように配置される。撮像素子102は、車両の運転室の上方に設けられる。
衛星信号受信機103は、衛星測位システム(Navigation Satellite System, NSS)を構成する衛星から、時刻情報を含む衛星信号を受信する。衛星測位システムの例としては、GPS(Global Positioning System)などが挙げられる。
ディスプレイ104は、コンピュータ105によって生成された画像を表示する。ディスプレイ104は、車両の運転室内に配置される。
コンピュータ105は、CPU501、主記憶装置502、補助記憶装置503、インタフェース504を備える。
補助記憶装置503は、進行方向監視方法の実行プログラムを記憶している。インタフェース504は、レーザ照射部101、撮像素子102及びディスプレイ104に接続される。
CPU501は、プログラムを補助記憶装置503から読み出して主記憶装置502に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行することで、監視部601、自車位置特定部602、経路記憶部603、方角特定部604、非障害物位置記憶部605、非障害物位置特定部606、照射判定部607、照射制御部608を備える。
自車位置特定部602は、衛星信号受信機103が受信した衛星信号に基づいて車両の現在位置を示す位置情報を特定する。位置情報とは、緯度および経度を含む情報である。
経路記憶部603は、車両が走行する線路の形状と線路の位置情報とを示す走行経路情報を記憶する。
方角特定部604は、自車位置特定部602が特定した車両の位置情報と、経路記憶部603が記憶する走行経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する。
非障害物位置記憶部605は、経路沿いに設けられた建造物の位置情報を記憶する。建造物は、車両の進行を妨げない非障害物の一例である。
非障害物位置特定部606は、非障害物位置記憶部605から非障害物の位置情報を読み出す。
照射制御部608は、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれる場合に、レーザ照射部101によるレーザ光の照射を停止させる。
図3は、第1の実施形態に係る進行方向監視装置100の動作を示すフローチャートである。
進行方向監視装置100の自車位置特定部602は、衛星信号受信機103から衛星信号を取得し、衛星信号に基づいて車両の現在位置(緯度および経度)を特定し、当該位置を示す位置情報を生成する(ステップS1)。次に、方角特定部604は、自車位置特定部602が生成した車両の位置情報と、経路記憶部603が記憶する経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する(ステップS2)。例えば、方角特定部604は、自車位置特定部602が生成した位置情報が示す位置における、経路記憶部603が記憶する経路に対する接線が伸びる方角を、車両が向く方角と特定する。
他方、照射判定部607が、レーザ光の照射範囲に建造物が含まれると判定した場合(ステップS5:YES)、照射制御部608は、レーザ照射部101にレーザ光の照射を停止させる(ステップS8)。そして進行方向監視装置100は、撮像素子102が生成した画像をディスプレイ104に表示させずに、処理を終了する。
第1の実施形態に係る進行方向監視装置100は、レーザ光の照射範囲内に建造物が存在する場合にレーザ光の照射を停止する。これに対し、第2の実施形態に係る進行方向監視装置100は、レーザ光の照射範囲内に建造物が存在する場合にレーザ光のパワー密度を低下させる。
図4は、第2の実施形態に係る進行方向監視装置100のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態に係る進行方向監視装置100は、第1の実施形態の構成に加え、さらに距離特定部609を備える。また、第2の実施形態に係る進行方向監視装置100は、第1の実施形態と照射制御部608の動作が異なる。
距離特定部609は、自車位置特定部602が特定した位置情報と非障害物位置特定部606が特定した位置情報とに基づいて、車両と建造物との間の距離を特定する。
照射制御部608は、距離特定部609が特定した距離に基づいて、レーザ照射部101に照射させるレーザ光のパワーを決定する。
図5は、第2の実施形態に係る進行方向監視装置100の動作を示すフローチャートである。
進行方向監視装置100の自車位置特定部602は、衛星信号受信機103から衛星信号を取得し、衛星信号に基づいて車両の現在位置を特定し、当該位置を示す位置情報を生成する(ステップS11)。次に、方角特定部604は、自車位置特定部602が生成した車両の位置情報と、経路記憶部603が記憶する経路情報とに基づいて、車両が向く方角を特定する(ステップS12)。
図6は、第3の実施形態に係る進行方向監視装置100のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
第1の実施形態および第2の実施形態に係る進行方向監視装置100は、建造物に照射されるレーザ光のパワーを制御する。これに対し、第3の実施形態に係る進行方向監視装置100は、対向車両に照射されるレーザ光のパワーを制御する。対向車両は、車両の進行を妨げない非障害物の一例である。
第3の実施形態に係る進行方向監視装置100は、第1の実施形態の非障害物位置記憶部605に代えて通信部610を備える。また、第2の実施形態に係る進行方向監視装置100は、第1の実施形態と非障害物位置特定部606の動作が異なる。
通信部610は、通信アンテナ106を介して対向車両に搭載された進行方向監視装置100と通信を行う。通信部610は、対向車両に搭載された進行方向監視装置100から位置情報を受信する。また通信部610は、自車位置特定部602が特定した位置情報を対向車両に搭載された進行方向監視装置100へ送信する。
非障害物位置特定部606は、通信部610が受信した情報に基づいて、対向車両の位置情報を受信する。
図8は、第4の実施形態に係る進行方向監視装置100のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
第4の実施形態に係る進行方向監視装置100は、第3の実施形態の構成に加え、さらに補助レーザ照射部107および補助撮像素子108を備える。
補助レーザ照射部107は、車両(車両が列車である場合、最後尾車両)の後部の上方に車両の長手方向後方を向いて配置される。補助レーザ照射部107は、レーザ光を車両の進行方向後方に照射する。つまり、補助レーザ照射部107は、レーザ光を対向車両の進行方向前方に照射する。
補助撮像素子108は、補助レーザ照射部107が照射した光の反射光を光学系を介して受光し、当該反射光の強度の分布に基づいて画像を生成する。補助撮像素子108の光学系は、光軸が、車両の長手方向後方の所定距離(例えば、700メートル)先の地表と交差するように配置される。補助撮像素子108は、車両(車両が列車である場合、最後尾車両)の後部の上方に設けられる。
本実施形態に係る進行方向監視装置100は、第3の実施形態の構成に加え、更に画像取得部611を備える。また本実施形態に係る進行方向監視装置100は、照射制御部608、監視部601および通信部610の動作が第3の実施形態と異なる。
監視部601は、インタフェース504を介して撮像素子102から画像を取得した画像、または通信部610が受信した画像をディスプレイ104に表示させる。
照射制御部608は、照射判定部607によってレーザ照射部101によるレーザ光の照射範囲に対向車両が含まれると判定された場合に、通信部610が受信した照射条件に従って、補助レーザ照射部107にレーザ光を照射させる。
通信部610は、対向車両に備えられた進行方向監視装置100から対向車両の位置情報および対向車両の進行方向後方(つまり自車両の進行方向前方)を撮像した画像を受信する。通信部610は、対向車両に備えられた進行方向監視装置100に、自車位置特定部602が特定した位置情報および画像取得部611が取得した画像を送信する。本実施形態に係る通信部610は、監視情報送信部および監視情報受信部の一例である。
画像取得部611は、インタフェース504を介して補助撮像素子108が撮像した画像を取得する。
進行方向監視装置100の通信部610は、通信アンテナ106を介して対向車両に備えられた進行方向監視装置100との通信を試みる(ステップS31)。通信部610が対向車両に備えられた進行方向監視装置100との通信に成功した場合(ステップS31:YES)、対向車両に備えられた進行方向監視装置100から、当該対向車両の位置情報を受信する。非障害物位置特定部606は、通信部610が受信した位置情報に基づいて、対向車両の位置を特定する(ステップS32)。
そして監視部601は、当該レーザ光の反射光によって生成された画像を撮像素子102から取得し、当該画像をディスプレイ104に表示させ(ステップS38)、処理を終了する。
さらに、本実施形態によれば、進行方向監視装置100は、対向車両に備えられた進行方向監視装置100から対向車両の進行方向後方を撮像した画像を受信する。これにより、進行方向監視装置100は、進行方向前方へのレーザ光の照射を停止している間にも、進行方向前方の監視をすることができる。
同様に、本実施形態によれば、進行方向監視装置100は、対向車両に備えられた進行方向監視装置100へ、自車両の進行方向後方を撮像した画像を受信する。これにより、対向車両に備えられた進行方向監視装置100は、進行方向前方へのレーザ光の照射を停止している間にも、進行方向前方の監視をすることができる。
例えば、上述した実施形態に係る車両は、線路上を走行するものであるが、これに限られず、予め定められた経路上を走行する車両や、任意の経路を走行する車両であって、カーナビゲーションシステムなどによって経路が提案されるものであっても良い。
Claims (4)
- 車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置であって、
前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部と、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部と、
前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部と、
前記照射判定部が前記第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第1波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第2波動を照射させる照射制御部と、
前記第2波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部と、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部と、
前記第1波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部と、
を備える進行方向監視装置。 - 前記監視部は、
前記照射判定部が前記第1波動の照射範囲に前記非障害物が含まれないと判定した場合に、前記第1波動の反射波に基づいて前記監視情報を生成し、
前記照射判定部が前記第1波動の照射範囲に前記非障害物が含まれると判定した場合に、前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて前記監視情報を生成する
請求項1に記載の進行方向監視装置。 - 車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視方法であって、
前記車両の位置情報を特定するステップと、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定するステップと、
前記車両の位置情報と前記非障害物の位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定するステップと、
前記第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれる場合に、前記第1波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第2波動を照射させるステップと、
前記第2波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信するステップと、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信するステップと、
前記第1波動の反射波または前記受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成するステップと
を備える進行方向監視方法。 - 車両の進行方向前方の地点を監視する進行方向監視装置のコンピュータを、
前記車両の位置情報を特定する自車位置特定部、
前記車両に対向して走行する他の車両の位置情報を特定する非障害物位置特定部、
前記自車位置特定部が特定した位置情報と前記非障害物位置特定部が特定した位置情報とに基づいて、前記車両の進行方向前方に照射する第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれるか否かを判定する照射判定部、
前記照射判定部が前記第1波動の照射範囲に前記他の車両が含まれると判定した場合に、前記第1波動を停止させ、前記車両の進行方向後方に照射する第2波動を照射させる照射制御部、
前記第2波動の反射波に係る情報を前記他の車両に送信する監視情報送信部、
前記他の車両から、当該他の車両の進行方向後方に照射した波動の反射波に係る情報を受信する監視情報受信部、
前記第1波動の反射波または前記監視情報受信部が受信した情報に基づいて、前記車両の進行方向前方の地点の監視情報を生成する監視部、
として機能させるためのプログラム。
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