JP6374833B2 - 制御区間長測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、踏切制御子の制御区間長を測定する装置に関する。

鉄道と道路が平面交差する踏切（道）には、通常、踏切警報機や踏切遮断機等の踏切保安装置が設置されている。このような踏切保安装置の制御には、列車の接近及び通過（踏切の警報制御区間内への列車の進入及び警報制御区間からの列車の進出）を検知することが必要であり、踏切の近くには、列車検知装置として、例えば、踏切制御子が設置されている。

踏切制御子は、列車が踏切に接近したことや踏切を通過したことを検知するために使用されるものであって、８．５〜４０ｋＨｚの信号をレールに流し、列車の車軸でレール間が短絡されることを利用して列車を検知する短小の無絶縁軌道回路の一種である。踏切制御子には、その検知方式により、閉電路式と開電路式の２種類があり、閉電路式は、警報制御区間内に列車が進入したことを検知し警報を開始する警報開始点用に使用され、開電路式は、警報制御区間から列車が進出したことを検知し警報を止める警報終止点用に使用される。

踏切制御子は、列車を検知することが可能な短小な区間（制御区間）を有しており、制御区間の長さは、標準で３０ｍとなっている。しかしながら、踏切制御子の制御区間長は、踏切制御子の性能や設置環境の経時的な変化によって、時間の経過と共に変化することがある。そのため、制御区間長が適切な値に保たれていることを確認するため、各踏切制御子について、定期的に制御区間長の測定が行われている。

従来、踏切制御子の制御区間長の測定は、例えば、作業者が軌道短絡器によってレールを短絡させることで行われていた。この方法は、軌道短絡器による短絡箇所を少しずつ移動させていき、踏切制御子が実際に動作する箇所を特定することによって、制御区間長を求めるようにするものであり、非常に手間のかかるものであった。また、この方法では、踏切制御子を実際に動作させることになるので、警報制御区間内に列車が存在していないのにもかかわらず、踏切警報機等を動作させてしまうということにもなっていた。

なお、特開２０１１−７３６４５号公報には、踏切制御子が列車を検出する範囲の距離である制御区間長を測定する制御区間長測定システムであって、前記踏切制御子による前記列車の検出状態を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段によって検出された検出結果に基づいて、前記踏切制御子が前記列車を検出している時間を計測する時間計測手段と、前記列車の走行速度を計測する速度計測手段と、前記時間計測手段によって計測された前記時間および前記速度計測手段によって計測された前記列車の走行速度に基づいて、前記制御区間長を算出する制御区間長算出手段とを備えることを特徴とする制御区間長測定システムが開示されている。

特開２０１１−７３６４５号公報

本発明の目的は、踏切制御子の制御区間長を簡易に測定することが可能な装置を提供することにある。

本発明に係る制御区間長測定装置は、踏切制御子の制御区間長を測定する制御区間長測定装置であって、前記踏切制御子の動作を検出するための踏切制御子動作検出部と、列車の動画を撮像するための撮像部と、前記撮像部によって撮像された動画に基づいて、列車の速度を算出する画像処理部と、前記画像処理部によって算出された列車の速度に基づいて、制御区間長を算出する制御区間長算出部とを備えたことを特徴とする。

この場合において、前記画像処理部は、前記撮像部によって撮像されたフレーム画像から、列車を識別するための特徴線を抽出し、抽出された特徴線に基づいてテンプレート画像を作成し、作成されたテンプレート画像に基づくテンプレートマッチングにより、列車の速度を算出するようにしてもよい。更に、前記特徴線は、前記列車の進行方向と垂直な方向に延びる線であるようにしてもよい。

また、前記画像処理部は、前記特徴線に基づいて複数のテンプレート画像を作成し、作成された各テンプレート画像毎に、その移動速度を算出し、算出された各テンプレート画像の移動速度に基づいて、列車の速度を算出するようにしてもよい。更に、前記画像処理部は、各テンプレート画像毎に算出された移動速度のうち、適切な値でないと考えられるものを排除した上で、列車の速度を算出するようにしてもよい。また、前記画像処理部は、各テンプレート画像毎に算出された各移動速度について、所定の誤差範囲を設け、当該誤差範囲を考慮した複数の移動速度において、最も多くのものが重なり合う最多重複範囲を求め、当該最多重複範囲に基づいて、列車の速度を算出するようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記画像処理部は、各フレーム画像毎に、列車の速度を算出し、前記制御区間長算出部は、各フレーム画像毎に算出された列車の速度に基づいて、列車の速度関数を求め、求められた速度関数に基づいて、制御区間長を算出するようにしてもよい。更に、前記制御区間長算出部は、前記速度関数に基づいて、列車の先頭部が制御区間内に進入してから測定点に到達するまでに移動した距離、及び、列車の最後部が測定点に到達してから制御区間内から進出するまでに移動した距離を算出し、算出された距離に基づいて、制御区間長を算出するようにしてもよい。

また、前記踏切制御子動作検出部は、前記踏切制御子が、制御区間内に列車が進入したことを検知したこと、及び、制御区間内から列車が進出したことを検知したことを検出し、前記撮像部は、制御区間内に列車が進入したことを前記踏切制御子が検知してから、制御区間内から列車が進出したことを前記踏切制御子が検知するまで、列車の動画を撮像するようにしてもよい。この場合、前記画像処理部は、撮像順に、各フレーム画像と先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の先頭部が測定点に到達した時刻を算出し、撮像順とは逆順に、各フレーム画像と末尾フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の最後部が測定点に到達した時刻を算出するようにしてもよい。更に、前記画像処理部は、列車の先頭部が測定点に到達した時点のフレーム画像と先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の左端部分及び右端部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の進行方向を判別するようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記踏切制御子動作検出部は、前記踏切制御子の動作状態を示す発光部の点灯状態の変化に基づいて、前記踏切制御子の動作を検出するようにしてもよい。この場合、前記踏切制御子動作検出部は、前記発光部の光量を検知するための光センサ部と、前記光センサ部によって検知された光量に基づいて、前記発光部の点灯状態を監視する点灯状態監視部とを備え、前記点灯状態監視部は、前記光センサ部によって検知された光量が所定回数連続して増加した場合に、前記発光部が点灯したと判断し、前記光センサ部によって検知された光量が所定回数連続して減少した場合に、前記発光部が消灯したと判断するようにしてもよいし、前記光センサ部によって検知された光量に基づいて、前記踏切制御子の種別を自動判別するようにしてもよい。

また、以上の場合において、表示部を更に備え、前記撮像部は、絞り調整機能を備え、絞り調整補助機能が起動された場合、前記画像処理部は、最大値確認用操作時は、前記撮像部によって撮像された各フレーム画像の濃度値の標準偏差を算出して、標準偏差の最大値を求め、設定用操作時は、前記撮像部によって撮像された各フレーム画像の濃度値の標準偏差を算出し、前記表示部は、前記設定用操作時に、前記画像処理部によって算出された標準偏差と前記最大値との関係がわかるような表示を行うようにしてもよい。この場合、前記画像処理部は、前記設定用操作時に、算出された標準偏差の前記最大値に対する割合を算出し、前記表示部は、前記割合を示す表示を行うようにしてもよい。

本発明によれば、踏切制御子の制御区間長を簡易に測定することが可能となる。

本発明による制御区間長測定装置の構成を説明するための図である。 制御区間長測定装置１００のハードウェア構成を説明するための図である。 制御区間長測定装置１００（ボードコンピュータ１７０）の機能構成（ソフトウェア構成）を説明するための図である。 マイコン１６０による点灯状態監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。 点灯監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。 消灯監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。 踏切制御子動作検出部３１０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。 ＲＡＭ１７３上に確保された動画データ格納領域の構成を説明するための図である。 列車の先頭部及び最後部それぞれが測定点に到達した時刻並びに列車の進行方向を求めるための処理の概要を説明するための図である。 画像処理部３３０において、列車の先頭部が測定点に到達した時刻及び列車の進行方向を求めるための処理の流れを説明するためのフローチャートである。 画像処理部３３０において、列車の最後部が測定点に到達した時刻を求めるための処理の流れを説明するためのフローチャートである。 画像処理部３３０において、列車の速度を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 特徴線の抽出方法を説明するための図である。 テンプレート領域の作成方法を説明するための図である。 列車の速度の求め方を説明するための図である。 フレーム画像上での距離を列車位置での距離に換算するための換算係数Ｒを求める方法を説明するための図である。 制御区間長の算出方法を説明するための図である。 絞り調整補助機能起動時の処理の流れを説明するためのフローチャート（その１）である。 絞り調整補助機能起動時の処理の流れを説明するためのフローチャート（その２）である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明による制御区間長測定装置は、制御区間長の測定対象となる踏切制御子の設置場所付近において、通常運行する列車の動画（動画像）を撮像し、撮像された動画に基づいて、制御区間を通過中の列車の速度を算出し、算出された列車速度に基づいて制御区間長を算出するものである。

図１は、本発明による制御区間長測定装置の構成を説明するための図である。

同図に示すように、本発明による制御区間長測定装置１００は、概ね直方体状の形状を有する本体部１０１を備え、その上面側に、表示部１１０と複数のスイッチ１２１〜１２５とを備えている。

表示部１１０は、各種メニューや、算出された制御区間長を表示するためのものであり、本実施形態においては、テキスト表示液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）によって構成されている。

複数のスイッチ１２１〜１２５は、制御区間長測定装置１００に対する指示や、制御区間長の算出のために必要となるデータ（後述する列車までの距離等）を入力するための入力部であって、本実施形態においては、カーソルの上方向の移動や入力値の増加を指示するための上移動スイッチ１２１と、カーソルの下方向の移動や入力値の減少を指示するための下移動スイッチ１２２と、カーソルの左方向の移動を指示するための左移動スイッチ１２３と、カーソルの右方向の移動を指示するための右移動スイッチ１２４と、選択された項目等を決定するための決定スイッチ１２５とによって構成されている。

また、制御区間長測定装置１００は、同図に示すように、使用時に本体部１０１に接続されるものとして、光センサ部１３０と、撮像部１４０と、電源部１５０とを備える。

光センサ部１３０は、制御区間長の測定対象となる踏切制御子の動作を検出するためのものであり、本実施形態においては、踏切制御子の動作状態を示す発光部（具体的には、踏切制御子が備えるリレーＬＥＤ）の点灯及び消灯を検知することによって、踏切制御子の動作を検出するようにしている。

光センサ部１３０は、概ね直方体状の形状を有し、内部にフォトトランジスタを備えている。また、光センサ部１３０は、受光側の面に開口部１３１を有し、当該開口部１３１がリレーＬＥＤにはまり込むように踏切制御子に装着される。光センサ部１３０の受光側の内部にはマグネットが取り付けられており、踏切制御子の筐体に張り付くようになっている。また、光センサ部１３０は、２線式ケーブル１３２によって、本体部１０１と接続される。

撮像部１４０は、列車の動画を撮像するためのものであり、本実施形態においては、撮像レンズ１４１と、撮像カメラ１４２とによって構成されている。

撮像レンズ１４１は、被写体の光学像を撮像カメラ１４２の撮像素子上に結像させるためのものであって、本実施形態においては、より広い範囲を撮像可能にするため広角レンズによって構成されている。また、本実施形態においては、撮像レンズ１４１は、絞り調整機能を備えたものが使用される。

撮像カメラ１４２は、撮像レンズ１４１によって結像された被写体の光学像を電気信号に変換し、更に、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換をして、画像データ（例えば、濃淡データ）として出力するものである。本実施形態においては、撮像カメラ１４２は、ＣＣＤカメラによって構成されている。また、本実施形態においては、撮像カメラ１４２は、ＵＳＢ２．０インタフェースを備えており、ＵＳＢケーブル１４３によって、本体部１０１と接続される。撮像カメラ１４２は、本体部１０１からの指示に応じて、予め設定されたフレームレートでの撮像を行って、撮像されたフレーム画像データを、本体部１０１に順次送信する。本実施形態においては、撮像カメラ１４２によって撮像されるフレーム画像データは、６４０ピクセル×４８０ピクセルの大きさで、各ピクセルは８ビット（２５６階調）の濃淡データ（濃度値）となっている。

電源部１５０は、制御区間長測定装置１００を動作させるために必要な電力を供給するためのものであり、本実施形態においては、モバイルバッテリによって構成されている。電源部１５０は、ＵＳＢケーブル１５１によって本体部１０１に接続することができるように構成されており、本体部１０１は、電源部１５０が接続されると、動作を開始するように構成されている。

図２は、制御区間長測定装置１００のハードウェア構成を説明するための図である。なお、同図では、簡単のため、電源部１５０については省略してある。

同図に示すように、制御区間長測定装置１００の本体部１０１は、表示部１１０と、入力部１２０と、マイコン（マイクロコントローラ）１６０と、ボードコンピュータ１７０とを備える。

マイコン１６０は、光センサ部１３０によって検知された光量に基づいて、踏切制御子のリレーＬＥＤの点灯状態（点灯しているか消灯しているか）を監視するためのもの（点灯状態監視部）である。マイコン１６０と光センサ部１３０（フォトトランジスタ）とは、２線式ケーブル１３２を介して、適宜電気的に接続されており、光センサ部１３０によって検知された光量に応じた電圧が、アナログ入力ポートを介して、マイコン１６０に入力されるように構成されている。

マイコン１６０は、内部にメモリ（ＲＯＭ１６１及びＲＡＭ１６２）、Ａ／Ｄ変換器１６３及びタイマ１６４を備えている。マイコン１６０は、内部のＲＯＭ１６１に予め記録されたプログラムを実行することで、踏切制御子のリレーＬＥＤの点灯状態の監視処理（点灯状態監視処理）を行う。マイコン１６０による点灯状態監視処理の詳細については後述する。

Ａ／Ｄ変換器１６３は、光センサ部１３０からの入力信号の電圧値をデジタルデータに変換するためのものである。タイマ１６４は、光センサ部１３０からの入力信号の定期的な監視のための時間管理をするためのものである。

ボードコンピュータ１７０は、制御区間長測定装置１００の動作を制御するためのものであり、内部に、ＣＰＵ１７１と、メモリ（ＲＯＭ１７２及びＲＡＭ１７３）と、ＵＳＢインタフェース部１７４とを備えている。ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７２に予め記録されたプログラムを実行することで、制御区間長測定装置１００の各種機能を実現する。

ＵＳＢインタフェース部１７４は、撮像部１４０との間のデータのやり取りを制御するためのものであり、ＵＳＢインタフェース部１７４を介して、撮像部１４０に対する指示（コマンド）が送られたり、撮像部１４０から送られてくる動画データが受信されたりする。

また、ボードコンピュータ１７０には、前述した表示部１１０が接続されており、ボードコンピュータ１７０の制御によって、メニュー画面や算出された制御区間長等が表示部１１０に表示される。また、ボードコンピュータ１７０には、入力部１２０が接続されており、入力部１２０を介して、ユーザからの指示等が、ボードコンピュータ１７０に入力される。前述したように、本実施形態においては、入力部１２０は、複数のスイッチ１２１〜１２５によって構成されている。

図３は、制御区間長測定装置１００（ボードコンピュータ１７０）の機能構成（ソフトウェア構成）を説明するための図である。

同図に示すように、制御区間長測定装置１００は、踏切制御子動作検出部３１０と、撮像処理部３２０と、画像処理部３３０と、制御区間長算出部３４０と、入力処理部３５０と、表示処理部３６０とを備える。各部３１０〜３６０は、基本的に、ボードコンピュータ１７０が備えるＣＰＵ１７１が、ボードコンピュータ１７０が備えるＲＯＭ１７２に予め記録されたプログラムを実行することによって実現される。

踏切制御子動作検出部３１０は、踏切制御子の動作を検出するためのものである。より具体的には、踏切制御子が、制御区間内に列車が進入したことを検知したこと、及び、制御区間内から列車が進出したことを検知したことを検出するものである。本実施形態においては、マイコン１６０から通知されるリレーＬＥＤの点灯状態に基づいて、踏切制御子の動作を検出する。踏切制御子動作検出部３１０における処理の詳細については後述する。

撮像処理部３２０は、踏切制御子動作検出部３１０等からの指示に基づいて、撮像処理を行うものである。より具体的には、踏切制御子動作検出部３１０等からの指示に基づいて、撮像部１４０に対して、撮像開始や撮像停止を指示するコマンドを送信する。また、撮像部１４０から順次送られてくるフレーム画像データを、ＲＡＭ１７３上に予め確保された領域（動画データ格納領域）に格納する。動画データ格納領域の詳細については後述する。

画像処理部３３０は、撮像部１４０によって撮像され、ＲＡＭ１７３上に格納された動画データ等に対して画像処理を行うものである。より具体的には、ＲＡＭ１７３上に格納された動画データに対して画像処理を行うことによって、列車の速度を算出する。また、撮像レンズ１４１の絞りを調整するための絞り調整補助機能起動時には、各フレーム画像の濃度値の平均値及び標準偏差を算出する。画像処理部３３０における処理の詳細については後述する。

制御区間長算出部３４０は、画像処理部３３０によって算出された列車の速度等に基づいて、踏切制御子の制御区間長を算出するものである。より具体的には、画像処理部３３０によって各フレーム画像毎に算出された列車の瞬間速度等に基づいて、制御区間長を算出する。制御区間長算出部３４０における処理の詳細については後述する。

入力処理部３５０は、入力部１２０を介して入力されるユーザの指示や各種パラメータ（列車までの距離等）をボードコンピュータ１７０内に入力するためのものである。表示処理部３６０は、各種メニューや、制御区間長算出部３４０によって算出された制御区間長等を、表示部１１０に表示するためのものである。

次に、マイコン１６０による点灯状態監視処理の詳細について説明する。

図４は、マイコン１６０による点灯状態監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示す処理は、ボードコンピュータ１７０から点灯状態監視処理の開始を指示されるとマイコン１６０によって実行される処理である。なお、本実施形態においては、ボードコンピュータ１７０からマイコン１６０に対して、点灯状態監視処理の開始を指示するための信号が出力されており、ボードコンピュータ１７０は、当該信号のレベルを変化させることで、マイコン１６０に対して点灯状態監視処理の開始を指示する。

本点灯状態監視処理においては、まず、踏切制御子の種別、すなわち、閉電路式か開電路式かが自動判別される。これは、踏切制御子の種別（閉電路式か開電路式か）によって、監視処理の内容（順番）が異なることになるからである。より具体的には、閉電路式の場合は、踏切制御子のリレーＬＥＤは、通常は点灯しており、踏切制御子が列車を検知している間だけ消灯することになるので、まず、点灯状態から消灯状態への移行を監視し、その後、消灯状態から点灯状態への移行を監視することになる。一方、開電路式の場合は、踏切制御子のリレーＬＥＤは、通常は消灯しており、踏切制御子が列車を検知している間だけ点灯することになるので、まず、消灯状態から点灯状態への移行を監視し、その後、点灯状態から消灯状態への移行を監視することになる。

踏切制御子の種別を判別するため、マイコン１６０は、同図に示すように、まず、光センサ部１３０によって検知された光量を取得する（Ｓ４１）。すなわち、光センサ部１３０に対して電力を供給し、光センサ部１３０から入力される信号の電圧を、内部のＡ／Ｄ変換器１６３によって、デジタルデータに変換する。本実施形態においては、光センサ部１３０の出力をデジタル変換したものを、そのまま、光量を示すデータ（光量値データ）として利用する。本実施形態においては、光量値データは、０〜５０００ｍＶの範囲の値となる。

次に、取得された光量が、所定の閾値（例えば、１０００ｍＶ）以上であるか否かが判別される（Ｓ４２）。判別の結果、光量が所定の閾値以上であった場合は（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、リレーＬＥＤは、点灯していると判断する（Ｓ４３）。そして、この場合は、通常状態において、リレーＬＥＤが点灯していることになるので、踏切制御子は、閉電路式（ＨＣ形）と判断する。

一方、光量が所定の閾値未満であった場合は（Ｓ４２：Ｎｏ）、リレーＬＥＤは、消灯していると判断する（Ｓ４４）。そして、この場合は、通常状態において、リレーＬＥＤが消灯していることになるので、踏切制御子は、開電路式（ＨＯ形）と判断する。

なお、踏切制御子の種別の判別結果については、ボードコンピュータ１７０にも通知される。本実施形態においては、マイコン１６０からボードコンピュータ１７０に対して、踏切制御子種別信号が出力されており、閉電路式と判断した場合は、踏切制御子種別信号がＬレベルにされ、開電路式と判断した場合は、踏切制御子種別信号がＨレベルにされる。

以上のようにして、踏切制御子の種別の判別が完了すると、踏切制御子の種別に応じた監視処理を行う。すなわち、踏切制御子が閉電路式だった場合は、まず、消灯監視処理を行い（Ｓ４５）、その後、点灯監視処理を行う（Ｓ４６）。一方、踏切制御子が開電路式だった場合は、まず、点灯監視処理を行い（Ｓ４７）、その後、消灯監視処理を行う（Ｓ４８）。

次に、点灯監視処理及び消灯監視処理の詳細について説明する。

図５は、点灯監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。

本点灯監視処理は、光センサ部１３０によって検知された光量を定期的（例えば、５ｍｓ毎）に確認（取得）することで、踏切制御子のリレーＬＥＤの点灯を監視するものである。

同図に示すように、まず、前述した図４のステップＳ４１と同様にして、光センサ部１３０によって検知された光量を取得する（Ｓ５１）。

次に、今回取得した光量と、前回取得した光量とが比較され、今回取得した光量の方が大きいか否かが判別される（Ｓ５２）。なお、前回取得した光量としては、本処理の前の処理（例えば、図４のステップＳ４１）において取得された光量が、ＲＡＭ１６２上に適宜保存されているものとする。本実施形態においては、今回取得した光量が、前回取得した光量より、所定値（例えば、１０ｍＶ）以上大きかった場合に、今回取得した光量の方が大きいと判別する。

判別の結果、今回取得した光量の方が大きかった場合は（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、光量の増加回数を記憶するためのカウント値Ｎをインクリメント（＋１）する（Ｓ５３）。なお、カウント値Ｎは、本点灯監視処理の開始時に０に初期化されているものとする。一方、今回取得した光量の方が大きくなかった場合は（Ｓ５２：Ｎｏ）、カウント値Ｎを０にクリアする（Ｓ５４）。

なお、本実施形態においては、ステップＳ５２の判別処理において、今回取得した光量が、所定の閾値（例えば、１０００ｍＶ）以上であるか否かについても判別しており、今回取得した光量が所定の閾値以上であった場合は、前回取得した光量との比較結果に関わらず、無条件に、カウント値Ｎをインクリメントするようにしている。

次に、カウント値Ｎが所定値（本実施形態においては、３）に達したか否かが判別される（Ｓ５５）。判別の結果、カウント値Ｎが３に達していなかった場合は（Ｓ５５：Ｎｏ）、今回取得した光量を、前回取得した光量としてＲＡＭ１６２上に保存する（Ｓ５６）。そして、所定時間（例えば、５ｍｓ）だけ待機した上で（Ｓ５７）、再度、ステップＳ５１に戻って、前述した処理Ｓ５１〜Ｓ５５を繰り返す。

一方、カウント値Ｎが３に達していた場合（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、すなわち、取得した光量が３回連続で増加していた場合は、リレーＬＥＤが点灯したと判断し（Ｓ５８）、リレーＬＥＤが点灯したことをボードコンピュータ１７０に通知する。本実施形態においては、マイコン１６０からボードコンピュータ１７０に対して、リレーＬＥＤの点灯状態を示す信号（リレーＬＥＤ点灯状態信号）が出力されており、リレーＬＥＤの点灯を検知した場合は、リレーＬＥＤ点灯状態信号がＨレベルにされ、リレーＬＥＤの消灯を検知した場合は、リレーＬＥＤ点灯状態信号がＬレベルにされる。

以上のような処理を行うことにより、消灯状態から点灯状態への移行を早い段階から検知することができるようになるので、踏切制御子のリレーＬＥＤの点灯を迅速に検知することが可能となる。

また、ステップＳ５２の処理において、今回取得した光量が所定の閾値（例えば、１０００ｍＶ）以上であった場合は、前回取得した光量との比較結果に関わらず、無条件に、光量の増加回数を記憶するためのカウント値Ｎをインクリメントするようにすることにより、なんらかの理由で、前回の光量との比較において光量の増加を所定回数検知できなかった場合についても、点灯したことを確実に検知することが可能となる。

図６は、消灯監視処理の流れを説明するためのフローチャートである。

本消灯監視処理は、光センサ部１３０によって検知された光量を定期的（例えば、５ｍｓ毎）に確認（取得）することで、踏切制御子のリレーＬＥＤの消灯を監視するものである。

同図に示すように、まず、前述した図４のステップＳ４１と同様にして、光センサ部１３０によって検知された光量を取得する（Ｓ６１）。

次に、今回取得した光量と、前回取得した光量とが比較され、今回取得した光量の方が小さいか否かが判別される（Ｓ６２）。なお、前回取得した光量としては、本処理の前の処理（例えば、図４のステップＳ４１）において取得された光量が、ＲＡＭ１６２上に適宜保存されているものとする。本実施形態においては、今回取得した光量が、前回取得した光量より、所定値（例えば、１０ｍＶ）以上小さかった場合に、今回取得した光量の方が小さいと判断する。

判別の結果、今回取得した光量の方が小さかった場合は（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、光量の減少回数を記憶するためのカウント値Ｎをインクリメントする（Ｓ６３）。なお、カウント値Ｎは、本消灯監視処理の開始時に０に初期化されているものとする。一方、今回取得した光量の方が小さくなかった場合は（Ｓ６２：Ｎｏ）、カウント値Ｎを０にクリアする（Ｓ６４）。

なお、本実施形態においては、ステップＳ６２の判別処理において、今回取得した光量が、所定の閾値（例えば、１００ｍＶ）以下であるか否かについても判別しており、今回取得した光量が所定の閾値以下であった場合は、前回取得した光量との比較結果に関わらず、無条件に、光量の減少回数を記憶するためのカウント値Ｎをインクリメントするようにしている。

次に、カウント値Ｎが所定値（本実施形態においては、３）に達したか否かが判別される（Ｓ６５）。判別の結果、カウント値Ｎが３に達していなかった場合は（Ｓ６５：Ｎｏ）、今回取得した光量を、前回取得した光量としてＲＡＭ１６２上に保存する（Ｓ６６）。そして、所定時間（例えば、５ｍｓ）だけ待機した上で（Ｓ６７）、再度、ステップＳ６１に戻って、前述した処理Ｓ６１〜Ｓ６５を繰り返す。

一方、カウント値Ｎが３に達していた場合（Ｓ６５：Ｙｅｓ）、すなわち、取得した光量が３回連続で減少していた場合は、リレーＬＥＤが消灯したと判断し（Ｓ６８）、リレーＬＥＤが消灯したことをボードコンピュータ１７０に通知する。すなわち、リレーＬＥＤ点灯状態信号がＬレベルにされる。

以上のような処理を行うことにより、点灯状態から消灯状態への移行を早い段階から検知することができるようになるので、踏切制御子のリレーＬＥＤの消灯を迅速に検知することが可能となる。

また、ステップＳ６２の処理において、今回取得した光量が所定の閾値（例えば、１００ｍＶ）以下であった場合は、前回取得した光量との比較結果に関わらず、無条件に、光量の減少回数を記憶するためのカウント値Ｎをインクリメントするようにすることにより、なんらかの理由で、前回の光量との比較において光量の減少を所定回数検知できなかった場合についても、消灯したことを確実に検知することが可能となる。

次に、ボードコンピュータ１７０における処理の詳細について説明する。

まず、踏切制御子動作検出部３１０における処理の詳細について説明する。

図７は、踏切制御子動作検出部３１０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示す処理は、入力部１２０を介して、制御区間長の測定開始が指示されると、踏切制御子動作検出部３１０によって実行される処理である。

同図に示すように、まず、踏切制御子の種別を判別する（Ｓ７１）。すなわち、マイコン１６０に対して、点灯状態監視処理の開始を指示し、当該指示に応答して、マイコン１６０から出力される踏切制御子種別信号に基づいて、踏切制御子の種別を判別する。例えば、踏切制御子種別信号がＬレベルであれば、閉電路式であると判別し、Ｈレベルであれば、開電路式であると判別する。

なお、前述したように、本実施形態においては、マイコン１６０からは、踏切制御子種別信号と共に、リレーＬＥＤ点灯状態信号も出力されており、踏切制御子種別信号及びリレーＬＥＤ点灯状態信号を利用することにより、マイコン１６０等が正常動作しているか否かを判別することができるようになっている。すなわち、踏切制御子が閉電路式の場合は、通常、リレーＬＥＤは点灯しているので、踏切制御子種別信号及びリレーＬＥＤ点灯状態信号は、それぞれ、Ｌレベル及びＨレベルということになる。一方、踏切制御子が開電路式の場合は、通常、リレーＬＥＤは消灯しているので、踏切制御子種別信号及びリレーＬＥＤ点灯状態信号は、それぞれ、Ｈレベル及びＬレベルということになる。つまり、正常時は、踏切制御子種別信号及びリレーＬＥＤ点灯状態信号は、必ず、一方がＨレベルで他方がＬレベルということになる。従って、踏切制御子種別信号及びリレーＬＥＤ点灯状態信号が、共にＨレベル又はＬレベルの場合は、なんらかの異常が発生していることになるので、このような状態が確認された場合は、エラーを通知して、測定動作を停止させる。

以上のようにして、踏切制御子の種別の判別処理Ｓ７１が終了すると、次に、踏切制御子が、制御区間内に列車が進入したことを検知して、リレーＬＥＤの点灯状態が変化したか否かが判別される（Ｓ７２）。より具体的には、踏切制御子が閉電路式の場合は、マイコン１６０から通知されるリレーＬＥＤ点灯状態信号の状態がＨレベルからＬレベルになったか否かが判別され、踏切制御子が開電路式の場合は、リレーＬＥＤ点灯状態信号の状態がＬレベルからＨレベルになったか否かが判別される。

判別の結果、リレーＬＥＤの点灯状態が変化していなかった場合は（Ｓ７２：Ｎｏ）、判別処理Ｓ７２を繰り返す。一方、リレーＬＥＤの点灯状態が変化していた場合（Ｓ７２：Ｙｅｓ）、すなわち、列車の制御区間内への進入が踏切制御子によって検知された場合は、動画の撮像を開始するため、撮像処理部３２０に対して撮像開始を指示する（Ｓ７３）。当該指示を受けた撮像処理部３２０は、撮像部１４０に対して、撮像開始を指示する。撮像開始が指示された撮像部１４０は、予め設定されたフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）での撮像を開始し、撮像されたフレーム画像データを順次、撮像処理部３２０に送信する。

次に、踏切制御子が、制御区間内から列車が進出したことを検知して、リレーＬＥＤの点灯状態が変化したか否かが判別される（Ｓ７４）。より具体的には、踏切制御子が閉電路式の場合は、リレーＬＥＤ点灯状態信号の状態がＬレベルからＨレベルになったか否かが判別され、踏切制御子が開電路式の場合は、リレーＬＥＤ点灯状態信号の状態がＨレベルからＬレベルになったか否かが判別される。

判別の結果、リレーＬＥＤの点灯状態が変化していなかった場合は（Ｓ７４：Ｎｏ）、判別処理Ｓ７４を繰り返す。一方、リレーＬＥＤの点灯状態が変化していた場合（Ｓ７４：Ｙｅｓ）、すなわち、制御区間内からの列車の進出が踏切制御子によって検知された場合は、動画の撮像を停止するため、撮像処理部３２０に対して撮像停止を指示する（Ｓ７５）。当該指示を受けた撮像処理部３２０は、撮像部１４０に対して、撮像停止を指示する。

以上のような処理を行うことにより、踏切制御子が制御区間内への列車の進入を検知してから、踏切制御子が制御区間内からの列車の進出を検知するまでの間、撮像部１４０による撮像が行われることになる。すなわち、撮像された動画の長さ（撮像時間）が、踏切制御子の制御区間内を列車が通過するの要した時間と一致することになる。撮像された動画の長さ（撮像時間）は、撮像されたフレーム画像の数にフレームレートをかけた値となるので、以上のような処理を行うことで、踏切制御子の制御区間内を列車が通過するの要した時間を算出することができることになる。

次に、撮像部１４０によって撮像された動画データを格納する動画データ格納領域の詳細について説明する。

図８は、ＲＡＭ１７３上に確保された動画データ格納領域の構成を説明するための図である。

同図に示すように、動画データ格納領域８００には、フレーム番号８１０と、フレーム画像データ８２０とが対応付けられて格納される。

フレーム番号８１０は、撮像部１４０からフレーム画像データ８２０と共に送られてくるものであって、撮像順を示す連続番号となっている。撮像処理部３２０は、撮像部１４０からフレーム番号８１０及びフレーム画像データ８２０を受信すると、同図に示すように、両者を対応付けて、動画データ格納領域８００に順次格納する。

本実施形態においては、動画データ格納領域８００として、フレームレート３０ｆｐｓで３０秒分、すなわち、９００フレーム分のフレーム番号８１０及びフレーム画像データ８２０が格納できるようなサイズの領域がＲＡＭ１７３上に確保されている。

次に、画像処理部３３０における処理の詳細について説明する。

図９は、列車の先頭部及び最後部それぞれが測定点に到達した時刻並びに列車の進行方向を求めるための処理の概要を説明するための図である。同図（ａ）は、列車が写っていない状態を示し、同図（ｂ）は列車の先頭部が写っている状態（列車の進行方向が左の場合）を示し、同図（ｃ）は列車の最後部が写っている状態（列車の進行方向が左の場合）を示している。なお、簡単のため、同図では、列車以外のもの（背景）については省略してある。また、同図に示した例では、列車の進行方向が右の場合は、同図（ｃ）が列車の先頭部が写っている状態を示し、同図（ｂ）が列車の最後部が写っている状態を示していると考えることもできる。

前述したように、撮像部１４０は、踏切制御子の制御区間内へ列車が進入してから進出するまでの間、動画の撮像を行うことになる。一方、撮像部１４０は、踏切制御子の近くに設置されるが、踏切制御子は、制御区間のほぼ中央に位置することになるので、撮像部１４０についても、制御区間のほぼ中央に位置することになる。そのため、撮像部１４０によって撮像される動画では、まず、列車が写っていない状態（フレーム画像）が続き、列車が撮像部１４０に接近して、撮像部１４０の前を通過するようになると、列車が写るようになり、その後しばらく、列車が写った状態（フレーム画像）が続き、その後、撮像部１４０の前を列車が通過し終わると、また、列車が写っていない状態（フレーム画像）が続くことになる。

本実施形態においては、以上のような動画データに基づいて、列車の先頭部及び最後部それぞれが撮像部１４０の直前（測定点）に到達した時刻並びに列車の進行方向を求める。

列車の先頭部が撮像部１４０の直前（測定点）に到達した時刻については、同図（ｂ）に示すように、列車９０１の先頭部が撮像部１４０によって撮像されたフレーム画像９００の中心部に到達した時刻を求めればよいことになる。そのため、本実施形態においては、撮像された順番（フレーム番号の昇順）に順次、各フレーム画像と、先頭のフレーム画像（列車が写っていないフレーム画像）との間で、フレーム画像の（左右方向の）中心部分（矩形領域９１０）の類似度（例えば、ゼロ平均正規化相互相関による類似度）を算出していく。そして、算出された類似度に基づいて、列車の先頭部がフレーム画像の中心部に到達した時点のフレーム画像を特定する。すなわち、列車の先頭部がフレーム画像の中心部に到達すると、そのフレーム画像（同図（ｂ））と、列車が写っていない先頭フレーム画像（同図（ａ））との間では、フレーム画像９００の中心部分９１０の類似度が下がることになるので、算出された類似度が所定の閾値以下になったフレーム画像を、列車の先頭部がフレーム画像の中心部に到達した時点のフレーム画像であると判断する。そして、当該フレーム画像のフレーム番号に基づいて、列車の先頭部が測定点に到達した時刻ｔ１を算出する。具体的には、類似度が所定の閾値以下になったフレーム画像のフレーム番号と、先頭フレーム画像のフレーム番号との差に、フレームレートを乗算することによって、列車の先頭部が測定点に到達した時刻ｔ１を算出する。なお、本実施形態においては、先頭フレームが撮像された時刻ｔ０（撮像開始時刻）を０としている。

以上のようにして、列車の先頭部がフレーム画像の中心部に達した時点のフレーム画像が特定されると、更に、当該フレーム画像と、先頭フレーム画像（列車が写っていないフレーム画像）との間で、フレーム画像の左端部分（矩形領域９２０）及び右端部分（矩形領域９３０）それぞれの類似度を算出する。そして、算出された類似度に基づいて、列車の進行方向を判別する。すなわち、列車が右から左へ進行している場合（同図（ｂ））は、列車が写っていない先頭フレーム画像（同図（ａ））との間では、フレーム画像９００の右端部分９３０の類似度が下がることになるので、左端部分９２０の類似度より右端部分９３０の類似度が低い場合は、進行方向は左であると判断する。一方、列車が左から右へ進行している場合（同図（ｃ））は、列車が写っていない先頭フレーム画像（同図（ａ））との間では、フレーム画像９００の左端部分９２０の類似度が下がることになるので、右端部分９３０の類似度より左端部分９２０の類似度が低い場合は、進行方向は右であると判断する。

また、列車の最後部が撮像部１４０の直前（測定点）に到達した時刻については、同図（ｃ）に示すように、列車９０１の最後部が撮像部１４０によって撮像されたフレーム画像の中心部に到達した時刻を求めればよいことになる。そのため、本実施形態においては、動画データを末尾のフレーム画像から、逆方向に見ていく。このように動画の再生方向（各フレーム画像を処理する順番）を逆にすれば、前述した先頭部の場合と同じ処理が利用できることになる。すなわち、末尾のフレーム画像から、撮像された順番とは逆順（フレーム番号の降順）に、順次、各フレーム画像と、末尾のフレーム画像（列車が写っていないフレーム画像）との間で、フレーム画像の（左右方向の）中心部分９１０の類似度を算出していく。そして、算出された類似度に基づいて、列車の最後部がフレーム画像の中心部に到達した時点のフレーム画像を特定する。すなわち、列車の最後部がフレーム画像の中心部に到達すると、そのフレーム画像（同図（ｃ））と、列車が写っていない末尾フレーム画像（同図（ａ））との間では、フレーム画像９００の中心部分９１０の類似度が下がることになるので、算出された類似度が所定の閾値以下になったフレーム画像を、列車の最後部がフレーム画像の中心部に到達した時点のフレーム画像であると判断する。そして、当該フレーム画像のフレーム番号に基づいて、列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２を算出する。具体的には、類似度が所定の閾値以下になったフレーム画像のフレーム番号と、先頭フレームのフレーム番号との差に、フレームレートを乗算することによって、列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２を算出する。

図１０は、画像処理部３３０において、列車の先頭部が測定点に到達した時刻及び列車の進行方向を求めるための処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示す処理は、撮像部１４０による動画撮像が終了した後に、入力部１２０を介して、列車までの距離が入力されると、画像処理部３３０によって実行される処理である。

同図に示すように、まず、処理対象とするフレーム画像を選択する（Ｓ１００１）。処理対象とするフレーム画像は、先頭のフレーム画像から、撮像された順番（フレーム番号の昇順）で、順次、選択される。

次に、選択された処理対象フレーム画像と先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分９１０の類似度が算出される（Ｓ１００２）。本実施形態においては、類似度としては、ゼロ平均正規化相互相関による類似度を算出する。

次に、算出された類似度が予め決められた所定の閾値（例えば、０．８）以下であるか否かが判別される（Ｓ１００３）。判別の結果、所定の閾値以下でなかった場合は（Ｓ１００３：Ｎｏ）、次の処理対象フレーム画像を選択した上で（Ｓ１００１）、前述した処理Ｓ１００２〜Ｓ１００３を繰り返す。

一方、算出された類似度が所定の閾値以下であった場合は（Ｓ１００３：Ｙｅｓ）、現在の処理対象フレーム画像が、列車の先頭部が測定点に到達したフレーム画像であると判断し、当該フレーム画像に対応する時刻を、列車の先頭部が測定点に到達した時刻ｔ１として算出する（Ｓ１００４）。すなわち、当該フレーム画像のフレーム番号と、先頭フレーム画像のフレーム番号の差に、フレームレートを乗算することによって、時刻ｔ１を算出する。

次に、列車の進行方向を判別するため、現在の処理対象フレーム画像と、先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の左端部分９２０及び右端部分９３０それぞれの類似度が算出される（Ｓ１００５）。

次に、算出された左端部分９２０の類似度と、右端部分９３０の類似度とを比較して、いずれの類似度が低いかが判別される（Ｓ１００６）。判別の結果、右端部分９３０の類似度の方が低い場合は（Ｓ１００６：右）、進行方向は左であると判断する（Ｓ１００７）。一方、左端部分９２０の類似度の方が低い場合は（Ｓ１００６：左）、進行方向は右であると判断する（Ｓ１００８）。

図１１は、画像処理部３３０において、列車の最後部が測定点に到達した時刻を求めるための処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示す処理は、図１０に示した処理に続けて、画像処理部３３０によって実行される。

同図に示すように、まず、処理対象とするフレーム画像を選択する（Ｓ１１０１）。処理対象とするフレーム画像は、逆再生状態となるように、末尾のフレーム画像から、撮像された順番とは逆順（フレーム番号の降順）で、順次、選択される。

次に、選択された処理対象フレーム画像と末尾フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分９１０の類似度が算出される（Ｓ１１０２）。

次に、算出された類似度が予め決められた所定の閾値（例えば、０．８）以下であるか否かが判別される（Ｓ１１０３）。判別の結果、所定の閾値以下でなかった場合は（Ｓ１１０３：Ｎｏ）、次の処理対象フレーム画像を選択した上で（Ｓ１１０１）、前述した処理Ｓ１１０２〜Ｓ１１０３を繰り返す。

一方、算出された類似度が所定の閾値以下であった場合は（Ｓ１１０３：Ｙｅｓ）、現在の処理対象フレーム画像が、列車の最後部が測定点に到達したフレーム画像であると判断し、当該フレーム画像に対応する時刻を、列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２として算出する（Ｓ１１０４）。すなわち、当該フレーム画像のフレーム番号と、先頭フレーム画像のフレーム番号の差に、フレームレートを乗算することによって、時刻ｔ２を算出する。

図１０及び図１１に示した処理によって、列車の先頭部及び最後部が測定点へ到達した時刻ｔ１，ｔ２並びに列車の進行方向が求まると、画像処理部３３０は、次に、列車の速度を算出する。

図１２は、画像処理部３３０において、列車の速度を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。

同図に示した処理では、列車の先頭部が測定点に到達した時刻ｔ１から列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２までのフレーム画像に基づいて、列車の速度が各フレーム画像毎に算出される。

同図に示すように、まず、処理対象とするフレーム画像を選択する（Ｓ１２０１）。処理対象とするフレーム画像は、列車の先頭部が測定点に到達した時刻ｔ１のフレーム画像（図１０のステップＳ１００４で特定されたフレーム画像）から、列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２のフレーム画像（図１１のステップＳ１１０４で特定されたフレーム画像）まで、撮像された順番（フレーム番号の昇順）で、順次、選択される。

次に、選択された処理対象フレーム画像に対して、エッジ検出処理が行われる（Ｓ１２０２）。本実施形態においては、Ｓｏｂｅｌフィルタを適用して、エッジ検出処理を行う。

次に、エッジ検出処理が施された処理対象フレーム画像に対して、二値化処理が行われる（Ｓ１２０３）。本実施形態においては、各ピクセルの濃度値が、予め決められた所定の閾値（例えば、３０）以上であるか否かを判別し、閾値以上であれば「１」とし、閾値未満であれば「０」とすることで、二値化したフレーム画像データを作成する。

次に、二値化されたフレーム画像データに対して、ノイズ除去処理が行われる（Ｓ１２０４）。本実施形態においては、一般的な膨張及び収縮処理を行うことで、ノイズ除去処理を行う。

次に、ノイズ除去がされた二値化フレーム画像に基づいて、列車の速度算出に使用される特徴線が抽出される（Ｓ１２０５）。本実施形態においては、列車の進行方向と垂直な方向となるフレーム画像の縦方向（上下方向）に延びる線（縦線）を、列車を識別するための特徴線として抽出する。

図１３は、特徴線の抽出方法を説明するための図である。

画像処理部３３０は、同図に示すように、一定の横幅（本実施形態においては、４ピクセル）を有する探索範囲で、二値化フレーム画像に対して順次探索を行い、探索範囲内で値「１」が縦方向に連続している領域を縦線と判断して特徴線として抽出する。なお、本実施形態においては、縦方向の長さが所定の長さ（例えば、２０ピクセル）以上のものが、特徴線として抽出される。

同図に示した例においては、領域１３０１は、横幅４ピクセルの範囲内において、値「１」が縦方向に２０ピクセル連続しているので、縦線と判断されて、特徴線として抽出される。

なお、抽出された特徴線に対応する部分が、次のフレーム画像においても写っているようにするため（後述するテンプレートマッチングが確実に行えるようするため）、上記特徴線の探索は、列車の進行方向（及び後述する速度）を考慮して、次のフレーム画像においても写っていると考えられる範囲について行われる。

図１２に示すように、特徴線の抽出処理Ｓ１２０５が完了すると、次に、抽出された特徴線（縦線）を含むテンプレート領域が作成される（Ｓ１２０６）。本実施形態においては、抽出された特徴線（縦線）のうち、最も長い特徴線（縦線）に基づいて、複数のテンプレート領域が作成される。より具体的には、抽出された最長縦線の長さに応じて、１０〜２０のテンプレート領域が作成される。

図１４は、テンプレート領域の作成方法を説明するための図である。同図は、２０個のテンプレート領域が作成された場合を示している。

同図に示すように、特徴線１４０１を複数（同図の場合、２０）に分割して、各分割部分を含む領域がテンプレート領域１４１１〜１４３０として作成される。本実施形態においては、特徴線１４０１の各分割部分を中心に左右方向両側に広がる矩形領域がテンプレート領域１４１１〜１４３０として作成される。

なお、テンプレート領域１４１１〜１４３０の横幅（ピクセル数）は、列車位置において所定の長さ（本実施形態においては、４０ｃｍ）を有するように決められる。列車位置における長さ［ｃｍ］と、フレーム画像上での長さ［ピクセル］との換算方法については後述する。

図１２に示すように、テンプレート領域の作成処理Ｓ１２０６が完了すると、次に、処理対象フレーム画像から、各テンプレート領域に対応する領域をテンプレート画像として切り出して、各テンプレート画像と、処理対象フレーム画像の次のフレーム画像との間で、テンプレートマッチング処理を行うことにより、各テンプレート画像の移動距離（移動したピクセル数）を求める（Ｓ１２０７）。

なお、テンプレートマッチング処理時のテンプレート画像の移動は、列車の進行方向を考慮して、基本的に、元の位置から列車の進行方向に移動させることで行われる。

次に、各テンプレート画像の移動距離から、列車の速度が算出される（Ｓ１２０８）。そのために、まず、各テンプレート画像の移動距離［ピクセル］に、フレームレート［１／ｓ］を乗算することで、各テンプレート画像の移動速度［ピクセル／ｓ］が求められる。更に、各テンプレート画像の移動速度［ピクセル／ｓ］は、列車位置での速度（列車位置速度）［ｃｍ／ｓ］に換算される。具体的には、各テンプレート画像の移動速度［ピクセル／ｓ］に換算係数Ｒ［ｃｍ／ピクセル］を乗算することで、列車位置速度［ｃｍ／ｓ］に換算される。換算係数Ｒの詳細については後述する。更に、本実施形態においては、列車位置速度の単位が、ｋｍ／ｈになるように換算処理を行う。

各テンプレート画像毎に、列車位置速度［ｋｍ／ｈ］が算出されると、算出された複数の列車位置速度に基づいて、列車の速度が求められる。

本実施形態においては、複数の列車位置速度から、適切な値でないと考えられるものを排除した上で、列車の速度を求めるようにしている。

図１５は、列車の速度の求め方を説明するための図である。同図は、１０個のテンプレート領域に対応して、１０個の列車位置速度が算出された場合を示している。

同図に示すように、本実施形態においては、まず、各テンプレート画像毎に算出された列車位置速度１５０１〜１５１０に対して、所定の誤差範囲（例えば、±５ｋｍ／ｈ）が設けられる。そして、誤差範囲を考慮した複数の列車位置速度において、最も多くのものが重なり合う範囲（最多重複範囲）を求め、当該範囲の中間値を、列車の速度とする。

同図に示した例においては、８８ｋｍ／ｈから９４ｋｍ／ｈの範囲１５２０において最も多くのもの（１０個のうち８個）が重なっているので、当該範囲１５２０の中間値である９１ｋｍ／ｈが最終的な列車の速度として算出される。

本実施形態においては、特徴線に基づいて作成された複数のテンプレート画像のそれぞれについて、テンプレートマッチングを行い、各テンプレート画像毎に列車位置速度を算出し、算出された複数の列車位置速度から適切な値でないと考えられるもの（例えば、図１５における列車位置速度１５０５）を排除した上で、列車の速度を求めるようにしているので、例えば、テンプレート領域の一部に木の影等が映り込んだ結果、当該一部については誤った部分にマッチングされてしまった場合であっても、誤った部分からの影響を除去することが可能となっている。

図１２に示すように、処理対象フレーム画像についての列車速度算出処理Ｓ１２０８が終了すると、次に、列車の最後部が測定点に到達した時刻ｔ２のフレーム画像まで処理が終了したか否かが判別される（Ｓ１２０９）。判別の結果、まだ処理していないフレーム画像が存在する場合は（Ｓ１２０９：Ｎｏ）、次の処理対象フレーム画像を選択した上で（Ｓ１２０１）、前述した処理Ｓ１２０２〜Ｓ１２０９を繰り返す。一方、時刻ｔ２のフレーム画像まで処理が終了していた場合は（Ｓ１２０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上のような処理を行うことにより、時刻ｔ１〜ｔ２の間の各フレーム画像毎に、列車の（瞬間）速度が算出される。

次に、フレーム画像上での距離を、列車位置での距離に換算するための換算係数Ｒについて説明する。

図１６は、フレーム画像上での距離を、列車位置での距離に換算するための換算係数Ｒを求める方法を説明するための図である。

フレーム画像上での距離ｍ［ピクセル］と、列車位置での距離Ｍ［ｃｍ］とは、下記式１に示すように比例関係にあると考えられる。

Ｍ＝Ｒｍ ・・・・・（１）

また、換算係数Ｒは、一定ではなく、撮像部１４０から列車までの距離Ｄに依存するものであると考えられる。

そこで、撮像部１４０から列車までの距離Ｄの時の換算係数Ｒを求めるため、まず、所定の横幅Ｍ１［ｃｍ］を有する基準物１６１０を用意し、当該基準物１６１０を、撮像部１４０から所定の距離ｄ１［ｃｍ］の位置に設置した上で、基準物１６１０の撮像を行い、撮像された基準物１６１０のフレーム画像上での横幅ｍ１［ピクセル］を求める。

基準物１６１０の実際の横幅Ｍ１と、フレーム画像上での横幅ｍ１についても、下記式２に示すような関係が成り立つと考えられる。

Ｍ１＝ｒｍ１ ・・・・・（２）

ここで、ｒは、撮像部１４０からの距離がｄ１の場合の換算係数である。

この場合、Ｍ１とｍ１とは既知の値であるので、ｒの値は、以下に示す式３によって求めることができることになる。

ｒ＝Ｍ１／ｍ１ ・・・・・（３）

一方、撮像部１４０から列車位置までの距離をＤ［ｃｍ］、撮像部１４０のレンズ１６２０の口径をＳ［ｃｍ］、レンズ１６２０から収束点１６３０までの距離をｄ２［ｃｍ］、撮像部１４０から距離ｄ１［ｃｍ］における撮像範囲の幅をＷ１［ｃｍ］とすると、図１６に示した幾何学的関係から、下記式４に示すような関係が成り立つ。なお、一般に、撮像部１４０の撮像レンズ１４１は、複数のレンズによって構成されているが、同図に示したレンズ１６２０は、撮像カメラ１４２の撮像素子に最も近いレンズを表している。また、同図に示した収束点１６３０は、計算の便宜のために設けた仮想的なものである。

ｄ２：（ｄ１＋ｄ２）＝Ｓ：Ｗ１ ・・・・・（４）

式４をｄ２について解くと、ｄ２は、下記式５で表されることになる。

ｄ２＝ｄ１Ｓ／（Ｗ１−Ｓ） ・・・・・（５）

また、撮像部１４０から距離ｄ１における撮像範囲の幅Ｗ１は、フレーム画像の横幅をｗ［ピクセル］とすると、上記式２及び式３より、下記式６に示すように求めることができる。

Ｗ１＝ｒｗ＝Ｍ１ｗ／ｍ１ ・・・・・（６）

なお、本実施形態においては、前述したように、フレーム画像の横幅ｗは６４０ピクセルとしているので、Ｗ１＝６４０Ｍ１／ｍ１ということになる。

すなわち、上記式５及び式６によって、ｄ２の値が求められることになる。

一方、図１６に示した幾何学的関係から、下記式７に示すような関係も成り立つ。

（ｄ１＋ｄ２）：（Ｄ＋ｄ２）＝Ｗ１：Ｗ＝ｒｗ：Ｒｗ ・・・・・（７）

なお、Ｗは、撮像部１４０から距離Ｄにおける撮像範囲の幅を示している。

式７をＲについて解くと、Ｒは、下記式８で表されることになる。

Ｒ＝（Ｄ＋ｄ２）ｒ／（ｄ１＋ｄ２） ・・・・・（８）

ｄ１は既知の値であり、ｄ２は、式５及び式６から求まり、ｒは式３から求まるので、式８によって、撮像部１４０からの距離がＤの時の換算係数Ｒが求まることになる。

以上のようにして求められる換算係数Ｒを使用することによって、フレーム画像上における距離や速度が、列車位置における距離や速度に換算されることになる。

次に、制御区間長算出部３４０における処理の詳細について説明する。

制御区間長算出部３４０は、画像処理部３３０によって算出された複数の（瞬間）速度に基づいて、制御区間長を算出する。

そのために、制御区間長算出部３４０は、まず、複数の（瞬間）速度データに基づいて、列車の速度関数ｖ（ｔ）を求める。本実施形態においては、列車の速度関数は、時間ｔの一次関数ｖ（ｔ）＝ａｔ＋ｂとして表せると仮定して、複数の（瞬間）速度データに基づいて、最小自乗法により、直線の傾きａと、切片ｂとを求める。なお、前述したように、複数の（瞬間）速度データのそれぞれは、各フレーム画像毎に算出されているので、複数の（瞬間）速度データは、時刻ｔ１から１／フレームレート秒（例えば、１／３０秒）毎のデータとなっている。

以上のようにして、列車の速度関数ｖ（ｔ）が求まると、次に、求まった速度関数ｖ（ｔ）に基づいて、制御区間長を算出する。

図１７は、制御区間長の算出方法を説明するための図である。同図においては、列車の先頭部が制御区間内に進入した時刻ｔ０（＝０）から、列車の最後部が制御区間内から進出した時刻ｔ３までの速度関数ｖ（ｔ）のグラフ１７０１が示されている。

制御区間長は、制御区間の一方（列車が進入した側）の端部から測定点までの距離Ｌ１と、測定点から制御区間の他方（列車が進出した側）の端部までの距離Ｌ２との和Ｌ１＋Ｌ２で表すことができる。一方、距離Ｌ１は、列車の先頭部が制御区間内に進入してから測定点に到達するまでに移動した距離、すなわち、列車の速度関数ｖ（ｔ）を時刻ｔ０（＝０）から時刻ｔ１まで積分した値（図１７に示した例では、領域１７１１の面積）と等しく、距離Ｌ２は、列車の最後部が測定点に到達してから制御区間内から進出するまでに移動した距離、すなわち、列車の速度関数ｖ（ｔ）を時刻ｔ２から時刻ｔ３まで積分した値（図１７に示した例では、領域１７１２の面積）と等しくなる。従って、各領域１７１１，１７１２の面積を算出して、その和を求めれば、制御区間長Ｌが算出されることになる。

なお、厳密に言えば、時刻ｔ０（＝０）は、列車の先頭部（先端面）が制御区間内に進入した時刻ではなく、列車（先頭車両）の一番前の車軸が制御区間内に進入した時刻であり、時刻ｔ３は、列車の最後部（後端面）が制御区間から進出した時刻ではなく、列車（最後尾車両）の一番後の車軸が制御区間から進出した時刻である。すなわち、列車の速度関数に基づいて前述したように算出される制御区間長は、実際の制御区間長より、列車の先端面から列車の一番前の車軸までの距離Ｃ１＋列車の後端面から列車の一番後の車軸までの距離Ｃ２の分だけ短いということになる。そこで、本実施形態においては、面積和から算出された値に、Ｃ１（例えば、２ｍ）＋Ｃ２（例えば、２ｍ）を加算した値を、最終的な制御区間長Ｌとしている。

以上のようにして制御区間長算出部３４０によって算出された制御区間長Ｌは、表示処理部３６０によって、表示部１１０に表示される。なお、本実施形態においては、制御区間長Ｌは、最終的に、ｍ単位に換算されて表示される。

次に、以上のような構成を有する制御区間長測定装置１００の使用方法について説明する。

まず、測定のための準備を行う。そのために、まず、撮像部１４０の設置を行う。撮像部１４０は、撮像カメラ１４２の向きが、列車の側面（進行方向）と直交すると共に、地面と水平になるように設置される。撮像カメラ１４２は、例えば、三脚上に載置されて固定される。

次に、設置された撮像部１４０から列車の側面までの距離を測定する。すなわち、列車が通過するのを待ち、列車が通過している間に、撮像部１４０（撮像レンズ１４１）から列車までの距離を、レーザ距離計等を使って測定する。本実施形態においては、レーザ距離計を使って列車までの距離をｃｍ単位で測定する。

次に、光センサ部１３０の装着を行う。すなわち、光センサ部１３０の開口部１３１が、踏切制御子のリレーＬＥＤに被さるように、光センサ部１３０を踏切制御子の筐体に取り付ける。

次に、撮像レンズ１４１の絞りの設定を行う。すなわち、撮像部１４０によって撮像される画像が、画像処理に適したものとなるように、撮像レンズ１４１の絞り調整部を操作して絞りの調整を行う。本実施形態においては、撮像レンズ１４１の絞り調整部の最適位置が求められるよう、絞り調整補助機能を備えている。

絞り調整補助機能は、撮像レンズ１４１の絞り調整部を操作して絞りの調整を行う際、現在の絞り調整部の位置で撮像されたフレーム画像の濃度値の標準偏差を算出して、表示部１１０に適宜表示することにより、撮像画像の濃度値の標準偏差が最大となる絞り調整部の位置がユーザに簡単にわかるようにするものである。撮像画像の濃度値の標準偏差が最大となるように、撮像レンズ１４１の絞りを設定すれば、撮像画像のコントラストが大きくなるので、画像処理に適したフレーム画像が得られることになる。

入力部１２０を介して、絞り調整補助機能が起動されると、制御区間長測定装置１００は、まず、最大値確認モードでの動作を開始し、表示部１１０には、現在の絞り調整部の位置で撮像されたフレーム画像の濃度値の平均値と標準偏差が表示される。

ユーザは、絞り調整補助機能を起動する前に、撮像レンズ１４１の絞り調整部を操作して、撮像レンズ１４１の絞りを最小（最も絞った状態）にしておく。そして、絞り調整補助機能を起動した後、撮像レンズ１４１の絞り調整部を操作して、撮像レンズ１４１の絞りを少しずつ広げていく。そして、撮像レンズ１４１の絞りが最大（最も開放した状態）となったら、再び、撮像レンズ１４１の絞りを最小にまで戻す。

このように撮像レンズ１４１の絞りを、最小→最大→最小と変えていく過程で、撮像部１４０から送られてくる各フレーム画像について濃度値の平均値及び標準偏差が算出され、算出された値と、それまでの最大値とが比較され、新たに算出された値がそれまでの最大値を超えていた場合は、最大値の更新をすることで、濃度値の平均値及び標準偏差の最大値が特定されて記憶されることになる。

そして、撮像レンズ１４１の絞りを最小まで戻した後に、再度、撮像レンズ１４１の絞りを広げていくと、制御区間長測定装置１００は、自動的に設定モードでの動作に移行する。設定モードにおいては、表示部１１０に、現在の絞り調整部の位置で撮像されたフレーム画像の濃度値の平均値と標準偏差と共に、それぞれの最大値に対する割合（パーセンテージ）が表示される。本実施形態においては、最大値に対する割合を示す表示として、表示部１１０に表示される■の数を１０％毎に増加させていくレベル表示を行う。すなわち、表示部１１０に■が１０個表示された状態（■■■■■■■■■■）が、最大値であることを示すことになる。

ユーザは、撮像レンズ１４１の絞り調整部を適宜操作していき、表示部１１０の表示に基づいて、フレーム画像の濃度値の標準偏差が最大（１００％）となる位置を見つけて、当該位置に、絞り調整部を固定する。

以上のようにして、測定の準備が済むと、制御区間長の測定を開始する。すなわち、入力部１２０を介して、制御区間長測定装置１００に対して測定開始を指示する。測定開始が指示されると、制御区間長測定装置１００は、踏切制御子が制御区間内に列車が進入したことを検知するのを待ち、踏切制御子が制御区間内に列車が進入したことを検知したことを検出すると、列車の撮像を開始する。そして、踏切制御子が制御区間から列車が進出したことを検知するのを待ち、踏切制御子が制御区間から列車が進出したことを検知したことを検出すると、列車の撮像を終了する。

列車の撮像が完了すると、制御区間長測定装置１００の表示部１１０には、列車までの距離の入力を促す画面が表示される。当該画面に応じて、入力部１２０を介して、列車までの距離を入力すると、画像処理部３３０による処理が開始され、最終的に、制御区間長算出部３４０によって算出された制御区間長が、表示部１１０に表示される。

以上説明したように、上述した制御区間長測定装置１００によれば、通常運行する列車の動画を撮像するだけで、制御区間長を測定することできるので、制御区間長を簡易に測定することが可能となる。

最後に、撮像レンズ１４１の絞りを設定する際に利用される絞り調整補助機能の詳細について説明する。

図１８及び図１９は、絞り調整補助機能起動時の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

図１８及び図１９に示した処理は、入力部１２０を介して、絞り調整補助機能が起動された際に、実行されるものである。

なお、前述したように、ユーザは、絞り調整補助機能を起動する前に、撮像レンズ１４１の絞り調整部を操作して、撮像レンズ１４１の絞りを最小（最も絞った状態）にしておく。

絞り調整補助機能が起動されると、図１８に示すように、まず、撮像部１４０に対して撮像開始が指示される（Ｓ１８０１）。

次に、調整操作（最大値確認用操作）が開始されたか否か、すなわち、撮像レンズ１４１の絞りがユーザによって広げられ始めたか否かが判別される（Ｓ１８０２）。具体的には、撮像部１４０から順次送られてくるフレーム画像に基づいて、フレーム画像の濃度値の平均値を算出し、算出された平均値が予め決められた所定の閾値Ｔを超えている否かが判別される。

判別の結果、調整操作が開始されていない場合、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔを超えていない場合は（Ｓ１８０２：Ｎｏ）、調整操作が開始されるまで、判別処理Ｓ１８０２を繰り返す。

一方、調整操作が開始された場合、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔを超えた場合は（Ｓ１８０２：Ｙｅｓ）、撮像部１４０から順次送られてくるフレーム画像に基づいて、フレーム画像の濃度値の平均値及び標準偏差を算出し（Ｓ１８０３）、算出した濃度値の平均値及び標準偏差を表示部１１０に表示させる。

次に、今回算出された濃度値の平均値及び標準偏差が、それぞれの最大値を記憶するための変数Ａｍａｘ、Ｄｍａｘの値より大きいか否かを判別し（Ｓ１８０４）、今回算出された値が大きければ（Ｓ１８０４：Ｙｅｓ）、最大値を記憶するための変数Ａｍａｘ、Ｄｍａｘの値を今回算出された値に更新する（Ｓ１８０５）。なお、最大値を記憶するための変数Ａｍａｘ、Ｄｍａｘは、処理開始時に適宜（例えば、０に）初期化されているものとする。

次に、撮像レンズ１４１の絞りを最小から一旦最大まで広げた後に、再び最小に戻す操作（最大値確認用操作）が終了したか否かが判別される（Ｓ１８０６）。具体的には、フレーム画像の濃度値の平均値が前記所定の閾値Ｔ以下となったか否かが判別される。

判別の結果、最大値確認用操作が終了していない場合（Ｓ１８０６：Ｎｏ）、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔ以下となっていない場合は、前述した処理Ｓ１８０３〜Ｓ１８０６を繰り返す。

一方、判別の結果、最大値確認用操作が終了した場合（Ｓ１８０６：Ｙｅｓ）、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔ以下となった場合は、次に、図１９に示すように、設定用操作が開始されたか否か、すなわち、撮像レンズ１４１の絞りがユーザによって再び広げられ始めたか否かが判別される（Ｓ１９０１）。具体的には、撮像部１４０から順次送られてくるフレーム画像に基づいて、フレーム画像の濃度値の平均値を算出し、算出された平均値が前記所定の閾値Ｔを超えている否かが判別される。

判別の結果、設定用操作が開始されていない場合、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔを超えていない場合は（Ｓ１９０１：Ｎｏ）、設定用操作が開始されるまで、判別処理Ｓ１９０１を繰り返す。

一方、設定用操作が開始された場合、すなわち、フレーム画像の濃度値の平均値が所定の閾値Ｔを超えた場合は（Ｓ１９０１：Ｙｅｓ）、撮像部１４０から順次送られてくるフレーム画像に基づいて、フレーム画像の濃度値の平均値及び標準偏差を算出し（Ｓ１９０２）、更に、算出された平均値及び標準偏差のそれぞれの最大値Ａｍａｘ、Ｄｍａｘに対する割合（％）を算出し、算出した最大値Ａｍａｘ、Ｄｍａｘに対する割合（％）を表示部１１０に適宜表示させる（Ｓ１９０３）。

次に、設定用操作が終了したか否かが判別される（Ｓ１９０４）。すなわち、ユーザによって決定スイッチ１２５が押されたか否かが判別される。判別の結果、設定操作が終了していない場合、すなわち、ユーザによって決定スイッチが押されていない場合は（Ｓ１９０４：Ｎｏ）、前述した処理Ｓ１９０２〜Ｓ１９０４を繰り返す。

一方、判別の結果、設定操作が終了した場合、すなわち、ユーザによって決定スイッチ１２５が押された場合は（Ｓ１９０４：Ｙｅｓ）、撮像部１４０に対して撮像停止を指示した上で（Ｓ１９０５）、処理を終了する。

図１８及び図１９に示したような処理を行うことにより、設定用操作時には、表示部１１０に、現在の絞り調整部の位置で撮像されたフレーム画像の濃度値の標準偏差と、最大値確認用操作時に確認された標準偏差の最大値との関係がわかるような表示（具体的には、最大値に対するパーセント表示）がされるので、ユーザは、撮像画像の濃度値の標準偏差が最大となる絞り調整部の位置が簡単に特定できるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、当然のことながら、本発明の実施形態は上記のものに限られない。例えば、上述した実施形態においては、踏切制御子のリレーＬＥＤの点灯状態を監視することによって、踏切制御子の動作を検出するようにしていたが、他の方法（例えば、踏切制御子が出力する信号の監視）によって踏切制御子の動作を検出することも考えられる。

また、上述した実施形態においては、絞り調整補助機能起動時における設定用操作の際に、現在の絞り調整部の位置で撮像されたフレーム画像の濃度値の標準偏差と、最大値確認用操作時に確認された標準偏差の最大値との関係がわかるような表示として、最大値に対する割合（％）をレベル表示するようにしていたが、他の表示形式（例えば、単に、算出された標準偏差と、最大値とを並べた形式）で表示することも考えられる。

１００ 制御区間長測定装置
１０１ 本体部
１１０ 表示部
１２０ 入力部
１２１ 上移動スイッチ
１２２ 下移動スイッチ
１２３ 左移動スイッチ
１２４ 右移動スイッチ
１２５ 決定スイッチ
１３０ 光センサ部
１３１ 開口部
１３２ ２線式ケーブル
１４０ 撮像部
１４１ 撮像レンズ
１４２ 撮像カメラ
１４３ ＵＳＢケーブル
１５０ 電源部
１５１ ＵＳＢケーブル
１６０ マイコン（マイクロコントローラ）
１６１ ＲＯＭ
１６２ ＲＡＭ
１６３ Ａ／Ｄ変換器
１６４ タイマ
１７０ ボードコンピュータ
１７１ ＣＰＵ
１７２ ＲＯＭ
１７３ ＲＡＭ
１７４ ＵＳＢインタフェース部
３１０ 踏切制御子動作検出部
３２０ 撮像処理部
３３０ 画像処理部
３４０ 制御区間長算出部
３５０ 入力処理部
３６０ 表示処理部
８００ 動画データ格納領域
８１０ フレーム番号
８２０ フレーム画像データ
９００ フレーム画像
９０１ 列車
９１０ フレーム画像の中心部分
９２０ フレーム画像の左端部分
９３０ フレーム画像の右端部分
１３０１ 特徴線（縦線）
１４０１ 特徴線
１４１１〜１４３０ テンプレート領域
１５０１〜１５１０ 列車位置速度
１５２０ 最多重複範囲
１６１０ 基準物
１６２０ レンズ
１６３０ 収束点
１７０１ 速度関数ｖ（ｔ）のグラフ
１７１１，１７１２ 領域

Claims (15)

1. 踏切制御子の制御区間長を測定する制御区間長測定装置であって、
   前記踏切制御子の動作を検出するための踏切制御子動作検出部と、
   列車の動画を撮像するための撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された動画に基づいて、列車の速度を算出する画像処理部と、
   前記画像処理部によって算出された列車の速度に基づいて、制御区間長を算出する制御区間長算出部と
   を備え、
   前記踏切制御子動作検出部は、前記踏切制御子が、制御区間内に列車が進入したことを検知したこと、及び、制御区間内から列車が進出したことを検知したことを検出し、
   前記撮像部は、制御区間内に列車が進入したことを前記踏切制御子が検知してから、制御区間内から列車が進出したことを前記踏切制御子が検知するまで、列車の動画を撮像する
   ことを特徴とする制御区間長測定装置。
2. 前記画像処理部は、前記撮像部によって撮像されたフレーム画像から、列車を識別するための特徴線を抽出し、抽出された特徴線に基づいてテンプレート画像を作成し、作成されたテンプレート画像に基づくテンプレートマッチングにより、列車の速度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御区間長測定装置。
3. 前記特徴線は、前記列車の進行方向と垂直な方向に延びる線である
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御区間長測定装置。
4. 前記画像処理部は、
   前記特徴線に基づいて複数のテンプレート画像を作成し、作成された各テンプレート画像毎に、その移動速度を算出し、
   算出された各テンプレート画像の移動速度に基づいて、列車の速度を算出する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の制御区間長測定装置。
5. 前記画像処理部は、各テンプレート画像毎に算出された移動速度のうち、適切な値でないと考えられるものを排除した上で、列車の速度を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御区間長測定装置。
6. 前記画像処理部は、各テンプレート画像毎に算出された各移動速度について、所定の誤差範囲を設け、当該誤差範囲を考慮した複数の移動速度において、最も多くのものが重なり合う最多重複範囲を求め、当該最多重複範囲に基づいて、列車の速度を算出する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の制御区間長測定装置。
7. 前記画像処理部は、各フレーム画像毎に、列車の速度を算出し、
   前記制御区間長算出部は、各フレーム画像毎に算出された列車の速度に基づいて、列車の速度関数を求め、求められた速度関数に基づいて、制御区間長を算出する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御区間長測定装置。
8. 前記制御区間長算出部は、前記速度関数に基づいて、列車の先頭部が制御区間内に進入してから測定点に到達するまでに移動した距離、及び、列車の最後部が測定点に到達してから制御区間内から進出するまでに移動した距離を算出し、算出された距離に基づいて、制御区間長を算出する
   ことを特徴とする請求項７に記載の制御区間長測定装置。
9. 前記画像処理部は、
   撮像順に、各フレーム画像と先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の先頭部が測定点に到達した時刻を算出し、
   撮像順とは逆順に、各フレーム画像と末尾フレーム画像との間で、フレーム画像の中心部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の最後部が測定点に到達した時刻を算出する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御区間長測定装置。
10. 前記画像処理部は、列車の先頭部が測定点に到達した時点のフレーム画像と先頭フレーム画像との間で、フレーム画像の左端部分及び右端部分の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、列車の進行方向を判別する
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御区間長測定装置。
11. 前記踏切制御子動作検出部は、前記踏切制御子の動作状態を示す発光部の点灯状態の変化に基づいて、前記踏切制御子の動作を検出する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御区間長測定装置。
12. 前記踏切制御子動作検出部は、
    前記発光部の光量を検知するための光センサ部と、
    前記光センサ部によって検知された光量に基づいて、前記発光部の点灯状態を監視する点灯状態監視部と
    を備え、
    前記点灯状態監視部は、
    前記光センサ部によって検知された光量が所定回数連続して増加した場合に、前記発光部が点灯したと判断し、
    前記光センサ部によって検知された光量が所定回数連続して減少した場合に、前記発光部が消灯したと判断する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の制御区間長測定装置。
13. 前記踏切制御子動作検出部は、
    前記発光部の光量を検知するための光センサ部と、
    前記光センサ部によって検知された光量に基づいて、前記発光部の点灯状態を監視する点灯状態監視部と
    を備え、
    前記点灯状態監視部は、
    前記光センサ部によって検知された光量に基づいて、前記踏切制御子の種別を自動判別する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の制御区間長測定装置。
14. 表示部を更に備え、
    前記撮像部は、絞り調整機能を備え、
    絞り調整補助機能が起動された場合、
    前記画像処理部は、
    最大値確認用操作時は、前記撮像部によって撮像された各フレーム画像の濃度値の標準偏差を算出して、標準偏差の最大値を求め、
    設定用操作時は、前記撮像部によって撮像された各フレーム画像の濃度値の標準偏差を算出し、
    前記表示部は、前記設定用操作時に、前記画像処理部によって算出された標準偏差と前記最大値との関係がわかるような表示を行う
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の制御区間長測定装置。
15. 前記画像処理部は、前記設定用操作時に、算出された標準偏差の前記最大値に対する割合を算出し、
    前記表示部は、前記割合を示す表示を行う
    ことを特徴とする請求項１４に記載の制御区間長測定装置。

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