JP6463011B2 - 情報表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として列車といった移動物体の後方部が、例えば制限速度解除時点を通過したか否かといった情報を表示するようにした情報表示装置に関する。

一般に、列車の運転士は線路脇や運転席に現示される信号に従い、路線について定められた制限速度を考慮して、力行、惰行、減速などの操作により列車を運転し、予め定められた列車ダイヤに適合するように運転している。
従来、運転士に与えられる運転指示情報は、標識や信号機によるその時点およびその箇所における速度制限等に限られ、その他多くの判断材料は、運転士の記憶力や注意力に頼っている。列車の運転に必要な走行線区の駅位置、配線、線形、制限速度など、進行方向前方に関する知識は、運転士がその路線に高度に習熟していなければ必要に応じて直ちに想起し的確に利用することができない。

そこで、従来、例えば、走行線区に係る情報および計画運転曲線を表示すると共に、列車の現在位置と速度を表す自列車符号を表示し、また、進行方向前方において列車が停止もしくは徐行通過すべき場所となった場合に、当該場所において停止もしくは徐行できるような複数のブレーキパターンを、運転席に配備した表示装置に重複表示させるようにした運転支援装置があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２９２３４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、運転士に対して、列車が速度を解除しなければならない場所を提示することは可能でも、制限速度解除地点を列車後方部が完全に通過しているかどうかを判断することは困難であった。このため、特に経験の浅い運転士等では、実際に列車の後方部が制限速度解除地点を通過しているか否かを容易に判断することができないという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、運転士の経験や勘に頼らずに、移動物体後方部が標識を通過しているか否かを容易に判断することのできる情報表示装置を得ることを目的とする。

この発明に係る情報表示装置は、列車の後方部の映像を取得する映像取得部と、映像取得部で取得された映像から線路に沿って設けられた標識を認識し、標識と列車の後方部と距離を求める解析部と、解析部で求めた距離を用いて、線路上で列車の後方部が標識を通過したか否かを判定する判定部と、判定部の判定結果を用いて、列車の運転室に設けられ、列車の後方部が標識を通過したか否かを示す表示を行う表示部とを備えたものである。

この発明の情報表示装置は、移動物体後方部の映像から標識を認識して、標識と移動物体後方部との距離を求め、この距離に基づいて移動物体後方部が標識を通過したか否かを表示するようにしたので、運転士の経験や勘に頼らずに、移動物体後方部が標識を通過しているか否かを容易に判断することができる。

この発明の実施の形態１による情報表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による情報表示装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による情報表示装置の移動物体後方部が標識を通過したか否かを示す表示例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による情報表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による情報表示装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による情報表示装置の移動物体後方部の映像を示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による情報表示装置を示す構成図である。また、実施の形態１では、移動物体を列車とし、線路に沿って設けられた標識としては制限速度解除標識とする。
図１に示すように、情報表示装置は、映像取得部１、解析部２、判定部３、表示部４を備えている。映像取得部１は、列車の最後尾の車両に設けられたカメラやセンサといった映像を取得する装置であり、設置位置周辺の映像を取得する。解析部２は、映像取得部１で取得された映像に基づいて、映像中の標識と列車後方部との距離を演算する処理部である。判定部３は、解析部２で解析された標識と列車後方部との距離に基づいて、車両の最後部（列車の後端）が標識の位置を通過したか否かを判定する処理部である。表示部４は、判定部３の判定結果を視覚情報として表示する表示装置であり、例えば運転席のモニタからなる。

なお、標識として、制限速度解除標識以外にも、注意喚起標識（例えば、急カーブ）といった他の鉄道標識であってもよい。

また、情報表示装置はコンピュータを用いて構成され、解析部２と判定部３は、それぞれの機能に対応したソフトウェアをＣＰＵで実行することで実現されている。あるいは、解析部２及び判定部３の少なくともいずれかを専用のハードウェアで構成してもよい。

次に、実施の形態１の情報表示装置の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。
映像取得部１は、車両後方周辺部の映像を常に取得しており（ステップＳＴ１０１）、解析部２は、映像取得部１からの映像に基づいて鉄道標識の検知を行う（ステップＳＴ１０２）。ここで、解析部２における鉄道標識の検知方法としては、映像取得部１で取得した映像を画像処理し、映像中に鉄道標識の画像が含まれているか否かを検知する。あるいは、画像データベース（図示せず）と照合することで鉄道標識を検知してもよい。解析部２はステップＳＴ１０２において、鉄道標識（実施の形態１では制限速度解除標識）を検知した場合（ステップＳＴ１０２：Ｙｅｓ）は、列車後方部と制限速度解除標識との距離を判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定方法としては、例えば、画像全体に占める制限速度解除標識の大きさ、といった画像処理によりその距離を演算し、列車後方部が制限速度解除標識を通過していない場合は負の値とし、通過している場合は正の値とする。なお、精度を向上するために、外部の地上装置から、鉄道標識の設置位置と内容、現在の自車位置の走行区間を取得し、標識の内容を判定しても良い。一方、ステップＳＴ１０２において鉄道標識を検知していない場合（ステップＳＴ１０２：Ｎｏ）、解析部２は、検知無しを示す情報（例えば、距離＝∞といった情報）を判定部３に出力する（ステップＳＴ１０４）。

判定部３は、解析部２から出力された距離の値（∞以外の値）に基づいて列車後方部が制限速度解除標識の位置を超えているか否か（通過したか否か）を判定する（ステップＳＴ１０５）。判定の結果、「解析部２の出力値＞０」であった場合は、制限速度解除標識の位置を超えている（ステップＳＴ１０５：Ｙｅｓ）ため、制限速度解除の情報を出力する（ステップＳＴ１０６）。一方、「解析部２の出力値＜０」であった場合は、制限速度解除標識の位置を超えていない（ステップＳＴ１０５：Ｎｏ）ため、列車後方部と制限速度解除標識との距離情報を出力する（ステップＳＴ１０７）。また、解析部２からの出力値が∞であった場合は、鉄道標識無しの情報を出力する（ステップＳＴ１０８）。

表示部４では、判定部３の判定結果に基づいて表示を行う。例えば、判定部３から制限速度解除の情報が出力された場合は列車後方部が制限速度解除地点を通過したことを示す情報表示を行う（ステップＳＴ１０９）。また、列車後方部と制限速度解除標識との距離情報が出力された場合は、車両方向部が制限速度解除地点を通過していないことを示す情報表示を行う（ステップＳＴ１１０）。図３は、これらの表示例、すなわち、移動物体と標識地点との位置関係を示す表示であり、列車が図面の左側から右側に移動し、（ａ）は列車後方部が制限速度解除地点を完全に通過していない場合、（ｂ）は車両が速度解除地点を完全に通過している場合を示している。なお、表示部４における表示方法はこれらの表示例に限定されるものではなく、例えば、制限速度解除地点を通過しているか否かで表示色を変更する方法や、車両が速度解除地点を完全に通過していない場合は、「５ｍ」といった速度解除地点との距離を表示する、といった方法であってもよい。

また、判定部３から鉄道標識無しの情報が出力された場合は、「鉄道標識検知無し」といったメッセージ表示等、現時点で鉄道標識を存在しないことを示す情報表示を行う（ステップＳＴ１１１）。

このように、実施の形態１では、列車後方部が制限速度解除標識を超えたかどうか、運転士の経験や勘に頼ってしまうと、特に初心者の運転士は制限速度超過ミスをしてしまう可能性が高くなるという課題を、列車後方部の映像を取得し、列車後方部と制限速度解除標識の距離を判定し、列車後方部が制限速度解除標識を超えたかどうかを明確にすることで、運転士の経験や勘に頼らず、制限速度解除標識指定の位置を超えているか、超えていないかを判断しやすくし、制限速度の誤認識を少なくすることができる。

以上説明したように、実施の形態１の情報表示装置によれば、移動物体後方部の映像を取得する映像取得部と、映像取得部で取得された映像から移動物体走行路に沿って設けられた標識を認識し、標識と移動物体後方部と距離を求める解析部と、解析部で求めた距離を用いて、移動物体走行路上で移動物体後方部が標識を通過したか否かを判定する判定部と、判定部の判定結果を用いて、移動物体後方部が標識を通過したか否かを示す表示を行う表示部とを備えたので、運転士の経験や勘に頼らずに、移動物体後方部が標識を通過しているか否かを容易に判断することができる。

また、実施の形態１の情報表示装置によれば、表示部は、移動物体と標識地点との位置関係を示す表示を行うようにしたので、より確実に移動物体後方部が標識を通過しているか否かを判断することができる。

また、実施の形態１の情報表示装置によれば、標識は、規制解除標識であるとしたので、移動物体後方部が確実に規制解除地点を通過したか否かを判断することができる。

また、実施の形態１の情報表示装置によれば、移動物体を列車とし、移動物体走行路を線路としたので、運転士の経験や勘に頼らずに、列車後方部が標識を通過しているか否かを容易に判断することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１の構成に加えて列車後方部からの映像を表示するようにしたものである。

図４は、実施の形態２の情報表示装置を示す構成図である。実施の形態２の情報表示装置は、映像取得部１、解析部２ａ、判定部３ａ、表示部４、映像投影部５を備えている。映像取得部１は、実施の形態１の映像取得部１と同様である。解析部２ａは、実施の形態１の解析部２の機能に加えて、鉄道標識を検知しない場合は、映像取得部１から出力された列車後方部からの映像をそのまま出力する機能を有している。判定部３ａは、実施の形態１の判定部３の機能（表示部４への情報出力機能）に加えて、解析部２ａが鉄道標識を検知していない場合は列車後方部からみた映像をそのまま映像投影部５に対して出力すると共に、列車後方部が制限速度解除標識を超えていない場合は、映像投影部５に対して制限速度解除標識を強調表示した映像を出力する機能を有している。表示部４は、実施の形態１の表示部４と同様の第１の表示部であり、映像投影部５は、第２の表示部である。この映像投影部５は、例えば列車の運転室の壁面等に映像データを投影して表示するプロジェクタといった表示装置を用いて構成されている。

次に、実施の形態２の情報表示装置の動作について説明する。なお、表示部４への表示を行う映像取得部１から判定部３ａの一連の処理は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略し、映像投影部５への表示処理についてのみ説明する。

図５は、映像投影部５の情報表示に関する動作を示すフローチャートである。
映像取得部１により、列車後方周辺部の映像を常に取得し（ステップＳＴ２０１）、解析部２ａは、映像取得部１からの映像に基づいて鉄道標識の検知を行い（ステップＳＴ２０２）、鉄道標識を検知した場合は列車後方部と鉄道標識との距離を判定する（ステップＳＴ２０３）。これらステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０３は、実施の形態１のステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０３と同様である。一方、ステップＳＴ２０２において、解析部２ａが鉄道標識を検知していない場合（ステップＳＴ２０２：Ｎｏ）、解析部２ａは映像取得部１からの映像をそのまま判定部３ａに対して出力する。なお、実施の形態２においても鉄道標識は制限速度解除標識として説明する。

判定部３ａでは、解析部２ａより列車後方部と制限速度解除標識の距離が出力された場合、解析部２ａから出力された距離の値に基づいて列車後方部が制限速度解除標識の位置を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。これは、実施の形態１におけるステップＳＴ１０５の処理と同様である。ステップＳＴ２０４の判定処理の結果、列車後方部が制限速度解除標識の位置を超えていた場合（ステップＳＴ２０４：Ｙｅｓ）、判定部３ａは、「列車後方部から見た映像を非表示にする」という情報を映像投影部５に対して出力する（ステップＳＴ２０５）。一方、ステップＳＴ２０４の判定処理の結果、列車後方部が制限速度解除標識の位置を超えていない場合（ステップＳＴ２０４：Ｎｏ）、判定部３ａは、列車後方部から見た映像に映っている制限速度解除標識を強調した映像を出力する（ステップＳＴ２０６）。また、解析部２ａからカメラ映像がそのまま出力された場合（ステップＳＴ２０２：Ｎｏ）は、列車後方部から見た映像をそのまま映像投影部５に対して出力する（ステップＳＴ２０７）。

図６は、映像投影部５における表示例を示す。図中の（ａ）が判定部３ａから「列車後方部から見たカメラ映像をそのまま出力（ステップＳＴ２０７）」の場合の表示例であり、映像中に制限速度解除標識が存在していない。すなわち、（ａ）はステップＳＴ２０２（Ｎｏ）→ステップＳＴ２０７の流れである。（ｂ）は制限速度解除標識は存在しているが列車後方部との距離が遠い場合であり、（ｃ）は制限速度解除標識が存在し、列車後方部との距離が近い場合である。（ｂ）（ｃ）の場合は、判定部３ａから制限速度解除標識を強調した映像が出力される。すなわち、（ｂ）（ｃ）は、ステップＳＴ２０２（Ｙｅｓ）→ステップＳＴ２０３→ステップＳＴ２０４（Ｎｏ）→ステップＳＴ２０６の流れである。なお、ここでの強調表示は標識の輪郭を太くするといった輪郭強調であるが、これに限定されるものではなく、その他にも例えば矢印等の図形によるマーキングといった表示であってもよい。

また、判定部３ａから「列車後方部から見た映像を非表示にする」という情報が出力された場合（ステップＳＴ２０５）、映像投影部５はそれまで表示していた映像を非表示にする。

また、ステップＳＴ２０４において、列車後方部が制限速度解除標識を超えていない場合（ステップＳＴ２０４：Ｎｏ）は、全て制限速度解除標識を強調表示するのではなく、映像中の制限速度解除標識の大きさがある程度視認できる大きさになったら、すなわち、列車後方部と制限速度解除標識の距離が所定値以内となった場合にのみ、制限速度解除標識を強調した映像を映像投影部５に対して出力するようにしてもよい。

このように、実施の形態２では、列車後方部から見たリアルな映像を活用し、その映像を見ながら制限速度解除地点を通過したかどうかを確認することによって、制限速度が解除されたかどうかの不安感を軽減できることが特徴である。

なお、上記例では、映像投影部５で表示する列車後方部の映像を映像取得部１からの映像としたが、別途映像取得手段を設けてもよい。
また、映像投影部５における表示は、運転室の壁面等に映像データを投影することで行うとしたが、ディスプレイでの表示等、どのような表示であってもよい。また、映像投影部５における表示ではなく、表示部４のみで映像表示も行うようにしてもよい。

以上説明したように、実施の形態２の情報表示装置によれば、表示部は、判定部の判定結果の表示に加えて、移動物体後方部の映像を表示するようにしたので、移動物体後方部が標識を通過しているか否かを映像で確認することができる。

また、実施の形態２の情報表示装置によれば、表示部は、判定部の判定結果を表示する第１の表示部と、列車後方部の映像を表示する第２の表示部を備えたので、より確実に移動物体後方部が標識を通過しているか否かを判断することができる。

また、実施の形態２の情報表示装置によれば、表示部は、移動物体後方部の映像中に標識が存在している場合、標識を強調表示するようにしたので、映像中に標識が存在するか否かを容易に判断することができる。

なお、上記実施の形態１、２では、移動物体の一例として列車の場合を説明したが、これに限定されるものではなく、船舶、航空機、あるいはバス、トレーラー等の自動車であってもよい。例えば船舶及び航空機の場合、表示部４や映像投影部５は操縦席に設置された表示装置とする。また、自動車の場合、表示部４や映像投影部５をカーナビゲーションシステムと組み合わせてもよい。さらに、列車やそれ以外の移動物体であっても、表示部４や映像投影部５をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）といった表示手段で構成してもよい。

また、表示部４及び映像投影部５の一方または両方を移動物体の運転席や操縦室ではなく、例えば列車の運行を制御、統括する運行指令室といった、実際に走行する車両や船舶あるいは航空機とは別の場所で表示するようにしてもよい。さらに、表示部４及び映像投影部５の一方または両方を運転室と運行司令室といった複数の箇所に設けてもよい。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 映像取得部、２，２ａ 解析部、３，３ａ 判定部、４ 表示部、５ 映像投影部。

Claims (7)

1. 列車の後方部の映像を取得する映像取得部と、
   前記映像取得部で取得された映像から線路に沿って設けられた標識を認識し、当該標識と前記列車の後方部との距離を求める解析部と、
   前記解析部で求めた距離を用いて、前記線路上で前記列車の後方部が前記標識を通過したか否かを判定する判定部と、
   前記列車の運転室に設けられ、前記判定部の判定結果を用いて、前記列車の後方部が前記標識を通過したか否かを示す表示を行う表示部とを備えたことを特徴とする情報表示装置。
2. 前記表示部は、前記列車と前記標識地点との位置関係を示す表示を行うことを特徴とする請求項１記載の情報表示装置。
3. 前記表示部は、前記判定部の判定結果の表示に加えて、前記列車の後方部の映像を表示することを特徴とする請求項１または請求項２記載の情報表示装置。
4. 前記表示部は、前記判定部の判定結果を表示する第１の表示部と、前記列車の後方部の映像を表示する第２の表示部を備えたことを特徴とする請求項３記載の情報表示装置。
5. 前記表示部は、前記列車の後方部の映像中に前記標識が存在している場合、当該標識を強調表示することを特徴とする請求項３または請求項４記載の情報表示装置。
6. 前記標識は、規制解除標識であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の情報表示装置。
7. 前記映像取得部は、前記列車の最後尾の車両に設けられ、前記列車の後方部から前記列車の前方を見た前記映像を取得することを特徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれか１項記載の情報表示装置。

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