JP6471541B2 - Image processing device - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus.

多数の乗客が利用する鉄道車両では安全な運行が要求されるため、鉄道車両の関係者は、鉄道車両を安全に運行するための様々な試みを行っている。例えば、乗客がプラットホームから線路へ転落すると重大な事故に繋がるおそれがあることから、乗客の転落をいち早く検知する試みが多数なされており、そのうちの幾つかは実際に鉄道車両の駅で採用されている。   Since railroad vehicles used by a large number of passengers require safe operation, those involved in the railcars are making various attempts to operate the railroad vehicles safely. For example, there are a number of attempts to detect passengers' fall quickly, as passengers may fall into a track from a platform, and some of them are actually used at railway vehicle stations. Yes.

具体的な一例として、プラットホームの天井下に複数のカメラを設置し、複数のカメラでプラットホームや線路上等の駅構内を監視するカメラシステムがよく知られている。
このようなカメラシステムとして、例えば、特許文献1には、複数のカメラをデイジーチェーン接続し、夫々のカメラで取得された監視情報を他のカメラを経由してサーバに伝送するカメラシステムが開示されている。
As a specific example, a camera system is well known in which a plurality of cameras are installed under the platform ceiling and a plurality of cameras monitor a station premises such as on a platform or a track.
As such a camera system, for example, Patent Document 1 discloses a camera system in which a plurality of cameras are connected in a daisy chain, and monitoring information acquired by each camera is transmitted to a server via another camera. ing.

特開2012−11989号公報JP 2012-11989

ところで、カメラシステムを用いて監視するためには、カメラを取り付ける角度や画角を高精度に調整する必要があり、多大な時間を要していた。特に、プラットホーム全域に亘り監視を行うためには多数のカメラを設置する必要があり、夫々のカメラにおいて固有の調整が必要なため膨大な時間が必要になる上に、乗客の利便性を損なうことのないよう設置作業は夜間に行う必要があるので、設置作業を軽減する技術が求められていた。   By the way, in order to monitor using a camera system, it is necessary to adjust the angle at which the camera is mounted and the angle of view with high accuracy, and a great deal of time is required. In particular, in order to monitor the entire platform, it is necessary to install a large number of cameras, and each camera requires a specific adjustment, which requires a lot of time and impairs passenger convenience. Since installation work needs to be performed at night, technology to reduce the installation work has been demanded.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、プラットホームを監視するカメラの設置作業に要する時間を短縮可能にする画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can shorten the time required for installing a camera for monitoring a platform.

本発明の第1の態様においては、第1方向に延びるプラットホームの上部に設置されたステレオカメラにより撮影された撮影画像を処理する画像処理装置であって、前記ステレオカメラの第1撮影部で撮影した第1画像と、第2撮影部で撮影した第2画像との視差に基づいて、距離画像を生成する生成部と、生成した前記距離画像のX座標軸及びY座標軸のうち、前記第1方向と直交する第2方向に沿った第1座標軸の座標毎に視差ゼロの画素数を計数する計数部と、前記第1座標軸の座標毎の計数結果に基づいて、前記X座標軸及び前記Y座標軸に直交するZ座標軸を回転軸として当該距離画像をヨー回転する画像制御部と、を備える画像処理装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus for processing a photographed image photographed by a stereo camera installed on an upper part of a platform extending in a first direction, which is photographed by a first photographing unit of the stereo camera. Based on the parallax between the first image and the second image captured by the second imaging unit, the first direction among the X coordinate axis and the Y coordinate axis of the generated distance image and the X coordinate axis and the Y coordinate axis of the generated distance image A counting unit that counts the number of pixels with zero parallax for each coordinate of the first coordinate axis along the second direction orthogonal to the X coordinate axis and the Y coordinate axis based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis An image control device is provided that includes an image control unit that yaw-rotates the distance image with a Z coordinate axis that is orthogonal as a rotation axis.

また、前記第1座標軸の座標毎の前記計数結果に基づいて、前記プラットホームに沿って設置されるレールの前記第1座標軸における位置であるレール座標を特定する特定部、を更に備え、前記画像制御部は、前記レール座標における視差ゼロの画素数に基づいて前記距離画像をヨー回転する回転角度を決定することとしてもよい。   The image control further includes a specifying unit that specifies a rail coordinate that is a position in the first coordinate axis of a rail installed along the platform based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis. The unit may determine a rotation angle at which the distance image is yaw-rotated based on the number of pixels with zero parallax in the rail coordinates.

また、前記第1座標軸の座標毎の前記計数結果に基づいて、前記プラットホームの端部の前記第1座標軸における位置であるホーム端座標を特定する特定部、を更に備え、前記計数部は、前記距離画像のX座標軸及びY座標軸のうち、前記第1方向に沿った第2座標軸の座標毎に視差ゼロの画素数を計数し、前記画像制御部は、前記第2座標軸の座標毎の計数結果に基づいて、前記ホーム端座標を中心に前記距離画像をロール回転することとしてもよい。   In addition, based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis, further comprising a specifying unit that specifies a home end coordinate that is a position of the end of the platform in the first coordinate axis, the counting unit, Of the X coordinate axis and the Y coordinate axis of the distance image, the number of pixels with zero parallax is counted for each coordinate of the second coordinate axis along the first direction, and the image control unit counts the result for each coordinate of the second coordinate axis The distance image may be roll-rotated based on the home end coordinates.

また、前記特定部は、前記第2座標軸の座標毎の計数結果に基づき、前記プラットホームに沿って延びるレールと共に設置される枕木の前記第2座標軸における位置である枕木座標を、複数の枕木の夫々について特定し、前記画像制御部は、特定した複数の前記枕木座標における視差ゼロの画素数の計数結果に基づいて、前記距離画像をロール回転することとしてもよい。   In addition, the specifying unit may determine a sleeper coordinate that is a position on the second coordinate axis of the sleeper that is installed together with a rail extending along the platform, based on a counting result for each coordinate of the second coordinate axis, and a plurality of sleepers. The image control unit may roll-rotate the distance image based on a counting result of the number of pixels with zero parallax in the plurality of identified sleeper coordinates.

また、前記ステレオカメラが第1タイミングにおいて撮影した撮影画像から生成される第1距離画像における前記計数部の計数結果と、当該ステレオカメラが当該第1タイミングとは異なる第2タイミングにおいて撮影した撮影画像から生成される第2距離画像における前記計数部の計数結果とを比較することで、前記ステレオカメラの設置状態の変化を検出する検出部を更に備えることとしてもよい。   In addition, the counting result of the counting unit in the first distance image generated from the captured image captured by the stereo camera at the first timing, and the captured image captured at the second timing different from the first timing by the stereo camera. It is good also as providing the detection part which detects the change of the installation state of the said stereo camera by comparing with the count result of the said count part in the 2nd distance image produced | generated from.

また、前記画像制御部が回転制御した距離画像に基づいてプラットホームの監視制御を行う監視制御部であって、視差ゼロの画素数を計数した座標軸の各座標における視差ゼロの画素数の分布状況に基づいて、前記監視制御を中止する監視制御部を更に備えることとしてもよい。   Further, the monitoring control unit that performs platform monitoring control based on the distance image that is rotationally controlled by the image control unit, the distribution state of the number of pixels with zero parallax in each coordinate of the coordinate axis that counted the number of pixels with zero parallax Based on this, a monitoring control unit that stops the monitoring control may be further provided.

本発明によれば、プラットホームを監視するカメラの設置作業に要する時間を短縮することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the time which the installation operation | work of the camera which monitors a platform requires can be shortened.

一実施形態に係る撮影システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging | photography system which concerns on one Embodiment. 駅プラットホームにおける撮影装置の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the imaging device in a station platform. 駅プラットホームにおける撮影装置の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the imaging device in a station platform. 撮影装置が撮影した各種撮影画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the various picked-up images image | photographed with the imaging device. 撮影システムの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an imaging | photography system. データ管理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of a data management apparatus. 画像制御部が距離画像をヨー回転する場合の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example in case an image control part carries out the yaw rotation of the distance image. 画像制御部が距離画像を平行移動する場合の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example in case an image control part translates a distance image. 画像制御部が距離画像をロール回転する場合の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example in case an image control part rolls a distance image. 画像制御部による距離画像のロール回転方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the roll rotation method of the distance image by an image control part. 距離画像に設定する監視領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the monitoring area | region set to a distance image. 天候状態に応じた視差ゼロの画素数を示すヒストグラムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the histogram which shows the pixel number of the parallax zero according to a weather condition. 撮影システム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 an imaging | photography system. 撮影システム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 an imaging | photography system. 撮影システム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 an imaging | photography system.

[撮影システム10の全体構成]
図1は、本実施形態に係る撮影システム10の全体構成を示す図であり、図2は、撮影装置101の駅のプラットホームPにおける設置例を示す図である。なお、図2Aは、鉄道車両の進行方向から駅のプラットホームPを見た図であり、図2Bは、鉄道車両の進行方向に対して直交する方向から駅のプラットホームPを見た図である。
[Overall Configuration of Shooting System 10]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a photographing system 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating an installation example of a photographing device 101 on a platform P of a station. 2A is a diagram of the station platform P viewed from the traveling direction of the railway vehicle, and FIG. 2B is a diagram of the station platform P viewed from a direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle.

図1に示すように撮影システム10は、撮影装置群100、及び撮影装置群100と通信可能に接続されたデータ管理装置200を含んで構成される。
なお、撮影システム10は、データ管理装置200と撮影装置群100との間にハブ300を備えてもよく、また、ハブ300に接続される撮影装置群100を複数備えてもよい。この場合、例えば、夫々の撮影装置群100を、駅にある複数のプラットホームPの夫々に設置することとしてもよい。また、撮影システム10は、撮影装置群100で撮影された画像を表示するモニタ400を備えてもよい。
As shown in FIG. 1, the imaging system 10 includes an imaging device group 100 and a data management device 200 connected to the imaging device group 100 so as to be communicable.
Note that the imaging system 10 may include the hub 300 between the data management device 200 and the imaging device group 100, or may include a plurality of imaging device groups 100 connected to the hub 300. In this case, for example, each imaging device group 100 may be installed in each of a plurality of platforms P at a station. The imaging system 10 may also include a monitor 400 that displays an image captured by the imaging device group 100.

撮影装置群100は、複数の撮影装置101(撮影装置101−1、撮影装置101−2・・・撮影装置101−n、ただしnは3以上の自然数)が所定方向に沿ってデイジーチェーン接続されて構成される。なお、図2Bに示すように、本実施形態では、複数の撮影装置101は、駅のプラットホームPの長さ方向に沿ってデイジーチェーン接続される。   In the imaging device group 100, a plurality of imaging devices 101 (imaging device 101-1, imaging device 101-2... Imaging device 101-n, where n is a natural number of 3 or more) are connected in a daisy chain along a predetermined direction. Configured. As shown in FIG. 2B, in the present embodiment, the plurality of imaging devices 101 are daisy chain connected along the length direction of the platform P of the station.

撮影装置101は、複数の撮影部が駅のプラットホームPの長さ方向に沿って水平に配置されたステレオカメラである。図2Aに示すように、撮影装置101は、鉄道車両の運行に影響を与えないように、駅のプラットホームPの上部(天井)のうちプラットホームPの端部(以下、「ホーム端Pe」と呼ぶ)の直上からプラットホームPの内側に所定量だけセットバックして設置される。また、図2Bに示すように、撮影装置101は、夫々の撮影装置101の撮影範囲Sが隣接する撮影装置101の撮影範囲Sと重なり合うように設置される。   The photographing apparatus 101 is a stereo camera in which a plurality of photographing units are horizontally arranged along the length direction of the platform P of the station. As shown in FIG. 2A, the photographing apparatus 101 is referred to as an end portion of the platform P (hereinafter referred to as “home end Pe”) in the upper part (ceiling) of the platform P of the station so as not to affect the operation of the railway vehicle. ) And set back a predetermined amount inside the platform P from directly above. Further, as illustrated in FIG. 2B, the image capturing apparatuses 101 are installed so that the image capturing ranges S of the respective image capturing apparatuses 101 overlap with the image capturing ranges S of the adjacent image capturing apparatuses 101.

撮影装置101は、プラットホームPの周辺、即ちプラットホームP及び線路Rを俯瞰的に撮影する。ここで、撮影装置101によって撮影される第1画像51及び第2画像52、並びに第1画像51と第2画像52とから生成される距離画像53の一例を図3に示す。   The photographing apparatus 101 photographs the periphery of the platform P, that is, the platform P and the track R from a bird's-eye view. Here, FIG. 3 shows an example of the first image 51 and the second image 52 photographed by the photographing apparatus 101, and the distance image 53 generated from the first image 51 and the second image 52.

第1画像51は、撮影装置101の第1撮影部により撮影される撮影画像であり、第2画像52は、撮影装置101の第2撮影部により撮影される撮影画像である。
図3の第1画像51に示すように、撮影装置101は、プラットホームP及び線路Rを撮影する。本実施形態では、線路Rは、レールRaと複数の枕木Rtと砂利Rbとから構成されるバラスト軌道である。
The first image 51 is a photographed image photographed by the first photographing unit of the photographing apparatus 101, and the second image 52 is a photographed image photographed by the second photographing unit of the photographing apparatus 101.
As shown in the first image 51 in FIG. 3, the photographing apparatus 101 photographs the platform P and the track R. In the present embodiment, the track R is a ballast track composed of a rail Ra, a plurality of sleepers Rt, and gravel Rb.

距離画像53は、第1画像51と第2画像52との視差に基づいて生成される画像である。
ここで、視差の算出方法は既に公知であり、視差は、基準画像(第1画像51)の基準点に対応する対応点を比較画像(第2画像52)の中から探索することで算出される。具体的には、基準となる画素を中心に基準画像から画素ブロックを抽出し、比較画像の視差探索領域内の画素ブロックのうち基準画像から抽出した画素ブロックと輝度パターンが類似している画素ブロックをSAD(Sum of Absolute Differences)法等の公知の手法により特定する。そして、基準画像の画素ブロックの座標と比較画像の画素ブロックの座標との相違から、視差を算出する。
The distance image 53 is an image generated based on the parallax between the first image 51 and the second image 52.
Here, the parallax calculation method is already known, and the parallax is calculated by searching corresponding points corresponding to the reference point of the reference image (first image 51) from the comparison image (second image 52). The Specifically, a pixel block having a luminance pattern similar to the pixel block extracted from the reference image among the pixel blocks in the parallax search area of the comparison image is extracted from the reference image centering on the reference pixel. Is identified by a known method such as SAD (Sum of Absolute Differences) method. Then, the parallax is calculated from the difference between the coordinates of the pixel block of the reference image and the coordinates of the pixel block of the comparison image.

視差は、テクスチャが明瞭である領域に対して算出されるため、プラットホームP、レールRa及び枕木Rtのようなテクスチャが少なく表面のパターンが一様な物体に対しては算出されない。そのため、撮影装置101でバラスト軌道を撮影する場合、図3の距離画像53に示すように、プラットホームP、レールRa及び枕木Rtについては視差を算出できず、砂利Rbのようにパターンに特徴がありテクスチャが明瞭な領域では、視差を算出することができる。   Since the parallax is calculated for a region where the texture is clear, the parallax is not calculated for an object with a small surface texture such as the platform P, the rail Ra, and the sleeper Rt. Therefore, when the ballast trajectory is imaged by the imaging device 101, as shown in the distance image 53 in FIG. 3, the parallax cannot be calculated for the platform P, the rail Ra, and the sleeper Rt, and the pattern is characterized as gravel Rb. In a region where the texture is clear, the parallax can be calculated.

なお、夫々の画像において水平方向をX方向(第1方向)、垂直方向をY方向(第2方向)とする。撮影装置101の複数の撮影部が駅のプラットホームPの長さ方向に沿って水平に配置されるため、X方向はプラットホームPの長さ方向に相当する。また、Y方向は、プラットホームPや線路Rの幅方向に相当する。また、以下では、説明の便宜上、画像上部をY座標「小」とし、画面下部をY座標「大」とする。   In each image, the horizontal direction is the X direction (first direction), and the vertical direction is the Y direction (second direction). Since the plurality of imaging units of the imaging apparatus 101 are horizontally arranged along the length direction of the platform P of the station, the X direction corresponds to the length direction of the platform P. The Y direction corresponds to the width direction of the platform P and the track R. In the following, for convenience of explanation, the upper part of the image is Y coordinate “small” and the lower part of the screen is Y coordinate “large”.

撮影装置101が撮影した第1画像51及び第2画像52と、これら第1画像51及び第2画像52から生成された距離画像53とは、所定の通信線を介してデータ管理装置200に送信され、データ管理装置200の記憶部202に記憶される。なお、距離画像53は、撮影装置101が生成することなく、データ管理装置200において生成することとしてもよい。   The first image 51 and the second image 52 photographed by the photographing device 101 and the distance image 53 generated from the first image 51 and the second image 52 are transmitted to the data management device 200 via a predetermined communication line. And stored in the storage unit 202 of the data management device 200. The distance image 53 may be generated by the data management apparatus 200 without being generated by the imaging apparatus 101.

[撮影システム10の概要]
続いて、本実施形態に係る撮影システム10の概要について説明する。撮影システム10では、生成した距離画像53を回転することにより、撮影装置101の設置作業に要する時間を短縮する。図4(A)に示すように、距離画像53の回転は、XYZ軸のうちの任意の軸を回転軸として行うことができ、以下では、X軸を回転軸とする回転を「ロール回転」、Y軸を回転軸とする回転を「ピッチ回転」、Z軸を回転軸とする回転を「ヨー回転」と呼ぶ。また、以下では、回転前の距離画像を「距離画像53」とし、回転後の距離画像を「距離画像53A」とし、回転前後を区別しない場合には「距離画像53」とする。
なお、本実施形態では、XYZ軸のうちX軸又はZ軸を回転軸として距離画像53を回転することとしているが、Y軸を回転軸として距離画像53を回転することとしてもよい。
[Outline of Shooting System 10]
Next, an overview of the imaging system 10 according to the present embodiment will be described. In the imaging system 10, the time required for the installation work of the imaging apparatus 101 is shortened by rotating the generated distance image 53. As shown in FIG. 4A, the distance image 53 can be rotated using any of the XYZ axes as a rotation axis. Hereinafter, the rotation about the X axis as a rotation axis is “roll rotation”. The rotation with the Y axis as the rotation axis is called “pitch rotation”, and the rotation with the Z axis as the rotation axis is called “yaw rotation”. In the following description, the distance image before rotation is referred to as “distance image 53”, the distance image after rotation is referred to as “distance image 53A”, and “distance image 53” is used when it is not distinguished before and after rotation.
In the present embodiment, the distance image 53 is rotated with the X axis or the Z axis among the XYZ axes as the rotation axis. However, the distance image 53 may be rotated with the Y axis as the rotation axis.

図4(B)に示すように、Z軸を中心に距離画像53をヨー回転した場合、距離画像53内のXY軸の傾きが補正される。このようなヨー回転は、アフィン変換として既に公知の技術を用いて行うことができる。
ここで、プラットホームPの監視では、線路Rに乗客や異物が落下したことの監視や、ホーム端Peに乗客が接近したことの監視が求められている。これら監視は、例えば、距離画像53におけるホーム端Peを境に、線路R側に線路落下を監視する落下監視エリアを設定し、プラットホームP側にホーム端Peへの接近を監視する接近監視エリアを設定することで行うことができる(後述の図10参照)。
As shown in FIG. 4B, when the distance image 53 is yaw-rotated around the Z axis, the inclination of the XY axes in the distance image 53 is corrected. Such yaw rotation can be performed using a technique already known as affine transformation.
Here, in the monitoring of the platform P, monitoring that a passenger or a foreign object has fallen on the track R and monitoring that a passenger approaches the home end Pe are required. For these monitoring, for example, a fall monitoring area for monitoring the line fall is set on the line R side at the home end Pe in the distance image 53, and an approach monitoring area for monitoring the approach to the home end Pe is set on the platform P side. This can be done by setting (see FIG. 10 described later).

この点、距離画像53において、線路RやプラットホームPがX方向に水平に延びている場合には、両監視エリアを容易に設定できるものの、線路RやプラットホームPがX方向に対して傾いている場合には、両監視エリアの設定作業が煩雑になってしまう。
ヨー回転は、線路RやプラットホームPがX方向に対して傾いている場合に好適に利用され、線路RやプラットホームPがX方向に対して傾いている距離画像53をヨー回転することで、線路RやプラットホームPがX方向に水平に延びる距離画像53Aを生成する。
In this regard, in the distance image 53, when the track R and the platform P extend horizontally in the X direction, although both monitoring areas can be easily set, the track R and the platform P are inclined with respect to the X direction. In this case, the setting work for both monitoring areas becomes complicated.
The yaw rotation is preferably used when the line R or the platform P is inclined with respect to the X direction, and the distance image 53 in which the line R or the platform P is inclined with respect to the X direction is yaw rotated. A distance image 53A in which R and the platform P extend horizontally in the X direction is generated.

これにより、撮影システム10では、撮影装置101の設置時に設置角度を厳密に調整する必要がなく、設置作業に要する時間を短縮することができる。   Thereby, in the imaging | photography system 10, it is not necessary to adjust an installation angle strictly at the time of installation of the imaging device 101, and the time which installation work requires can be shortened.

また、図4(C)に示すように、X軸を中心に距離画像53をロール回転した場合、距離画像53内のYZ軸、特にZ軸の傾きが補正される。
ここで、距離画像53は、第1画像51と第2画像52との間の視差に基づいて生成される。視差が分かると、三角測量の原理で撮影装置101から被写体までの距離を測定できるため、距離画像53からは被写体のXY座標に加え、Z座標も得ることができる。距離画像53のロール回転は、座標変換として既に公知であり、ローカル座標であらわされる被写体のXYZ座標がグローバル座標系においてどのように配置されるか算出することで行うことができる。
As shown in FIG. 4C, when the distance image 53 is rotated around the X axis, the inclination of the YZ axis, particularly the Z axis, in the distance image 53 is corrected.
Here, the distance image 53 is generated based on the parallax between the first image 51 and the second image 52. If the parallax is known, since the distance from the photographing apparatus 101 to the subject can be measured by the principle of triangulation, the Z coordinate can be obtained from the distance image 53 in addition to the XY coordinates of the subject. The roll rotation of the distance image 53 is already known as coordinate transformation, and can be performed by calculating how the XYZ coordinates of the subject expressed in local coordinates are arranged in the global coordinate system.

プラットホームPの監視では、撮影装置101は、プラットホームPの端からセットバックして設置されるため、撮影装置101は、ホーム端Peや線路Rを斜めに見下ろすことになる。ここで、図2Aに示すように、乗客がプラットホームPの端に立っている場合、撮影装置101により撮影された距離画像53では、乗客の上半身が線路内に存在するかのように映ってしまい、線路落下を誤検知してしまうおそれがある。   In the monitoring of the platform P, since the photographing apparatus 101 is set back from the end of the platform P, the photographing apparatus 101 looks down at the home end Pe and the track R obliquely. Here, as shown in FIG. 2A, when the passenger is standing at the end of the platform P, the distance image 53 photographed by the photographing apparatus 101 appears as if the upper body of the passenger exists in the track. There is a risk that the fall of the track will be erroneously detected.

ロール回転は、セットバックによりホーム端Peを斜めに見下ろしてしまう状態を補正するために利用される。
具体的には、撮影システム10では、図4(C)に示すように、X軸(プラットホームPの長さ方向と同一)を中心に距離画像53を回転し、距離画像53Aを生成する。なお、プラットホームPの監視では、ホーム端Peを境として落下監視及び接近監視が行われる。このような監視は、ホーム端Peを真上から監視することが好ましいため、本実施形態では特に、ホーム端Peを軸に距離画像53を回転する。
The roll rotation is used to correct a state where the home end Pe is looked down obliquely due to setback.
Specifically, in the photographing system 10, as shown in FIG. 4C, the distance image 53 is rotated around the X axis (same as the length direction of the platform P) to generate the distance image 53A. In monitoring the platform P, drop monitoring and approach monitoring are performed with the home end Pe as a boundary. In such a monitoring, it is preferable to monitor the home end Pe from directly above. Therefore, in this embodiment, the distance image 53 is rotated around the home end Pe.

距離画像53をロール回転するとZ軸の傾きが補正される結果、図4(D)に示すように、ホーム端Peを斜めに見下ろしていた距離画像53から、ホーム端Peを真上から撮影したかのような距離画像53Aを得ることができる。これにより、撮影装置101をホーム端Peからセットバックして設置した場合であっても、プラットホームPと線路Rとの境界部分を精度良く監視することができる。   As a result of the roll rotation of the distance image 53, the inclination of the Z-axis is corrected. As a result, as shown in FIG. 4D, the home end Pe was photographed from directly above the distance image 53 with the home end Pe looked down obliquely. A distance image 53A like that can be obtained. Thereby, even when the photographing apparatus 101 is set back from the home end Pe and installed, the boundary portion between the platform P and the track R can be monitored with high accuracy.

また、設置した後の回転処理により撮影装置101の監視精度の調整を行うことができるため、撮影装置101の設置時には、取り付ける角度や画角を精密に調整する必要がない。そのため、撮影システム10では、撮影装置101の設置に膨大な時間をかける必要がなく、撮影装置101の設置作業に要する時間を短縮することができる。
以下、このような制御を可能にするデータ管理装置200の詳細について説明する。
Further, since the monitoring accuracy of the photographing apparatus 101 can be adjusted by the rotation processing after the installation, it is not necessary to precisely adjust the mounting angle and the angle of view when the photographing apparatus 101 is installed. Therefore, in the imaging system 10, it is not necessary to spend an enormous amount of time for installing the imaging apparatus 101, and the time required for the installation operation of the imaging apparatus 101 can be shortened.
The details of the data management apparatus 200 that enables such control will be described below.

[データ管理装置200の機能構成]
図5は、データ管理装置200の機能構成を示すブロック図である。データ管理装置200は、制御部201と、記憶部202と、を含んで構成される。
[Functional Configuration of Data Management Device 200]
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the data management apparatus 200. The data management apparatus 200 includes a control unit 201 and a storage unit 202.

記憶部202は、例えば、ROM及びRAM等により構成される。記憶部202は、データ管理装置200を機能させるための各種プログラムを記憶する。また、記憶部202は、撮影装置101(ステレオカメラ)の第1撮影部が撮影した第1画像51及び第2撮影部が撮影した第2画像52の画像データと、第1画像51及び第2画像52から生成される距離画像53の画像データと、距離画像53を回転することで生成される距離画像53Aの画像データと、を記憶する。   The storage unit 202 is configured by, for example, a ROM and a RAM. The storage unit 202 stores various programs for causing the data management apparatus 200 to function. The storage unit 202 also includes image data of the first image 51 captured by the first imaging unit of the imaging apparatus 101 (stereo camera) and the second image 52 captured by the second imaging unit, and the first image 51 and the second image. The image data of the distance image 53 generated from the image 52 and the image data of the distance image 53A generated by rotating the distance image 53 are stored.

制御部201は、例えば、CPUにより構成され、記憶部202に記憶されている各種プログラムを実行することにより、生成部203、計数部204、特定部205、画像制御部206、検出部207及び監視制御部208として機能する。   The control unit 201 includes, for example, a CPU, and executes various programs stored in the storage unit 202, thereby generating a generation unit 203, a counting unit 204, a specifying unit 205, an image control unit 206, a detection unit 207, and a monitoring unit. It functions as the control unit 208.

生成部203は、撮影装置101の第1撮影部が撮影した第1画像51と、第2撮影部が撮影した第2画像52とから距離画像53を生成する。具体的には、生成部203は、第1画像51と第2画像52との視差をSAD法等の公知の手法により特定し、特定した視差に基づいて距離画像53を生成する。   The generation unit 203 generates a distance image 53 from the first image 51 photographed by the first photographing unit of the photographing apparatus 101 and the second image 52 photographed by the second photographing unit. Specifically, the generation unit 203 specifies the parallax between the first image 51 and the second image 52 by a known method such as the SAD method, and generates the distance image 53 based on the specified parallax.

計数部204は、距離画像53をX方向に走査してY座標毎に視差ゼロである画素数を計数すると共に、距離画像53をY方向に走査してX座標毎に視差ゼロである画素数を計数する。   The counting unit 204 scans the distance image 53 in the X direction and counts the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate, and scans the distance image 53 in the Y direction for the number of pixels with zero parallax for each X coordinate. Count.

特定部205は、計数部204のY座標に関する計数結果に基づいて、プラットホームP、ホーム端Pe及びレールRaの位置(Y座標)を特定する。また、特定部205は、計数部204のX座標に関する計数結果に基づいて、レールRaに直交して設置される複数の枕木Rtの夫々の位置(X座標)を特定する。   The specifying unit 205 specifies the positions (Y coordinates) of the platform P, the home end Pe, and the rail Ra based on the counting result regarding the Y coordinate of the counting unit 204. Further, the specifying unit 205 specifies each position (X coordinate) of the plurality of sleepers Rt installed orthogonal to the rail Ra, based on the counting result regarding the X coordinate of the counting unit 204.

図6において後述するように、本実施形態のようにバラスト軌道を撮影する場合、プラットホームP及びレールRaの位置(Y座標)では、視差ゼロの画素数が多くなる。一方、砂利Rbの位置(Y座標)では、視差が算出されるため、視差ゼロの画素数が少なくなる。   As will be described later with reference to FIG. 6, when a ballast trajectory is imaged as in the present embodiment, the number of pixels with zero parallax increases at the positions (Y coordinates) of the platform P and the rail Ra. On the other hand, since the parallax is calculated at the gravel Rb position (Y coordinate), the number of pixels with zero parallax is reduced.

特定部205は、視差ゼロの画素数が所定の閾値を超えるY座標のうち、Y座標が最も大きいものをプラットホームPとし、Y座標が次に大きいものを2本のレールRaの手前側のレールRa(以下、「下部レールRad」と呼ぶ)とし、Y座標が次に大きいものを2本のレールRaの奥側のレールRa(以下、「上部レールRau」と呼ぶ)とする。そして、特定部205は、プラットホームPと砂利Rbとの境界部分を、ホーム端Peと特定する。
また、特定部205は、上部レールRauの位置(Y座標)を座標R1とし、下部レールRadの位置(Y座標)を座標R2とし、ホーム端Peの位置(Y座標)を座標R3とする。
The identifying unit 205 uses the Y coordinate having the largest Y coordinate among the Y coordinates in which the number of pixels with zero parallax exceeds a predetermined threshold as the platform P, and sets the next largest Y coordinate to the rail on the near side of the two rails Ra. Ra (hereinafter referred to as “lower rail Rad”), and the rail having the next largest Y coordinate is referred to as the rear rail Ra (hereinafter referred to as “upper rail Rau”) of the two rails Ra. And the specific | specification part 205 pinpoints the boundary part of the platform P and gravel Rb with the home end Pe.
Further, the specifying unit 205 sets the position (Y coordinate) of the upper rail Rau as the coordinate R1, the position (Y coordinate) of the lower rail Rad as the coordinate R2, and the position (Y coordinate) of the home end Pe as the coordinate R3.

また、図8において後述するように、バラスト軌道の線路Rでは、枕木Rtでは視差が算出できないため、枕木Rtの位置(X座標)では視差ゼロの画素数が多くなる。一方、砂利Rbでは視差が算出されるため、砂利Rbの位置(X座標)では視差ゼロの画素数が少なくなる。
特定部205は、視差ゼロの画素数が所定の閾値を超えるX座標を、枕木Rtの位置(X座標)として特定する。
Further, as will be described later with reference to FIG. 8, since the parallax cannot be calculated on the sleeper Rt on the track R of the ballast track, the number of pixels with zero parallax increases at the position (X coordinate) of the sleeper Rt. On the other hand, since the parallax is calculated for the gravel Rb, the number of pixels with zero parallax is reduced at the position of the gravel Rb (X coordinate).
The specifying unit 205 specifies the X coordinate where the number of pixels with zero parallax exceeds a predetermined threshold as the position of the sleeper Rt (X coordinate).

図5に戻り、画像制御部206は、計数部204の計数結果に基づいて、距離画像53を回転する。上述のように、本実施形態では、Z軸を回転軸としたヨー回転、及びX軸を回転軸としたロール回転により、距離画像53を回転する。
以下、画像制御部206による距離画像53の回転制御について説明する。
Returning to FIG. 5, the image control unit 206 rotates the distance image 53 based on the counting result of the counting unit 204. As described above, in the present embodiment, the distance image 53 is rotated by yaw rotation with the Z axis as the rotation axis and roll rotation with the X axis as the rotation axis.
Hereinafter, rotation control of the distance image 53 by the image control unit 206 will be described.

[Z軸を中心としたヨー回転]
画像制御部206は、Y座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果に基づいて、距離画像53をヨー回転する。具体的には、画像制御部206は、レールRaの座標である座標R1,R2における視差ゼロの画素数に基づいて距離画像53をヨー回転する。
上述したように、ヨー回転は、線路RやプラットホームPがX方向に対して傾いている場合に行われる。ここで、図6は、画像制御部206が距離画像53をヨー回転する場合の動作例を示す図である。
[Yaw rotation around the Z axis]
The image control unit 206 yaw-rotates the distance image 53 based on the counting result of the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate. Specifically, the image control unit 206 yaw-rotates the distance image 53 based on the number of pixels with zero parallax at the coordinates R1 and R2 that are the coordinates of the rail Ra.
As described above, the yaw rotation is performed when the track R and the platform P are inclined with respect to the X direction. Here, FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example when the image control unit 206 performs yaw rotation of the distance image 53.

図6(A)のように、線路R等がX方向に水平に延びている場合、Y座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果は、図6(B)に示すヒストグラムのようになる。他方、図6(C)のように、線路R等がX方向に対して傾いている場合、Y座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果は、図6(D)に示すヒストグラムのようになる。   When the line R or the like extends horizontally in the X direction as shown in FIG. 6A, the count result of the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate is as shown in the histogram shown in FIG. On the other hand, when the line R or the like is inclined with respect to the X direction as shown in FIG. 6C, the count result of the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate is as shown in the histogram shown in FIG. Become.

図6(B)を参照すると、線路R等がX方向に水平に延びている場合、レールRaの位置(座標R1,R2)における視差ゼロの画素数と、砂利Rbの位置における視差ゼロの画素数との差が顕著にあらわれ、視差ゼロの画素数のピーク(最大値や90パーセンタイル値等)も大きい。他方、図6(D)を参照すると、線路R等がX方向に対して傾いている場合、レールRaの位置における視差ゼロの画素数と、砂利Rbの位置における視差ゼロの画素数との差が小さく、また、視差ゼロの画素数のピークも小さい。
そのため、Y座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果において、視差ゼロの画素数のピークの急峻さから、線路R等の傾き具合、言い換えると撮影装置101の傾き具合を把握することができる。
Referring to FIG. 6B, when the line R or the like extends horizontally in the X direction, the number of pixels with zero parallax at the position of the rail Ra (coordinates R1, R2) and the pixel with zero parallax at the position of the gravel Rb. The difference with the number appears significantly, and the peak of the number of pixels with zero parallax (the maximum value, the 90th percentile value, etc.) is also large. On the other hand, referring to FIG. 6D, when the line R or the like is inclined with respect to the X direction, the difference between the number of pixels with zero parallax at the position of the rail Ra and the number of pixels with zero parallax at the position of the gravel Rb. And the peak of the number of pixels with zero parallax is also small.
Therefore, in the counting result of the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate, it is possible to grasp the inclination degree of the line R or the like, in other words, the inclination degree of the photographing apparatus 101, from the steepness of the peak of the pixel number with zero parallax.

画像制御部206は、レールRaの位置における視差ゼロの画素数に基づいて、ヨー回転する回転角度を決定し、当該回転角度だけ距離画像53をヨー回転する。具体的には、画像制御部206は、視差ゼロの画素数のピークが最も急峻な状態になる回転角度を決定し、距離画像53をヨー回転する。その結果、線路R等がX方向に対して傾いている距離画像53(図6(C))から、線路R等がX方向に水平に延びている距離画像53A(図6(A))が生成される。   The image control unit 206 determines the rotation angle for yaw rotation based on the number of pixels with zero parallax at the position of the rail Ra, and yaw rotates the distance image 53 by the rotation angle. Specifically, the image control unit 206 determines the rotation angle at which the peak of the number of pixels with zero parallax is the steepest, and rotates the distance image 53 by yaw. As a result, a distance image 53A (FIG. 6A) in which the lines R and the like extend horizontally in the X direction from a distance image 53 (FIG. 6C) in which the lines R and the like are inclined with respect to the X direction. Generated.

なお、画像制御部206は、線路R等に水平になるようにヨー回転した後、図7に示すように、ホーム端Peが中心にくるように距離画像53をスライド移動することとしてもよい。具体的には、画像制御部206は、特定部205が特定したホーム端Peの座標R3がY軸の中心座標Cと一致するように、距離画像53を平行移動し、距離画像53Aを生成することとしてもよい。   Note that the image control unit 206 may slide the distance image 53 so that the home end Pe is at the center as shown in FIG. 7 after the yaw rotation so as to be horizontal to the track R or the like. Specifically, the image control unit 206 translates the distance image 53 so that the coordinate R3 of the home end Pe specified by the specifying unit 205 matches the center coordinate C of the Y axis, and generates the distance image 53A. It is good as well.

[X軸を中心としたロール回転]
画像制御部206は、X座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果に基づいて、ホーム端Peの座標R3を回転軸として距離画像53をロール回転する。具体的には、画像制御部206は、X座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果から特定される枕木Rtに基づいて、距離画像53をロール回転する。
上述したように、ロール回転は、セットバックにより斜めに見下ろしているホーム端Peを真上から撮影したかのような距離画像53Aを得るために行われる。ここで、図8は、画像制御部206が距離画像53をロール回転する場合の動作例を示す図である。
[Roll rotation around X axis]
The image control unit 206 roll-rotates the distance image 53 about the coordinate R3 of the home end Pe as a rotation axis based on the counting result of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate. Specifically, the image control unit 206 roll-rotates the distance image 53 based on the sleeper Rt specified from the count result of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate.
As described above, the roll rotation is performed in order to obtain the distance image 53A as if the home end Pe, which is looking down obliquely by the setback, was photographed from directly above. Here, FIG. 8 is a diagram illustrating an operation example when the image control unit 206 rotates the distance image 53 in a roll manner.

枕木Rtは、線路RにおいてレールRaに対して垂直に設置されるため、現実空間上では、夫々の枕木RtはY方向において平行である。他方、撮影装置101が線路R等を斜めに見下ろして撮影している状態では、枕木RtのプラットホームP側と線路Rの奥側とで撮影装置101からの距離が異なるため、距離画像53上では、夫々の枕木Rtは平行にならない。
この点、ホーム端Peを真上から撮影した場合、枕木RtのプラットホームP側と線路Rの奥側とで撮影装置101からの距離が等しくなる(より詳細には、斜めに見下ろした場合よりも近似する)。
Since the sleepers Rt are installed perpendicular to the rail Ra on the track R, each sleeper Rt is parallel in the Y direction in the real space. On the other hand, in the state where the photographing apparatus 101 is photographing while looking down at the track R or the like, the distance from the photographing apparatus 101 is different between the platform P side of the sleeper Rt and the far side of the track R. Each sleeper Rt is not parallel.
In this regard, when the home end Pe is photographed from directly above, the distance from the photographing device 101 is equal on the platform P side of the sleeper Rt and the far side of the track R (more specifically, than when viewed obliquely). Approximate).

そこで、本実施形態では、図8(A)に示すように、線路Rを構成する複数の枕木Rtの夫々がY方向に沿って平行となる状態を、プラットホームPの端を真上から撮影した状態とし、画像制御部206は、当該状態になるまでに必要な回転量を、X座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果に基づいて取得する。
ここで、図8(A)のように、枕木Rtの夫々がY方向に平行な場合、X座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果は、図8(B)に示すヒストグラムのようになる。他方、図8(C)のように、枕木Rtの夫々がY方向に対して平行ではない場合、X座標毎の視差ゼロの画素数の計数結果は、図8(D)に示すヒストグラムのようになる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8A, a state where each of the plurality of sleepers Rt constituting the line R is parallel along the Y direction is photographed from directly above the end of the platform P. In this state, the image control unit 206 acquires the amount of rotation necessary to reach the state based on the count result of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate.
Here, when each sleeper Rt is parallel to the Y direction as shown in FIG. 8A, the count result of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate is as shown in the histogram shown in FIG. 8B. . On the other hand, as shown in FIG. 8C, when each of the sleepers Rt is not parallel to the Y direction, the counting result of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate is like the histogram shown in FIG. become.

図6において上述したY座標毎の視差ゼロの画素数と同様に、枕木Rtの夫々がY方向に平行な場合と平行ではない場合とでは、枕木Rtの位置における視差ゼロの画素数と砂利Rbの位置における視差ゼロの画素数との差や、視差ゼロの画素数のピーク(最大値や90パーセンタイル値等)が異なる。
画像制御部206は、これら傾向に基づいて距離画像53をロール回転する回転角度を決定する。
Similar to the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate described above in FIG. 6, the number of pixels with zero parallax and gravel Rb at the position of the sleeper Rt are determined depending on whether the sleepers Rt are parallel to the Y direction or not. And the peak of the number of pixels with zero parallax (maximum value, 90th percentile value, etc.) are different.
The image control unit 206 determines a rotation angle for rotating the distance image 53 based on these tendencies.

以下、画像制御部206の回転角度の決定方法について具体的に説明する。図9は、枕木RtがY方向に平行な場合のX座標毎の視差ゼロの画素数を示すヒストグラムを模式的に示す図である。   Hereinafter, a method for determining the rotation angle of the image control unit 206 will be specifically described. FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a histogram indicating the number of pixels with zero parallax for each X coordinate when the sleeper Rt is parallel to the Y direction.

理解を容易にするために単純化すると、枕木Rt以外の位置(X座標)では、プラットホームP及びレールRaの分だけ視差ゼロの画素数が計数され、枕木Rtの位置では、プラットホームP及びレールRaに加え枕木Rtの分だけ視差ゼロの画素数が計数される。プラットホームP及びレールRaは、略一定の幅(高さ)であり、また、枕木Rtの長さも複数の枕木Rtにおいて略一致するため、視差ゼロの画素数のピークは、複数の枕木Rtの夫々において概ね一致する。
そのため、画像制御部206は、X座標毎の視差ゼロの画素数のピークが略一致するか否かを判定することで、枕木Rtの夫々がY方向に沿って平行になるための回転角度、言い換えると、ホーム端Peを真上から撮影したかのような距離画像53Aを得るための回転角度を決定することができる。
To simplify the understanding, at positions other than the sleeper Rt (X coordinate), the number of pixels with zero parallax is counted for the platform P and the rail Ra, and at the position of the sleeper Rt, the platform P and the rail Ra are counted. In addition, the number of pixels with zero parallax is counted for the sleeper Rt. Since the platform P and the rail Ra have a substantially constant width (height), and the length of the sleepers Rt also substantially coincide with each other in the plurality of sleepers Rt, the peak of the number of pixels with zero parallax is in each of the plurality of sleepers Rt. In general.
Therefore, the image control unit 206 determines whether or not the peaks of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate substantially coincide with each other so that each of the sleepers Rt becomes parallel along the Y direction, In other words, the rotation angle for obtaining the distance image 53A as if the home end Pe was photographed from directly above can be determined.

また、複数の枕木Rtの夫々が平行である場合、枕木Rtの幅や枕木Rtの間隔も、略一致する。そのため、画像制御部206は、X座標毎の視差ゼロの画素数のピークの幅やピークがあらわれる間隔に基づいて、回転角度を決定することもできる。
なお、画像制御部206は、これら条件のうちの何れかを単独で用いることとで回転角度を決定することとしてもよく、また、任意の条件を組み合わせて用いることで回転角度を決定することとしてもよい。
Moreover, when each of the plurality of sleepers Rt is parallel, the width of the sleepers Rt and the interval between the sleepers Rt are also substantially the same. Therefore, the image control unit 206 can also determine the rotation angle based on the peak width of the number of pixels with zero parallax for each X coordinate and the interval at which the peaks appear.
Note that the image control unit 206 may determine the rotation angle by using any one of these conditions alone, or may determine the rotation angle by using any combination of conditions. Also good.

ところで、ホーム端Peを真上から撮影したとしても、撮影装置101から枕木RtのプラットホームP側までの距離と、撮影装置101から枕木Rtの線路Rの奥側までの距離とは、完全に一致するわけではない。また、回転は、距離画像53という一方向からの撮影結果に基づき得られたXYZ座標のみに基づいて行われるため、回転後の形状と実際の形状との一致精度にも所定の限界がある。
そのため、枕木Rtの夫々がY方向に沿って平行となる状態とは、枕木Rtの夫々が完全に平行になることまでを要求するものではなく、平行度が所定の閾値を満たせば足りる。なお、所定の閾値については、実験等により経験的に設定される。
By the way, even if the home end Pe is photographed from directly above, the distance from the photographing device 101 to the platform P side of the sleeper Rt and the distance from the photographing device 101 to the back side of the track R of the sleeper Rt are completely the same. Not to do. Further, since the rotation is performed based only on the XYZ coordinates obtained based on the photographing result from one direction, that is, the distance image 53, there is a predetermined limit in the matching accuracy between the rotated shape and the actual shape.
Therefore, the state in which each of the sleepers Rt is parallel along the Y direction does not require that each of the sleepers Rt be completely parallel, and it is sufficient if the parallelism satisfies a predetermined threshold value. The predetermined threshold is set empirically by experiments or the like.

図5に戻り、検出部207は、設置が完了し監視運用中の撮影装置101の設置状態の変化を検出する。具体的には、検出部207は、撮影装置101が第1タイミング(例えば、設置時)において撮影した撮影画像から生成される第1の距離画像53における計数部204の計数結果と、当該撮影装置101が第1タイミングとは異なる第2タイミング(例えば、監視運用中)において撮影した撮影画像から生成される第2の距離画像53における計数部204の計数結果とを比較し、両者の間に所定以上の差がある場合に、撮影装置101の設置状態の変化を検出する。   Returning to FIG. 5, the detection unit 207 detects a change in the installation state of the imaging apparatus 101 that has been installed and is being monitored. Specifically, the detection unit 207 includes the count result of the counting unit 204 in the first distance image 53 generated from the captured image captured by the imaging apparatus 101 at the first timing (for example, at the time of installation), and the imaging apparatus. 101 is compared with the counting result of the counting unit 204 in the second distance image 53 generated from the captured image captured at the second timing (for example, during monitoring operation) different from the first timing, and a predetermined value is set between the two. When there is a difference as described above, a change in the installation state of the photographing apparatus 101 is detected.

なお、検出部207による撮影装置101の設置状態の変化の検出は、画像制御部206が回転制御する前の距離画像53におけるヒストグラム(計数結果)を比較することで行うこととしてもよく、画像制御部206が回転制御した後の距離画像53Aにおけるヒストグラムを比較することで行うこととしてもよい。また、検出部207による検出は、Y座標毎のヒストグラム(図6(B))を比較することで行うこととしてもよく、X座標毎のヒストグラム(図8(B))を比較することで行うこととしてもよい。   The detection of the change in the installation state of the photographing apparatus 101 by the detection unit 207 may be performed by comparing histograms (counting results) in the distance image 53 before the image control unit 206 performs rotation control. This may be performed by comparing histograms in the distance image 53A after the rotation of the unit 206 is controlled. The detection by the detection unit 207 may be performed by comparing the histograms for each Y coordinate (FIG. 6B), or by comparing the histograms for each X coordinate (FIG. 8B). It is good as well.

ここで、回転制御した後の距離画像53Aにおけるヒストグラムは、一定の傾向(例えば、ピークの急峻さや枕木の幅、間隔等)を有しているため、検出部207は、第1タイミングのヒストグラム(計数結果)を用いることなく、第2タイミングの距離画像53Aにおけるヒストグラムが当該一定の傾向を有するか否かを判定することで、撮影装置101の設置状態の変化を検出することとしてもよい。   Here, since the histogram in the distance image 53A after the rotation control has a certain tendency (for example, peak steepness, sleeper width, interval, etc.), the detection unit 207 uses the first timing histogram ( The change in the installation state of the imaging device 101 may be detected by determining whether or not the histogram in the distance image 53A at the second timing has the certain tendency without using the counting result.

検出部207が撮影装置101の設置状態の変化を検出すると、自動的又は手動により撮影装置101の設置状態が調整される。手動の調整とは、例えば、管理者が撮影装置101の設置状態を物理的に調整することであり、自動の調整とは、画像制御部206による回転制御により設置状態を仮想的に調整することである。   When the detection unit 207 detects a change in the installation state of the imaging apparatus 101, the installation state of the imaging apparatus 101 is adjusted automatically or manually. The manual adjustment is, for example, that the administrator physically adjusts the installation state of the photographing apparatus 101, and the automatic adjustment is that the installation state is virtually adjusted by rotation control by the image control unit 206. It is.

自動の調整では、画像制御部206は、第2タイミングの第2の距離画像53における計数部204の計数結果に基づいて、当該第2の距離画像53を回転制御する。画像制御部206による回転制御は、既に上述した通りであるため詳細な説明を省略する。   In the automatic adjustment, the image control unit 206 controls rotation of the second distance image 53 based on the counting result of the counting unit 204 in the second distance image 53 at the second timing. Since the rotation control by the image control unit 206 has already been described above, a detailed description thereof will be omitted.

なお、撮影装置101を一度設置した後は、Y軸方向のずれはあまり生じない。そこで、設置状態の変化を調整する際の回転制御では、Y軸方向の平行移動(図7参照)は行わないこととしてもよい。検出部207の検出も同様であり、ホーム端Peの座標R3がY軸の中心座標Cと一致するか否かについては判定を省略することとしてもよい。   It should be noted that once the photographing apparatus 101 is installed, there is little deviation in the Y-axis direction. Therefore, in the rotation control when adjusting the change in the installation state, the translation in the Y-axis direction (see FIG. 7) may not be performed. The detection by the detection unit 207 is the same, and the determination as to whether or not the coordinate R3 of the home end Pe matches the center coordinate C of the Y axis may be omitted.

監視制御部208は、画像制御部206が回転制御した距離画像53Aに基づいてプラットホームPや線路Rの監視制御を行う。具体的には、監視制御部208は、距離画像53Aに対して、監視エリアを設定し、監視制御を行う。   The monitoring control unit 208 performs monitoring control of the platform P and the track R based on the distance image 53A that is rotationally controlled by the image control unit 206. Specifically, the monitoring control unit 208 sets a monitoring area for the distance image 53A and performs monitoring control.

ここで、距離画像53Aに対して設定する監視エリアの一例を図10に示す。監視制御部208は、回転後の距離画像53Aに対して、線路Rへの落下を監視する落下監視エリア、及びホーム端Peへの接近を監視する接近監視エリアを設定する。具体的には、監視制御部208は、距離画像53Aの全領域を、ホーム端Peを境にして線路側の領域とプラットホーム側の領域に分割し、線路側の領域のうちの任意の領域を落下監視エリアと設定し、プラットホーム側の領域のうちの任意の領域を接近監視エリアと設定する。   Here, an example of the monitoring area set for the distance image 53A is shown in FIG. The monitoring control unit 208 sets a fall monitoring area for monitoring the fall on the track R and an approach monitoring area for monitoring the approach to the home end Pe for the rotated distance image 53A. Specifically, the monitoring control unit 208 divides the entire region of the distance image 53A into a region on the track side and a region on the platform side with the home end Pe as a boundary, and any region of the region on the track side is divided. A fall monitoring area is set, and an arbitrary area of the platform area is set as an approach monitoring area.

一の線路と他の線路とが隣接する場合、路線によっては、線路間に資材を置くことがある。落下監視エリアは、この資材を線路内の異物として検出しないように、Y方向において適切な範囲を設定する必要がある。
この点、本実施形態では、監視制御部208は、図10に示すように、落下監視エリアのY座標を、座標Y1から座標Y2の範囲に設定する。座標Y1は、上部レールRauの座標R1よりも奥側50cmの位置であり、座標Y2は、ホーム端Peの座標R2である。なお、奥側50cmについては、画像素子1画素の大きさと、撮影装置101からの距離との関係に基づいて算出することができ、撮影装置101を線路面から4.3m上方に設置している場合には、50cmは47画素になる。
When one track and another track are adjacent, depending on the route, materials may be placed between the tracks. In the fall monitoring area, it is necessary to set an appropriate range in the Y direction so that this material is not detected as a foreign object in the track.
In this regard, in the present embodiment, the monitoring control unit 208 sets the Y coordinate of the fall monitoring area in the range from the coordinate Y1 to the coordinate Y2, as shown in FIG. The coordinate Y1 is a position 50 cm behind the coordinate R1 of the upper rail Rau, and the coordinate Y2 is the coordinate R2 of the home end Pe. The depth 50 cm can be calculated based on the relationship between the size of one pixel of the image element and the distance from the photographing apparatus 101, and the photographing apparatus 101 is installed 4.3m above the track surface. In this case, 50 cm becomes 47 pixels.

接近監視エリアとしては、ホーム端Peから内側所定領域までを設定する必要がある。多くの駅において、プラットホームPには点字ブロックが設置されているため、ホーム端Peから点字ブロックまでの領域を接近監視エリアとして設定することとしてもよいが、点字ブロックの設置パターンは全ての駅において統一されているわけではないため、本実施形態では、次のような範囲に接近監視エリアを設定する。
具体的には、監視制御部208は、図10に示すように、接近監視エリアのY座標を、座標Y2から座標Y3の範囲に設定する。座標Y3は、座標Y2よりも手前側90cmの位置であり、撮影装置101をプラットホーム面から2.2m上方に設置している場合には、座標Y2+163(画素)が座標Y3となる。
As the approach monitoring area, it is necessary to set from the home end Pe to a predetermined inner area. Since many stations have Braille blocks installed on the platform P, the area from the platform edge Pe to the Braille blocks may be set as an approach monitoring area. Since they are not unified, in this embodiment, the approach monitoring area is set in the following range.
Specifically, as shown in FIG. 10, the monitoring control unit 208 sets the Y coordinate of the approach monitoring area within the range from the coordinate Y2 to the coordinate Y3. The coordinate Y3 is a position 90 cm in front of the coordinate Y2, and when the photographing apparatus 101 is installed 2.2 m above the platform surface, the coordinate Y2 + 163 (pixel) becomes the coordinate Y3.

なお、落下監視エリア及び接近監視エリアのX方向の範囲は適宜任意に設定することができる。一例として、監視制御部208は、X方向の全範囲から両サイドのマージンと視差探索領域分を減算した範囲を、落下監視エリア及び接近監視エリアのX方向の範囲として設定する。   In addition, the range of the X direction of a fall monitoring area and an approach monitoring area can be set arbitrarily arbitrarily. As an example, the monitoring control unit 208 sets a range obtained by subtracting the margins on both sides and the parallax search area from the entire range in the X direction as the X direction range of the fall monitoring area and the approach monitoring area.

監視制御部208は、距離画像53Aを探索し、落下監視エリア及び接近監視エリアに異常視差が存在するか否かを判定する。そして、監視制御部208は、落下監視エリア及び接近監視エリアに異常視差が存在する場合に、線路Rへの落下やホーム端Peへの接近を検知する。   The monitoring control unit 208 searches the distance image 53A and determines whether or not abnormal parallax exists in the fall monitoring area and the approach monitoring area. Then, when there is an abnormal parallax in the fall monitoring area and the approach monitoring area, the monitoring control unit 208 detects the fall on the track R or the approach to the home end Pe.

また、監視制御部208は、定期的に距離画像53AのX座標毎のヒストグラムやY座標毎のヒストグラムを監視し、X座標やY座標の視差ゼロの画素数の分布状況に基づいて、監視制御を継続するか中止するか判定する。
監視制御部208による監視は、距離画像53Aにおいて、線路RやプラットホームPが視差ゼロとなることに着目して行われる。しかしながら、降雪降雨時や積雪時は、視差ゼロの画素数の分布が通常時と大きく異なり、監視精度が低下してしまうため、監視制御部208は、距離画像53AのX座標毎のヒストグラムやY座標毎のヒストグラムから、周囲の天候状態(降雪降雨や積雪)を把握し、監視に適さない天候である場合に監視制御を中止する。
Further, the monitoring control unit 208 periodically monitors the histogram for each X coordinate and the histogram for each Y coordinate of the distance image 53A, and performs monitoring control based on the distribution state of the number of pixels with zero parallax in the X coordinate and the Y coordinate. Whether to continue or cancel.
Monitoring by the monitoring control unit 208 is performed by paying attention to the fact that the line R and the platform P become zero parallax in the distance image 53A. However, during snowfall or snowfall, the distribution of the number of pixels with zero parallax is significantly different from the normal time, and the monitoring accuracy is reduced. Therefore, the monitoring control unit 208 has a histogram or Y for each X coordinate of the distance image 53A. The surrounding weather conditions (snowfall and snowfall) are ascertained from the histogram for each coordinate, and monitoring control is stopped when the weather is not suitable for monitoring.

図11は、周囲の天候状態に応じた視差ゼロの画素数を示すヒストグラムを模式的に示す図であり、図11(A)及び図11(C)は、通常時(例えば、晴天等)の視差ゼロの画素数を示すヒストグラムであり、図11(B)は、降雪降雨時の視差ゼロの画素数を示すヒストグラムであり、図11(D)は、積雪時の視差ゼロの画素数を示すヒストグラムである。なお、図11では、距離画像53AのX座標毎のヒストグラムを示しているが、Y座標毎のヒストグラムであっても同様の傾向を有する。   FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a histogram indicating the number of pixels with zero parallax according to the surrounding weather conditions. FIGS. 11A and 11C are diagrams in normal time (for example, clear sky). FIG. 11B is a histogram showing the number of pixels with zero parallax, FIG. 11B is a histogram showing the number of pixels with zero parallax during snowfall, and FIG. 11D shows the number of pixels with zero parallax during snowfall. It is a histogram. In FIG. 11, a histogram for each X coordinate of the distance image 53A is shown, but the histogram for each Y coordinate has the same tendency.

枕木Rtの位置では視差ゼロの画素数が多いため、図11(A)に示すように、通常時のX座標毎のヒストグラムでは、視差ゼロの画素数のピーク(最大値や90パーセンタイル値等)が顕著にあらわれる。
他方、降雪降雨時には、降り積もる雪や降り注ぐ雨粒が第1撮影部及び第2撮影部において撮影される結果、雪や雨粒が存在する領域において視差が算出される。その結果、図11(B)に示すように、降雪降雨時のX座標毎のヒストグラムでは、視差ゼロの画素数のピークが低くなり、視差ゼロの画素数のボトム(最小値や10パーセンタイル値等)との差分が小さくなる。
Since the number of pixels with zero parallax is large at the position of the sleeper Rt, as shown in FIG. 11A, the peak of the number of pixels with zero parallax (maximum value, 90th percentile value, etc.) Appears prominently.
On the other hand, at the time of snowfall, as a result of photographing the falling snow and falling raindrops in the first photographing unit and the second photographing unit, the parallax is calculated in the area where the snow and raindrops are present. As a result, as shown in FIG. 11B, in the histogram for each X coordinate during snowfall, the peak of the number of pixels with zero parallax is low, and the bottom of the number of pixels with zero parallax (minimum value, 10th percentile value, etc.) ) Becomes smaller.

また、砂利Rbの位置では視差が算出されるため、図11(C)に示すように、通常時のX座標毎のヒストグラムでは、視差ゼロの画素数のボトムが顕著にあらわれる。
他方、積雪時には、線路Rに積もった雪により砂利Rbのパターンが覆い隠され、線路面が白一色のようにテクスチャが少ない状態になる。その結果、図11(D)に示すように、積雪時のX座標毎のヒストグラムでは、視差ゼロの画素数のボトムが高くなり、ピークとの差分が小さくなる。
Further, since the parallax is calculated at the position of the gravel Rb, as shown in FIG. 11C, the bottom of the pixel number with zero parallax appears prominently in the histogram for each X coordinate in the normal state.
On the other hand, at the time of snow accumulation, the gravel Rb pattern is obscured by the snow piled up on the track R, and the track surface is in a state of less texture like white. As a result, as shown in FIG. 11D, in the histogram for each X coordinate at the time of snowfall, the bottom of the number of pixels with zero parallax increases and the difference from the peak decreases.

監視制御部208は、このような傾向に着目して、視差ゼロの画素数の分布状況が監視に適さない状況である場合に、監視制御を中止する。なお、視差ゼロの画素数の分布状況とは、例えば、視差ゼロの画素数のピークとボトムとの差分であってもよく、また、視差ゼロの画素数の全座標における平均値、分散、標準偏差等であってもよく、また、視差ゼロの画素数のピーク、ボトム、中央値等であってもよい。   The monitoring control unit 208 pays attention to such a tendency, and stops the monitoring control when the distribution state of the number of pixels with zero parallax is not suitable for monitoring. The distribution state of the number of pixels with zero parallax may be, for example, the difference between the peak and the bottom of the number of pixels with zero parallax, and the average value, variance, standard of all the coordinates of the number of pixels with zero parallax It may be a deviation or the like, or may be a peak, bottom, median, etc. of the number of pixels with zero parallax.

[撮影システム10の処理]
続いて、図12乃至図14を参照して、本発明の撮影システム10の処理の流れについて説明する。図12は、撮影装置101の設置時に各種設定を行う設置設定処理の流れを示すフローチャートである。
[Processing of Imaging System 10]
Next, with reference to FIG. 12 to FIG. 14, a processing flow of the photographing system 10 of the present invention will be described. FIG. 12 is a flowchart illustrating a flow of installation setting processing for performing various settings when the imaging apparatus 101 is installed.

設置作業員がプラットホームPの上部に撮影装置101を設置すると、ステップS1において、データ管理装置200の生成部203は、設置した撮影装置101が撮影した第1画像51及び第2画像52の視差から距離画像53を生成する。続いて、ステップS2において、データ管理装置200の計数部204は、距離画像53を走査してY座標毎の視差ゼロの画素数を計数し、ヒストグラム(図6(B)参照)を生成する。   When the installation worker installs the imaging device 101 on the platform P, in step S1, the generation unit 203 of the data management device 200 determines the parallax between the first image 51 and the second image 52 captured by the installed imaging device 101. A distance image 53 is generated. Subsequently, in step S2, the counting unit 204 of the data management device 200 scans the distance image 53, counts the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate, and generates a histogram (see FIG. 6B).

続いて、ステップS3において、データ管理装置200の画像制御部206は、プラットホームPや線路Rが水平になるように撮影できているかを判定する。具体的には、画像制御部206は、Y座標毎のヒストグラムを参照して、視差ゼロの画素数のピークが急峻か否かを判定し、ピークが急峻である場合に、水平に撮影できていると判定する。
この判定がNOの場合、ステップS4において、データ管理装置200の画像制御部206は、プラットホームPや線路Rが水平になるように距離画像53をヨー回転する。
Subsequently, in step S <b> 3, the image control unit 206 of the data management device 200 determines whether or not the platform P and the track R are photographed so as to be horizontal. Specifically, the image control unit 206 determines whether or not the peak of the number of pixels with zero parallax is steep by referring to the histogram for each Y coordinate. If the peak is steep, the image control unit 206 can take a picture horizontally. It is determined that
When this determination is NO, in step S4, the image control unit 206 of the data management device 200 yaw rotates the distance image 53 so that the platform P and the track R are horizontal.

続いて、ステップS5において、データ管理装置200の計数部204は、距離画像53を走査してX座標毎の視差ゼロの画素数を計数し、ヒストグラム(図8(B)参照)を生成する。   Subsequently, in step S5, the counting unit 204 of the data management apparatus 200 scans the distance image 53, counts the number of pixels with zero parallax for each X coordinate, and generates a histogram (see FIG. 8B).

続いて、ステップS6において、データ管理装置200の画像制御部206は、ホーム端Peを真上から撮影できているかを判定する。具体的には、画像制御部206は、X座標毎のヒストグラムを参照して枕木Rtの位置を特定し、枕木Rtの間隔、幅、長さ等に基づいて、ホーム端Peを真上から撮影できているかを判定する。
この判定がNOの場合、ステップS7において、データ管理装置200の画像制御部206は、ホーム端Peを真上から撮影している状態になるように、距離画像53をロール回転する。
Subsequently, in step S6, the image control unit 206 of the data management apparatus 200 determines whether or not the home end Pe has been photographed from directly above. Specifically, the image control unit 206 identifies the position of the sleeper Rt with reference to the histogram for each X coordinate, and shoots the home end Pe from directly above based on the interval, width, length, etc. of the sleeper Rt. Determine if it is done.
If this determination is NO, in step S7, the image control unit 206 of the data management device 200 rolls the distance image 53 so that the home end Pe is photographed from directly above.

ステップS3及びステップS6の判定がYESとなるように回転制御を行うと、ステップS8において、データ管理装置200は、回転した角度を撮影装置101に対応付けてセットし、当該撮影装置101に対する設置設定処理を完了し、次の撮影装置101の設置設定処理に移る。   When the rotation control is performed so that the determinations in step S3 and step S6 are YES, in step S8, the data management apparatus 200 sets the rotated angle in association with the imaging apparatus 101, and the installation setting for the imaging apparatus 101 is performed. The process is completed, and the process proceeds to the installation setting process for the next photographing apparatus 101.

続いて、図13は、距離画像53に対して監視エリアを設定する監視エリア設定処理の流れを示すフローチャートである。
初めに、ステップS11において、データ管理装置200の計数部204は、距離画像53を走査してY座標毎の視差ゼロの画素数を計数し、ヒストグラムを生成する。続いて、データ管理装置200の監視制御部208は、ステップS12において、ホーム端Peを境に線路R側に落下監視エリアを設定し、ステップS13において、ホーム端Peを境にプラットホームP側に接近監視エリアを設定する。
Next, FIG. 13 is a flowchart illustrating a monitoring area setting process for setting a monitoring area for the distance image 53.
First, in step S11, the counting unit 204 of the data management device 200 scans the distance image 53, counts the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate, and generates a histogram. Subsequently, in step S12, the monitoring control unit 208 of the data management device 200 sets a fall monitoring area on the line R side with the home end Pe as a boundary, and approaches the platform P side with the home end Pe in step S13. Set the monitoring area.

具体的には、監視制御部208は、上部レールRauよりも奥側の所定位置からホーム端Peまでの領域(Y座標)を落下監視エリアとして設定する。また、監視制御部208は、ホーム端Peから内側所定位置までの領域(Y座標)を接近監視エリアとして設定する。また、監視制御部208は、距離画像53の両サイドのマージンや視差探索領域等を考慮して、落下監視エリア及び接近監視エリアのX方向の範囲を設定する。
これにより、距離画像53には、図10に示す落下監視エリアや接近監視エリアが設定される。
Specifically, the monitoring control unit 208 sets an area (Y coordinate) from a predetermined position on the back side of the upper rail Rau to the home end Pe as a fall monitoring area. In addition, the monitoring control unit 208 sets an area (Y coordinate) from the home end Pe to a predetermined inner position as an approach monitoring area. In addition, the monitoring control unit 208 sets ranges in the X direction of the fall monitoring area and the approach monitoring area in consideration of the margins on both sides of the distance image 53, the parallax search area, and the like.
Thereby, a fall monitoring area and an approach monitoring area shown in FIG. 10 are set in the distance image 53.

続いて、図14は、監視運用中に撮影装置101に対して各種設定を行う監視中設定処理の流れを示すフローチャートである。なお、撮影システム10は、夫々の撮影装置101が撮影した距離画像53を、設置設定処理においてセットした回転角度に基づいて回転制御した距離画像53Aに基づいて、プラットホームPや線路Rの監視を行う。   Next, FIG. 14 is a flowchart showing the flow of the monitoring setting process for making various settings for the photographing apparatus 101 during the monitoring operation. Note that the imaging system 10 monitors the platform P and the track R based on the distance image 53A obtained by performing rotation control on the distance image 53 captured by each imaging device 101 based on the rotation angle set in the installation setting process. .

初めに、ステップS21において、データ管理装置200の計数部204は、距離画像53を走査してY座標毎の視差ゼロの画素数を計数し、ヒストグラムを生成する。続いて、ステップS22において、データ管理装置200の検出部207は、水平設定に対する設置状態の変化があるか否かを判定する。具体的には、検出部207は、設置設定処理のヒストグラムとステップS21で生成したヒストグラムとを比較することで、又は、ステップS21で生成したヒストグラムが所定の傾向(例えば、レールRaに基づく視差ゼロのピークの急峻さ等)を有するか否か判定することで、水平設定に対する設置状態の変化の有無を判定する。   First, in step S21, the counting unit 204 of the data management device 200 scans the distance image 53, counts the number of pixels with zero parallax for each Y coordinate, and generates a histogram. Subsequently, in step S22, the detection unit 207 of the data management apparatus 200 determines whether there is a change in the installation state with respect to the horizontal setting. Specifically, the detection unit 207 compares the histogram of the installation setting process with the histogram generated in step S21, or the histogram generated in step S21 has a predetermined tendency (for example, zero parallax based on the rail Ra). It is determined whether or not there is a change in the installation state with respect to the horizontal setting.

ステップS22において設置状態が変化したと判定すると、ステップS23において、データ管理装置200の画像制御部206は、距離画像53を所定角度だけヨー回転する。続いて、ステップS24において、データ管理装置200の画像制御部206は、回転制限範囲内であるか判定する。なお、回転制限範囲とは、回転後の距離画像53Aにおいて、ホーム端Pe、落下監視エリア及び接近監視エリアが適切に認識できる範囲をいう。
ステップS24において、回転制限範囲内である場合には、データ管理装置200は、処理をステップS22に移し、水平設定のずれが解消されるまでステップS22乃至ステップS24の処理を繰り返す。
If it is determined in step S22 that the installation state has changed, in step S23, the image control unit 206 of the data management device 200 rotates the distance image 53 by a predetermined angle. Subsequently, in step S24, the image control unit 206 of the data management apparatus 200 determines whether the rotation is within the rotation limit range. The rotation restriction range refers to a range in which the home end Pe, the fall monitoring area, and the approach monitoring area can be properly recognized in the rotated distance image 53A.
In step S24, when it is within the rotation limit range, the data management apparatus 200 moves the process to step S22, and repeats the processes of step S22 to step S24 until the horizontal setting shift is eliminated.

水平設定のずれが解消されると、続いて、ステップS25において、データ管理装置200の計数部204は、距離画像53を走査してX座標毎の視差ゼロの画素数を計数し、ヒストグラムを生成する。続いて、ステップS26において、データ管理装置200の検出部207は、垂直設定に対する設置状態の変化があるか否かを判定する。具体的には、検出部207は、設置設定処理のヒストグラムとステップS25で生成したヒストグラムとを比較することで、又は、ステップS25で生成したヒストグラムが所定の傾向(例えば、枕木Rtの間隔、幅、長さ等が略一定等)を有するか否か判定することで、垂直設定に対する設置状態の変化の有無を判定する。   When the horizontal setting shift is eliminated, in step S25, the counting unit 204 of the data management apparatus 200 scans the distance image 53, counts the number of pixels with zero parallax for each X coordinate, and generates a histogram. To do. Subsequently, in step S26, the detection unit 207 of the data management apparatus 200 determines whether there is a change in the installation state with respect to the vertical setting. Specifically, the detection unit 207 compares the histogram of the installation setting process with the histogram generated in step S25, or the histogram generated in step S25 has a predetermined tendency (for example, the interval between the sleepers Rt, the width). In other words, it is determined whether or not there is a change in the installation state with respect to the vertical setting.

ステップS26において設置状態が変化したと判定すると、ステップS27において、データ管理装置200の画像制御部206は、距離画像53を所定角度だけロール回転する。続いて、ステップS28において、データ管理装置200の画像制御部206は、回転制限範囲内であるか判定する。
ステップS28において、回転制限範囲内である場合には、データ管理装置200は、処理をステップS26に移し、垂直設定のずれが解消されるまでステップS26乃至ステップS28の処理を繰り返す。
If it is determined in step S26 that the installation state has changed, in step S27, the image control unit 206 of the data management apparatus 200 rolls the distance image 53 by a predetermined angle. Subsequently, in step S28, the image control unit 206 of the data management apparatus 200 determines whether the rotation is within the rotation limit range.
In step S28, if it is within the rotation limit range, the data management apparatus 200 moves the process to step S26, and repeats the processes of step S26 to step S28 until the vertical setting shift is eliminated.

水平設定及び垂直設定のずれが解消されると、ステップS29において、データ管理装置200の監視制御部208は、監視制御を継続し、監視中設定処理を終了する。   When the difference between the horizontal setting and the vertical setting is resolved, in step S29, the monitoring control unit 208 of the data management device 200 continues the monitoring control and ends the monitoring setting process.

他方、回転制限範囲の回転制御では水平設定又は垂直設定のずれを解消できない場合、ステップS30において、データ管理装置200の監視制御部208は、監視制御を中止し、監視中設定処理を終了する。なお、ステップS30の処理は、例えば、強い衝撃等により撮影装置101の設置角度等が大きくずれた場合の他、上述のように降雪降雨や積雪により視差ゼロの画素数の分布状態が所定の傾向から大きくずれた場合に行われることになる。   On the other hand, if the rotation control within the rotation limit range cannot eliminate the deviation of the horizontal setting or the vertical setting, in step S30, the monitoring control unit 208 of the data management apparatus 200 stops the monitoring control and ends the monitoring setting process. Note that, in the process of step S30, for example, in addition to the case where the installation angle of the photographing apparatus 101 is greatly shifted due to a strong impact or the like, the distribution state of the number of pixels with zero parallax is a predetermined tendency due to snowfall or snowfall as described above. This is done when there is a large deviation from

[撮影システム10における効果]
以上、本発明の実施形態について説明した。続いて、撮影システム10における効果について説明する。
[Effect in the photographing system 10]
The embodiment of the present invention has been described above. Next, effects in the imaging system 10 will be described.

撮影システム10では、距離画像53においてレールRaやプラットホームPが傾いている場合、レールRaやプラットホームPがX方向に水平になるように、Z軸を中心に距離画像53をヨー回転する。具体的には、撮影システム10では、Y座標毎の視差ゼロのヒストグラムに基づいて、視差ゼロの画素数のピークが急峻になるように距離画像53をヨー回転する。
これにより、撮影装置101の設置時には、取り付ける角度や画角を精密に調整する必要がない。そのため、撮影システム10では、撮影装置101の設置に膨大な時間をかける必要がなく、撮影装置101の設置作業に要する時間を短縮することができる。
In the imaging system 10, when the rail Ra or the platform P is inclined in the distance image 53, the distance image 53 is yaw-rotated around the Z axis so that the rail Ra or the platform P is horizontal in the X direction. Specifically, in the imaging system 10, the distance image 53 is yaw-rotated so that the peak of the number of pixels with zero parallax becomes steep based on the histogram with zero parallax for each Y coordinate.
Thereby, when installing the photographing apparatus 101, it is not necessary to precisely adjust the mounting angle and the angle of view. Therefore, in the imaging system 10, it is not necessary to spend an enormous amount of time for installing the imaging apparatus 101, and the time required for the installation operation of the imaging apparatus 101 can be shortened.

このような設置時間を短縮できる効果は、プラットホーム全域に亘り監視を行う撮影システム10においてより顕著にあらわれる。
即ち、撮影システム10では、多数の撮影装置101を用いてプラットホームを監視するものの、設置作業時間を撮影装置101の夫々において短縮することができるため、撮影システム10全体において設置時間を大幅に短縮することができる。また、撮影装置101の設置は、鉄道車両の運行に影響を与えないように設置作業時間が夜間等に限られるものの、設置時間を大幅に短縮することができる結果、短期間のうちにプラットホーム全域を監視する撮影システム10を構築することができ、鉄道車両の安全な運行に寄与することができる。
Such an effect that the installation time can be shortened is more noticeable in the imaging system 10 that performs monitoring over the entire platform.
That is, in the imaging system 10, the platform is monitored using a large number of imaging apparatuses 101, but the installation work time can be shortened in each of the imaging apparatuses 101, so that the installation time is greatly reduced in the entire imaging system 10. be able to. In addition, although the installation of the photographing apparatus 101 is limited to nighttime so as not to affect the operation of the railway vehicle, the installation time can be greatly reduced. Can be constructed, which can contribute to the safe operation of railway vehicles.

また、撮影システム10では、撮影装置101が撮影した距離画像53から被写体の3次元データ(XYZ座標)を算出できることに着目して、ホーム端Peを真上から撮影した状態となるように、X軸を中心に距離画像53をロール回転する。具体的には、撮影システム10では、X座標毎の視差ゼロのヒストグラムに基づいて、視差ゼロの画素数のピークの間隔等が一定になるように距離画像53をロール回転する。
これにより、撮影システム10では、撮影装置101の設置に膨大な時間をかける必要がなく、撮影装置101の設置作業に要する時間を短縮することができる。また、ロール回転により、ホーム端Peを真上から撮影したような距離画像53Aを得ることができるため、プラットホームPと線路Rとの境界部分の監視精度が向上し、プラットホーム上に存在するにも関わらず線路落下であると誤検知してしまうこと等を防止できる。
Further, in the imaging system 10, paying attention to the fact that the three-dimensional data (XYZ coordinates) of the subject can be calculated from the distance image 53 captured by the imaging apparatus 101, the home end Pe is photographed from directly above. The distance image 53 is rotated around the axis. Specifically, in the imaging system 10, the distance image 53 is rotated based on the zero parallax histogram for each X coordinate so that the peak interval of the number of pixels with zero parallax is constant.
Thereby, in the imaging system 10, it is not necessary to spend an enormous amount of time for installing the imaging apparatus 101, and the time required for the installation operation of the imaging apparatus 101 can be shortened. Further, since the distance image 53A as if the home end Pe was photographed from right above can be obtained by the roll rotation, the monitoring accuracy of the boundary portion between the platform P and the track R is improved, and it exists on the platform. Regardless of this, it is possible to prevent erroneous detection that the track is falling.

また、撮影システム10では、監視運用中の撮影装置101の設置状態の変化を検出する。具体的には、監視運用中の視差ゼロのヒストグラムが、設置時の視差ゼロのヒストグラムに対して所定以上異なる場合や、一定の傾向を有しなくなった場合に、撮影装置101の設置状態の変化を検出する。
設置状態の変化に応じて適切な調整を行うことで、撮影システム10の安定的な運用が期待できる。なお、調整は、例えば、設置状態の変化を管理者に報知することで、管理者が手動で行うこともでき、また、画像制御部206の回転制御に基づいて自動的に行うこともできる。
In addition, the imaging system 10 detects a change in the installation state of the imaging apparatus 101 during monitoring operation. Specifically, when the zero parallax histogram during the monitoring operation is different from the zero parallax histogram at the time of installation by a predetermined amount or when it no longer has a certain tendency, the change in the installation state of the photographing apparatus 101 Is detected.
A stable operation of the imaging system 10 can be expected by making an appropriate adjustment according to the change in the installation state. The adjustment can be performed manually by the administrator by notifying the administrator of a change in the installation state, or can be automatically performed based on the rotation control of the image control unit 206, for example.

一方で、撮影システム10では、周囲の天候状態(降雪降雨や積雪)を把握し、監視に適さない天候である場合に監視制御を中止する。具体的には、撮影システム10では、視差ゼロの画素数の分布状況に基づいて周囲の天候状態を把握し、監視制御の継続/中止を判定する。
上述のように降雪降雨や積雪には、視差ゼロの画素数の傾向が通常時と比べて大きく異なるため、このような場合に監視制御を中止することで、誤検知や検知漏れを防止することができる。なお、監視制御を中止した場合には、管理者(駅員)に対してその旨を適切に報知することがより好ましい。
On the other hand, the imaging system 10 grasps the surrounding weather conditions (snowfall and snowfall) and stops monitoring control when the weather is not suitable for monitoring. Specifically, the imaging system 10 grasps the surrounding weather condition based on the distribution state of the number of pixels with zero parallax, and determines whether monitoring control is continued or stopped.
As described above, the tendency of the number of pixels with zero parallax is significantly different for snowfall and snowfall compared to normal times, so in this case, monitoring errors can be prevented and false detections and omissions can be prevented. Can do. In addition, when monitoring control is stopped, it is more preferable to notify the manager (station staff) appropriately.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

10・・・撮影システム
100・・・撮影装置群
101・・・撮影装置
200・・・データ管理装置(画像処理装置)
201・・・制御部
202・・・記憶部
203・・・生成部
204・・・計数部
205・・・特定部
206・・・画像制御部
207・・・検出部
208・・・監視制御部
300・・・ハブ
400・・・モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shooting system 100 ... Shooting device group 101 ... Shooting device 200 ... Data management device (image processing device)
201 ... Control unit 202 ... Storage unit 203 ... Generation unit 204 ... Counting unit 205 ... Specification unit 206 ... Image control unit 207 ... Detection unit 208 ... Monitoring control unit 300 ... Hub 400 ... Monitor

Claims (6)

第1方向に延びるプラットホームの上部に設置されたステレオカメラにより撮影された撮影画像を処理する画像処理装置であって、
前記ステレオカメラの第1撮影部で撮影した第1画像と、第2撮影部で撮影した第2画像との視差に基づいて、距離画像を生成する生成部と、
生成した前記距離画像のX座標軸及びY座標軸のうち、前記第1方向と直交する第2方向に沿った第1座標軸の座標毎に視差ゼロの画素数を計数する計数部と、
前記第1座標軸の座標毎の計数結果に基づいて、前記X座標軸及び前記Y座標軸に直交するZ座標軸を回転軸として当該距離画像をヨー回転する画像制御部と、
を備える画像処理装置。
An image processing apparatus for processing a captured image captured by a stereo camera installed on an upper part of a platform extending in a first direction,
A generating unit that generates a distance image based on the parallax between the first image captured by the first imaging unit of the stereo camera and the second image captured by the second imaging unit;
A counting unit that counts the number of pixels with zero parallax for each coordinate of the first coordinate axis along the second direction orthogonal to the first direction among the X coordinate axis and the Y coordinate axis of the generated distance image;
Based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis, an image control unit that yaw rotates the distance image with the Z coordinate axis orthogonal to the X coordinate axis and the Y coordinate axis as a rotation axis;
An image processing apparatus comprising:
前記第1座標軸の座標毎の前記計数結果に基づいて、前記プラットホームに沿って設置されるレールの前記第1座標軸における位置であるレール座標を特定する特定部、を更に備え、
前記画像制御部は、前記レール座標における視差ゼロの画素数に基づいて前記距離画像をヨー回転する回転角度を決定する、
請求項1に記載の画像処理装置。
Based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis, further comprising a specifying unit that specifies a rail coordinate that is a position in the first coordinate axis of a rail installed along the platform;
The image control unit determines a rotation angle for yaw rotation of the distance image based on the number of pixels with zero parallax in the rail coordinates.
The image processing apparatus according to claim 1.
前記第1座標軸の座標毎の前記計数結果に基づいて、前記プラットホームの端部の前記第1座標軸における位置であるホーム端座標を特定する特定部、を更に備え、
前記計数部は、前記距離画像のX座標軸及びY座標軸のうち、前記第1方向に沿った第2座標軸の座標毎に視差ゼロの画素数を計数し、
前記画像制御部は、前記第2座標軸の座標毎の計数結果に基づいて、前記ホーム端座標を中心に前記距離画像をロール回転する、
請求項1又は2に記載の画像処理装置。
A specifying unit that specifies a home end coordinate that is a position of the end of the platform in the first coordinate axis based on the counting result for each coordinate of the first coordinate axis;
The counting unit counts the number of pixels with zero parallax for each coordinate of the second coordinate axis along the first direction among the X coordinate axis and the Y coordinate axis of the distance image,
The image control unit roll-rotates the distance image around the home end coordinate based on a counting result for each coordinate of the second coordinate axis.
The image processing apparatus according to claim 1.
前記特定部は、前記第2座標軸の座標毎の計数結果に基づき、前記プラットホームに沿って延びるレールと共に設置される枕木の前記第2座標軸における位置である枕木座標を、複数の枕木の夫々について特定し、
前記画像制御部は、特定した複数の前記枕木座標における視差ゼロの画素数の計数結果に基づいて、前記距離画像をロール回転する、
請求項3に記載の画像処理装置。
The specifying unit specifies sleeper coordinates, which are positions on the second coordinate axes of the sleepers installed together with rails extending along the platform, for each of the plurality of sleepers based on the counting result for each coordinate of the second coordinate axes. And
The image control unit roll-rotates the distance image based on a count result of the number of pixels with zero parallax in the identified plurality of sleeper coordinates.
The image processing apparatus according to claim 3.
前記ステレオカメラが第1タイミングにおいて撮影した撮影画像から生成される第1距離画像における前記計数部の計数結果と、当該ステレオカメラが当該第1タイミングとは異なる第2タイミングにおいて撮影した撮影画像から生成される第2距離画像における前記計数部の計数結果とを比較することで、前記ステレオカメラの設置状態の変化を検出する検出部、
を更に備える請求項1から4の何れか1項に記載の画像処理装置。
Generated from the counting result of the counting unit in the first distance image generated from the captured image captured at the first timing by the stereo camera and the captured image captured at the second timing different from the first timing by the stereo camera. A detection unit that detects a change in the installation state of the stereo camera by comparing the counting result of the counting unit in the second distance image
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記画像制御部が回転制御した距離画像に基づいてプラットホームの監視制御を行う監視制御部であって、視差ゼロの画素数を計数した座標軸の各座標における視差ゼロの画素数の分布状況に基づいて、前記監視制御を中止する監視制御部、
を更に備える請求項1から5の何れか1項に記載の画像処理装置。
A monitoring control unit that performs platform monitoring control based on a distance image that is rotationally controlled by the image control unit, based on a distribution state of the number of pixels with zero parallax in each coordinate of the coordinate axis that counts the number of pixels with zero parallax A monitoring control unit for stopping the monitoring control,
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
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