JP6934798B2

JP6934798B2 - 車両扉位置検知装置

Info

Publication number: JP6934798B2
Application number: JP2017202912A
Authority: JP
Inventors: 悟司山下; 中島　英雄; 英雄中島; 中島　秀人; 秀人中島
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: JP2019077200A

Description

本発明は、駅に停止する列車の車両扉の位置を検知する車両扉位置検知装置に関する。

ホーム柵の課題として、車両扉の位置が列車により異なる問題がある。例えば、列車の編成両数（４両編成や６両編成等）の違いや、車両長（１両の長さが１８ｍの車両や２０ｍの車両等）の違い、車両扉数（３扉車や４扉車等）の違い、更には、同じ車両扉数であっても車種によって車両扉の位置が違っていたり、編成の併結の組み合わせ（車両長１８ｍの３ドア車両の４両編成＋車両長２０ｍの４ドア車両の２両編成）がある、といった様々なケースが考えられる。

この解決策として、ホーム柵扉の支持及び開閉駆動（退避及び進出の駆動）を行う戸袋部が移動可能に構成された戸袋移動型ホーム柵システムを利用する方法が考えられている。具体的には、次に到着する列車の情報を事前に受け取り、その列車の到着前までに戸袋部を移動させることで、ドア開口位置を列車の車両扉の位置に合わせる技術である（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−１１６４４９号公報

しかしながら、特許文献１のような従来の技術手法を安定的かつ確実に遂行するためには、次に到着する列車の正しい情報を事前に受け取る必要がある。例えば、ダイヤ乱れが発生して到着列車の運休ないし到着順番が変更になる場合や、臨時列車を走行させる場合にはどうするか、情報の受け取りに係る通信エラーや通信遅延障害が発生した場合にはどうするか、といった様々な事例に対処するための具体的な動作設定を１つ１つシステムの中に予め組み込んでおく必要がある。

また、次に到着する列車の情報を隣の駅から取得する場合には、隣接駅間での通信設備が必要となり、設置コストやメンテナンスコストが発生する。

そのため、特許文献１のような従来技術とは異なる技術も望まれているところである。すなわち、駅に停止した列車の車両扉の位置を検知する全く新しい技術を提供すること、これが本発明が解決しようとする課題である。

上記課題を解決するための第１の発明は、
駅に停止する列車の車両扉の位置を検知するために当該駅に設置された車両扉位置検知装置であって、
前記列車には、前記車両扉及び前記車両扉近傍の車体側壁部の何れか一方又は両方の予め定められた指定位置に、画像解析による識別が可能な識別部が設けられており、
前記駅に設けられた基準マーカと、前記駅に停止した状態の前記列車の前記識別部とを撮影範囲に含むように設置された撮影部と、
前記基準マーカの設置位置及び前記撮影部の設置位置の位置関係と、前記撮影部による撮影画像に含まれる前記基準マーカの撮影位置と、前記識別部の撮影位置と、を用いて、前記車両扉の位置を算出する演算制御部と、
を備えた車両扉位置検知装置である。

第１の発明によれば、列車が駅に停止した状態で車両扉の位置の検知が可能な、全く新しい技術を実現することができる。その実現に必要な設備は駅に設置するものだけで済み、列車側には、識別部を設けるだけで済む。例えば、次に到着する列車の情報を事前に取得する必要がないため、隣接駅間での通信設備は不要となる。一方で、車両扉の位置を検知するにあたり、当該駅における列車の停止位置は必ずしも高精度な位置である必要がない。例えば、駅に到着する列車が所定の停止目標位置を多少超過して停止した場合であっても、撮影部の撮影範囲内に識別部が含まれてさえいれば、車両扉の位置を検知できる。

また、第２の発明は、
前記撮影部は、距離画像を出力可能に構成されており、
前記演算制御部は、前記撮影部から前記基準マーカまでの距離と、前記撮影部から前記識別部までの距離と、を前記距離画像から判定し、判定した距離を更に用いて前記車両扉の位置を算出する、
第１の発明の車両扉位置検知装置である。

第２の発明によれば、撮影部から基準マーカまでの距離と、撮影部から識別部までの距離とを距離画像から判定して車両扉の位置を算出に用いることができるので、車両扉の位置を適確に検知することが可能となる。

また、第３の発明は、
前記列車には、前記車両扉それぞれの前記指定位置に前記識別部が設けられており、
前記撮影部は、前記駅で開扉される前記車両扉それぞれに対応するように、前記駅の各所に設置され、
前記基準マーカは、前記撮影部それぞれが、少なくとも１つの前記基準マーカを撮影範囲に含むように、前記駅の各所に設けられ、
前記演算制御部は、前記撮影部それぞれの撮影画像に基づいて、前記列車の各車両扉の位置を算出する、
第１又は第２の発明の車両扉位置検知装置である。

第３の発明によれば、駅で開扉される車両扉の全てを撮影することができ、それら車両扉のそれぞれの位置を検知することができる。

また、第４の発明は、
前記基準マーカは、前記列車が前記駅に停止した状態において前記撮影部に撮影される位置に設けられている、
第１〜第３の何れかの発明の車両扉位置検知装置である。

第４の発明によれば、列車が停止した状態で撮影される位置に基準マーカが設けられていることから、１つの撮影画像に識別部及び基準マーカが撮影されることとなる。結果、車両扉の位置算出に際し、撮影画像中の基準マーカの撮影位置を必ず参照することが可能となる。

また、第５の発明は、
前記識別部は、再帰性反射材料で構成された反射部であり、
前記撮影部と一体又は前記撮影部の近傍位置に設けられ、当該撮影部の撮影方向に向けて投光する投光部、
を備えた第１〜第４の何れかの発明の車両扉位置検知装置である。

第５の発明によれば、再帰性反射材料で構成された反射部が識別部として列車に設けられ、撮影部の撮影方向に向けて投光部が投光するため、撮影画像中の識別部（反射部）の撮影位置の判別を確実かつ簡単化することができる。しかも、列車に設ける識別部は電子部品等ではなく、再帰性反射材料で構成された比較的安価かつ耐候性・耐久性が期待できるものである。加えて、撮影部は、基準マーカと、駅に停止した状態の列車の識別部とを撮影範囲に含むように設置できればよいため、撮影部の設置に係る手間も少なくて済む。

戸袋移動型ホーム柵システムの全体構成例を示す図。識別部及び基準マーカの撮影を説明する図。識別部及び基準マーカの撮影を説明する他の図。扉位置算出処理を説明する図。撮影画像の模式図。開扉動作制御を説明する図。開扉動作制御を説明する他の図。処理装置の機能構成例を示すブロック図。統括制御装置の機能構成例を示すブロック図。車両扉位置リストのデータ構成例を示す図。処理装置の処理の流れを示すフローチャート。統括制御装置の処理の流れを示すフローチャート。車両扉開扉検知処理を説明する図。列車編成テーブルのデータ構成例を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

［全体構成例］
図１は、本実施形態における戸袋移動型ホーム柵システム１００の全体構成例を示す図である。図１では、停止目標位置として定められた駅の所定位置に停止した状態の列車Ｔを併せて示しており、その先頭の鉄道車両１を、車体側面の両側それぞれに１対の車両扉１１，１１を４組備えた４扉車として例示している。

また、図２は、停止した鉄道車両１の車両扉１１付近をプラットホーム側から見た斜視図であり、図３は、図２における鉄道車両１を車両扉１１の部分で縦断して進行方向側から見た端面の概略図である。なお、各図２，３では、ホームに設置されたホーム柵７についてホーム柵扉７３（図１等を参照）の図示を省略し、戸袋部７１のみを示している。

図１に示すように、本実施形態の戸袋移動型ホーム柵システム１００は、駅に設置されたＮ台の単位装置１０と、当該駅のホームの軌道側端縁に配置されてホーム上を軌道側から仕切るためのホーム柵７と、各単位装置１０の検知結果である車両扉位置情報を入力して用い、駆動制御部８を介してホーム柵７の動作を制御する統括制御装置５０とを備え、Ｎ台の単位装置１０と、統括制御装置５０とが車両扉位置検知装置６０を構成する。

単位装置１０は、撮影部としての撮影装置２０と、処理装置３０とを備える。撮影装置２０は、鉄道車両１に設けられた識別部（反射部）１３と、駅に設けられた基準マーカＭＫとを撮影するためのものである。そして、処理装置３０は、撮影装置２０の撮影画像を画像処理して識別部１３や基準マーカＭＫの撮影位置を判別し、判別結果をもとに車両扉１１のホーム上の位置（扉位置）を検知する車両扉位置検知処理を行う。ここでの検知結果は、車両扉位置情報として統括制御装置５０に出力される。

ここで、撮影装置２０の１つの撮影対象である識別部１３は、鉄道車両１が備える全ての車両扉１１の近傍（本実施形態では上部近傍）の車体側壁部を指定位置として、それぞれ配置される。この識別部１３は、例えば、入射した光をその入射方向へと反射させる再帰性反射材料で構成され、シート状の再帰性反射材を接着剤で貼り付ける等して配置される。本実施形態における車両扉位置の検知のために鉄道車両１に設ける必要があるのはこの識別部１３のみであり、電子部品等の設置は不要であるため、安価且つ耐候性・耐久性が期待できる。

より詳細には、識別部１３は、扉幅ｄ１と略同じ長さを有する横に長尺な形状（帯状）を有し、車両扉１１の上部近傍の車体側壁部において、その長手方向が車両扉１１の幅方向に沿い、その両端が扉幅ｄ１と上下に揃うように配置される。扉幅ｄ１は、全閉状態での車両扉１１の両開きの各扉の全体の幅をいい、開扉時に車体側面に形成される開口幅ともいえる。つまり、識別部１３は、その長さによって車両扉１１の扉幅を示し、その両端の各位置によって車両扉１１の幅方向の両端位置を示す。処理装置３０が行う車両扉位置検知処理では、この識別部１３の両端の各位置に対応するホーム上の位置（Ｘ座標位置；図４を参照）を扉位置として求め、両者間の距離を扉幅ｄ１として算出する。検知する車両扉１１の位置としては、ホーム上の位置座標における車両扉１１の左右中央の位置であってもよいし、ホーム上の位置座標における車両扉１１の左右両端の位置であってもよい。なお、識別部１３の上下方向（高さ方向）の幅については特に限定されないが、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下（例えば５０ｍｍ程度）とすることができる。

また、撮影装置２０のもう１つの撮影対象である基準マーカＭＫも同様に、再帰性反射材料で構成される。本実施形態では、基準マーカＭＫは、表面にシート状の再帰性反射材を貼り付けることで当該基準マーカＭＫを表示した表示板９１として用意される。なお、図２では、基準マーカＭＫの形状を十字形状としているが、例えば円形状や多角形状等の別の形状であってもよく、特に限定されない。

単位装置１０の台数Ｎは、当該駅（より詳細には当該ホームトラック）を着発する可能性のあるあらゆる列車の全ての車両扉の識別部１３を、１台以上の単位装置１０で撮影可能にするための台数となる。例えば、当該駅を着発する列車の最大編成車両数や、それら列車の編成車両が備える車両扉の最大数（車体片側の車両扉の最大数）、各列車の停止目標位置、等に基づき定められる。そして、これらＮ台の単位装置１０の各撮影装置２０は、ホーム上方において、停止した鉄道車両１の車体上部に撮影範囲（撮影方向）を向けて設置される。より詳細には、到着した列車の各車両扉の扉位置と対向するように、撮影装置２０をそれぞれ設置する。

一方、基準マーカＭＫを表示する表示板９１は、本実施形態では、単位装置１０の台数Ｎと同じ数が撮影装置２０と１対１で設置される。具体的には、Ｎ個の表示板９１は、ホーム上方において対応する撮影装置２０の撮影範囲内となる位置に、基準マーカＭＫの表示面を撮影装置２０に向けて固定的に設置される。その設置態様は、例えば、図３に示すように天井部分から表示板９１を吊り下げることで設置する態様でもよいし、ホームの支柱に表示板９１を取り付ける態様でもよい。表示板９１の設置位置は、基本的には撮影装置２０の撮影範囲に収まる位置であればよいが、旅客の影響を受けないように、可能な範囲で高い位置に設置するとよい。また、表示板９１は、撮影装置２０から見て、停車する列車に隠れることがないように、列車が停止しても必ず撮影装置２０によって撮影される位置に設置することとする。

以上のように単位装置１０の台数Ｎを定め、それらの撮影装置２０を表示板９１と対にしてホーム上方に設置するのは、どの列車が駅に到着した場合であっても何れかの撮影装置２０によって全ての車両扉１１の上部全幅とその近傍の車体側壁部（つまり識別部１３の全体像）を捉えることができ、且つ、基準マーカＭＫを必ず１つ含んだ撮影画像を得るため（以下、当該条件を「撮影画像条件」という）である。ただし、当該撮影画像条件を満たすのであれば、表示板９１の数はＮより少なくてもよく、１つの基準マーカＭＫを複数の撮影装置２０に対応させる構成でもよい。各単位装置１０の撮影装置２０が少なくとも１つの基準マーカＭＫを撮影できればよいため、例えば、隣り合う撮影装置２０の重複する撮影範囲に１つの基準マーカＭＫを設置することとして、Ｎより少ない数の基準マーカＭＫを設置することとしてもよい。撮影装置２０と、対応する基準マーカ（当該撮影装置２０が撮影対象とする基準マーカ；以下、適宜「対応基準マーカ」ともいう）ＭＫとの関係は、予め設定される。

また、本実施形態では、駅を着発し得る列車の編成車両として、実在する各種タイプの鉄道車両を想定している。駅に停止した列車の扉位置は、車両長や車両扉数、車種、編成の併結の組合せ等によって異なるためである。一方で、列車の停止位置の問題もある。すなわち、停止目標位置と実際の列車の停止位置とにズレがあれば、扉位置は想定位置と一致しない。そこで本実施形態では、撮影装置２０は、より広い範囲を撮影できるよう画角の広い広角レンズ（例えば９０度等）が用いられることとする。

そして、撮影装置２０は、近赤外光を撮影して撮影範囲内の対象物の反射強度画像を撮影画像として生成するとともに、対象物までの距離を計測して当該撮影範囲の距離画像を生成することができるＴＯＦ（Time of Flight）カメラを有して構成され、さらに撮影方向に投光する投光部２１を内蔵する。この投光部２１は、図３に示すように、撮影装置２０の撮影方向に向けて近赤外光を照射する。本実施形態では、投光部２１は、９４０ｎｍ付近の波長光を照射する。なお、投光部２１は、撮影装置２０に内蔵された構成に限らず、別体であってもよい。

撮影装置２０は、図２や図３に示すように、識別部１３や基準マーカＭＫを含む車体上部の広範囲Ａ１に近赤外光を照射することができる。そして、識別部１３及び基準マーカＭＫが投光部２１からの投光光をその投光部２１の方向へ反射させ、撮影装置２０が、この反射光（近赤外光）Ｂ１１，Ｂ１３を撮影するとともに、当該識別部１３及び基準マーカＭＫまでの距離を表す距離画像を生成・出力することができる。したがって、どのタイプの鉄道車両１が停止した場合であっても、上記撮影画像条件を満たすように撮影装置２０を設置する施工を簡単に実現することができ、撮影装置２０の設置にあたってその設置位置や設置角度を細かく調整する作業が不要となる。特に、識別部１３や基準マーカＭＫを再帰性反射材料で構成したことでそれらからの反射光Ｂ１１，Ｂ１３が撮影装置２０に戻ってくるため、撮影画像中の識別部１３及び基準マーカＭＫの撮影位置の判別を確実且つ簡単化することができることは、画角の広い撮影画像においても有利である。また、車両扉１１の上部近傍の車体側壁部に識別部１３を配置するとともに、ホーム上方の高い位置に表示板９１を設置しこれを撮影するため、それらの撮影位置の判別に際し旅客の影響を受け難くして、誤判別を抑制できる。

また、９４０ｎｍ付近の波長は、太陽光に含まれる近赤外光の中でもその割合が低い波長域であるため、日中の太陽光の存在下でも、その影響を抑えて識別部１３及び基準マーカＭＫを鮮明に撮影することができる。一方で、投光部２１から近赤外光を照射して撮影するため、夜間や悪天候時等、周囲が暗い場合であっても、識別部１３及び基準マーカＭＫの鮮明な撮影が行える。したがって、撮影装置２０の設置環境の影響を受けることなく、対応する基準マーカＭＫや撮影範囲内となった識別部１３を確実に撮影できる。また、投光光は可視光線でない近赤外光であるため、投光光が旅客の視界に入ったとしても、旅客に眩しさを感じさせることは少ない或いは殆どない。

図１に戻り、ホーム柵７は、ホーム長手方向に沿って所定の可動範囲を移動自在な戸袋部７１と、戸袋部７１から進退移動するホーム柵扉７３とを備える。本実施形態のホーム柵７は、戸袋部７１が片側（図１では向かって左側）に１つのホーム柵扉７３を開閉駆動（退避駆動及び進出駆動）自在に支持する構成を有しており、退避駆動時は、ホーム柵扉７３が右に動いて戸袋部７１に退避・収容される。一方、進出駆動時は、ホーム柵扉７３が左に動いて戸袋部７１から進出する。そして、駆動制御部８は、統括制御装置５０の制御のもと、ホーム柵扉７３の駆動部（不図示）を駆動してホーム柵扉７３を退避／進出駆動するとともに、戸袋部７１の駆動部（不図示）を駆動して戸袋部７１を移動させる。なお、戸袋部７１の全体形状は、閉扉時に、ホーム柵扉７３を収容する袋状の形状であってもよいが、ホーム上の旅客から見て戸袋部７１の背後にホーム柵扉７３が位置する衝立状の形状であってもよい。要は、ホーム上の旅客から見て戸袋としての機能を発揮する用途形状であればよい。

統括制御装置５０は、列車が駅に停止した際、Ｎ台の単位装置１０（具体的にはそれらの処理装置３０）から入力された車両扉位置情報に基づき駆動制御部８を制御することで、ホーム柵扉７３の退避駆動及び戸袋部７１の移動を同時並行に実施して、車両扉位置に旅客乗降用の開口部を形成する開扉動作制御を行う。また、統括制御装置５０は、開扉動作制御後、旅客の乗り降りが終わると、駆動制御部８を制御してホーム柵扉７３の進出駆動及び戸袋部７１の移動を同時並行に実施し、開口部を閉ざす閉扉動作制御を行う。本実施形態では、ホーム柵７の定常状態（例えば図６（ａ）や図７（ａ）に示す定常状態）が予め決められている。そして、当該ホーム柵７の定常状態を基準に開扉動作制御を実行し、ホーム柵７を定常状態に戻すことで閉扉動作制御を実行する。本実施形態の特徴の１つが、開扉動作制御や閉扉動作制御は、ホーム柵扉７３の開閉だけでなく、並行して戸袋部７１を移動させて乗降用の開口部を設けたり、閉ざしたりすることである。そのため、本実施形態では、ホーム柵扉７３の駆動については、開閉ではなく、退避（戸袋部７１への退避）と、進出（戸袋部７１からの進出）という用語を用いて説明する。

［原理］
１．車両扉位置検知処理
本実施形態では、撮影装置２０は、撮影範囲を所定のフレームレート（例えば、２０ｆｐｓ）で連続的に撮影し、撮影画像及び距離画像を処理装置３０に随時出力する。一方、処理装置３０では、撮影画像中の対応基準マーカＭＫ及び識別部１３の撮影位置をフレーム単位で検出し（反射体検出処理）、列車Ｔの停止を検知する（停止検知処理）。そして、停止検知時に、対応基準マーカＭＫの設置位置及び撮影装置２０の設置位置の位置関係を参照して、撮影画像中の対応基準マーカＭＫの撮影位置と、撮影画像中の識別部１３の撮影位置とを用いて扉位置を算出する扉位置算出処理を行う。その際、併せて扉幅を算出する。その後は、算出した扉位置を扉幅と対応付けて設定した車両扉位置情報を生成し、統括制御装置５０に出力する。なお、撮影画像中に識別部１３が写っていない場合には、車両扉位置情報を出力しないこととしてもよいし、対応する車両扉が無い旨の車両扉位置情報を生成して出力することとしてもよい。

（１）反射体検出処理
上記したように、識別部１３は、入射した光を入射方向へと反射する。そして、撮影装置２０は、投光部２１からその撮影方向に向けて近赤外光を照射しながら、近赤外光を所定のフレームレートで撮影している。撮影範囲内には常時対応基準マーカＭＫが存在するため、撮影画像中の当該対応基準マーカＭＫの撮影位置が輝度の高い画素範囲（近赤外光の反射強度が大きい画素範囲）となって現れる。一方、列車Ｔが駅に到着したことで撮影範囲内に識別部１３が含まれるようになると、撮影画像中でその撮影位置が反射強度の高い画素範囲となって現れる。その際、撮影装置２０からみて基準マーカＭＫ（表示板９１）は列車Ｔよりも手前に設置されるため、停止した列車Ｔに遮られることなく撮影される。また、撮影装置２０からみて列車Ｔより上方に基準マーカＭＫが写る位置に基準マーカＭＫが設置されるため、基準マーカＭＫによって識別部１３が遮られて撮影されることもない。

そこで、反射体検出処理では、例えば、撮影画像を予め設定される所定の閾値を用いて２値化し、高反射強度箇所を抽出する処理をフレーム毎に繰り返す。そして、列車Ｔが駅に到着するまでの間に、先ず、対応基準マーカＭＫの撮影位置を検出する。具体的には、抽出した高反射強度箇所に基づき対応基準マーカ照合処理を行って対応基準マーカＭＫの撮影位置を識別し、識別した撮影位置について自己診断処理を行った後、当該撮影位置を基準マーカ位置として決定する。

対応基準マーカ照合処理では、対応基準マーカＭＫを識別する。上記したように、本実施形態では、Ｎ個の撮影装置２０がホーム上方に設置され、しかも広角レンズを用いて個々の撮影範囲を広くしている。そのため、撮影装置２０の撮影範囲内には複数の基準マーカＭＫが含まれ得る。例えば後述する図４の例では、２つの基準マーカＭＫが含まれている。そこで、対応基準マーカ照合処理では、抽出した高輝度反射強度箇所について計測された距離（計測距離）を距離画像から読み出し、撮影装置２０及び対応基準マーカＭＫの設置位置間の距離と比較判定することで、対応基準マーカＭＫの撮影位置を識別する。なお、識別した対応基準マーカＭＫ以外の高反射強度箇所（別の撮影装置２０の対応基準マーカＭＫ）については、以下の処理では無視して参照しない。

一方、自己診断処理では、撮影装置２０の故障、レンズの汚れ等の不具合を含む異常の有無を判定する。ここでの処理は、前段の対応基準マーカ照合処理で識別した対応基準マーカＭＫの撮影位置の画素値（輝度の値や所定輝度以上の画素数など）を、１つ前の列車の到着に際して決定した対応基準マーカ位置の画素値と比較することで行う。或いは、予め正常時に対応基準マーカＭＫを撮影してその撮影位置の画素値の情報を取得・設定しておき、これと比較する構成でもよい。例えば、両者の画素値に許容値以上の差がある場合に異常と判定する。自己診断処理の結果異常無しと判定したら、識別した対応基準マーカＭＫの撮影位置を対応基準マーカ位置とし、以下説明する後段の処理で参照する。

対応基準マーカＭＫの撮影位置を検出したならば、その後は、各フレームで対応基準マーカＭＫとは別の高輝度範囲を探し、識別部１３の撮影位置を検出する。なお、識別部１３は、車両扉の上部近傍の車体側壁部に配置されることから、撮影画像において識別部１３が出現し得る上下方向の範囲を予め設定しておくことが可能である。そこで、撮影画像の全域ではなく、設定した上下方向の範囲を含む撮影画像の帯状の領域を抽出エリアとし、識別部１３を探すようにしてもよい。

またその際、予め設定された所定の距離範囲（例えば、３ｍ等）内に自装置の検知対象となる列車が存在するか否かを判定する。単位装置１０の検知対象となるのは、その撮影装置２０が設置されたホームに停止した列車である。しかし、複数のホームを備えた駅では、撮影装置２０の設置ホームには列車が存在せず、その奥の別のホームに列車が停止している場合に、当該別の列車に設けられた識別部１３が撮影装置２０の撮影範囲に含まれる事態が生じ得る。これを検知対象の列車に設けられた識別部１３と捉えて後段の処理を行ってしまうと、設置ホームに列車が存在しないのにも関わらずその扉位置を検知することとなり、問題である。

そこで、例えば、予め撮影装置２０から駅に停止した状態の列車までの距離を含む所定の距離範囲を設定しておく。そして、対応基準マーカＭＫとは別の高反射強度箇所を抽出した場合に、その計測距離が当該距離範囲内であれば、自装置の検知対象となる列車が存在する（つまり、抽出した高反射強度箇所が検知対象の列車に配置された識別部１３の撮影位置である）と判定する。距離範囲外であり検知対象の列車が存在しないと判定した場合は、以下説明する後段の処理を行わない。

この反射体検出処理によれば、単に撮影画像中の高反射強度箇所を抽出することで対応基準マーカＭＫや識別部１３の撮影位置を検出することができ、形態認識等の計算量が多い高度な画像処理を必要としないため、高速且つ確実にそれらの検出が行える。また、識別部１３の形状の選択を自由に行えるという副次的な効果もある。

（２）停止検知処理
停止検知処理では、撮影画像中の識別部１３の撮影位置の位置変化が所定の不動相当条件を満たすことを検知することで、列車Ｔの停止を検知する。識別部１３は車体側壁部に配置されるため、列車Ｔが移動している間は撮影画像中のその撮影位置も移動し、列車Ｔが停止すれば同じく停止するためである。

例えば、撮影画像中の識別部１３の撮影位置について、今回のフレームと直前のフレームとの間の当該識別部位置の移動量と、フレームレート（例えば２０ｆｐｓ）とから列車速度を算出する。そして、「列車速度が所定速度以下（例えば３ｋｍ／ｈ以下）となったこと」を不動相当条件として用い、不動相当条件を満たした場合に列車Ｔが停止したとして検知する。

（３）扉位置算出処理
扉位置算出処理では、列車の停止検知時に得られた撮影画像及び距離画像をもとに、識別部１３が示す扉位置を算出する。図４は、ホーム９に停止した状態の列車Ｔを平面的に示す模式図であり、図４中黒丸で撮影装置２０の設置位置を示し、×印で基準マーカＭＫの設置位置を示している。また、図５は、図４に示す設置位置Ｐ２１１の撮影装置２０が、当該列車Ｔの停止検知時に撮影した撮影画像の模式図である。

本実施形態では、ホーム長手方向に沿う図に向かって左右方向をＸ軸方向、ホーム短手方向に沿う図に向かって上下方向をＹ軸方向、これら各方向に直交する高さ方向をＺ軸方向と定義し、扉位置を、ホーム９の一端側に定められた所定の基点位置を原点ＯとするＸＹＺ座標系のＸ位置（基点位置からのホーム長手方向に沿った距離）として求める。

ここでは、設置位置Ｐ２１１の撮影装置２０の撮影画像及び距離画像を処理する処理装置３０での扉位置算出処理に着目する。前提として、当該撮影装置２０の対応基準マーカＭＫは、設置位置Ｐ２１３の基準マーカＭＫとする。そして、当該撮影装置２０の撮影範囲Ａ１には、停止した列車Ｔの車両扉１１Ａが含まれている。したがって、本扉位置検出処理では、識別体１３Ａの両端部Ｐ３１，Ｐ３３の各Ｘ位置Ｘ_１，Ｘ_２を扉位置として算出する。

具体的には、撮影装置２０の設置位置Ｐ２１１及び対応基準マーカＭＫの設置位置Ｐ２１３は既知であり、それら設置位置Ｐ２１１，Ｐ２１３間の距離ｄ２１も既知である。また、撮影画像中の対応基準マーカ位置（図５の撮影画像において向かって左側の基準マーカＭＫの位置座標）は、反射体検出処理で検出済みである。一方、撮影画像中の識別部１３の撮影位置についても反射体検出処理で検出されており、撮影画像中その両端位置の計測距離（つまり、図４に示すｄ２３１，ｄ２３３の長さ）も得られている。さらに、撮影装置２０の設置位置Ｐ２１１から見た対応基準マーカＭＫの設置位置Ｐ２１３の方向と、識別部１３の両端部Ｐ３１，Ｐ３３の各方向との成す角度θ２１，θ２３は、撮影画像の画角を基準とする撮影画像中の両者間の水平方向の距離（例えばドット数）Ｌ３１，Ｌ３３から換算してそれぞれ求めることができる。よって、求めた角度θ２１，θ２３と、計測距離として得られているｄ２３１，ｄ２３３の長さとから、三角関数を用いてホーム９上の識別部１３の両端部Ｐ３１，Ｐ３３の位置が特定でき、そのＸ位置Ｘ_１，Ｘ_２が得られる。結果、ホーム９上で車両扉１１Ａが位置するＸ位置の範囲Ｘ_１〜Ｘ_２を扉位置として算出でき、その差によって扉幅も算出できる。なお、ここで説明した算出手順は一例であり、他の算出手順によって算出することもできる。既知である撮影装置２０の設置位置Ｐ２１１及び対応基準マーカＭＫの設置位置Ｐ２１３と、撮影画像中の対応基準マーカ位置及び識別部１３の撮影位置とに基づいて幾何学的に扉位置及び扉幅を算出することができる。

２．開扉動作制御
図６は、開扉動作制御を説明する図である。図６では、車両長がＬ４である４扉車を編成車両１ａとする列車Ｔａが駅に停止した状態とともに、上段（ａ）では当該列車Ｔａが駅に停止した直後のホーム柵７の状態（定常状態）を示し、下段（ｂ）では開扉動作制御後のホーム柵７の状態を示している。

統括制御装置５０には、各単位装置１０から車両扉位置情報が入力される。そこで、開扉動作制御では先ず、それらをもとに到着した列車Ｔａの全ての扉位置を収集し、各扉位置をそれぞれ含むＸ座標範囲を開口形成範囲９３１（９３１−１，９３１−２，・・・）として決定する。

続いて、決定した開口形成範囲９３１毎に、当該開口形成範囲９３１に開口部を形成するための退避対象のホーム柵扉７３と、移動対象の戸袋部７１とを選出して、対象制御データを生成する。例えば車両扉１１Ｂに着目すると、（１）ホーム柵扉７３Ｂを全開させること、（２）戸袋部７１Ｂを図６に向かって右向きに所定量移動させること、（３）戸袋部７１Ｂの移動量分ホーム柵扉７３Ｃを退避させること、を並行に実行することでその開口形成範囲９３１−２に開口部を形成できる。この場合は、退避対象であるホーム柵扉７３Ｂ及びホーム柵扉７３Ｃのそれぞれの対応する戸袋部７１からの退避量と、移動対象である戸袋部７１Ａの移動量及び移動向きとを設定した制御データが当該車両扉１１Ｂに係る対象制御データとして生成される。

そして、統括制御装置５０は、同様の要領で全ての車両扉１１について対象制御データを生成し、それらを駆動制御部８に出力する。これを受けて駆動制御部８は、入力された車両扉１１毎の対象制御データに従って、退避対象として設定されているホーム柵扉７３をそれぞれその退避量に従って退避駆動するとともに、移動対象として設定されている戸袋部７１をそれぞれその移動量に従ってその移動向きへと移動させる。結果、ホーム柵扉７３の退避駆動及び戸袋部７１の移動が同時並行に実施されることとなり、図６（ｂ）に示すように、各開口形成範囲９３１に旅客乗降用の開口部が形成される。なお、その後の閉扉動作制御では、ホーム柵７が開扉動作制御時とは逆の動きをして定常状態（図６（ａ）の状態）に戻ることで、開口部を閉ざす。

図７は、車両長がＬ５である３扉車を編成車両１ｂとする列車Ｔｂが駅に停止した場合の開扉動作制御を説明する図である。図７に示すように、図６に示したのとは車両長や車両扉数の異なる編成車両１ｂの列車Ｔｂが駅に停止した場合でも、図６を参照して説明した手順で開扉動作制御を行うことで、各扉位置をそれぞれ含む開口形成範囲９３３（９３−１，９３−２，・・・）に、旅客乗降用の開口部を形成できる。

［機能構成］
１．処理装置
図８は、処理装置３０の機能構成例を示すブロック図である。図８に示すように、処理装置３０は、操作部３１と、表示部３３と、通信部３５と、制御部３７と、記憶部３９とを備えた一種のコンピュータであり、ＣＰＵボード等として構成することが可能である。

操作部３１は、プッシュスイッチやダイヤル等を有して構成され、表示部３３は、ＬＥＤや小型の液晶表示装置等を有して構成される。操作部３１及び表示部３３は、主に作業員によってメンテナンス時に利用されるものである。

通信部３５は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される有線或いは無線の通信装置であり、外部装置（撮影装置２０や統括制御装置５０等）との間で通信を行う。この通信部３５を介して撮影装置２０からフレーム毎に入力される撮影画像は撮影画像データ３９４として、撮影画像とともに入力される距離画像は距離画像データ３９５として、記憶部３９に格納される。

制御部３７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の電子部品によって実現され、装置各部との間でデータの入出力制御を行う。そして、所定のプログラムやデータ、通信部３５を介して入力されたデータ等に基づいて各種の演算処理を行い、処理装置３０の動作を制御する。この制御部３７は、反射体検出部３７１と、停止検知部３７３と、扉位置算出部３７５とを含む。これらの機能部は、プログラムを実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックであってもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のハードウェア回路によって実現される回路ブロックであってもよい。本実施形態では、制御部３７が車両扉位置検知プログラム３９１を実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックとして説明する。

反射体検出部３７１は、撮影装置２０から入力された撮影画像中の対応基準マーカＭＫの撮影位置と、検知対象の列車に配置された識別部１３の撮影位置とをフレーム毎に検出する。その際、上記した対応基準マーカ照合処理と、自己診断処理とを行う。

停止検知部３７３は、撮影画像中の識別部１３の撮影位置をフレーム間で追跡し、その位置変化が所定の不動相当条件を満たすことを検知することで、列車の停止を検知する。

扉位置算出部３７５は、停止検知部３７３によって列車の停止が検知された場合に図４等を参照して説明した扉位置算出処理を行うことで、停止した状態の列車に配置された識別部１３が示す車両扉の扉位置（Ｘ位置）や扉幅を算出する。この扉位置算出部３７５が、基準マーカＭＫの設置位置及び撮影装置２０の設置位置の位置関係と、撮影装置２０による撮影画像に含まれる基準マーカＭＫの撮影位置と、識別部１３の撮影位置とを用いて、車両扉１１の位置を算出する演算制御部に該当する。

記憶部３９は、ＩＣメモリやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現される。この記憶部３９には、処理装置３０を動作させ、処理装置３０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。例えば、記憶部３９には、車両扉位置検知プログラム３９１と、撮影装置設置情報３９２と、対応基準マーカ設置情報３９３と、撮影画像データ３９４と、距離画像データ３９５と、対応基準マーカ位置データ３９６と、識別体検出結果データ３９７とが格納される。

車両扉位置検知プログラム３９１は、制御部３７を反射体検出部３７１、停止検知部３７３、及び扉位置算出部３７５として機能させるためのプログラムである。

撮影装置設置情報３９２は、自装置の撮影装置２０のホーム上の設置位置（ＸＹＺ座標系の座標位置）を格納する。また、対応基準マーカ設置情報３９３は、自装置の撮影装置２０の対応基準マーカＭＫの設置位置（ＸＹＺ座標系の座標位置）と、その撮影装置２０から対応基準マーカＭＫまでの設置位置間の距離とを格納する。

対応基準マーカ位置データ３９６は、反射体検出部３７１によって決定された撮影画像中の対応基準マーカ位置と、距離画像として得られた当該対応基準マーカ位置の計測距離とを格納する。

識別体検出結果データ３９７は、反射体検出部３７１によりフレーム毎に検出された識別部１３の撮影位置を時系列で格納する。したがって、識別体検出結果データ３９７には、撮影画像中に識別部１３の撮影位置が含まれるフレームについては、その撮影画像における位置座標が設定される。

２．統括制御装置
図９は、統括制御装置５０の機能構成例を示すブロック図である。図９に示すように、統括制御装置５０は、操作部５１と、表示部５３と、通信部５５と、制御部５７と、記憶部５９とを備えた一種のコンピュータであり、ＣＰＵボード等として構成することが可能である。操作部５１及び表示部５３は、処理装置３０と同様に、メンテナンス時等のために用意される。

通信部５５は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される有線或いは無線の通信装置であり、外部装置（処理装置３０や駆動制御部８等）との間で通信を行う。

制御部５７は、例えばＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の電子部品によって実現され、装置各部との間でデータの入出力制御を行う。そして、所定のプログラムやデータ、通信部５５を介して外部から受信したデータ等に基づいて各種の演算処理を行い、統括制御装置５０の動作を制御する。この制御部５７は、車両扉位置取得部５７１と、開口形成範囲決定部５７２と、制御対象選定部５７３と、事前準備完了通知制御部５７４と、開扉動作制御部５７５と、閉扉動作制御部５７６とを含む。これらの機能部は、プログラムを実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックであってもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のハードウェア回路によって実現される回路ブロックであってもよい。本実施形態では、制御部５７がホーム柵制御プログラム５９１を実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックとして説明する。

車両扉位置取得部５７１は、処理装置３０から入力された車両扉位置情報を車両扉位置リスト５９５に登録し、駅に停止した列車の全ての車両扉の扉位置を収集する。図１０は、車両扉位置リスト５９５のデータ構成例を示す図である。図１０に示すように、車両扉位置リスト５９５は、処理装置３０の装置ＩＤと、扉位置と、扉幅と、開口形成範囲とを対応付けて設定したデータテーブルである。扉位置と、扉幅とには、該当する処理装置３０から入力された車両扉位置情報の扉位置及び扉幅が設定される。別個の処理装置３０から入力された車両扉位置情報の中に扉位置が重複するものがあれば、そのうちの１つを採用して車両扉位置リスト５９５に登録する。設置位置が隣接する撮影装置２０の撮影範囲内に同じ識別部１３が同時に含まれ得るためである。ここでの処理により、車両扉位置リスト５９５には、駅に停止した列車の全ての車両扉の扉位置が設定される。

なお、車両扉位置リスト５９５は、ホームに到着した列車が駅から出発した後等の適宜のタイミングでリセットされることから、撮影範囲内に識別部１３が存在せず扉位置を検知しなかった（車両扉位置情報を出力しなかった）処理装置３０があれば、そのレコードはブランク（未登録）となる。よって、この車両扉位置リスト５９５の登録内容から、駅に停止した列車のおおまかな停止位置や存在範囲（Ｘ座標範囲）を特定できる。

開口形成範囲決定部５７２は、車両扉位置リスト５９５を参照し、車両扉毎に、その扉位置を含むＸ座標範囲を開口形成範囲として決定する。またその際、決定した開口形成範囲を車両扉位置リスト５９５に追加登録する。

制御対象選定部５７３は、車両扉毎に、その開口形成範囲に開口部を形成するために退避動作が必要な退避対象のホーム柵扉７３及び移動が必要な移動対象の戸袋部７１を選定する。そして、選定した退避対象のホーム柵扉７３の退避量と、移動対象の戸袋部７１の移動量及び移動向きを算出して、当該車両扉に係る対象制御データ５９７を生成する。

事前準備完了通知制御部５７４は、「扉位置の算出が完了したこと」を外部出力条件として判定し、当該外部出力条件を満たした場合に、開口部を形成するための事前準備が完了した旨の信号を外部出力する制御を行う。本実施形態では、制御対象選定部５７３が全ての車両扉について対象制御データ５９７を生成した段階で、外部出力条件を満たすと判定する。また、外部出力制御は、例えばホーム上方に専用のランプを設け、これを点灯させることで行う。車掌は、当該ランプの点灯を合図に車両扉の開扉操作を行い、車両扉を開扉させることとなる。なお、ホーム柵７に設けられた操作盤に当該完了した旨を表示制御する構成でもよく、外部出力制御の態様は特に限定されない。

開扉動作制御部５７５は、生成した全ての車両扉に係る対象制御データ５９７を駆動制御部８に出力して駆動制御部８による退避対象のホーム柵扉７３及び移動対象の戸袋部７１の移動を制御することで、開扉動作制御を実行する。本実施形態では、車掌がホーム柵扉７３の開扉操作を行うと、その操作信号（ホーム柵扉開扉操作信号）が統括制御装置５０に伝達される構成となっている。開扉動作制御部５７５は、ホーム柵扉開扉操作信号を受信すると、開扉動作制御を実行する。なお、車両の停止検知などに連動して開扉動作制御を実行する事としても良い。

閉扉動作制御部５７６は、開扉動作制御で退避対象としたホーム柵扉を進出動作させるとともに、移動対象とした戸袋部７１を開扉動作制御時と逆向きに移動させる閉扉動作制御を実行し、開口部を閉ざしてホーム柵７を定常状態に戻す。車掌がホーム柵扉７３の閉扉操作を行ったときには、その操作信号（ホーム柵扉閉扉操作信号）が統括制御装置５０に伝達される。閉扉動作制御部５７６は、ホーム柵扉閉扉操作信号を受信すると、閉扉動作制御を実行する。なお、車両の走行検知などに連動して閉扉動作制御を実行する事としても良い。

記憶部５９は、ＩＣメモリやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現される。この記憶部５９には、統括制御装置５０を動作させ、統括制御装置５０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。本実施形態では、記憶部５９には、ホーム柵制御プログラム５９１と、ホーム柵定常状態情報５９３と、車両扉位置リスト５９５と、車両扉毎の対象制御データ５９７とが格納される。

ホーム柵制御プログラム５９１は、制御部５７を車両扉位置取得部５７１、開口形成範囲決定部５７２、制御対象選定部５７３、事前準備完了通知制御部５７４、開扉動作制御部５７５、及び閉扉動作制御部５７６として機能させるためのプログラムである。

ホーム柵定常状態情報５９３は、ホーム柵７の定常状態を定義する。このホーム柵定常状態情報５９３には、定常状態におけるホーム上の各戸袋部７１の位置（Ｘ座標）や、当該定常状態における各ホーム柵扉７３の開閉状態が設定される。開閉状態は、例えば全閉時を基準とする退避量、又は全開時を基準とする進出量として定義できる。

［処理の流れ］
先ず、１台の列車が駅を着発する間、より詳細には、前の列車が駅から出発してから次の列車（検知対象の列車）が駅を発車するまでの間の処理装置３０の処理の流れについて、図１１を参照して説明する。ここで説明する処理は、処理装置３０において、制御部３７が記憶部３９から車両扉位置検知プログラム３９１を読み出して実行することで実現できる。

先ず、制御部３７は、撮影装置２０を起動し、投光や撮影画像及び距離画像の入力を開始する（ステップＳ１）。

撮影画像及び距離画像の入力を開始したならば、反射体検出部３７１が、反射体検出処理として先ず、フレーム毎に撮影画像から高反射強度箇所を抽出する処理を開始する（ステップＳ５）。そして、ここでの抽出がされた場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、対応基準マーカ照合処理を行って対応基準マーカＭＫの撮影位置を識別し（ステップＳ９）、識別した撮影位置について自己診断処理を行う（ステップＳ１１）。ここでの自己診断処理の結果、異常があれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、警告出力等を行う。

一方、異常無しの場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、高反射強度箇所の抽出処理を再開する（ステップＳ１５）。そして、対応基準マーカＭＫとは別の高反射強度箇所が抽出されたならば（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、当該画像箇所に対応する計測距離を距離画像から読み出し、所定の距離範囲内か否かを判定する（ステップＳ１９）。当該距離範囲内であれば（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、検知対象の列車に設けられた識別部１３の撮影位置と判断してステップＳ２１に移行する。一方、当該距離範囲外の場合は（ステップＳ１９：ＮＯ）、検知対象の列車に設けられた識別部１３の撮影位置ではないと判断してステップＳ１７に戻る。

そして、ステップＳ２１では、停止検知部３７３が停止検知処理をフレーム毎に繰り返し行い、撮影画像中の識別部１３の撮影位置の位置変化が所定の不動相当条件を満たした場合に、列車が停止したことを検知する。その後、ステップＳ２１で列車の停止が検知されたならば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、扉位置算出部３７５が扉位置算出処理を行って、識別部１３の両端部のＸ位置を車両扉の扉位置として算出する（ステップＳ２５）。そして、算出したＸ位置間の距離を扉幅とし、扉位置とともに車両扉位置情報として統括制御装置５０に出力する（ステップＳ２７）。

次に、統括制御装置５０が行う処理の流れについて、図１２を参照して説明する。ここで説明する処理は、統括制御装置５０において、制御部５７が記憶部５９からホーム柵制御プログラム５９１を読み出して実行することで実現できる。

開扉動作制御にあたっては、先ず、車両扉位置取得部５７１が、処理装置３０からの車両扉位置情報の入力を待機する。そして、入力された車両扉位置情報を車両扉位置リスト５９５に登録し、駅に停止した列車の全ての車両扉の扉位置を取得する（ステップＳ３１）。

続いて、開口形成範囲決定部５７２が、車両扉位置リスト５９５を参照し、車両扉毎に、その扉位置に応じた開口形成範囲を決定する（ステップＳ３３）。そして、制御対象選定部５７３が、車両扉毎に、その開口形成範囲に開口部を形成するための退避対象のホーム柵扉７３及び移動対象の戸袋部７１を選定し、各車両扉について対象制御データ５９７を生成する（ステップＳ３５）。

そして、制御対象選定部５７３が全ての車両扉について対象制御データを生成したならば、事前準備完了通知制御部５７４が、外部出力条件を満たしたとして、事前準備が完了した旨の外部出力制御を行う（ステップＳ３７）。例えば、専用のランプに点灯信号を出力する外部出力を行って、当該ランプを点灯させる。

その後は、車掌がホーム柵開扉操作を行い、ホーム柵扉開扉操作信号を受信したことを受けて（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、開扉動作制御部５７５が、開扉動作制御を実行する（ステップＳ４１）。

また、車掌がホーム柵閉扉操作を行い、ホーム柵扉閉扉操作信号を受信したならば（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、閉扉動作制御部５７６が閉扉動作制御を実行する（ステップＳ４５）。

以上説明したように、本実施形態の戸袋移動型ホーム柵システム１００によれば、車両扉の上部近傍の車体側壁部に設けられた識別部１３を基準マーカＭＫとともに撮影することができる。そして、基準マーカＭＫの設置位置及び撮影装置２０の設置位置の位置関係と、撮影画像中の基準マーカＭＫの撮影位置と、当該撮影画像中の識別部１３の撮影位置とを用いて、車両扉の扉位置（当該車両扉のホーム上の位置）を算出することができる。これによれば、扉位置の算出にあたり、駅に停止した列車の車両長や車両扉数、車種、編成の併結の組合せといった、従来の技術手法では事前に受け取る必要のあった列車の情報が不要になる。また、実際に駅に停止した列車に設けられた識別部１３が示す車両扉の扉位置や扉幅を、撮影装置２０の撮影画像及び距離画像から算出することで扉位置を検知することができる。よって、列車の停止位置は予め定められた停止目標位置と高精度に一致する必要がなくなり、当該列車の停止位置と停止目標位置とにズレが生じていても問題にならない。

一方で、検知した各車両扉の扉位置に基づきホーム柵扉７３の退避及び戸袋部７１の移動を同時並行に実施して、各車両扉の扉位置に旅客乗降用の開口部を形成することができる。具体的には、各車両扉の扉位置に従って開口形成範囲を決定し、決定した開口形成範囲に開口部を形成するように、戸袋部７１を移動させつつホーム柵扉７３を退避動作させることができる。したがって、従来の戸袋移動型ホーム柵システムのように、駅に列車が在線していないときに戸袋を移動させる工程が不要となり、列車が在線していないときに移動する戸袋部７１がホームにいる旅客に接触する事態を想定する必要がなくなる。さらに、本工程は、その後駅に到着した列車が停止目標位置に停止することを前提に行っており、実際の列車の停止位置と停止目標位置とにズレが生じているときには、そのズレ量に応じてホーム柵を全体的に移動させる工程がさらに必要であった。これに対し、本実施形態の戸袋移動型ホーム柵システム１００では、停止した状態で検知した車両扉の扉位置に開口部を形成できるので、当該工程も不要となる。これによれば、列車が駅に到着してからホーム柵７に開口部を設けるまでの時間短縮が図れる。また、列車の停止位置を検知する構成も不要となる。

なお、本発明を適用可能な形態は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。

［変形例１］
例えば、上記実施形態では、車両扉の上部近傍の車体側壁部に帯状の識別部１３を配置することとしたが、識別部は扉位置（或いは、扉位置及び扉幅）を示していればよく、その形状は限定されない。例えば、車両扉の幅方向の両端位置をそれぞれ指し示す所定形状の識別部を配置する構成でもよい。或いは、車体側壁部ではなく、車両扉に識別部を配置してもよい。

［変形例２］
また、車両扉近傍（例えば車両扉の上部近傍）の車体側壁部と、車両扉との両方に識別部を配置してもよい。そして、この場合は、識別部の撮影位置の検出結果から、車両扉の開扉検知をさらに行うとしてもよい。

図１３は、本変形例における識別部の配置例と併せて、車両扉開扉検知処理を説明する図である。本変形例では、列車Ｔｃには、車両扉１１単位で第１識別部１３１と第２識別部１３３とが配置される。第１識別部１３１は、上記実施形態の識別部１３に対応するものであり、扉位置及び扉幅を示している。なお、上記実施形態では、識別部１３を角の四角い帯状として図示したが（図２等を参照）、図１３のように角の丸い形状としてもよい。また、上記実施形態では、識別部１３の左右方向の長さを車両扉１１の開口幅の全幅にわたる長さとしたが（図２等を参照）、図１３のように、左右方向の長さを、車両扉１１の開口幅に対応する（例えば比例する）長さとしてもよい。一方、第２識別部１３３は円形状を有し、閉扉状態で当接する両開きの各扉の上角付近に１つずつ配置される。識別部の形状は、第１識別部１３１や第２識別部１３３のように、円形状や楕円状等の角のない形状や角の丸い形状（Ｒ面取り形状）とすることで剥がれ難くすることができ、貼り直し等のメンテナンスを必要とする頻度を低減できる。

そして、本変形例では、撮影画像中の第１識別部１３１及び第２識別部１３３の撮影位置の変化に基づいて、車両扉開扉検知処理と、車両扉閉扉検知処理とを行う。これらの各処理による車両扉の開閉検知は、処理装置３０にて上記実施形態で説明した扉位置算出処理の後段の処理として行う。

１．車両扉開扉検知処理
第１識別部１３１と第２識別部１３３の位置関係は、列車Ｔｃが停止するまでの間は、図１３（ａ）に示す閉扉時の位置関係を維持する。そして、当該位置関係は、その後車両扉１１が開扉動作を開始する（矢印Ａ６１，Ａ６３）と変化する。図１３（ｂ）に示すように、２つの第２識別部１３３が互いに離反する方向へと移動するからである。そこで、車両扉開扉検知処理では、第１識別部１３１及び第２識別部１３３の撮影位置の位置関係が、閉扉時の位置関係を満たした関係から満たさない関係に変化したことを検知することで、車両扉１１の開扉動作が開始されたことを検知する。

具体的には、第１識別部１３１の位置が固定であるため、第２識別部１３３の移動量から開扉動作の開始を検知する。すなわち、例えば、撮影画像中で２つの第２識別部１３３の撮影位置を追跡し、列車Ｔｃの停止検知時からの移動量ｄ６１，ｄ６３の何れか一方が予め設定される所定量に達した場合に、車両扉１１の開閉動作が開始されたとして検知する。移動量ｄ６１，ｄ６３の両方が所定量に達した場合に検知するのでもよい。

なお、第２識別部１３３の移動量から開扉動作の開始を検知する場合に限らず、２つの第２識別部１３３間の距離ｄ７１，ｄ７３を監視し、予め定められる所定距離以上離れたときに開扉動作の開始を検知するとしてもよい。

そして、車両扉１１の開扉動作の開始を検知した場合には、処理装置３０は、車両扉開扉検知信号を統括制御装置５０に出力する。統括制御装置５０は、この車両扉開扉検知信号を受けて開扉動作制御を実行する。したがって、本変形例によれば、統括制御装置５０は、停止した列車の車上装置との通信を必要とせずに、車両扉１１の開扉動作の開始と連動してホーム柵扉７３に開口部を形成することができる。すなわち、車両扉１１の開扉動作が開始されると、それに呼応するようにホーム柵扉７３に開口部を形成することが可能となる。

２．車両扉閉扉検知処理
車両扉１１が開扉動作を完了すると、車両扉１１は車体に設けられた戸袋に収容されるが、撮影装置２０の撮影範囲はその左右範囲内に車両扉１１の上部を全幅含むため、車両扉１１の開扉動作の完了とともに、撮影画像中に第２識別部１３３の画像箇所が含まれていない状態となる。そして、その後車両扉１１の閉扉動作が開始され、車両扉１１が戸袋から進出し始めるとすぐに、第２識別部１３３の画像箇所が含まれる状態に変化する。なお、第１識別部１３１の画像箇所は、その間も撮影画像中に含まれる状態のままである。

そこで、車両扉閉扉検知処理では、当該含まれる状態への変化を検知することで、車両扉１１の閉扉動作が開始されたことを検知する。車両扉１１の閉扉動作の開始を検知した場合には、処理装置３０は、車両扉閉扉検知信号を統括制御装置５０に出力する。統括制御装置５０は、この車両扉閉扉検知信号を受けて閉扉動作制御を実行する。したがって、本変形例によれば、統括制御装置５０は、停止した列車の車上装置との通信を必要とせずに、車両扉１１の閉扉動作の開始と連動してホーム柵扉７３に形成された開口部を閉ざすことができる。すなわち、車両扉１１の閉扉動作が開始されると、それに呼応するようにホーム柵扉７３の開口部を閉ざすことが可能となる。

［変形例３］
また、単位装置１０は、識別部１３が反射した近赤外光を撮影して車両扉１１の扉位置を検知するため、識別部１３の色は自由に選択できる。例えば、当該識別部１３を配置する列車各所の車体色（地色や塗装色）と同系色のものを用いることで、識別部１３を見た目に目立たなくすることができる。逆に、車体色と異なる色や派手な色を選ぶことで、識別部１３を目立たせることも可能である。表示板９１が表示する基準マーカＭＫの色も同様である。

また、識別部や基準マーカは必ずしも再帰性反射材料で構成された反射部である必要はなく、撮影画像を画像解析することで識別可能な構成であればよい。例えば、車体側壁部や表示板等に所定色の塗料を塗布したりシールを貼付して構成することもできる。

［変形例４］
また、上記実施形態では、Ｎ台の単位装置１０を構成する処理装置３０の扉位置算出部３７５が、車両扉の位置を算出する演算制御部の機能を有することとし、各処理装置３０がそれぞれ車両扉位置検知処理を行うこととした。これに対し、統括制御装置５０の制御部５７が演算制御部の機能を有することとしてもよい。すなわち、制御部５７が、各単位装置１０から撮影画像を受信して、各単位装置１０についての車両扉位置検知処理を実行することとしてもよい。その場合、各処理装置３０が、撮影画像を随時、統括制御装置５０に出力することとして、統括制御装置５０が、各処理装置３０に関して、図１１のステップＳ５〜Ｓ２５の処理を行うこととすればよい。その場合、図８に示した処理装置３０の各機能部や各種データを統括制御装置５０が備えることとなる。

［その他の変形例］
また、上記実施形態では、列車が停止目標位置を目安に停止することを前提として説明したが、基本的に、上記撮影画像条件を満たすように撮影装置２０及び基準マーカＭＫがホーム上に設置されていれば、列車の停止位置に関わらず、全ての車両扉の扉位置を検知できる。したがって、たとえ列車が停止目標位置から大きく外れた位置で停止したとしても、確実に扉位置を検知してホーム柵７に開口部を設けることができる。

また、停止目標位置自体は上記実施形態と同様に目安として定めておくこととし、当該停止目標位置を列車によって変えることも可能である。これによれば、例えば、行き先の異なる列車が着発するホームにおいて行き先別に異なる乗車位置（つまり扉位置）を設定し、行き先別の各列車に乗車する旅客の整列用のスペースをホーム上に別々に割り当てるといったことが自由に行えるようになる。つまり、仮に、編成車両や車両数が全く同じ列車が行き先別に設定された場合に、乗車位置（扉位置）を基準にして、行き先別の列車の停止目標位置を変えて設定すれば、行き先別に整列スペースを設けることができる。停止目標位置を同じとした場合には、列車の到着順番の別に整列スペースを設け、列車が出発したところで、整列していた旅客に移動を強いる必要があったが、その必要もなくなる。なお、その場合でも、列車の停止位置に精度が要求されるわけではない。先行列車と次発列車とで乗車位置を変える場合も同様のことができる。

また、上記実施形態では、駅に停止した列車の全ての車両扉の扉位置及び扉幅を登録した車両扉位置リスト５９５が得られることから、これを用いて列車情報を特定することも可能である。その場合は、統括制御装置５０は、当該駅を着発する全ての列車の編成情報を一覧で定義した列車編成テーブルを予め用意して、記憶部５９に格納しておく。図１４は、列車編成テーブルのデータ構成例を示す図である。図１４に示すように、列車編成テーブルには、編成種類番号と対応付けて、その編成車両毎に、車両扉の車両扉数や編成車両における位置、扉幅、当該編成車両の長さ（車両長）等が設定される。この列車編成テーブルを参照し、車両扉位置リスト５９５に設定された全ての車両扉の扉位置及び扉幅の組合せを各レコードと順次照合していけば、該当する編成種類番号を特定することができる。

また、カラー画像を出力可能なカメラを用いて撮影装置２０を構成し、メンテナンス時に適宜参照できるように、当該カラー画像を記録しておく構成としてもよい。

１００戸袋移動型ホーム柵システム、６０車両扉位置検知装置、１０単位装置、２０撮影装置、３０処理装置、３１操作部、３３表示部、３５通信部、３７制御部、３７１反射体検出部、３７３停止検知部、３７５扉位置算出部、３９記憶部、３９１車両扉位置検知プログラム、３９２撮影装置設置情報、３９３対応基準マーカ設置情報、３９４撮影画像データ、３９５距離画像データ、３９６対応基準マーカ位置データ、３９７識別体検出結果データ、５０統括制御装置、５１操作部、５３表示部、５５通信部、５７制御部、５７１車両扉位置取得部、５７２開口形成範囲決定部、５７３制御対象選定部、５７４事前準備完了通知制御部、５７５開扉動作制御部、５７６閉扉動作制御部、５９記憶部、５９１ホーム柵制御プログラム、５９３ホーム柵定常状態情報、５９５車両扉位置リスト、５９７車両扉毎の対象制御データ、７ホーム柵、７１戸袋部、７３ホーム柵扉、８駆動制御部、１１車両扉、１３識別部（反射部）、ＭＫ基準マーカ

Claims

駅に列車が停止した際に開扉される当該列車の各車両扉の位置を検知するために当該駅に設置された車両扉位置検知装置であって、
前記列車の各鉄道車両には、前記車両扉及び前記車両扉近傍の車体側壁部の何れか一方又は両方の予め定められた指定位置に、画像解析による識別が可能な識別部が設けられており、
前記駅には、ホーム長手方向に沿って間隔を空けて複数の基準マーカが設置されており、
各撮影部が前記基準マーカの何れかを撮影範囲に含み、且つ、前記駅に停止した前記列車の全ての前記車両扉が何れかの撮影部の撮影対象となるように、隣り合う撮影部の前記撮影範囲を一部重複させてホーム長手方向に沿って設置された複数の撮影部と、
前記基準マーカの設置位置及び前記撮影部の設置位置の位置関係と、前記撮影部の撮影画像に含まれる前記基準マーカの撮影位置及び前記識別部の撮影位置と、を用いて、前記駅に停止した前記列車の全ての前記車両扉の位置を算出する演算制御部と、
を備え、１）前記駅に停止した前記列車が、編成されている前記鉄道車両に関して、両数の違い、当該鉄道車両の車両長の違い、当該鉄道車両の車両扉数の違い、並びに、当該鉄道車両の扉位置が異なる車種違い、のうちの何れかである場合、及び、２）当該列車の停止位置がズレている場合、の何れの場合においても、当該列車の全ての前記車両扉の位置を検知可能な車両扉位置検知装置。
前記撮影部は、距離画像を出力可能に構成されており、
前記演算制御部は、前記撮影部から前記基準マーカまでの距離と、前記撮影部から前記識別部までの距離と、を前記距離画像から判定し、判定した距離を更に用いて前記車両扉の位置を算出する、
請求項１に記載の車両扉位置検知装置。
前記識別部は、再帰性反射材料で構成された反射部であり、
前記撮影部と一体又は前記撮影部の近傍位置に設けられ、当該撮影部の撮影方向に向けて投光する投光部、
を備えた請求項１又は２に記載の車両扉位置検知装置。