JP7086744B2 - カメラシステム - Google Patents

Description

実施形態は、カメラシステムに関する。

列車等の移動体が通過するトンネル内を監視するためにトンネル内を撮像するカメラを有するカメラユニットが知られている。

特開２００５－３５４４７１号公報 特開２０１２－２２２４０６号公報 特開２０１８－１４７００号公報

しかしながら、移動体がカメラユニットの近傍を通過する場合、カメラユニットへの移動体による風の影響が大きいといった課題がある。

上述した課題を解決し、実施形態のカメラシステムは、複数のカメラユニットを備えるカメラシステムであって、複数のカメラユニットのそれぞれは、筐体と、カメラと、を有する。筐体は、トンネルに固定されている。カメラは、前記筐体内に設けられ、前記トンネル内を撮像する。前記カメラのレンズの光軸は、前記トンネル内を移動する移動体の進行方向よりも前記トンネルの中心側に向けられている。前記移動体の前記進行方向と反対側の前記筐体の端部である一端部は、前記進行方向の前記反対側に行くにつれて細くなるテーパ状に構成されている。

図１は、複数のカメラユニットを有する実施形態のカメラシステムの全体構成を示す概略図である。 図２は、カメラユニットの側面図である。 図３は、カメラユニットの正面図である。 図４は、カメラユニットの上面図である。

以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。

＜実施形態＞
図１は、複数のカメラユニット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・を有する実施形態のカメラシステム１０の全体構成を示す概略図である。尚、カメラユニット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・を区別する必要がない場合、カメラユニット１２と記載する。カメラシステム１０は、例えば、白抜き矢印で示す方向に沿って鉄道の列車９２が進行するトンネル９０内を監視するために、トンネル９０の内部を撮像して画像を生成する。列車９２は、移動体の一例である。図１に示すように、カメラシステム１０は、複数のカメラユニット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・を有する。

複数のカメラユニット１２は、トンネル９０の壁の内側であって、地面から間隔を空けて設置されている。複数のカメラユニット１２は、列車９２の進行方向に沿って間隔を空けて配列されている。カメラユニット１２間の間隔は、例えば、１００ｍである。カメラユニット１２の撮像領域９４は、一点鎖線で示すように、列車９２の進行方向側の隣接する他のカメラユニット１２を含み、かつ、トンネル９０の幅方向におけるトンネル９０の中心へと向けられている。例えば、カメラユニット１２ａの撮像領域９４は、カメラユニット１２ｂを含む。カメラユニット１２の撮像領域９４の画角は、例えば、隣接する他のカメラユニット１２において、当該他のカメラユニット１２及び列車９２の全幅を含むように設定されている。各カメラユニット１２の監視領域９６は、破線で示すように、撮像領域９４内の一部の領域に設定されている。監視領域９６は、例えば、カメラユニット１２が撮像した画像に基づいてトンネル９０内を監視する管理センター等の情報処理装置が各画像において監視するために設定する領域のことである。カメラユニット１２の監視領域９６は、前方に配置された他のカメラユニット１２から他のカメラユニット１２の更に前方の他のカメラユニット１２までの領域であってよい。例えば、カメラユニット１２ａの監視領域９６は、進行方向側に配置されたカメラユニット１２ｂからカメラユニット１２ｃまでの領域である。換言すれば、カメラユニット１２の監視領域９６は、少なくとも前方のカメラユニット１２を含む。

図２は、カメラユニット１２の側面図である。図３は、カメラユニット１２の正面図である。図４は、カメラユニット１２の上面図である。図２、図３、及び、図４にカメラユニット１２の前後左右上下方向を矢印で示す。尚、カメラユニット１２の前方は、カメラユニット１２の撮像側であって、カメラユニット１２の最も近傍を通過する列車９２の進行方向である。図２、図３、及び、図４に示すように、カメラユニット１２は、筐体２０と、レンズカバー２２と、回転機構２４と、カメラ２６と、照明装置２８と、ブロワー３０と、コネクタ３２とを備える。

筐体２０は、中空状に構成されている。筐体２０は、例えば、ステンレスで構成されている。筐体２０は、レンズカバー２２、回転機構２４、カメラ２６、照明装置２８、及び、ブロワー３０を収容または保持する。筐体２０は、トンネル９０の壁の内側に固定されている。尚、筐体２０は、トンネル９０の内側に固定されるとともに、トンネル９０の地面に設置された支持部材によって補助的に支持されていてもよい。筐体２０は、トンネル９０の壁側が開口している。列車９２の進行方向と反対側の筐体２０の一端部（ここでは、後端部）は、閉口している。筐体２０の一端部は、列車９２の進行方向の反対側に行くにつれて細くなるテーパ状に構成されている。尚、ここでいう列車９２は、筐体２０の最も近傍を通過する列車９２のことである。筐体２０の一端部は、曲面で構成された流線型のテーパ状であってよい。換言すれば、筐体２０の後半部分は、部分楕円体または部分球体であってよい。これにより、カメラユニット１２の近傍を通過する列車９２による風が、図４に白抜き矢印で示すように流れるので、筐体２０は進行方向に沿った風圧を受け流すことができる。筐体２０の進行方向側の端部である他端部（ここでは、前端部）は、カメラ２６の撮像側を遮らないために、開口している。筐体２０の他端部の上側は、上方から落下する埃等を避けるために、他端部の下側よりも進行方向側に突出している。

レンズカバー２２は、筐体２０の前側の開口を塞ぐように、筐体２０の他端部の開口、即ち、カメラ２６の撮像側に設けられている。例えば、レンズカバー２２の上側が下側よりも前方になるように、レンズカバー２２は傾斜して設けられている。レンズカバー２２は、光を透過可能なガラス等の部材を含み平面状に構成されている。レンズカバー２２の撮像側の面は、防曇効果を有する親水性の材料を含む。例えば、レンズカバー２２の撮像側の面は、親水基が表面に露出した親水フィルム等によって覆われている。

回転機構２４は、カメラ２６及び照明装置２８を保持するとともに、カメラ２６及び照明装置２８の上下方向の向きを変更して調整するための機構である。回転機構２４は、支持部材３４と、回転ハンドル３６とを有する。支持部材３４は、板状に構成されている。支持部材３４は、左右方向に平行な回転軸の周りで回動可能に筐体２０の内部に設置されている。支持部材３４の上面はカメラ２６を保持し、支持部材３４の下面は照明装置２８を保持する。回転ハンドル３６は、左右方向に延びるように配置されている。回転ハンドル３６の筐体２０の内部側の一端部は、支持部材３４に固定されている。回転ハンドル３６の他端部は、筐体２０の外部に突出している。従って、カメラユニット１２の作業員等が回転ハンドル３６を回転軸の周りで回転させると、カメラ２６及び照明装置２８は、支持部材３４とともに回転軸の周りで回転する。これにより、カメラユニット１２を設置する作業員は、カメラ２６及び照明装置２８の水平面に対する傾斜を調整する。

カメラ２６は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ等を有するデジタルカメラであってよい。カメラ２６は、トンネル９０内を撮像して画像を生成する。尚、カメラ２６は、静止画及び動画のいずれの画像を生成してもよい。カメラ２６の画素数及び画角は、特に限定されるものではないが、例えば、監視領域９６内で最も遠い位置（ここでは２００ｍ先）の１０ｃｍを数十画素以上で表示できることが好ましい。カメラ２６は、筐体２０内に設けられている。ここで、カメラ２６のレンズの光軸は、列車９２の進行方向よりもトンネル９０の中心側に向けられている。従って、カメラ２６は、列車９２の進行方向側であって、トンネル９０の中心近傍の撮像領域９４内を撮像する。これにより、カメラ２６は、最も近傍を通過する列車９２を後側から撮像することになるので、列車９２の前方から照射される照明等に起因する白飛びを抑制する。尚、カメラ２６の撮像領域９４は、進行方向側で隣接する他のカメラ２６を含む。カメラ２６は、撮像領域９４内を撮像した画像のデータを外部の情報処理装置にネットワーク等を介して出力する。

照明装置２８は、例えば、赤外線を照射する赤外線ライトである。照明装置２８は、筐体２０の内部のカメラ２６の下方に設けられて、カメラ２６の撮像領域９４側に向けられている。照明装置２８は、カメラ２６の撮像を補助するために、撮像領域９４へ赤外線を照射する。

ブロワー３０は、例えば、複数のセラミックの振動によって空気を噴出する半導体方式のエアブロワーである。ブロワー３０は、筐体２０の内部のカメラ２６の上方に設けられている。ブロワー３０の排気口３０ａは、カメラ２６の撮像側に設けられたレンズカバー２２の外側まで延びる。これにより、ブロワー３０は、レンズカバー２２の撮像側へ空気を噴出して、レンズカバー２２に付着した埃等を除去する。

コネクタ３２は、電力を供給する電力線及び制御信号及び画像データ等を送受信する制御線を含む配線３８と、カメラ２６、照明装置２８及びブロワー３０とを接続する。

上述したカメラユニット１２の動作について説明する。

カメラユニット１２では、外部の管理センター等の情報処理装置からの制御信号等に基づいて、照明装置２８が赤外線を照射するとともに、カメラ２６が前方のトンネル９０内を撮像して、トンネル９０内の画像のデータを情報処理装置へ送信する。情報処理装置は、カメラ２６から取得した画像に基づいて、各カメラ２６の画像内の監視領域９６における落下物等を検出する。ここで、カメラ２６の監視領域９６は前方に配置された他のカメラ２６を含むので、情報処理装置は、各カメラ２６が落下したか否かも判定してよい。ブロワー３０は、制御信号に基づいて、空気を噴出して、カメラ２６の前方のレンズカバー２２に付着した埃等を除去する。

上述したように、カメラユニット１２では、列車９２の進行方向と反対側の筐体２０の一端部がテーパ状に構成されている。これにより、筐体２０の一端部が通過する列車９２による風を図４に白抜き矢印で示すように受け流すことができるので、カメラユニット１２は風による影響を低減できる。例えば、高速（例えば、２６０ｋｍ／ｈ以上）で列車９２が近傍（例えば、３０ｃｍ）を通過するような場合でも、カメラユニット１２は、進行方向に沿った風圧を低減して、筐体２０の破損等を低減できる。また、カメラユニット１２は、筐体２０の一端部をテーパ状にすることで、トンネル９０の壁方向への風圧を受けるので、トンネル９０から剥がれることを抑制できる。

カメラユニット１２では、筐体２０の他端部の上側が下側よりも突出している。これにより、筐体２０の上端部が上方から落下する埃が更に真下に落下することを抑制できるので、カメラユニット１２は、カメラ２６のレンズ等に埃が付着することを低減できる。

カメラユニット１２では、ブロワー３０がカメラ２６の撮像側に設けられたレンズカバー２２に空気を噴出する。これにより、カメラユニット１２は、レンズカバー２２に付着した埃等を除去できるので、カメラ２６は埃等によって遮られることなく鮮明なトンネル９０内の画像を生成できる。また、カメラユニット１２は、空気によってレンズカバー２２の埃を除去することで、ワイパー等のようにレンズカバー２２上を稼働する部品によって埃を除去する場合に比べて、レンズカバー２２に傷が発生することを抑制できる。特に、トンネル９０内のように砂鉄を含む埃が多く発生する場合でも、カメラユニット１２は埃を除去する際に生じるレンズカバー２２の傷を抑制できる。更に、ワイパー等の稼働部品を有する装置に比べて、ブロワー３０は稼働部品が少ないので故障の発生を抑制できる。

カメラユニット１２では、レンズカバー２２の撮像側の面は親水性の材料を含む。これにより、レンズカバー２２の撮像側の面は、トンネル９０内の湿度が高い場合でも、水分の付着を抑制できる。この結果、カメラ２６は、水分等に遮られることなくトンネル９０内を撮像して、鮮明な画像を生成できる。

カメラユニット１２では、カメラ２６の撮像領域９４が他のカメラユニット１２を含む。これにより、カメラユニット１２が他のカメラユニット１２を含むようにトンネル９０内を撮像して画像を生成できる。この結果、カメラユニット１２から画像を取得した外部の情報処理装置はカメラユニット１２の画像で他のカメラユニット１２を監視できる。また、カメラユニット１２は、撮像領域９４内のうち、隣接する他のカメラユニット１２よりも遠方を監視領域９６としている。これにより、カメラユニット１２は、レンズの画角を狭くすることができるので、遠方についても鮮明な画像を生成できる。

カメラユニット１２では、筐体２０の前側には平面状のレンズカバー２２が設けられている。これにより、列車９２の通過時の風によって筐体２０の前側で風の流れが乱れるので、レンズカバー２２に付着している埃が風によって除去される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上述の実施形態では、筐体２０の後端部が曲面を含むテーパ状である例を挙げて説明したが、筐体２０の後端部の形状はこれに限定されない。例えば、筐体２０の後端部は平面を含むテーパ状であってもよい。この場合、筐体２０の後端部は三角錐等の角錐を含む錐体であってよい。

１０：カメラシステム、 １２：カメラユニット、 １２ａ：カメラユニット、 １２ｂ：カメラユニット、 １２ｃ：カメラユニット、 ２０：筐体、 ２２：レンズカバー、 ２６：カメラ、 ３０：ブロワー、 ３２：コネクタ、 ９０：トンネル、 ９２：列車、 ９４：撮像領域、 ９６：監視領域。

Claims (6)

1. 複数のカメラユニットを備えるカメラシステムであって、
   前記複数のカメラユニットのそれぞれは、
   トンネルに固定された筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記トンネル内を撮像するカメラと、を有し、
   前記カメラのレンズの光軸は、前記トンネル内を移動する移動体の進行方向よりも前記トンネルの中心側に向けられており、
   前記移動体の前記進行方向と反対側の前記筐体の端部である一端部は、前記進行方向の前記反対側に行くにつれて細くなるテーパ状に構成されている
   カメラシステム。
2. 前記筐体の他端部は開口し、
   前記筐体の前記他端部の上側は、前記他端部の下側よりも前記進行方向側に突出している
   請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記カメラの撮像側に設けられたレンズカバーと、
   前記レンズカバーの前記撮像側に空気を噴出するブロワーと、
   を更に備える請求項１または請求項２に記載のカメラシステム。
4. 前記カメラの撮像側に設けられ、前記撮像側の面が親水性の材料を含むレンズカバーを更に備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカメラシステム。
5. 前記カメラの上下方向の向きを変更する回転機構を更に備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカメラシステム。
6. 複数の前記カメラユニットが前記トンネルに設けられ、
   前記カメラの撮像領域は、他の前記カメラユニットを含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカメラシステム。

Images