JP7118721B2 - 安全運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、安全運転支援装置に関する。

従来から、鉄道車両の安全運転を実現するための技術として、線路上にカメラを設置し、当該カメラから得られた画像に基づき、鉄道車両の進行方向における障害物の有無などを検知する技術が知られている。

特許第５０９６９５９号公報 特開２００４－９９９３号公報

しかしながら、線路上のカメラから得られる画像は、線路の特定範囲の領域の情報しか含まない。したがって、このような従来の技術によって鉄道車両の走行範囲の全てを詳細にカバーするためには、線路の全区間にわたって複数のカメラを設置する必要があり、コストやメンテナンス性の観点で不都合が生じる。

そこで、鉄道車両の進行方向に存在しうる障害物に関する情報を、鉄道車両の走行範囲の全てにわたって高精度に検知することを実現する。

実施形態にかかる安全運転支援装置は、記憶部と、位置取得部と、検知範囲取得部と、検知部と、出力部と、を備える。記憶部は、鉄道車両の位置と、当該鉄道車両の進行方向にある障害物に関する情報を検知すべき範囲である検知範囲と、の対応関係を示す検知範囲情報、および、鉄道車両が走行する線路の分岐に関する分岐情報を記憶する。位置取得部は、鉄道車両の現在位置を取得する。検知範囲取得部は、位置取得部により取得された現在位置と、記憶部に記憶された検知範囲情報と、記憶部に記憶された分岐情報と、鉄道車両の分岐を越えた先の進行方向と、に基づいて、現在位置および鉄道車両の分岐を越えた先の進行方向に応じた検知範囲を取得する。検知部は、検知範囲取得部により取得された検知範囲から障害物に関する情報を検知する。出力部は、検知部による検知結果を出力する。また、検知範囲は、複数の検知範囲を含み、検知部は、複数の検知範囲の各々から障害物に関する情報を検知し、出力部は、検知結果を、複数の検知範囲のいずれを対象として得られたものであるかを識別可能な形態で出力する。

図１は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置のシステム構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図２は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図３は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置の各部が実行する処理の流れの一例を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。 図４は、第１実施形態にかかる検知範囲および当該検知範囲に対する検知結果の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図５は、第１実施形態にかかる検知範囲および当該検知範囲を特定するための検知範囲情報の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図６は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置が検知結果の通知のために提供する通知画面の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図７は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置が提供する通知画面の図６とは異なる他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図８は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置が提供する通知画面の図６および図７とは異なるさらに他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図９は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置が提供する通知画面の図６～図８とは異なるさらに他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１０は、第２実施形態にかかる安全運転支援装置が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図１１は、第２実施形態にかかる安全運転支援装置が保持する位置変換情報およびその使用方法の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１２は、第２実施形態の変形例にかかる検知範囲情報の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１３は、第３実施形態にかかる安全運転支援装置が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図１４は、第３実施形態にかかる安全運転支援装置の各部が実行する処理の流れの一例を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。 図１５は、第３実施形態にかかる分岐および当該分岐に関する分岐情報の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１６は、第３実施形態にかかる検知範囲の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１７は、第４実施形態にかかる安全運転支援装置が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図１８は、第４実施形態にかかる安全運転支援装置が手動による検知範囲の設定のために提供する設定画面の一例を示した例示的かつ模式的な図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００のシステム構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。安全運転支援装置１００とは、線路ＲＬに沿って運行する鉄道車両ＲＶの安全運転を実現するために鉄道車両ＲＶ搭載されたシステムである。なお、図１では、鉄道車両ＲＶの進行方向が矢印Ｄ１として例示されている。

ここで、従来から、鉄道車両ＲＶの安全運転を実現するための技術として、線路ＲＬ上にカメラを設置し、当該カメラから得られた画像に基づき、鉄道車両ＲＶの進行方向における障害物の有無などを検知する技術が知られている。しかしながら、線路ＲＬ上のカメラから得られる画像は、線路ＲＬの特定範囲の領域の情報しか含まない。したがって、このような従来の技術によって鉄道車両ＲＶの走行範囲の全てを詳細にカバーするためには、線路ＲＬの全区間にわたって複数のカメラを設置する必要があり、コストやメンテナンス性の観点で不都合が生じる。

そこで、第１実施形態は、以下に説明するような構成に基づき、鉄道車両ＲＶの進行方向に存在しうる障害物に関する情報を、鉄道車両ＲＶの走行範囲の全てにわたって高精度に検知することを実現する。

図１に示されるように、安全運転支援装置１００は、車両情報取得部１１０と、前方検知部１２０と、インターフェイス部１３０と、運転支援制御部１４０と、を有している。これらの各部は、互いに通信可能に接続されている。

車両情報取得部１１０は、たとえば鉄道車両ＲＶの位置を示す位置情報などの車両情報を取得する。詳細は後述するが、第１実施形態において、車両情報取得部１１０は、たとえば、車軸に設けられる速度発電機（タコジェネレータ）の出力に基づいて、特定地点（直近の停車駅など）からの鉄道車両ＲＶの走行距離を算出し、算出した走行距離を位置情報として取得する。

前方検知部１２０は、鉄道車両ＲＶの進行方向（図１では矢印Ｄ１）の領域を撮像するように設けられたカメラ５０により得られる撮像画像に基づいて、鉄道車両ＲＶの進行方向の領域に存在しうる障害物に関する情報を検知する。詳細は後述するが、障害物に関する情報には、障害物の有無や、障害物までの距離などが含まれる。

インターフェイス部１３０は、鉄道車両ＲＶの運転士などからの操作入力を受け付けたり、鉄道車両ＲＶの運転士や乗客などの乗員への通知を出力したりするデバイスである。

運転支援制御部１４０は、鉄道車両ＲＶの安全運転を実現するための各種の制御を実施するコントローラである。

ここで、第１実施形態において、車両情報取得部１１０、前方検知部１２０、インターフェイス部１３０、および運転支援制御部１４０は、いずれも、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などのハードウェアプロセッサを有したコンピュータデバイスとして構成される。したがって、車両情報取得部１１０、前方検知部１２０、インターフェイス部１３０、および運転支援制御部１４０は、それぞれのハードウェアプロセッサによって所定のコンピュータプログラムを実行することで、以下に説明するような機能を実現することが可能である。

図２は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。なお、第１実施形態では、図２に示される各機能が、専用のハードウェア（回路）のみによって実現されていてもよい。

図２に示されるように、車両情報取得部１１０は、走行距離取得部１１１を有する。また、前方検知部１２０は、検知範囲設定部１２１と、検知部１２２と、を有する。また、インターフェイス部１３０は、出力部１３１を有する。また、運転支援制御部１４０は、位置算出部１４１と、記憶部１４２と、検知範囲取得部１４３と、出力制御部１４４と、を有する。なお、記憶部１５２には、検知範囲情報１４２ａが記憶されている。

以下、図２に示される各機能の詳細につき、その動作（処理フロー）とともに説明する。

図３は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００の各部が実行する処理の流れの一例を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。この図３に示される処理フローは、鉄道車両ＲＶの走行中に実行される。

図３に示されるように、第１実施形態では、まず、Ｓ３０１において、車両情報取得部１１０の走行距離取得部１１１は、車軸に設けられる速度発電機（タコジェネレータ）の出力に基づいて、特定地点（直近の停車駅など）を起点とした鉄道車両ＲＶの走行距離を算出（取得）する。より具体的に、走行距離取得部１１１は、速度発電機の出力に基づいて、鉄道車両ＲＶの単位時間当たりの移動量を取得し、その積算値を算出することで、走行距離を算出する。そして、走行距離取得部１１１は、算出した走行距離を運転支援制御部１４０の位置算出部１４１に出力する。

そして、Ｓ３０２において、位置算出部１４１は、走行距離取得部１１１から取得した走行距離に基づいて、鉄道車両ＲＶの現在位置を算出する。より具体的に、位置算出部１４１は、走行距離取得部１１１から取得した走行距離に鉄道車両ＲＶの進行方向を加味して、特定起点の位置を示すキロ程から走行距離を加算もしくは減算することで、鉄道車両ＲＶの現在位置をキロ程として算出する。なお、キロ程とは、線路ＲＬ上に設定される固有の位置を示す指標である。そして、位置算出部１４１は、算出した現在位置を、運転支援制御部１４０の検知範囲取得部１４３に出力する。

そして、Ｓ３０３において、検知範囲取得部１４３は、位置算出部１４１から取得した現在位置と、運転支援制御部１４０の記憶部１４２に記憶された検知範囲情報１４２ａと、に基づいて、鉄道車両ＲＶの進行方向にある障害物に関する情報を検知すべき範囲である検知範囲を取得する。

ここで、検知を行うべき検知範囲は、基本的には、鉄道車両ＲＶの進行方向正面の線路ＲＬ上の領域であるが、鉄道車両ＲＶの位置によっては、線路ＲＬ上の領域以外の領域からも、障害物に関する情報を検知することが望ましい場合がある。たとえば、鉄道車両ＲＶの現在位置が駅のホームに近い場所にある場合においては、検知範囲は、線路ＲＬ上の領域に加えて、ホームの近傍の領域も含んでいることが望ましい。

そこで、第１実施形態において、検知範囲は、鉄道車両ＲＶの位置に応じて様々に設定される。つまり、第１実施形態において、検知範囲情報１４２ａは、鉄道車両ＲＶの位置と、当該位置において検知の対象とすべき検知範囲と、の対応関係を示している（具体例は後述する）。これにより、検知範囲取得部１４３は、位置算出部１４１から取得した現在位置に基づいて検知範囲情報１４２ａを参照することで、現在位置において検知の対象とすべき検知範囲を適宜取得することができる。なお、検知範囲取得部１４３により取得された検知範囲は、前方検知部１２０の検知範囲設定部１２１に出力される。

Ｓ３０４において、検知範囲設定部１２１は、検知範囲取得部１４３から取得した検知範囲に所定の視点変換などを施して、カメラ５０用の検知範囲を設定する。そして、検知範囲設定部１２１は、設定した検知範囲を、前方検知部１２０の検知部１２２に出力する。

そして、Ｓ３０５において、検知部１２２は、カメラ５０により得られる撮像画像における、Ｓ３０４で設定された検知範囲に対応した領域から、障害物に関する情報（障害物の有無や障害物までの距離など）を検知する。

ここで、上記のＳ３０３～Ｓ３０５の処理について、図面を参照しながらより詳細に説明する。

図４は、第１実施形態にかかる検知範囲および当該検知範囲に対する検知結果の一例を示した例示的かつ模式的な図であり、図５は、第１実施形態にかかる検知範囲および当該検知範囲を特定するための検知範囲情報１４２ａの一例を示した例示的かつ模式的な図である。

図４および図５に示される例では、鉄道車両ＲＶが位置Ｐ０にある場合における検知範囲として、４つの領域（空間）Ｒ０～Ｒ３が定義されている。より具体的に、この例では、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示されるように、領域Ｒ０は、線路ＲＬ上の領域として定義され、領域Ｒ１は、鉄道車両ＲＶから見て線路ＲＬよりも右側の領域として定義され、領域Ｒ２は、鉄道車両ＲＶから見て線路ＲＬよりも左側の領域として定義され、領域Ｒ３は、鉄道車両ＲＶから見て領域Ｒ１よりも右側でかつ上側の領域として定義されている。領域Ｒ０～Ｒ３は、いずれも、鉄道車両ＲＶに対して進行方向の前方の空間Ｓｐ内に位置している。

上記の領域Ｒ０～Ｒ３は、あくまで鉄道車両ＲＶが位置Ｐ０にある場合の検知範囲であり、鉄道車両ＲＶが他の位置にある場合は、領域Ｒ０～Ｒ３以外の他の領域が、検知範囲として設定されうる。ここで、上記の領域Ｒ０～Ｒ３のうち、線路ＲＬ上の領域である領域Ｒ０は、基本的には、常に検知の対象とすることが望ましい。したがって、領域Ｒ０については、車両限界または建築限界に相当する領域に基づいて、常に検知の対象としてもよい。車両限界とは、鉄道車両ＲＶのどの部分も超えてはならない上下左右の限界であり、建築限界とは、鉄道車両ＲＶが安全に走行するために建築物などが入ってはならない線路ＲＬ上に確保された空間である。なお、鉄道車両ＲＶの位置によっては、領域Ｒ０を検知の対象から外しても問題ない場合もあるので、第１実施形態では、領域Ｒ０が常に検知の対象となるとは限らない。

上記の領域Ｒ０～Ｒ３は、たとえば図５（Ｂ）に示されるようなテーブル形式の情報５０１に基づいて特定される。この情報５０１は、鉄道車両ＲＶの位置と検知範囲との対応関係を示す検知範囲情報１４２ａから、位置Ｐ０（図４（Ａ）参照）に対応した検知範囲を抽出したものである。したがって、情報５０１からは、位置Ｐ０（図４（Ａ）参照）に対応した検知範囲としての領域Ｒ０～Ｒ３を特定するための情報を取得することが可能である。

より具体的に、情報５０１は、各領域Ｒ０～Ｒ３の奥行きを示す情報（「キロ程」の欄参照）と、各領域Ｒ０～Ｒ３の線路ＲＬの中心Ｃ（図５（Ａ）参照）からの横距離（水平方向の距離）および縦距離（鉛直方向の距離）を示す情報（「横距離」および「縦距離」の欄参照）と、各領域Ｒ０～Ｒ３の横幅（水平方向の幅）および縦幅（鉛直方向の幅）を示す情報（「横幅」および「縦幅」の欄参照）と、の一覧として構成されている。つまり、情報５０１は、線路ＲＬの中心Ｃの位置が分かれば、各領域Ｒ０～Ｒ３の位置および範囲が分かるようなデータ構造を有している。

ここで、線路ＲＬの中心Ｃの位置は、鉄道車両ＲＶの位置（ここで説明している例では位置Ｐ０）が分かれば、計算により導き出すことができる。したがって、第１実施形態にかかる検知範囲取得部１４３は、位置算出部１４１により算出された鉄道車両ＲＶの位置と、記憶部１４２に記憶された検知範囲情報１４２ａと、に基づいて、検知の対象とすべき検知範囲を特定することができる。

そして、第１実施形態では、上記のように特定された検知範囲に対する検知結果が、たとえば図４（Ｂ）に示されるような形式で出力される。図４（Ｂ）に示されるように、第１実施形態において出力される検知結果は、障害物の有無と、障害物までの距離と、の（少なくとも）２種類の情報を含んでいる。なお、図４（Ｂ）には、一例として、領域Ｒ０～Ｒ２には障害物がなく、領域Ｒ３にのみ障害物があると検知された場合が例示されている。第１実施形態では、このような検知結果が、前方検知部１２０の検知部１２２から運転支援制御部１４０の出力制御部１４４を介してインターフェイス部１３０の出力部１３１に出力される。

図３に戻り、Ｓ３０６において、出力部１３１は、出力制御部１４４を介して取得した検知結果に基づいて、今回検知の対象とした（複数の）検知範囲の中に、障害物があると検知された検知範囲が存在するか否かを判断する。

Ｓ３０６において、障害物があると検知された検知範囲が存在しないと判断された場合、障害物に関する情報を乗員に通知する必要はない。したがって、この場合、Ｓ３０１に処理が戻る。

一方、Ｓ３０６において、障害物があると検知された検知範囲が存在すると判断された場合、安全のため、障害物に関する情報を乗員に通知する必要がある。したがって、この場合、Ｓ３０７に処理が進み、Ｓ３０７において、出力部１３１は、検知結果を乗員に通知する。そして、Ｓ３０１に処理が戻る。

ここで、検知結果を通知する方法としては、音声を用いて聴覚に訴える方法や、液晶ディスプレイやプロジェクションマッピング、ホログラフなどを用いて視覚に訴える方法など、様々な方法が考えられる。以下、視覚に訴える方法のいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する例では、図４（Ｂ）に示されるような検知結果が得られた状況を想定する。

図６は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００が検知結果の通知のために出力する通知画面の一例を示した例示的かつ模式的な図である。図６に示される画面ＳＣ６００には、４つの画像６００～６０３が表示されている。これら４つの画像６００～６０３は、それぞれ、検知範囲としての領域Ｒ０～Ｒ３と、位置関係や大きさなどの観点で対応している。

ここで、第１実施形態では、障害物に関する情報の検知結果が、複数の検知範囲のいずれを対象として得られたものであるかを識別可能な形態で出力される。したがって、図６に示される画面ＳＣ６００においては、領域Ｒ３に対応した画像６０３のみが、他の画像６００～６０２と異なる形態で表示（出力）されている。このように構成された画面ＳＣ６００によれば、領域Ｒ３において障害物が検知され、他の領域Ｒ０～Ｒ２においては障害物が検知されなかった、という検知結果が検知範囲設定部１２１によって得られたことを視覚的に認識することができる。

また、第１実施形態では、障害物の有無と障害物までの距離との両方が検知結果として（同時に）出力されうる。したがって、図６に示される画面ＳＣ６００においては、領域６０３の近傍に、検知された障害物までの距離（実際には図６に不図示）が出力されてもよい。このような構成によれば、障害物の有無のみならず、障害物までの距離も視覚的に認識することができるので、有益である。

また、第１実施形態は、検知結果の出力形態を、所定の基準に応じて変化させることが可能である。所定の基準とは、たとえば、危険度に応じて予め設定された複数の基準値が考えられる。この場合、第１実施形態は、検知結果を所定の方法で数値化したものを複数の基準値と比較することで検知結果の危険度を判定し、判定結果に応じて、検知結果の出力形態を変化させうる。このような構成によれば、たとえば危険度の大きい検知結果が得られた場合はその通知の際に強く注意喚起を行うなど、状況に応じた通知を行うことが可能になる。

なお、第１実施形態では、検知結果の通知のために出力する通知画面として、上記の画面ＳＣ６００以外の他の画面も使用されうる。

図７は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００が提供する通知画面の図６とは異なる他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。この図７に示される画面ＳＣ７００は、複数の検知範囲に対応した複数の検知結果を図６に示される画面ＳＣ６００のようにそのまま出力することなく、複数の検知結果を、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方正面、前方右側、および前方左側の３種類の検知結果に分類して出力する。

すなわち、図７に示される画面ＳＣ７００には、３つの画像７００～７０２が表示されている。画像７００は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方正面の線路ＲＬ上の領域Ｒ０における障害物の有無を表すものであり、画像７０１は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方右側の領域Ｒ１およびＲ３における障害物の有無を統合的に表すものであり、画像７０２は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方左側の領域Ｒ２における障害物の有無を表すものである。画面ＳＣ７００においては、画像７０１のみが、他の画像７００および７０２と異なる形態で表示（出力）されている。したがって、この画面ＳＣ７００によれば、画像７０１に対応した領域Ｒ１およびＲ３の少なくとも一方に障害物があることを視覚的に容易に認識することができる。

図８は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００が提供する通知画面の図６および図７とは異なるさらに他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。この図８に示される画面ＳＣ８００は、複数の検知結果を、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方正面、前方右側、および前方左側の３種類の検知結果に分類して出力する点において図７に示される画面ＳＣ７００と同様であるが、障害物の有無だけでなく、障害物までの大まかな距離も視覚的に容易に認識することができる点において図７に示される画面ＳＣ７００と異なっている。

より具体的に、図８に示される画面ＳＣ８００には、３つの画像群８００～８０２が表示されている。画像群８００は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方正面の線路ＲＬ上の領域Ｒ０における検知結果を表すものであり、画像群８０１は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方右側の領域Ｒ１およびＲ３における検知結果を統合的に表すものであり、画像群８０２は、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方左側の領域Ｒ２における検知結果を表すものである。

ここで、図８に示される画面ＳＣ８００における各画像群８００～８０２は、画面ＳＣ８００の奥行方向に並んだ３つの画像により構成されている。３つの画像のうち最も手前側の画像は、検知範囲のうち鉄道車両ＲＶに対して最も近い領域に対応し、最も奥側の画像は、検知範囲のうち鉄道車両ＲＶに対して最も遠い領域に対応し、中間の画像は、検知範囲のうち鉄道車両ＲＶに対して中程度の距離にある領域に対応する。画面ＳＣ８００においては、画像群８０１における最も奥側の画像のみが、他の画像と異なる形態で表示（出力）されている。したがって、この画面ＳＣ８００によれば、鉄道車両ＲＶの進行方向の前方右側でかつ遠い領域（たとえば領域Ｒ３）に障害物があることを視覚的に容易に認識することができる。

図９は、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００が提供する通知画面の図６～図８とは異なるさらに他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。この図９に示される画面ＳＣ９００は、検知結果の表示を図６～図８に示されるように模式的に行うのではなく、検知結果をカメラ５０によって得られた撮像画像に重畳して出力することで、検知結果を鉄道車両ＲＶからの現実の視界に合わせて通知する。

すなわち、図９に示される画像ＳＣ９００は、カメラ５０によって得られた撮像画像に基づく背景画像９０１に、障害物があることを示すシンボル９０２が重畳されることで構成されている。これにより、画像ＳＣ９００を見れば、障害物の有無および当該障害物までの距離を、鉄道車両ＲＶからの現実の視界とともに、視覚的に容易に認識することができる。

以上説明したように、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００は、鉄道車両ＲＶの位置と、当該鉄道車両ＲＶの進行方向にある障害物に関する情報を検知すべき範囲である検知範囲と、の対応関係を示す検知範囲情報１４２ａを記憶する記憶部１４２と、鉄道車両ＲＶの現在位置を取得する位置取得部としての走行距離取得部１１１および位置算出部１４１と、当該位置取得部により取得された現在位置と、記憶部１４２に記憶された検知範囲情報１４２ａと、に基づいて、現在位置に応じた検知範囲を取得する検知範囲取得部１４３と、検知範囲取得部１４３により取得された検知範囲から障害物に関する情報を検知する検知部１２２と、検知部１２２による検知結果を出力する出力部４３１と、を有している。これにより、線路ＲＬの全区間にわたって複数のカメラを設置することなく、鉄道車両ＲＶの位置に応じた検知範囲に基づいて、鉄道車両ＲＶの進行方向に存在しうる障害物に関する情報を、鉄道車両ＲＶの走行範囲の全てにわたって高精度に検知することを実現する。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、鉄道車両ＲＶの位置が、車軸に設けられる速度発電機（タコジェネレータ）の出力に基づいて算出される走行距離として取得されている。しかしながら、鉄道車両ＲＶの位置は、他の態様で取得されてもよい。たとえば、以下に説明する第２実施形態のように、鉄道車両ＲＶの位置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などを利用することで特定される絶対位置として取得されてもよい。

図１０は、第２実施形態にかかる安全運転支援装置２００が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。以下では、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００（図２参照）が有する機能とは異なる機能について主として説明する。

図１０に示されるように、第２実施形態にかかる車両情報取得部２１０は、ＧＰＳやＧＮＳＳなどを利用することで鉄道車両ＲＶの絶対値（緯度および経度）を取得する絶対位置取得部２１１を有している。この絶対位置取得部２１１により取得された絶対位置は、運転支援制御部２４０の位置算出部２４１に出力される。

位置算出部２４１は、絶対位置取得部２１１から取得した絶対位置と、運転支援制御部２４０の記憶部２４２に記憶された位置変換情報２４２ａと、に基づいて、絶対位置取得部２１１から取得した絶対位置を、特定地点を起点とした鉄道車両ＲＶの走行距離を表すキロ程の単位に変換する。

図１１は、第２実施形態にかかる安全運転支援装置２００が保持する位置変換情報２４２ａおよびその使用方法の一例を示した例示的かつ模式的な図である。位置変換情報２４２ａは、図１１（Ａ）に示されるようなテーブル形式の情報１１００として記憶部２４２に記憶される。この図１１（Ａ）に示される情報１１００は、線路ＲＬ上の複数のポイント（たとえば図１１（Ｂ）に示される例におけるポイントＡ～Ｆ）におけるキロ程と絶対位置との対応関係を特定するものである。以下、この図１１（Ａ）に示される情報１１００を用いた絶対位置からキロ程への変換方法について、図１１（Ｂ）を参照してより具体的に説明する。

図１１（Ｂ）において、ポイントＰａは、絶対位置取得部２１１から取得した絶対位置を表している。このポイントＰａの絶対位置（緯度および経度）に基づいて鉄道車両ＲＶの位置を示すキロ程を算出する場合、位置算出部２４１は、まず、図１１（Ａ）に示される情報１１００において特定されている線路ＲＬ上の複数のポイントＡ～Ｆから、ポイントＰａに最も近いポイントＤと、２番目に近いポイントＥと、を特定する。そして、位置算出部２４１は、図１１（Ａ）に示される情報１１００を参照することでポイントＤおよびＥの絶対位置を取得し、ポイントＤを原点とした座標系を定義する。

そして、位置算出部２４１は、ポイントＤを原点とした座標系において、ポイントＤとポイントＦとを結ぶ直線Ｌａに対してポイントＰａから下した垂線Ｌｂの足をポイントＰｂとし、当該ポイントＰｂと、原点としてのポイントＤとの間の距離を算出する。そして、位置算出部２４１は、図１１（Ａ）に示される情報１１００により特定されるポイントＤおよびＦのキロ程の大小関係と、ポイントＰｂの位置とに着目し、ポイントＤのキロ程にポイントＤとポイントＰｂとの間の距離を加算、もしくは減算することで、鉄道車両ＲＶの現在位置のキロ程を算出する。

なお、第２実施形態のその他の構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、鉄道車両ＲＶの現在位置が上記のようにキロ程として算出された後の処理は、第１実施形態と同様である。つまり、図１０に戻り、位置算出部２４１は、キロ程として算出した鉄道車両ＲＶの現在位置を検知範囲取得部１４３に出力し、検知範囲取得部１４３は、位置算出部２４１から取得した現在位置と、記憶部２４２に記憶された検知範囲情報１４２ａとに基づいて、検知範囲を取得する。そして、前方検知部１２０が障害物に関する情報の検知を行い、インターフェイス部１３０が検知結果を鉄道車両ＲＶの運転士などに通知する。

このように、第２実施形態によれば、鉄道車両ＲＶの位置を表す指標としてキロ程を使用することなく、緯度および経度で表される高精度の絶対位置に基づいて特定された適切な検知範囲から、障害物に関する情報を検知し、検知結果を鉄道車両ＲＶの運転士などに通知することが可能になる。

また、上述した第２実施形態では、キロ程と絶対位置とを変換するための位置変換情報２４２ａを記憶部２４２に記憶しておく必要がある。しかしながら、以下に説明する変形例のように、キロ程と絶対位置との対応関係を示す情報が検知範囲情報１４２ａに保持されていれば、位置変換情報２４２ａは不要となる。

図１２は、第２実施形態の変形例にかかる検知範囲情報１４２ａの一例を示した例示的かつ模式的な図である。この第２実施形態の変形例では、検知範囲情報１４２ａが、図１２に示されるようなテーブル形式の情報１２０１として記憶されている。この情報１２０１は、図４（Ａ）に示される情報５０１と異なり、検知範囲としての領域Ｒ０～Ｒ３の奥行きを示す情報として、「キロ程」と、当該「キロ程」の内容を緯度および経度で表した「絶対位置」と、を保持している。したがって、この情報１２０１によれば、第２実施形態のような位置変換情報２４２ａを用いた絶対位置とキロ程との変換を行うことなく、検知範囲を特定することができる。

＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態では、鉄道車両ＲＶの位置と検知範囲情報１４２ａとに基づいて、鉄道車両ＲＶの位置に応じた検知範囲が特定されている。しかしながら、より状況に合った検知範囲を特定するためには、他の情報をさらに考慮することも考えられる。たとえば、線路ＲＬに分岐Ｊ（後述する図１５など参照）が存在する場合、以下に説明する第３実施形態のように、鉄道車両ＲＶの分岐Ｊを超えた先の進行方向も踏まえて、検知範囲を特定することができれば効果的である。

図１３は、第３実施形態にかかる安全運転支援装置３００が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。以下では、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００（図２参照）が有する機能とは異なる機能について主として説明する。

図１３に示されるように、第３実施形態では、運転支援制御部３４０の記憶部３４２に、第１実施形態と同様の検知範囲情報１４２ａと、線路ＲＬの分岐Ｊに関する分岐情報３４２ａと、が記憶されている。そして、検知範囲取得部２４３は、位置算出部１４１から取得した鉄道車両ＲＶの位置および検知範囲情報１４２ａに加えて、さらに、分岐情報３４２ａに基づいて、検知範囲を取得する。なお、分岐情報３４２ａの具体例については後述する。

図１４は、第３実施形態にかかる安全運転支援装置３００の各部が実行する処理の流れの一例を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。この図１４に示される処理フローは、第１実施形態にかかる処理フロー（図３参照）と大部分において共通である。より具体的に、図１４におけるＳ１４０１、Ｓ１４０２、Ｓ１４０４～Ｓ１４０７は、それぞれ、図３におけるＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０４～Ｓ３０７と同様である。したがって、以下では、第３実施形態に特有のＳ１４０３についてのみ説明する。

第３実施形態では、Ｓ１４０３において、検知範囲取得部３４３は、運転支援制御部３４０の検知範囲取得部３４３は、位置算出部１４１から取得した現在位置と、運転支援制御部３４０の記憶部３４２に記憶された検知範囲情報１４２ａと、当該検知範囲情報１４２ａとともに記憶部３４２に記憶された分岐情報３４２ａとに基づいて、鉄道車両ＲＶの進行方向にある障害物に関する情報を検知すべき範囲である検知範囲を取得する。

図１５は、第３実施形態にかかる分岐Ｊおよび当該分岐Ｊに関する分岐情報３４２ａの一例を示した例示的かつ模式的な図である。たとえば、図１５（Ａ）に示されるような２つの分岐Ｊ１およびＪ２が線路ＲＬに存在している場合、分岐情報３４２ａは、図１５（Ｂ）に示されるようなテーブル形式の情報１５０１として保持される。

図１５（Ｂ）に示される情報１５０１は、分岐Ｊ１が存在するポイントＢ１および分岐Ｊ２が存在するポイントＢ２の位置を示す「キロ程」と、分岐Ｊ１およびＪ２によって分かれる線路ＲＬの本数を示す「進路の数」と、分岐Ｊ１およびＪ２において鉄道車両ＲＶがどの進路を選択するかを示す「進行方向」と、の対応関係を保持している。なお、「進路の数」は、図１５（Ａ）に示される例において鉄道車両ＲＶが矢印Ｃ１の方向に走行する場合を想定している。また、「進行方向」は、線路ＲＬの運用に関する運用情報や、鉄道車両ＲＶのダイヤなどの運行情報などに基づいて決定される。

図１５（Ｂ）に示されるような情報１５０１によれば、たとえば次のような検知範囲の特定を行うことができる。

図１６は、第３実施形態にかかる検知範囲の一例を示した例示的かつ模式的な図である。図１６に示されるように、第３実施形態では、鉄道車両ＲＶが線路ＲＬ１上を直進することなく分岐Ｊ０を介して線路ＲＬ２に進入する場合に、線路ＲＬ１上の領域ではなく、鉄道車両ＲＶの進行方向に合った線路ＲＬ２上の領域Ｒ０´が検知範囲として取得される。したがって、第３実施形態によれば、線路ＲＬに分岐Ｊが存在する場合でも、鉄道車両ＲＶの進行方向に合った適切な検知範囲から、障害物に関する情報を検知することが可能になる。

＜第４実施形態＞
上述した第１実施形態では、障害物に関する情報の検知結果を蓄積していないが、検知結果を蓄積すれば、たとえば、障害物が存在する頻度の高い領域などを統計的に特定することができるので、有益である。また、上述した第１実施形態のような構成では、検知範囲を手動で調整できれば便利である。そこで、第４実施形態では、以下に説明するような構成により、障害物に関する情報の検知結果の蓄積の利用と、手動による検知範囲の調整とを実現する。

図１７は、第４実施形態にかかる安全運転支援装置４００が有する機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。以下では、第１実施形態にかかる安全運転支援装置１００（図２参照）が有する機能とは異なる機能について主として説明する。

図１７に示されるように、第４実施形態では、運転支援制御部４４０の記憶部４４２が、障害物に関する情報の検知結果を蓄積し、検知履歴４４２ａとして保持する。検知履歴４４２ａは、インターフェイス部４３０の出力部４３１に送信される。出力部４３１は、運転士などに検知結果を出力する場合に、検知履歴４４２ａに基づいて特定される障害物の発生頻度に応じて、検知結果の出力形態を変化させる。これにより、たとえば現在検知結果を通知しようとしている領域が障害物の発生頻度が高い領域に該当する場合にはより強く注意喚起を行うなど、状況に応じた通知を行うことが可能になる。なお、発生頻度に応じてどのような通知を行うかは、ユーザ（運転士など）が適宜設定／変更可能なものとする。

また、図１７に示されるように、第４実施形態は、インターフェイス部４３０の入力部４３２が、ユーザ（運転士など）の操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じて、記憶部４４２に記憶された検知範囲情報１４２ａを変更可能に構成されている。これにより、検知範囲の調整（追加および削除を含む）をユーザが手動で行うことができる。

入力部４３２は、たとえば、次の図１８に示されるような設定画面を提供することで、ユーザの手動による検知範囲の調整を受け付ける。

図１８は、第４実施形態にかかる安全運転支援装置４００が手動による検知範囲の設定のために提供する設定画面の一例を示した例示的かつ模式的な図である。この図１８に示される画面ＳＣ１８００においては、一例として、カメラ５０によって得られた撮像画像に基づく背景画像１８０１に、現在設定されている検知範囲を示すシンボル１８０２が重畳されている。この画面ＳＣ１８００によれば、現実の視界での検知範囲を視覚的に認識することができるので、検知範囲の調整を直感的に容易に行うことが可能になる。

なお、上述した第１～第４実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。たとえば、鉄道車両ＲＶの走行区間が衛星からの電波が届きにくいトンネルなどの区間である場合には、鉄道車両ＲＶの位置を第１、第３、または第４実施形態のようにキロ程で取得し、それ以外の場合には、鉄道車両ＲＶの位置を第２実施形態のように絶対位置で取得する、といった構成が採用されてもよい。

また、上述した第１実施形態（第２～第４実施形態も同様）において、記憶部１４２に記憶されているデータは、予め記憶されていてもよいし、走行中に外部との通信を介して取得されてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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。上記実施形態およびその変形は、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。

５０ カメラ
１００、２００、３００、４００ 安全運転支援装置
１１１ 走行距離取得部（位置取得部）
１２２ 検知部
１３１、４３１ 出力部
１４１、２４１ 位置算出部（位置取得部）
１４２、２４２、３４２、４４２ 記憶部
１４２ａ 検知範囲情報
１４３、３４３ 検知範囲取得部
３４２ａ 分岐情報
４４２ａ 検知履歴
４３２ 入力部

Claims (8)

1. 鉄道車両の位置と、当該鉄道車両の進行方向にある障害物に関する情報を検知すべき範囲である検知範囲と、の対応関係を示す検知範囲情報、および、前記鉄道車両が走行する線路の分岐に関する分岐情報を記憶する記憶部と、
   前記鉄道車両の現在位置を取得する位置取得部と、
   前記位置取得部により取得された前記現在位置と、前記記憶部に記憶された前記検知範囲情報と、前記記憶部に記憶された前記分岐情報と、前記鉄道車両の前記分岐を越えた先の進行方向と、に基づいて、前記現在位置および前記鉄道車両の前記分岐を越えた先の進行方向に応じた前記検知範囲を取得する検知範囲取得部と、
   前記検知範囲取得部により取得された前記検知範囲から前記障害物に関する情報を検知する検知部と、
   前記検知部による検知結果を出力する出力部と、
   を備え、
   前記検知範囲は、複数の検知範囲を含み、
   前記検知部は、前記複数の検知範囲の各々から前記障害物に関する情報を検知し、
   前記出力部は、前記検知結果を、前記複数の検知範囲のいずれを対象として得られたものであるかを識別可能な形態で出力する、安全運転支援装置。
2. 前記位置取得部は、前記現在位置を、緯度および経度により表される絶対位置、または前記鉄道車両の走行距離として取得する、
   請求項１に記載の安全運転支援装置。
3. 前記出力部は、前記検知結果として、前記障害物の有無と、前記障害物までの距離と、を出力する、
   請求項１または請求項２に記載の安全運転支援装置。
4. 前記出力部は、前記検知結果の出力形態を所定の基準に応じて変化させる、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の安全運転支援装置。
5. 前記記憶部は、前記検知結果の履歴をさらに記憶し、
   前記出力部は、前記履歴に基づいて特定される前記障害物の発生頻度に応じて、前記検知結果の出力形態を変化させる、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の安全運転支援装置。
6. 前記検知部は、前記鉄道車両の進行方向の領域を撮像するように前記鉄道車両に設けられるカメラにより得られる撮像画像における前記検知範囲に対応した領域から、前記障害物に関する情報を検知する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の安全運転支援装置。
7. 前記出力部は、前記検知結果を前記撮像画像に重畳して出力する、
   請求項６に記載の安全運転支援装置。
8. ユーザの操作入力を受け付け、受け付けた前記操作入力に応じて前記検知範囲情報を変更する入力部をさらに備える、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の安全運転支援装置。

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