JP7212455B2 - 監視装置及び監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視装置及び監視方法に関するものである。

例えば、特許文献１には、所定の領域を走査するレーザレーダと、このレーザレーダにより検知される距離情報とその走査方向の情報とから３次元レーダ情報を求めるレーダ情報作成手段と、３次元レーダ情報から所定の領域内に存在する物体を検知する物体検知手段と、所定の領域を、物体の進行方向に対して複数に分割された分割領域として認識する領域認識手段と、分割領域の１つに所定時間継続して少なくとも１つの物体が滞留したときに、障害物が滞留していると判断する判断手段とを備える検知装置が開示されている。

特開２００５－２１４７１８号公報

しかしながら、このような検知装置においては、物体の滞在時間のみを判定基準としているため、例えば雑草等の植物が誤って物体として認識された場合、実際には障害物ではないにもかかわらず、常に一定の場所に留まっていることから、障害物であると判断される可能性がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、誤検知を防止し、正確に異常を判定することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

本発明は、上記課題を解決するための監視装置に係る第１の手段として、監視エリアの物体を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて監視対象物を認識する認識手段と、上記監視対象物の上記監視エリアにおける滞在時間を取得する滞在時間取得手段と、上記監視対象物の上記監視エリアにおける移動履歴を取得する移動履歴取得手段と、上記滞在時間及び上記移動履歴に基づいて警報の出力を判定する判定手段とを備える、という手段を採用する。

第２の手段として、上記第１の手段において、上記移動履歴取得手段は、上記監視エリアに設定された複数の区画間における上記監視対象物の移動を上記移動履歴として取得する、という手段を採用する。

第３の手段として、上記第２の手段において、上記移動履歴取得手段は、上記監視エリアにおける内側の上記区画から外側の上記区画への上記監視対象物の移動を上記移動履歴として取得する、という手段を採用する。

第４の手段として、上記第１～３のいずれかの手段において、上記検出手段は、レーザ光を検出媒体とする、という手段を採用する。

第５の手段として、上記第１～４のいずれかの手段において、上記監視エリアは踏切内に設定される、という手段を採用する。

物体検知方法に係る第１の手段として、監視エリアの物体を検出する検出工程と、該検出工程の検出結果に基づいて監視対象物を認識する認識工程と、上記監視対象物の上記監視エリアにおける滞在時間を取得する滞在時間取得工程と、上記監視対象物の上記監視エリアにおける移動履歴を取得する移動履歴取得工程と、上記滞在時間及び上記移動履歴に基づいて警報の出力を判定する判定工程とを有する、という手段を採用する。

本発明によれば、監視装置は、監視対象物の移動履歴と滞在履歴とに基づいて異常を判定する。したがって、物体認識手段により誤って植物等の非検出対象物が対象物として認識された場合にも、移動履歴のない対象物については、異常判定の対象とならず、誤検知を防止し、正確な異常判定を行うことができる。

本発明の一実施形態における監視装置のブロック図である。 本発明の一実施形態における監視装置が有するレーザレーダの監視エリアを示す模式図である。 本発明の一実施形態における監視方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る監視装置及び物体検知方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

本実施形態における監視装置１は、図１に示すように、検出部２（検出手段）と、信号処理部３と、報知部４とを有する。監視装置１は、図２に示すように、例えば踏切に対して設けられ、一点鎖線で示す踏切内の監視エリアＡについて監視を行う。監視エリアＡは、下部マスク領域を除く範囲を示している。例えば、下部マスク領域は、雑草などの誤検知を防ぐため、マスク高さが地面より数十ｃｍ程度の範囲に設定されている。

検出部２は、測定範囲に対してレーザ光を照射し、該レーザ光の反射光から当該測定範囲内における複数の計測点の三次元座標値を電気信号として取得するレーザレーダとされている。検出部２は、踏切の近傍に設置され、図２に示すように、線路Ｂと遮断棒Ｄとを含む範囲にレーザ光を照射し、該範囲の三次元座標値を取得する。すなわち、検出部２は、レーザ光を検出媒体としている。

信号処理部３は、演算処理を行うためのＣＰＵ（Central Processing Unit）、データやソフトウェアを記憶するメモリ等を有するコンピュータによって具現化されている。また、信号処理部３は、検出部２と別体として設けられてもよい。信号処理部３は、物体認識部３ａ（物体認識手段）と、滞在時間取得部３ｂ（滞在時間取得手段）と、移動履歴取得部３ｃ（移動履歴取得手段）と、異常判定部３ｄ（異常判定手段）と、異常通報部３ｅとを有している。なお、信号処理部３は、検出部２と別体として設けられてもよい。

物体認識部３ａは、図１に示すように、検出部２から取得した三次元座標値より物体を対象物として識別する。物体認識部３ａは、グループ化処理部３ａ１と、輪郭形状抽出部３ａ２とを有している。

グループ化処理部３ａ１は、検出部２より取得した計測点から、監視エリア内に存在する計測点を抽出する。そして、グループ化処理部３ａ１は、マスク高さ以上に存在する複数の計測点のうち、計測点間の距離が互いに近い計測点を同一のグループとしてグループ化する。具体的には、グループ化処理部３ａ１は、検出部２が計測した複数の計測点同士の距離を算出し、計測点間の距離が予め定められた距離範囲内である計測点の集合を同一のグループ（対象物）として識別する。

輪郭形状抽出部３ａ２は、グループ化処理部３ａ１により生成されたグループについて、鉛直方向及び水平方向から投影した二次元の輪郭形状をグループ毎に抽出する。具体的には、輪郭形状抽出部３ａ２は、各グループを構成する計測点の集合から、鉛直方向から見て外側の計測点だけを取り出した二次元の輪郭形状と、水平方向から見て外側の計測点だけを取り出した二次元の輪郭形状とをグループ毎に抽出する。

滞在時間取得部３ｂは、物体認識部３ａより取得したグループの識別情報に基づいて、グループ化され認識された対象物が、監視エリアＡ内に滞在している時間を算出する。

移動履歴取得部３ｃは、物体認識部３ａより取得したグループの識別情報に基づいて、対象物の移動履歴を取得し、保存する。具体的には、移動履歴取得部３ｃは、グループ化された計測点の集合が、図２に示す監視エリアＡ内において、区画間の移動を判定し、区画間の移動の情報を保存する。なお、移動履歴の取得の方法は、継時的であっても、異なる区間に移動した時点であってもよい。監視エリアＡは、例えば、図２に破線で示す区画Ａ１～Ａ５の５区画に分割されている。区画Ａ１，Ａ２が双方の遮断棒Ｄ側の領域とされ、区画Ａ３が線路Ｂ及び歩行可能領域Ｃと重なる領域とされ、区画Ａ４，Ａ５が区画Ａ３を挟んで両側における線路Ｂ上の領域とされる。すなわち、区画Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５が、区画Ａ３を囲むように設定されている。

異常判定部３ｄは、滞在時間取得部３ｂ及び移動履歴取得部３ｃから取得した情報に基づいて、警報を出力するか否かを判定する。具体的には、異常判定部３ｄは、監視エリアＡ内における滞在時間が閾値以上であり、かつ、移動履歴を有する対象物が存在する場合に、異常であると判定する。滞在時間の閾値については、各監視装置の設定状況に応じて設定される。例えば、閾値は、遮断棒Ｄが降り始めてから警報を出力するまでの猶予時間が相当する値としてもよい。

異常通報部３ｅは、異常判定部３ｄにより異常と判定された場合に、外部の管制室等に異常通報すると共に、報知部４により周囲に報知させる。報知部４は、例えば警報音を発するアラームであってもよく、指令室への画面に警報表示するものであってもよい。

このような本実施形態における監視装置１における監視方法について、図３を参照して説明する。
まず、検出部２は、検出工程を行う（ステップＳ１）。検出工程において、検出部２がレーザ光を照射し、該レーザ光の反射光から当該測定範囲内における複数の計測点の三次元座標値を電気信号として取得する。

そして、信号処理部３の物体認識部３ａは、物体識別工程を行う（ステップＳ２）。物体識別工程では、グループ化処理部３ａ１が、検出部２より取得した計測点から、監視エリアＡ内に存在する計測点を抽出する。そして、グループ化処理部３ａ１は、監視エリアＡ内に存在する計測点複数の計測点のうち、計測点間の距離が互いに近い計測点を同一のグループとしてグループ化する。次に、輪郭形状抽出部３ａ２が、グループ化処理部３ａ１により生成されたグループについて、鉛直方向及び水平方向から投影した二次元の輪郭形状をグループ毎に抽出する。これにより、物体認識部３ａは、踏切内の物体を対象物として認識する。

そして、信号処理部３の滞在時間取得部３ｂは、滞在時間取得工程を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３では、滞在時間取得部３ｂは、物体認識部３ａより取得したグループの識別情報に基づいて、グループ化され認識された対象物が、監視エリアＡ内に滞在している時間を算出する。

そして、信号処理部３の移動履歴取得部３ｃは、移動履歴取得工程を行う（ステップＳ４）。ステップＳ４では、移動履歴取得部３ｃは、物体認識部３ａより取得したグループの識別情報に基づいて、対象物の移動履歴を取得し、保存する。具体的には、移動履歴取得部３ｃは、移動履歴として、線路の内側の区画Ａ３（内側の区画）から、外側の区画Ａ１，Ａ２（外側の区画）への移動を含む移動履歴を保存する。

そして、信号処理部３の異常判定部３ｄは、異常判定工程を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５では、異常判定部３ｄは、監視エリアＡ内における滞在時間が閾値以上であり、かつ、移動履歴を有する対象物が存在する場合に、異常であると判定する。異常判定部３ｄが異常でないと判定した場合、すなわち、ステップＳ５における判定がＮＯの場合、フローを終了する。

また、異常判定部３ｄが異常であると判定した場合、すなわち、ステップＳ５における判定がＹＥＳの場合、信号処理部３の異常通報部３ｅが、異常通報を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６では、異常通報部３ｅは、報知部４により報知させると共に、外部の管制室等に異常通報を行う。

このような本実施形態における監視装置１によれば、対象物の移動履歴と滞在履歴とに基づいて異常を判定する。したがって、物体認識部３ａにより誤って植物等の非検出対象物が対象物として認識された場合に、移動履歴のない対象物については、異常判定の対象とならず、誤検知を防止し、正確な異常判定を行うことができる。

また、本実施形態においては、移動履歴取得部３ｃは、区画Ａ１～Ａ５間の移動の履歴を記憶している。これにより、移動履歴取得部３ｃによる処理が煩雑とならず、対象物の移動を容易に記憶することができる。

また、本実施形態においては、移動履歴取得部３ｃは、内側の区画Ａ３と、外側の４つの区画Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５とに分割された監視エリアＡにおいて、線路の内側の区画Ａ３から外側の区画Ａ１，Ａ２への移動履歴を取得している。踏切内において対象物は、歩行可能領域Ｃ上を移動することが多いため、対象物の踏切内から踏切外への移動をとらえやすくなる。

また、本実施形態によれば、検出部２は、レーザ光を検出媒体としている。レーザ光の反射を用いることにより、物体の形状、位置、地面からの高さを１つのセンサで検出することができる。したがって、単純な構成の検出部２により、物体の三次元形状を含む情報を取得することができる。

また、本実施形態によれば、監視装置１は、踏切内に設置され、踏切内に監視エリアが設定される。これにより、監視装置１は、踏切内における歩行者や車両等を対象物として認識し、監視することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、検出部２は、検出媒体としてレーザ光を用いるものとしたが、本発明はこれに限定されない。検出部２は、例えば、撮像装置を用いるものとしてもよい。この場合、検出部２は、物体の地面からの高さを計測するため、撮像装置の他に距離計測用のセンサを有するものとしてもよい。また、信号処理部３は、撮像装置の画像から物体の地面からの高さを算出するものとしてもよい。

（２）上記実施形態では、監視エリアＡを区画Ａ１～Ａ５に分割して、対象物の移動履歴を取得するものとしたが、本発明はこれに限定されない。監視エリアＡは、より多くの区画に分割されるものとしてもよい。この場合、対象物の移動履歴をより詳細に取得することができる。

（３）上記実施形態では、監視装置１は、監視エリアＡが踏切内に設定されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。監視エリアＡは、例えば踏切以外の線路上に設けられるものとしてもよい。この場合、監視装置１は、線路上における補修用具や、作業者の残留等を検知することができる。

１ 監視装置
２ 検出部
３ 信号処理部
３ａ 物体認識部
３ａ１ グループ化処理部
３ａ２ 輪郭形状抽出部
３ｂ 滞在時間取得部
３ｃ 移動履歴取得部
３ｄ 異常判定部
３ｅ 異常通報部
４ 報知部
Ａ 監視エリア

Claims (5)

1. 監視エリアの物体を検出する検出手段と、
   該検出手段の検出結果に基づいて監視対象物を認識する認識手段と、
   前記監視対象物の前記監視エリアにおける滞在時間を取得する滞在時間取得手段と、
   前記監視対象物の前記監視エリアにおける移動履歴を取得する移動履歴取得手段と、
   前記滞在時間及び前記移動履歴に基づいて警報の出力を判定する判定手段とを備え、
   前記移動履歴取得手段は、前記監視エリアに内側の区画と当該内側の区画を囲むように設定された外側の区画とを設定し、前記内側の区画から前記外側の区画への移動を含む前記監視対象物の移動を前記移動履歴として取得することを特徴とする監視装置。
2. 前記外側の区画は、前記内側の区画の周りに設けられた複数の区画から構成されることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
3. 前記検出手段は、レーザ光を検出媒体とすることを特徴とする請求項１または２に記載の監視装置。
4. 前記監視エリアは踏切内に設定されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の監視装置。
5. 監視エリアの物体を検出する検出工程と、
   該検出工程の検出結果に基づいて監視対象物を認識する認識工程と、
   前記監視対象物の前記監視エリアにおける滞在時間を取得する滞在時間取得工程と、
   前記監視対象物の前記監視エリアにおける移動履歴を取得する移動履歴取得工程と、
   前記滞在時間及び前記移動履歴に基づいて警報の出力を判定する判定工程とを有し、
   前記移動履歴取得工程では、前記監視エリアに内側の区画と当該内側の区画を囲むように設定された外側の区画とを設定し、前記内側の区画から前記外側の区画への移動を含む前記監視対象物の移動を前記移動履歴として取得することを特徴とする監視方法。

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