JP7285714B2 - 支障物検知装置および支障物検知システム - Google Patents

Description

本発明は、支障物検知装置および支障物検知システムに関する。

従来、鉄道車両の乗降場所であるプラットホームには、車両軌道への利用客の進入を防止するホームドアが設けられている。ホームドアは開閉するドアパネルを有しており、このドアパネルは、鉄道車両のドアと対応するように配置される。

ホームドアは、鉄道車両がプラットホームに停車して利用客が鉄道車両へ乗降する時には、ドアパネルが開き、鉄道車両の走行中又は鉄道車両がプラットホームに停車していない時には、ドアパネルを閉じる。

ホームドアには、ホームドア近傍の利用客又は障害物等の支障物を検知するセンサが配置される。センサの検知結果に基づいて、ドアパネルの開閉又は車両の運行が制御されて、利用客の安全が確保される。

ホームドアのセンサとして、３次元距離画像センサが用いられており、この三次元距離画像センサが検知エリアを走査することにより３次元距離画像が取得されて、検知エリア内の支障物の有無が判断される。検知エリアは、ドアパネルと車両との間の空間を含むように生成される。

特開２０１１－１６４２１号公報

ホームドアには、ドアパネルを通った利用客が、さらにドアパネル側からホームドアと車両軌道との間に空間に侵入することを防止する侵入防止柵が配置されている。しかし、ホームドアの車両軌道側は開放された空間となっているので、利用客は、侵入防止柵を超えてホームドアと車両軌道との間に空間に侵入することが可能であった。

このように利用客がドアパネルの横以外の領域に侵入すると、この領域は検知エリア外となって、支障物検知装置は利用客を検知することができなかった。

そこで、本明細書では、ドアパネルの側方及びドアパネルの側方以外の領域に侵入した利用客を検知可能な支障物検知装置を提供することを課題とする。

本明細書に開示する支障物検知装置によれば、車両が停車するプラットホームのホームドアに設置され、ホームドアと車両との間の空間において支障物を検知するために設定された検知エリアを走査する３次元距離画像センサを備え、検知エリアは、ホームドアの開閉するドアパネルと車両との間の空間において、ドアパネルが開閉する開閉方向に沿って、３次元距離画像センサ側から当該３次元距離画像センサとは反対側の方向に向かって伸びる第１検知エリアと、第１検知エリアにおける３次元距離画像センサとは反対側の境界から、当該境界における開閉方向と交差する高さ方向の上側及び下側のオフセットを除いた中央の領域から、３次元距離画像センサとは反対側の方向に向かってへ突出する第２検知エリアとを有する。

また、本明細書に開示する支障物検知システムによれば、プラットホームの長手方向に連設された複数のホームドアと、当該複数のホームドアのそれぞれに設置される請求項１に記載の支障物検知装置を備えたシステムであって、一のホームドアに配置される支障物検知装置の第２検知エリアは、隣接する他のホームドアの側方まで突出している。

上述した本明細書に開示する支障物検知装置によれば、ドアパネルの側方及びドアパネルの側方以外の領域に侵入した利用客を検知可能である。

また、上述した本明細書に開示する支障物検知システムによれば、プラットホームの長手方向にわたって、ドアパネルの側方及びドアパネルの側方以外の領域に侵入した利用客を検知可能である。

本明細書に開示する支障物検知システムの一実施形態の構成を示す図である。 支障物検知装置およびホームドアの構成を示す図である。 ホームドアに設定される検知エリアを説明する斜視図である。 ホームドアに設定される検知エリアを説明する正面図である。 ホームドアに設定される検知エリアを説明する上面図である。 ホームドアに設定される検知エリアを説明する側面図である。 侵入防止柵を示す図である。

以下、図を参照しつつ、支障物検知装置について説明する。この支障物検知装置は、車両が停車するプラットホームのホームドアに設置される。支障物検知装置は、ホームドアと鉄道などの車両との間の空間において支障物を検知するために設定された検知エリアを走査する３次元距離画像センサを備える。この検知エリアは、ホームドアの開閉するドアパネルと車両との間の空間において、ドアパネルの開閉する開閉方向に沿って、３次元距離画像センサ側から３次元距離画像センサとは反対側の方向に向かって伸びる第１検知エリアを有する。また、検知エリアは、第１検知エリアにおける３次元距離画像センサとは反対側の境界から、この境界における上記開閉方向と交差する高さ方向の上側及び下側のオフセットを除いた中央の領域から、３次元距離画像センサとは反対側の方向に向かってへ突出する第２検知エリアとを有する。これにより、支障物検知装置は、ドアパネルの横以外の空間に侵入した利用客を検知可能である。

以下では、支障物検知装置を、支障物検知システムに適用した例について説明する。この例では、支障物検知装置は、車両軌道が伸びる方向に連接するようにプラットホーム上に配置された複数のホームドアのそれぞれに配置される。一のホームドアに配置される支障物検知装置の第２検知エリアは、隣接する他のホームドアの側方まで突出している。本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

図１は、本明細書に開示する支障物検知システムの一実施形態の構成を示す図である。図２は、支障物検知装置およびホームドアの構成を示す図である。

本実施形態の支障物検知システム１（以下、単にシステム１ともいう）は、プラットホーム２の長手方向に連設された複数のホームドア２０と、複数のホームドア２０のそれぞれに配置される支障物検知装置１０とを備える。

図１に示すように、プラットホーム２の両側には車両軌道３が敷設されており、車両軌道３上を鉄道車両４が走行する。プラットホーム２における車両軌道３側のそれぞれには、複数のホームドア２０が、プラットホーム２の長手方向に沿って連設される。隣り合うホームドア２０同士は、間に隙間ができないように配置される。

図２に示すように、ホームドア２０は、支障物検知装置１０と通信する通信部２１と、ドアパネル２２と、ドアパネル２２を駆動して開閉させる駆動部２３と、これらを制御する制御部２４とを有する。本明細書では、ドアパネル２２が開閉する方向をＸ軸方向とし、鉛直方向（高さ方向）をＹ軸方向とし（図４参照）。Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向という（図５参照）。

ドアパネル２２は、鉄道車両４のドアと対応するように配置される。ホームドア２０は、鉄道車両４がプラットホーム２に停車して、利用客が鉄道車両４へ乗降する時には、ドアパネル２２を開き、鉄道車両４の走行中又は鉄道車両４がプラットホーム２に停車していない時には、ドアパネル２２を閉じる。

鉄道車両４がプラットホーム２に停車して、利用客が鉄道車両４へ乗降する時を除いては、ホームドア２０のドアパネル２２は閉じており、プラットホーム２上の利用客が車両軌道３へ進入することを防止する。

また、図３～図５に示すように、ホームドア２０は、ドアパネル２２を収納する２つの戸袋パネル２５を有する。支障物検知装置１０は、一の戸袋パネル２５における車両軌道３側の面に配置される。

さらに、ホームドア２０は、侵入防止柵２６を有する。侵入防止柵２６は、支障物検知装置１０が配置されていない他方の戸袋パネル２５における車両軌道３側の面に配置される。侵入防止柵２６は、利用客がドアパネル２２側からこのドアパネル２２とは反対の方向に向かってホームドア２０と鉄道車両４との間の空間へ侵入することを防止する。侵入防止柵２６は、図４に示すように、Ｙ軸方向に伸びる形状を有する。また、図７に示すように、侵入防止柵２６は、Ｙ軸方向において、間隔を開けて、上方部２５ａと下方部２５ｃを有する。上方部２５ａと下方部２５ｃは、弾性を有し、変形可能であることが好ましい。これにより、例えば、鉄道車両４のドアに挟まれた鞄などの物体が侵入防止柵２６と接触しても、侵入防止柵２６が変形することにより、侵入防止柵２６および物体に加えられるダメージが低減する。また、侵入防止柵２６は、上方部２５ａと下方部２５ｃとの間に、開口部２５ｂを有する。

また、支障物検知装置１０も、利用客がドアパネル２２側からこのドアパネル２２とは反対の方向に向かってホームドア２０と鉄道車両４との間の空間へ侵入することを防止する役目を有する。

支障物検知装置１０は、ホームドア２０近傍の利用客又は障害物等の支障物を検知する。支障物検知装置１０の検知結果に基づいて、ホームドア２０の動作又は鉄道車両４の運行が制御されて、利用客の安全が確保される。

支障物検知装置１０は、通信部１１と、三次元距離画像センサ１２と、制御部１３とを備える。

通信部１１は、ホームドア２０と通信するためのインターフェース回路を有する。通信部１１は、ドアパネルの開くことを要求する信号を、ホームドア２０へ送信する。また、通信部１１は、鉄道車両４と通信するための有線または無線回路を有していてもよい。

三次元距離画像センサ１２（以下、単にセンサ１２ともいう）は、ホームドア２０と鉄道車両４との間に設定される所定の検知エリア５０を走査して、三次元距離画像を取得する。センサ１２は、例えば、所定の画角の範囲内で、パルス状のレーザ光を照射して走査し、反射した光が戻るのに要する時間を計測することにより、画素毎の距離を測定して、三次元距離画像を取得する。

制御部１３は、プロセッサ、メモリ及び周辺回路（図示せず）を有する。このメモリは、検知エリア５０の設定ファイルを記憶する。制御部１３のプロセッサは、メモリに記憶された設定ファイルに基づいて、センサ１２を制御する。制御部１３のプロセッサは、センサ１２から三次元距離画像を入力する度に、検知エリア５０内の支障物の有無を判定し、支障物が有ると判定した場合、ドアパネル２２を開放する要求を表す開放信号を、通信部１１を介してホームドア２０へ送信する。ホームドア２０は、この開放信号を受信すると、ドアパネル２２を開く。これにより、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間にある支障物を移動させることができる。また、制御部１３のプロセッサは、支障物が有ると判定した場合、鉄道車両４が停止することを要求する停止信号を、通信部１１を介して鉄道車両４へ送信する。鉄道車両４の運転士は、この信号を受信すると、鉄道車両４を停止させる。これにより、利用客の安全を図ることができる。制御部１３のプロセッサは、センサ１２により検知される反射した光の強度が、所定の閾値以下の場合には、支障物ではないと判定することにより、雨または雪などの物体を支障物として検知しないようにすることが好ましい。制御部１３のプロセッサが有するこれらの機能は、例えば、プロセッサ上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、制御部１３のプロセッサが有するこれらの各部は、プロセッサに設けられる、専用の演算回路であってもよい。

図３～６に示すように、検知エリア５０は、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間に設定される三次元領域である。センサ１２が検知エリア５０を走査することにより、検知エリア５０内の支障物が検知される。なお、センサ１２は、鉄道車両４の有無に関わらず、検知エリア５０を走査可能である。

検知エリア５０は、ドアパネル２２と鉄道車両４との間の空間に設定される第１検知エリア３０を有する。この第１検知エリア３０は、センサ１２が取得する三次元距離画像の各画素に対して、Ｘ軸方向においてセンサ１２に近い方の境界３０ｂと、センサ１２から遠い方の境界３０ａとを有する。また、第１検知エリア３０は、境界３０ａと、境界３０ｂとの間の第１検知エリア３０を囲む境界３０ｃを有する。

支障物検知装置１０の制御部１３は、センサ１２が測定した三次元距離画像を用いて、各画素から得られた距離が、第１検知エリア３０内に存在すること、即ち、センサ１２に近い方の境界３０ｂと、センサ１２から遠い方の境界３０ａとの間に存在し、かつ境界３０ｃ内に存在する場合、第１検知エリア３０内に支障物が存在すると判断する。

第１検知エリア３０は、全体として、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間の形状に対応した扁平な形状を有し、鉄道車両４側の領域である第１外側エリア３１と、ホームドア２０側の領域である第１内側エリア３２とを有する。第１検知エリア３０は、第１外側エリア３１および第１内側エリア３２を有することにより、支障物を検知して利用客の安全を確保すると共に、過剰な検知を行わないように境界が設定される。

第１外側エリア３１および第１内側エリア３２は、扁平なほぼ直方体形状を有する。第１内側エリア３２のＹ軸方向の寸法は、第１外側エリア３１よりも短い。第１内側エリア３２のＹ軸方向の位置は、ドアパネル２２の上側の部分に利用客が手を乗せている場合、又は、ドアパネル２２の下側の部分に利用客が足先を置いている場合には、利用客の手又は足先を検知しないように決定されている。

第１外側エリア３１の鉄道車両４側の形状は、鉄道車両４の輪郭と対応するように決定され得る。同様に、第１内側エリア３２のホームドア２０側の形状は、ドアパネル２２などの形状と対応するように決定され得る。これにより、第１検知エリア３０の形状と、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間の形状との一致度が高められるので、支障物の検知精度が向上する。なお、第１検知エリア３０を、第１外側エリア３１と第１内側エリア３２とに分けなくてもよい。

また、検知エリア５０は、第１検知エリア３０におけるセンサ１２とは反対側の境界３０ａから、境界３０ａの高さ方向（Ｙ軸方向）における上側および下側のオフセットを除いた中央の領域から、センサ１２とは反対側の方向に向かってへ突出する第２検知エリア４０を有する。

第２検知エリア４０は、侵入防止柵２６の開口部２６ｂを通して、Ｘ軸方向において、センサ１２側からセンサ１２とは反対側へ向かって突出している。図４に示すように、ホームドア２０に配置される支障物検知装置１０の第２検知エリア４０は、隣接する他のホームドア２０’の側方の空間まで突出している。具体的には、支障物検知装置１０の第２検知エリア４０は、隣接する他のホームドア２０’に配置された支障物検知装置１０の側方の空間まで突出している。これにより、プラットホーム２の長手方向のほぼ全体にわって、プラットホーム２の車両軌道３側の空間には、各支障物検知装置１０の検知エリア５０がとぎれることなく配置されるので、プラットホーム２と鉄道車両４との間の支障物を確実に検知できる。

第２検知エリア４０は、センサ１２が取得する三次元距離画像の各画素に対して、Ｘ軸方向においてセンサ１２に近い方の境界４０ｂと、センサ１２から遠い方の境界４０ａと、を有する。また、第２検知エリア４０は、境界４０ａと、境界４０ｂとの間の第２検知エリア４０を囲む境界４０ｃを有する。境界４０ｂは、縦長の矩形の形状を有する。図４に示すように、第２検知エリア４０は、センサ１２側からセンサ１２の反対側に向かって領域が増大する形状を有する。支障物検知装置１０の制御部１３は、センサ１２が測定した三次元距離画像を用いて、各画素から得られた距離が、第２検知エリア４０内に存在すること、即ち、センサ１２に近い方の境界４０ｂと、センサ１２から遠い方の境界４０ａとの間に存在し、かつ境界４０ｃ内に存在する場合、第２検知エリア４０内に支障物が存在すると判断する。

第２検知エリア４０は、全体として、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間の形状に対応した扁平な形状を有する。第２検知エリア４０は、ホームドア２０の高さ方向（Ｙ軸方向）に対して、上側および下側の領域がオフセットされており、ホームドア２０における高さ方向の中央の空間に形成される。これにより、ホームドア２０における車両軌道３側に空間にいる利用客を確実に検知すると共に、ドアパネル２２の上側の部分に利用客が手を乗せている場合、又は、プラットホーム２上に空き缶などの物体が落ちている場合には、利用客の手又は空き缶などの物体を検知しないようにできる。

第２検知エリア４０は、鉄道車両４側の領域である第２外側エリア４１と、ホームドア２０側の領域である第２内側エリア４２とを有する。第２検知エリア４０は、第２外側エリア４１および第２内側エリア４２を有することにより、支障物を検知して利用客の安全を確保すると共に、過剰な検知を行わないように境界が設定される。

第２外側エリア４１の鉄道車両４側の形状は、鉄道車両４の輪郭と対応するように決定され得る。同様に、第２内側エリア４２のホームドア２０側の形状は、ホームドア２０および支障物検知装置１０などの形状と対応するように決定され得る。具体的には、図５に示すように、第２外側エリア４１は、Ｘ軸方向において、境界４０ｂから隣接する他のホームドア２０’に配置された支障物検知装置１０の側方の空間まで伸びている。また、第２内側エリア４２は、Ｘ軸方向において、境界４０ｂから隣接する他のホームドア２０’に配置された支障物検知装置１０の手前まで伸びている。これにより、第２検知エリア４０の形状と、ホームドア２０および支障物検知装置１０と鉄道車両４との間の空間の形状との一致度が高められるので、支障物の検知精度が向上する。なお、第２検知エリア４０を、第２外側エリア４１と第２内側エリア４２とに分けなくてもよい。

次に、第１検知エリア３０および第２検知エリア４０を設定する方法について、以下に説明する。

まず、第１検知エリア３０は、ホームドア２０の形状、および、ホームドア２０と鉄道車両４との間の空間の形状に応じて設定されることが好ましい。例えば、第１検知エリア３０を設定する方法として、特開２０１７－１９３８０号公報に記載の技術を用いることができる。

次に、第２検知エリア４０は、第１検知エリア３０に基づいて設定することができる。第２検知エリア４０におけるセンサ１２に近い方の境界４０ｂのＸ軸方向の位置、および、センサ１２から遠い方の境界４０ａのＸ軸方向の位置は、第１検知エリア３０の形状および位置、並びに、ホームドア２０の寸法及び隣接するホームドア２０’の位置などに基づいて決定される。そして、第２検知エリア４０におけるＺ方向（図５参照）の領域などと規定する境界４０ｃは、鉄道車両４の輪郭を模擬した車両治具を車両軌道３上に走行させて決定することができる。

上述した本実施形態のシステムによれば、ドアパネルと鉄道車両との間の空間の支障物を検知すると共に、ドアパネルの側方以外の領域に侵入した利用客を検知可能である。

本発明では、上述した実施形態の支障物検知装置および支障物検知システムは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、検知エリアは、第１検知エリア及び第２検知エリアを有していたが、検知エリアは、さらに第３検知エリアを有していてもよい。第３検知エリアは、第１検知エリア及び第２検知エリアにより検知されていない領域を検知するように設定され得る。

１ システム
２ プラットホーム
３ 車両軌道
４ 車両
１０ 支障物検知装置
１１ 通信部
１２ ３次元距離画像センサ
１３ 制御部
２０ ホームドア
２１ 通信部
２２ ドアパネル
２３ 駆動部
２４ 制御部
２５ 戸袋パネル
２６ 侵入防止柵
２５ａ 上方部
２６ｂ 開口部
２６ｃ 下方部
３０ 第１検知エリア
３１ 第１外側エリア
３２ 第１内側エリア
４０ 第２検知エリア
４１ 第２外側エリア
４２ 第２内側エリア

Claims (4)

1. 車両が停車するプラットホームのホームドアに設置される支障物検知装置であって、
   ホームドアと車両との間の空間において支障物を検知するために設定された検知エリアを走査する３次元距離画像センサを備え、
   前記検知エリアは、
   ホームドアの開閉するドアパネルと車両との間の空間において、前記ドアパネルが開閉する開閉方向に沿って、前記３次元距離画像センサ側から前記ドアパネル側に向かって伸びる第１検知エリアと、
   前記第１検知エリアにおける前記３次元距離画像センサとは反対側の境界における、当該境界における前記開閉方向と交差する高さ方向の上側及び下側のオフセットを除いた中央の領域から、前記３次元距離画像センサ側から前記ドアパネル側に向かう方向へ突出する第２検知エリアとを有する支障物検知装置。
2. ホームドアは、前記ドアパネル側から当該ドアパネルとは反対の方向に向かってホームドアと車両との間の空間へ利用者が侵入することを防止する侵入防止柵を有し、
   前記侵入防止柵は、前記高さ方向に伸びる形状を有し、かつ、当該高さ方向の途中に開口部を有し、
   前記第２検知エリアは、前記開口部を通して、前記３次元距離画像センサ側から前記ドアパネル側に向かう方向へ突出している請求項１に記載の支障物検知装置。
3. 前記侵入防止柵は、変形可能である請求項２に記載の支障物検知装置。
4. プラットホームの長手方向に連設された複数のホームドアと、当該複数のホームドアのそれぞれに設置される請求項１に記載の支障物検知装置を備えたシステムであって、
   一のホームドアに配置される前記支障物検知装置の前記第２検知エリアは、隣接する他のホームドアの側方まで突出している支障物検知システム。

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