JPH0744711A - 移動体認識装置 - Google Patents

移動体認識装置

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JPH0744711A
JPH0744711A JP5186523A JP18652393A JPH0744711A JP H0744711 A JPH0744711 A JP H0744711A JP 5186523 A JP5186523 A JP 5186523A JP 18652393 A JP18652393 A JP 18652393A JP H0744711 A JPH0744711 A JP H0744711A
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JP
Japan
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light
train
laser
moving body
image
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Pending
Application number
JP5186523A
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English (en)
Inventor
Yukio Takahashi
幸夫 鷹箸
Kunio Miyahara
邦雄 宮原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication of JPH0744711A publication Critical patent/JPH0744711A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行する移動体1が所定位置に到達した時点
で前記移動体に光を照射し、その反射光による画像から
前記移動体を認識する装置の太陽光線の影響を小さくし
長期間安定して動作させること。 【構成】 単一波長の光を発光し、この光を線状光に変
換して前記所定位置における前記移動体の所定部に前記
線状光を走査し面照射するレーザ照射手段21を設けたも
の。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走行する移動体の特定
個所に光を照射し、その反射光による画像データから移
動体を認識する移動体認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】走行する移動体として、軌道上を走行す
る列車の場合を例に説明する。列車の前部または後部に
取り付けられている列車番号表示器の表示内容を自動的
に読み取る列車番号読取装置として、図4(a)に示す
ものが知られている。
【0003】この列車番号読取装置では、列車1が軌道
2に沿って矢印Aで示す方向に走行している場合、列車
1の後部が光電スイッチ3から出射された光線4を遮ら
なくなった時に、光線4が反射板5に反射されて光電ス
イッチ3に戻ってくるので、その光線4を光電スイッチ
3の内部に設けられている受光部により受光し、列車1
の通過時点を光電スイッチ3が検知する。そして、この
検知信号からリレーコイル7を励磁させると、リレー接
点7zが閉じて電源部8より照射器9に電力が供給さ
れ、列車1の後部に取り付けられている列車番号表示器
を含む所定の照射範囲10を任意の時間、照射する。
【0004】一方、画像データ記憶装置11にも光電スイ
ッチ3の検知信号を入力し、カメラ6を起動させ、照射
器9が照射している時間内に列車1後部に取り付けられ
ている列車番号表示器の所定の撮像範囲12を撮像し、そ
の画像信号を画像データとして取り入れて記憶した後、
図示していない画像処理装置によって列車番号表示器の
表示内容を認識する。
【0005】照射器9は、図4(b)に示すような構成
で、ケース901 内のキセノンランプ902 が発光した光を
拡散板903 を通して一様な明るさに散らし、赤外線パス
フィルタ904 により赤外線だけを透過させて可視光をカ
ットし、さらにガラス棒群905 を通して平行光線にし、
レンズ906 によって照射角度を調整して照射光907 を出
力するようにしている。
【0006】尚、上記従来例では列車後部の通過の検知
方式について説明したが、列車前部の通過の検知方式に
あっては、図4(a)において列車1の進行方向を逆に
し、列車1の前部が光電スイッチ3から出射した光線4
を遮った時、列車1の前部が通過したことを光電スイッ
チ3が検知する。そして、この検知信号からリレーコイ
ル7が励磁されるように構成する。
【0007】また、カメラ6のレンズの前面には、照射
器9内の赤外線パスフィルタ904 と同様の透過特性を持
った赤外線パスフィルタが装着され、カメラ6は照射器
9が出射した赤外線によって照射されている列車番号表
示器の表示内容を撮像する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の照射器9で
光源として用いるキセノンランプ902 は、その出射波長
に対する相対光強度分布がキセノンガスによる出射波長
部分を除けば、殆ど太陽光線と同じ光強度分布を示す為
に、照射器9からの照射を人目に目立たないようするた
めに可視光をカットする赤外パスフィルタ904 を介して
出射される為に、その光量はキセノンランプ902 から出
射された光量のごく一部となる。このことは、太陽光線
下にあり、太陽光線による反射をしている列車番号表示
器をカメラ6で撮像した画像は、反射する太陽光線の影
響を受けて部分的に明るすぎたり暗すぎたりする画像と
なり、その画像から列車番号表示器の表示内容を画像処
理を行って文字認識を行う上での認識率の低下をきたす
問題点があった。また、大出力のキセノンランプ902 を
用いて、太陽光線の反射を目立たなくしようとすると、
キセノンランプ902 自体が大形化し、高価なものになっ
てしまう。
【0009】また、キセノンランプ902 は経年的にラン
プ内に封入されているガスの圧力低下によって放電効率
が下がり、出射光量が低下して、カメラ6への入力画像
の明るさが変化してしまう問題点もあった。
【0010】更に、図5(a)〜(c)に示すように列
車1の車種によって列車番号表示器13の取り付け位置が
異なり、一定した位置に統一されていないために、上記
説明した従来の照射装置ではどの種類の列車番号表示器
13をも包含できる広い長方形の照射エリア14を照射しな
ければならず、これが乗務員15や乗客16、行き先表示器
17、前照灯18、尾灯19等の余分な物体まで画像の中に含
まれてくることになり、列車番号表示器13の画像処理に
よる検出が不安定となる。この問題を解決するためには
列車番号表示器13を含む周辺部分を残して他をマスキン
グして列車番号表示器13の表示内容のみを抽出する複雑
な画像処理が必要となる問題点もあった。
【0011】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、太陽光線下にある移動体でも、太陽光線による影
響を受けずに安定した鮮明な画像を得ることで、画像処
理による文字認識率を高めると共に、経年変化による光
源の出射光量の低下を少なくして長期間安定した動作を
行う移動体認識装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、走行する移動体が所定位置に到達した時点
で前記移動体に光を照射し、その反射光による画像から
前記移動体を認識する装置において、単一波長の光を発
光し、この光を線状光に変換して、前記所定位置におけ
る前記移動体の所定部に前記線状光を走査し面照射する
レーザ照射手段を設ける。
【0013】
【作用】上記構成において、走行している移動体が所定
位置に到達した時点を検知すると、レーザ照射手段によ
り半導体レーザ素子で成る光源から単一波長の光を発光
させると共に走査器の回転を始動させ、光源から出射し
たレーザ光を線状の光学パターンに変換した後、回転す
る走査器の走査面に入射して、線状に変換されたレーザ
光線を走査し移動体の所定部を含む周辺部分を均一な明
るさに面照射する。
【0014】そこで、半導体レーザ素子の発光波長と一
致した波長の光のみを透過する干渉フィルタをカメラレ
ンズの前面に取り付けたカメラで、面照射されている範
囲を撮像することで、移動体の所定部における太陽光線
の反射光の影響を受けない均一な明るさの画像を得るこ
とができ、画像データ処理に供することができる。ま
た、カメラが撮像した後、半導体レーザ素子の発光およ
び走査器の回転は停止する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図に基づいて説明
する。図1は、本発明の一実施例を示しており、1回の
撮像で3か所に散在している列車番号表示器を含む周辺
部分を列車番号読取用照射装置で照射し、表示器内容を
カメラ装置で撮像する構成としている。
【0016】図1において、軌道2上を走行する列車
(移動体)1の前部または後部を検知する光電スイッチ
3と、この光電スイッチ3からの光線4を反射する反射
板5と、光電スイッチ3が出力する検知信号で励磁され
るリレーコイル7と、このリレーコイル7により動作す
るリレー接点部7xと、列車1の前部または後部の照射
エリア20を照射するレーザ照射器21と、レーザ照射器21
に電力を供給する電源部8と、撮像エリア22を撮像する
カメラ装置23と、カメラ装置23からの出力信号を入力
し、記憶する画像データ記憶装置11とを備えている。
【0017】次に、レーザ照射器21の詳細構成を図2に
示す。上記説明した光電スイッチ3が列車の通過を検知
すると、リレーコイル7が作動し、これによりリレー接
点7a,7b及び7cが閉じて、電源部8から半導体レ
ーザ素子 211a, 211b及び 211cの各々に電力が供給
され、同一な単一波長のレーザ光を各々出射する。各々
出射されたレーザ光はコリメータレンズ 212a, 212b
及び 212cで平行光にされた後、シリンドリカルレンズ
213a, 213b及び 213cによって各々線状の光学パタ
ーンに変換される。
【0018】次に、各々のシリンドリカルレンズを透過
したレーザ光は、走査器のポリゴンミラー215 の走査面
216 に入射され走査される。ここで走査器は、高速回転
する回転機214 の回転軸 214aにポリゴンミラー215 の
回転中心を精度良く結合させた構成としている。回転機
214 は、光電スイッチ3からの列車検知信号でリレー接
点7dが閉じて、電源部8から電力が供給されて回転を
始動する。
【0019】上記シリンドリカルレンズで線状の光学パ
ターンに変換される拡り角と回転するポリゴンミラー21
5 で走査される拡り角は、図2においてポリゴンミラー
からのレーザ光の出射方向をZ方向、そのZ方向に対し
て水平方向と垂直方向を、各々X方向、Y方向とする
と、線状の光学パターンの長手方向のサイズは、シリン
ドリカルレンズの焦点距離による拡り角θy となり、回
転するポリゴンミラー215 に入射したレーザ光の走査さ
れる角度は、ポリゴンミラー215 の走査面数に対応した
走査角度θx である。
【0020】以上説明したように、半導体レーザ素子21
1 aから出射したレーザ光は照射エリアAを、半導体レ
ーザ素子211 bから出射したレーザ光は照射エリアB
を、そして半導体レーザ素子211 cを出射したレーザ光
は照射エリアCを形成する。そして、それらの照射エリ
アA、B及びCは図1で示した照射エリア20を形成す
る。ここで、照射エリアA、B及びCのサイズは、上記
説明したシリンドリカルレンズの焦点距離による拡り角
θy 及びポリゴンミラー215 の走査角θx とレーザ照射
器21と照射エリアまでの距離Lによって決定される。
【0021】次に、カメラ装置23は、図3(a)に示す
ようにCCDカメラ231 とレンズ232 と、レンズ232 の
前面に取り付けられ、半導体レーザ素子の発光波長に一
致した波長を透過させる干渉フィルタ233 とで構成さ
れ、太陽光線による列車番号表示器から反射光を極力少
なくして、カメラ装置23へレーザ光線によって照射され
た照射エリア20を含む撮像エリア22を撮像させる。
【0022】画像データ記憶装置11は図3(b)に示す
ように、光量スイッチ3からの列車の検知信号がデジタ
ルインプットモジュール(DIM)111 に入力される
と、DM111 は割り込み信号線116 を介してマイクロプ
ロセッサユニット(μPU)112 に割り込みをかける。
これによりμPU112 はカメラ装置23が撮像し出力する
アナログ信号をカメラインタフェース(カメラI/F)
114 を介してデジタル信号に変換した信号を画像メモリ
115 に書き込ませる一連の動作を行う。メモリ113 は、
μPU112 の上記動作等のプログラムが書き込まれてい
るμPU112 専用のメモリである。なお、117 はアドレ
ス信号線とデータ信号線等を含んだローカルバスであ
る。
【0023】こうして画像メモリ115 に書き込まれた画
像データは、画像データバス118 を介して画像データ記
憶装置11外の、図示していない画像処理装置とのデータ
のやり取りをすることで画像処理を行い、列車番号表示
器の表示内容を認識するために利用される。
【0024】なお、図2に示したレーザ照射器21は、必
ずしも走査器は1個とは限らずに、照射エリアの数と同
数であっても良い。すなわち、図5に示すように列車番
号表示器13が複数個所に散在している場合、それらを照
射するエリアのサイズが異なることがある。また、上述
した照射エリアのX方向のサイズは、走査器のポリゴン
ミラーの走査面数による拡り角θx とレーザ照射器と照
射される位置までの距離Lで決まり、また、照射エリア
のY方向のサイズは、シリンドリカルレンズの焦点距離
による拡り角θy とレーザ照射器と照射される位置まで
の距離Lによって決定するために、散在する各々の照射
エリアのサイズに対応させるには、照射エリアのY方向
に関しては、焦点距離の異なるシリンドリカルレンズを
各々用いることで対応可能であるが、照射エリアのX方
向はポリゴンミラーの走査面数で決まる走査角θx で固
定されるので、複数個の照射エリアのサイズに対応出来
ない場合がある。そこで、照射エリアの数と等しい数の
走査器を用いることで、各々の照射エリアのサイズに合
った照射角で走査するポリゴンミラーを設けることで、
各々の照射エリアに合った照射が可能となる。なお、以
上の説明では列車番号を認識する例について述べたが、
本発明はこれに限定するものではなく、走行する他の移
動体に適用可能であることは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば線状の光学パターンのレ
ーザ光を移動体の所定部に走査して照射するので均一な
明るさで照らすことができ、カメラ装置により移動体の
所定部を撮像する際に太陽光線等による外乱光に影響さ
れないで、ほぼ一定の明るさで移動体の所定部の表示内
容の撮像データを得ることができる。
【0026】また、光源に従来のキセノンランプの代わ
りに半導体レーザ素子を用いることで、経年変化による
出射光強度の低下が少なくなって発光寿命が格段に長く
なり、信頼性が高くなり、照射エリアのサイズにあった
照射が可能な移動体認識装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図、
【図2】上記実施例のレーザ照射器21の具体的な構成
図、
【図3】(a)は上記実施例のカメラ装置23の要部構成
図、(b)は上記実施例の画像データ記憶装置11の要部
構成図、
【図4】(a)は従来装置の構成図、(b)は従来の照
射器の要部構成図、
【図5】(a)、(b)、(c)はそれぞれ列車番号表
示器の取り付け位置の違いを示す図。
【符号の説明】
1…列車 2…軌道 3…光電スイッチ 4…光線 5…反射板 7…リレー 7X…リレー接点部 8…電源部 11…画像データ記憶装置 20…照射エリア 21…レーザ照射器 22…撮像エリア 23…カメラ装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行する移動体が所定位置に到達した時
    点で前記移動体に光を照射し、その反射光による画像か
    ら前記移動体を認識する装置において、単一波長の光を
    発光し、この光を線状光に変換して前記所定位置におけ
    る前記移動体の所定部に前記線状光を走査し面照射する
    レーザ照射手段を設けたことを特徴とする移動体認識装
    置。
  2. 【請求項2】 走行する移動体の前部あるいは後部が所
    定位置に到達した時点で前記移動体の前部あるいは後部
    に光を照射し、その反射光による画像から前記移動体を
    認識する装置において、単一波長の光を発光し、この光
    を線状光に変換して、前記所定位置における前記移動体
    の前部あるいは後部に前記線状光を走査し面照射するレ
    ーザ照射手段を設けたことを特徴とする移動体認識装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1及び請求項2のいずれかに記載
    の移動体認識装置において、前記レーザ照射手段は、前
    記所定位置における移動体及び移動体の前部あるいは後
    部の複数個所に面照射することを特徴とする移動体認識
    装置。
JP5186523A 1993-07-29 1993-07-29 移動体認識装置 Pending JPH0744711A (ja)

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JP5186523A JPH0744711A (ja) 1993-07-29 1993-07-29 移動体認識装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7784873B2 (en) 2004-11-24 2010-08-31 Kiyomi Nagao Auxiliary seat belt device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7784873B2 (en) 2004-11-24 2010-08-31 Kiyomi Nagao Auxiliary seat belt device

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