WO2022009273A1 - 障害物検出装置および障害物検出方法 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to an obstacle detection device mounted on a train and an obstacle detection method.
- the train needs to change the monitoring process to a distance at which the obstacle can be detected.
- Some cause that obstructs the field of view of the sensor is, for example, weather conditions such as fog and storm, and the presence of obstacles such as buildings and natural objects around the railroad track.
- the train has a problem that by changing the monitoring distance, an unmonitored area may be generated in the course of the train, and an obstacle in the course may be overlooked. ..
- the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain an obstacle detection device capable of changing the monitoring distance without overlooking an obstacle in the course of a train.
- the present disclosure is an obstacle detection device mounted on a train.
- the obstacle detection device has a sensor that monitors the monitoring area and outputs the monitoring result, an obstacle detection unit that determines the presence or absence of an obstacle in the course of the train based on the monitoring result, and outputs the detection result.
- the monitoring distance determination unit that determines the monitoring distance from the train to the reference monitored by the sensor in front of the train using the detection result, and the monitoring area determination that determines the monitoring area monitored by the sensor using the monitoring distance. It has a department.
- the monitoring distance determination unit acquires the monitoring area from the monitoring area determination unit, and the first monitored monitoring area is monitored so that an area not monitored by the sensor does not occur in the course of the train. It is characterized in that the monitoring distance is changed so that a part of the above and a part of the second monitoring area based on the changed monitoring distance overlap.
- the obstacle detection device has the effect that the monitoring distance can be changed without overlooking the obstacle in the course of the train.
- the figure which shows the example of the case where the processing circuit included in the obstacle detection apparatus which concerns on Embodiment 1 is configured by a processor and a memory.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a train 10 provided with an obstacle detection device 30 according to the first embodiment.
- the train 10 includes a train control device 20 and an obstacle detection device 30. During operation, the train 10 monitors whether or not there is an obstacle in the course by using the obstacle detection device 30.
- the train control device 20 controls the running of the train 10. Specifically, the train control device 20 detects the position and speed of the train 10 by using a ground element (not shown) installed on the ground, an on-board element (not shown) mounted on the train 10, a speed generator, and the like. .. The train control device 20 outputs train position information indicating the position of the detected train 10 and train speed information indicating the speed of the detected train 10 to the obstacle detection device 30. The method of detecting the position of the train 10 in the train control device 20 is the same as the conventional method. Further, the train control device 20 controls to stop or decelerate the train 10 when the detection result indicating that the obstacle is detected is acquired from the obstacle detection unit 32 described later.
- the obstacle detection device 30 is mounted on the train 10 and monitors whether or not there is an obstacle in the course of the train 10. The configuration of the obstacle detection device 30 will be described. As shown in FIG. 1, the obstacle detection device 30 includes a sensor 31, an obstacle detection unit 32, a monitoring distance determination unit 33, and a monitoring area determination unit 34.
- the sensor 31 monitors the monitoring area acquired from the monitoring area determination unit 34, which will be described later, and detects an object.
- the object includes an obstacle that hinders the running of the train 10 in the course of the train 10. Obstacles are, for example, cars or people entering the railroad crossing while the railroad crossing is blocked, rockfalls from cliffs, passengers falling from the platform of a station, wheelchairs left behind at railroad crossings, and the like.
- the sensor 31 is a measuring instrument capable of detecting these obstacles, and is, for example, a stereo camera equipped with two or more cameras, LIDAR (Light Detection And Ringing), RADAR (Radio Detection And Ringing), and the like.
- the sensor 31 may be configured to include two or more measuring instruments.
- the sensor 31 outputs the monitoring result, which is the result obtained by monitoring the monitoring area, to the obstacle detection unit 32.
- the monitoring result is a result of the sensor 31 monitoring the monitoring area, and is, for example, a two-dimensional image, a three-dimensional image, or the like.
- the sensor 31 is mounted on the leading vehicle of the train 10.
- the leading vehicle is changed according to the traveling direction, so that the sensor 31 is mounted on the vehicles at both ends.
- the sensor 31 is installed in the first car and the tenth car of the train 10.
- the obstacle detection device 30 uses a sensor 31 installed in the leading vehicle in the traveling direction of the train 10.
- the obstacle detection unit 32 determines the presence or absence of an obstacle in the course of the train 10 based on the monitoring result acquired from the sensor 31.
- the obstacle detection unit 32 outputs a detection result indicating the presence / absence of an obstacle, that is, whether or not an obstacle has been detected in the monitoring result, to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33.
- the detection result may be merely information indicating whether or not an obstacle has been detected, or may include information on the position of the obstacle when an obstacle is detected.
- the sensor 31 monitors the course of the train 10 from the train 10 to the monitoring area. If there is an obstacle between the train 10 and the monitoring area, the monitoring results may contain information, although not clear, indicating the presence of the obstacle. Therefore, the obstacle detection unit 32 may output information indicating that an obstacle may exist in an area other than the monitoring area to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33 as a detection result.
- the monitoring distance determination unit 33 uses the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 to determine the monitoring distance from the train 10 to the reference monitored by the sensor 31 in front of the train 10. When the acquired detection result indicates that no obstacle is detected, the monitoring distance determination unit 33 determines the monitoring distance defined by the performance of the sensor 31, the speed of the train 10, and the like. When the acquired detection result indicates that an obstacle has been detected, the monitoring distance determination unit 33 determines the monitoring distance calculated based on the position of the obstacle or the like. The monitoring distance determination unit 33 outputs the determined monitoring distance to the monitoring area determination unit 34. The monitoring distance determination unit 33 may determine the monitoring distance by using the train position information, the train speed information, and the like acquired from the train control device 20. Further, the monitoring distance determination unit 33 calculates the recommended train speed, which is the recommended speed for the train 10, together with the train control device 20 based on the determined monitoring distance, the braking distance of the train 10, and the like.
- the monitoring area determination unit 34 determines the monitoring area monitored by the sensor 31 using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33. For example, the monitoring area determination unit 34 adds a first distance defined in the front-rear direction of the traveling direction of the train 10 to the monitoring distance, and is in a direction perpendicular to the traveling direction of the train 10 with respect to the monitoring distance. A second distance defined in the left-right direction of a certain train 10 is added, and the area indicated by the added range is determined as a monitoring area.
- the monitoring area determination unit 34 acquires train position information and train speed information from the train control device 20 via the monitoring distance determination unit 33, and uses the train position information, train speed information, and the like to obtain the first distance and the second distance. The distance may be changed.
- the monitoring area determination unit 34 may set a range in the height direction of the monitoring area.
- the shape and range of the monitoring area may be the same or different on the side closer to the train 10 and on the side farther from the train 10.
- the monitoring area determination unit 34 outputs the determined monitoring area to the sensor 31.
- the monitoring distance determination unit 33 acquires the monitoring area from the monitoring area determination unit 34.
- the monitoring distance determination unit 33 determines a part of the monitored first monitoring area and the second monitoring based on the changed monitoring distance so that an area not monitored by the sensor 31 does not occur in the course of the train 10. Change the monitoring distance so that it overlaps a part of the area. For example, when the monitoring distance determination unit 33 obtains a detection result indicating that an obstacle may exist in an area other than the monitoring area from the obstacle detection unit 32, the monitoring distance determination unit 33 confirms whether or not the obstacle exists. Therefore, the monitoring distance is determined so as to be shorter than the current monitoring distance, that is, shorter.
- the monitoring distance determination unit 33 After shortening the monitoring distance, the monitoring distance determination unit 33 returns the monitoring distance to the original monitoring distance when the obstacle disappears from the course of the train 10 due to the movement of an obstacle or the like. At this time, if the monitoring distance determination unit 33 suddenly changes the monitoring distance, there is a possibility that a region not monitored by the sensor 31 may occur on the course of the train 10. Therefore, the monitoring distance determination unit 33 is based on a part of the monitored first monitoring area and the changed monitoring distance so that an area not monitored by the sensor 31 does not occur in the course of the train 10. Change the monitoring distance so that it overlaps a part of the monitoring area of.
- the monitoring distance determination unit 33 determines the monitoring area determined by the monitoring area determination unit 34 using the size of the monitoring area determined using the previous monitoring distance and the latest monitoring distance after the change. It is assumed that the size of the monitoring area to be monitored is the same. Therefore, when the previous monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33 and the latest monitoring distance are different from each other, the size of the monitoring area determined by the monitoring area determination unit 34 using the latest monitoring distance is the previous monitoring. Determine the monitoring area so that it is the same size as the monitoring area determined using the distance.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a state in which an obstacle 50 exists between the train 10 and the monitoring area when the obstacle detection device 30 according to the first embodiment monitors the monitoring area.
- FIG. 2 shows a state in which the obstacle detection device 30 shortens the monitoring distance and changes the monitoring area from the monitoring area 40 to the monitoring area 41 because the detected object may be an obstacle 50.
- FIG. 3 is a diagram showing an image of a change in the monitoring area when the obstacle detection device 30 according to the first embodiment changes the monitoring distance.
- the obstacle detection device 30 changes the monitoring distance when the obstacle 50 disappears, and changes the monitoring area from the monitoring area 41a to the monitoring area 41b, the monitoring area 41c, the monitoring area 41d, the monitoring area 41e, and the monitoring area.
- the monitoring distance determination unit 33 changes the monitoring distance so that an area not monitored by the sensor 31 is generated on the course of the train 10.
- the monitoring distance determination unit 33 changes the monitoring distance
- the monitoring area includes not only the traveling direction of the train 10 but also the left-right direction of the train 10.
- the objects detected by the sensor 31 include traffic lights, structures such as buildings along the course of the train 10, and natural features such as trees and cliffs along the course of the train 10. included.
- the obstacle detection unit 32 determines that some object exists in the area other than the monitoring area even if the obstacle or the feature along the railway line cannot be identified.
- Information indicating that an obstacle or a feature along the railway line may exist may be output to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33 as a detection result.
- the monitoring distance determination unit 33 acquires a detection result indicating that an obstacle or a feature along the railway line may exist in an area other than the monitoring area from the obstacle detection unit 32, the monitoring distance determination unit 33 has been monitored for the first monitoring area.
- the monitoring distance may be changed so that a part of the above and a part of the second monitoring area based on the changed monitoring distance overlap.
- FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection device 30 according to the first embodiment.
- the monitoring distance determination unit 33 tentatively determines the monitoring distance in the obstacle detection device 30 (step S101).
- the monitoring distance determination unit 33 tentatively determines, for example, a predetermined monitoring distance.
- the monitoring distance determination unit 33 outputs the tentatively determined monitoring distance to the monitoring area determination unit 34.
- the monitoring area determination unit 34 tentatively determines the monitoring area using the tentatively determined monitoring distance (step S102).
- the monitoring area determination unit 34 tentatively determines the monitoring area, for example, by adding a predetermined distance to the tentatively determined monitoring distance.
- the monitoring area determination unit 34 outputs the tentatively determined monitoring area to the sensor 31.
- the sensor 31 monitors in the monitoring area acquired from the monitoring area determination unit 34 (step S103). Immediately after the train 10 is started, the sensor 31 cannot acquire the monitoring area based on the above method from the monitoring area determination unit 34. Therefore, the sensor 31 monitors the tentatively determined monitoring area immediately after the train 10 is started.
- the sensor 31 outputs the monitoring result to the obstacle detection unit 32.
- the obstacle detection unit 32 determines the presence or absence of an obstacle based on the monitoring result acquired from the sensor 31 (step S104). When there is an obstacle (step S104: Yes), the obstacle detection unit 32 outputs a detection result indicating that the obstacle has been detected to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33 (step S105). When there is no obstacle (step S104: No), the obstacle detection unit 32 outputs a detection result indicating that no obstacle is detected to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33 (step S106). ..
- the monitoring distance determination unit 33 determines the monitoring distance using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 (step S107). The monitoring distance determination unit 33 outputs the determined monitoring distance to the monitoring area determination unit 34. Further, the monitoring distance determination unit 33 calculates the recommended train speed of the train 10 together with the train control device 20 by using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 (step S108). The monitoring distance determination unit 33 may change the order of the operations of steps S107 and S108, or may perform the operations in parallel. The monitoring area determination unit 34 determines the monitoring area using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33 (step S109). The monitoring area determination unit 34 outputs the determined monitoring area to the sensor 31.
- the obstacle detection device 30 determines whether or not the operation of the train 10 has been completed (step S110). When the operation of the train 10 is not completed (step S110: No), the obstacle detection device 30 returns to step S103 and repeats the above-mentioned operation. When the operation of the train 10 is completed (step S110: Yes), the obstacle detection device 30 ends the operation.
- the sensor 31 is a measuring instrument such as a stereo camera or LIDAR as described above.
- the obstacle detection unit 32, the monitoring distance determination unit 33, and the monitoring area determination unit 34 are realized by a processing circuit.
- the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
- FIG. 5 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the obstacle detection device 30 according to the first embodiment is configured by a processor and a memory.
- the processing circuit is composed of the processor 91 and the memory 92, each function of the processing circuit of the obstacle detection device 30 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
- the software or firmware is written as a program and stored in the memory 92.
- each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, the processing circuit includes a memory 92 for storing a program in which the processing of the obstacle detection device 30 is eventually executed. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedure and method of the obstacle detection device 30.
- the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
- the memory 92 includes, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM). This includes semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc.
- FIG. 6 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the obstacle detection device 30 according to the first embodiment is configured with dedicated hardware.
- the processing circuit is composed of dedicated hardware
- the processing circuit 93 shown in FIG. 6 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
- Each function of the obstacle detection device 30 may be realized by the processing circuit 93 according to the function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
- the functions of the obstacle detection device 30 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.
- the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
- the monitoring distance determination unit 33 monitors when the monitoring distance is changed by using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32.
- a monitoring area is acquired from the area determination unit 34, and is based on a part of the monitored first monitoring area and the changed monitoring distance so that an area not monitored by the sensor 31 does not occur in the course of the train 10.
- the monitoring distance is changed so that it overlaps with a part of the second monitoring area.
- the obstacle detection device 30 can change the monitoring distance without overlooking the obstacle in the course of the train 10.
- the obstacle detection device determines the monitoring distance in consideration of the monitorable area of the sensor 31 under the current monitoring conditions.
- FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a train 10a provided with an obstacle detection device 30a according to the second embodiment.
- the train 10a includes a train control device 20 and an obstacle detection device 30a. During operation, the train 10a monitors whether or not there is an obstacle in the course by using the obstacle detection device 30a.
- the obstacle detection device 30a is mounted on the train 10a and monitors whether or not there is an obstacle in the course of the train 10a.
- the obstacle detection device 30a includes a sensor 31, an obstacle detection unit 32, a monitoring distance determination unit 33a, a monitoring area determination unit 34, and a monitorable area determination unit 35.
- the monitorable area determination unit 35 includes a non-shielding area determination unit 36 and a monitorable distance determination unit 37.
- the unshielded area determination unit 36 determines an unshielded area that is an object other than an obstacle and is not obstructed by a shield that obstructs the monitoring of the sensor 31 at a position other than the course of the train 10a.
- the shield is, for example, a structure along the course of the train 10a, a natural object along the course of the train 10a, or the like along the line.
- the non-shielding area determination unit 36 holds, for example, 3D map information of features along the railway line, and uses the 3D map information and the train position information of the train 10a acquired from the train control device 20 or the monitoring distance determination unit 33a. Determine the shielded area.
- the unshielded region determination unit 36 may determine the unshielded region depending on the presence or absence of the reflected wave from the laser.
- the unshielded region determination unit 36 can be regarded as an unshielded region, for example, assuming that there is no object in the region where the reflected wave of the laser has not returned in the monitoring result in which the sensor 31 monitors the monitoring region.
- the unshielded area determination unit 36 may create a parallax map to determine the distance and determine the unshielded area.
- the non-shielded area determination unit 36 is not shielded because the monitoring state is unstable even if a part of the shield can be seen farther than the shield.
- the largest convex hull inscribed in the region may be generated, and the generated convex hull may be used as the unshielded region.
- the monitorable distance determination unit 37 determines the monitorable distance, which is the distance that can be monitored by the sensor 31 under the current monitoring conditions.
- the monitorable distance is affected by weather conditions such as fog and storm. Therefore, the monitorable distance determination unit 37 determines the monitorable distance based on the monitoring result acquired from the sensor 31. For example, when the monitorable distance determination unit 37 can detect an overhead wire pillar along the course of the train 10a in the monitoring result, the monitorable distance can be monitored by the number of the overhead wire pillars that can be detected from the average distance between the overhead wire pillars. Can be estimated. Further, the monitorable distance determination unit 37 may acquire weather information of the area where the train 10a travels from an external network or the like (not shown) and use it for determining the monitorable distance.
- the monitorable area determination unit 35 can monitor the sensor 31 under the current monitoring conditions based on the non-shielded area determined by the unshielded area determination unit 36 and the monitorable distance determined by the monitorable distance determination unit 37. Determine the area.
- the monitorable area determination unit 35 outputs the determined monitorable area to the monitoring distance determination unit 33a.
- the monitoring distance determination unit 33a determines the monitoring distance within the range of the monitorable area determined by the monitorable area determination unit 35.
- the monitoring distance determination unit 33a is, for example, when the monitorable area of the sensor 31 under the previous monitoring condition and the monitorable area of the sensor 31 under the current monitoring condition, which are determined by the monitorable area determination unit 35, are different from each other.
- the monitoring distance is changed so that a part of the monitoring area 1 and a part of the second monitoring area overlap.
- FIG. 8 is a diagram showing a state in which the monitoring distance determination unit 33a of the obstacle detection device 30a according to the second embodiment shortens the monitoring distance due to the presence of a shield.
- FIG. 8 shows that the monitoring area is changed from the monitoring area 40 to the monitoring area 41 when the obstacle detection device 30a narrows the monitorable area as shown by the monitorable area 61a due to the tunnel 60 which is a shield. It shows the state.
- FIG. 9 is a diagram showing an image of a change in the monitoring distance when the monitoring distance determination unit 33a of the obstacle detection device 30a according to the second embodiment restores the monitoring distance due to the absence of the shield. be.
- FIG. 8 shows that the monitoring area is changed from the monitoring area 40 to the monitoring area 41 when the obstacle detection device 30a narrows the monitorable area as shown by the monitorable area 61a due to the tunnel 60 which is a shield. It shows the state.
- FIG. 9 is a diagram showing an image of a change in the monitoring distance when the monitoring distance determination unit 33a of the
- the monitorable area becomes the original monitorable area 61b, so that the monitoring distance is changed and the monitoring area is changed from the monitoring area 41a. It shows a state in which the monitoring area 41b, the monitoring area 41c, the monitoring area 41d, the monitoring area 41e, and the monitoring area 41f are changed in this order.
- the traveling direction of the train 10a is from the lower left side to the upper right side of the figure. In this way, in the obstacle detection device 30a, the monitoring distance determination unit 33a changes the monitoring distance so that a region not monitored by the sensor 31 is generated on the course of the train 10a.
- FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection device 30a according to the second embodiment.
- the description of the same parts as the operation of the obstacle detection device 30 of the first embodiment will be simplified.
- the monitoring distance determination unit 33a tentatively determines the monitoring distance in the obstacle detection device 30a (step S201).
- the monitoring area determination unit 34 tentatively determines the monitoring area using the tentatively determined monitoring distance (step S202).
- the sensor 31 monitors in the monitoring area acquired from the monitoring area determination unit 34 (step S203).
- the sensor 31 outputs the monitoring result to the obstacle detection unit 32 and the monitorable area determination unit 35.
- the obstacle detection unit 32 determines the presence or absence of an obstacle based on the monitoring result acquired from the sensor 31 (step S204). When there is an obstacle (step S204: Yes), the obstacle detection unit 32 outputs a detection result indicating that the obstacle has been detected to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33a (step S205). When there is no obstacle (step S204: No), the obstacle detection unit 32 outputs a detection result indicating that no obstacle is detected to the train control device 20 and the monitoring distance determination unit 33a (step S206). ..
- the non-shielded area determination unit 36 determines a non-shielded area that is not obstructed by a shield at a position other than the course of the train 10a (step S207).
- the monitorable distance determination unit 37 determines the monitorable distance by the sensor 31 under the current monitoring conditions (step S208).
- the monitorable area determination unit 35 determines the monitorable area based on the non-shielded area determined by the non-shielded area determination unit 36 and the monitorable distance determined by the monitorable distance determination unit 37 (step S209). ..
- the monitorable area determination unit 35 outputs the determined monitorable area to the monitoring distance determination unit 33a.
- the monitoring distance determination unit 33a determines the monitoring distance using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the monitorable area acquired from the monitorable area determination unit 35 (step S210). Further, the monitoring distance determination unit 33a calculates the recommended train speed of the train 10a together with the train control device 20 by using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the monitorable area acquired from the monitorable area determination unit 35. (Step S211). The monitoring distance determination unit 33a may change the order of the operations of steps S210 and S211 or may perform the operations in parallel.
- the monitoring area determination unit 34 determines the monitoring area using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33a (step S212). The monitoring area determination unit 34 outputs the monitoring area to the sensor 31.
- the obstacle detection device 30a determines whether or not the operation of the train 10a has been completed (step S213). When the operation of the train 10a is not completed (step S213: No), the obstacle detection device 30a returns to step S203 and repeats the above-mentioned operation. When the operation of the train 10a is completed (step S213: Yes), the obstacle detection device 30a ends the operation.
- the monitoring distance determination unit 33a and the monitorable area determination unit 35 are realized by a processing circuit.
- the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
- the monitoring distance determination unit 33a determines the monitoring distance using the monitoring result and the monitorable area.
- the obstacle detection device 30a does not perform distant monitoring when the sensor 31 cannot monitor distant, but monitors in a monitorable area. Unnecessary monitoring can be avoided.
- the obstacle detection device determines the monitoring distance so as to track the obstacle detected by the obstacle detection unit 32.
- FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a train 10b including the obstacle detection device 30b according to the third embodiment.
- the train 10b includes a train control device 20 and an obstacle detection device 30b. During operation, the train 10b monitors whether or not there is an obstacle in the course by using the obstacle detection device 30b.
- the obstacle detection device 30b is mounted on the train 10b and monitors whether or not there is an obstacle in the course of the train 10b.
- the obstacle detection device 30b includes a sensor 31, an obstacle detection unit 32, a monitoring distance determination unit 33b, a monitoring area determination unit 34b, and an obstacle tracking unit 38.
- the obstacle detection unit 32 outputs the detection result to the train control device 20, the monitoring distance determination unit 33b, and the obstacle tracking unit 38.
- the obstacle tracking unit 38 tracks the same obstacle in association with each other using the time-series detection results of the obstacles detected by the obstacle detection unit 32.
- the obstacle tracking unit 38 outputs tracking information indicating the position of the obstacle to the monitoring distance determination unit 33b and the monitoring area determination unit 34b.
- the obstacle tracking unit 38 may include information such as the size, shape, and moving speed of the obstacle in the tracking information.
- the monitoring distance determination unit 33b determines the monitoring distance using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38.
- the monitoring distance determination unit 33b determines, for example, the distance from the train 10b to the position of the obstacle indicated by the tracking information as the monitoring distance.
- the monitoring distance determination unit 33b monitors when the obstacle is not moving, or when the obstacle is moving away at a speed slower than the speed of the train 10b, or when the obstacle is moving toward the train 10b. Change to shorten the distance.
- the monitoring area determination unit 34b determines the monitoring area using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33b and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38.
- the monitoring area determination unit 34b may change the size of the monitoring area according to the distance between the train 10b and the obstacle, and when the tracking information includes information such as the size and shape of the obstacle. , The size, shape, etc. of the monitoring area may be changed according to the size, shape, etc. of the obstacle.
- FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship between the train 10b and the monitoring area based on the monitoring distance determined when there is no obstacle in the monitoring distance determination unit 33b of the obstacle detection device 30b according to the third embodiment.
- FIG. 12 shows a state in which the obstacle detection device 30b is monitored by the monitoring area 41 based on a constant monitoring distance when there is no obstacle.
- FIG. 13 is a diagram showing the positional relationship between the train 10b and the monitoring area based on the monitoring distance determined at the time of obstacle tracking by the monitoring distance determination unit 33b of the obstacle detection device 30b according to the third embodiment.
- FIG. 13 shows a state in which the distance between the train 10b and the monitoring area 41 is getting closer due to the obstacle detection device 30b changing the monitoring distance according to the position of the obstacle 50.
- the traveling direction of the train 10b is from the right side to the left side of the figure.
- the monitoring distance determination unit 33b changes the monitoring distance so that an area not monitored by the sensor 31 does not occur on the course of the train 10b. That is, the monitoring distance determination unit 33b is a part of the first monitoring area and a part of the second monitoring area even when the distance between the train 10b and the obstacle 50 is changed in the obstacle tracking unit 38. Change the monitoring distance so that it overlaps with.
- FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection device 30b according to the third embodiment.
- the description of the same parts as the operation of the obstacle detection device 30 of the first embodiment will be simplified.
- the obstacle detection unit 32 determines the presence or absence of an obstacle based on the monitoring result acquired from the sensor 31 (step S304). When there is an obstacle (step S304: Yes), the obstacle detection unit 32 sends a detection result indicating that the obstacle is detected to the train control device 20, the monitoring distance determination unit 33b, and the obstacle tracking unit 38. Output (step S305). When there is no obstacle (step S304: No), the obstacle detection unit 32 outputs the detection result indicating that the obstacle is not detected to the train control device 20, the monitoring distance determination unit 33b, and the obstacle tracking unit 38. Is output to (step S306).
- the obstacle tracking unit 38 tracks the same obstacles in association with each other using the time-series detection results of the obstacles detected by the obstacle detection unit 32 (step S307).
- the obstacle tracking unit 38 outputs tracking information to the monitoring distance determination unit 33b and the monitoring area determination unit 34b.
- the monitoring distance determination unit 33b determines the monitoring distance using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38 (step S308). Further, the monitoring distance determination unit 33b calculates the recommended train speed of the train 10b together with the train control device 20 by using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38. Step S309). The monitoring distance determination unit 33b may change the order of the operations of steps S308 and S309, or may perform the operations in parallel.
- the monitoring area determination unit 34b determines the monitoring area using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33b and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38 (step S310).
- the obstacle detection device 30b determines whether or not the operation of the train 10b has been completed (step S311). When the operation of the train 10b is not completed (step S311: No), the obstacle detection device 30b returns to the step S303 and repeats the above-mentioned operation. When the operation of the train 10b is completed (step S311: Yes), the obstacle detection device 30b ends the operation.
- the obstacle tracking unit 38 is realized by a processing circuit.
- the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
- the monitoring distance determination unit 33b determines the monitoring distance using the monitoring result and the tracking information. As a result, the obstacle detection device 30b can perform monitoring according to the state of the obstacle, in addition to the effect of the first embodiment.
- the obstacle detection device determines the monitoring distance so as to consider the monitorable area of the sensor 31 under the current monitoring conditions and to track the obstacle detected by the obstacle detection unit 32. do.
- FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of a train 10c provided with an obstacle detection device 30c according to the fourth embodiment.
- the train 10c includes a train control device 20 and an obstacle detection device 30c. During operation, the train 10c monitors whether or not there is an obstacle in the course by using the obstacle detection device 30c.
- the obstacle detection device 30c is mounted on the train 10c and monitors whether or not there is an obstacle in the course of the train 10c.
- the obstacle detection device 30c includes a sensor 31, an obstacle detection unit 32, a monitoring distance determination unit 33c, a monitoring area determination unit 34b, a monitorable area determination unit 35, and an obstacle tracking unit 38.
- the operation of the monitorable area determination unit 35 is the same as the operation of the monitorable area determination unit 35 of the second embodiment.
- the operation of the obstacle tracking unit 38 is the same as the operation of the obstacle tracking unit 38 of the third embodiment.
- the monitoring distance determination unit 33c has both the function of the monitoring distance determination unit 33a of the second embodiment and the function of the monitoring distance determination unit 33b of the third embodiment. That is, the monitoring distance determination unit 33c obtains the detection result acquired from the obstacle detection unit 32 and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38 within the range of the monitorable area determined by the monitorable area determination unit 35. Use to determine the monitoring distance.
- FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection device 30c according to the fourth embodiment.
- the description of the same parts as the operation of the obstacle detection device 30 of the first embodiment will be simplified.
- the monitoring distance determination unit 33c tentatively determines the monitoring distance in the obstacle detection device 30c (step S401).
- the monitoring area determination unit 34b tentatively determines the monitoring area using the tentatively determined monitoring distance (step S402).
- the sensor 31 monitors in the monitoring area acquired from the monitoring area determination unit 34b (step S403).
- the sensor 31 outputs the monitoring result to the obstacle detection unit 32 and the monitorable area determination unit 35.
- the obstacle detection unit 32 determines the presence or absence of an obstacle based on the monitoring result acquired from the sensor 31 (step S404). When there is an obstacle (step S404: Yes), the obstacle detection unit 32 sends a detection result indicating that the obstacle is detected to the train control device 20, the monitoring distance determination unit 33c, and the obstacle tracking unit 38. Output (step S405). When there is no obstacle (step S404: No), the obstacle detection unit 32 outputs the detection result indicating that the obstacle is not detected to the train control device 20, the monitoring distance determination unit 33c, and the obstacle tracking unit 38. Is output to (step S406).
- the non-shielded area determination unit 36 determines the non-shielded area that is not obstructed by the obstruction at a position other than the course of the train 10c (step S407).
- the monitorable distance determination unit 37 determines the monitorable distance by the sensor 31 under the current monitoring conditions (step S408).
- the monitorable area determination unit 35 determines the monitorable area based on the non-shielded area determined by the non-shielded area determination unit 36 and the monitorable distance determined by the monitorable distance determination unit 37 (step S409). ..
- the monitorable area determination unit 35 outputs the determined monitorable area to the monitoring distance determination unit 33c.
- the obstacle tracking unit 38 tracks the same obstacles in association with each other using the time-series detection results of the obstacles detected by the obstacle detection unit 32 (step S410).
- the obstacle tracking unit 38 outputs tracking information to the monitoring distance determination unit 33c and the monitoring area determination unit 34b.
- the monitoring distance determination unit 33c determines the monitoring distance using the detection result acquired from the obstacle detection unit 32, the monitorable area acquired from the monitorable area determination unit 35, and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38. (Step S411). Further, the monitoring distance determination unit 33c uses the detection result acquired from the obstacle detection unit 32, the monitorable area acquired from the monitorable area determination unit 35, and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38 to control the train. The recommended train speed of the train 10c is calculated together with the device 20 (step S412). The monitoring distance determination unit 33c may change the order of the operations of steps S411 and S412, or may perform the operations in parallel.
- the monitoring area determination unit 34b determines the monitoring area using the monitoring distance acquired from the monitoring distance determination unit 33c and the tracking information acquired from the obstacle tracking unit 38 (step S413). The monitoring area determination unit 34b outputs the monitoring area to the sensor 31.
- the obstacle detection device 30c determines whether or not the operation of the train 10c has been completed (step S414). When the operation of the train 10c is not completed (step S414: No), the obstacle detection device 30c returns to step S403 and repeats the above-mentioned operation. When the operation of the train 10c is completed (step S414: Yes), the obstacle detection device 30c ends the operation.
- the monitoring distance determination unit 33c determines the monitoring distance using the monitoring result, the monitorable area, and the tracking information.
- the obstacle detection device 30c does not perform distant monitoring when the sensor 31 cannot monitor distant, but monitors in a monitorable area. It is possible to monitor according to the state of obstacles while avoiding unnecessary monitoring.
- the configuration shown in the above embodiments is an example, and can be combined with another known technique, can be combined with each other, and does not deviate from the gist. It is also possible to omit or change a part of the configuration.
Landscapes
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Abstract
列車（１０）に搭載される障害物検出装置（３０）であって、監視領域を監視し、監視結果を出力するセンサ（３１）と、監視結果に基づいて、列車（１０）の進路上の障害物の有無を判定し、検出結果を出力する障害物検出部（３２）と、検出結果を用いて、列車（１０）から列車（１０）の前方であってセンサ（３１）が監視する基準までの監視距離を決定する監視距離決定部（３３）と、監視距離を用いて、センサ（３１）が監視する監視領域を決定する監視領域決定部（３４）と、を備え、監視距離決定部（３３）は、監視距離を変更する場合、監視領域決定部（３４）から監視領域を取得し、列車（１０）の進路上においてセンサ（３１）が監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。
Description
本開示は、列車に搭載される障害物検出装置および障害物検出方法に関する。
従来、列車は、カメラ、レーダなどのセンサを備え、進路上に障害物があるか否かを監視している。このような技術が、特許文献１において開示されている。カメラ、レーダなどのセンサは、各機器で設定される焦点などの関係で、列車の進路上の全ての範囲を精度良く監視することは困難である。そのため、列車は、制動距離などを考慮して列車から基準となる距離を決め、基準となる距離に基づいて領域を絞って監視を行うことで、有効な監視を行うことができる。
しかしながら、上記従来の技術によれば、センサの視野を妨害する何らかの原因で障害物の検出ができない場合、列車は、監視処理を障害物の検出が可能な距離に変更する必要がある。センサの視野を妨害する何らかの原因とは、例えば、霧、暴風雨などの天候条件であり、線路周辺の建物、自然物などの遮蔽物の存在である。この場合、列車は、監視距離を変更することによって、列車の進路上において監視していない領域が発生する可能性があり、進路上の障害物を見落としてしまうおそれがある、という問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、列車の進路上の障害物を見落とすことなく監視距離を変更可能な障害物検出装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、列車に搭載される障害物検出装置である。障害物検出装置は、監視領域を監視し、監視結果を出力するセンサと、監視結果に基づいて、列車の進路上の障害物の有無を判定し、検出結果を出力する障害物検出部と、検出結果を用いて、列車から列車の前方であってセンサが監視する基準までの監視距離を決定する監視距離決定部と、監視距離を用いて、センサが監視する監視領域を決定する監視領域決定部と、を備える。監視距離決定部は、監視距離を変更する場合、監視領域決定部から監視領域を取得し、列車の進路上においてセンサが監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する、ことを特徴とする。
本開示によれば、障害物検出装置は、列車の進路上の障害物を見落とすことなく監視距離を変更できる、という効果を奏する。
以下に、本開示の実施の形態に係る障害物検出装置および障害物検出方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０を備える列車１０の構成例を示す図である。列車１０は、列車制御装置２０と、障害物検出装置３０と、を備える。列車１０は、運用中、障害物検出装置３０を用いて進路上に障害物があるか否かを監視する。
図１は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０を備える列車１０の構成例を示す図である。列車１０は、列車制御装置２０と、障害物検出装置３０と、を備える。列車１０は、運用中、障害物検出装置３０を用いて進路上に障害物があるか否かを監視する。
列車制御装置２０は、列車１０の走行を制御する。具体的には、列車制御装置２０は、地上に設置された図示しない地上子、列車１０に搭載された図示しない車上子および速度発電機などを用いて、列車１０の位置および速度を検出する。列車制御装置２０は、検出した列車１０の位置を示す列車位置情報、および検出した列車１０の速度を示す列車速度情報を障害物検出装置３０に出力する。列車制御装置２０における列車１０の位置検出方法は、従来同様の一般的なものである。また、列車制御装置２０は、後述する障害物検出部３２から障害物を検出した旨の検出結果を取得した場合、列車１０を停止または減速させる制御を行う。
障害物検出装置３０は、列車１０に搭載され、列車１０の進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０の構成について説明する。図１に示すように、障害物検出装置３０は、センサ３１と、障害物検出部３２と、監視距離決定部３３と、監視領域決定部３４と、を備える。
センサ３１は、後述する監視領域決定部３４から取得した監視領域において監視を行い、物体を検出する。物体には、列車１０の進路上で列車１０の走行の障害となる障害物が含まれる。障害物とは、例えば、踏切の遮断中に線路内に入り込んだ自動車または人、崖からの落石、駅のホームから転落した乗客、踏切で取り残された車椅子などである。センサ３１は、これらの障害物を検出可能な計測器であり、例えば、２つ以上のカメラを備えたステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection And Ranging）、ＲＡＤＡＲ（Radio Detection And Ranging）などである。センサ３１は、２つ以上の計測器を備える構成であってもよい。
センサ３１は、監視領域を監視して得られた結果である監視結果を障害物検出部３２に出力する。監視結果は、センサ３１が監視領域を監視した結果であり、例えば、２次元画像、３次元画像などである。センサ３１は、列車１０の先頭車両に搭載される。列車１０が複数の車両で構成される場合、進行方向に応じて先頭車両が変更になるため、センサ３１は両端の車両に搭載される。例えば、列車１０が１号車から１０号車で構成される１０両編成の場合、進行方向に応じて１号車または１０号車が先頭車両となる。この場合、センサ３１は、列車１０の１号車および１０号車に設置される。障害物検出装置３０は、列車１０の進行方向の先頭車両に設置されたセンサ３１を使用する。
障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、列車１０の進路上の障害物の有無を判定する。障害物検出部３２は、監視結果において障害物の有無、すなわち障害物が検出されたか否かを示す検出結果を、列車制御装置２０および監視距離決定部３３に出力する。検出結果は、単に障害物が検出されたか否かを示す情報のみであってもよいし、障害物が検出された場合には障害物の位置の情報を含めてもよい。ここで、センサ３１は、列車１０から監視領域までの列車１０の進路上を監視している。列車１０と監視領域との間に障害物があった場合、監視結果には、鮮明ではないが、障害物が存在することを示す情報が含まれる可能性がある。そのため、障害物検出部３２は、監視領域以外の領域に障害物が存在する可能性があることを示す情報を検出結果として、列車制御装置２０および監視距離決定部３３に出力してもよい。
監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から取得した検出結果を用いて、列車１０から列車１０の前方であってセンサ３１が監視する基準までの監視距離を決定する。監視距離決定部３３は、取得した検出結果が、障害物が検出されていないことを示すものであった場合、センサ３１の性能、列車１０の速度などによって規定された監視距離に決定する。監視距離決定部３３は、取得した検出結果が、障害物が検出されたことを示すものであった場合、障害物の位置などによって算出した監視距離に決定する。監視距離決定部３３は、決定した監視距離を監視領域決定部３４に出力する。監視距離決定部３３は、列車制御装置２０から取得した列車位置情報、列車速度情報などを用いて、監視距離を決定してもよい。また、監視距離決定部３３は、決定した監視距離、列車１０の制動距離などに基づいて、列車制御装置２０とともに、列車１０において推奨される速度である推奨列車速度を算出する。
監視領域決定部３４は、監視距離決定部３３から取得した監視距離を用いて、センサ３１が監視する監視領域を決定する。監視領域決定部３４は、例えば、監視距離に対して列車１０の進行方向の前後方向に規定された第１の距離を付加し、監視距離に対して列車１０の進行方向とは垂直な方向である列車１０の左右方向に規定された第２の距離を付加し、付加した範囲で示される領域を監視領域として決定する。監視領域決定部３４は、監視距離決定部３３を介して列車制御装置２０から列車位置情報および列車速度情報を取得し、列車位置情報、列車速度情報などを用いて、第１の距離および第２の距離を変化させてもよい。また、監視領域決定部３４は、監視領域の高さ方向について範囲を設定してもよい。監視領域の形状および範囲は、列車１０に近い側および列車１０から遠い側で同じであってもよいし、異なっていてもよい。監視領域決定部３４は、決定した監視領域をセンサ３１に出力する。
つづいて、障害物検出装置３０の動作について説明する。本実施の形態において、監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から取得した検出結果などによって監視距離を変更する場合、監視領域決定部３４から監視領域を取得する。監視距離決定部３３は、列車１０の進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。監視距離決定部３３は、例えば、障害物検出部３２から監視領域以外の領域に障害物が存在する可能性があることを示す検出結果を取得した場合、障害物が存在するか否かを確認するため、現在の監視距離より手前、すなわち短くなるように監視距離を決定する。
監視距離決定部３３は、監視距離を短くした後、障害物が移動したことなどによって列車１０の進路上から障害物がなくなった場合、監視距離を元の監視距離に戻す。このとき、監視距離決定部３３は、急激に監視距離を変更すると、列車１０の進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生する可能性がある。そのため、監視距離決定部３３は、列車１０の進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。なお、監視距離決定部３３は、監視領域決定部３４で決定される監視領域について、前回の監視距離を用いて決定された監視領域の大きさ、および変更後の最新の監視距離を用いて決定される監視領域の大きさが同一であることを想定している。そのため、監視領域決定部３４は、監視距離決定部３３から取得した前回の監視距離と最新の監視距離とが異なる場合、最新の監視距離を用いて決定する監視領域の大きさが、前回の監視距離を用いて決定した監視領域の大きさと同一になるように、監視領域を決定する。
図２は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０が監視領域を監視した場合において列車１０と監視領域との間に障害物５０が存在した状態の例を示す図である。図２は、障害物検出装置３０が、検出した物体が障害物５０の可能性があるとして監視距離を短くし、監視領域を監視領域４０から監視領域４１に変更した状態を示している。図３は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０が監視距離を変更したときの監視領域の変化のイメージを示す図である。図３は、障害物検出装置３０が、障害物５０がいなくなったことによって監視距離を変更し、監視領域を監視領域４１ａから監視領域４１ｂ、監視領域４１ｃ、監視領域４１ｄ、監視領域４１ｅ、監視領域４１ｆの順に変更している状態を示している。図３において、監視領域４１ａ，４１ｂの関係は、監視領域４１ａが第１の監視領域となり、監視領域４１ｂが第２の監視領域となる。他の隣接する監視領域同士も同様である。なお、図２および図３において、列車１０の進行方向は図の下側から上側に向かう方向である。このように、障害物検出装置３０において、監視距離決定部３３は、列車１０の進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように監視距離を変更する。
なお、監視距離決定部３３が監視距離を変更する具体例として、列車１０と監視領域との間に障害物が存在した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、前述のように、監視領域は、列車１０の進行方向のみではなく、列車１０の左右方向も含まれる。この場合、センサ３１で検出される物体には、列車１０の進路の沿線にある信号機、建物などの構造物、および列車１０の進路の沿線にある樹木、崖などの自然物である沿線地物が含まれる。障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、監視領域以外において、障害物または沿線地物を特定できなくても何らかの物体が存在すると判定した場合、監視領域以外の領域に障害物または沿線地物が存在する可能性があることを示す情報を検出結果として、列車制御装置２０および監視距離決定部３３に出力してもよい。監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から監視領域以外の領域に障害物または沿線地物が存在する可能性があることを示す検出結果を取得した場合、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更してもよい。
本実施の形態の障害物検出装置３０の動作を、フローチャートを用いて説明する。図４は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０の動作を示すフローチャートである。列車１０が起動すると、障害物検出装置３０において、監視距離決定部３３は、監視距離を仮決定する（ステップＳ１０１）。監視距離決定部３３は、例えば、あらかじめ規定された監視距離に仮決定する。監視距離決定部３３は、仮決定した監視距離を監視領域決定部３４に出力する。監視領域決定部３４は、仮決定された監視距離を用いて、監視領域を仮決定する（ステップＳ１０２）。監視領域決定部３４は、例えば、仮決定された監視距離にあらかじめ規定された距離を付加して、監視領域を仮決定する。監視領域決定部３４は、仮決定した監視領域をセンサ３１に出力する。
センサ３１は、監視領域決定部３４から取得した監視領域で監視を行う（ステップＳ１０３）。列車１０の起動直後、センサ３１は、監視領域決定部３４から前述の手法に基づく監視領域を取得できない。そのため、センサ３１は、列車１０の起動直後は、仮決定された監視領域で監視を行う。センサ３１は、監視結果を障害物検出部３２に出力する。障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、障害物の有無を判定する（ステップＳ１０４）。障害物があった場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されたことを示す検出結果を列車制御装置２０および監視距離決定部３３に出力する（ステップＳ１０５）。障害物がなかった場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されなかったことを示す検出結果を列車制御装置２０および監視距離決定部３３に出力する（ステップＳ１０６）。
監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から取得した検出結果を用いて、監視距離を決定する（ステップＳ１０７）。監視距離決定部３３は、決定した監視距離を監視領域決定部３４に出力する。また、監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から取得した検出結果を用いて、列車制御装置２０とともに列車１０の推奨列車速度を算出する（ステップＳ１０８）。なお、監視距離決定部３３は、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８の動作について、順番を入れ替えてもよいし、並行して行ってもよい。監視領域決定部３４は、監視距離決定部３３から取得した監視距離を用いて、監視領域を決定する（ステップＳ１０９）。監視領域決定部３４は、決定した監視領域をセンサ３１に出力する。
障害物検出装置３０は、列車１０の運用が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。列車１０の運用が終了していない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、障害物検出装置３０は、ステップＳ１０３に戻って前述の動作を繰り返す。列車１０の運用が終了した場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、障害物検出装置３０は、動作を終了する。
つづいて、障害物検出装置３０のハードウェア構成について説明する。障害物検出装置３０において、センサ３１は前述のようにステレオカメラ、ＬＩＤＡＲなどの計測器である。障害物検出部３２、監視距離決定部３３、および監視領域決定部３４は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
図５は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、障害物検出装置３０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、障害物検出装置３０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、障害物検出装置３０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。
図６は、実施の形態１に係る障害物検出装置３０が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図６に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。障害物検出装置３０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
なお、障害物検出装置３０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、障害物検出装置３０において、監視距離決定部３３は、障害物検出部３２から取得した検出結果を用いて、監視距離を変更する場合、監視領域決定部３４から監視領域を取得し、列車１０の進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。これにより、障害物検出装置３０は、列車１０の進路上の障害物を見落とすことなく、監視距離を変更することができる。
実施の形態２．
実施の形態２では、障害物検出装置は、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能な領域を考慮して、監視距離を決定する。
実施の形態２では、障害物検出装置は、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能な領域を考慮して、監視距離を決定する。
図７は、実施の形態２に係る障害物検出装置３０ａを備える列車１０ａの構成例を示す図である。列車１０ａは、列車制御装置２０と、障害物検出装置３０ａと、を備える。列車１０ａは、運用中、障害物検出装置３０ａを用いて進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ａは、列車１０ａに搭載され、列車１０ａの進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ａは、センサ３１と、障害物検出部３２と、監視距離決定部３３ａと、監視領域決定部３４と、監視可能領域判定部３５と、を備える。監視可能領域判定部３５は、非遮蔽領域判定部３６と、監視可能距離判定部３７と、を備える。
非遮蔽領域判定部３６は、障害物以外の物体であって列車１０ａの進路以外の位置でセンサ３１の監視を妨げる遮蔽物による監視妨害を受けない非遮蔽領域を判定する。遮蔽物とは、例えば、列車１０ａの進路の沿線にある構造物、列車１０ａの進路の沿線にある自然物などの沿線地物である。非遮蔽領域判定部３６は、例えば、沿線地物の３Ｄ地図情報を保持し、３Ｄ地図情報、および列車制御装置２０または監視距離決定部３３ａから取得した列車１０ａの列車位置情報を用いて、非遮蔽領域を判定する。また、非遮蔽領域判定部３６は、センサ３１がレーザセンサなどでレーザの反射波を利用する計測器の場合、レーザからの反射波の有無によって非遮蔽領域を判定してもよい。非遮蔽領域判定部３６は、例えば、センサ３１が監視領域を監視した監視結果において、レーザの反射波が戻ってこなかった領域には物体がないとして、非遮蔽領域とみなすことができる。また、非遮蔽領域判定部３６は、センサ３１がステレオカメラの場合には視差マップを作成して距離を割り出して、非遮蔽領域を判定してもよい。また、非遮蔽領域判定部３６は、列車１０ａの進路の前方に柱状の遮蔽物が複数存在する場合、部分的に遮蔽物より遠方が見えても監視状態は不安定なため、遮蔽されていない領域に内接する最大の凸包を生成し、生成した凸包を非遮蔽領域としてもよい。
監視可能距離判定部３７は、現在の監視条件におけるセンサ３１による監視可能な距離である監視可能距離を判定する。センサ３１は、前述のようにステレオカメラ、ＬＩＤＡＲなどの計測器である場合、天候条件、例えば、霧、暴風雨などによって監視可能な距離が影響を受ける。そのため、監視可能距離判定部３７は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、監視可能距離を判定する。監視可能距離判定部３７は、例えば、監視結果において列車１０ａの進路の沿線にある架線柱が検出できた場合、架線柱同士の平均的な間隔から、検出できた架線柱の数によって監視可能距離を推定することができる。また、監視可能距離判定部３７は、図示しない外部のネットワークなどから列車１０ａが走行する地域の気象情報などを取得して、監視可能距離の判定に利用してもよい。
監視可能領域判定部３５は、非遮蔽領域判定部３６で判定された非遮蔽領域、および監視可能距離判定部３７で判定された監視可能距離に基づいて、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能領域を判定する。監視可能領域判定部３５は、判定した監視可能領域を監視距離決定部３３ａに出力する。
監視距離決定部３３ａは、監視可能領域判定部３５で判定された監視可能領域の範囲内で監視距離を決定する。監視距離決定部３３ａは、例えば、監視可能領域判定部３５で判定された、前回の監視条件におけるセンサ３１の監視可能領域と、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能領域とが異なる場合、第１の監視領域の一部と第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。
図８は、実施の形態２に係る障害物検出装置３０ａの監視距離決定部３３ａが遮蔽物の存在によって監視距離を短くしている状態を示す図である。図８は、障害物検出装置３０ａが、遮蔽物であるトンネル６０によって監視可能領域が監視可能領域６１ａで示すように狭くなっている場合に、監視領域を監視領域４０から監視領域４１に変更した状態を示している。図９は、実施の形態２に係る障害物検出装置３０ａの監視距離決定部３３ａが、遮蔽物が存在しなくなったことによって監視距離を元に戻すときの監視距離の変化のイメージを示す図である。図９は、障害物検出装置３０ａが、遮蔽物であるトンネル６０を通過したことによって監視可能領域が本来の監視可能領域６１ｂになったことによって監視距離を変更し、監視領域を監視領域４１ａから監視領域４１ｂ、監視領域４１ｃ、監視領域４１ｄ、監視領域４１ｅ、監視領域４１ｆの順に変更している状態を示している。なお、図８および図９において、列車１０ａの進行方向は図の左下側から右上側に向かう方向である。このように、障害物検出装置３０ａにおいて、監視距離決定部３３ａは、列車１０ａの進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように監視距離を変更する。
本実施の形態の障害物検出装置３０ａの動作を、フローチャートを用いて説明する。図１０は、実施の形態２に係る障害物検出装置３０ａの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１の障害物検出装置３０の動作と同様の部分については、説明を簡略化する。列車１０ａが起動すると、障害物検出装置３０ａにおいて、監視距離決定部３３ａは、監視距離を仮決定する（ステップＳ２０１）。監視領域決定部３４は、仮決定された監視距離を用いて、監視領域を仮決定する（ステップＳ２０２）。センサ３１は、監視領域決定部３４から取得した監視領域で監視を行う（ステップＳ２０３）。センサ３１は、監視結果を障害物検出部３２および監視可能領域判定部３５に出力する。
障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、障害物の有無を判定する（ステップＳ２０４）。障害物があった場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されたことを示す検出結果を列車制御装置２０および監視距離決定部３３ａに出力する（ステップＳ２０５）。障害物がなかった場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されなかったことを示す検出結果を列車制御装置２０および監視距離決定部３３ａに出力する（ステップＳ２０６）。
非遮蔽領域判定部３６は、列車１０ａの進路以外の位置で遮蔽物による監視妨害を受けない非遮蔽領域を判定する（ステップＳ２０７）。監視可能距離判定部３７は、現在の監視条件におけるセンサ３１による監視可能距離を判定する（ステップＳ２０８）。監視可能領域判定部３５は、非遮蔽領域判定部３６で判定された非遮蔽領域、および監視可能距離判定部３７で判定された監視可能距離に基づいて、監視可能領域を判定する（ステップＳ２０９）。監視可能領域判定部３５は、判定した監視可能領域を監視距離決定部３３ａに出力する。
監視距離決定部３３ａは、障害物検出部３２から取得した検出結果、および監視可能領域判定部３５から取得した監視可能領域を用いて、監視距離を決定する（ステップＳ２１０）。また、監視距離決定部３３ａは、障害物検出部３２から取得した検出結果、および監視可能領域判定部３５から取得した監視可能領域を用いて、列車制御装置２０とともに列車１０ａの推奨列車速度を算出する（ステップＳ２１１）。なお、監視距離決定部３３ａは、ステップＳ２１０およびステップＳ２１１の動作について、順番を入れ替えてもよいし、並行して行ってもよい。監視領域決定部３４は、監視距離決定部３３ａから取得した監視距離を用いて、監視領域を決定する（ステップＳ２１２）。監視領域決定部３４は、監視領域をセンサ３１に出力する。
障害物検出装置３０ａは、列車１０ａの運用が終了したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。列車１０ａの運用が終了していない場合（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、障害物検出装置３０ａは、ステップＳ２０３に戻って前述の動作を繰り返す。列車１０ａの運用が終了した場合（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、障害物検出装置３０ａは、動作を終了する。
障害物検出装置３０ａのハードウェア構成について、監視距離決定部３３ａおよび監視可能領域判定部３５は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
以上説明したように、本実施の形態によれば、障害物検出装置３０ａにおいて、監視距離決定部３３ａは、監視結果および監視可能領域を用いて、監視距離を決定する。これにより、障害物検出装置３０ａは、実施の形態１の効果に加えて、さらに、センサ３１が遠方を監視できない状態のときには遠方の監視を行わず、監視可能な領域で監視を行うことで、不必要な監視を回避することができる。
実施の形態３．
実施の形態３では、障害物検出装置は、障害物検出部３２で検出された障害物を追跡するように、監視距離を決定する。
実施の形態３では、障害物検出装置は、障害物検出部３２で検出された障害物を追跡するように、監視距離を決定する。
図１１は、実施の形態３に係る障害物検出装置３０ｂを備える列車１０ｂの構成例を示す図である。列車１０ｂは、列車制御装置２０と、障害物検出装置３０ｂと、を備える。列車１０ｂは、運用中、障害物検出装置３０ｂを用いて進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ｂは、列車１０ｂに搭載され、列車１０ｂの進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ｂは、センサ３１と、障害物検出部３２と、監視距離決定部３３ｂと、監視領域決定部３４ｂと、障害物追跡部３８と、を備える。実施の形態３において、障害物検出部３２は、検出結果を列車制御装置２０、監視距離決定部３３ｂ、および障害物追跡部３８に出力する。
障害物追跡部３８は、障害物検出部３２で検出された障害物の時系列の検出結果を用いて、同一の障害物を対応付けて追跡する。障害物追跡部３８は、障害物の位置を示す追跡情報を監視距離決定部３３ｂおよび監視領域決定部３４ｂに出力する。障害物追跡部３８は、追跡情報に障害物の大きさ、形状、障害物の移動速度などの情報を含めてもよい。
監視距離決定部３３ｂは、障害物検出部３２から取得した検出結果、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視距離を決定する。監視距離決定部３３ｂは、例えば、列車１０ｂから追跡情報で示される障害物の位置までの距離を監視距離として決定する。監視距離決定部３３ｂは、障害物が移動していない場合、または障害物が列車１０ｂの速度よりも遅い速度で遠ざかっている場合、または障害物が列車１０ｂの方に移動している場合、監視距離を短くするように変化させる。
監視領域決定部３４ｂは、監視距離決定部３３ｂから取得した監視距離、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視領域を決定する。監視領域決定部３４ｂは、列車１０ｂと障害物との距離に応じて、監視領域のサイズを変更してもよいし、追跡情報に障害物の大きさ、形状などの情報が含まれている場合、障害物の大きさ、形状などに応じて、監視領域のサイズ、形状などを変更してもよい。
図１２は、実施の形態３に係る障害物検出装置３０ｂの監視距離決定部３３ｂにおいて障害物がないときに決定された監視距離に基づく監視領域と列車１０ｂとの位置関係を示す図である。図１２は、障害物検出装置３０ｂが、障害物がない場合において一定の監視距離に基づく監視領域４１が監視している状態を示している。図１３は、実施の形態３に係る障害物検出装置３０ｂの監視距離決定部３３ｂにおいて障害物追跡時に決定された監視距離に基づく監視領域と列車１０ｂとの位置関係を示す図である。図１３は、障害物検出装置３０ｂが、障害物５０の位置に応じて監視距離を変更したことによって、列車１０ｂと監視領域４１との距離が近づいている状態を示している。なお、図１２および図１３において、列車１０ｂの進行方向は図の右側から左側に向かう方向である。このような場合でも、障害物検出装置３０ｂにおいて、監視距離決定部３３ｂは、列車１０ｂの進路上においてセンサ３１が監視していない領域が発生しないように監視距離を変更する。すなわち、監視距離決定部３３ｂは、障害物追跡部３８において、列車１０ｂと障害物５０との距離が変更された場合についても、第１の監視領域の一部と第２の監視領域の一部とが重なるように監視距離を変更する。
本実施の形態の障害物検出装置３０ｂの動作を、フローチャートを用いて説明する。図１４は、実施の形態３に係る障害物検出装置３０ｂの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１の障害物検出装置３０の動作と同様の部分については、説明を簡略化する。列車１０ｂが起動すると、障害物検出装置３０ｂにおいて、監視距離決定部３３ｂは、監視距離を仮決定する（ステップＳ３０１）。監視領域決定部３４ｂは、仮決定された監視距離を用いて、監視領域を仮決定する（ステップＳ３０２）。センサ３１は、監視領域決定部３４ｂから取得した監視領域で監視を行う（ステップＳ３０３）。
障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、障害物の有無を判定する（ステップＳ３０４）。障害物があった場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されたことを示す検出結果を列車制御装置２０、監視距離決定部３３ｂ、および障害物追跡部３８に出力する（ステップＳ３０５）。障害物がなかった場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されなかったことを示す検出結果を列車制御装置２０、監視距離決定部３３ｂ、および障害物追跡部３８に出力する（ステップＳ３０６）。
障害物追跡部３８は、障害物検出部３２で検出された障害物の時系列の検出結果を用いて、同一の障害物を対応付けて追跡する（ステップＳ３０７）。障害物追跡部３８は、追跡情報を監視距離決定部３３ｂおよび監視領域決定部３４ｂに出力する。
監視距離決定部３３ｂは、障害物検出部３２から取得した検出結果、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視距離を決定する（ステップＳ３０８）。また、監視距離決定部３３ｂは、障害物検出部３２から取得した検出結果、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、列車制御装置２０とともに列車１０ｂの推奨列車速度を算出する（ステップＳ３０９）。なお、監視距離決定部３３ｂは、ステップＳ３０８およびステップＳ３０９の動作について、順番を入れ替えてもよいし、並行して行ってもよい。監視領域決定部３４ｂは、監視距離決定部３３ｂから取得した監視距離、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視領域を決定する（ステップＳ３１０）。
障害物検出装置３０ｂは、列車１０ｂの運用が終了したか否かを判定する（ステップＳ３１１）。列車１０ｂの運用が終了していない場合（ステップＳ３１１：Ｎｏ）、障害物検出装置３０ｂは、ステップＳ３０３に戻って前述の動作を繰り返す。列車１０ｂの運用が終了した場合（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）、障害物検出装置３０ｂは、動作を終了する。
障害物検出装置３０ｂのハードウェア構成について、障害物追跡部３８は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
以上説明したように、本実施の形態によれば、障害物検出装置３０ｂにおいて、監視距離決定部３３ｂは、監視結果および追跡情報を用いて、監視距離を決定する。これにより、障害物検出装置３０ｂは、実施の形態１の効果に加えて、さらに、障害物の状態に応じて監視を行うことができる。
実施の形態４．
実施の形態４では、障害物検出装置は、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能な領域を考慮し、かつ障害物検出部３２で検出された障害物を追跡するように、監視距離を決定する。
実施の形態４では、障害物検出装置は、現在の監視条件におけるセンサ３１の監視可能な領域を考慮し、かつ障害物検出部３２で検出された障害物を追跡するように、監視距離を決定する。
図１５は、実施の形態４に係る障害物検出装置３０ｃを備える列車１０ｃの構成例を示す図である。列車１０ｃは、列車制御装置２０と、障害物検出装置３０ｃと、を備える。列車１０ｃは、運用中、障害物検出装置３０ｃを用いて進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ｃは、列車１０ｃに搭載され、列車１０ｃの進路上に障害物があるか否かを監視する。障害物検出装置３０ｃは、センサ３１と、障害物検出部３２と、監視距離決定部３３ｃと、監視領域決定部３４ｂと、監視可能領域判定部３５と、障害物追跡部３８と、を備える。実施の形態４において、監視可能領域判定部３５の動作は、実施の形態２の監視可能領域判定部３５の動作と同様である。また、障害物追跡部３８の動作は、実施の形態３の障害物追跡部３８の動作と同様である。
監視距離決定部３３ｃは、実施の形態２の監視距離決定部３３ａの機能、および実施の形態３の監視距離決定部３３ｂの機能を併せ持つ。すなわち、監視距離決定部３３ｃは、監視可能領域判定部３５で判定された監視可能領域の範囲内で、障害物検出部３２から取得した検出結果、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視距離を決定する。
本実施の形態の障害物検出装置３０ｃの動作を、フローチャートを用いて説明する。図１６は、実施の形態４に係る障害物検出装置３０ｃの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１の障害物検出装置３０の動作と同様の部分については、説明を簡略化する。列車１０ｃが起動すると、障害物検出装置３０ｃにおいて、監視距離決定部３３ｃは、監視距離を仮決定する（ステップＳ４０１）。監視領域決定部３４ｂは、仮決定された監視距離を用いて、監視領域を仮決定する（ステップＳ４０２）。センサ３１は、監視領域決定部３４ｂから取得した監視領域で監視を行う（ステップＳ４０３）。センサ３１は、監視結果を障害物検出部３２および監視可能領域判定部３５に出力する。
障害物検出部３２は、センサ３１から取得した監視結果に基づいて、障害物の有無を判定する（ステップＳ４０４）。障害物があった場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されたことを示す検出結果を列車制御装置２０、監視距離決定部３３ｃ、および障害物追跡部３８に出力する（ステップＳ４０５）。障害物がなかった場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、障害物検出部３２は、障害物が検出されなかったことを示す検出結果を列車制御装置２０、監視距離決定部３３ｃ、および障害物追跡部３８に出力する（ステップＳ４０６）。
非遮蔽領域判定部３６は、列車１０ｃの進路以外の位置で遮蔽物による監視妨害を受けない非遮蔽領域を判定する（ステップＳ４０７）。監視可能距離判定部３７は、現在の監視条件におけるセンサ３１による監視可能距離を判定する（ステップＳ４０８）。監視可能領域判定部３５は、非遮蔽領域判定部３６で判定された非遮蔽領域、および監視可能距離判定部３７で判定された監視可能距離に基づいて、監視可能領域を判定する（ステップＳ４０９）。監視可能領域判定部３５は、判定した監視可能領域を監視距離決定部３３ｃに出力する。
障害物追跡部３８は、障害物検出部３２で検出された障害物の時系列の検出結果を用いて、同一の障害物を対応付けて追跡する（ステップＳ４１０）。障害物追跡部３８は、追跡情報を監視距離決定部３３ｃおよび監視領域決定部３４ｂに出力する。
監視距離決定部３３ｃは、障害物検出部３２から取得した検出結果、監視可能領域判定部３５から取得した監視可能領域、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視距離を決定する（ステップＳ４１１）。また、監視距離決定部３３ｃは、障害物検出部３２から取得した検出結果、監視可能領域判定部３５から取得した監視可能領域、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、列車制御装置２０とともに列車１０ｃの推奨列車速度を算出する（ステップＳ４１２）。なお、監視距離決定部３３ｃは、ステップＳ４１１およびステップＳ４１２の動作について、順番を入れ替えてもよいし、並行して行ってもよい。監視領域決定部３４ｂは、監視距離決定部３３ｃから取得した監視距離、および障害物追跡部３８から取得した追跡情報を用いて、監視領域を決定する（ステップＳ４１３）。監視領域決定部３４ｂは、監視領域をセンサ３１に出力する。
障害物検出装置３０ｃは、列車１０ｃの運用が終了したか否かを判定する（ステップＳ４１４）。列車１０ｃの運用が終了していない場合（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、障害物検出装置３０ｃは、ステップＳ４０３に戻って前述の動作を繰り返す。列車１０ｃの運用が終了した場合（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、障害物検出装置３０ｃは、動作を終了する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、障害物検出装置３０ｃにおいて、監視距離決定部３３ｃは、監視結果、監視可能領域、および追跡情報を用いて、監視距離を決定する。これにより、障害物検出装置３０ｃは、実施の形態１の効果に加えて、さらに、センサ３１が遠方を監視できない状態のときには遠方の監視を行わず、監視可能な領域で監視を行うことで、不必要な監視を回避しつつ、障害物の状態に応じて監視を行うことができる。
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 列車、２０ 列車制御装置、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 障害物検出装置、３１ センサ、３２ 障害物検出部、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 監視距離決定部、３４，３４ｂ 監視領域決定部、３５ 監視可能領域判定部、３６ 非遮蔽領域判定部、３７ 監視可能距離判定部、３８ 障害物追跡部、４０，４１，４１ａ～４１ｆ 監視領域、５０ 障害物、６０ トンネル、６１ａ，６１ｂ 監視可能領域。
Claims (14)
- 列車に搭載される障害物検出装置であって、
監視領域を監視し、監視結果を出力するセンサと、
前記監視結果に基づいて、前記列車の進路上の障害物の有無を判定し、検出結果を出力する障害物検出部と、
前記検出結果を用いて、前記列車から前記列車の前方であって前記センサが監視する基準までの監視距離を決定する監視距離決定部と、
前記監視距離を用いて、前記センサが監視する前記監視領域を決定する監視領域決定部と、
を備え、
前記監視距離決定部は、前記監視距離を変更する場合、前記監視領域決定部から前記監視領域を取得し、前記列車の進路上において前記センサが監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする障害物検出装置。 - 現在の監視条件における前記センサの監視可能領域を判定する監視可能領域判定部、
を備え、
前記監視距離決定部は、前記監視可能領域判定部で判定された前記監視可能領域の範囲内で前記監視距離を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。 - 前記監視可能領域判定部は、
前記障害物以外の物体であって前記列車の進路以外の位置で前記センサの監視を妨げる遮蔽物による監視妨害を受けない非遮蔽領域を判定する非遮蔽領域判定部と、
前記現在の監視条件における前記センサによる監視可能な距離である監視可能距離を判定する監視可能距離判定部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。 - 前記監視距離決定部は、前記監視可能領域判定部で判定された、前回の監視条件における前記センサの監視可能領域と、前記現在の監視条件における前記センサの監視可能領域とが異なる場合、前記第１の監視領域の一部と前記第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の障害物検出装置。 - 前記障害物検出部で検出された前記障害物の時系列の検出結果を用いて、同一の障害物を対応付けて追跡し、前記障害物の位置を示す追跡情報を出力する障害物追跡部、
を備え、
前記監視距離決定部は、前記検出結果および前記追跡情報を用いて、前記監視距離を決定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の障害物検出装置。 - 前記監視距離決定部は、前記障害物追跡部において、前記列車と前記障害物との距離が変更された場合、前記第１の監視領域の一部と前記第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする請求項５に記載の障害物検出装置。 - 前記監視距離決定部は、前記監視距離および前記列車の制動距離に基づいて、前記列車の走行を制御する列車制御装置とともに、前記列車において推奨される速度である推奨列車速度を算出する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の障害物検出装置。 - 列車に搭載される障害物検出装置の障害物検出方法であって、
センサが、監視領域を監視し、監視結果を出力する監視ステップと、
障害物検出部が、前記監視結果に基づいて、前記列車の進路上の障害物の有無を判定し、検出結果を出力する障害物検出ステップと、
監視距離決定部が、前記検出結果を用いて、前記列車から前記列車の前方であって前記センサが監視する基準までの監視距離を決定する監視距離決定ステップと、
監視領域決定部が、前記監視距離を用いて、前記センサが監視する前記監視領域を決定する監視領域決定ステップと、
を含み、
前記監視距離決定ステップにおいて、前記監視距離決定部は、前記監視距離を変更する場合、前記監視領域決定部から前記監視領域を取得し、前記列車の進路上において前記センサが監視していない領域が発生しないように、監視済みの第１の監視領域の一部と変更後の監視距離に基づく第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする障害物検出方法。 - 監視可能領域判定部が、現在の監視条件における前記センサの監視可能領域を判定する監視可能領域判定ステップ、
を含み、
前記監視距離決定ステップにおいて、前記監視距離決定部は、前記監視可能領域判定部で判定された前記監視可能領域の範囲内で前記監視距離を決定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の障害物検出方法。 - 前記監視可能領域判定部は、非遮蔽領域判定部と、監視可能距離判定部と、を備え、
前記監視可能領域判定ステップは、
前記非遮蔽領域判定部が、前記障害物以外の物体であって前記列車の進路以外の位置で前記センサの監視を妨げる遮蔽物による監視妨害を受けない非遮蔽領域を判定する非遮蔽領域判定ステップと、
前記監視可能距離判定部が、前記現在の監視条件における前記センサによる監視可能な距離である監視可能距離を判定する監視可能距離判定ステップと、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の障害物検出方法。 - 前記監視距離決定ステップにおいて、前記監視距離決定部は、前記監視可能領域判定部で判定された、前回の監視条件における前記センサの監視可能領域と、前記現在の監視条件における前記センサの監視可能領域とが異なる場合、前記第１の監視領域の一部と前記第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の障害物検出方法。 - 障害物追跡部が、前記障害物検出部で検出された前記障害物の時系列の検出結果を用いて、同一の障害物を対応付けて追跡し、前記障害物の位置を示す追跡情報を出力する障害物追跡ステップ、
を含み、
前記監視距離決定ステップにおいて、前記監視距離決定部は、前記検出結果および前記追跡情報を用いて、前記監視距離を決定する、
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１つに記載の障害物検出方法。 - 前記監視距離決定ステップにおいて、前記監視距離決定部は、前記障害物追跡部において、前記列車と前記障害物との距離が変更された場合、前記第１の監視領域の一部と前記第２の監視領域の一部とが重なるように前記監視距離を変更する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の障害物検出方法。 - 前記監視距離決定部が、前記監視距離および前記列車の制動距離に基づいて、前記列車の走行を制御する列車制御装置とともに、前記列車において推奨される速度である推奨列車速度を算出する推奨列車速度算出ステップ、
を含むことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１つに記載の障害物検出方法。
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