JP2005349997A - 鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】戸閉めセンサでは対処できない小さい異物がドアに挟まっているか否かを検知可能な鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置を提供する。
【解決手段】鉄道車両の乗降客ドアの会合部の上部に設けられたカメラにより撮像されたドア開放前画像を基準画像として取得するとともに、乗降客の乗降後画像を判定画像として取得する（ステップＳ１，Ｓ３）。取得された基準画像と判定画像とを比較処理する際に、両画像の垂直成分をそれぞれ強調する（ステップＳ２，Ｓ４）。そして、垂直成分が強調された前記基準画像と判定画像との差分を求め、この差分に基づいて乗降客用出入り口ドアに挟まれた異物を検出する（ステップＳ５〜Ｓ１０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、鉄道車両の乗客が乗り降りする出入り口ドアにおける異物の挟まれを検出する鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置に関する。

一般に、鉄道車両（以下「車両」と称する）の乗客が乗り降りする出入り口ドア（以下「ドア」と称する）では、そのドア機構に対してリミットスイッチなどから構成される戸閉め検知装置が取り付けられ、ドアの機械的位置によってドアの閉状態が検知される。ドア閉状態が検知されると、その検知結果は、車両側面のランプ、及び車両乗務員室のランプ等の点灯により乗務員に通知される。さらに車両乗務員、及びホーム上の駅員により、ドアに挟まっている異物の有無、及びドア周辺の安全性が目視によって確認され、これにより、車両走行への支障の有無が判断されている。
特開２００３−２５２２０１号

しかしながら、このような戸閉め検知装置は、ドア閉め状態を機械的位置により検知しているため、人間の体や比較的大きな物は自動検出することが可能であるものの、ドアに挟まれた異物が小さい場合や厚さが薄い場合などは、ドアが閉まったと判断してしまう。その判断結果を受けて、車両は走行可能な状態となる。このような場合に備え、車両乗務員やホーム上の駅員によってドア周辺を確認しているが、充分な確認ができずに「安全」と判断してしまう状況が発生する。特に、駅ホームがカーブ状になっているために見通しが悪い場合や、夜間や地下駅ホームのように薄暗い状況下においては見渡しが悪いために、ドアに挟まれている異物を見逃してしまうおそれもある。

特に、ドアに挟まれた異物がショルダーバッグのような物の場合、バッグが車両の中にあり、バッグ紐部分がドアに挟まれ、そのバッグの所有者がホーム上にいるような位置関係の場合は非常に危険であり、乗務員が気付かず車両が発進した場合、事故の発生につながるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑み、出入り口ドアの会合部外側上部に、カメラを設置し、カメラにより撮像した画像を画像処理することにより、ドア閉動作時にドアに挟まれた異物、及びドア周辺の異物を自動的に検出することができる鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、鉄道車両の乗降客ドアの会合部上部に設けられたカメラにより撮像されたドア開放前画像を基準画像として取得するとともに、乗降客の乗降後画像を判定画像として取得する画像取得手段と、取得された基準画像と判定画像とを比較処理する際に、両画像の垂直成分をそれぞれ強調する垂直成分強調処理手段と、垂直成分が強調された前記基準画像と判定画像との差分を求め、この差分に基づいて乗降客用出入り口ドアに挟まれた異物を検出する異物検出手段とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２では、請求項１に記載の鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置において、前記異物検出手段は、ドアの会合部及びその近辺のホーム部を処理対象とするために他の画像処理エリアをマスク処理するマスク処理手段を含む、ことを特徴としている。

さらに、請求項３では、請求項１または２に記載の鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置において、前記異物検出手段は、ドア開放前画像と乗降後画像とを比較処理する際の判定において、ドア上部に位置するエリアでは感度を低くして、ドア下部に位置するエリアでは感度を高くする高さによる重み付け処理を行う、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、出入り口ドアの会合部外側上部へカメラを設置し、カメラにより撮像した画像を画像処理することにより、戸閉めセンサでは対処できない小さい異物がドアに挟まっていても精度良く、これを自動検出することができる。

また、請求項２の発明によれば、ドア画像を比較処理する際に、画像上におけるドアの会合部及びその近辺のホーム部に異物が存在すること利用し、ドアの会合部及びその近辺のホーム部のみを処理対象とすることにより、画像に応じた適切な画像処理が実行でき、精度の良い判定が可能となる。

請求項３の発明によれば、ドアに異物が挟まれた画像において、ドアの上部にあるものは大きく、ドアの下部にあるものは小さい面積を占めるため、ドア開放前画像と乗降後画像とを比較処理する際の判定において、ドア上部に位置するエリアでは感度を低くして、ドア下部に位置するエリアでは感度を高くすることによって、精度の良い画像処理が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

〈システム全体の構成〉
図１において、車両１０の好ましくは全ての乗降客ドア１１の会合部外側上部には、ドア監視用カメラ１が設けられている。その詳細は図２に示すように、ドア１１の上部に在るドア上部ケーシング１４内に、既存の左右の戸閉めセンサ２と共に中央にドア監視用カメラ１が取り付けられる。従って、車両１０がホーム１５に停車しているときにドア監視用カメラ１により画像を取得すると、例えば、図３に示す画像が得られる。

図３に示す画像において、符号１１’はドア１１の映像部分、１２’はドア１１の会合部のゴム帯等からなる弾性体１２の映像部分、１５’はドアホーム１５の映像部分である。なお、図２における符号１３は車両１０の床である。

ドア監視カメラ１は、基準画像としてドア開放前画像を取得し、判定画像として乗降後画像を取得するものである。ドア監視用カメラ１の画像は、画像処理器３に送られる。

画像処理器３は、コンピュータで構成され、本発明に係る鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置を構成している。この画像処理器３は、ソフトウェアによる画像処理によってドア閉動作時にドアに挟まれた小さな異物やドア周辺の異物を自動的に検出することができるもので、その機能上、ドア監視用カメラ１により撮像されたドア開放前画像を基準画像として取得するとともに、乗降客の乗降後画像を判定画像として取得する画像取得手段と、取得された基準画像と判定画像とを比較処理する際に、両画像の垂直成分をそれぞれ強調する垂直成分強調処理手段と、垂直成分が強調された前記基準画像と判定画像との差分を求め、この差分に基づいて乗降客用ドア１１に挟まれた異物を検出して異物検知信号を生成する異物検出手段とを備えている。生成された異物検知信号は、運転席や車掌席に設けられた乗務員用モニタ４に送出される。乗務員用モニタ４では、ドア監視用カメラ１の選択等の指示と共に、異物の検知されたドア監視カメラ１からの画像の表示行われる。

次に本発明における画像取得処理と画像処理のシーケンスについて、図４のフローチャートおよび図５乃至図１２を用いて説明する。

〈画像取得処理〉
画像処理器３は、ドア開閉信号と、車両の速度が５ｋｍ／ｈ以下になった際に通知される５Ｋリレー（図示せず）からの通知を受ける。画像の取得に際しては、車両が５ｋｍ／ｈ以下になった際に通知される５Ｋ検知指令を受けると、ドア監視用カメラ１から基準画像の取得を開始する。基準画像は連続的に最新のものを記録しておく。車掌がドア開閉スイッチをドア開にするとドア１１が開き、ドア開信号が出力されるので、その直前の画像を基準画像とする。

乗客の乗降後、車掌がドア開閉スイッチをドア閉にするとドアが閉まるとともに、ドア閉信号が出力されるので、この際の画像を判定画像として取得して判定処理を行う。

〈異物判定の画像処理〉
画像処理器３は、基準画像として取得されたドア開放前画像と、判定画像として取得された乗降後画像とを比較して、乗降後画像にドア開放前画像に表れていない異物が現れている場合に、当該画像を取得したドア監視用カメラ１のドアに関する異物検知信号を発生する。以下にそのアルゴリズムを図４のフローチャートに従って詳述する。

先ず、基準画像として図５に示すようなドア開放前画像が取り込まれる（ステップＳ１）。この基準画像に対して、垂直エッジの成分を強調して画像のエッジを際立たせる処理が実行され、強調基準画像が生成される（ステップＳ２）。この処理は、ドア１１に挟まった異物は車体側面に対して垂直方向の物体として映る傾向を利用し、画像の垂直成分を強調するためである。

今、図６に示すように、ドア１１に異物１６が挟まった乗降後画像が判定画像として取り込まれたとする（ステップＳ３）。この判定画像に対しても同様に、垂直エッジの成分を強調して画像のエッジを際立たせる処理が実行され、強調判定画像が生成される（ステップＳ４）。

次いで、縦方向のエッジが強調された両画像の差分が求められ、図７に示すような異物１６’が抽出された画像が取得される。図６に示すように、異物１６は画像上で縦方向（電車から離れる方向）に存在するため、基準及び判定画像の縦方向のエッジを強調させる処理を行う事で、図８の１７に示すような細い異物や薄く映った異物を図９に示すような異物画像１８として強調することができる。また、同時にホームのエッジ、電車のエッジなど横方向の余分な情報を除去できる。

また、図１０の異物１９のように高い位置にある異物は大きく映り、図１１の異物２０のように低い位置にあるものは小さく映るため、高い位置にある異物の方が検出されやすく、逆に低い位置にある異物は検出されにくい。このため、ステップＳ６の２値化処理では、しきい値によって画像の２値化を行う際、高い所のしきい値は厳しく、低いところのしきい値は甘くする事により、高い位置にあるものの感度を低く、低い位置にあるものの感度を高くするようにしている。

さらに、異物がドア１１に挟まった場合、図１２に示すように、挟まった異物画像は、ドアゴム部や中心付近のホーム部に必ず存在し、それ以外の場所にある可能性は低くなる。そのため、ステップＳ７のマスク処理では、ドアゴム部や中心付近のホーム部の画像のみを残し、それ以外の部分を除外することにより、異物の存在する部分のみに対して処理を行うことができ、処理の高速化が達成でき、また、雨などの外的要因による検知性能の低下を防ぐことができる。

そして、ステップＳ８以下の処理では、繋がった一連の領域サイズが設定値以上のものを異物として抽出する。この際も、高さの高い位置にあるものは設定値を厳しく、低いところにあるものは甘くする事で、高い位置にあるものの感度を低く、低い位置にあるものの感度を高くできる。異物が抽出されると、異物検知信号として乗務員用モニタ４に供給される。これにより、乗務員は異物が挟まれた画像をモニタによって確認することができる。

本発明に係る鉄道車両における乗降客ドアの異物検知装置の一実施形態を示す説明図。 同実施形態におけるドア監視用カメラの取り付け状態を示す説明図。 ドア監視用カメラによる取得画像の一例を示す説明図。 本発明に係る鉄道車両における乗降客ドアの異物検知装置の一実施形態の異物判定処理の手順を示すフローチャート。 基準画像としてのドア開放前画像を示す説明図。 判定画像としての乗降後画像を示す説明図。 基準画像と判定画像との差分画像を示す説明図。 細い異物が挟まった乗降後画像の一例を示す説明図。 図８のような細い異物を強調した画像の一例を示す説明図。 高い位置に異物が挟まれた画像の一例を示す説明図。 低い位置に異物が挟まれた画像の一例を示す説明図。 異物がドアゴム部や中心付近のホーム部に存在することを示す説明図。

符号の説明

１ ドア監視用カメラ
２ 戸閉めセンサ
３ 画像処理器
４ 乗務員モニタ
１０ 車両
１１ 乗降客ドア
１１’ 乗降客ドア１１の映像部分
１２ 弾性体
１２’ 弾性体１２の映像部分
１３ 車両床
１４ ドア上部ケーシング
１５ ホーム
１５’ ホーム１５の映像部分
１６，１６’，１７，１８，１９ 異物（異物画像）

Claims (3)

1. 鉄道車両の乗降客ドアの会合部上部に設けられたカメラにより撮像されたドア開放前画像を基準画像として取得するとともに、乗降客の乗降後画像を判定画像として取得する画像取得手段と、
   取得された基準画像と判定画像とを比較処理する際に、両画像の垂直成分をそれぞれ強調する垂直成分強調処理手段と、
   垂直成分が強調された前記基準画像と判定画像との差分を求め、この差分に基づいて乗降客用出入り口ドアに挟まれた異物を検出する異物検出手段と、
   を備えたことを特徴とする鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置。
2. 請求項１に記載の鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置において、
   前記異物検出手段は、ドアの会合部及びその近辺のホーム部を処理対象とするために他の画像処理エリアをマスク処理するマスク処理手段を含む、
   ことを特徴とする鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置。
3. 請求項１または２に記載の鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置において、
   前記異物検出手段は、ドア開放前画像と乗降後画像とを比較処理する際の判定において、ドア上部に位置するエリアでは感度を低くして、ドア下部に位置するエリアでは感度を高くする高さによる重み付け処理を行う、
   ことを特徴とする鉄道車両における乗降客ドアの異物検出装置。
   

Images