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JP3137499B2 - Obstacle detection device for railway vehicles - Google Patents
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JP3137499B2 - Obstacle detection device for railway vehicles - Google Patents

Obstacle detection device for railway vehicles

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JP3137499B2
JP3137499B2 JP05102644A JP10264493A JP3137499B2 JP 3137499 B2 JP3137499 B2 JP 3137499B2 JP 05102644 A JP05102644 A JP 05102644A JP 10264493 A JP10264493 A JP 10264493A JP 3137499 B2 JP3137499 B2 JP 3137499B2
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vehicle
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走行中の鉄道車両の進
路上に存在する支障物を検知する鉄道車両用支障物検知
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an obstacle detecting device for a railway vehicle for detecting an obstacle present on the course of a running railway vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】列車、電車等の鉄道車両の運行に際し、
車両の安全を確保するために走行する車両から前方を撮
影し、この撮影画像から進路上の支障物の有無を判定す
ることが考えられる。この場合、問題となるのは支障物
までの距離Laである。車両の制動距離をLとした場
合、L<Laであれば衝突は回避可能であるが、L>L
aであれば衝突してしまう。従って、支障物は車両の前
方L(制動距離)以遠で検知する必要がある。
2. Description of the Related Art In the operation of railway vehicles such as trains and trains,
In order to ensure the safety of the vehicle, it is conceivable to take an image of the front of the traveling vehicle and determine the presence or absence of an obstacle on the course from the captured image. In this case, the problem is the distance La to the obstacle. If the braking distance of the vehicle is L, a collision can be avoided if L <La, but L> L
If it is a, it will collide. Therefore, it is necessary to detect an obstacle at a distance greater than L (braking distance) ahead of the vehicle.

【0003】しかして、走行車両から支障物までの距離
を測定する場合、従来では図6に示すようにして行なっ
ている。図6において、1は鉄道車両の先頭位置に設け
られる撮像装置で、車両の前方を撮影し、その撮影した
画像信号をA/D変換器2によりデジタル信号に変換し
て画像処理装置3に入力する。この画像処理装置3は、
画像処理装置3から送られてくる画像信号を処理して画
像中の目標物、つまり、支障物の位置を求め、その位置
情報をミラードライバ4に入力する。このミラードライ
バ4は、画像処理装置3からの位置情報に従ってミラー
5の位置(X軸及びY軸)を調整し、レーザ測距装置6
からのレーザ光がミラー5により目標方向に反射される
ようにする。これによりレーザ測距装置6から発射され
るレーザ光が目標物に対して確実に照射され、目標物ま
での距離が測定される。
[0003] Conventionally, when measuring the distance from a traveling vehicle to an obstacle, it is performed as shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes an imaging device provided at the head position of a railway vehicle, which photographs the front of the vehicle, converts the photographed image signal into a digital signal by the A / D converter 2, and inputs the digital signal to the image processing device 3. I do. This image processing device 3
The image signal sent from the image processing device 3 is processed to determine the position of a target in the image, that is, the position of the obstacle, and the position information is input to the mirror driver 4. The mirror driver 4 adjusts the position (X-axis and Y-axis) of the mirror 5 according to the position information from the image processing device 3 and
Is reflected by the mirror 5 in the target direction. Thereby, the target object is reliably irradiated with the laser beam emitted from the laser distance measuring device 6, and the distance to the target object is measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、画像処理装置3により画像処理を行なって目標
物の位置情報を求め、その位置情報によりミラードライ
バ4を駆動してレーザ測距装置6からのレーザ光が目標
物に照射されるようにしているので、ミラー5は前の位
置から次の目標位置まで一度に移動することになり、従
って、ミラー5の移動量が大きく、静定時間が長くなっ
て測距に要する時間が長くなるという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional method, image processing is performed by the image processing device 3 to obtain position information of the target, and the mirror driver 4 is driven by the position information to drive the laser distance measuring device. Since the target is irradiated with the laser beam from the mirror 6, the mirror 5 moves at one time from the previous position to the next target position. There is a problem that the time required for distance measurement becomes longer as the time becomes longer.

【0005】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、ミラーの振り角を小さくしてミラー静定時
間を短縮でき、支障物を短時間で検知し得る鉄道車両用
支障物検知装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce the swing angle of a mirror, shorten the mirror stabilization time, and detect an obstacle in a short time. It is intended to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る鉄道車両用
支障物検知装置は、走行する鉄道車両の前方を撮影する
ように設置された撮像装置と、上記車両に搭載され、レ
ール遠方上にある支障物までの距離を測定するレーザ照
射方向設定用ミラーを備えたレーザ測距装置と、上記走
行する車両の現在位置を検出する車両位置検出手段と、
上記撮像装置で撮影された画像内でレールがどの様に見
えるかを示すレール情報を車両位置に対応したデータと
して予め記憶しておく地図情報データ・ベースと、上記
撮像装置で撮影された画像信号を取込むと同時に、上記
位置検出手段により検出した位置情報に従って上記地図
情報データ・ベースよりレール情報を読出し、このレー
ル情報に基づくレール遠方の仮目標位置へレーザ測距装
置のレーザ発射方向が向くように上記ミラーを駆動する
手段と、上記撮像装置で撮影された画像信号及び地図情
報データ・ベースから読出されるレール情報よりレール
遠方上にある支障物を検出し、その位置を求める手段
と、この手段により求めた支障物の位置と上記地図情報
データ・ベースの記憶情報より求めた仮目標位置との差
だけレーザ発射方向をシフトさせる補正信号を発生して
上記ミラーの位置を調整する手段と、この手段によるミ
ラーの調整後、上記レーザ測距装置を動作させて支障物
までの測距を行なう手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
An obstacle detection device for a railway vehicle according to the present invention is provided with an imaging device installed to photograph the front of a running railway vehicle, and an image pickup device mounted on the vehicle and mounted on a distant rail. A laser distance measuring device having a laser irradiation direction setting mirror for measuring a distance to a certain obstacle, a vehicle position detecting means for detecting a current position of the traveling vehicle,
A map information database for storing rail information indicating how a rail looks in an image captured by the imaging device as data corresponding to a vehicle position; and an image signal captured by the imaging device. At the same time, the rail information is read from the map information database in accordance with the position information detected by the position detecting means, and the laser emitting direction of the laser distance measuring device is directed to a tentative target position far from the rail based on the rail information. Means for driving the mirror as described above, means for detecting an obstacle located far from the rail from the rail information read from the image signal and the map information database captured by the imaging device, and obtaining the position of the obstacle, Laser emission direction by the difference between the position of the obstacle obtained by this means and the provisional target position obtained from the stored information of the map information database Means for adjusting the position of the mirror by generating a correction signal to be shifted, and means for operating the laser distance measuring device to measure a distance to an obstacle after adjusting the mirror by the means. It is a feature.

【0007】[0007]

【作用】鉄道車両が走行を開始すると、撮像装置から出
力される画像信号を画像処理装置に取込むと共に、地図
情報データ・ベースに記憶されているレール情報を車両
の現在位置に従って読出す。この地図情報データ・ベー
スから読出されるレールの座標情報より求まるレール遠
方上の仮目標に対する情報をミラードライバに送ってミ
ラーを駆動し、レーザ測距装置から照射されるレーザ光
がミラーにより仮目標方向に反射されるようにする。
When the railway vehicle starts running, the image signal output from the imaging device is taken into the image processing device, and the rail information stored in the map information database is read according to the current position of the vehicle. The information about the tentative target on the distant rail determined from the coordinate information of the rail read out from the map information database is sent to the mirror driver to drive the mirror, and the laser beam emitted from the laser distance measuring device is used by the mirror for the tentative target To be reflected in the direction.

【0008】また、画像処理装置は、地図情報データ・
ベースからの座標情報を処理してレールの見え方のモデ
ルを作成し、撮像装置により撮影した実際の画像からレ
ール上に支障物が存在するか否かの判定処理を行なう。
支障物が存在する場合には、その位置を求めると共に、
支障物と仮目標位置との差を示す補正用信号を発生す
る。そして、この補正用信号によりミラードライバを駆
動してミラーの位置を調整すると共に、その後、レーザ
測距装置に動作指令を与えて支障物までの距離を測定す
る。
[0008] The image processing apparatus is provided with map information data
A model of how the rail looks is created by processing the coordinate information from the base, and a process of determining whether an obstacle is present on the rail is performed from an actual image captured by the imaging device.
If there is an obstacle, determine its position,
A correction signal indicating a difference between the obstacle and the temporary target position is generated. The mirror driver is driven by the correction signal to adjust the position of the mirror, and thereafter, an operation command is given to the laser distance measuring device to measure the distance to the obstacle.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図1は本発明の一実施例に係る鉄道車両用
支障物検知装置の構成を示すブロック図、図2は図1に
おける地図情報データ・ベースの情報設定例を示す図、
図3は上記支障物検知装置が搭載される車両の説明図で
ある。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a railway vehicle obstacle detection device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of information setting of a map information data base in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a vehicle on which the obstacle detection device is mounted.

【0010】図1において、11は赤外線カメラ等の撮
像装置で、図3に示すように列車車両21の先頭位置に
取り付けられ、車両の前方を撮影する。この撮像装置1
1で撮影された画像信号は、A/D(アナログ/ディジ
タル)変換器12でディジタルデータに変換されて、画
像処理装置13に入力される。この画像処理装置13
は、内部に画像メモリを備え、上記撮像装置11よりA
/D変換器12を介して入力される画像信号を記憶す
る。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an imaging device such as an infrared camera, which is mounted at the head of a train car 21 as shown in FIG. This imaging device 1
The image signal photographed in 1 is converted into digital data by an A / D (analog / digital) converter 12 and input to an image processing device 13. This image processing device 13
Is provided with an image memory inside,
The image signal input via the / D converter 12 is stored.

【0011】また、上記画像処理装置13には、地図情
報データ・ベース14、出力装置15、レーザ測距装置
16等が接続される。上記地図情報データ・ベース14
には、各キロ程(基準点からの距離)に応じたレールの
情報、例えば図2(a)に示すようにキロ程rと、この
キロ程rに応じた左右のレールに対する「右(x200 ,
y200 ),(x300 ,y300 ),…,(x1000,y100
0)」,「左(x200 ,y200 ),(x300 ,y300
),…,(x1000,y1000)」等のx,y座標情報が
予め書き込まれている。上記地図情報データ・ベース1
4に書き込まれている座標情報は、図2(b)に示すよ
うに現地点rより200m〜1000m遠方のレール
が、画面上でどのように見えるかという情報であり、例
えば(x1000,y1000)は、現地点rより1000m遠
方のレールが、画面上で(x1000,y1000)の座標に表
示されているということを示している。
The image processing device 13 is connected to a map information database 14, an output device 15, a laser distance measuring device 16, and the like. The above map information database 14
In FIG. 2A, information on rails corresponding to each kilometer (distance from a reference point), for example, as shown in FIG. 2A, "Right (x200 ,
y200), (x300, y300), ..., (x1000, y100
0) "," left (x200, y200), (x300, y300
,..., (X1000, y1000) "are written in advance. The above map information database 1
The coordinate information written in 4 is information as to how a rail 200 m to 1000 m far from the local point r looks on the screen as shown in FIG. 2B, for example, (x1000, y1000) Indicates that a rail 1000 m far from the local point r is displayed at coordinates (x1000, y1000) on the screen.

【0012】上記地図情報データ・ベース14に記憶さ
れた情報は、車両の現在位置を検出するキロ程センサ1
7からのキロ程によって読出される。このキロ程センサ
17は、例えば図3に示すように車両21の車輪22の
回転を検出し、基準点からの距離データ、つまり、キロ
程rを出力する。
The information stored in the map information database 14 is a kilometer sensor 1 for detecting the current position of the vehicle.
It is read by the kilometer from seven. The kilometer sensor 17 detects the rotation of the wheels 22 of the vehicle 21 as shown in FIG. 3, for example, and outputs distance data from the reference point, that is, the kilometer r.

【0013】地図情報データ・ベース14は、キロ程セ
ンサ17により検出されたキロ程rに応じてレールの座
標情報「(x200 ,y200 ),(x300 ,y300 ),
…,(x1000,y1000)」を画像処理装置13に出力す
ると共に、車両21の制動距離以遠における目標距離を
示す座標情報、例えば(x1000,y1000)のみを加算器
18を介してミラードライバ19に出力する。このミラ
ードライバ19は、加算器18を介して与えられる情報
によってレーザ測距装置16のレーザ照射方向設定用ミ
ラー20の位置(X軸及びY軸)を設定し、レーザ測距
装置6からのレーザ光がミラー20により仮目標方向に
照射されるようにする。
The map information database 14 stores rail coordinate information "(x200, y200), (x300, y300)," according to the kilometer r detected by the kilometer sensor 17.
.., (X1000, y1000) "to the image processing device 13 and only the coordinate information indicating the target distance beyond the braking distance of the vehicle 21, for example, (x1000, y1000), to the mirror driver 19 via the adder 18. Output. The mirror driver 19 sets the position (X-axis and Y-axis) of the laser irradiation direction setting mirror 20 of the laser distance measuring device 16 based on information given via the adder 18, and outputs the laser beam from the laser distance measuring device 6. Light is irradiated by the mirror 20 in the temporary target direction.

【0014】一方、画像処理装置13は、地図情報デー
タ・ベース14からの座標情報を処理してレールの見え
方のモデルを作成し、撮像装置11により撮影した実際
の画像からレール上に支障物が存在するか否かの判定処
理を行ない、支障物が存在する場合には、その位置を求
める。更に、画像処理装置13は、上記レールの見え方
のモデルと撮像装置11により撮影した実際の画像から
抽出したレールの候補のパターンマッチングを行なって
上記支障物の位置を修正、即ち、車両の振動やキロ程セ
ンサ17の誤差等に伴う検出位置の誤差を修正すると共
に、その支障物の位置と上記地図情報データ・ベース1
4から求めた仮目標位置との差を示す補正用信号Δx,
Δyを発生する。この補正用信号Δx,Δyは、画像処
理装置13から加算器18を介してミラードライバ19
へ送られ、これによりミラー20の位置が調整される。
上記補正用信号Δx,Δyは、車両の振動やキロ程セン
サ17の誤差等を補正するための信号である。その後、
画像処理装置13は、レーザ測距装置16に動作指令を
与えて支障物までの距離を測定する。このレーザ測距装
置16により測定された支障物までの距離は、画像処理
装置13に送られ、出力装置15により運転者に報知さ
れる。
On the other hand, the image processing device 13 processes the coordinate information from the map information database 14 to create a model of the appearance of the rail, and uses the actual image captured by the imaging device 11 to display obstacles on the rail. Is determined, and if an obstacle exists, its position is determined. Further, the image processing device 13 corrects the position of the obstacle by performing pattern matching of the rail appearance model and the rail candidates extracted from the actual image captured by the imaging device 11, that is, the vibration of the vehicle. In addition to correcting the error of the detection position caused by the error of the distance sensor 17 or the kilometer sensor 17, the position of the obstacle and the map information database 1 are corrected.
4, a correction signal Δx indicating a difference from the tentative target position obtained from
Δy is generated. The correction signals Δx and Δy are supplied from the image processing device 13 via the adder 18 to the mirror driver 19.
To adjust the position of the mirror 20.
The correction signals Δx and Δy are signals for correcting vibration of the vehicle, an error of the kilometer sensor 17, and the like. afterwards,
The image processing device 13 gives an operation command to the laser distance measuring device 16 to measure the distance to the obstacle. The distance to the obstacle measured by the laser distance measuring device 16 is sent to the image processing device 13 and is notified to the driver by the output device 15.

【0015】次に上記実施例の動作を図4に示すフロー
チャートを参照して説明する。列車が始発駅を出る際、
車両の現在位置に対応するキロ程をキロ程センサ17に
設定する(ステップA1 )。そして、列車が走行を開始
すると、撮像装置11から出力される画像信号をA/D
変換器12を介して画像処理装置13に読み込み(ステ
ップA2 )、内部の画像メモリに記憶する。上記撮像装
置11からの画像信号を画像処理装置13に読み込むと
同時に、地図情報データ・ベース14に記憶されている
地図情報、つまり、レールの見え方を示す座標情報
「(x200 ,y200),(x300 ,y300 ),…,(x1
000,y1000)」をキロ程センサ17からのキロ程rに
従って読出す(ステップA3 )。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the train leaves the starting station,
The kilometer corresponding to the current position of the vehicle is set in the kilometer sensor 17 (step A1). When the train starts running, the image signal output from the imaging device 11 is converted to an A / D signal.
The data is read into the image processing device 13 via the converter 12 (step A2) and stored in the internal image memory. At the same time as reading the image signal from the imaging device 11 into the image processing device 13, the map information stored in the map information database 14, that is, the coordinate information “(x200, y200), ( x300, y300), ..., (x1
000, y1000) "in accordance with the kilometer r from the kilometer sensor 17 (step A3).

【0016】この地図情報データ・ベース14から読出
されるレールの座標情報は、全情報が画像処理装置13
に入力されると共に、仮目標に対する座標情報例えば
(x1000,y1000)のみが加算器18を介してミラード
ライバ19に送られる。ミラードライバ19は、画像処
理装置13から送られてくる座標情報により、レーザ測
距装置16に対するミラー20の位置(X軸及びY軸)
を仮目標に設定し、レーザ測距装置16から照射される
レーザ光がミラー20により目標方向に反射されるよう
にする(ステップA4 )。
As for the rail coordinate information read out from the map information database 14, all the information is stored in the image processing device 13.
, And only the coordinate information, for example, (x1000, y1000) for the temporary target is sent to the mirror driver 19 via the adder 18. The mirror driver 19 determines the position of the mirror 20 with respect to the laser distance measuring device 16 (X axis and Y axis) based on the coordinate information sent from the image processing device 13.
Is set as a temporary target so that the laser beam emitted from the laser distance measuring device 16 is reflected in the target direction by the mirror 20 (step A4).

【0017】一方、画像処理装置13は、上記画像メモ
リに書き込まれた画像信号を周知の各種画像処理アルゴ
リズムにより2値化し、レール部分を2値画像として抽
出し、その2値画像を画像メモリに記憶する(ステップ
A5 )。
On the other hand, the image processing device 13 binarizes the image signal written in the image memory by various well-known image processing algorithms, extracts a rail portion as a binary image, and stores the binary image in the image memory. It is stored (step A5).

【0018】また、画像処理装置13は、地図情報デー
タ・ベース14からの座標情報を処理してレールの見え
方のモデルを作成し、撮像装置11により撮影した実際
の画像からレール遠方上に支障物が存在するか否かの判
定処理を行なう(ステップA6 )。支障物が存在する場
合には、その位置を求めると共に、上記レールの見え方
のモデルと撮像装置11により撮影した実際の画像から
抽出したレールの候補のパターンマッチングを行なって
支障物の位置を修正し、この修正した支障物の位置と上
記仮目標位置、つまり、地図情報データ・ベース14の
座標情報(x1000,y1000)との差に対する補正用信号
Δx,Δyを発生する。具体的には、レールモデルを上
下左右に動かして複数のモデルを発生させ、実際の画像
から抽出したレールの候補と比較し、どのモデルと一番
良くマッチングするかを調べ、最も良くマッチしたモデ
ルに対して、それが元のモデルをどれだけ動かしたかに
より補正用信号Δx,Δyを決定する。
The image processing device 13 processes the coordinate information from the map information database 14 to create a model of the appearance of the rail, and disturbs the rail from a real image taken by the imaging device 11 to the far side of the rail. A determination process is performed to determine whether an object exists (step A6). If there is an obstacle, the position of the obstacle is corrected by performing pattern matching of the rail appearance model and a rail candidate extracted from an actual image taken by the imaging device 11 while obtaining the position of the obstacle. Then, correction signals Δx and Δy for the difference between the corrected position of the obstacle and the tentative target position, that is, the coordinate information (x1000, y1000) of the map information database 14 are generated. Specifically, move the rail model up, down, left, and right to generate multiple models, compare them with rail candidates extracted from actual images, find out which model matches best, and find the model that matches best , The correction signals Δx and Δy are determined based on how much the original model has been moved.

【0019】そして、次のステップA7 で上記ステップ
A6 で支障物が検出されたかどうかを判断し、支障物が
検出された場合には上記補正用信号Δx,Δyにより修
正された支障物の位置情報を加算器18を介してミラー
ドライバ19へ出力する。これによりミラー20の位置
が目標方向に正しく調整される(ステップA8 )。
In the next step A7, it is determined whether or not an obstacle has been detected in step A6. If an obstacle has been detected, the position information of the obstacle corrected by the correction signals .DELTA.x and .DELTA.y is determined. Is output to the mirror driver 19 via the adder 18. As a result, the position of the mirror 20 is correctly adjusted in the target direction (step A8).

【0020】その後、画像処理装置13は、レーザ測距
装置16に動作指令を与えて支障物までの距離を測定す
る(ステップA9 )。このレーザ測距装置16により測
定された支障物までの距離は、画像処理装置13へ送ら
れ、支障物の存在及び支障物までの距離が出力装置15
により運転者に報知される(ステップA10)。運転者
は、出力装置15により支障物の存在及び支障物までの
距離を確認し、その距離に応じて例えば列車の減速、停
止等の操作を行なうことになる。
Thereafter, the image processing device 13 gives an operation command to the laser distance measuring device 16 to measure the distance to the obstacle (step A9). The distance to the obstacle measured by the laser distance measuring device 16 is sent to the image processing device 13, and the existence of the obstacle and the distance to the obstacle are output to the output device 15.
Is notified to the driver (step A10). The driver checks the presence of the obstacle and the distance to the obstacle using the output device 15, and performs operations such as deceleration and stop of the train according to the distance.

【0021】上記ステップA10の処理を終了した後、あ
るいはステップA7 で支障物が存在しないと判断された
場合は、ステップA11で運転終了かどうかを判断し、終
了ならば本処理は終了し、運転終了でなければステップ
A2 に戻って上記動作を繰り返す。
After the completion of the process in step A10, or when it is determined in step A7 that there is no obstacle, it is determined in step A11 whether or not the operation has been completed. If not, the flow returns to step A2 to repeat the above operation.

【0022】図5は、画像信号の取込みから測距を終了
するまでの、本発明装置による処理時間と従来装置によ
る処理時間との比較を示したものである。本発明装置に
おいては、図5(a)に示すようにt0 時点で撮像装置
11からの画像取込みを開始し、画像取込み後、t1 で
点で画像処理と共にミラー20の駆動が同時に行なわれ
る。この場合、画像処理時間に比較して短い時間ta で
ミラー20の駆動を終了する。これによりミラー20が
仮目標の位置に移動する。そして、画像処理がt2 時点
で終了すると、画像処理結果に基づいてミラー20が再
度駆動され、正しい位置に調整される。この時のミラー
駆動時間は、最初の駆動時間ta より短い時間tb で終
了する。その後、画像処理装置13からレーザ測距装置
16に駆動指令が送られ、支障物に対する測距が行なわ
れ、t3 時点で測距動作を終了する。
FIG. 5 shows a comparison between the processing time of the apparatus of the present invention and the processing time of the conventional apparatus from the time when the image signal is taken until the distance measurement is completed. In the apparatus of the present invention, as shown in FIG. 5 (a), the image capture from the image pickup device 11 is started at time t0, and after the image capture, the mirror 20 is driven simultaneously with the image processing at time t1. In this case, the driving of the mirror 20 is completed in a time ta shorter than the image processing time. As a result, the mirror 20 moves to the position of the temporary target. When the image processing is completed at time t2, the mirror 20 is driven again based on the result of the image processing, and is adjusted to a correct position. The mirror driving time at this time ends in a time tb shorter than the initial driving time ta. Thereafter, a drive command is sent from the image processing device 13 to the laser distance measuring device 16 to measure the distance to the obstacle, and the distance measuring operation ends at time t3.

【0023】従来装置においては、図5(b)に示すよ
うにt0 時点で画像取込みを開始し、画像取込み後、t
1 時点で画像処理が開始される。画像処理がt2 時点で
終了すると、画像処理結果に基づいてミラーが駆動され
る。この時のミラーは、仮目標に設定されていないの
で、移動する距離が長く、「ta +tb 」の駆動時間を
必要とする。その後、支障物に対する測距が行なわれ、
t4 時点で測距動作を終了する。
In the conventional apparatus, as shown in FIG. 5 (b), image capture starts at time t0, and after image capture, t
Image processing starts at one point. When the image processing ends at time t2, the mirror is driven based on the image processing result. Since the mirror at this time is not set as a temporary target, the mirror moves a long distance and requires a driving time of “ta + tb”. After that, distance measurement for obstacles was performed,
At the time point t4, the distance measuring operation ends.

【0024】上記のように従来装置では、画像処理後に
「ta +tb 」のミラー駆動時間を必要とするのに対
し、本発明では画像処理後のミラー駆動時間はtb のみ
であり、従来装置に比較してtb 時間短縮される。
As described above, in the conventional apparatus, a mirror driving time of "ta + tb" is required after image processing, whereas in the present invention, the mirror driving time after image processing is only tb. As a result, the time tb is reduced.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、画
像信号の取込みを行なった際、地図情報データ・ベース
に予め記憶しているレール座標情報によりミラーを仮目
標に設定し、その後、画像処理を行なって得た支障物に
対する位置情報からミラーの位置を調整するようにした
ので、画像処理後のミラー振り角が小さくなり、ミラー
駆動時間及びミラー静定時間を短縮でき、支障物に対す
る測距を迅速、かつ確実に行なうことができる。
As described above in detail, according to the present invention, when an image signal is captured, a mirror is set as a tentative target by rail coordinate information stored in advance in a map information database. Since the position of the mirror is adjusted based on the position information on the obstacle obtained by performing the image processing, the mirror swing angle after the image processing is reduced, the mirror driving time and the mirror stabilization time can be reduced, and the obstacle can be reduced. Can be quickly and reliably measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る鉄道車両用支障物検知
装置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an obstacle detection device for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における地図情報データ・ベースの記憶情
報例を示す図。
FIG. 2 is a view showing an example of storage information of a map information database in FIG. 1;

【図3】上記支障物検知装置が搭載される車両の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view of a vehicle on which the obstacle detection device is mounted.

【図4】上記支障物検知装置の処理の流れを説明するフ
ローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of processing of the obstacle detection device.

【図5】画像信号の取込みから測距を終了するまでの本
発明装置と従来装置による処理時間を比較して示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a comparison of processing time between the apparatus of the present invention and the conventional apparatus from the time when an image signal is taken until the end of distance measurement.

【図6】従来の支障物検知装置の構成を示すブロック
図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional obstacle detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…撮像装置、12…A/D変換器、13…画像処理
装置、14…地図情報データ・ベース、15…出力装
置、16…レーザ測距装置、17…キロ程センサ、18
…加算器、19…ミラードライバ、20…ミラー、21
…車両、22…車輪。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Image pick-up device, 12 ... A / D converter, 13 ... Image processing device, 14 ... Map information database, 15 ... Output device, 16 ... Laser distance measuring device, 17 ... Kilometer sensor, 18
... Adder, 19 ... Mirror driver, 20 ... Mirror, 21
... vehicle, 22 ... wheels.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 一正 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番 1号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 涌沢 邦章 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 平4−95889(JP,A) 特開 昭59−47663(JP,A) 特許3085755(JP,B2) 特許3021131(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 B61D 37/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazumasa Miyamoto 1-1-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Shipyard, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Kuniaki Wakuzawa Nishi-ku, Hiroshima 4-6-22 Kannon Shinmachi Inside the Hiroshima Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (56) References JP-A-4-95889 (JP, A) JP-A-59-47663 (JP, A) Patent 3087555 (JP, B2) Patent 3021131 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 7 /48-7/51 G01S 17/00-17/95 B61D 37/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 走行する鉄道車両の前方を撮影するよう
に設置された撮像装置と、 上記車両に搭載され、レール遠方上にある支障物までの
距離を測定するレーザ照射方向設定用ミラーを備えたレ
ーザ測距装置と、 上記走行する車両の現在位置を検出する車両位置検出手
段と、 上記撮像装置で撮影された画像内でレールがどの様に見
えるかを示すレール情報を車両位置に対応したデータと
して予め記憶しておく地図情報データ・ベースと、 上記撮像装置で撮影された画像信号を取込むと同時に、
上記位置検出手段により検出した位置情報に従って上記
地図情報データ・ベースよりレール情報を読出し、この
レール情報に基づくレール遠方の仮目標位置へレーザ測
距装置のレーザ発射方向が向くように上記ミラーを駆動
する手段と、 上記撮像装置で撮影された画像信号及び地図情報データ
・ベースから読出されるレール情報よりレール遠方上に
ある支障物を検出し、その位置を求める手段と、 この手段により求めた支障物の位置と上記地図情報デー
タ・ベースの記憶情報より求めた仮目標位置との差だけ
レーザ発射方向をシフトさせる補正信号を発生して上記
ミラーの位置を調整する手段と、 この手段によるミラーの調整後、上記レーザ測距装置を
動作させて支障物までの測距を行なう手段とを具備した
ことを特徴とする鉄道車両用支障物検知装置。
1. An image pickup device installed to take an image of the front of a running railway vehicle, and a mirror for setting a laser irradiation direction mounted on the vehicle and measuring a distance to an obstacle on a distant rail. A laser distance measuring device, a vehicle position detecting means for detecting a current position of the traveling vehicle, and rail information indicating how a rail looks in an image taken by the image pickup device corresponding to the vehicle position. At the same time as capturing a map information database stored in advance as data and an image signal captured by the imaging device,
Rail information is read from the map information database in accordance with the position information detected by the position detecting means, and the mirror is driven so that the laser emission direction of the laser distance measuring device is directed to a tentative target position far from the rail based on the rail information. Means for detecting obstacles located far from the rails based on the image signals captured by the imaging device and the rail information read from the map information database, and determining the position of the obstacles; Means for adjusting the position of the mirror by generating a correction signal for shifting the laser emission direction by the difference between the position of the object and the temporary target position obtained from the stored information of the map information database; Means for operating the laser distance measuring device after the adjustment to measure a distance to an obstacle. Object detection device.
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