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JP7764123B2 - Image capture device failure determination system - Google Patents
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JP7764123B2 - Image capture device failure determination system - Google Patents

Image capture device failure determination system

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JP7764123B2 JP2020109652A JP2020109652A JP7764123B2 JP 7764123 B2 JP7764123 B2 JP 7764123B2 JP 2020109652 A JP2020109652 A JP 2020109652A JP 2020109652 A JP2020109652 A JP 2020109652A JP 7764123 B2 JP7764123 B2 JP 7764123B2
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Description

本発明は、撮像装置の故障を判定する技術に関する。 The present invention relates to technology for determining whether an imaging device is faulty.

撮像装置が撮像した画像から物体を認識し、その認識の結果に応じて装置を制御する技術がある。例えば、車両に搭載された撮像装置により撮像した画像から通行人等を認識し、認識した通行人等に車両が衝突しないように車両を停車する等の制御を行う技術が開発されている。 There is technology that recognizes objects from images captured by an imaging device and controls the device based on the results of that recognition. For example, technology has been developed that recognizes pedestrians and other objects from images captured by an imaging device mounted on a vehicle, and then controls the vehicle to stop so as not to collide with the recognized pedestrians and other objects.

上記のような目的で撮像装置が用いられる場合、撮像装置が故障すると、撮像された画像に誤りが生じ、その画像から物体が正しく認識されず、その結果、車両が通行人等の回避に失敗する危険性がある。 When an imaging device is used for the above purposes, if the imaging device malfunctions, errors will occur in the captured images, and objects will not be correctly recognized from those images, which could result in the vehicle failing to avoid pedestrians, etc.

従って、撮像装置の故障の有無を判定し、故障が有ると判定した場合、車両を緊急停車する等の対策が必要となる。 Therefore, it is necessary to determine whether or not there is a malfunction in the imaging device, and if a malfunction is determined to exist, to take measures such as making an emergency stop of the vehicle.

撮像装置の故障の有無を判定する技術を開示している文献として、例えば特許文献1がある。特許文献1には、デジタルカメラが撮像したデジタル画像が所定時間にわたって一様であると、デジタルカメラが故障であると判定する仕組みが記載されている。 One example of a document disclosing technology for determining whether an imaging device is faulty is Patent Document 1. Patent Document 1 describes a mechanism for determining that a digital camera is faulty if the digital images captured by the digital camera remain uniform over a predetermined period of time.

特開2001-36927号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-36927

特許文献1に記載の仕組みによる場合、撮像装置に故障が生じた後、一様な画像が所定枚数、撮像された後に撮像装置が故障と判定される。従って、車両の自動運転等のリアルタイム性が求められる制御のために用いられる撮像装置の故障の有無の判定には、特許文献1に記載の仕組みは時間がかかり過ぎる。 When using the mechanism described in Patent Document 1, after a malfunction occurs in the imaging device, a predetermined number of uniform images are captured before the imaging device is determined to have malfunctioned. Therefore, the mechanism described in Patent Document 1 takes too long to determine whether or not an imaging device used for control that requires real-time performance, such as autonomous vehicle driving, has malfunctioned.

上記の事情に鑑み、本発明は、撮像装置の故障の有無を実質的に瞬時に判定可能とする技術を提供する。 In consideration of the above circumstances, the present invention provides technology that makes it possible to virtually instantaneously determine whether or not an imaging device is malfunctioning.

本発明は、動画を所定のフレームレートで撮影する撮像装置で1秒間に撮影するフレーム群の各々に関し、当該フレーム群のうち異なる所定番目の複数フレームの各々の撮影時に撮像範囲内に各々異なるテストパターンを照射し、テストパターンが写った前記撮像装置のフレーム画像から前記撮像装置の故障の有無を判定し、他のフレーム画像により物体検知処理を行う撮像装置の故障判定システムを第1の態様として提案する。 The present invention proposes, as a first aspect, a failure determination system for an imaging device , which relates to each of a group of frames captured per second by an imaging device that captures video at a predetermined frame rate, projects a different test pattern within the imaging range when capturing each of a plurality of frames at different predetermined positions in the frame group, determines whether or not the imaging device is malfunctioning from the frame image of the imaging device in which the test pattern is captured, and performs object detection processing using other frame images.

第1の態様に係る故障判定システムによれば、撮像装置の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。 The failure determination system according to the first aspect determines whether or not an imaging device is malfunctioning virtually instantaneously.

本発明は、動画を撮影する撮像装置の撮像範囲内に間欠的にテストパターンが照射され当該テストパターンを前記撮像装置に向けて反射する反射部材であって、テストパターンが照射されているときに鏡状態となり、テストパターンが照射されていないときに透過状態となる調光ミラーを備え、前記テストパターンが写った前記撮像装置の画像から前記撮像装置の故障の有無を判定する撮像装置の故障判定システムを第2の態様として提案する The present invention proposes, as a second aspect, a failure determination system for an imaging device that captures moving images, comprising a reflective member that intermittently projects a test pattern within the imaging range of the imaging device and reflects the test pattern toward the imaging device, the reflective member being in a reflective state when the test pattern is projected and in a transparent state when the test pattern is not projected , and that determines whether or not the imaging device is faulty from an image of the imaging device in which the test pattern is reflected .

第2の態様に係る故障判定システムによれば、撮像装置の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。
また、第2の態様に係る故障判定システムによれば、テストパターンを反射部材に照射することで、撮像装置にテストパターンを撮像させることができる。
According to the failure determination system of the second aspect, it is possible to determine substantially instantaneously whether or not the imaging device has a failure.
Furthermore, according to the failure determination system of the second aspect, the test pattern can be projected onto the reflecting member, thereby causing the imaging device to capture an image of the test pattern.

また、の態様に係る故障判定システムによれば、反射部材の移動を要しない。 Furthermore, according to the failure determination system of the second aspect, there is no need to move the reflecting member.

本発明は、動画を撮影する撮像装置の撮像範囲内に間欠的にテストパターンが照射され当該テストパターンを前記撮像装置に向けて反射する反射部材であって、テストパターンが照射されているときに前記撮像装置の撮像範囲内にあり、テストパターンが照射されていないときに前記撮像装置の撮像範囲外にあるミラーを備え、前記テストパターンが写った前記撮像装置の画像から前記撮像装置の故障の有無を判定する
撮像装置の故障判定システムを第3の態様として提案する
The present invention provides a method for determining whether or not the imaging device is faulty from an image of the imaging device that captures moving images, the method comprising: providing a mirror that reflects a test pattern intermittently projected into the imaging range of the imaging device and reflects the test pattern toward the imaging device; the mirror being within the imaging range of the imaging device when the test pattern is projected and being outside the imaging range of the imaging device when the test pattern is not projected ; and determining whether or not the imaging device is faulty from an image of the imaging device that captures the test pattern.
A failure determination system for an imaging device is proposed as a third aspect.

の態様に係る故障判定システムによれば、例えば反射部材に調光ミラーが採用される場合と比較し、テストパターンが照射されていないときに、より鮮明な画像が撮像される。 According to the failure determination system of the third aspect, a clearer image is captured when the test pattern is not projected, compared to when a dimming mirror is used as the reflecting member, for example.

第1乃至第のいずれかの態様に係る故障判定システムにおいて、前記撮像装置は、テストパターンが照射されているときに、テストパターンが照射されていないときよりも短い時間間隔で撮影する、という構成が第の態様として採用されてもよい。 In the failure determination system according to any one of the first to third aspects, a fourth aspect may be adopted in which the imaging device takes images at shorter time intervals when a test pattern is irradiated than when the test pattern is not irradiated.

の態様に係る故障判定システムによれば、テストパターンの撮影により通常の撮影が行えない時間が短くなる。 According to the failure determination system of the fourth aspect, the time during which normal photography cannot be performed due to photographing the test pattern is shortened.

一実施形態に係る故障判定システムの全体構成を模式的に示した図。1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of a failure determination system according to an embodiment; 一実施形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示した図。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an imaging unit according to an embodiment. 一実施形態に係るデータ処理装置の構成を示した図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a data processing device according to an embodiment. 一実施形態に係る画像処理部の処理の流れを示した図。FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of an image processing unit according to an embodiment. 一実施形態に係る照射指示信号出力部の処理の流れを示した図。FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of an irradiation instruction signal output unit according to an embodiment. 一実施形態に係る撮像装置が撮像する画像と、データ処理装置が行う処理の対応関係を示した図。1 is a diagram showing a correspondence relationship between an image captured by an imaging device and processing performed by a data processing device according to an embodiment; 一変形例に係る撮像ユニットの構成を模式的に示した図。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the configuration of an imaging unit according to a modified example. 一変形例に係る撮像ユニットの構成を模式的に示した図。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the configuration of an imaging unit according to a modified example. 一変形例に係る故障判定システムで用いられるテストパターンの態様を例示した図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a test pattern used in a failure determination system according to a modified example.

[実施形態]
以下に、本発明の一実施形態に係る故障判定システム1を説明する。図1は故障判定システム1の全体構成を模式的に示した図である。図1の故障判定システム1は、列車9の前方を撮像した画像に写っている物体を認識し、列車9の走行の障害となる物体を検知した場合に列車9の走行を制御する制御装置8に障害物の検知を通知する物体検知システムである。ただし、故障判定システム1は、通常の物体検知システムが備える機能に加え、撮像装置の故障の有無を実質的にリアルタイムに判定し、撮像装置が故障していると判定した場合、制御装置8に撮像装置の故障を通知する機能を備えている。
[Embodiment]
A fault determination system 1 according to one embodiment of the present invention will be described below. Fig. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the fault determination system 1. The fault determination system 1 in Fig. 1 is an object detection system that recognizes objects captured in an image of the area ahead of a train 9, and notifies a control device 8 that controls the running of the train 9 of the detection of the obstacle when an object that may obstruct the running of the train 9 is detected. However, in addition to the functions of a typical object detection system, the fault determination system 1 also has a function of determining whether or not an imaging device has malfunctioned in substantially real time, and, when it is determined that the imaging device has malfunctioned, notifying the control device 8 of the malfunction of the imaging device.

故障判定システム1は、撮像ユニット11とデータ処理装置12を備えている。撮像ユニット11は列車9の先頭車両の前方に配置され、列車9の前方の画像を撮像する。 The fault determination system 1 includes an imaging unit 11 and a data processing device 12. The imaging unit 11 is placed in front of the lead car of the train 9 and captures images of the area ahead of the train 9.

データ処理装置12は、列車9の車内に配置され、撮像ユニット11が撮像した画像を取得し、その画像から物体を認識し、障害物を認識した場合、制御装置8に障害物の検知を通知する。そのため、データ処理装置12は撮像ユニット11及び制御装置8と通信接続されている。 The data processing device 12 is placed inside the train 9, acquires images captured by the imaging unit 11, recognizes objects from the images, and if it recognizes an obstacle, notifies the control device 8 of the detection of the obstacle. For this reason, the data processing device 12 is connected to communicate with the imaging unit 11 and the control device 8.

図2は、撮像ユニット11の構成を模式的に示した図である。撮像ユニット11は、画像を撮像する撮像装置111と、テストパターンを照射する照射装置112と、調光ミラー113(反射部材の一例)を備える。なお、図2において図示を省略しているが、撮像装置111、照射装置112、調光ミラー113は各々、データ処理装置12と通信接続されている。 Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of the imaging unit 11. The imaging unit 11 includes an imaging device 111 that captures an image, an irradiation device 112 that irradiates a test pattern, and a dimming mirror 113 (an example of a reflective member). Although not shown in Figure 2, the imaging device 111, irradiation device 112, and dimming mirror 113 are each connected to the data processing device 12 for communication.

撮像装置111は動画を撮像する可視光カメラである。本実施形態においては、例として、撮像装置111が画像を撮像する時間間隔、すなわちフレームレートは、60fps(Frames per Second)であるものとする。 The imaging device 111 is a visible light camera that captures video. In this embodiment, for example, the time interval at which the imaging device 111 captures images, i.e., the frame rate, is assumed to be 60 fps (frames per second).

撮像装置111は、1/60秒毎に撮像した画像を速やかにデータ処理装置12に出力する。また、撮像装置111は、撮像するタイミングで、1/60秒毎に同期信号をデータ処理装置12に出力する。 The imaging device 111 promptly outputs images captured every 1/60 seconds to the data processing device 12. The imaging device 111 also outputs a synchronization signal to the data processing device 12 every 1/60 seconds at the timing of capturing images.

照射装置112は、カラープロジェクタである。照射装置112は、データ処理装置12から出力される照射指示信号に応じてテストパターンを照射する。本実施形態においては、例として、撮像装置111が1秒間に撮像するフレームを第1フレーム乃至第60フレームとするとき、照射装置112は、第58フレームの撮像のタイミングで全面が赤のテストパターンを照射し、第59フレームの撮像のタイミングで全面が緑のテストパターンを照射し、第60フレームの撮像のタイミングで全面が青のテストパターンを照射する。 The projection device 112 is a color projector. The projection device 112 projects a test pattern in response to a projection instruction signal output from the data processing device 12. In this embodiment, for example, when the frames captured by the imaging device 111 per second are the first to sixtieth frames, the projection device 112 projects a red test pattern over the entire surface when the fifty-eighth frame is captured, a green test pattern over the entire surface when the fifty-ninth frame is captured, and a blue test pattern over the entire surface when the sixtieth frame is captured.

調光ミラー113は、電気的な制御により、大多数の光を反射する鏡状態と、大多数の光を透過する透過状態との間で切り替わる装置である。調光ミラー113は、データ処理装置12から出力される照射指示信号に応じて鏡状態となり、データ処理装置12からの照射指示信号の出力が停止すると透過状態となる。 The dimming mirror 113 is a device that switches, via electrical control, between a mirror state in which it reflects most light and a transmissive state in which it transmits most light. The dimming mirror 113 switches to the mirror state in response to an irradiation instruction signal output from the data processing device 12, and switches to the transmissive state when the output of the irradiation instruction signal from the data processing device 12 stops.

図2において、破線は撮像装置111の撮像範囲を示し、一点鎖線は照射装置112の照射範囲を示している。図2に示すように、照射装置112が照射したテストパターンが鏡状態の調光ミラー113で反射した反射光が撮像装置111に向かうように、撮像装置111、照射装置112及び調光ミラー113の配置が調整されている。 In Figure 2, the dashed line indicates the imaging range of the imaging device 111, and the dashed line indicates the illumination range of the illumination device 112. As shown in Figure 2, the positions of the imaging device 111, illumination device 112, and dimming mirror 113 are adjusted so that the test pattern illuminated by the illumination device 112 is reflected by the switchable mirror 113 in the mirror state and the reflected light is directed toward the imaging device 111.

データ処理装置12のハードウェアは、通信機能を備えた一般的なコンピュータである。データ処理装置12のハードウェアであるコンピュータが備えるプロセッサが、メモリに記憶しているプログラムに従ったデータ処理を行うことにより、図3に示す構成を備えるデータ処理装置12が実現される。なお、データ処理装置12がいわゆる専用装置として構成されてもよい。 The hardware of the data processing device 12 is a general-purpose computer with communication capabilities. The processor of the computer that is the hardware of the data processing device 12 processes data in accordance with a program stored in memory, thereby realizing the data processing device 12 having the configuration shown in Figure 3. Note that the data processing device 12 may also be configured as a so-called dedicated device.

以下に、図3に示すデータ処理装置12の構成部の各々を説明する。画像取得部121は、撮像装置111が出力する画像を取得する。 The following describes each of the components of the data processing device 12 shown in Figure 3. The image acquisition unit 121 acquires the image output by the imaging device 111.

画像処理部122は、画像取得部121が撮像装置111から取得した画像を受け取り、受け取った画像のフレーム番号に応じて、物体検知処理及び故障判定処理のいずれかを行う。本実施形態において、画像処理部122は、フレーム番号が1乃至57の画像(第1フレーム乃至第57フレームの画像)に関しては物体検知処理を行い、フレーム番号が58乃至60の画像(第58フレーム乃至第60フレームの画像)に関しては故障検知処理を行う。 The image processing unit 122 receives images acquired by the image acquisition unit 121 from the imaging device 111, and performs either object detection processing or fault determination processing depending on the frame number of the received image. In this embodiment, the image processing unit 122 performs object detection processing for images with frame numbers 1 to 57 (images of the first frame to the 57th frame), and performs fault detection processing for images with frame numbers 58 to 60 (images of the 58th frame to the 60th frame).

物体検知処理は、画像に写っている物体を既知の画像認識手法により認識し、認識した物体の種別及び画像における認識した物体の位置に基づき、その物体が列車9の走行の障害となる物体か否かを判定し、障害となる物体であると判定した場合、制御装置8に障害物を検知したことを通知する障害物検知信号を出力する処理である。 The object detection process recognizes objects in an image using known image recognition techniques, and determines whether the object will pose an obstacle to the movement of the train 9 based on the type of object recognized and its position in the image. If the object is determined to be an obstacle, an obstacle detection signal is output to the control device 8 to notify it that an obstacle has been detected.

故障検知処理は、第58フレームの画像に関しては実質的に全面が赤であるか否か、第59フレームの画像に関しては実質的に全面が緑であるか否か、第60フレームの画像に関しては実質的に全面が青であるか否かを判定し、これらのいずれかのフレームの画像に関し、実質的に全面が所定色でないと判定した場合、制御装置8に撮像装置111の故障を検知したことを通知する故障検知信号を出力する処理である。 The fault detection process determines whether the image of the 58th frame is substantially entirely red, whether the image of the 59th frame is substantially entirely green, and whether the image of the 60th frame is substantially entirely blue. If it is determined that the image of any of these frames is not substantially entirely the specified color, a fault detection signal is output to the control device 8 to notify that a fault has been detected in the imaging device 111.

なお、「実質的に全面が○○(○○は所定色の名称)である」とは、画像の全画素が所定色である場合に加え、撮像装置111が正常動作していても不可避的に生じるノイズのみが画像に含まれる場合を意味する。画像処理部122は、例えば、所定色でない画素の比率が閾値以下であり、連続する所定色でない画素の数が閾値以下である、といった所定の条件を満たす場合、その画像の全面が実質的に所定色である、と判定する。 Note that "substantially the entire surface is XX (XX is the name of a specified color)" means that not only are all pixels of the image the specified color, but also that the image contains only noise that inevitably occurs even when the imaging device 111 is operating normally. The image processing unit 122 determines that the entire surface of the image is substantially the specified color when certain conditions are met, such as the ratio of pixels that are not the specified color being below a threshold and the number of consecutive pixels that are not the specified color being below a threshold.

図4は、画像処理部122の処理の流れを示した図である。画像処理部122は、画像取得部121を介して撮像装置111から画像を取得すると(ステップS101)、その画像に付されているフレーム番号が58、59、60、それ以外、のいずれであるかを判定する(ステップS102)。 Figure 4 shows the processing flow of the image processing unit 122. When the image processing unit 122 acquires an image from the imaging device 111 via the image acquisition unit 121 (step S101), it determines whether the frame number assigned to the image is 58, 59, 60, or some other number (step S102).

フレーム番号が58乃至60のいずれかである場合(ステップS102:「1」、「2」又は「3」)、画像処理部122はエラーの有無の判定処理を行う(ステップS103)。具体的には、ステップS103において、画像処理部122は、フレーム番号が58である場合(ステップS102:「1」)、ステップS101において取得した画像が、実質的に全面が赤の画像であればエラーは無く、実質的に全面が赤の画像でなければエラーが有る、と判定する。 If the frame number is any one of 58 to 60 (step S102: "1", "2", or "3"), the image processing unit 122 performs a process to determine whether or not an error exists (step S103). Specifically, in step S103, if the frame number is 58 (step S102: "1"), the image processing unit 122 determines that there is no error if the image acquired in step S101 is an image that is substantially entirely red, and that there is an error if the image is not an image that is substantially entirely red.

同様に、ステップS103において、画像処理部122は、フレーム番号が59である場合(ステップS102:「2」)、ステップS101において取得した画像が、実質的に全面が緑の画像であればエラーは無く、実質的に全面が緑の画像でなければエラーが有る、と判定する。また、ステップS103において、画像処理部122は、フレーム番号が60である場合(ステップS102:「3」)、ステップS101において取得した画像が、実質的に全面が青の画像であればエラーは無く、実質的に全面が青の画像でなければエラーが有る、と判定する。 Similarly, in step S103, if the frame number is 59 (step S102: "2"), the image processing unit 122 determines that there is no error if the image acquired in step S101 is an image in which the entire image is substantially green, and that there is an error if the image is not an image in which the entire image is substantially green. Also, in step S103, if the frame number is 60 (step S102: "3"), the image processing unit 122 determines that there is no error if the image acquired in step S101 is an image in which the entire image is substantially blue, and that there is an error if the image is not an image in which the entire image is substantially blue.

ステップS103においてエラーが有ると判定した場合(ステップS103:「Yes」)、画像処理部122は、撮像装置111の故障が検知されたことを通知する故障検知信号をデータ処理装置12に出力する(ステップS104)。 If it is determined in step S103 that an error has occurred (step S103: "Yes"), the image processing unit 122 outputs a failure detection signal to the data processing device 12 notifying that a failure in the imaging device 111 has been detected (step S104).

制御装置8は、データ処理装置12の画像処理部122から出力された故障検知信号を受け取った場合、例えば列車9の運転者に撮像装置111の故障の通知を行うと共に、列車9に対し、減速等の予め定められた制御の処理を行う。 When the control device 8 receives a failure detection signal output from the image processing unit 122 of the data processing device 12, it notifies, for example, the driver of the train 9, of a failure in the imaging device 111 and performs predetermined control processing, such as deceleration, on the train 9.

ステップS103においてエラーが無いと判定した場合(ステップS103:「No」)、又は、ステップS104の処理を完了した場合、画像処理部122はステップS101に処理を戻し、画像取得部121を介して撮像装置111から取得される次の画像に関し、ステップS101以降の処理を繰り返す。 If it is determined in step S103 that there is no error (step S103: "No"), or if the processing of step S104 is completed, the image processing unit 122 returns to step S101 and repeats the processing from step S101 onwards for the next image acquired from the imaging device 111 via the image acquisition unit 121.

なお、ステップS103及びS104の処理が、上述した故障判定処理である。 The processing of steps S103 and S104 is the fault determination processing described above.

ステップS102において、フレーム番号が58乃至60のいずれでもないと判定した場合(ステップS102:「4」)、画像処理部122はステップS101において取得した画像に写っている物体を既知の画像認識手法により認識する(ステップS105)。 If it is determined in step S102 that the frame number is not between 58 and 60 (step S102: "4"), the image processing unit 122 recognizes the object appearing in the image acquired in step S101 using a known image recognition method (step S105).

続いて、画像処理部122はステップS105において認識した物体の種別及び画像における認識した物体の位置に基づき、その物体が列車9の走行の障害となる物体か否かを判定する(ステップS106)。 Next, the image processing unit 122 determines whether the object recognized in step S105 is an obstacle to the movement of the train 9 based on the type of object recognized in the image and the position of the object recognized in step S105 (step S106).

ステップS106において、列車9の走行の障害となる物体が認識された、と判定した場合(ステップS106:「Yes」)、画像処理部122は、障害物が検知されたことを通知する障害物検知信号をデータ処理装置12に出力する(ステップS107)。 If it is determined in step S106 that an object that may be an obstacle to the travel of the train 9 has been recognized (step S106: "Yes"), the image processing unit 122 outputs an obstacle detection signal to the data processing device 12 notifying that an obstacle has been detected (step S107).

制御装置8は、データ処理装置12の画像処理部122から出力された障害物検知信号を受け取った場合、例えば列車9の運転者に障害物が検知された旨の通知を行うと共に、列車9に対し、停車等の予め定められた制御の処理を行う。 When the control device 8 receives an obstacle detection signal output from the image processing unit 122 of the data processing device 12, it notifies, for example, the driver of the train 9 that an obstacle has been detected, and performs predetermined control processing on the train 9, such as stopping the train.

ステップS106において、列車9の走行の障害となる物体は認識されていないと判定した場合(ステップS106:「No」)、又は、ステップS107の処理を完了した場合、画像処理部122はステップS101に処理を戻し、画像取得部121を介して撮像装置111から取得される次の画像に関し、ステップS101以降の処理を繰り返す。 If it is determined in step S106 that no object that would obstruct the running of the train 9 has been recognized (step S106: "No"), or if the processing of step S107 has been completed, the image processing unit 122 returns to step S101 and repeats the processing from step S101 onwards for the next image acquired from the imaging device 111 via the image acquisition unit 121.

なお、ステップS105乃至S107の処理が、上述した物体検知処理である。 The processing of steps S105 to S107 is the object detection processing described above.

図3を参照し、データ処理装置12の構成部の説明を続ける。同期信号取得部123は、撮像装置111が出力する同期信号を取得する。同期信号は、既述のように、撮像装置111が1/60秒毎に画像を撮像するタイミングで出力する信号である。 Referring to Figure 3, we will continue to explain the components of the data processing device 12. The synchronization signal acquisition unit 123 acquires the synchronization signal output by the imaging device 111. As mentioned above, the synchronization signal is a signal output by the imaging device 111 at the timing when it captures an image every 1/60 seconds.

照射指示信号出力部124は、照射装置112及び調光ミラー113に対し、照射指示信号を出力する。照射指示信号出力部124は、同期信号取得部123が取得した同期信号に基づき、撮像装置111が第57フレームの画像を撮像した後、第58フレームの画像を撮影する前のタイミングで赤のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。続いて、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第58フレームの画像を撮像した後、第59フレームの画像を撮影する前のタイミングで、それまで出力していた照射指示信号に代えて、緑のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。続いて、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第59フレームの画像を撮像した後、第60フレームの画像を撮影する前のタイミングで、それまで出力していた照射指示信号に代えて、青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。続いて、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第60フレームの画像を撮像した後、第1フレームの画像を撮影する前のタイミングで、照射指示信号の出力を停止する。 The irradiation instruction signal output unit 124 outputs an irradiation instruction signal to the irradiation device 112 and the dimming mirror 113. Based on the synchronization signal acquired by the synchronization signal acquisition unit 123, the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a red test pattern after the imaging device 111 captures the 57th frame image and before the imaging device 111 captures the 58th frame image. Subsequently, the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a green test pattern, replacing the irradiation instruction signal previously output, after the imaging device 111 captures the 58th frame image and before the imaging device 111 captures the 59th frame image. Subsequently, the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a blue test pattern, replacing the irradiation instruction signal previously output, after the imaging device 111 captures the 59th frame image and before the imaging device 111 captures the 60th frame image. Next, the irradiation instruction signal output unit 124 stops outputting the irradiation instruction signal after the imaging device 111 captures the 60th frame image but before capturing the first frame image.

照射装置112は、データ処理装置12の照射指示信号出力部124から出力される照射指示信号に応じて、赤、緑、又は青のテストパターンを照射する。また、調光ミラー113は、データ処理装置12の照射指示信号出力部124から、いずれかの色に関する照射指示信号が出力されている間は鏡状態となり、照射指示信号が出力されていない間は透過状態となる。 The illumination device 112 illuminates a red, green, or blue test pattern in response to an illumination instruction signal output from the illumination instruction signal output unit 124 of the data processing device 12. The dimming mirror 113 is in a reflective state while an illumination instruction signal for one of the colors is being output from the illumination instruction signal output unit 124 of the data processing device 12, and is in a transparent state while no illumination instruction signal is being output.

図5は、照射指示信号出力部124の処理の流れを示した図である。照射指示信号出力部124は、例えばデータ処理装置12の起動に伴い、まず、カウンタCに初期値0を代入する(ステップS201)。 Figure 5 shows the processing flow of the irradiation instruction signal output unit 124. For example, when the data processing device 12 is started, the irradiation instruction signal output unit 124 first assigns an initial value of 0 to the counter C (step S201).

続いて、照射指示信号出力部124は、同期信号取得部123を介して撮像装置111から同期信号を取得すると(ステップS202)、カウンタCに1を加算した後(ステップS203)、カウンタCが57、58、59、60、それ以外、のいずれであるかを判定する(ステップS204)。 Next, when the irradiation instruction signal output unit 124 acquires a synchronization signal from the imaging device 111 via the synchronization signal acquisition unit 123 (step S202), it increments counter C by 1 (step S203) and determines whether counter C is 57, 58, 59, 60, or some other value (step S204).

カウンタCが57乃至59のいずれかである場合(ステップS204:「1」、「2」又は「3」)、照射指示信号出力部124は照射装置112及び調光ミラー113に対する照射指示信号の出力を開始する(ステップS205)。 If counter C is any of 57 to 59 (step S204: "1", "2", or "3"), the irradiation instruction signal output unit 124 begins outputting an irradiation instruction signal to the irradiation device 112 and the dimming mirror 113 (step S205).

具体的には、カウンタCが57である場合(ステップS204:「1」)、照射指示信号出力部124はステップS205において、赤のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。カウンタCが58である場合(ステップS204:「2」)、照射指示信号出力部124はステップS205において、赤に代えて緑のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。そして、カウンタCが59である場合(ステップS204:「3」)、照射指示信号出力部124はステップS205において、緑に代えて青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始する。 Specifically, if counter C is 57 (step S204: "1"), the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a red test pattern in step S205. If counter C is 58 (step S204: "2"), the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a green test pattern instead of red in step S205. If counter C is 59 (step S204: "3"), the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the irradiation of a blue test pattern instead of green in step S205.

カウンタCが60である場合(ステップS204:「4」)、照射指示信号出力部124は照射装置112及び調光ミラー113に対する照射指示信号の出力を停止する(ステップS206)。なお、ステップS206において出力が停止される照射指示信号は、青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号である。 If counter C is 60 (step S204: "4"), the irradiation instruction signal output unit 124 stops outputting the irradiation instruction signal to the irradiation device 112 and the dimming mirror 113 (step S206). Note that the irradiation instruction signal whose output is stopped in step S206 is an irradiation instruction signal that instructs irradiation of a blue test pattern.

カウンタCが57乃至60のいずれでもない場合(ステップS204:「5」)、又は、ステップS205の処理が完了した場合、照射指示信号出力部124はステップS202に処理を戻し、同期信号取得部123を介して撮像装置111から取得される次の同期信号に応じて、ステップS202以降の処理を繰り返す。 If counter C is not between 57 and 60 (step S204: "5"), or if the processing of step S205 is completed, the irradiation instruction signal output unit 124 returns the processing to step S202 and repeats the processing from step S202 onwards in accordance with the next synchronization signal acquired from the imaging device 111 via the synchronization signal acquisition unit 123.

一方、ステップS206の処理を完了した場合、照射指示信号出力部124はステップS201に処理を戻し、カウンタCに初期値0を代入した後(ステップS201)、同期信号取得部123を介して撮像装置111から取得される次の同期信号に応じて、ステップS202以降の処理を繰り返す。 On the other hand, if the processing of step S206 is completed, the irradiation instruction signal output unit 124 returns the processing to step S201, assigns the initial value 0 to counter C (step S201), and then repeats the processing from step S202 onwards in response to the next synchronization signal acquired from the imaging device 111 via the synchronization signal acquisition unit 123.

図6は、撮像装置111が撮像する画像と、データ処理装置12が行う処理の対応関係を示した図である。撮像装置111が毎秒撮像する60枚の画像のうち、第1フレームから第57フレームまでは列車9の前方を撮像した画像である。そして、第58フレームから第60フレームまでは赤、緑又は青のテストパターンを撮像した画像である。 Figure 6 is a diagram showing the correspondence between the images captured by the imaging device 111 and the processing performed by the data processing device 12. Of the 60 images captured per second by the imaging device 111, frames 1 to 57 are images of the area ahead of the train 9. Frames 58 to 60 are images of a red, green, or blue test pattern.

データ処理装置12は、撮像装置111が毎秒撮像する60枚の画像のうち、第1フレームから第57フレームまでの画像を用いて物体検知処理を行う。そして、データ処理装置12は、第58フレームから第60フレームまでの画像を用いて故障判定処理を行う。 The data processing device 12 performs object detection processing using images from frame 1 to frame 57 of the 60 images captured per second by the imaging device 111. The data processing device 12 then performs fault detection processing using images from frame 58 to frame 60.

上述した故障判定システム1によれば、撮像装置111に故障が発生した場合、遅くとも約1秒後にはその故障が検知される。すなわち、撮像装置111の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。その結果、例えば、撮像装置111の故障により検知すべき障害物が検知されない状態で列車9がその障害物に衝突する、といった事故が回避される。 With the above-described failure determination system 1, if a failure occurs in the imaging device 111, the failure is detected approximately one second later. In other words, the presence or absence of a failure in the imaging device 111 is determined virtually instantaneously. As a result, accidents such as the train 9 colliding with an obstacle that should have been detected due to a failure in the imaging device 111 can be avoided.

[変形例]
上述した実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で様々に変形されてよい。以下にそれらの変形例を示す。なお、以下に示す変形例の2以上が適宜組み合わされてもよい。
[Modification]
The above-described embodiment may be modified in various ways within the scope of the technical concept of the present invention. These modifications are shown below. Note that two or more of the modifications shown below may be combined as appropriate.

[第1変形例]
上述した実施形態において採用されている調光ミラー113に代えて、照射装置112によりテストパターンが照射されているときに撮像装置111の撮像範囲にあり、照射装置112によりテストパターンが照射されていないときに撮像装置111の撮像範囲外にあるように、移動するミラーが採用されてもよい。
[First Modification]
Instead of the dimming mirror 113 employed in the above-described embodiment, a movable mirror may be employed so as to be within the imaging range of the imaging device 111 when the test pattern is being irradiated by the irradiation device 112, and to be outside the imaging range of the imaging device 111 when the test pattern is not being irradiated by the irradiation device 112.

図7は、この第1変形例に係る故障判定システム1が撮像ユニット11に代えて備える撮像ユニット21の構成を模式的に示した図である。なお、撮像ユニット21が撮像ユニット11と共通して備える構成部には、撮像ユニット11において用いた符号と同じ符号が用いられている。 Figure 7 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging unit 21 that the failure determination system 1 according to this first modified example has in place of the imaging unit 11. Note that components that the imaging unit 21 has in common with the imaging unit 11 are designated by the same reference numerals as those used in the imaging unit 11.

撮像ユニット21は、調光ミラー113に代えて、可動型ミラー213(反射部材の一例)を備える。図7(a)は、可動型ミラー213が撮像装置111の撮像範囲外にある状態を示し、図7(b)は、可動型ミラー213が撮像装置111の撮像範囲内にある状態を示している。可動型ミラー213は、図示せぬ駆動機構により、照射装置112がテストパターンを照射していないときには図7(a)の位置となるように移動され、照射装置112がテストパターンを照射しているときには図7(b)の位置となるように移動される。 The imaging unit 21 includes a movable mirror 213 (an example of a reflective member) instead of the dimming mirror 113. Figure 7(a) shows a state in which the movable mirror 213 is outside the imaging range of the imaging device 111, and Figure 7(b) shows a state in which the movable mirror 213 is within the imaging range of the imaging device 111. The movable mirror 213 is moved by a drive mechanism (not shown) to the position shown in Figure 7(a) when the irradiation device 112 is not irradiating a test pattern, and to the position shown in Figure 7(b) when the irradiation device 112 is irradiating a test pattern.

第1変形例によっても、撮像装置111の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。 The first variant also allows for virtually instantaneous determination of whether or not the imaging device 111 is malfunctioning.

[第2変形例]
上述した実施形態において採用されている調光ミラー113に代えて、概ね半分の光を透過し、残りの光を反射するハーフミラー(反射部材の一例)が採用されてもよい。この第2変形例に係る故障判定システム1が備える撮像ユニットの構成は、上述した実施形態に係る撮像ユニット11が備える調光ミラー113(図2参照)の位置に、調光ミラー113に代えてハーフミラーを配置したものである。
[Second Modification]
A half mirror (an example of a reflective member) that transmits approximately half of the light and reflects the remaining light may be used instead of the dimming mirror 113 used in the above-described embodiment. The configuration of the imaging unit provided in the failure determination system 1 according to this second modification is such that a half mirror is disposed in place of the dimming mirror 113 (see FIG. 2 ) provided in the imaging unit 11 according to the above-described embodiment.

照射装置112がテストパターンを照射していないとき、撮像装置111が撮像する画像は、列車9の前方からハーフミラーを透過して撮像装置111に届く光と、ハーフミラーに様々な方向から届く光のうちハーフミラーで反射して撮像装置111に向かう光により描かれる画像となる。この場合、ハーフミラーに様々な方向から届く光のうちハーフミラーで反射して撮像装置111に向かう光の量は、列車9の前方からハーフミラーを透過して撮像装置111に届く光の量と比較すると十分に少なく、無視できる。従って、撮像装置111が撮像する画像は実質的に列車9の前方を撮像した画像となる。 When the illumination device 112 is not illuminating the test pattern, the image captured by the imaging device 111 is an image created by light that passes through the half mirror from the front of the train 9 and reaches the imaging device 111, and light that reaches the half mirror from various directions and is reflected by the half mirror and heads toward the imaging device 111. In this case, the amount of light that reaches the half mirror from various directions and is reflected by the half mirror and heads toward the imaging device 111 is sufficiently small compared to the amount of light that passes through the half mirror from the front of the train 9 and reaches the imaging device 111, and can be ignored. Therefore, the image captured by the imaging device 111 is essentially an image of the area ahead of the train 9.

照射装置112がテストパターンを照射しているとき、撮像装置111が撮像する画像は、列車9の前方からハーフミラーを透過して撮像装置111に届く光と、ハーフミラーに様々な方向から届く光のうちハーフミラーで反射して撮像装置111に向かう光と、照射装置112から照射されハーフミラーで反射して撮像装置111に向かうテストパターンの光により描かれる画像となる。照射装置112から照射されハーフミラーで反射して撮像装置111に向かうテストパターンの光の量は、照射装置112の出力が大きい程、多くなる。従って、照射装置112の出力が十分に大きい場合、撮像装置111に向かう光に占めるテストパターンの光の比率が十分に大きくなり、撮像装置111が撮像する画像は、実質的にテストパターンの画像となる。 When the illumination device 112 is illuminating the test pattern, the image captured by the imaging device 111 is an image drawn by light that passes through the half mirror from the front of the train 9 and reaches the imaging device 111, light that reaches the half mirror from various directions and is reflected by the half mirror toward the imaging device 111, and test pattern light that is illuminated from the illumination device 112, reflected by the half mirror, and toward the imaging device 111. The amount of test pattern light that is illuminated from the illumination device 112, reflected by the half mirror, and toward the imaging device 111 increases the greater the output of the illumination device 112. Therefore, when the output of the illumination device 112 is sufficiently high, the proportion of test pattern light in the light toward the imaging device 111 becomes sufficiently large, and the image captured by the imaging device 111 is essentially an image of the test pattern.

第2変形例によっても、撮像装置111の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。 The second variant also allows for virtually instantaneous determination of whether or not the imaging device 111 is malfunctioning.

[第3変形例]
上述した実施形態に係る故障判定システム1による場合、1秒間のうち、第58フレームから第60フレームまでの3枚の画像が撮像される期間、すなわち、3/60秒=0.05秒の期間は、列車9の前方の画像が撮像されず、その間、物体検知処理が行われない。この物体検知処理が行われない期間を短縮するために、撮像装置111が、テストパターンが照射されているときに、テストパターンが照射されていないときよりも短い時間間隔で撮像を行ってもよい。
[Third Modification]
In the case of the failure determination system 1 according to the embodiment described above, during the period of one second during which three images from the 58th frame to the 60th frame are captured, i.e., during a period of 3/60 seconds = 0.05 seconds, no images are captured in front of the train 9, and no object detection processing is performed during that time. In order to shorten this period during which no object detection processing is performed, the imaging device 111 may capture images at shorter time intervals when the test pattern is irradiated than when the test pattern is not irradiated.

例えば、この第3変形例において、撮像装置111は、第1フレームから第59フレームまでは1/60秒間隔で撮像を行い、第60フレームから第62フレームまでは1/180秒間隔で撮像を行う。 For example, in this third variant, the imaging device 111 captures images from the first frame to the 59th frame at intervals of 1/60 seconds, and from the 60th frame to the 62nd frame at intervals of 1/180 seconds.

そして、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第59フレームの画像を撮像した後、第60フレームの画像を撮像する前のタイミングで赤のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第60フレームの画像を撮像した後、第61フレームの画像を撮像する前のタイミングで赤に代えて緑のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第61フレームの画像を撮像した後、第62フレームの画像を撮像する前のタイミングで緑に代えて青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第62フレームの画像を撮像した後、第1フレームの画像を撮像する前のタイミングで照射指示信号の出力を停止する。 Then, the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a red test pattern after capturing the 59th frame image and before capturing the 60th frame image; starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a green test pattern instead of red after capturing the 60th frame image and before capturing the 61st frame image; starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a blue test pattern instead of green after capturing the 61st frame image and before capturing the 62nd frame image; and stops outputting the irradiation instruction signal after capturing the 62nd frame image and before capturing the 1st frame image.

そして、画像処理部122は、第1フレームから第59フレームまでの画像を物体検知処理に用い、第60フレームから第62フレームまでの画像を故障判定処理に用いる。 The image processing unit 122 then uses the images from frame 1 to frame 59 for object detection processing, and the images from frame 60 to frame 62 for fault detection processing.

第3変形例に係る故障判定システム1によれば、上述した実施形態に係る故障判定システム1による場合と比較し、物体検知処理が行われない時間が短くなり望ましい。 The fault determination system 1 according to the third modification example is preferable because it shortens the time during which object detection processing is not performed compared to the fault determination system 1 according to the embodiment described above.

[第4変形例]
上述した第3変形例とは異なる方法により、物体検知処理が行われない時間が短縮されてもよい。具体的には、撮像装置111が、列車9の障害物との衝突を回避するために要求されるフレームレート(例えば、1/60fps)よりも高いフレームレート(例えば、1/180fps)で常時、撮像を行い、列車9の前方を撮像した画像に関しては、間引いた画像を物体検知処理に用いる、という構成が採用されてもよい。
[Fourth Modification]
The time during which the object detection process is not performed may be shortened by a method different from the third modified example described above. Specifically, a configuration may be adopted in which the imaging device 111 constantly captures images at a frame rate (e.g., 1/180 fps) higher than the frame rate (e.g., 1/60 fps) required to avoid the train 9 colliding with an obstacle, and thinned images of images captured ahead of the train 9 are used for the object detection process.

例えば、この第4変形例において、撮像装置111は常時、180fpsで撮像する。そして、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第177フレームの画像を撮像した後、第178フレームの画像を撮像する前のタイミングで赤のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第178フレームの画像を撮像した後、第179フレームの画像を撮像する前のタイミングで赤に代えて緑のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第179フレームの画像を撮像した後、第180フレームの画像を撮像する前のタイミングで緑に代えて青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、撮像装置111が第180フレームの画像を撮像した後、第1フレームの画像を撮像する前のタイミングで照射指示信号の出力を停止する。 For example, in this fourth modified example, the imaging device 111 always captures images at 180 fps. The illumination instruction signal output unit 124 starts outputting an illumination instruction signal instructing the imaging device 111 to illuminate a red test pattern after capturing the 177th frame image and before capturing the 178th frame image; starts outputting an illumination instruction signal instructing the imaging device 111 to illuminate a green test pattern instead of red after capturing the 178th frame image and before capturing the 179th frame image; starts outputting an illumination instruction signal instructing the imaging device 111 to illuminate a blue test pattern instead of green after capturing the 179th frame image and before capturing the 180th frame image; and stops outputting the illumination instruction signal after capturing the 180th frame image and before capturing the first frame image.

そして、画像処理部122は、第1フレームから第177フレームまでの画像(列車9の前方を撮像した画像)のうち、例えば、フレーム番号が(3n-2)(ただし、nは1≦n≦59を満たす自然数)であるフレームの画像のみを物体検知処理に用いる。 Then, the image processing unit 122 uses only the images from the first frame to the 177th frame (images of the area ahead of the train 9) with frame numbers, for example, (3n-2) (where n is a natural number satisfying 1≦n≦59) for the object detection process.

第4変形例に係る故障判定システム1によっても、上述した実施形態に係る故障判定システム1による場合と比較し、物体検知処理が行われない時間が短くなり望ましい。 The failure determination system 1 according to the fourth modification also advantageously shortens the time during which object detection processing is not performed compared to the failure determination system 1 according to the embodiment described above.

[第5変形例]
上述した実施形態において採用されている調光ミラー113を用いず、照射装置112が直接、撮像装置111にテストパターンを照射してもよい。図8は、この第5変形例に係る故障判定システム1が撮像ユニット11に代えて備える撮像ユニット31の構成を模式的に示した図である。なお、撮像ユニット31が撮像ユニット11と共通して備える構成部には、撮像ユニット11において用いた符号と同じ符号が用いられている。
[Fifth Modification]
Instead of using the switchable mirror 113 employed in the above-described embodiment, the irradiation device 112 may directly irradiate the imaging device 111 with a test pattern. Fig. 8 is a diagram schematically showing the configuration of an imaging unit 31 that is provided in the failure determination system 1 according to this fifth modification in place of the imaging unit 11. Note that the same reference numerals as those used in the imaging unit 11 are used for components that the imaging unit 31 has in common with the imaging unit 11.

図8に示されるように、撮像ユニット31においては、照射装置112が照射するテストパターンが撮像装置111の対物レンズに直接向かうように、撮像装置111と照射装置112の配置が調整されている。 As shown in Figure 8, in the imaging unit 31, the imaging device 111 and the illumination device 112 are positioned so that the test pattern illuminated by the illumination device 112 is directed directly toward the objective lens of the imaging device 111.

第5変形例によっても、撮像装置111の故障の有無が実質的に瞬時に判定される。 The fifth variant also makes it possible to virtually instantaneously determine whether or not the imaging device 111 is malfunctioning.

[第6変形例]
上述した実施形態においては、赤、緑、青の3つのテストパターンは連続する3つのフレームで撮像される。これに代えて、これらの3つのテストパターンが連続しない3つのフレームで撮像されてもよい。
[Sixth Modification]
In the above-described embodiment, the three test patterns for red, green, and blue are captured in three consecutive frames. Alternatively, the three test patterns may be captured in three non-consecutive frames.

この第6変形例において、例えば、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第19フレームの画像を撮像した後、第20フレームの画像を撮像する前のタイミングで赤のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、第20フレームの画像を撮像した後、第21フレームの画像を撮像する前のタイミングで照射指示信号の出力を停止する。また、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第39フレームの画像を撮像した後、第40フレームの画像を撮像する前のタイミングで緑のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、第40フレームの画像を撮像した後、第41フレームの画像を撮像する前のタイミングで照射指示信号の出力を停止する。また、照射指示信号出力部124は、撮像装置111が第59フレームの画像を撮像した後、第60フレームの画像を撮像する前のタイミングで青のテストパターンの照射を指示する照射指示信号の出力を開始し、第60フレームの画像を撮像した後、第1フレームの画像を撮像する前のタイミングで照射指示信号の出力を停止する。 In this sixth modified example, for example, the irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a red test pattern after capturing the 19th frame image and before capturing the 20th frame image, and stops outputting the irradiation instruction signal after capturing the 20th frame image and before capturing the 21st frame image. The irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a green test pattern after capturing the 39th frame image and before capturing the 40th frame image, and stops outputting the irradiation instruction signal after capturing the 40th frame image and before capturing the 41st frame image. The irradiation instruction signal output unit 124 starts outputting an irradiation instruction signal instructing the imaging device 111 to irradiate a blue test pattern after capturing the 59th frame image and before capturing the 60th frame image, and stops outputting the irradiation instruction signal after capturing the 60th frame image and before capturing the 1st frame image.

上述した照射指示信号出力部124の処理に従い照射装置112と調光ミラー113が動作する結果、撮像装置111が1秒毎に撮像する60枚の画像のうち、第20フレームは赤のテストパターンを撮像した画像となり、第40フレームは緑のテストパターンを撮像した画像となり、第60フレームは青のテストパターンを撮像した画像となり、その他のフレームは列車9の前方を撮像した画像となる。 As a result of the operation of the illumination device 112 and the dimming mirror 113 in accordance with the processing of the illumination instruction signal output unit 124 described above, of the 60 images captured by the imaging device 111 every second, the 20th frame is an image of the red test pattern, the 40th frame is an image of the green test pattern, the 60th frame is an image of the blue test pattern, and the remaining frames are images of the area ahead of the train 9.

画像処理部122は、第20フレーム、第40フレーム及び第60フレームの画像を用いて故障判定処理を行い、その他のフレームの画像を用いて物体検知処理を行う。 The image processing unit 122 performs fault detection processing using images from frames 20, 40, and 60, and performs object detection processing using images from the other frames.

第6変形例によれば、上述した実施形態に係る故障判定システム1による場合と比較し、物体検知処理が行われない期間の発生頻度は高くなるが、それらの期間の時間長が短くなり望ましい。 According to the sixth modification, the frequency of periods in which object detection processing is not performed increases compared to the case of the failure determination system 1 according to the embodiment described above, but the length of these periods is shortened, which is desirable.

[第7変形例]
上述した実施形態に係る故障判定システム1において用いられる調光ミラー113は、理想的には、反射状態において全ての光を反射し、透過状態において全ての光を透過する。ただし、技術的な制約により、反射状態の調光ミラー113がある程度の比率で光を透過してしまう場合がある。従って、テストパターンを撮像したフレームにおいて、テストパターンの画像に列車9の前方の画像がオーバーレイされたような画像(以下、「混合画像」という)が撮像される場合がある。そのような現象は、上述した第2変形例(調光ミラー113に代えてハーフミラーを採用)や第5変形例(テストパターンを撮像装置111に直接照射)においても生じ得る。
[Seventh Modification]
The switchable mirror 113 used in the fault determination system 1 according to the above-described embodiment ideally reflects all light in the reflective state and transmits all light in the transmissive state. However, due to technical limitations, the switchable mirror 113 in the reflective state may transmit a certain proportion of light. Therefore, in a frame capturing an image of a test pattern, an image in which an image of the front of the train 9 is overlaid on the image of the test pattern (hereinafter referred to as a "mixed image") may be captured. This phenomenon may also occur in the above-described second modified example (in which a half mirror is used instead of the switchable mirror 113) and fifth modified example (in which the test pattern is directly irradiated onto the imaging device 111).

そこで、画像処理部122が、混合画像から、列車9の前方の画像の成分の少なくとも一部を除去し、テストパターンのみを撮像した画像に近い画像(以下、「テストパターン分離画像」という)を生成して、テストパターン分離画像を用いて故障判定処理を行う構成が採用されてもよい。 Therefore, a configuration may be adopted in which the image processing unit 122 removes at least some of the components of the image ahead of the train 9 from the mixed image, generates an image similar to an image capturing only the test pattern (hereinafter referred to as a "test pattern separated image"), and performs fault detection processing using the test pattern separated image.

この第7変形例において、例えば、照射指示信号出力部124は、第6変形例と同様に、第20フレーム、第40フレーム、第60フレームにおいてテストパターンが撮像されるように、照射指示信号の出力を行う。そして、画像処理部122は、第20フレームの画像(混合画像)から第19フレームの画像の成分を除去することで赤のテストパターン分離画像を生成し、第40フレームの画像(混合画像)から第39フレームの画像の成分を除去することで緑のテストパターン分離画像を生成し、第60フレームの画像(混合画像)から第59フレームの画像の成分を除去することで青のテストパターン分離画像を生成する。 In this seventh variant, for example, the irradiation instruction signal output unit 124 outputs an irradiation instruction signal so that test patterns are captured in the 20th, 40th, and 60th frames, as in the sixth variant. The image processing unit 122 then generates a red test pattern separation image by removing the 19th frame image component from the 20th frame image (combined image), generates a green test pattern separation image by removing the 39th frame image component from the 40th frame image (combined image), and generates a blue test pattern separation image by removing the 59th frame image component from the 60th frame image (combined image).

赤のテストパターン分離画像を例に、その生成の手順を以下に説明する。画像処理部122は、第20フレームの画像(混合画像)の各画素の赤、緑、青の各々に関し、それらの値から、第19フレームの対応する画素の色の値に所定の乗数を乗じた値を減算した値を求める。この乗数としては、列車9の前方の画像とテストパターンの画像が合成された画像から、前方の画像の成分をできるだけ除去できるように、撮像装置111の特性、照射装置112から照射されるテストパターンの光の強さ、撮像装置111の周囲の環境光の強さ等により適宜、決定される値が用いられる。 The procedure for generating a red test pattern separated image is explained below using the example. For each red, green, and blue pixel in the 20th frame image (combined image), the image processing unit 122 calculates a value by subtracting from that value the color value of the corresponding pixel in the 19th frame multiplied by a predetermined multiplier. This multiplier is determined appropriately based on the characteristics of the imaging device 111, the intensity of the light of the test pattern emitted by the illumination device 112, the intensity of the ambient light around the imaging device 111, and other factors, so as to remove as much of the forward image component as possible from the image obtained by combining the forward image of the train 9 and the test pattern image.

画像処理部122は、上記の減算により算出した値を画素値とする画像をテストパターン分離画像として生成する。 The image processing unit 122 generates an image as a test pattern separation image, with the pixel values calculated by the above subtraction.

第7変形例によれば、テストパターンを撮像したフレームの画像に、列車9の前方の画像が混ざり込む状況下においても、高い精度で撮像装置111の故障の有無が判定される。 According to the seventh variant, even in situations where an image of the front of the train 9 is mixed in with the image of a frame capturing a test pattern, the presence or absence of a malfunction in the imaging device 111 can be determined with high accuracy.

[その他の変形例]
(1)上述した実施形態においては、テストパターンを撮像するときをのぞき、調光ミラー113は照射装置112から照射された光を撮像装置111に向けて反射しない。同様に、上述した第1変形例においても、テストパターンを撮像するときをのぞき、可動型ミラー213は照射装置112から照射された光を撮像装置111に向けて反射しない。従って、上述した実施形態又は第1変形例において、照射装置112が常時、テストパターンを照射していてもよい。
[Other Modifications]
(1) In the above-described embodiment, except when capturing an image of a test pattern, the chromatic aberration mirror 113 does not reflect light emitted from the irradiation device 112 toward the image capturing device 111. Similarly, in the above-described first modified example, except when capturing an image of a test pattern, the movable mirror 213 does not reflect light emitted from the irradiation device 112 toward the image capturing device 111. Therefore, in the above-described embodiment or the first modified example, the irradiation device 112 may always emit a test pattern.

(2)上述した実施形態においては、全面が所定色の画像がテストパターンとして用いられる。テストパターンの態様はこれに限られない。例えば、図9(a)に示す縦縞や、図9(b)に示す横縞のパターンや、図9(c)に示す千鳥格子のテストパターンが採用されてもよい。また、1枚のテストパターンに複数の異なる色が含まれてもよい。また、テストパターンに用いられる色は3原色に限られない。例えば、光の3原色を混合して得られる白色のテストパターンを照射し、撮像装置111が撮像する画像の画素値の赤、緑、青の成分を確認することで、撮像装置111の故障の有無の判定が行われてもよい。 (2) In the above-described embodiment, an image whose entire surface is a predetermined color is used as the test pattern. The form of the test pattern is not limited to this. For example, the vertical stripes shown in FIG. 9(a), the horizontal stripes shown in FIG. 9(b), or the houndstooth test pattern shown in FIG. 9(c) may be used. A single test pattern may also include multiple different colors. The colors used in the test pattern are not limited to the three primary colors. For example, a white test pattern obtained by mixing the three primary colors of light may be projected, and the presence or absence of a malfunction in the imaging device 111 may be determined by checking the red, green, and blue components of the pixel values of the image captured by the imaging device 111.

(3)上述した実施形態においては、説明の便宜のために1秒毎にテストパターンの撮像が行われるものとしたが、テストパターンの撮像の頻度は1秒毎に限られない。 (3) In the above-described embodiment, for the sake of convenience, it is assumed that the test pattern is imaged every second, but the frequency of image capture of the test pattern is not limited to every second.

(4)上述した実施形態においては、撮像装置111は可視光カメラであるものとしたが、赤外光カメラ等の他の種類の撮像装置が採用されてもよい。 (4) In the above-described embodiment, the imaging device 111 is a visible light camera, but other types of imaging devices, such as an infrared camera, may also be used.

1…故障判定システム、8…制御装置、9…列車、11…撮像ユニット、12…データ処理装置、21…撮像ユニット、31…撮像ユニット、111…撮像装置、112…照射装置、113…調光ミラー、121…画像取得部、122…画像処理部、123…同期信号取得部、124…照射指示信号出力部、213…可動型ミラー。 1...Fault determination system, 8...Control device, 9...Train, 11...Imaging unit, 12...Data processing device, 21...Imaging unit, 31...Imaging unit, 111...Imaging device, 112...Illumination device, 113...Dimming mirror, 121...Image acquisition unit, 122...Image processing unit, 123...Synchronization signal acquisition unit, 124...Illumination instruction signal output unit, 213...Movable mirror.

Claims (4)

動画を所定のフレームレートで撮影する撮像装置で1秒間に撮影するフレーム群の各々に関し、当該フレーム群のうち異なる所定番目の複数フレームの各々の撮影時に撮像範囲内に各々異なるテストパターンを照射し、テストパターンが写った前記撮像装置のフレーム画像から前記撮像装置の故障の有無を判定し、他のフレーム画像により物体検知処理を行う
撮像装置の故障判定システム。
A system for determining a malfunction of an imaging device , which, for each of a group of frames captured per second by an imaging device that captures video at a predetermined frame rate, projects a different test pattern within the imaging range when capturing each of a plurality of frames at a different predetermined number among the group of frames, determines whether or not the imaging device is malfunctioning from the frame image of the imaging device in which the test pattern is captured, and performs object detection processing using other frame images.
動画を撮影する撮像装置の撮像範囲内に間欠的にテストパターンが照射され当該テストパターンを前記撮像装置に向けて反射する反射部材であって、テストパターンが照射されているときに鏡状態となり、テストパターンが照射されていないときに透過状態となる調光ミラーを備え、前記テストパターンが写った前記撮像装置の画像から前記撮像装置の故障の有無を判定する
撮像装置の故障判定システム。
A fault determination system for an imaging device that captures video includes a reflective member that intermittently projects a test pattern into an imaging range of the imaging device and reflects the test pattern toward the imaging device, the reflective member being in a reflective state when the test pattern is projected and in a transparent state when the test pattern is not projected, and the system determines whether or not the imaging device is faulty from an image of the imaging device that reflects the test pattern.
動画を撮影する撮像装置の撮像範囲内に間欠的にテストパターンが照射され当該テストパターンを前記撮像装置に向けて反射する反射部材であって、テストパターンが照射されているときに前記撮像装置の撮像範囲内にあり、テストパターンが照射されていないときに前記撮像装置の撮像範囲外にあるミラーを備え、前記テストパターンが写った前記撮像装置の画像から前記撮像装置の故障の有無を判定する
撮像装置の故障判定システム。
A test pattern is intermittently projected into an imaging range of an imaging device that captures moving images, and the reflection member reflects the test pattern toward the imaging device, the reflection member being within the imaging range of the imaging device when the test pattern is projected, and being outside the imaging range of the imaging device when the test pattern is not projected , and the presence or absence of a malfunction of the imaging device is determined from an image of the imaging device in which the test pattern is projected.
A system for determining failures in an imaging device.
前記撮像装置は、テストパターンが照射されているときに、テストパターンが照射されていないときよりも短い時間間隔で撮影する
請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像装置の故障判定システム。
The system for determining a failure of an imaging device according to claim 1 , wherein the imaging device captures images at shorter time intervals when the test pattern is irradiated than when the test pattern is not irradiated.
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