JP6200673B2 - Traffic light discrimination device - Google Patents
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Description
本発明は、路線を走行する車両にて、前記路線に沿って区間毎に設置されている信号機の表示内容の目視による確認を支援するための信号機判別装置に関する。ここで、路線とは鉄道用線路や自動車用道路等が該当し、車両とは鉄道車両や自動車等が該当するが、本発明は特に鉄道車両用の信号機の判別に適している。 The present invention relates to a traffic light discriminating device for supporting visual confirmation of display contents of traffic lights installed for each section along a route in a vehicle traveling on a route. Here, the route corresponds to a railroad track, an automobile road, and the like, and the vehicle corresponds to a railcar, an automobile, and the like, but the present invention is particularly suitable for discrimination of a traffic signal for a railcar.
従来より、路線を走行する車両、特に公共の大量輸送に関わる鉄道車両における交通安全の確保は重要な課題である。この鉄道車両の交通安全を確保するために、線路に沿って区間毎に鉄道用信号機が設置されており、鉄道用信号機の確認は運転手の目視確認に依存しているが、より確実な信号機の確認を実現するために、最近では、信号機の表示内容の見落としを防止するためのシステムの開発が進められている。 Conventionally, ensuring traffic safety in a vehicle traveling on a route, particularly a railway vehicle involved in public mass transportation, has been an important issue. In order to ensure the traffic safety of this railway vehicle, a railway traffic signal is installed for each section along the track, and the confirmation of the railway traffic signal depends on the visual confirmation of the driver, but a more reliable traffic signal Recently, a system for preventing oversight of display contents of traffic lights has been developed.
このようなシステムとしては、一般的に画像処理による信号検出システムが知られている。かかる信号検出システムは、鉄道車両に搭載したビデオカメラにより走行中の前方の風景を撮影し、撮影した画像の画像処理によって画像中の鉄道用信号機の灯色を判定するものである。ここで灯色の判定は、主に信号機の色や配置を手掛かりとして行われ、判定結果は運転手による目視確認の補助として用いられることになる。 As such a system, a signal detection system based on image processing is generally known. Such a signal detection system captures a landscape in front of a traveling vehicle with a video camera mounted on a railway vehicle, and determines the light color of the railway traffic signal in the image by image processing of the captured image. Here, the determination of the lamp color is performed mainly based on the color and arrangement of the traffic light, and the determination result is used as an aid for visual confirmation by the driver.
具体的な画像処理による信号検出システムとしては、例えば特許文献１には、点滅しながら点灯しているＬＥＤ信号機に対して、点灯状態の撮影画像が得られる確率を大きくして、点灯しているＬＥＤ信号機を消灯状態と誤って撮影しにくくできる車載カメラに関する技術が開示されている。なお、ＬＥＤ信号機は、消費電力を低減するために直流電圧のオン／オフを繰り返して点灯させており、点灯時に実際には高速で点滅している。 As a specific signal detection system based on image processing, for example, in Patent Document 1, a LED signal that is lit while blinking is turned on with a higher probability of obtaining a lit image. A technique related to an in-vehicle camera that makes it difficult to take an image by mistakenly indicating that the LED traffic light is in an off state is disclosed. Note that the LED traffic light is turned on by repeatedly turning on / off the DC voltage in order to reduce power consumption, and actually flashes at a high speed when turned on.
しかしながら、前述した従来の信号検出システムでは、鉄道車両に搭載されたビデオカメラにより、線路に沿って設置されている鉄道用信号機を撮影するが、ビデオカメラでは信号機だけでなく、周囲の似た色の照明等も撮影することがあり、信号機の色や配置を手掛かりとした判定だけでは、認識すべき信号機であるのか否かを判断することが困難な場合があるという問題があった。 However, in the above-described conventional signal detection system, a video signal mounted on a railroad vehicle is used to photograph a railroad traffic signal installed along a railroad track. There is a problem that it may be difficult to determine whether or not the signal is a signal to be recognized only by the determination based on the color and arrangement of the traffic light.
また、近年普及しているＬＥＤ信号機は高速で点滅していることが一般的であるので、前記ビデオカメラの撮影タイミングによっては、本来はＬＥＤ信号機が点灯しているにも関わらず、滅灯している状態として撮影される場合もあり得る。そのため、信号機の灯色を正確に判断することが困難な場合があるという問題があった。 In addition, since LED traffic lights that have become widespread in recent years are generally blinking at high speed, depending on the shooting timing of the video camera, the LED traffic light is originally turned off even though the LED traffic light is on. There may be a case where it is photographed as a state of being. For this reason, there is a problem that it may be difficult to accurately determine the color of the traffic light.
このようなＬＥＤの点滅に起因する問題点は、前述した特許文献１に記載の技術で解決し得るが、特許文献１に記載の技術では、点灯状態の撮影画像が得られたとしても、前述したように、信号機の周囲の似た色の照明等も撮影することがあり、信号機の色や配置を手掛かりとした判定だけでは、認識すべき信号機なのか否かを判断することが困難な場合があるという問題があった。 Such a problem caused by the blinking of the LED can be solved by the technique described in Patent Document 1 described above. However, the technique described in Patent Document 1 described above does not solve the problem even if a lit image is obtained. As mentioned above, lighting of similar colors around the traffic light may be taken, and it is difficult to determine whether the traffic light should be recognized or not only by the determination based on the color and arrangement of the traffic light. There was a problem that there was.
本発明は、以上のような従来技術の有する問題点に着目してなされたものであり、信号機の視認性に影響を与えない点灯パターンの画像処理に基づき、信号機を見落とすことなく確実に判別することが可能となり、また、点灯パターンに各種情報を対応付けることにより、車両の走行に関する多様な支援を実現することができる信号機判別装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems of the prior art, and based on the image processing of the lighting pattern that does not affect the visibility of the traffic light, it is reliably determined without overlooking the traffic light. In addition, it is an object of the present invention to provide a traffic light discriminating device that can realize various support related to vehicle travel by associating various types of information with lighting patterns.
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］路線を走行する車両（２０）にて、前記路線に沿って区間毎に設置されている信号機（１１）の表示内容の目視による確認を支援するための信号機判別装置（１０）において、
前記車両（２０）に搭載され、車両（２０）の前方の所定範囲を撮影する撮影手段（２１）と、
前記撮影手段（２１）が撮影した画像の画像処理を行う処理手段（２２）と、を有し、
前記信号機（１１）は、その表示面における一部の領域のみが点灯し続けて、該点灯領域が所定規則の点灯パターンで目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御され、
前記撮影手段（２１）は、前記信号機（１１）の点灯時における前記所定規則で変化する点灯パターンを識別可能な解像度のフレーム間隔で所定範囲中の信号機（１１）を撮影可能であり、
前記処理手段（２２）は、前記撮影手段（２１）から逐次入力した画像に基づき前記点灯領域の形状を抽出することにより、予め複数用意されている前記点灯パターンのうち、何れの点灯パターンに該当するかを判別可能であることを特徴とする信号機判別装置（１０）。
The gist of the present invention for achieving the object described above resides in the inventions of the following items.
[1] In the traffic light discriminating device (10) for supporting visual confirmation of display contents of the traffic light (11) installed for each section along the route in the vehicle (20) traveling on the route,
An imaging means (21) mounted on the vehicle (20) for imaging a predetermined range in front of the vehicle (20);
Processing means (22) for performing image processing of an image taken by the photographing means (21),
The traffic (11), only the area of the part that put on the display surface lit continuously, the point light region is changed with invisible high rate in the lighting pattern of a predetermined rule, the display surface is visually uniformly The lighting is controlled as if it is lit,
The photographing means (21) is capable of photographing the traffic light (11) in a predetermined range at a resolution frame interval that can identify a lighting pattern that changes according to the predetermined rule when the traffic light (11) is turned on.
The processing means (22) corresponds to any one of the lighting patterns prepared in advance by extracting the shape of the lighting area based on the images sequentially input from the photographing means (21). A traffic light discriminating device (10) characterized in that it can discriminate whether or not to do.
［２］前記信号機（１１）の点灯パターンは、その種類ないし数を任意に変更可能であることを特徴とする［１］に記載の信号機判別装置（１０）。 [2] The traffic light discriminating device (10) according to [1], wherein the lighting pattern of the traffic light (11) can be arbitrarily changed in type or number.
［３］前記信号機（１１）は、複数の灯色の何れかで選択的に点灯可能であり、
前記処理手段（２２）は、前記信号機（１１）の点灯パターンに加えて、何れの灯色に該当するかも判別可能であることを特徴とする［１］または［２］に記載の信号機判別装置（１０）。
[3] The traffic light (11) can be selectively lit in any of a plurality of lamp colors.
The traffic signal discriminating apparatus according to [1] or [2], wherein the processing means (22) can discriminate which lamp color corresponds to the lighting pattern of the traffic light (11) (10).
［４］前記処理手段（２２）は、
前記撮影手段（２１）から入力した画像の中から、事前に登録されている前記信号機（１１）の灯色に基づき信号機（１１）を検出し、
前記検出された信号機（１１）を各画像毎に追跡して、該信号機（１１）の点灯パターンを特定すると共に、該特定した点灯パターンを事前に登録されている点灯パターンと比較して同一性を判定することを特徴とする［３］に記載の信号機判別装置（１０）。
[4] The processing means (22)
The traffic light (11) is detected based on the lamp color of the traffic light (11) registered in advance from the image input from the photographing means (21).
The detected traffic light (11) is tracked for each image, and the lighting pattern of the traffic light (11) is specified, and the identified lighting pattern is compared with a lighting pattern registered in advance to be identical. [10] The traffic light discriminating device (10) according to [3].
［５］前記信号機（１１）の複数の点灯パターンには、それぞれ車両走行に関して伝達すべき各種情報が対応付けられており、
前記処理手段（２２）は、判別した前記点灯パターンに対応した情報を出力し、車両（２０）内にて表示ないし音声により報知することを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の信号機判別装置（１０）。
[5] Each of the plurality of lighting patterns of the traffic light (11) is associated with various types of information to be transmitted regarding vehicle travel,
[1], [2], [3] characterized in that the processing means (22) outputs information corresponding to the determined lighting pattern and notifies the vehicle (20) by display or voice. Or the traffic signal discrimination device (10) according to [4].
［６］前記車両（２０）の走行を制御する制御手段を別に有し、
前記制御手段は、前記処理手段（２２）からの判定結果に応じて、車両（２０）の走行に影響を及ぼす対信号制御を実行することを特徴とする［１］，［２］，［３］，［４］または［５］に記載の信号機判別装置（１０）。
[6] It has a separate control means for controlling the travel of the vehicle (20),
[1], [2], [3], wherein the control means executes pair signal control that affects the running of the vehicle (20) according to the determination result from the processing means (22). ], [4] or [5] traffic light discrimination device (10).
次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の信号機判別装置（１０）によれば、路線に沿って区間毎に設置されている信号機（１１）は、その表示面における一部の領域のみが点灯し続けて、該点灯領域が所定規則の点灯パターンで目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御される。
Next, the operation based on the above solution will be described.
According to the traffic discrimination apparatus (10) according to [1], traffic signal is installed along the route for each section (11), only the area of the part that put on the display surface lit continuously The lighting area is controlled so that the lighting area changes at a high speed that cannot be visually observed with a predetermined lighting pattern, and the display surface is uniformly illuminated by visual observation.
前記信号機（１１）の表示形態によれば、点灯時に表示面のうち一部の領域のみを点灯させることにより、点灯時に表示面の全ての領域を点灯させるよりも、省電力で運用することができる。また、点灯時に表示面の一部の領域は点灯し続けるため、どのような撮影タイミングであっても、必ず点灯している部位を撮影することができ、点灯時に全て消灯した状態の画像が撮影される虞はない。 According to the display form of the traffic light (11), by operating only a part of the display surface at the time of lighting, it is possible to operate with less power than lighting all the region of the display surface at the time of lighting. it can. In addition, since some areas of the display surface remain lit when lit, it is possible to shoot the part that is always lit at any shooting timing, and images that are all turned off when lit. There is no fear of being done.
このような信号機（１１）は、例えば既存の一般的なＬＥＤ信号機（１１）をそのまま利用して、個々のＬＥＤの点灯ないし消灯を制御する駆動回路（のプログラム）を変更するだけで実現することが可能である。よって、ＬＥＤ信号機（１１）自体の基板等の構成を特別な仕様に変更する必要はない。このように、新たに設置する機器は少なく、コストを抑えることができる。 Such a traffic light (11) can be realized by, for example, using an existing general LED traffic light (11) as it is and only changing a drive circuit (program thereof) for controlling turning on / off of each LED. Is possible. Therefore, it is not necessary to change the configuration of the LED signal device (11) itself to a special specification. Thus, there are few apparatuses newly installed, and cost can be suppressed.
また、信号機（１１）の点灯時における点灯領域は、目視不能な高速度で変化して、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御されるため、信号機（１１）の表示内容の見た目は従来と変わりがなく同様となる。ただし、実際の点灯パターンは所定規則に従うものであるため、この点灯パターンを利用した画像処理が可能となる。なお、前記点灯領域の「変化」とは、点灯領域の大きさの変化や位置の変化（移動）を含むものであり、何れの変化も所定規則に従うものとなる。 Moreover, since the lighting area at the time of lighting of the traffic light (11) changes at a high speed that cannot be seen and the lighting is controlled so that the display surface is uniformly illuminated by visual observation, the display contents of the traffic light (11) Looks the same as before. However, since the actual lighting pattern follows a predetermined rule, it is possible to perform image processing using this lighting pattern. The “change” of the lighting area includes a change in the size of the lighting area and a change (movement) of the position, and any change follows a predetermined rule.
一方、車両（２０）に搭載されている撮影手段（２１）は、車両（２０）の前方の所定範囲を撮影するが、特に撮影手段（２１）は、前記信号機（１１）の点灯時における所定規則で変化する点灯パターンを識別可能な解像度のフレーム間隔で所定範囲中の信号機（１１）を撮影可能である。これにより、様々な点灯パターンを互いに区別して識別するような画像処理が可能となる。すなわち、処理手段（２２）は、前記撮影手段（２１）から逐次入力した画像に基づき前記点灯領域の形状を抽出することにより、予め複数用意されている点灯パターンのうち、何れの点灯パターンに該当するかを判別する。 On the other hand, the photographing means (21) mounted on the vehicle (20) photographs a predetermined range in front of the vehicle (20). In particular, the photographing means (21) is predetermined when the traffic light (11) is turned on. It is possible to photograph the traffic lights (11) in a predetermined range at a resolution frame interval that can identify a lighting pattern that changes by rule. As a result, it is possible to perform image processing in which various lighting patterns are distinguished from each other. That is, the processing means (22) corresponds to any lighting pattern among a plurality of lighting patterns prepared in advance by extracting the shape of the lighting area based on the images sequentially input from the photographing means (21). Determine whether to do.
このように、信号機（１１）の色や配置に基づくばかりでなく、点灯パターンに基づく画像処理によれば、信号機（１１）を見落とすことなく確実に判別することが可能となる。また、点灯パターンに各種情報を対応付けることにより、走行に関する多様な支援を実現することが可能となる。なお、処理手段（２２）は、撮影手段（２１）と同様に車両（２０）に搭載しても良いが、車両（２０）外部においてインターネット等の通信回線を介して互いに通信可能に接続された外部サーバに設置しても良い。 Thus, not only based on the color and arrangement of the traffic light (11), but also by image processing based on the lighting pattern, it is possible to make a reliable determination without overlooking the traffic light (11). In addition, by associating various types of information with the lighting pattern, it is possible to realize various support related to traveling. The processing means (22) may be mounted on the vehicle (20) in the same manner as the photographing means (21), but are connected to be communicable with each other via a communication line such as the Internet outside the vehicle (20). It may be installed on an external server.
前記点灯パターンのバリエーションとしては、例えば、パターンの遷移、固定パターンの回転、スクロール表示等の様々な形態が考えられる。ここで前記［２］に記載したように、点灯パターンの種類ないし数を任意に変更可能とすれば、よりいっそう多様な支援を行うことができる。 As variations of the lighting pattern, for example, various forms such as pattern transition, fixed pattern rotation, scroll display, and the like are conceivable. Here, as described in [2] above, if the type or number of lighting patterns can be arbitrarily changed, it is possible to provide more various support.
前記［３］に記載の信号機判別装置（１０）によれば、前記信号機（１１）は、複数の灯色の何れかで選択的に点灯可能であり、前記処理手段（２２）は、前記信号機（１１）の点灯パターンに加えて、何れの灯色に該当するかも判別可能である。これにより、同じ点灯パターンでも灯色を変えるだけでバリエーションが広がり、このような点灯パターンと灯色の組み合わせにより、走行の支援に関する情報量も増やすことができる。 According to the traffic light discriminating device (10) described in [3], the traffic light (11) can be selectively lit in any of a plurality of lamp colors, and the processing means (22) In addition to the lighting pattern of (11), it is also possible to determine which lamp color is applicable. As a result, even if the lighting pattern is the same, the variation is widened only by changing the lamp color, and the combination of the lighting pattern and the lamp color can increase the amount of information related to driving support.
前記処理手段（２２）によるアルゴリズムとしては、例えば前記［４］に記載したように、先ず、撮影手段（２１）から入力した画像の中から、事前に登録されている前記信号機（１１）の灯色に基づき信号機（１１）を検出する。次に、前記検出された信号機（１１）を各画像毎に追跡して、該信号機（１１）の点灯パターンを特定すると共に、該特定した点灯パターンを事前に登録されている点灯パターンと比較して同一性を判定する。このような簡易な画像処理により、信号機（１１）を確実に判別することができる。 As an algorithm by the processing means (22), for example, as described in [4] above, first, from the image input from the photographing means (21), the lamp of the traffic light (11) registered in advance is used. The traffic light (11) is detected based on the color. Next, the detected traffic light (11) is traced for each image to identify the lighting pattern of the traffic light (11) and compare the identified lighting pattern with a lighting pattern registered in advance. To determine identity. Such a simple image processing makes it possible to reliably determine the traffic light (11).
そして、前記［５］に記載したように、前記信号機（１１）の複数の点灯パターンには、それぞれ車両走行に関して伝達すべき各種情報が対応付けられている。ここで各種情報のバリエーションとしては、例えば、乗務員への情報提示、鉄道車両（２０）の自動制御、乗客への案内等の様々な情報が考えられる。 And as described in said [5], the various lighting patterns of the said traffic light (11) are each matched with the various information which should be transmitted regarding vehicle travel. Here, as variations of various information, for example, various information such as presentation of information to crew members, automatic control of the railway vehicle (20), guidance to passengers, and the like can be considered.
前記処理手段（２２）は、判別した前記点灯パターンに対応した情報を出力し、車両（２０）内にて表示ないし音声により報知する。これにより、画像処理に基づき判別した信号機（１１）の表示の内容も確実に知らしめることができる。具体的には例えば、停止信号の理由として、混雑が原因なのか、あるいは事故が原因なのか等、様々な情報を確実に伝えることができる。 The processing means (22) outputs information corresponding to the determined lighting pattern and notifies the vehicle (20) by display or voice. Thereby, the display content of the traffic light (11) determined based on the image processing can be surely notified. Specifically, for example, it is possible to reliably convey various information such as whether the stop signal is caused by congestion or an accident.
さらに、前記［６］に記載した信号機判別装置（１０）によれば、車両（２０）の走行を制御する制御手段を別に有し、この制御手段は、前記処理手段（２２）からの判定結果に応じて、車両（２０）の走行に影響を及ぼす対信号制御を実行する。例えば、停止信号に応じて、外部の制御手段によって実際に車両（２０）の走行を停止させたり、徐行信号に応じて、車両（２０）を徐行させたりする速度制限を実行するようなこと等が考えられる。 Further, according to the traffic signal discriminating device (10) described in [6], it further has a control means for controlling the traveling of the vehicle (20), and this control means has a judgment result from the processing means (22). In response to this, the counter signal control that affects the running of the vehicle (20) is executed. For example, executing a speed limit that actually stops the traveling of the vehicle (20) by an external control means according to a stop signal, or slows down the vehicle (20) according to a slowing signal, etc. Can be considered.
本発明に係る信号機判別装置によれば、信号機の視認性に影響を与えない点灯パターンの画像処理に基づき、信号機を見落とすことなく確実に判別することが可能となり、また、点灯パターンに各種情報を対応付けることにより、走行に関する多様な支援を実現することができる。 According to the traffic light discriminating device according to the present invention, it is possible to reliably discriminate without overlooking the traffic light based on the image processing of the lighting pattern that does not affect the visibility of the traffic light, and various information can be stored in the lighting pattern. By associating, it is possible to realize various support related to traveling.
以下、図面に基づき本発明を代表する実施の形態を説明する。
本実施の形態に係る信号機判別装置１０は、路線を走行する車両にて、前記路線に沿って区間毎に設置されている信号機１１の表示内容の目視による確認を支援するための装置である。以下、鉄道用の信号機１１を列車（車両）２０に搭載されたカメラで撮影して画像処理を行い、信号機１１の表示内容を判別して列車２０の運行を支援する場合を例に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments representing the present invention will be described below with reference to the drawings.
The traffic signal discriminating apparatus 10 according to the present embodiment is an apparatus for supporting visual confirmation of display contents of the traffic lights 11 installed for each section along the route in a vehicle traveling on the route. Hereinafter, a case where the railway traffic signal 11 is photographed with a camera mounted on the train (vehicle) 20 and image processing is performed, the display content of the traffic signal 11 is determined, and the operation of the train 20 is supported will be described as an example.
図１は、本実施の形態に係る信号機判別装置１０の構成例を示すブロック図である。本信号機判別装置１０は、判別対象である信号機１１の他、列車２０に搭載され、列車２０の前方の所定範囲を撮影する撮影手段２１と、この撮影手段２１が撮影した画像の画像処理を行う処理手段２２と、を有している。また、列車２０には、各種情報を表示するための表示装置２３等が設けられている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a traffic light determination device 10 according to the present embodiment. The traffic signal discriminating device 10 is mounted on the train 20 in addition to the traffic signal 11 to be discriminated, and performs image processing of an image captured by the image capturing unit 21 that captures a predetermined range in front of the train 20. And processing means 22. The train 20 is provided with a display device 23 for displaying various information.
信号機１１は、線路脇に沿って区間毎に設置され、前方の状況を運転手に伝えるものである。本実施の形態に係る信号機１１は、図１中において上から順に青色灯部１１ａ、黄色灯部１１ｂ、赤色灯部１１ｃを並設した３色灯信号機に適用している。各灯部１１ａ〜１１ｃの点灯状態が列車２０の運転手により目視確認され、点灯状態に従って運転される。なお、各灯部１１ａ〜１１ｃの点灯時の指示内容は、通常の信号灯と同様に、青点灯は路線の最高速度で進行を意図し、黄点灯は次の区間の信号機が赤であることの警告を意図し、赤点灯は停止すべきことを意図する。 The traffic light 11 is installed for each section along the side of the track, and conveys the situation ahead to the driver. The traffic light 11 according to the present embodiment is applied to a three-color lamp traffic light in which a blue light portion 11a, a yellow light portion 11b, and a red light portion 11c are arranged in order from the top in FIG. The lighting state of each of the lamp units 11a to 11c is visually confirmed by the driver of the train 20, and is operated according to the lighting state. In addition, the instruction content at the time of lighting of each of the lamp units 11a to 11c is the same as a normal signal lamp, blue lighting is intended to proceed at the maximum speed of the route, and yellow lighting is that the traffic light in the next section is red A warning is intended and the red light is intended to stop.
各灯部１１ａ〜１１ｃは、それぞれ対応する灯色に発光する数多のＬＥＤランプを円形のプリント基板上に密に配置してなる。各灯部１１ａ〜１１ｃにおけるＬＥＤランプの発光は全点灯ないし全消灯のみならず、個々のＬＥＤランプ毎に個別に点灯ないし消灯に制御可能である。本実施の形態では、特に赤色灯部１１ｃに関して、所定規則の点灯パターンで点灯制御するように設定されている。ここで点灯パターンとは、表示面における少なくとも一部の領域が点灯し、該点灯領域が所定規則で目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御されるものである。 Each of the lamp units 11a to 11c is formed by arranging a large number of LED lamps that emit light of corresponding lamp colors on a circular printed board. The light emission of the LED lamps in each of the lamp units 11a to 11c can be controlled to be turned on or off individually for each LED lamp as well as being turned on or off. In the present embodiment, in particular, the red lamp unit 11c is set to be controlled to be lit with a predetermined lighting pattern. Here, the lighting pattern means lighting control so that at least a part of the area on the display surface is lit, the lighting area changes at a high speed that is not visible according to a predetermined rule, and the display surface is uniformly lit visually. It is what is done.
詳しく言えば、所定規則の点灯パターンは、例えば図３〜図５に示すような表示形態がある。図３に示す点灯パターンは、点灯領域が遷移するものである。具体的には、図３（ａ）に示す例は、同心円状のリング（点灯領域）が表示面の外周から中心に向かって順次縮小しつつ移動する、また、図３（ｂ）に示す例は、表示面を横切る縦線（点灯領域）が表示面の左右一端から他端に向かって順次移動する。このような点灯領域の形状、面積、ないし移動方向は、任意に定め得る設計事項である。 Specifically, the lighting pattern of the predetermined rule has a display form as shown in FIGS. The lighting pattern shown in FIG. 3 is a transition of the lighting region. Specifically, in the example shown in FIG. 3A, a concentric ring (lighting area) moves while being reduced sequentially from the outer periphery of the display surface toward the center, and the example shown in FIG. 3B. The vertical line (lighting area) crossing the display surface moves sequentially from the left and right ends to the other end of the display surface. The shape, area, or moving direction of such a lighting region is a design matter that can be arbitrarily determined.
図４に示す例は、表示面の中心を横切る太線（点灯領域）が回転する。ここで太線の具体的な幅や回転方向は、任意に定め得る設計事項である。
図５に示す例は、表示面に表示される文字ないし図形（点灯領域）が一定方向へスクロールする。ここで文字ないし図形の具体的な形状やスクロール方向は、任意に定め得る設計事項である。
In the example shown in FIG. 4, a thick line (lighting area) that crosses the center of the display surface rotates. Here, the specific width and rotation direction of the bold line are design matters that can be arbitrarily determined.
In the example shown in FIG. 5, characters or figures (lighting areas) displayed on the display surface scroll in a certain direction. Here, the specific shape of characters or figures and the scroll direction are design matters that can be arbitrarily determined.
このように点灯パターンには様々なバリエーションが考えられるが、何れも表示面における少なくとも一部の領域が点灯し、この点灯領域が所定規則で目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯して見えるように点灯制御される。点灯領域の形状ないし面積に関しては、次述する撮影手段２１の解像度や肉眼による視認性を考慮して具体的に定めると良い。 In this way, there are various possible variations in the lighting pattern, but in any case, at least a part of the area on the display surface is lit, and this lighting area changes at a high speed that is not visible according to a predetermined rule. The lighting is controlled so that it lights up uniformly. The shape or area of the lighting region may be specifically determined in consideration of the resolution of the photographing means 21 described below and the visibility with the naked eye.
また、何れの点灯パターンも、既存の一般的なＬＥＤ信号機をそのまま利用して、個々のＬＥＤの点灯ないし消灯を制御する駆動回路のプログラムを変更するだけで実現することが可能である。このような点灯パターンの表示制御は、任意の図形を表示できるマルチ情報板の点灯制御に近いといえる。なお、信号機１１の発光する灯色と点灯パターンの変化等の表示制御に関しては、外部にある別のシステムを構成する信号表示制御手段（前記駆動回路を含む）からの指令に基づいて管理される。 In addition, any lighting pattern can be realized by using an existing general LED traffic light as it is and changing a program of a driving circuit that controls lighting or extinguishing of each LED. Such lighting pattern display control can be said to be close to lighting control of a multi-information board capable of displaying an arbitrary figure. Note that display control such as change in lamp color and lighting pattern emitted by the traffic light 11 is managed based on a command from signal display control means (including the drive circuit) constituting another external system. .
撮影手段２１は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳセンサ等を搭載した一般的なビデオカメラの他、赤外線ビデオカメラ等を主とする構成である。何れの種類のカメラを用いるにせよ、前述の点灯パターンが十分確認できる解像度を持ったものを採用する。撮影手段２１は、列車２０の運転席の前方の所定範囲を撮影可能な位置に搭載される。このように撮影手段２１は、ある程度画素数の大きなカメラを採用して、前記信号機１１の設置位置に関しても、撮影手段２１による撮影幅が狭くなるように工夫すると良い。 The photographing means 21 has a configuration mainly including, for example, an infrared video camera in addition to a general video camera equipped with a CCD image sensor, a CMOS sensor, or the like. Regardless of which type of camera is used, a camera having a resolution with which the aforementioned lighting pattern can be sufficiently confirmed is employed. The photographing means 21 is mounted at a position where a predetermined range in front of the driver's seat of the train 20 can be photographed. In this way, the photographing means 21 may employ a camera having a certain number of pixels and devise so that the photographing width of the photographing means 21 is narrowed with respect to the installation position of the traffic light 11 as well.
具体的には例えば、撮影手段２１として、９００万画素（３０００（Ｈ）×３０００（Ｖ））のビデオカメラを採用して、幅１０ｍを撮影した場合には、１画素あたり３．３ｍｍの解像度となり、信号機１１の点灯している形状を判別するには十分であるといえる。なお、高解像度のビデオカメラを採用した場合、画像のフレームレートが遅くなるという課題がある。フレームレートが問題になる場合には、ビデオカメラを複数組み合わせる手法をとることが考えられる。 Specifically, for example, when a video camera with 9 million pixels (3000 (H) × 3000 (V)) is used as the photographing means 21 and a width of 10 m is photographed, the resolution is 3.3 mm per pixel. Thus, it can be said that it is sufficient to determine the shape of the traffic light 11 that is lit. Note that when a high-resolution video camera is employed, there is a problem that the frame rate of the image becomes slow. When the frame rate becomes a problem, it is conceivable to take a method of combining a plurality of video cameras.
撮影手段２１で撮影された画像（映像）は、処理手段２２に逐次入力されて記憶され画像処理される。撮影手段２１を構成するビデオカメラは、例えば、１秒間に３０フレームを撮影するものが一般的であるが、１秒間のフレーム数を任意に変更可能な可変フレームレートのものを用いても良い。ここでのフレーム間隔は、前述の点灯パターンの経時的な変化を識別可能な程度に設定する。なお、ビデオカメラによる撮影は、例えば信号機１１が視野範囲に入る時点等、所定のタイミングで開始するように制御すると良い。 Images (videos) photographed by the photographing means 21 are sequentially input to the processing means 22 for storage and image processing. The video camera constituting the photographing means 21 is generally one that shoots 30 frames per second, for example, but a video camera having a variable frame rate that can arbitrarily change the number of frames per second may be used. The frame interval here is set to such an extent that the above-described change with time of the lighting pattern can be identified. Note that shooting by the video camera may be controlled to start at a predetermined timing, for example, when the traffic light 11 enters the field of view range.
処理手段２２は、前記撮影手段２１から逐次入力した画像に基づき、予め複数用意されている点灯パターンのうち、何れの点灯パターンに該当するかを判別する機能を備えている。かかる処理手段２２は、各種制御の中枢的機能を果たすＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵの実行するプログラムや各種の固定的データを記憶するＲＯＭと、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータを記憶するためのＲＡＭ、その他、インターフェース等を主要部とするマイクロコンピュータから成る。また、処理手段２２は、前記撮影手段２１から逐次入力した画像等を蓄積する記憶部（図示せず）も備えている。 The processing unit 22 has a function of determining which lighting pattern corresponds to a plurality of lighting patterns prepared in advance based on images sequentially input from the photographing unit 21. The processing means 22 is temporarily necessary for executing a program (CPU) that performs a central function of various controls, a ROM that stores programs executed by the CPU and various fixed data, and a program. It consists of a RAM for storing data and a microcomputer whose main part is an interface and the like. The processing unit 22 also includes a storage unit (not shown) that stores images and the like sequentially input from the photographing unit 21.
処理手段２２における画像処理では、撮影手段２１が撮影した画像のうち実際に画像処理を行う領域は、前記信号機１１が写り込んでいる範囲に限定し、画像処理の対象となる画素数を減らすように処理すると良い。例えば、図２に示す画像のうち左側の薄墨色の網かけ部分Ｐに信号機１１が写り込むため、当該部分Ｐのみを画像処理の対象とする。また、画像処理において、信号機１１の灯色を抽出する前処理を行う。すなわち、カラーで撮影された画像を、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の表色系に変換し、信号機１１の灯色に該当する色相のみ抽出することで、点灯している何れかの灯部１１ａ〜１１ｃと、信号機１１以外の近くにある発光物に絞り込むことができる。 In the image processing in the processing means 22, the area where the image processing is actually performed among the images taken by the photographing means 21 is limited to a range where the traffic light 11 is reflected, and the number of pixels to be subjected to image processing is reduced. It is good to process. For example, in the image shown in FIG. 2, the traffic light 11 is reflected in the shaded shaded portion P on the left side, so that only the portion P is subjected to image processing. In the image processing, preprocessing for extracting the light color of the traffic light 11 is performed. That is, an image captured in color is converted into a color system of H (hue), S (saturation), and V (lightness), and only the hue corresponding to the light color of the traffic light 11 is extracted to light up. It is possible to narrow down to any one of the light portions 11a to 11c and the light emitting objects in the vicinity other than the traffic light 11.
前記記憶部には、予め複数用意されている点灯パターンがテンプレートとして登録されている。前記撮影手段２１のカメラとレンズの組み合わせから、撮影される信号機１１の大きさが推定できるので、テンプレートのサイズを距離別に複数用意する。そして、初期認識範囲ではテンプレートマッチングを実施し、認識後は車速に応じた移動予測距離からテンプレートサイズを変更して追跡したマッチングを実施する。追跡により点灯パターンを特定して認識し、何れの点灯パターンに該当するか判別するように設定されている。 In the storage unit, a plurality of lighting patterns prepared in advance are registered as templates. Since the size of the traffic signal 11 to be photographed can be estimated from the combination of the camera and lens of the photographing means 21, a plurality of template sizes are prepared for each distance. Then, template matching is performed in the initial recognition range, and after recognition, matching is performed by changing the template size from the movement predicted distance according to the vehicle speed. It is set to identify and recognize a lighting pattern by tracking and determine which lighting pattern it corresponds to.
また、前記各点灯パターンには、それぞれ車両走行に関して伝達すべき各種情報が対応付けられており、各点灯パターンのテンプレートは、それぞれ対応する各種情報と対応付けられて前記記憶部に記憶されている。従って、処理手段２２により点灯パターンが判別された場合には、その点灯パターンに対応する各種情報も同時に判別されるように設定されている。そして、処理手段２２は、判別した点灯パターンに対応した情報を出力し、車両内にて表示ないし音声により報知するように設定されている。 Each lighting pattern is associated with various types of information to be transmitted regarding vehicle travel, and a template for each lighting pattern is stored in the storage unit in association with each corresponding type of information. . Accordingly, when the lighting pattern is determined by the processing unit 22, various information corresponding to the lighting pattern is also determined at the same time. Then, the processing means 22 is set so as to output information corresponding to the determined lighting pattern and to notify by display or voice in the vehicle.
ここで各種情報としては、例えば、運転手等の乗務員への情報提示に関する情報、列車２０の運行に関する情報、列車２０の乗客への案内に関する情報等がある。さらに詳しくは、乗務員への情報提示に関する情報とは、信号機１１の赤色灯部１１ｃが点灯する場合において、赤色灯部１１ｃの目視による確認とは別に赤点灯である旨と、赤点灯である理由（緊急事態や事故の発生等）等が該当する。かかる情報を判別した場合には、運転室内に設けられた後述の表示装置２３での表示により視覚的に報知したり、あるいは、運転室内や客室内に設けられたスピーカーからの音声により報知される。 Here, examples of the various information include information related to information presentation to crew members such as drivers, information related to the operation of the train 20, information related to guidance to passengers of the train 20, and the like. More specifically, the information related to the presentation of information to the crew is that when the red light part 11c of the traffic light 11 is lit, the fact that the red light part 11c is lit red separately from the visual confirmation of the red light part 11c and the reason why it is red lighted (Emergencies, accidents, etc.) When such information is discriminated, it is visually informed by display on a display device 23 described later provided in the driver's cab, or is notified by voice from a speaker provided in the driver's cab or in the cabin. .
列車２０の運行に関する情報とは、走行の自動制御に関する情報であり、速度抑制（減速指示等）、警笛（前方工事等）、パッシング（前方工事等）等が該当する。このような情報の報知も、前記乗務員への情報提示に関する情報の場合と同様に、運転室内に設けられた後述の表示装置２３での表示により視覚的に報知したり、あるいは、運転室内に設けられたスピーカーからの音声により報知すると良い。 Information relating to the operation of the train 20 is information relating to automatic control of travel, and includes speed suppression (deceleration instruction, etc.), horn (forward construction, etc.), passing (forward construction, etc.) and the like. As with the case of the information related to the presentation of information to the crew, such information is also notified visually by display on a display device 23 described later provided in the driver's cab, or provided in the driver's cab. It is better to notify by voice from the speaker.
乗客への案内に関する情報とは、前述の列車２０の運行に関する情報に関連するものとして、緊急情報（緊急停止など）、案内情報（工事のため揺れます）等の案内が該当する。このような情報の報知は、報知対象が客室内の乗客であるため、運転室内とは別に設けられた客室内の表示装置（図示せず）での表示により視覚的に報知したり、あるいは、客室内に設けられたスピーカーからの音声により報知すると良い。 Information related to guidance to passengers corresponds to information such as emergency information (emergency stop, etc.), guidance information (shake due to construction), and the like as information related to the operation of the train 20 described above. Since the notification target is passengers in the cabin, the notification of such information is visually informed by display on a display device (not shown) in the cabin provided separately from the cab, or It is good to notify by voice from a speaker provided in the guest room.
表示装置２３は、例えばＬＣＤ（液晶表示器）から構成され、各種情報を表示するための表示画面を備えている。表示装置２３（の表示画面）には、処理手段２２による表示制御により、各種情報を表示することができる。この表示装置２３は、乗務員への情報提示を目的とするものであり運転室に設置されているが、前述したように、客室内には乗客への情報提示を目的とする同様の表示装置が設置されている。なお、表示装置２３は、ＬＣＤ（液晶表示器）以外でも、各種画像を表示可能なものであれば良く、他に例えば、ＣＲＴ（陰極線管）表示器、有機ＥＬディスプレイ表示器等を採用して構成しても良い。 The display device 23 is composed of, for example, an LCD (liquid crystal display) and includes a display screen for displaying various information. Various information can be displayed on the display device 23 (display screen thereof) by display control by the processing means 22. This display device 23 is intended to present information to the crew and is installed in the cab. As described above, a similar display device intended to present information to passengers is provided in the cabin. is set up. The display device 23 may be any device other than an LCD (liquid crystal display) as long as it can display various images. For example, a CRT (cathode ray tube) display, an organic EL display display, or the like is adopted. It may be configured.
また、図１中では図示省略したが、その他に列車２０の走行を制御する制御手段を別に有している。この制御手段は、前記処理手段２２からの判定結果に応じて、列車２０の走行に影響を及ぼす対信号制御を実行するものである。なお、制御手段は、必ずしも列車２０の内部に搭載する必要はなく、外部において列車２０の運行を統括的に制御するシステムの一部として構成しても良い。また、前述の信号表示制御手段を含む１つのシステムとして構築しても良い。これらのシステムは周知であるので詳細な説明は省略する。 In addition, although not shown in FIG. 1, it additionally has a control means for controlling the traveling of the train 20. This control means executes counter-signal control that affects the traveling of the train 20 in accordance with the determination result from the processing means 22. The control means is not necessarily installed inside the train 20 and may be configured as a part of a system that comprehensively controls the operation of the train 20 outside. Moreover, you may construct | assemble as one system containing the above-mentioned signal display control means. Since these systems are well known, detailed description thereof is omitted.
次に、本実施の形態に係る信号機判別装置１０の作用について説明する。
図６は、処理手段２２の処理内容を示すフローチャートである。本ルーチンが開始されると（ステップＳ１００）、撮影手段２１から画像（映像）を逐次取得する（ステップＳ１０１）。ここで取得した画像の中から、事前に登録してある信号機１１の灯色を基に信号機１１が写っている領域を検出してから、前述のテンプレートマッチングを実施して、前記画像の中から点灯パターンに含まれる登録形状（点灯領域の形状）の種類と位置を抽出する（ステップＳ１０２）。
Next, the operation of the traffic light determination device 10 according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the processing means 22. When this routine is started (step S100), images (video) are sequentially acquired from the photographing means 21 (step S101). From the images acquired here, after detecting a region where the traffic light 11 is reflected based on the lamp color of the traffic light 11 registered in advance, the template matching described above is performed, The type and position of the registered shape (lighting area shape) included in the lighting pattern are extracted (step S102).
そして、前記ステップＳ１０２で抽出された登録形状の数だけ、次述するステップＳ１０４乃至Ｓ１０８の処理が繰り返されたか否か判定する（ステップＳ１０３）。ここで、未だ繰り返されていなければ（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、当該登録形状について、記憶部に記憶されている過去の履歴と比較する（ステップＳ１０４）。すなわち、過去の履歴に今回抽出した登録形状を含む点灯パターンが存在するか否か判定する（ステップＳ１０５）。 Then, it is determined whether or not the following steps S104 to S108 have been repeated for the number of registered shapes extracted in step S102 (step S103). If it has not been repeated yet (Yes in step S103), the registered shape is compared with the past history stored in the storage unit (step S104). That is, it is determined whether or not there is a lighting pattern including the registered shape extracted this time in the past history (step S105).
前記ステップＳ１０５の判定において、同じ登録形状を含む点灯パターンの履歴が存在する場合には（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、履歴を更新する（ステップＳ１０６）。一方、同じ登録形状を含む点灯パターンの履歴が存在しなかった場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、履歴に今回の登録形状を新規に登録する（ステップＳ１０７）。なお、履歴が一定の保存数まで到達したら古い履歴から順に削除する。 If it is determined in step S105 that there is a lighting pattern history including the same registered shape (Yes in step S105), the history is updated (step S106). On the other hand, when there is no lighting pattern history including the same registered shape (No in step S105), the current registered shape is newly registered in the history (step S107). When the history reaches a certain number, the old history is deleted in order.
次いで、今回抽出した登録形状を含む点灯パターンが何れの点灯パターンに該当するのかを判別する（ステップＳ１０８）。その後、前記ステップＳ１０３に戻り、今回抽出された登録形状の数だけ、前述したステップＳ１０４乃至Ｓ１０８の処理が繰り返されることになる。これにより、点灯パターンの判別に関する確実性が高められることになる。そして、今回抽出された登録形状の数だけ、前述したステップＳ１０４乃至Ｓ１０８の処理が繰り返された場合には（ステップＳ１０３でＮｏ）、次のステップＳ１０９に進む。 Next, it is determined to which lighting pattern the lighting pattern including the registered shape extracted this time corresponds (step S108). Thereafter, the process returns to step S103, and the processes of steps S104 to S108 described above are repeated for the number of registered shapes extracted this time. Thereby, the certainty regarding the discrimination of the lighting pattern is improved. Then, when the processes of steps S104 to S108 described above are repeated by the number of registered shapes extracted this time (No in step S103), the process proceeds to the next step S109.
ステップＳ１０９では、前述した履歴の数だけ、次述するステップＳ１１０乃至Ｓ１１３の処理が繰り返されたか否か判定する。そして、未だ繰り返されていなければ（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、前述したステップＳ１０３乃至Ｓ１０８の処理で更新されなかった履歴であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、更新のない履歴であれば（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、この更新のない履歴を削除して（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１２に進む。一方、更新のあった履歴であれば（ステップＳ１１０でＮｏ）、ステップＳ１１２にジャンプする。なお、ステップＳ１１１で更新のない履歴を削除する場合には、一定時間の猶予を設けても良い。 In step S109, it is determined whether the processes of steps S110 to S113 described below have been repeated for the number of histories described above. If it has not been repeated yet (Yes in step S109), it is determined whether or not the history has not been updated in the processes of steps S103 to S108 described above (step S110). If the history is not updated (Yes in step S110), the history not updated is deleted (step S111), and the process proceeds to step S112. On the other hand, if it is an updated history (No in step S110), the process jumps to step S112. In addition, when deleting the log | history which is not updated by step S111, you may provide the grace of a fixed time.
続いて、ステップＳ１１２では、検出結果の出力条件に合致するか否かを判定する。ここでの出力条件は、例えば履歴数や検出時間等に関して適宜定めることができる。この検出結果の出力条件に合致した場合には（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、判別した点灯パターンの検出結果を出力する（ステップＳ１１３）。ここでの出力は、灯色や点灯パターンに加えて、点灯パターンに対応した情報に関するものであり、車両内にて表示ないし音声により報知される。 Subsequently, in step S112, it is determined whether the detection result output condition is met. The output conditions here can be appropriately determined, for example, with respect to the number of histories and detection time. If the detection result output condition is met (Yes in step S112), the detected lighting pattern detection result is output (step S113). The output here relates to information corresponding to the lighting pattern in addition to the lamp color and lighting pattern, and is notified by display or sound in the vehicle.
その後、前記ステップＳ１０９に戻り、前述した履歴の数だけ、ステップＳ１１０乃至Ｓ１１３の処理が繰り返されることになる。これにより、点灯パターンの判別に関する出力内容の信頼度が高められることになる。そして、前述した履歴の数だけ、ステップＳ１１０乃至Ｓ１１３の処理が繰り返された場合には（ステップＳ１０９でＮｏ）、本ルーチンの処理を終了する（ステップＳ１１４）。このように本ルーチンが終了すると、ステップＳ１００に戻って処理は繰り返される。 Thereafter, the process returns to step S109, and the processes of steps S110 to S113 are repeated for the number of histories described above. Thereby, the reliability of the output content regarding discrimination | determination of a lighting pattern is raised. If the processes of steps S110 to S113 are repeated by the number of histories described above (No in step S109), the process of this routine is terminated (step S114). When this routine ends in this way, the process returns to step S100 and the process is repeated.
以上に説明した本実施の形態に係る信号機判別装置１０によれば、点灯の制御された信号機１１と画像処理を組み合わせることにより、従来の信号機を撮影するだけでは実現できなかった新たな運転支援のシステムを構築することができる。特に信号機１１の点灯制御に関しては、図案化された点灯パターンを高速で切り替え点灯することにより、人間の目では従来通り見える一方、撮影手段２１では点灯パターンを撮影できるため、確実に信号機を判別することが可能となる。 According to the traffic signal discriminating apparatus 10 according to the present embodiment described above, by combining the traffic light 11 that is controlled to be lit and image processing, a new driving support that cannot be realized simply by photographing a conventional traffic signal. A system can be constructed. In particular, with regard to lighting control of the traffic light 11, it is possible to photograph the lighting pattern with the photographing means 21 while switching the lighting pattern in a stylized manner at high speed so that it can be seen by the human eye as usual. It becomes possible.
すなわち、信号機１１は、前述した図３〜図５に示すように、表示面における少なくとも一部の領域が点灯し、該点灯領域が所定規則の点灯パターンで目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御される。このように、点灯時に表示面のうち一部の領域のみを点灯させることにより、点灯時に表示面の全ての領域を点灯させるよりも、省電力で運用することができる。 That is, as shown in FIGS. 3 to 5, the traffic light 11 lights at least a part of the area on the display surface, and the lighting area changes at a high speed that cannot be seen with a predetermined lighting pattern. Then, lighting control is performed so that the display surface is uniformly lit. In this way, by lighting only a part of the display surface during lighting, it is possible to operate with lower power consumption than when lighting all the regions of the display surface during lighting.
また、点灯時に表示面の一部の領域は点灯し続けるため、どのような撮影タイミングであっても、必ず点灯している部位を撮影することができ、点灯時に全て消灯した状態の画像が撮影される虞はない。これにより、従来の信号機にて表示面全体が高速点滅する表示形態の場合のように、点灯状態であるにも関わらず、消灯した状態であると誤解が生じる虞はない。 In addition, since some areas of the display surface remain lit when lit, it is possible to shoot the part that is always lit at any shooting timing, and images that are all turned off when lit. There is no fear of being done. Thereby, there is no possibility that misunderstanding will occur when the display is turned off in spite of the lighting state as in the case of the display form in which the entire display surface blinks at high speed with a conventional traffic light.
信号機１１は、既存の一般的なＬＥＤ信号機１１をそのまま利用して、個々のＬＥＤの点灯ないし消灯を制御する外部の制御手段にある駆動回路（のプログラム）を変更するだけで実現することができる。よって、ＬＥＤ信号機１１自体の基板等の構成を特別な仕様に変更する必要はない。このように、新たに設置する機器は少なく、コストを抑えることができる。また、前述した点灯パターンによる点灯制御によれば、図形パターンによる認識が可能となるため、画像処理の手順が簡単になり、処理能力が低く安価なハードウェアでも実現することができる。 The traffic light 11 can be realized by using the existing general LED traffic light 11 as it is and changing the drive circuit (program thereof) in the external control means for controlling turning on / off of each LED. . Therefore, there is no need to change the configuration of the substrate of the LED traffic light 11 itself to a special specification. Thus, there are few apparatuses newly installed, and cost can be suppressed. Further, according to the lighting control based on the lighting pattern described above, the recognition by the graphic pattern is possible, so that the procedure of the image processing is simplified, and it can be realized even with inexpensive hardware with low processing capability.
一方、列車２０に搭載されている撮影手段２１は、列車２０の前方の所定範囲を撮影するが、特に撮影手段２１は、前記信号機１１の点灯時における所定規則で変化する点灯パターンを識別可能な解像度のフレーム間隔で所定範囲中の信号機１１を撮影可能である。これにより、様々な点灯パターンを互いに区別して識別するような画像処理が可能となる。すなわち、処理手段２２は、前記撮影手段２１から逐次入力した画像に基づき、予め複数用意されている点灯パターンのうち、何れの点灯パターンに該当するかを判別する。 On the other hand, the photographing means 21 mounted on the train 20 photographs a predetermined range in front of the train 20. In particular, the photographing means 21 can identify a lighting pattern that changes according to a predetermined rule when the traffic light 11 is turned on. The traffic lights 11 in a predetermined range can be photographed at the resolution frame interval. As a result, it is possible to perform image processing in which various lighting patterns are distinguished from each other. That is, the processing unit 22 determines which lighting pattern corresponds to a plurality of lighting patterns prepared in advance based on images sequentially input from the photographing unit 21.
このように、信号機１１の色や配置に基づくばかりでなく、点灯パターンに基づく画像処理によれば、信号機１１を見落とすことなく確実に判別することが可能となる。また、点灯パターンに各種情報を対応付けることにより、走行に関する多様な支援を実現することが可能となる。なお、処理手段２２は、撮影手段２１と同様に列車２０に搭載しても良いが、列車２０外部においてインターネット等の通信回線を介して互いに通信可能に接続された外部サーバに設置しても良い。 In this way, not only based on the color and arrangement of the traffic light 11, but also based on the image processing based on the lighting pattern, it is possible to reliably determine without overlooking the traffic light 11. In addition, by associating various types of information with the lighting pattern, it is possible to realize various support related to traveling. The processing means 22 may be mounted on the train 20 similarly to the photographing means 21, but may be installed on an external server that is communicably connected to the outside of the train 20 via a communication line such as the Internet. .
前記点灯パターンのバリエーションに関しては、その種類ないし数を任意に変更可能とすれば、よりいっそう多様な支援を行うことができる。例えば、処理手段２２の記憶部に複数のバリエーションを予め登録しておき、列車２０の運行状況に応じて適宜変更できるように設定すれば良い。また、同じ点灯パターンでも灯色を変えるだけでバリエーションが広がり、点灯パターンと灯色の組み合わせにより、走行の支援に関する情報量も増やすことができ、運転支援の情報が多くなる。 Regarding the variation of the lighting pattern, if the type or number can be arbitrarily changed, it is possible to provide more various support. For example, a plurality of variations may be registered in advance in the storage unit of the processing unit 22 and set so as to be appropriately changed according to the operation status of the train 20. In addition, even if the lighting pattern is the same, the variation is widened just by changing the lamp color. By combining the lighting pattern and the lamp color, the amount of information related to driving support can be increased, and the driving support information increases.
また、前記点灯パターンには、それぞれ列車２０の走行に関して伝達すべき各種情報が対応付けられている。ここで各種情報のバリエーションとしては、前述したように、乗務員への情報提示、鉄道列車２０の自動制御、乗客への案内等の様々な情報が考えられる。処理手段２２は、判別した点灯パターンに対応した情報を出力し、列車２０内にて表示ないし音声により報知する。これにより、画像処理に基づき判別した信号機１１の表示の内容も確実に知らしめることができる。具体的には例えば、停止信号の理由として、混雑が原因なのか、あるいは事故が原因なのか等、深刻度を表現することができる。 In addition, various types of information to be transmitted regarding the traveling of the train 20 are associated with the lighting patterns. Here, as the variations of various information, as described above, various information such as information presentation to the crew, automatic control of the railway train 20, guidance to passengers, and the like can be considered. The processing means 22 outputs information corresponding to the determined lighting pattern, and notifies it by display or voice in the train 20. Thereby, the display content of the traffic light 11 determined based on the image processing can be surely notified. Specifically, for example, the degree of seriousness can be expressed, for example, whether the stop signal is caused by congestion or an accident.
さらに、本信号機判別装置１０によれば、列車２０の走行を制御する制御手段を別に有しており、この制御手段は、前記処理手段２２からの判定結果に応じて、列車２０の走行に影響を及ぼす対信号制御を実行する。例えば、停止信号に応じて、外部の制御手段によって実際に列車２０の走行を停止させたり、徐行信号に応じて、列車２０を徐行させたりする速度制限を実行するようなこと等が考えられる。これにより、走行に関する多様な支援を実現することができる。 Furthermore, according to the traffic signal discriminating device 10, the control unit further has a control unit that controls the traveling of the train 20, and this control unit affects the traveling of the train 20 according to the determination result from the processing unit 22. The counter signal control is performed. For example, it is conceivable to execute a speed limit that actually stops the traveling of the train 20 by an external control means in response to the stop signal, or slows down the train 20 in response to the slowing signal. Thereby, various support regarding driving | running | working is realizable.
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、信号機１１の種類は図１に示した３色灯信号機に限るものではなく、他に２色灯信号機や矢印信号機等、発光する表示形態のものであれば適用することができる。もちろん、鉄道用に限定されるものでもない。 As described above, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention can be modified or added without departing from the scope of the present invention. Included in the invention. For example, the type of the traffic light 11 is not limited to the three-color light signal shown in FIG. 1, but may be applied to any other display form that emits light, such as a two-color light signal or an arrow signal. Of course, it is not limited to railway use.
本発明は、鉄道用線路や自動車用道路に沿って区間毎に設置される信号機の表示内容の目視による確認を支援するための信号機判別装置に広く利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for a traffic signal discriminating device for supporting visual confirmation of display contents of traffic signals installed for each section along a railroad track or an automobile road.
１０…信号機判別装置
１１…信号機
２０…列車
２１…撮影手段
２２…処理手段
２３…表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Traffic light discrimination apparatus 11 ... Traffic light 20 ... Train 21 ... Imaging | photography means 22 ... Processing means 23 ... Display apparatus
Claims (6)
前記車両に搭載され、車両の前方の所定範囲を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した画像の画像処理を行う処理手段と、を有し、
前記信号機は、その表示面における一部の領域のみが点灯し続けて、該点灯領域が所定規則の点灯パターンで目視不能な高速度で変化し、目視では表示面が一律に点灯しているように点灯制御され、
前記撮影手段は、前記信号機の点灯時における前記所定規則で変化する点灯パターンを識別可能な解像度のフレーム間隔で所定範囲中の信号機を撮影可能であり、
前記処理手段は、前記撮影手段から逐次入力した画像に基づき前記点灯領域の形状を抽出することにより、予め複数用意されている前記点灯パターンのうち、何れの点灯パターンに該当するかを判別可能であることを特徴とする信号機判別装置。 In a traffic signal discriminating device for supporting visual confirmation of display contents of traffic signals installed for each section along the route in a vehicle traveling on a route,
An imaging means mounted on the vehicle for imaging a predetermined range in front of the vehicle;
Processing means for performing image processing of an image photographed by the photographing means,
The traffic lights, only the area of the part that put on the display surface lit continuously, the point light region is changed with invisible high rate in the lighting pattern of a predetermined rule, the display surface is visually lights up uniformly The lighting is controlled as
The photographing means can photograph a traffic light in a predetermined range at a resolution frame interval that can identify a lighting pattern that changes according to the predetermined rule when the traffic light is lit.
The processing means can determine which lighting pattern corresponds to one of the plurality of lighting patterns prepared in advance by extracting the shape of the lighting area based on images sequentially input from the photographing means. A traffic light discriminating device characterized by being.
前記処理手段は、前記信号機の点灯パターンに加えて、何れの灯色に該当するかも判別可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号機判別装置。 The traffic light can be selectively lit in any of a plurality of lamp colors,
3. The traffic light discriminating apparatus according to claim 1, wherein the processing means can discriminate which light color corresponds to the lighting pattern of the traffic light.
前記撮影手段から入力した画像の中から、事前に登録されている前記信号機の灯色に基づき信号機を検出し、
前記検出された信号機を各画像毎に追跡して、該信号機の点灯パターンを特定すると共に、該特定した点灯パターンを事前に登録されている点灯パターンと比較して同一性を判定することを特徴とする請求項３に記載の信号機判別装置。 The processing means includes
From the image input from the photographing means, detecting a traffic light based on the lamp color of the traffic signal registered in advance,
The detected traffic light is tracked for each image to identify the lighting pattern of the traffic light, and the identity is determined by comparing the identified lighting pattern with a previously registered lighting pattern. The traffic light discrimination device according to claim 3.
前記処理手段は、判別した前記点灯パターンに対応した情報を出力し、車両内にて表示ないし音声により報知することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の信号機判別装置。 Each of the plurality of lighting patterns of the traffic lights is associated with various types of information to be transmitted regarding vehicle travel,
5. The traffic light discriminating apparatus according to claim 1, wherein the processing means outputs information corresponding to the discriminated lighting pattern and notifies the information by display or voice in a vehicle.
前記制御手段は、前記処理手段からの判定結果に応じて、車両の走行に影響を及ぼす対信号制御を実行することを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載の信号機判別装置。 A separate control means for controlling the travel of the vehicle,
6. The traffic signal discrimination according to claim 1, wherein the control means executes a pair signal control that affects the running of the vehicle according to a judgment result from the processing means. apparatus.
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