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公開番号2025061758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-11
出願番号2025009739,2023565831
出願日2025-01-23,2021-12-10
発明の名称地上信号機認識装置及び地上信号機の信号現示認識方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人第一国際特許事務所
主分類B61L 5/18 20060101AFI20250403BHJP(鉄道)
要約【課題】地上信号機の信号現示内容の認識精度を向上させ、鉄道向けにより安全性を高めた地上信号機認識装置を提供する。
【解決手段】地上信号機認識装置として、列車の位置を検出する列車位置検出装置と、列車が走行する線路沿いの地上信号機の設置位置及び当該地上信号機に関する情報を格納する地上信号機情報記憶装置と、列車の前方の画像を撮影する撮影装置と、地上信号機の信号現示を認識すると共に外部から受信した前記列車の先行列車の情報を入力とする信号現示認識装置とを備え、信号現示認識装置は、列車位置検出装置が出力する列車の位置、地上信号機情報記憶装置が出力する地上信号機の設置位置と情報、撮影装置が撮影した画像及び地上信号機の信号現示の認識を補助する補助情報として先行列車の情報を使用して、列車の進行方向に存在する地上信号機の信号現示を認識する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
列車の位置を検出する列車位置検出装置と、
前記列車が走行する線路沿いの地上信号機の設置位置及び当該地上信号機に関する情報を格納する地上信号機情報記憶装置と、
前記列車の前方の画像を撮影する撮影装置と、
前記地上信号機の信号現示を認識すると共に外部から受信した前記列車の先行列車の情報を入力とする信号現示認識装置と
を備え、
前記信号現示認識装置は、前記列車位置検出装置が出力する前記列車の位置、前記地上信号機情報記憶装置が出力する前記地上信号機の前記設置位置と前記情報、前記撮影装置が撮影した前記画像及び前記地上信号機の信号現示の認識を補助する補助情報として前記先行列車の情報を使用して、前記列車の進行方向に存在する前記地上信号機の信号現示を認識する
ことを特徴とする地上信号機認識装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の地上信号機認識装置であって、
前記先行列車の情報には、当該先行列車の在線位置情報が含まれる
ことを特徴とする地上信号機認識装置。
【請求項３】
請求項２に記載の地上信号機認識装置であって、
前記先行列車の情報には、当該先行列車の走行時の在線位置又は速度にかかる情報が含まれる
ことを特徴とする地上信号機認識装置。
【請求項４】
請求項２に記載の地上信号機認識装置であって、
前記先行列車の在線位置情報は、ＧＰＳ受信機、ＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ；慣性計測装置）、ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）及びＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）の少なくとも１つを用いて取得されたものである
ことを特徴とする地上信号機認識装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の地上信号機認識装置であって、
前記信号現示認識装置は、前記列車の進行方向に存在する前記地上信号機の信号現示ごとに、前記列車の位置、前記地上信号機の前記設置位置と前記情報及び前記画像から当該信号現示の認識確率を算出し、更に、前記補助情報に基づいて当該信号現示の推定確率を算出し、前記認識確率の最大値が所定値以下の場合に、前記認識確率と前記推定確率との積が最も高いものを当該信号現示の認識結果とする
ことを特徴とする地上信号機認識装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項に記載の地上信号機認識装置を搭載する鉄道車両。
【請求項７】
列車の位置、前記列車が走行する線路沿いの地上信号機の設置位置と当該地上信号機に関する情報、前記列車の前方の撮影画像及び前記地上信号機の信号現示の認識を補助する補助情報として前記列車の先行列車の情報を使用して、前記列車の進行方向に存在する前記地上信号機の信号現示を認識する地上信号機の信号現示認識方法。
【請求項８】
請求項７に記載の地上信号機の信号現示認識方法であって、
前記列車の進行方向に存在する前記地上信号機の信号現示ごとに、前記列車の位置、前記地上信号機の前記設置位置と前記情報及び前記撮影画像から当該信号現示の認識確率を算出し、前記補助情報に基づいて当該信号現示の推定確率を算出するステップと、
前記認識確率の最大値が所定値以下の場合に、前記認識確率と前記推定確率との積が最も高いものを当該信号現示の認識結果とするステップと
を有する地上信号機の信号現示認識方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上信号機の信号現示を認識する装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道分野において、列車の自動運転のニーズが高まってきている。鉄道向けの列車自動運転システムの実現には、線路沿いに設置されている地上信号機の信号現示の認識機能が必要である。より具体的には、列車自体の位置、地上信号機の設置位置及び種類などの情報に基づき、カメラ等で取得した地上信号機の画像と比較して、信号現示内容の認識を行うことが必要である。
【０００３】
このような地上信号機の信号現示内容の認識技術に類似の技術として、例えば、特許文献１には、「車外を撮る撮像装置と、衛星航法システムによる測位を行うＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機の測位結果に基づいて列車位置を得る列車位置検出部と、前記軌道に沿って設置された沿線設置機器に係る機器位置および機器画像をデータ保持する沿線設置機器データ記憶部と、前記列車位置の前記機器位置への接近を検知して異なる接近位置において前記撮像装置で撮った画像を取り込むとともにその複数の画像から前記機器画像を検出して検出結果を対比することにより前記沿線設置機器の動作を確認する沿線設置機器検出部とを備えていることを特徴とする」（段落０００８）との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２０１４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、鉄道沿線設備の稼働状態を監視するためのものである。
地上信号機の信号現示認識には、地上信号機のランプの色を正しく認識することが必要である。また、ランプの点灯及び消灯の状態や、点灯時にどのランプが点灯しているかは、例えば先行列車の位置などによっても変わり得る。
【０００６】
これに対して、特許文献１に記載の技術では、こういった変化する地上信号機の状態を正しく認識するための手段については考慮されていない。更に、例えば光学カメラで撮影した画像を使う場合には、環境条件（昼夜の時間帯による太陽の位置、雨や霧などの天候など）によりランプの色を正しく撮影しにくい状況も発生し得るが、特許文献１ではそういった課題についても考慮されていない。
【０００７】
仮に、地上信号機の状態（ランプの点灯及び消灯の状態や、点灯時にどのランプが点灯しているかなど）として、信号現示内容を正しく認識できなければ、停止点を超えて冒進するといった危険事象を引き起こす可能性もある。
【０００８】
そこで、本発明では、地上信号機の信号現示内容の認識精度を向上させ、鉄道向けに地上信号機をより安全性を高めて認識する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、代表的な本発明の地上信号機認識装置の一つは、列車の位置を検出する列車位置検出装置と、列車が走行する線路沿いの地上信号機の設置位置及び当該地上信号機に関する情報を格納する地上信号機情報記憶装置と、列車の前方の画像を撮影する撮影装置と、地上信号機の信号現示を認識すると共に外部から受信した前記列車の先行列車の情報を入力とする信号現示認識装置とを備え、信号現示認識装置は、列車位置検出装置が出力する列車の位置、地上信号機情報記憶装置が出力する地上信号機の設置位置と情報、撮影装置が撮影した画像及び地上信号機の信号現示の認識を補助する補助情報として先行列車の情報を使用して、列車の進行方向に存在する地上信号機の信号現示を認識するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地上信号機を光学カメラ等で撮影した画像を使って信号現示認識を行う際に、環境条件の影響でランプの色を正しく認識できなかった場合でも、既に通過した地上信号機の信号現示内容を踏まえて認識処理を行うことにより、より安全性の高い鉄道向けの地上信号機認識装置及び地上信号機の信号現示認識方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態に記載した説明により、明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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