支障物検知装置及びこれを備えたプラットホームドアシステム並びに支障物検知方法
【課題】単一の光学センサにより三次元の所定の検知空間を検知可能とすると共に、屋外環境における外乱に対しても安定して支障物を検知する。
【解決手段】対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサ１０Ｓと、三次元距離画像センサ１０Ｓの測定結果に基づいて、検知空間ＤＳにおける対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部ＤＣとを備え、検知制御部ＤＣは、所定の検知空間ＤＳを、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離に応じた複数の検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4に区分すると共に、当該検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとに支障物を検知する閾値を変更する。
【解決手段】対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサ１０Ｓと、三次元距離画像センサ１０Ｓの測定結果に基づいて、検知空間ＤＳにおける対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部ＤＣとを備え、検知制御部ＤＣは、所定の検知空間ＤＳを、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離に応じた複数の検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4に区分すると共に、当該検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとに支障物を検知する閾値を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道等のプラットホームに設置されるプラットホームドア用の支障物検知装置及びこれを備えたプラットホームドアシステム並びに支障物検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道等の車両の乗降場所であるプラットホームには、車両軌道に沿ってプラットホーム上に所定間隔で立設されたプラットホームドアを設けたものが知られており、プラットホームドア近傍の乗降客や障害物等をセンサにより検知し、この検知結果に基づいてプラットホームドアの動作や車両の運行を制御して、乗降客の安全等を確保する安全システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１には、測距センサからの照射光を回転ミラーにより走査して、所定の検知空間内の人や物等の支障物を検知するように構成したプラットホームドアの安全装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題点を有していた。すなわち、上記特許文献１に開示された先行技術では、単一の支障物センサから発射される照射光を回転ミラーで走査することにより、必要なセンサ数の削減を可能としているが、かかる支障物センサは屋外に設置されるため、外部環境の変化等による外乱の影響を受け易いといった問題を有していた。
【０００６】
例えば、所定の検知空間内に存在する人や物等の支障物を確実に検知するために、センサの検知範囲を広く取り、検知感度を極力増大させた場合には、センサのレンズ面に付着した粉塵、水滴等を支障物として誤検知したり、雨、雪、霧、虫等を支障物として誤検知する可能性が増大し、車両の円滑な運行に支障を来すといった問題が生じていた。
【０００７】
一方、このような粉塵や降雨等を支障物として検知させないために検知感度を落とすと、車両ドア間に挟まれた状態で車両ドアからプラットホーム側に飛び出した傘やカバン等の手荷物（支障物）、あるいは、車両とプラットホーム間に転落してプラットホーム上に僅か乗り出した中吊り状態の乗降客や子供等の検知が場所によっては困難となる虞が生じていた。
【０００８】
このような問題に対処するためには、当然に、乗降客等の安全確保が最優先となるため、センサの感度を極力高く設定する必要が生じ、結果として、かかる支障物センサは、外部環境の変化に伴う外乱の影響を受け易くなって支障物の検知が不安定となってしまうという不可避的な問題を有していた。このため、屋外環境においても安定して支障物を検知する検知技術の確立が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、単一の光学センサにより三次元の所定の検知空間を検知可能とすると共に、屋外環境における外乱に対しても安定して支障物を検知することができる支障物検知装置及びこれを備えたプラットホームドアシステム並びに支障物検知方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る支障物検知装置は、対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサと、前記三次元距離画像センサの測定結果に基づいて、検知空間における対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部とを備え、前記検知制御部は、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分すると共に、当該検知エリアごとに支障物を検知する閾値を変更することを特徴とするものである。
【００１１】
このように構成した場合には、所定の検知空間を単一の光学センサにより三次元的に検知可能とすると共に、検知エリアに応じた外乱データの特性に基づき屋外環境に伴う外乱を除去して、降雨等の環境変化に対しても安定して支障物を検知することができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、同一座標に連続して対象物が存在する場合に、当該対象物を支障物として検知することができる。
【００１３】
このように構成した場合には、降雨や虫等の移動体を的確に判別して、支障物の検知精度を一層向上させることができる。
【００１４】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記検知制御部は、さらに、反射光量に基づいて、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去してもよい。
【００１５】
このように構成した場合には、水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００１６】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記検知制御部は、三次元距離画像センサから得られた距離データを書き換えることにより、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去してもよい。
【００１７】
このように構成した場合には、反射光量のデータが得られない場合でも、距離データの簡易な書き換え処理により水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００１８】
さらに、上記構成において、前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサに近い検知エリアほど、支障物として検知する対象物の大きさの閾値を増大させてもよい。
【００１９】
このように構成した場合には、所定の検知空間内における所定の大きさの支障物を、三次元距離画像センサからの距離に応じて精度良く検知することができる。
【００２０】
さらにまた、前記検知制御部は、検知空間を前記三次元距離画像センサの座標系と同一の座標系に変換することができる。
【００２１】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサにより得られた測定データを、その都度座標変換することなしに、対象物の検知空間内における位置を特定することができ、検知処理の高速化に寄与することができる。
【００２２】
本発明に係るプラットホームドアシステムは、車両の停止位置において、車両乗車口と対向するように、プラットホーム側に立設されたプラットホームドアシステムであって、所定の間隔でプラットホームに立設された戸袋パネルと、隣接する戸袋パネル間を開閉するように、水平方向に移動自在に形成されたドアパネルと、前記戸袋パネルと車両との間に配設され、隣接する一対の戸袋パネルの一方に取り付けられた上記いずれかに記載の支障物検知装置とを備え、前記検知制御部は、車両が所定の位置に停止した状態を、基準状態として前記検知空間に反映させることを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成した場合には、所定の検知空間をより実際の状態に即して設定することができ、プラットホームドアシステムとしての支障物の検知精度を向上させることができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記支障物検知装置は、前記一対の戸袋パネルのうち、車両進行方向上流側の戸袋パネルに取り付けられていてもよい。
【００２５】
このように構成した場合には、屋外設置された支障物検知装置の筐体内部に、車両の進行に伴う粉塵等が進入することを効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明に係る支障物検知方法は、三次元検知空間内に照射光を投受光して、検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定する三次元距離画像センサを用い、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分した後、当該検知エリアごとに位置及び大きさの閾値を変更して支障物を検知することを特徴とするものである。
【００２７】
このように構成した場合には、所定の検知空間を単一の光学センサにより三次元的に検知可能とすると共に、検知エリアに応じた外乱データの特性に基づき屋外環境に伴う外乱を除去して、降雨等の環境変化に対しても安定して支障物を検知することができる。
【００２８】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記三次元距離画像センサから得られる光量値データを用いて、環境変化に伴う外乱を除去した後に、前記三次元距離画像センサから得られる距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行ってもよい。
【００２９】
このように構成した場合には、水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００３０】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記三次元距離画像センサから得られる距離データを用いて、対象画素に対応する距離データ及びその周囲の画素に対応する距離データのうち、最小値又は最大値を当該対象画素の距離データに書き換え、その後、書き換えられた距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行ってもよい。
【００３１】
このように構成した場合には、反射光量のデータが得られない場合でも、距離データの簡易な書き換え処理により水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００３２】
さらに、上記構成において、前記対象物の大きさの判定を行う前に、三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、当該対象物が同一座標に連続して存在するか否かを判定してもよい。
【００３３】
このように構成した場合には、大きさの判定を先に行う場合に比し、検知の際の揺らぎを防止して支障物の検知精度をより一層向上させることができる。
【００３４】
さらに、上記構成において、前記三次元検知空間の範囲を設定した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、前記三次元検知空間の座標系を前記三次元距離画像センサと同一の座標系に変換することができる。
【００３５】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサにより得られた測定データを、その都度座標変換することなしに、対象物の検知空間内における位置を特定することができ、検知処理の高速化に寄与することができる。
【００３６】
さらに、上記構成において、前記検知空間を座標変換した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、さらに、前記三次元距離画像センサの走査歪みに基づいて、前記検知空間を補正することができる。
【００３７】
このように構成した場合には、レーザー光の走査に伴う歪みを補正して支障物の検知精度を向上させることができる。
【００３８】
さらにまた、上記構成において、前記レーザー光を走査する際の短軸方向をＸ軸、長軸方向をＹ軸とし、前記三次元距離画像センサの照射角度のＸ軸成分、Ｙ軸成分をＸｄ，Ｙｄとし、Ｘ軸方向に発生する走査歪みを補正する補正角をＸｃとしたとき、Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ（ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数）の関係を満たすように補正角Ｘｃを設定してもよい。
【００３９】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサの走査歪みと同様な形状に検知空間を変形させて、歪みの影響を相対的にキャンセルすることができるので、検知精度の向上に寄与することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、センサ数を増大させることなく、所定の検知空間を三次元的に検知可能とすると共に、屋外環境における外乱に対しても安定して支障物を検知することができ、乗降客の安全を確実に確保すると共に、車両の円滑な運行に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るプラットホームドアシステムの構成を示す展開図である。
【図２】プラットホームドアシステムにおける立体的な支障物検知空間を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係る支障物検知装置１０の機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【図５】水滴内での多重反射による散乱光に関する距離データの誤測定を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る近距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。
【図１１】実施の形態２に係る遠距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。
【図１２】実施の形態２に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜実施の形態１＞
以下に、本発明に係るプラットホームドアシステムの一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施の形態に係るプラットホームドアシステムの構成について図１及び図２を参照して参照して説明する。ここで、図１は、本発明に係るプラットホームドアシステムの構成を示す展開図であり、図２は、プラットホームドアシステムにおける立体的な支障物検知空間を示す模式図である。
【００４３】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るプラットホームドアシステム１は、鉄道等の車両の乗降場所であるプラットホームに立設されており、車両の軌道に沿って、プラットホームの車両側端部に所定間隔で立設された戸袋パネル２と、該戸袋パネル２に収容され、隣接する戸袋パネル２‐２間を開閉するドアパネル３‐３とを備えている。そして、隣接する戸袋パネル２‐２の一方には、乗降エリアを区画形成する略直方体状の防護支柱５が車両側に突出するように立設されている。同様に、隣接する戸袋パネル２‐２の他方には、略直方体支柱形状の支障物検知装置１０が車両側に突出するように立設されている。
【００４４】
ドアパネル３は、外形が正面視で略矩形状のパネル部材であり、所定の厚さを有して水平方向に移動自在に形成されている。また、一対のドアパネル３‐３が接触する側面には、双方のドアパネル３‐３が接触する際の衝撃を緩和するための弾性部材が配設されている。
【００４５】
戸袋パネル２は、外形が正面視で略矩形状のパネル部材であると共に、上記ドアパネル３を収容可能な中空構造を有しており、その一側面にドアパネル３を水平方向に進退可能とする開口部が形成されている。
【００４６】
上記支障物検知装置１０は、所定の検知空間に存在する人や物等の支障物（障害物）を検知するものであり、略直方体状（支柱状）の装置筺体１００の内部に三次元距離画像センサ１０Ｓや、処理部、検知制御部等が配設されている。
【００４７】
本実施の形態に係る三次元距離画像センサ１０Ｓは、近赤外線パルスレーザー光を所定の三次元検知空間内に照射して、複数の走査軸（例えば、Ｘ軸，Ｙ軸）に沿って振動する微小ミラー（ＭＥＭＳ共振ミラー）により、当該空間内をリサジュー軌跡を描きながら上下左右に走査するものであり、パルス発信したレーザー光が対象物に反射して戻るまでの往復時間により当該対象物までの距離を測定すると共に、当該座標における反射光の強さ（反射光量）を測定するものである。そして、この距離データとレーザー光の照射角度とから三次元空間内における対象物の位置座標を特定すると共に、対象物を走査して上記測定データを連続的に取り込むことにより、対象物の大きさ（画像ピクセル数）を特定するものである。
【００４８】
すなわち、本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、上記三次元距離画像センサ１０Ｓから照射されたレーザー光を、ＭＥＭＳ共振ミラーにて三次元空間内を走査することにより、所定の検知空間内における対象物の位置、反射光量、及び大きさを測定することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、具体的な三次元距離画像センサ１０Ｓとして、日本信号株式会社製のＭＥＭＳ共振ミラー（ＥＣＯ ＳＣＡＮ）を用いた三次元走査型の距離画像センサ（ＦＸ−６）を採用している。
【００５０】
このような三次元走査型の距離画像センサ１０Ｓを用いることにより、単一のレーザー光源（発光素子）により三次元の検知空間における支障物の検知が可能となり、従来の固定型の光電センサ方式に比し、センサ数の大幅な削減や装置の小型化が可能となる。また、任意の複雑な形状の検知空間がソフトウェア上で容易に設定可能となり、現場でのセンサ取付位置のネジ等による機械的な調整作業等を省略可能として、据え付け作業性の大幅な向上を実現することができる。
【００５１】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、上記三次元距離画像センサ１０Ｓを装置筺体１００の下部に設けられた開口部１０１内にて、所定の画角（走査角度）に応じた水平方向（車両進行方向）の位置（所定の検知空間を包含するように所定の画角に基づいて開口部１０１から水平方向に離隔を設けた位置）に傾斜配置することにより、図２に示すような、立体的に広がる所定の三次元検知空間をレーザー光により測定可能とし、併せてプラットホームと車両との隙間から転落した乗降客や子供等、緊急度の高い危険領域（プラットホームと車両との間であってプラットホーム表面近傍の領域）を確実に検知可能としている。また、装置筺体１００の上部には、緊急時に手動でドアパネル３‐３の開閉を可能とする非常解錠ボタン６が取り付けられている。
【００５２】
なお、本実施の形態において、上記支障物検知装置１０は、一対の戸袋パネル２‐２のうち、車両進行方向上流側の戸袋パネル２に取り付けられている。これにより、下流側の戸袋パネル２に支障物検知装置１０を取り付けた構成に比し、三次元距離画像センサ１０Ｓが収容される開口部１０１が、車両進行方向に沿って（車両進行方向と対向せずに）開口されるので、車両の進行に伴う粉塵等の開口部内への侵入を抑制することができる。
【００５３】
図３は、本実施の形態に係る支障物検知装置１０の機能ブロック図を示すものであり、装置筺体１００の内部には、赤外線レーザー投受光部Ｅ／Ｒやレーザー光の投光タイミングと測定対象物からの反射光の受光タイミングとの時間差から距離に換算する処理部ＰＳを含んだ上記三次元距離画像センサから構成されるセンサ部１０Ｓ、自己診断、検知空間の設定、閾値の設定等の機能を備え、センサ部１０Ｓからの出力に基づいて所定の検知空間内における対象物の位置及び大きさを特定する検知制御部ＤＣ、フィールドバスやハードワイヤ等を介して他機器と連携するインターフェース部Ｉ／Ｆ、及び内部電源等が配設されている。そして、センサ部１０Ｓから出力された測定データを検知制御部ＤＣで読み込み、当該検知制御部ＤＣにより対象物の位置、大きさ、光量等に基づいて所定の検知空間内における支障物の検知判定を行うようになっている。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る支障物検知装置１０による支障物の検知内容及び検知方法について、図面を参照してさらに説明する。
【００５５】
まず、検知内容の概要について、図４を参照して説明する。ここで、図４は、本実施の形態に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【００５６】
一般に、プラットホームドアシステム１における支障物検知センサ１０Ｓは、屋外に設置されるため外部環境の変化に伴う外乱（例えば、降雨、粉塵等）に曝され易い。一方、車両ドアからはみ出した傘やカバン等を確実に検知するためには、支障物検知センサ１０Ｓの検知感度を十分高く設定する必要があるが、検知感度を過度に増大させた場合には、雨、雪、霧、虫、センサレンズ面に付着した粉塵、水滴などを支障物センサ１０Ｓが検知して、車両の円滑な運行に支障を来すといった虞が生じる。
【００５７】
そこで、本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、検知エリアごとに支障物を検知するための閾値を変更することにより、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客を確実に検知するのみならず、車両ドアからはみ出した傘やカバン等の支障物を検知可能とする一方、雨、雪、霧、付着水滴等の支障物検知に影響を及ぼす外乱を未然に排除可能としている。
【００５８】
具体的には、図４に集約して示すように、所定の検知空間ＤＳ内において、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離（水平方向の距離）に応じて、上記検知空間ＤＳをさらに複数の検知エリアに区分（本例では、不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1〜検知エリアＤＳ4の５分割）し、かかる検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとに支障物検知の条件を異ならせている。
【００５９】
詳細には、三次元距離画像センサ１０Ｓから筐体１００の外壁面までの距離に相当する領域（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が０〜２００ｍｍの領域）では、支障物を検知しない不検知エリアＤＳ0が設定されている。また、この不検知エリアＤＳ0に併設して４つの検知エリアＤＳ1（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が２００〜５６０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ2（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が５６０〜９５０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ3（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が９５０〜１３５０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ4（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０〜２０００ｍｍ程度の領域）が順次設定されている。
【００６０】
ここで、本実施の形態に係る検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4は、降雨、付着水滴等の環境変化に伴う外乱に対して、対策が必要なエリア（本例では、検知エリアＤＳ1及びＤＳ2）と、上記対策が不要なエリア（本例では、検知エリアＤＳ3及びＤＳ4）とに大別されている。
【００６１】
一般に、降雨等の水滴にレーザー光を照射すると、図５に模式的に示すように、水滴内での多重反射により散乱光が発生し、かかる散乱光により当該水滴までの距離が誤測定されることが本発明者らの研究により判明した。
【００６２】
上記散乱光の具体的な特性としては、光量値が小さく（２５０ｄｉｇｉｔ未満）、かつ、所定の範囲の距離データ（約４００〜１０００ｍｍ）として測定されることが判明した。一方、検知対象とする支障物（例えば、車両ドア間に挟まれた傘等）からの反射光量は、３５０ｄｉｇｉｔ以上であり、両者（水滴等の外乱と支障物）において反射光量の有意差が存在することが認められた。
【００６３】
ただし、反射光量だけでフィルタリングすると、光量値が小さくなるセンサ１０Ｓから遠距離の物体や、反射率が低い物体を誤処理する可能性が生じるので、測定対象物の位置（センサ１０Ｓからの距離）及び反射光量にてフィルタリングすることにより、水滴等の外乱と支障物とを識別できることが本発明者らの研究により判明した。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、まず、所定の検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4を、測定対象物の距離データと反射光量値とが所定の値（閾値）を満たすか否かにより、降雨、付着水滴等の環境変化に伴う外乱に対して対策が必要なエリア（水滴等の乱反射データを検知し得るようなセンサ１０Ｓから近距離のエリアであり、本例では、検知エリアＤＳ0〜検知エリアＤＳ2）と、散乱光が減衰して支障物として検知不能となるため上記対策が不要なエリア（センサ１０Ｓから遠距離のエリアであり、本例では、検知エリアＤＳ3及びＤＳ4）とに大別し、さらに、センサ１０Ｓから近距離のエリアであり反射光量値が所定の値（閾値）未満である場合には、測定データを降雨、付着水滴等の散乱光による外乱データとして除去するようにしている。このように散乱光の特性に基づいて、外乱データを予め除去することにより、その後の支障物の検知処理を簡易化すると共に、支障物の検知精度を向上させることができる。
【００６５】
次に、本実施の形態に係る検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとの処理内容についてさらに説明する。
【００６６】
まず、上記不検知エリアＤＳ0（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が０〜２００ｍｍの領域）では、かかる領域に対応する距離データが測定された場合に、装置筐体１００内やレンズ面等に付着した汚れと判断し、支障物として検知しないように処理する。すなわち、この領域ＤＳ0に対応する距離データは、三次元距離画像センサ１０Ｓから筐体外壁面までの距離に相当するので、装置筐体１００内部の汚れと判断し、所定の検知空間ＤＳ内に存在する支障物の検知から除外する処理を行う（以下、この不検知エリアＤＳ0を汚れ処理エリアとも称する）。
【００６７】
なお、本実施の形態では、かかる汚れ処理を施した対象物の画素数が検知空間に対応する全画素数（本例では、２９×５９＝１７１１画素）に対して一定の割合を超えた場合には、自己診断機能によりセンサの保守・交換等のアラームを表示するようになっている。
【００６８】
次に、不検知エリアＤＳ0に隣接する検知エリアＤＳ1（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が２００〜５６０ｍｍの領域）は、所定の車両停止位置から離れているため、車両ドアに挟まれた傘等の支障物（以下、車両扉挟持物とも称する）が存在しない領域であるが、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等の検知が必要な領域であり、かつ、センサ１０Ｓのレンズ面や装置筐体１００に付着した水滴等や降雨、降雪、虫等といった外部環境の変化に伴う外乱を支障物の検知から除外する領域として設定されている（以下、この検知エリアＤＳ1を付着水滴等対策エリアとも称する）。
【００６９】
ここで、付着水滴の距離データの傾向としては、当該付着水滴にレーザー光が反射すると、２００ｍｍ程度の測定値と５６０ｍｍ程度の測定値とが計測されることが本発明者らの研究により判明した。これは、センサ１０Ｓのレンズ面近傍の装置筐体１００等に付着した水滴の距離データ（２００ｍｍ程度）とレーザー光が付着水滴に乱反射した際の距離データ（５６０ｍｍ程度）とが混在することによるものと考えられ、このうち乱反射による距離データは、誤検知の要因となってしまう。
【００７０】
そして、基本的には、通常の降雨、降雪等は、前述した所定の光量値によるフィルタリング処理により支障物としての検知から除外することが可能であるが、多量の雨（例えば、６０〜２００ｍｍ／ｈ）や虫等では、構成粒子が密集して反射光量値が見掛け上増大し、誤検知が生じ得ることが判明した。
【００７１】
そこで、かかる付着水滴等対策エリアＤＳ1では、前述した所定の光量値（本例では、２５０ｄｉｇｉｔ）によるフィルタリングにより、通常の降雨等を支障物としての検知から除外した後、さらに、所定の大きさ（本例では、画素数３００ピクセル）以上を有する対象物のみを支障物として検知することにより、付着水滴や通常の雨、雪、虫等（センサ１０Ｓから約１０００ｍｍの距離で１ピクセル程度）のみならず多量（大粒）の雨等についても支障物としての検知から除外することを可能としている。
【００７２】
次に、上記検知エリアＤＳ1に隣接する検知エリアＤＳ2（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が５６０〜９５０ｍｍの領域）は、検知エリアＤＳ1と同様に、車両扉挟持物（車両扉に挟まれた傘等の支障物）が存在しない領域であるが、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等の検知が必要な領域であり、かつ、降雨、降雪、虫等といった外部環境の変化に伴う外乱を支障物の検知から除外する領域として設定されている（以下、この検知エリアＤＳ2を降雨等対策エリアとも称する）。
【００７３】
この降雨等対策エリアＤＳ2では、検知エリアＤＳ1と同様な処理により、降雨等を支障物の検知から除外することが可能となるが、センサ１０Ｓからの距離が検知エリアＤＳ1より遠いため、大きさ（画素数）の閾値を検知エリアＤＳ1に比し、小さな値（本例では、２００ピクセル）に設定している。
【００７４】
なお、上記検知エリアＤＳ1及び検知エリアＤＳ2において、例えば、ホームから転落してプラットホーム上に乗り上げた状態（中吊り状態）の乗降客や子供等の対象物（検知が必要な対象物）は、反射光量値及び大きさ（画素数）ともに、所定の規定値（閾値）よりも十分大きいので確実に検知することができ、上述した付着水滴や降雨等の誤検知防止処理（付着水滴や降雨等の支障物検知からの除外処理）と相俟って、乗降客の安全と車両運行の安定を同時に確保可能としている。
【００７５】
次に、上記検知エリアＤＳ2に隣接する検知エリアＤＳ3（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が９５０〜１３５０ｍｍの領域）及び検知エリアＤＳ4（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０〜２０００ｍｍ程度の領域）は、所定の車両停止位置（例えば、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０ｍｍの位置）から許容範囲内（±３５０ｍｍ）で実際の停止位置がずれた場合でも、車両扉挟持物（車両扉に挟まれた傘等の支障物）を検知可能とすると共に、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等を検知する領域として設定されている（以下、検知エリアＤＳ3及び検知エリアＤＳ4を扉挟持物等検知エリアとも称する）。なお、当該検知エリアＤＳ3,ＤＳ4においても、雨や雪等は支障物として検知しないが、前述したように、この領域では、水滴等からの散乱光が減衰して支障物として検知されないため、特に、降雨等の対策を設ける必要はない。ただし、本実施の形態では、当該検知エリアＤＳ3,ＤＳ4においても、降雨等をより確実に支障物としての検知から除外するために、後述する連続フィルタによる処理（同一照射座標上に連続して対象物が存在しているか否かの判定処理）を行っている。
【００７６】
なお、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離が遠くなるほど対象物の見かけの大きさが小さくなるため、上記扉挟持物等検知エリアＤＳ3,ＤＳ4のうち、検知エリアＤＳ3の大きさの閾値を５ピクセルに設定（５ピクセル以上で検知）する一方、検知エリアＤＳ4の大きさの閾値を、検知エリアＤＳ3よりも小さい１ピクセルに設定（１ピクセル以上で検知）している。これにより、両検知エリアＤＳ3,ＤＳ4において、車両ドアに挟まった直径１０ｍｍ程度の傘等の細物を確実に検知可能としている。
【００７７】
このような傘等の車両扉挟持物を支障物として検知することにより、傘等が車両扉からはみ出した状態で車両が出発し、当該支障物と装置筺体１００等とが接触して破損するといった事態を未然に防止することができ、車両運行の際の安全性や安定性の一層の向上に寄与することができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、大きさの閾値を三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離に応じて、検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4に渡って、段階的に変更（センサ１０Ｓに近いほど大きな閾地を設定）しているが、センサ１０Ｓからの距離に応じて比例的に変化（センサ１０Ｓに近づくにつれて直線的に増大）するように大きさの閾値を設定してもよい。
【００７９】
さらに、本実施の形態では、移動物体等に対する検知信頼性を向上させるという観点から、検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4ごとのエリア検知に加えて、同一照射座標（同一照射角度）上に連続して対象物が存在する場合に、支障物として判断するようにしている。なお、本実施の形態では、レーザー光を照射する際の角度座標として、１７１１ドット（２９×５９）の照射座標を設定している。
【００８０】
具体的には、赤外線レーザー光を照射座標に基づいて１点（１座標）ずつ照射する際に、同一照射角度（同一照射座標）での照射を所定の回数（以下、スキャン回数とも称し、例えば、１秒間に８〜１６回）繰り返す。そして、測定対象物が同一照射座標上の一定距離内（例えば、±１００ｍｍ）で複数サイクル（例えば、４スキャン回数）に渡って連続して検知された場合に支障物として判断するようにしている。これにより、万一、距離や光量によるフィルタリングを抜けて、降雨、降雪、虫等の移動物体が検知された場合でも、当該雨、雪等は、同一位置に留まらないため、支障物として誤検知することをより確実に防止することができる。
【００８１】
次に、上述した支障物検知の具体的な手順（検知方法）について、図６〜図８のフローチャートを参照して説明する。
【００８２】
図６〜図８に示すように、まず、支障物の検知を開始する前に、支障物検知装置１０のインターフェース部とパソコン等を接続して、検知対象とする空間の輪郭（境界）座標（ｘ，ｙ，ｚ）を入力し、所定の検知空間ＤＳを設定する（ステップＳＴ１）。
【００８３】
なおこの際、設定した検知空間ＤＳ内の実際の状態（以下、基準状態とも称する）を所定のタイミングで読み込んで検知空間ＤＳに反映させることが好ましい。例えば、トランスポンダを介して車両停止信号を読み込んで、車両が所定の停止位置に停止したタイミングで、かつ、プラットホームドアシステム１のドアパネル３‐３が閉状態のときに、上記検知空間ＤＳの状態を基準状態として取り込んで検知空間ＤＳに反映させることにより、より実際の状態に即した検知空間ＤＳに基づいて、支障物の検知を行うことができる。
【００８４】
次に、三次元距離画像センサ１０Ｓにより、レーザー光を照射して、１フレーム分（本例では、２９×５９＝１７１１ドット）の照射座標に対応する距離データ、光量データを取得する（ステップＳＴ２）。
【００８５】
以下、取得した１フレーム分の照射座標に対応する距離データ、光量データについて座標ごとにループ処理する（ステップＬＰｓ）。
【００８６】
まず、取得した距離データが９５０ｍｍ以内であるか否かを判断し（ステップＳＴ３）、９５０ｍｍ以内である場合（不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1，ＤＳ2に相当）には、光量値が所定の値（例えば、２５０ｄｉｇｉｔ）未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。ここで、取得データの光量値が所定の値未満である場合には、取得した測定データを除去する。すなわち、センサ１０Ｓから近距離であり、反射光量値も小さいので乱反射光による外乱データであると判断し、当該データを支障物としての検知対象から除外する（ステップＳＴ５）。
【００８７】
ステップＳＴ４にて、取得した光量データが２５０ｄｉｇｉｔ以上の場合には、取得した距離データが２００ｍｍ以下であるか否かを判断（ステップＳＴ６）し、２００ｍｍ以下の場合には、前述した汚れ処理として、当該測定データを支障物の検知対象から除外すると共に、汚れカウントをカウントアップする（ステップＳＴ７）。さらに、汚れカウントが一定数に到達している場合（ステップＳＴ８）には、センサ１０Ｓが汚れていることを通知するフラグを設定する（ステップＳＴ９）。
【００８８】
一方、ステップＳＴ３にて、距離データが９５０ｍｍを超える場合、又は、ステップＳＴ６にて、距離データが２００ｍｍを超える場合には、当該座標の距離データが所定の検知空間ＤＳの設定範囲内か否かを判断する（ステップＳＴ１０）。所定の検知空間ＤＳの設定範囲外の場合には、当該測定データを除去し（ステップＳＴ１１）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。
【００８９】
次に、測定対象が一定の位置に連続して存在するか否かを判断する。具体的には、測定対象の位置（座標）に対応する過去フレームの検知結果及び距離データを取得し（ステップＳＴ１２）、測定対象の過去フレームの検知結果が検知有りで、かつ、現在フレームと過去フレームの測定対象の位置の差（距離データの差）が１００ｍｍ以内であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
【００９０】
ステップＳＴ１３にて、ＮＯの場合には、測定対象が所定の位置に連続して存在していない（雨等の移動体）と判断し、当該座標のデータは検知無しとし（ステップＳＴ１４）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。
【００９１】
以上のような過去フレームの検知結果と現在フレームの測定結果との比較を過去に遡って所定のサイクル（本例では、４回）繰り返し（ステップＳＴ１５）、連続して検知有りとならない場合には、降雨、虫等の外乱として当該座標のデータを検知無しとし（ステップＳＴ１６）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。一方、連続して検知有りの場合には、当該座標のデータを検知有りとする（ステップＳＴ１７）。以上の処理を１フレーム（本例では、１７１１座標）分の距離データ、光量データについて繰り返した後、ループ処理を終える（ステップＬＰｅ）。
【００９２】
このように測定対象の大きさの判定を行う前に、測定対象が連続して存在するか否かを判定することにより、所定の位置に存在することが確定した測定対象物（静止対象物）に対して大きさの判定を行うことができるので、検知の際の揺らぎを防止して検知精度をより一層向上させることができる。
【００９３】
次に、それぞれの検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4ごとの大きさ（画素数）の閾値に基づいて、測定対象が支障物であるか否かを判断する。
【００９４】
まず、付着水滴等対策エリアＤＳ1で検知有りの対象データが、３００ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。ステップＳＴ１８でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９５】
次に、ステップ１８にてＮＯの場合には、降雨等対策エリアＤＳ2で検知有りの対象データが、２００ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１９）。ステップＳＴ１９でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９６】
次に、ステップ１９にてＮＯの場合には、扉挟持物等検知エリアＤＳ3で検知有りの対象データが、５ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０）。ステップＳＴ２０でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９７】
次に、ステップ２０にてＮＯの場合には、扉挟持物等検知エリアＤＳ4で検知有りの対象データが、１ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。ステップＳＴ２１でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９８】
一方、ステップ２１にてＮＯの場合には、最終的な検知結果を無しとする（ステップＳＴ２３）。
【００９９】
なお、本実施の形態において、上記光量、距離、大きさ等の各閾値は、接続したパソコンなどから容易に設定変更することができる。
【０１００】
また、上述したように、本発明に係る支障物検知装置１０では、任意の検知空間をソフトウェア上で設定可能であるが、本実施の形態では、検知空間を設定する際の座標系と、三次元距離画像センサ１０Ｓにより測定されるデータの座標系が異なるので、支障物検知装置１０によりデータ測定を開始する前に以下のような座標変換処理（以下、キャリブレーション処理とも称する）を行うことが好ましい。
【０１０１】
上記キャリブレーション処理は、具体的には、三次元距離画像センサ１０Ｓによるデータ測定の前に、ユーザーにより入力された直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の検知空間を三次元距離画像センサ１０Ｓと同一の三次元極座標系（ｒ，φｘ，φｙ）に変換するものである。このように、予め検知空間の座標系を三次元距離画像センサ１０Ｓと同一の座標系（本例では、三次元直交座標系⇔三次元極座標系）に変換しておくことで、以降のデータ測定の際に、都度測定データの座標変換を行うことなく、検知空間内における対象物の位置を特定することが可能となり、データ処理の格段の高速化に寄与することできる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態では、三次元走査型の距離画像センサ１０Ｓを用いているので、走査軸に平行な成分をもつレーザー光を走査ミラー（ＭＥＭＳ共振ミラー）に入射させると特定の方向に走査歪み（走査線の湾曲）が発生することが判明した。
【０１０３】
具体的には、短軸方向（ミラーの走査振幅が小さい方向）をＸ軸、長軸方向（ミラーの走査振幅が大きい方向）をＹ軸とすると、走査振幅の小さいＸ軸方向に走査歪みが発生することが判明した。
【０１０４】
さらに、レーザー光の照射角度とＸ軸方向の走査歪みとの関係を調査したところ、かかる走査歪みを補正するための補正角Ｘｃは、照射角度のＸ軸成分Ｘｄと一次相関（直線：ａＸｄ＋ｂに近似）すると共に、直線ａＸｄ＋ｂの係数ａ，ｂは、照射角度のＹ軸成分Ｙｄと二次相関（二次曲線：ｃＹｄ2に近似）することが判明した。
【０１０５】
そこで、以下のような（式１）を満たすように、補正角Ｘｃを設定することにより、走査歪みを良好に補正できることが本発明者らの研究により判明した。
【０１０６】
Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ・・・・（式１）
【０１０７】
ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数。
【０１０８】
上記関係式に基づいて、検知空間ＤＳを補正することにより、三次元距離画像センサ１０Ｓの走査歪みと同様な形状に検知空間ＤＳを変形させて、歪みの影響を相対的にキャンセルすることができるので、検知精度の向上に寄与することができる。
【０１０９】
なお、上記キャリブレーション処理及び補正処理は、パソコン上に所定のソフトウェアとして組み込んでおくことにより、容易に実現することができる。
【０１１０】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る支障物検知装置１０Ａについて、図９〜図１２を参照して説明する。ここで、図９は、本実施の形態に係る支障物の検知処理の概要を説明するための模式図である。また、図１０は、本実施の形態に係る近距離データへの書き換え処理を説明するための模式図であり、図１１は、本実施の形態に係る遠距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。さらに、図１２は、本実施の形態に係る支障物の検知処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１１１】
なお、本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、先の実施の形態に係る支障物検知装置１０が、検知エリアＤＳ0〜ＤＳ2における検知処理を、反射光量値によるフィルタリング処理としたのに対し、上記検知エリアＤＳ0〜ＤＳ2における検知処理を、反射光量値を用いることなく、距離データのみで支障物の検知処理を行うものであり、先の実施の形態と同様な処理については省略し、主として異なる処理について説明する。
【０１１２】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、センサ１０Ｓとして、距離データのみが得られるもの（距離データと光量データが同時に得られないもの）を想定している。すなわち、より汎用的な距離センサを用いて、屋外環境における外乱を除去することができるシステム構成を企図している。
【０１１３】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、図９に模式的に示すように、不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1においては、距離データを近距離データに書き換える処理（以下、書き換え処理Ａとも称する）を行う一方、検知エリアＤＳ2においては、距離データを遠距離データに書き換える処理（以下、書き換え処理Ｂとも称する）を行うものである。
【０１１４】
図１０は、書き換え処理Ａの具体的な内容を示す模式図であり、処理対象画素とその周囲の隣接画素（本例では、処理対象画素を中心とした３×３領域において、上下・左右・斜めに隣接する８つの画素）に対応する距離データに基づいて、当該領域における最小値を処理対象画素の距離データに書き換えるものである（図１０では、連続する２つの処理対象画素の距離データ５００ｍｍ，６００ｍｍが、書き換え処理Ａによりそれぞれ２００ｍｍ，３００ｍｍに書き換えられた状態を例示している）。このようなデータ処理Ａを上記検知エリアＤＳ0及びＤＳ1に対応する全画素に対して行うことにより、対象物の距離データが周辺の数値の小さな距離データ（２００ｍｍ以下のデータ）に書き換えられることとなるので、付着水滴等のデータを汚れ処理することにより、当該水滴等の乱反射データを支障物の検知から除外することができる。
【０１１５】
一方、図１１は、書き換え処理Ｂの具体的な内容を示す模式図であり、処理対象画素とその周囲の隣接画素（本例では、処理対象画素を中心とした３×３領域において、上下・左右・斜めに隣接する８つの画素）に対応する距離データに基づいて、当該領域における最大値を処理対象画素の距離データに書き換えるものである（図１２では、連続する２つの処理対象画素の距離データ５００ｍｍ，６００ｍｍが、書き換え処理Ｂによりそれぞれ７００ｍｍ，８９０ｍｍに書き換えられた状態を例示している）。このようなデータ処理Ｂを上記検知エリアＤＳ2に対応する全画素に対して行うことにより、対象物の距離データが周辺の数値の大きな距離データに書き換えられる（雨等のデータが周辺の背景データに溶け込む）こととなるので、雨等を支障物として検知することを回避することができる。
【０１１６】
なお、具体的な処理手順としては、図１２のフローチャートに示すように、１フレーム分の照射座標に対応する距離データ、光量データについて座標ごとのループ処理（ステップＬＰｓ）を行う前に、距離データの並べ換え処理（書き換え処理）を行うための読み取り専用領域を形成する（ステップＳＴＳ１０）。
【０１１７】
ステップＳＴ３にて、測定データが９５０ｍｍ以内である場合には、当該距離データが５６０ｍｍ以内であるか否かを判定する（ステップＳＴＳ１１）。
【０１１８】
ステップＳＴＳ１１にて、ＹＥＳの場合には上記書き換え処理Ａを行い（ステップＳＴＳ１２）、ＮＯの場合には上記書き換え処理Ｂを行う（ステップＳＴＳ１３）。
【０１１９】
その後、前述したステップＳＴ６の汚れ処理ヘ進み、以降は実施の形態１と同様な処理を行う。
【０１２０】
このように環境変化に伴う外乱が問題となる所定のエリアに対して、測定データが属するエリアに基づいて、当該距離データに所定の処理（書き換え処理Ａ又は処理Ｂ）を施すことにより、光量値データを取得できない場合でも、距離データのみで付着水滴や降雨等のデータを支障物の処理から簡易に除外することができる。
【０１２１】
なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、本発明に適用可能な三次元距離画像センサとしては、上述したレーザー光の投受光部と共振ミラーとが一体となった三次元距離画像センサ１０Ｓに限定されるものではなく、例えば、三次元の検知空間にてレーザー光を走査可能とする走査手段を別途付加することにより、一般的な測距センサを適用することが可能である。また、赤外線を照射してＣＭＯＳ／ＣＣＤセンサにより対象物までの距離を測定するカメラ型の三次元距離画像センサを用いて、所定の検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定するように構成してもよい。
【０１２２】
さらに、本発明に係る支障物検知装置１０は、プラットホームドアシステム１と切り離して単独で用いることもできる。例えば、プラットホームドアシステム１の据え付けが完了する前の状態（ドアパネル３等の取り付けや調整が完了していない状態）でも、上記支障物検知装置１０を単独で用いて、その検知空間ＤＳを縮退させて設定（プラットホームドアシステム１が完成した状態の検知空間ＤＳよりも狭めて必要最小限の検知エリアに設定）することにより、未調整状態（位置が固定されていない状態）のドアパネル３等を誤検知することなく、緊急対応を要する検知エリア内の人等の支障物を確実に検知して、車両運行の際の安全性の向上に寄与することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１：プラットホームドアシステム、２：戸袋パネル、３：ドアパネル、５：防護支柱、６：非常解錠ボタン、１０，１０Ａ：支障物検知装置、１０Ｓ：三次元距離画像センサ、１００：装置筺体、１０１：開口部、ＤＣ：検知制御部、ＤＳ：検知空間、ＤＳ0：不検知エリア、ＤＳ1：付着水滴等対策エリア、ＤＳ2：降雨等対策エリア、ＤＳ3,ＤＳ4：扉挟持物等検知エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道等のプラットホームに設置されるプラットホームドア用の支障物検知装置及びこれを備えたプラットホームドアシステム並びに支障物検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道等の車両の乗降場所であるプラットホームには、車両軌道に沿ってプラットホーム上に所定間隔で立設されたプラットホームドアを設けたものが知られており、プラットホームドア近傍の乗降客や障害物等をセンサにより検知し、この検知結果に基づいてプラットホームドアの動作や車両の運行を制御して、乗降客の安全等を確保する安全システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１には、測距センサからの照射光を回転ミラーにより走査して、所定の検知空間内の人や物等の支障物を検知するように構成したプラットホームドアの安全装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題点を有していた。すなわち、上記特許文献１に開示された先行技術では、単一の支障物センサから発射される照射光を回転ミラーで走査することにより、必要なセンサ数の削減を可能としているが、かかる支障物センサは屋外に設置されるため、外部環境の変化等による外乱の影響を受け易いといった問題を有していた。
【０００６】
例えば、所定の検知空間内に存在する人や物等の支障物を確実に検知するために、センサの検知範囲を広く取り、検知感度を極力増大させた場合には、センサのレンズ面に付着した粉塵、水滴等を支障物として誤検知したり、雨、雪、霧、虫等を支障物として誤検知する可能性が増大し、車両の円滑な運行に支障を来すといった問題が生じていた。
【０００７】
一方、このような粉塵や降雨等を支障物として検知させないために検知感度を落とすと、車両ドア間に挟まれた状態で車両ドアからプラットホーム側に飛び出した傘やカバン等の手荷物（支障物）、あるいは、車両とプラットホーム間に転落してプラットホーム上に僅か乗り出した中吊り状態の乗降客や子供等の検知が場所によっては困難となる虞が生じていた。
【０００８】
このような問題に対処するためには、当然に、乗降客等の安全確保が最優先となるため、センサの感度を極力高く設定する必要が生じ、結果として、かかる支障物センサは、外部環境の変化に伴う外乱の影響を受け易くなって支障物の検知が不安定となってしまうという不可避的な問題を有していた。このため、屋外環境においても安定して支障物を検知する検知技術の確立が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、単一の光学センサにより三次元の所定の検知空間を検知可能とすると共に、屋外環境における外乱に対しても安定して支障物を検知することができる支障物検知装置及びこれを備えたプラットホームドアシステム並びに支障物検知方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る支障物検知装置は、対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサと、前記三次元距離画像センサの測定結果に基づいて、検知空間における対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部とを備え、前記検知制御部は、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分すると共に、当該検知エリアごとに支障物を検知する閾値を変更することを特徴とするものである。
【００１１】
このように構成した場合には、所定の検知空間を単一の光学センサにより三次元的に検知可能とすると共に、検知エリアに応じた外乱データの特性に基づき屋外環境に伴う外乱を除去して、降雨等の環境変化に対しても安定して支障物を検知することができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、同一座標に連続して対象物が存在する場合に、当該対象物を支障物として検知することができる。
【００１３】
このように構成した場合には、降雨や虫等の移動体を的確に判別して、支障物の検知精度を一層向上させることができる。
【００１４】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記検知制御部は、さらに、反射光量に基づいて、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去してもよい。
【００１５】
このように構成した場合には、水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００１６】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記検知制御部は、三次元距離画像センサから得られた距離データを書き換えることにより、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去してもよい。
【００１７】
このように構成した場合には、反射光量のデータが得られない場合でも、距離データの簡易な書き換え処理により水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００１８】
さらに、上記構成において、前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサに近い検知エリアほど、支障物として検知する対象物の大きさの閾値を増大させてもよい。
【００１９】
このように構成した場合には、所定の検知空間内における所定の大きさの支障物を、三次元距離画像センサからの距離に応じて精度良く検知することができる。
【００２０】
さらにまた、前記検知制御部は、検知空間を前記三次元距離画像センサの座標系と同一の座標系に変換することができる。
【００２１】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサにより得られた測定データを、その都度座標変換することなしに、対象物の検知空間内における位置を特定することができ、検知処理の高速化に寄与することができる。
【００２２】
本発明に係るプラットホームドアシステムは、車両の停止位置において、車両乗車口と対向するように、プラットホーム側に立設されたプラットホームドアシステムであって、所定の間隔でプラットホームに立設された戸袋パネルと、隣接する戸袋パネル間を開閉するように、水平方向に移動自在に形成されたドアパネルと、前記戸袋パネルと車両との間に配設され、隣接する一対の戸袋パネルの一方に取り付けられた上記いずれかに記載の支障物検知装置とを備え、前記検知制御部は、車両が所定の位置に停止した状態を、基準状態として前記検知空間に反映させることを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成した場合には、所定の検知空間をより実際の状態に即して設定することができ、プラットホームドアシステムとしての支障物の検知精度を向上させることができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記支障物検知装置は、前記一対の戸袋パネルのうち、車両進行方向上流側の戸袋パネルに取り付けられていてもよい。
【００２５】
このように構成した場合には、屋外設置された支障物検知装置の筐体内部に、車両の進行に伴う粉塵等が進入することを効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明に係る支障物検知方法は、三次元検知空間内に照射光を投受光して、検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定する三次元距離画像センサを用い、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分した後、当該検知エリアごとに位置及び大きさの閾値を変更して支障物を検知することを特徴とするものである。
【００２７】
このように構成した場合には、所定の検知空間を単一の光学センサにより三次元的に検知可能とすると共に、検知エリアに応じた外乱データの特性に基づき屋外環境に伴う外乱を除去して、降雨等の環境変化に対しても安定して支障物を検知することができる。
【００２８】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記三次元距離画像センサから得られる光量値データを用いて、環境変化に伴う外乱を除去した後に、前記三次元距離画像センサから得られる距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行ってもよい。
【００２９】
このように構成した場合には、水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００３０】
また、上記構成において、水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにて、前記三次元距離画像センサから得られる距離データを用いて、対象画素に対応する距離データ及びその周囲の画素に対応する距離データのうち、最小値又は最大値を当該対象画素の距離データに書き換え、その後、書き換えられた距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行ってもよい。
【００３１】
このように構成した場合には、反射光量のデータが得られない場合でも、距離データの簡易な書き換え処理により水滴等の乱反射（多重反射）による誤検知を効果的に抑制して、環境変化に対してより安定して支障物を検知することができる。
【００３２】
さらに、上記構成において、前記対象物の大きさの判定を行う前に、三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、当該対象物が同一座標に連続して存在するか否かを判定してもよい。
【００３３】
このように構成した場合には、大きさの判定を先に行う場合に比し、検知の際の揺らぎを防止して支障物の検知精度をより一層向上させることができる。
【００３４】
さらに、上記構成において、前記三次元検知空間の範囲を設定した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、前記三次元検知空間の座標系を前記三次元距離画像センサと同一の座標系に変換することができる。
【００３５】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサにより得られた測定データを、その都度座標変換することなしに、対象物の検知空間内における位置を特定することができ、検知処理の高速化に寄与することができる。
【００３６】
さらに、上記構成において、前記検知空間を座標変換した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、さらに、前記三次元距離画像センサの走査歪みに基づいて、前記検知空間を補正することができる。
【００３７】
このように構成した場合には、レーザー光の走査に伴う歪みを補正して支障物の検知精度を向上させることができる。
【００３８】
さらにまた、上記構成において、前記レーザー光を走査する際の短軸方向をＸ軸、長軸方向をＹ軸とし、前記三次元距離画像センサの照射角度のＸ軸成分、Ｙ軸成分をＸｄ，Ｙｄとし、Ｘ軸方向に発生する走査歪みを補正する補正角をＸｃとしたとき、Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ（ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数）の関係を満たすように補正角Ｘｃを設定してもよい。
【００３９】
このように構成した場合には、三次元距離画像センサの走査歪みと同様な形状に検知空間を変形させて、歪みの影響を相対的にキャンセルすることができるので、検知精度の向上に寄与することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、センサ数を増大させることなく、所定の検知空間を三次元的に検知可能とすると共に、屋外環境における外乱に対しても安定して支障物を検知することができ、乗降客の安全を確実に確保すると共に、車両の円滑な運行に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るプラットホームドアシステムの構成を示す展開図である。
【図２】プラットホームドアシステムにおける立体的な支障物検知空間を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係る支障物検知装置１０の機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【図５】水滴内での多重反射による散乱光に関する距離データの誤測定を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態１に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る近距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。
【図１１】実施の形態２に係る遠距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。
【図１２】実施の形態２に係る支障物検知装置における検知手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜実施の形態１＞
以下に、本発明に係るプラットホームドアシステムの一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施の形態に係るプラットホームドアシステムの構成について図１及び図２を参照して参照して説明する。ここで、図１は、本発明に係るプラットホームドアシステムの構成を示す展開図であり、図２は、プラットホームドアシステムにおける立体的な支障物検知空間を示す模式図である。
【００４３】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るプラットホームドアシステム１は、鉄道等の車両の乗降場所であるプラットホームに立設されており、車両の軌道に沿って、プラットホームの車両側端部に所定間隔で立設された戸袋パネル２と、該戸袋パネル２に収容され、隣接する戸袋パネル２‐２間を開閉するドアパネル３‐３とを備えている。そして、隣接する戸袋パネル２‐２の一方には、乗降エリアを区画形成する略直方体状の防護支柱５が車両側に突出するように立設されている。同様に、隣接する戸袋パネル２‐２の他方には、略直方体支柱形状の支障物検知装置１０が車両側に突出するように立設されている。
【００４４】
ドアパネル３は、外形が正面視で略矩形状のパネル部材であり、所定の厚さを有して水平方向に移動自在に形成されている。また、一対のドアパネル３‐３が接触する側面には、双方のドアパネル３‐３が接触する際の衝撃を緩和するための弾性部材が配設されている。
【００４５】
戸袋パネル２は、外形が正面視で略矩形状のパネル部材であると共に、上記ドアパネル３を収容可能な中空構造を有しており、その一側面にドアパネル３を水平方向に進退可能とする開口部が形成されている。
【００４６】
上記支障物検知装置１０は、所定の検知空間に存在する人や物等の支障物（障害物）を検知するものであり、略直方体状（支柱状）の装置筺体１００の内部に三次元距離画像センサ１０Ｓや、処理部、検知制御部等が配設されている。
【００４７】
本実施の形態に係る三次元距離画像センサ１０Ｓは、近赤外線パルスレーザー光を所定の三次元検知空間内に照射して、複数の走査軸（例えば、Ｘ軸，Ｙ軸）に沿って振動する微小ミラー（ＭＥＭＳ共振ミラー）により、当該空間内をリサジュー軌跡を描きながら上下左右に走査するものであり、パルス発信したレーザー光が対象物に反射して戻るまでの往復時間により当該対象物までの距離を測定すると共に、当該座標における反射光の強さ（反射光量）を測定するものである。そして、この距離データとレーザー光の照射角度とから三次元空間内における対象物の位置座標を特定すると共に、対象物を走査して上記測定データを連続的に取り込むことにより、対象物の大きさ（画像ピクセル数）を特定するものである。
【００４８】
すなわち、本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、上記三次元距離画像センサ１０Ｓから照射されたレーザー光を、ＭＥＭＳ共振ミラーにて三次元空間内を走査することにより、所定の検知空間内における対象物の位置、反射光量、及び大きさを測定することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、具体的な三次元距離画像センサ１０Ｓとして、日本信号株式会社製のＭＥＭＳ共振ミラー（ＥＣＯ ＳＣＡＮ）を用いた三次元走査型の距離画像センサ（ＦＸ−６）を採用している。
【００５０】
このような三次元走査型の距離画像センサ１０Ｓを用いることにより、単一のレーザー光源（発光素子）により三次元の検知空間における支障物の検知が可能となり、従来の固定型の光電センサ方式に比し、センサ数の大幅な削減や装置の小型化が可能となる。また、任意の複雑な形状の検知空間がソフトウェア上で容易に設定可能となり、現場でのセンサ取付位置のネジ等による機械的な調整作業等を省略可能として、据え付け作業性の大幅な向上を実現することができる。
【００５１】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、上記三次元距離画像センサ１０Ｓを装置筺体１００の下部に設けられた開口部１０１内にて、所定の画角（走査角度）に応じた水平方向（車両進行方向）の位置（所定の検知空間を包含するように所定の画角に基づいて開口部１０１から水平方向に離隔を設けた位置）に傾斜配置することにより、図２に示すような、立体的に広がる所定の三次元検知空間をレーザー光により測定可能とし、併せてプラットホームと車両との隙間から転落した乗降客や子供等、緊急度の高い危険領域（プラットホームと車両との間であってプラットホーム表面近傍の領域）を確実に検知可能としている。また、装置筺体１００の上部には、緊急時に手動でドアパネル３‐３の開閉を可能とする非常解錠ボタン６が取り付けられている。
【００５２】
なお、本実施の形態において、上記支障物検知装置１０は、一対の戸袋パネル２‐２のうち、車両進行方向上流側の戸袋パネル２に取り付けられている。これにより、下流側の戸袋パネル２に支障物検知装置１０を取り付けた構成に比し、三次元距離画像センサ１０Ｓが収容される開口部１０１が、車両進行方向に沿って（車両進行方向と対向せずに）開口されるので、車両の進行に伴う粉塵等の開口部内への侵入を抑制することができる。
【００５３】
図３は、本実施の形態に係る支障物検知装置１０の機能ブロック図を示すものであり、装置筺体１００の内部には、赤外線レーザー投受光部Ｅ／Ｒやレーザー光の投光タイミングと測定対象物からの反射光の受光タイミングとの時間差から距離に換算する処理部ＰＳを含んだ上記三次元距離画像センサから構成されるセンサ部１０Ｓ、自己診断、検知空間の設定、閾値の設定等の機能を備え、センサ部１０Ｓからの出力に基づいて所定の検知空間内における対象物の位置及び大きさを特定する検知制御部ＤＣ、フィールドバスやハードワイヤ等を介して他機器と連携するインターフェース部Ｉ／Ｆ、及び内部電源等が配設されている。そして、センサ部１０Ｓから出力された測定データを検知制御部ＤＣで読み込み、当該検知制御部ＤＣにより対象物の位置、大きさ、光量等に基づいて所定の検知空間内における支障物の検知判定を行うようになっている。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る支障物検知装置１０による支障物の検知内容及び検知方法について、図面を参照してさらに説明する。
【００５５】
まず、検知内容の概要について、図４を参照して説明する。ここで、図４は、本実施の形態に係る支障物の検知エリアの区分及び検知エリアごとの検知内容を説明するための模式図である。
【００５６】
一般に、プラットホームドアシステム１における支障物検知センサ１０Ｓは、屋外に設置されるため外部環境の変化に伴う外乱（例えば、降雨、粉塵等）に曝され易い。一方、車両ドアからはみ出した傘やカバン等を確実に検知するためには、支障物検知センサ１０Ｓの検知感度を十分高く設定する必要があるが、検知感度を過度に増大させた場合には、雨、雪、霧、虫、センサレンズ面に付着した粉塵、水滴などを支障物センサ１０Ｓが検知して、車両の円滑な運行に支障を来すといった虞が生じる。
【００５７】
そこで、本実施の形態に係る支障物検知装置１０では、検知エリアごとに支障物を検知するための閾値を変更することにより、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客を確実に検知するのみならず、車両ドアからはみ出した傘やカバン等の支障物を検知可能とする一方、雨、雪、霧、付着水滴等の支障物検知に影響を及ぼす外乱を未然に排除可能としている。
【００５８】
具体的には、図４に集約して示すように、所定の検知空間ＤＳ内において、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離（水平方向の距離）に応じて、上記検知空間ＤＳをさらに複数の検知エリアに区分（本例では、不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1〜検知エリアＤＳ4の５分割）し、かかる検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとに支障物検知の条件を異ならせている。
【００５９】
詳細には、三次元距離画像センサ１０Ｓから筐体１００の外壁面までの距離に相当する領域（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が０〜２００ｍｍの領域）では、支障物を検知しない不検知エリアＤＳ0が設定されている。また、この不検知エリアＤＳ0に併設して４つの検知エリアＤＳ1（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が２００〜５６０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ2（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が５６０〜９５０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ3（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が９５０〜１３５０ｍｍの領域）、検知エリアＤＳ4（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０〜２０００ｍｍ程度の領域）が順次設定されている。
【００６０】
ここで、本実施の形態に係る検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4は、降雨、付着水滴等の環境変化に伴う外乱に対して、対策が必要なエリア（本例では、検知エリアＤＳ1及びＤＳ2）と、上記対策が不要なエリア（本例では、検知エリアＤＳ3及びＤＳ4）とに大別されている。
【００６１】
一般に、降雨等の水滴にレーザー光を照射すると、図５に模式的に示すように、水滴内での多重反射により散乱光が発生し、かかる散乱光により当該水滴までの距離が誤測定されることが本発明者らの研究により判明した。
【００６２】
上記散乱光の具体的な特性としては、光量値が小さく（２５０ｄｉｇｉｔ未満）、かつ、所定の範囲の距離データ（約４００〜１０００ｍｍ）として測定されることが判明した。一方、検知対象とする支障物（例えば、車両ドア間に挟まれた傘等）からの反射光量は、３５０ｄｉｇｉｔ以上であり、両者（水滴等の外乱と支障物）において反射光量の有意差が存在することが認められた。
【００６３】
ただし、反射光量だけでフィルタリングすると、光量値が小さくなるセンサ１０Ｓから遠距離の物体や、反射率が低い物体を誤処理する可能性が生じるので、測定対象物の位置（センサ１０Ｓからの距離）及び反射光量にてフィルタリングすることにより、水滴等の外乱と支障物とを識別できることが本発明者らの研究により判明した。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、まず、所定の検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4を、測定対象物の距離データと反射光量値とが所定の値（閾値）を満たすか否かにより、降雨、付着水滴等の環境変化に伴う外乱に対して対策が必要なエリア（水滴等の乱反射データを検知し得るようなセンサ１０Ｓから近距離のエリアであり、本例では、検知エリアＤＳ0〜検知エリアＤＳ2）と、散乱光が減衰して支障物として検知不能となるため上記対策が不要なエリア（センサ１０Ｓから遠距離のエリアであり、本例では、検知エリアＤＳ3及びＤＳ4）とに大別し、さらに、センサ１０Ｓから近距離のエリアであり反射光量値が所定の値（閾値）未満である場合には、測定データを降雨、付着水滴等の散乱光による外乱データとして除去するようにしている。このように散乱光の特性に基づいて、外乱データを予め除去することにより、その後の支障物の検知処理を簡易化すると共に、支障物の検知精度を向上させることができる。
【００６５】
次に、本実施の形態に係る検知エリアＤＳ0〜ＤＳ4ごとの処理内容についてさらに説明する。
【００６６】
まず、上記不検知エリアＤＳ0（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が０〜２００ｍｍの領域）では、かかる領域に対応する距離データが測定された場合に、装置筐体１００内やレンズ面等に付着した汚れと判断し、支障物として検知しないように処理する。すなわち、この領域ＤＳ0に対応する距離データは、三次元距離画像センサ１０Ｓから筐体外壁面までの距離に相当するので、装置筐体１００内部の汚れと判断し、所定の検知空間ＤＳ内に存在する支障物の検知から除外する処理を行う（以下、この不検知エリアＤＳ0を汚れ処理エリアとも称する）。
【００６７】
なお、本実施の形態では、かかる汚れ処理を施した対象物の画素数が検知空間に対応する全画素数（本例では、２９×５９＝１７１１画素）に対して一定の割合を超えた場合には、自己診断機能によりセンサの保守・交換等のアラームを表示するようになっている。
【００６８】
次に、不検知エリアＤＳ0に隣接する検知エリアＤＳ1（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が２００〜５６０ｍｍの領域）は、所定の車両停止位置から離れているため、車両ドアに挟まれた傘等の支障物（以下、車両扉挟持物とも称する）が存在しない領域であるが、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等の検知が必要な領域であり、かつ、センサ１０Ｓのレンズ面や装置筐体１００に付着した水滴等や降雨、降雪、虫等といった外部環境の変化に伴う外乱を支障物の検知から除外する領域として設定されている（以下、この検知エリアＤＳ1を付着水滴等対策エリアとも称する）。
【００６９】
ここで、付着水滴の距離データの傾向としては、当該付着水滴にレーザー光が反射すると、２００ｍｍ程度の測定値と５６０ｍｍ程度の測定値とが計測されることが本発明者らの研究により判明した。これは、センサ１０Ｓのレンズ面近傍の装置筐体１００等に付着した水滴の距離データ（２００ｍｍ程度）とレーザー光が付着水滴に乱反射した際の距離データ（５６０ｍｍ程度）とが混在することによるものと考えられ、このうち乱反射による距離データは、誤検知の要因となってしまう。
【００７０】
そして、基本的には、通常の降雨、降雪等は、前述した所定の光量値によるフィルタリング処理により支障物としての検知から除外することが可能であるが、多量の雨（例えば、６０〜２００ｍｍ／ｈ）や虫等では、構成粒子が密集して反射光量値が見掛け上増大し、誤検知が生じ得ることが判明した。
【００７１】
そこで、かかる付着水滴等対策エリアＤＳ1では、前述した所定の光量値（本例では、２５０ｄｉｇｉｔ）によるフィルタリングにより、通常の降雨等を支障物としての検知から除外した後、さらに、所定の大きさ（本例では、画素数３００ピクセル）以上を有する対象物のみを支障物として検知することにより、付着水滴や通常の雨、雪、虫等（センサ１０Ｓから約１０００ｍｍの距離で１ピクセル程度）のみならず多量（大粒）の雨等についても支障物としての検知から除外することを可能としている。
【００７２】
次に、上記検知エリアＤＳ1に隣接する検知エリアＤＳ2（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が５６０〜９５０ｍｍの領域）は、検知エリアＤＳ1と同様に、車両扉挟持物（車両扉に挟まれた傘等の支障物）が存在しない領域であるが、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等の検知が必要な領域であり、かつ、降雨、降雪、虫等といった外部環境の変化に伴う外乱を支障物の検知から除外する領域として設定されている（以下、この検知エリアＤＳ2を降雨等対策エリアとも称する）。
【００７３】
この降雨等対策エリアＤＳ2では、検知エリアＤＳ1と同様な処理により、降雨等を支障物の検知から除外することが可能となるが、センサ１０Ｓからの距離が検知エリアＤＳ1より遠いため、大きさ（画素数）の閾値を検知エリアＤＳ1に比し、小さな値（本例では、２００ピクセル）に設定している。
【００７４】
なお、上記検知エリアＤＳ1及び検知エリアＤＳ2において、例えば、ホームから転落してプラットホーム上に乗り上げた状態（中吊り状態）の乗降客や子供等の対象物（検知が必要な対象物）は、反射光量値及び大きさ（画素数）ともに、所定の規定値（閾値）よりも十分大きいので確実に検知することができ、上述した付着水滴や降雨等の誤検知防止処理（付着水滴や降雨等の支障物検知からの除外処理）と相俟って、乗降客の安全と車両運行の安定を同時に確保可能としている。
【００７５】
次に、上記検知エリアＤＳ2に隣接する検知エリアＤＳ3（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が９５０〜１３５０ｍｍの領域）及び検知エリアＤＳ4（本例では、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０〜２０００ｍｍ程度の領域）は、所定の車両停止位置（例えば、センサ１０Ｓからの水平距離が１３５０ｍｍの位置）から許容範囲内（±３５０ｍｍ）で実際の停止位置がずれた場合でも、車両扉挟持物（車両扉に挟まれた傘等の支障物）を検知可能とすると共に、プラットホームドアシステム１と車両との間に取り残された乗降客等を検知する領域として設定されている（以下、検知エリアＤＳ3及び検知エリアＤＳ4を扉挟持物等検知エリアとも称する）。なお、当該検知エリアＤＳ3,ＤＳ4においても、雨や雪等は支障物として検知しないが、前述したように、この領域では、水滴等からの散乱光が減衰して支障物として検知されないため、特に、降雨等の対策を設ける必要はない。ただし、本実施の形態では、当該検知エリアＤＳ3,ＤＳ4においても、降雨等をより確実に支障物としての検知から除外するために、後述する連続フィルタによる処理（同一照射座標上に連続して対象物が存在しているか否かの判定処理）を行っている。
【００７６】
なお、三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離が遠くなるほど対象物の見かけの大きさが小さくなるため、上記扉挟持物等検知エリアＤＳ3,ＤＳ4のうち、検知エリアＤＳ3の大きさの閾値を５ピクセルに設定（５ピクセル以上で検知）する一方、検知エリアＤＳ4の大きさの閾値を、検知エリアＤＳ3よりも小さい１ピクセルに設定（１ピクセル以上で検知）している。これにより、両検知エリアＤＳ3,ＤＳ4において、車両ドアに挟まった直径１０ｍｍ程度の傘等の細物を確実に検知可能としている。
【００７７】
このような傘等の車両扉挟持物を支障物として検知することにより、傘等が車両扉からはみ出した状態で車両が出発し、当該支障物と装置筺体１００等とが接触して破損するといった事態を未然に防止することができ、車両運行の際の安全性や安定性の一層の向上に寄与することができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、大きさの閾値を三次元距離画像センサ１０Ｓからの距離に応じて、検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4に渡って、段階的に変更（センサ１０Ｓに近いほど大きな閾地を設定）しているが、センサ１０Ｓからの距離に応じて比例的に変化（センサ１０Ｓに近づくにつれて直線的に増大）するように大きさの閾値を設定してもよい。
【００７９】
さらに、本実施の形態では、移動物体等に対する検知信頼性を向上させるという観点から、検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4ごとのエリア検知に加えて、同一照射座標（同一照射角度）上に連続して対象物が存在する場合に、支障物として判断するようにしている。なお、本実施の形態では、レーザー光を照射する際の角度座標として、１７１１ドット（２９×５９）の照射座標を設定している。
【００８０】
具体的には、赤外線レーザー光を照射座標に基づいて１点（１座標）ずつ照射する際に、同一照射角度（同一照射座標）での照射を所定の回数（以下、スキャン回数とも称し、例えば、１秒間に８〜１６回）繰り返す。そして、測定対象物が同一照射座標上の一定距離内（例えば、±１００ｍｍ）で複数サイクル（例えば、４スキャン回数）に渡って連続して検知された場合に支障物として判断するようにしている。これにより、万一、距離や光量によるフィルタリングを抜けて、降雨、降雪、虫等の移動物体が検知された場合でも、当該雨、雪等は、同一位置に留まらないため、支障物として誤検知することをより確実に防止することができる。
【００８１】
次に、上述した支障物検知の具体的な手順（検知方法）について、図６〜図８のフローチャートを参照して説明する。
【００８２】
図６〜図８に示すように、まず、支障物の検知を開始する前に、支障物検知装置１０のインターフェース部とパソコン等を接続して、検知対象とする空間の輪郭（境界）座標（ｘ，ｙ，ｚ）を入力し、所定の検知空間ＤＳを設定する（ステップＳＴ１）。
【００８３】
なおこの際、設定した検知空間ＤＳ内の実際の状態（以下、基準状態とも称する）を所定のタイミングで読み込んで検知空間ＤＳに反映させることが好ましい。例えば、トランスポンダを介して車両停止信号を読み込んで、車両が所定の停止位置に停止したタイミングで、かつ、プラットホームドアシステム１のドアパネル３‐３が閉状態のときに、上記検知空間ＤＳの状態を基準状態として取り込んで検知空間ＤＳに反映させることにより、より実際の状態に即した検知空間ＤＳに基づいて、支障物の検知を行うことができる。
【００８４】
次に、三次元距離画像センサ１０Ｓにより、レーザー光を照射して、１フレーム分（本例では、２９×５９＝１７１１ドット）の照射座標に対応する距離データ、光量データを取得する（ステップＳＴ２）。
【００８５】
以下、取得した１フレーム分の照射座標に対応する距離データ、光量データについて座標ごとにループ処理する（ステップＬＰｓ）。
【００８６】
まず、取得した距離データが９５０ｍｍ以内であるか否かを判断し（ステップＳＴ３）、９５０ｍｍ以内である場合（不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1，ＤＳ2に相当）には、光量値が所定の値（例えば、２５０ｄｉｇｉｔ）未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。ここで、取得データの光量値が所定の値未満である場合には、取得した測定データを除去する。すなわち、センサ１０Ｓから近距離であり、反射光量値も小さいので乱反射光による外乱データであると判断し、当該データを支障物としての検知対象から除外する（ステップＳＴ５）。
【００８７】
ステップＳＴ４にて、取得した光量データが２５０ｄｉｇｉｔ以上の場合には、取得した距離データが２００ｍｍ以下であるか否かを判断（ステップＳＴ６）し、２００ｍｍ以下の場合には、前述した汚れ処理として、当該測定データを支障物の検知対象から除外すると共に、汚れカウントをカウントアップする（ステップＳＴ７）。さらに、汚れカウントが一定数に到達している場合（ステップＳＴ８）には、センサ１０Ｓが汚れていることを通知するフラグを設定する（ステップＳＴ９）。
【００８８】
一方、ステップＳＴ３にて、距離データが９５０ｍｍを超える場合、又は、ステップＳＴ６にて、距離データが２００ｍｍを超える場合には、当該座標の距離データが所定の検知空間ＤＳの設定範囲内か否かを判断する（ステップＳＴ１０）。所定の検知空間ＤＳの設定範囲外の場合には、当該測定データを除去し（ステップＳＴ１１）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。
【００８９】
次に、測定対象が一定の位置に連続して存在するか否かを判断する。具体的には、測定対象の位置（座標）に対応する過去フレームの検知結果及び距離データを取得し（ステップＳＴ１２）、測定対象の過去フレームの検知結果が検知有りで、かつ、現在フレームと過去フレームの測定対象の位置の差（距離データの差）が１００ｍｍ以内であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
【００９０】
ステップＳＴ１３にて、ＮＯの場合には、測定対象が所定の位置に連続して存在していない（雨等の移動体）と判断し、当該座標のデータは検知無しとし（ステップＳＴ１４）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。
【００９１】
以上のような過去フレームの検知結果と現在フレームの測定結果との比較を過去に遡って所定のサイクル（本例では、４回）繰り返し（ステップＳＴ１５）、連続して検知有りとならない場合には、降雨、虫等の外乱として当該座標のデータを検知無しとし（ステップＳＴ１６）、次の座標データの処理を行うためにステップＳＴ３に戻る。一方、連続して検知有りの場合には、当該座標のデータを検知有りとする（ステップＳＴ１７）。以上の処理を１フレーム（本例では、１７１１座標）分の距離データ、光量データについて繰り返した後、ループ処理を終える（ステップＬＰｅ）。
【００９２】
このように測定対象の大きさの判定を行う前に、測定対象が連続して存在するか否かを判定することにより、所定の位置に存在することが確定した測定対象物（静止対象物）に対して大きさの判定を行うことができるので、検知の際の揺らぎを防止して検知精度をより一層向上させることができる。
【００９３】
次に、それぞれの検知エリアＤＳ1〜ＤＳ4ごとの大きさ（画素数）の閾値に基づいて、測定対象が支障物であるか否かを判断する。
【００９４】
まず、付着水滴等対策エリアＤＳ1で検知有りの対象データが、３００ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。ステップＳＴ１８でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９５】
次に、ステップ１８にてＮＯの場合には、降雨等対策エリアＤＳ2で検知有りの対象データが、２００ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１９）。ステップＳＴ１９でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９６】
次に、ステップ１９にてＮＯの場合には、扉挟持物等検知エリアＤＳ3で検知有りの対象データが、５ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０）。ステップＳＴ２０でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９７】
次に、ステップ２０にてＮＯの場合には、扉挟持物等検知エリアＤＳ4で検知有りの対象データが、１ピクセル以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。ステップＳＴ２１でＹＥＳの場合には、最終的な検知結果を有りとして（ステップＳＴ２２）、当該測定対象を支障物として判断する。
【００９８】
一方、ステップ２１にてＮＯの場合には、最終的な検知結果を無しとする（ステップＳＴ２３）。
【００９９】
なお、本実施の形態において、上記光量、距離、大きさ等の各閾値は、接続したパソコンなどから容易に設定変更することができる。
【０１００】
また、上述したように、本発明に係る支障物検知装置１０では、任意の検知空間をソフトウェア上で設定可能であるが、本実施の形態では、検知空間を設定する際の座標系と、三次元距離画像センサ１０Ｓにより測定されるデータの座標系が異なるので、支障物検知装置１０によりデータ測定を開始する前に以下のような座標変換処理（以下、キャリブレーション処理とも称する）を行うことが好ましい。
【０１０１】
上記キャリブレーション処理は、具体的には、三次元距離画像センサ１０Ｓによるデータ測定の前に、ユーザーにより入力された直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の検知空間を三次元距離画像センサ１０Ｓと同一の三次元極座標系（ｒ，φｘ，φｙ）に変換するものである。このように、予め検知空間の座標系を三次元距離画像センサ１０Ｓと同一の座標系（本例では、三次元直交座標系⇔三次元極座標系）に変換しておくことで、以降のデータ測定の際に、都度測定データの座標変換を行うことなく、検知空間内における対象物の位置を特定することが可能となり、データ処理の格段の高速化に寄与することできる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態では、三次元走査型の距離画像センサ１０Ｓを用いているので、走査軸に平行な成分をもつレーザー光を走査ミラー（ＭＥＭＳ共振ミラー）に入射させると特定の方向に走査歪み（走査線の湾曲）が発生することが判明した。
【０１０３】
具体的には、短軸方向（ミラーの走査振幅が小さい方向）をＸ軸、長軸方向（ミラーの走査振幅が大きい方向）をＹ軸とすると、走査振幅の小さいＸ軸方向に走査歪みが発生することが判明した。
【０１０４】
さらに、レーザー光の照射角度とＸ軸方向の走査歪みとの関係を調査したところ、かかる走査歪みを補正するための補正角Ｘｃは、照射角度のＸ軸成分Ｘｄと一次相関（直線：ａＸｄ＋ｂに近似）すると共に、直線ａＸｄ＋ｂの係数ａ，ｂは、照射角度のＹ軸成分Ｙｄと二次相関（二次曲線：ｃＹｄ2に近似）することが判明した。
【０１０５】
そこで、以下のような（式１）を満たすように、補正角Ｘｃを設定することにより、走査歪みを良好に補正できることが本発明者らの研究により判明した。
【０１０６】
Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ・・・・（式１）
【０１０７】
ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数。
【０１０８】
上記関係式に基づいて、検知空間ＤＳを補正することにより、三次元距離画像センサ１０Ｓの走査歪みと同様な形状に検知空間ＤＳを変形させて、歪みの影響を相対的にキャンセルすることができるので、検知精度の向上に寄与することができる。
【０１０９】
なお、上記キャリブレーション処理及び補正処理は、パソコン上に所定のソフトウェアとして組み込んでおくことにより、容易に実現することができる。
【０１１０】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る支障物検知装置１０Ａについて、図９〜図１２を参照して説明する。ここで、図９は、本実施の形態に係る支障物の検知処理の概要を説明するための模式図である。また、図１０は、本実施の形態に係る近距離データへの書き換え処理を説明するための模式図であり、図１１は、本実施の形態に係る遠距離データへの書き換え処理を説明するための模式図である。さらに、図１２は、本実施の形態に係る支障物の検知処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１１１】
なお、本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、先の実施の形態に係る支障物検知装置１０が、検知エリアＤＳ0〜ＤＳ2における検知処理を、反射光量値によるフィルタリング処理としたのに対し、上記検知エリアＤＳ0〜ＤＳ2における検知処理を、反射光量値を用いることなく、距離データのみで支障物の検知処理を行うものであり、先の実施の形態と同様な処理については省略し、主として異なる処理について説明する。
【０１１２】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、センサ１０Ｓとして、距離データのみが得られるもの（距離データと光量データが同時に得られないもの）を想定している。すなわち、より汎用的な距離センサを用いて、屋外環境における外乱を除去することができるシステム構成を企図している。
【０１１３】
本実施の形態に係る支障物検知装置１０Ａでは、図９に模式的に示すように、不検知エリアＤＳ0及び検知エリアＤＳ1においては、距離データを近距離データに書き換える処理（以下、書き換え処理Ａとも称する）を行う一方、検知エリアＤＳ2においては、距離データを遠距離データに書き換える処理（以下、書き換え処理Ｂとも称する）を行うものである。
【０１１４】
図１０は、書き換え処理Ａの具体的な内容を示す模式図であり、処理対象画素とその周囲の隣接画素（本例では、処理対象画素を中心とした３×３領域において、上下・左右・斜めに隣接する８つの画素）に対応する距離データに基づいて、当該領域における最小値を処理対象画素の距離データに書き換えるものである（図１０では、連続する２つの処理対象画素の距離データ５００ｍｍ，６００ｍｍが、書き換え処理Ａによりそれぞれ２００ｍｍ，３００ｍｍに書き換えられた状態を例示している）。このようなデータ処理Ａを上記検知エリアＤＳ0及びＤＳ1に対応する全画素に対して行うことにより、対象物の距離データが周辺の数値の小さな距離データ（２００ｍｍ以下のデータ）に書き換えられることとなるので、付着水滴等のデータを汚れ処理することにより、当該水滴等の乱反射データを支障物の検知から除外することができる。
【０１１５】
一方、図１１は、書き換え処理Ｂの具体的な内容を示す模式図であり、処理対象画素とその周囲の隣接画素（本例では、処理対象画素を中心とした３×３領域において、上下・左右・斜めに隣接する８つの画素）に対応する距離データに基づいて、当該領域における最大値を処理対象画素の距離データに書き換えるものである（図１２では、連続する２つの処理対象画素の距離データ５００ｍｍ，６００ｍｍが、書き換え処理Ｂによりそれぞれ７００ｍｍ，８９０ｍｍに書き換えられた状態を例示している）。このようなデータ処理Ｂを上記検知エリアＤＳ2に対応する全画素に対して行うことにより、対象物の距離データが周辺の数値の大きな距離データに書き換えられる（雨等のデータが周辺の背景データに溶け込む）こととなるので、雨等を支障物として検知することを回避することができる。
【０１１６】
なお、具体的な処理手順としては、図１２のフローチャートに示すように、１フレーム分の照射座標に対応する距離データ、光量データについて座標ごとのループ処理（ステップＬＰｓ）を行う前に、距離データの並べ換え処理（書き換え処理）を行うための読み取り専用領域を形成する（ステップＳＴＳ１０）。
【０１１７】
ステップＳＴ３にて、測定データが９５０ｍｍ以内である場合には、当該距離データが５６０ｍｍ以内であるか否かを判定する（ステップＳＴＳ１１）。
【０１１８】
ステップＳＴＳ１１にて、ＹＥＳの場合には上記書き換え処理Ａを行い（ステップＳＴＳ１２）、ＮＯの場合には上記書き換え処理Ｂを行う（ステップＳＴＳ１３）。
【０１１９】
その後、前述したステップＳＴ６の汚れ処理ヘ進み、以降は実施の形態１と同様な処理を行う。
【０１２０】
このように環境変化に伴う外乱が問題となる所定のエリアに対して、測定データが属するエリアに基づいて、当該距離データに所定の処理（書き換え処理Ａ又は処理Ｂ）を施すことにより、光量値データを取得できない場合でも、距離データのみで付着水滴や降雨等のデータを支障物の処理から簡易に除外することができる。
【０１２１】
なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、本発明に適用可能な三次元距離画像センサとしては、上述したレーザー光の投受光部と共振ミラーとが一体となった三次元距離画像センサ１０Ｓに限定されるものではなく、例えば、三次元の検知空間にてレーザー光を走査可能とする走査手段を別途付加することにより、一般的な測距センサを適用することが可能である。また、赤外線を照射してＣＭＯＳ／ＣＣＤセンサにより対象物までの距離を測定するカメラ型の三次元距離画像センサを用いて、所定の検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定するように構成してもよい。
【０１２２】
さらに、本発明に係る支障物検知装置１０は、プラットホームドアシステム１と切り離して単独で用いることもできる。例えば、プラットホームドアシステム１の据え付けが完了する前の状態（ドアパネル３等の取り付けや調整が完了していない状態）でも、上記支障物検知装置１０を単独で用いて、その検知空間ＤＳを縮退させて設定（プラットホームドアシステム１が完成した状態の検知空間ＤＳよりも狭めて必要最小限の検知エリアに設定）することにより、未調整状態（位置が固定されていない状態）のドアパネル３等を誤検知することなく、緊急対応を要する検知エリア内の人等の支障物を確実に検知して、車両運行の際の安全性の向上に寄与することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１：プラットホームドアシステム、２：戸袋パネル、３：ドアパネル、５：防護支柱、６：非常解錠ボタン、１０，１０Ａ：支障物検知装置、１０Ｓ：三次元距離画像センサ、１００：装置筺体、１０１：開口部、ＤＣ：検知制御部、ＤＳ：検知空間、ＤＳ0：不検知エリア、ＤＳ1：付着水滴等対策エリア、ＤＳ2：降雨等対策エリア、ＤＳ3,ＤＳ4：扉挟持物等検知エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサと、
前記三次元距離画像センサの測定結果に基づいて、検知空間における対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部と
を備え、
前記検知制御部は、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分すると共に、当該検知エリアごとに支障物を検知する閾値を変更することを特徴とする支障物検知装置。
【請求項２】
前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、同一座標に連続して対象物が存在する場合に、当該対象物を支障物として検知することを特徴とする請求項１に記載の支障物検知装置。
【請求項３】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記検知制御部は、さらに、反射光量に基づいて、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の支障物検知装置。
【請求項４】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記検知制御部は、三次元距離画像センサから得られた距離データを書き換えることにより、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の支障物検知装置。
【請求項５】
前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサに近い検知エリアほど、支障物として検知する対象物の大きさの閾値を増大させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の支障物検知装置。
【請求項６】
前記検知制御部は、検知空間を前記三次元距離画像センサの座標系と同一の座標系に変換することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の支障物検知装置。
【請求項７】
車両の停止位置において、車両乗車口と対向するように、プラットホーム側に立設されたプラットホームドアシステムであって、
所定の間隔でプラットホームに立設された戸袋パネルと、
隣接する戸袋パネル間を開閉するように、水平方向に移動自在に形成されたドアパネルと、
前記戸袋パネルと車両との間に配設され、隣接する一対の戸袋パネルの一方に取り付けられた請求項１〜６のいずれかに記載の支障物検知装置と
を備え、
前記検知制御部は、車両が所定の位置に停止した状態を、基準状態として前記検知空間に反映させることを特徴とするプラットホームドアシステム。
【請求項８】
前記支障物検知装置は、前記一対の戸袋パネルのうち、車両進行方向上流側の戸袋パネルに取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のプラットホームドアシステム。
【請求項９】
三次元検知空間内に照射光を投受光して、検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定する三次元距離画像センサを用い、
前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分した後、当該検知エリアごとに位置及び大きさの閾値を変更して支障物を検知することを特徴とする支障物検知方法。
【請求項１０】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記三次元距離画像センサから得られる光量値データを用いて、環境変化に伴う外乱を除去した後に、前記三次元距離画像センサから得られる距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の支障物検知方法。
【請求項１１】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記三次元距離画像センサから得られる距離データを用いて、対象画素に対応する距離データ及びその周囲の画素に対応する距離データのうち、最小値又は最大値を当該対象画素の距離データに書き換え、その後、書き換えられた距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の支障物検知方法。
【請求項１２】
前記対象物の大きさの判定を行う前に、三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、当該対象物が同一座標に連続して存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の支障物検知方法。
【請求項１３】
前記三次元検知空間の範囲を設定した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、前記三次元検知空間の座標系を前記三次元距離画像センサと同一の座標系に変換することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の支障物検知方法。
【請求項１４】
前記検知空間を座標変換した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、さらに、前記三次元距離画像センサの走査歪みに基づいて、前記検知空間を補正することを特徴とする請求項１３に記載の支障物検知方法。
【請求項１５】
前記レーザー光を走査する際の短軸方向をＸ軸、長軸方向をＹ軸とし、前記三次元距離画像センサの照射角度のＸ軸成分、Ｙ軸成分をＸｄ，Ｙｄとし、Ｘ軸方向に発生する走査歪みを補正する補正角をＸｃとしたとき、
Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ（ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数）
の関係を満たすように補正角Ｘｃを設定することを特徴とする請求項１４に記載の支障物検知方法。
【請求項１】
対象物までの距離及び対象物からの反射光量を測定する三次元距離画像センサと、
前記三次元距離画像センサの測定結果に基づいて、検知空間における対象物の位置及び大きさを特定すると共に、当該対象物を位置及び大きさの閾値に基づいて支障物として検知するか否かを判断する検知制御部と
を備え、
前記検知制御部は、前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分すると共に、当該検知エリアごとに支障物を検知する閾値を変更することを特徴とする支障物検知装置。
【請求項２】
前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、同一座標に連続して対象物が存在する場合に、当該対象物を支障物として検知することを特徴とする請求項１に記載の支障物検知装置。
【請求項３】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記検知制御部は、さらに、反射光量に基づいて、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の支障物検知装置。
【請求項４】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記検知制御部は、三次元距離画像センサから得られた距離データを書き換えることにより、屋外環境に伴う降雨等の外乱を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の支障物検知装置。
【請求項５】
前記検知制御部は、前記三次元距離画像センサに近い検知エリアほど、支障物として検知する対象物の大きさの閾値を増大させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の支障物検知装置。
【請求項６】
前記検知制御部は、検知空間を前記三次元距離画像センサの座標系と同一の座標系に変換することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の支障物検知装置。
【請求項７】
車両の停止位置において、車両乗車口と対向するように、プラットホーム側に立設されたプラットホームドアシステムであって、
所定の間隔でプラットホームに立設された戸袋パネルと、
隣接する戸袋パネル間を開閉するように、水平方向に移動自在に形成されたドアパネルと、
前記戸袋パネルと車両との間に配設され、隣接する一対の戸袋パネルの一方に取り付けられた請求項１〜６のいずれかに記載の支障物検知装置と
を備え、
前記検知制御部は、車両が所定の位置に停止した状態を、基準状態として前記検知空間に反映させることを特徴とするプラットホームドアシステム。
【請求項８】
前記支障物検知装置は、前記一対の戸袋パネルのうち、車両進行方向上流側の戸袋パネルに取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のプラットホームドアシステム。
【請求項９】
三次元検知空間内に照射光を投受光して、検知空間内における支障物の位置及び大きさを特定する三次元距離画像センサを用い、
前記検知空間を、三次元距離画像センサからの距離に応じた複数の検知エリアに区分した後、当該検知エリアごとに位置及び大きさの閾値を変更して支障物を検知することを特徴とする支障物検知方法。
【請求項１０】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記三次元距離画像センサから得られる光量値データを用いて、環境変化に伴う外乱を除去した後に、前記三次元距離画像センサから得られる距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の支障物検知方法。
【請求項１１】
水滴等の乱反射データを検知し得るような三次元距離画像センサに近接した検知エリアにおいて、前記三次元距離画像センサから得られる距離データを用いて、対象画素に対応する距離データ及びその周囲の画素に対応する距離データのうち、最小値又は最大値を当該対象画素の距離データに書き換え、その後、書き換えられた距離データ及び大きさに基づいて支障物の検知判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の支障物検知方法。
【請求項１２】
前記対象物の大きさの判定を行う前に、三次元距離画像センサによる複数サイクルの測定において、当該対象物が同一座標に連続して存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の支障物検知方法。
【請求項１３】
前記三次元検知空間の範囲を設定した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、前記三次元検知空間の座標系を前記三次元距離画像センサと同一の座標系に変換することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の支障物検知方法。
【請求項１４】
前記検知空間を座標変換した後、前記三次元距離画像センサによる測定を開始する前に、さらに、前記三次元距離画像センサの走査歪みに基づいて、前記検知空間を補正することを特徴とする請求項１３に記載の支障物検知方法。
【請求項１５】
前記レーザー光を走査する際の短軸方向をＸ軸、長軸方向をＹ軸とし、前記三次元距離画像センサの照射角度のＸ軸成分、Ｙ軸成分をＸｄ，Ｙｄとし、Ｘ軸方向に発生する走査歪みを補正する補正角をＸｃとしたとき、
Ｘｃ＝Ｙｄ2×（ａＸｄ＋ｂ）×ｃ（ここで、ａ，ｂ，ｃは、角度データの測定値から求められる所定の定数）
の関係を満たすように補正角Ｘｃを設定することを特徴とする請求項１４に記載の支障物検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１６４２１（Ｐ２０１１−１６４２１Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１８４４（Ｐ２００９−１６１８４４）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（３９１０２４９５１）東日本トランスポ−テック株式会社 (24)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３９２０１６６５０）アイテック阪急阪神株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（３９１０２４９５１）東日本トランスポ−テック株式会社 (24)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３９２０１６６５０）アイテック阪急阪神株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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