JP5823680B2

JP5823680B2 - 踏切障害物検知装置

Info

Publication number: JP5823680B2
Application number: JP2010250947A
Authority: JP
Inventors: 雅之須永; 貴之笠井
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: JP2012101644A

Description

本発明は、踏切道内に取り残された障害物をミリ波などの電波により検知する踏切障害物検知装置に関する。

近年、ミリ波によって踏切道内に取り残された障害物を検知する踏切障害物検知装置が開発されている。このミリ波式踏切障害物検知装置は、例えば特許文献１に開示されており、天候などの外部条件に影響されにくいという優れた特性を有する。

ミリ波式踏切障害物検知装置の優れた特性は、他にもある。従来の光式踏切障害物検知装置は、障害物がセンサ装置の光を遮断することにより障害物を検知するから、光軸同士の間隔に入り込める人間や車椅子などの小さい障害物を検知しにくいという問題があった。

これに対して、ミリ波式踏切障害物検知装置は、ミリ波を監視領域に送出し、障害物からの反射波により検知を行うから、小さい障害物でも確実に検知することができる。もちろん、自動車のような大きな障害物も、同様に検知することができる。しかも、ミリ波式踏切障害物検知装置においては、踏切道の全領域を覆うようにミリ波を送出し、監視領域を最大限まで拡張できるので、従来の光式またはループ式の踏切障害物検知装置と異なって、監視領域に死角を生じることがない。

このように、ミリ波式踏切障害物検知装置は、優れた特性を有するのであるが、その優れた特性のために、監視領域内外に存在する建築物をも検知してしまう。このため、ミリ波式踏切障害物検知装置の設置に当たっては、従来は、監視領域内外に存在し、誤検知の原因となることが予想される既設の建築物を移設したり、或いは、新規建築物の設置を制限するなどの対策を採らざるを得なかった。
特開２００５−２３４８１３号公報

本発明の課題は、監視領域内に存在する建築物による誤検知を生じることなく、障害物を検知し得る踏切障害物検知装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る踏切障害物検知装置は、設定された監視領域内に電波を送信し、その反射波を受信する送受信器と、前記電波を前記送受信器に向けて反射する反射板と、前記監視領域内の背景パターン情報を記憶し、前記背景パターンの反射波を前記背景パターン情報により相殺し、前記監視領域内の障害物を検知する信号処理部と、を備え、前記監視領域を前記反射板の内部に設定することで、反射板からの反射波を信号処理部の処理対象外とし、前記背景パターン情報には、前記反射板の情報は記憶されない。

前記信号処理部は、前記送受信器を基準にして、前記反射板より手前の位置に設定された監視領域内の背景パターン情報を記憶しており、前記背景パターンの反射波に属する電気信号を、前記記憶された背景パターン情報によって相殺する。

また、踏切障害物検知装置は、背景パターン情報には反射板の情報は記憶しないことが好ましい。これにより、障害物検知動作において、背景パターンの反射波に属する電気信号を、予め記憶された背景パターン情報の信号によって相殺することができるから、監視領域内外に属する建築物による誤検知を生じることなく、障害物を検知し得る。したがって、監視領域内に存在する既設の建築物を移設する必要もなくなるし、また、新規建築物の設置に関する制限も緩和される。

さらに、踏切障害物検知装置は、信号処理部が処理対象外である反射板からの反射波を検知対象とすることで、送受信器が故障状態であるか否かを判定することが好ましい。これにより、信号処理部は、監視領域内の障害物からの反射波に基づいて障害物を検知するのであるから、監視領域の外部にある反射板の反射波は、検知対象となっていない。したがって、障害物の検知動作においては、反射板からの反射波は無視され、除外されるから、障害物検知動作における信号処理が容易になる。

以上述べたように、本発明によれば、監視領域内外に属する建築物による誤検知を生じることなく、障害物を検知し得る踏切障害物検知装置を提供することができる。

本発明に係る踏切障害物検知装置の一実施形態を概要的に示す図である。本発明に係る踏切障害物検知装置における背景処理を示す図である。図２に示した背景処理の後の処理を説明する図である。図３に示した背景処理の後の処理を説明する図である。

図１は、本発明による踏切障害物検知装置の実施形態を示す構成概要図である。図示の踏切障害物検知装置は、踏切道４に入った障害物１０の有無を検知するもので、送受信器１、２と、反射板１１〜１３、２１〜２３と、信号処理部３とを備える。踏切道４は、列車６１の走行する線路５１（上り方向）及び列車６２の走行する線路５２（下り方向）と、同一平面上で交差しており、その出入り口に当たる両側に、遮断機７１、８１によって昇降駆動される遮断棹７２、８２が設けられている。図示の線路５１、５２の線形は、一例であって、これに限定されるものではない。障害物１０には、人、車椅子、自転車又は自動車等が含まれる。

送受信器１、２は、遮断機７１、８１の遮断棹７２、８２の内側で、且、踏切道４の外側にあって、踏切道４を挟んで、対角位置に配置されている。送受信器１、２には、それぞれ担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）、（Ｓ２１〜Ｓ２３）が割り当てられており、これら放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）、（Ｓ２１〜Ｓ２３）に対して、電波を送信し、踏切道４内の障害物１０からの反射波を受信する。電波は、好ましくは、ミリ波帯の電波を用いる。ミリ波は、周知のように、周波数が３０〜３００ＧＨｚ（波長１０〜１ｍｍ）の電波であり、極めて狭い指向性を持つ。

送受信器１は、遮断機７１のある側の隅部近傍に配置してある。送受信器１の担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）は、遮断機７１の内側から、送受信器２の放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）と隣接するまでの領域である。送受信器１の担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）は、空間的な空白領域が生じないように連続させる。

送受信器２は、遮断機８１のある側の隅部近傍に配置してある。送受信器２の担当する放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）は、放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）と隣接する領域から、遮断機８１の内側までの領域である。送受信器２の担当する放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）も、空間的な空白領域が生じないように連続させる。

反射板１１〜１３は、踏切道４を挟んで送受信器１と対向するように設けられる。これらの反射板１１〜１３は、送受信器１から放射された電波を、送受信器１に向けて反射するものである。もう一組の反射板２１〜２３は、踏切道４を挟んで送受信器２と対向するように設けられる。この反射板２１〜２３は、送受信器２から放射された電波を、送受信器２に向けて反射する。反射板１１〜１３、２１〜２３からの反射波が検知されないとき、送受信器１、２が故障状態であると判定する。この判定は、信号処理部３によって行われる。

信号処理部３は、送受信器１、２に接続され、外部から供給される動作条件信号Ｓ１に基づき、送受信器１、２の動作を制御すると共に、送受信器１、２において受信した反射波の電気信号を用いて、監視領域ＳＡの内部における障害物１０の有無を判定する。また、反射板１１〜１３、２１〜２３で反射された反射波の受信情報に基づいて、送受信器１、２の診断を行う自己診断機能を備える。この信号処理部３は、送受信器１、２の近傍又は所定の電気機器室等に設けられる。信号処理部３は、ＣＰＵ又はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）によって構成することができる。信号処理部３から出力される障害物の有無判定結果及び自己診断結果の検知信号Ｓ２は、例えば鉄道交通システムの運行制御を行う図示しない地上制御装置へ送出され、踏切道の遮断機の開閉や列車の運行停止等の制御に用いられる。

反射板１１〜１３、２１〜２３は、送信部１、２の故障検知に供されるものであって、障害物１０の検知動作そのものには直接には関与しない。そこで、障害物１０の検知処理においては、反射板１１〜１３、２１〜２３で反射された反射波の処理を、処理対象から除外した方が、合理的である。一方、踏切道４の内部又はそれに隣接して、鉄道用建築物が存在することがある。したがって、障害物１０の検知処理に当たっては、建築物からの反射波をも除外するのが合理的である。

その手段として、まず、送受信器１、２を基準にして、反射板１１〜１３、２１〜２３より手前に、監視領域ＳＡを設定する。この実施の形態に示す監視領域ＳＡは、ほぼ、踏切道４の幅に相当する監視範囲ＬＡ１、ＬＡ２（＝ＬＡ１）と、踏切道４の長さとによって定まる平面積を持つ４辺形状である。監視範囲ＬＡ１は、送受信器１の設置位置Ｐ１０から距離Ｌ１０を隔てた踏切道４の一側位置Ｐ１１と、踏切道４の他側位置Ｐ１２との間の距離であり、監視範囲ＬＡ２は、送受信器２の設置位置Ｐ２０から、距離Ｌ２０を隔てた踏切道４の一側位置Ｐ２１と、踏切道４の他側位置Ｐ２２との間の距離である。もっとも、監視範囲ＬＡ１、ＬＡ２は、踏切道４の幅員の外側まで伸びていてもよい。

信号処理部３は、送受信器１、２を基準にして、反射板（１１〜１３）、（２１〜２３）より手前の位置に設定された監視領域ＳＡ内の背景パターン情報を記憶しており、送受信器１、２から供給される電気信号を解析し、背景パターンの反射波に属する電気信号を、記憶された背景パターン情報の信号によって相殺し、監視領域ＳＡ内の障害物１０からの反射波に基づいて障害物１０を検知する。したがって、既設の建築物を移設したり、或いは、新規建築物の設置を制限するなどの対策を採る必要がなくなる。

しかも、監視領域ＳＡは、反射板（１１〜１３）、（２１〜２３）より手前の位置に設定されている。つまり、反射板（１１〜１３）、（２１〜２３）は、監視領域ＳＡの外部にある。信号処理部３は、監視領域ＳＡ内の障害物１０からの反射波に基づいて障害物１０を検知するのであるから、監視領域ＳＡの外部にある反射板（１１〜１３）、（２１〜２３）の反射波は、検知対象となっていない。したがって、障害物１０の検知動作においては、反射板（１１〜１３）、（２１〜２３）からの反射波は無視され、検知対象から除外される。このような処理は、信号処理部３に設定された監視領域ＳＡの距離情報に基づいて、実行される。次に、図２〜図４を参照し、本発明に係る踏切障害物検知装置の動作を更に具体的に説明する。

まず、図２を参照すると、送受信器１の設置位置Ｐ１０から距離Ｌ１０を隔てた踏切道４の一側位置Ｐ１１と、踏切道４の他側位置Ｐ１２との間の監視範囲ＬＡ１の内部に、反射レベルの高い建築物反射信号Ｓｂが現れ、監視範囲ＬＡ１の外部に反射板１１〜１３の何れかによるレベルの高い反射板反射信号Ｓｒが現れる。建築物反射信号Ｓｂは、背景パターン情報である。建築物反射信号Ｓｂ及び反射板反射信号Ｓｒは、踏切障害物検知装置を予め動作させ、それを信号処理部３のメモリなどに記憶しておく。

次に、踏切道４に障害物１０が侵入すると、図３に図示するように、監視範囲ＬＡ１内に障害物反射信号Ｓｓが現れる。信号処理部３は、送受信器１、２を基準にして、反射板（１１〜１３）より手前の位置に設定された監視領域ＳＡ内の背景パターン情報を記憶しており、送受信器１、２から供給される電気信号を解析し、背景パターンの反射波に属する電気信号を、記憶された背景パターン情報の信号によって相殺する。

これにより、図４に示すように、監視領域ＳＡの内部には、障害物１０からの反射信号Ｓｓだけとなる。信号処理部３は、この監視領域ＳＡ内の障害物１０からの反射波に基づいて障害物１０を検知することになる。

信号処理部３は、監視領域ＳＡ内の障害物１０からの反射波に基づいて障害物１０を検知するのであって、監視領域ＳＡの外部にある反射板（１１〜１３）の反射波は、検知対象としていない。したがって、監視領域内外に属する建築物による誤検知を生じることなく、障害物１０を検知し得ることになり、この結果、監視領域内に存在する既設の建築物を移設する必要もなくなるし、また、新規建築物の設置に関する制限も緩和されることになる。

説明は省略するが、上述した動作は、送受信器２、反射板（２１〜２３）、障害物１０及び信号処理部３でも同様に行われる。なお、送受信器１、２による測距機能や、信号処理部３の信号処理方式は、特許文献１などで既に知られている技術をそのまま適用できる。

１、２送受信器
１１〜１３、２１〜２３反射板
３信号処理部
１０障害物

Claims

設定された監視領域内に電波を送信し、その反射波を受信する送受信器と、
前記電波を前記送受信器に向けて反射する反射板と、
前記監視領域内の背景パターン情報を記憶し、前記背景パターンの反射波を前記背景パターン情報により相殺し、前記監視領域内の障害物を検知する信号処理部と、を備え、
前記監視領域を前記反射板の内部に設定することで、反射板からの反射波を信号処理部の処理対象外とし、前記背景パターン情報には、前記反射板の情報は記憶されない、踏切障害物検知装置。
請求項１に記載された踏切障害物検知装置であって、前記信号処理部は、処理対象外である前記反射板からの反射波を検知対象とすることで、前記送受信器が故障状態であるか否かを判定する、踏切障害物検知装置。