JP2000142406A - Ground element detecting device and method - Google Patents

Ground element detecting device and method

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JP2000142406A
JP2000142406A JP10322687A JP32268798A JP2000142406A JP 2000142406 A JP2000142406 A JP 2000142406A JP 10322687 A JP10322687 A JP 10322687A JP 32268798 A JP32268798 A JP 32268798A JP 2000142406 A JP2000142406 A JP 2000142406A
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JP
Japan
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ground
light
child
vehicle
output
Prior art date
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Application number
JP10322687A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kumagai
信也 熊谷
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NEC Aerospace Systems Ltd
Original Assignee
NEC Aerospace Systems Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect only a ground element for measurement from various installations provided to a railway line. SOLUTION: This ground element detecting device includes a ground element 11 provided on the ground and reflecting a light beam 1a from a projector 1, a photodetector 6 provided at a bottom of a rolling stock traveling on a railway line and receiving reflected light from the ground element 11, and a judging circuit detecting the ground element 11 from an output of the photodetector 6. In such a case, high reflection parts 11a, 11b, 11c having high reflectivity of the light beam 1a and a low reflection part 11d having a low reflectivity of the light beam 1a are alternately provided side by side on the ground element 11 along a traveling direction of the rolling stock.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道保守のための
地上子の位置計測に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the measurement of the position of a ground carrier for railway maintenance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、鉄道の保守を目的として、鉄
道線路の各所に計測用の地上子を設け、この地上子の位
置を計測することが行われている。この地上子の位置計
測は、専用の計測ゲージを使用して、人が地上子間を歩
きながら移動し、一つ一つ手計測されていた。しかし、
歩行による計測では、移動に要する時間を多く要し、作
業量が限られてしまう。そこで、この計測を自動化する
ため、線路上に保守車両を走行させ、この保守車両から
地上子の位置を自動計測することが考えられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of maintenance of a railway, grounding elements for measurement have been provided at various points on a railway line, and the positions of the grounding elements have been measured. In the position measurement of the ground child, a person moves while walking between the ground children using a dedicated measurement gauge, and is manually measured one by one. But,
In the measurement by walking, much time is required for movement, and the amount of work is limited. Therefore, in order to automate this measurement, it is conceivable to run a maintenance vehicle on the track and automatically measure the position of the ground child from the maintenance vehicle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、保守車両か
ら見て、地上子がある位置には、踏切りや分岐器等の地
上子以外の設置物も出現するので、これらの設置物の中
から、地上子のみを検出する必要があった。
However, as viewed from the maintenance vehicle, at the position where the ground child is located, there may also be installed objects other than the ground child, such as level crossings and turnouts. Only ground children needed to be detected.

【0004】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、様々な設置物の中から地上子のみを検出
することができる地上子検出装置および方法を提供する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a ground child detecting apparatus and method capable of detecting only ground children from various installations.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、地上に設けられ、投光器からの光線を反射する地上
子と、鉄道線路上を走行する車両下部に設けられ、前記
地上子からの反射光を受光する受光器と、この受光器の
出力から前記地上子を検出する判定回路とを有する地上
子検出装置において、前記地上子上には、前記車両の進
行方向に沿って、前記光線の反射率が高い高反射部と、
反射率が低い低反射部とが交互に並べて設けられている
ことを特徴とする地上子検出装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ground member provided on the ground for reflecting a light beam from a floodlight, and a ground member provided at a lower portion of a vehicle running on a railroad track. A receiver for receiving the reflected light of, and a ground detector that has a determination circuit for detecting the ground from the output of the light receiver, on the ground, along the traveling direction of the vehicle, A high-reflection part with high light reflectance,
A ground detector according to the present invention, wherein low-reflecting portions having low reflectance are provided alternately.

【0006】請求項2に記載の発明は、前記投光器は、
前記車両下部に設けられ、スポット状に絞り込まれた光
線を、既定の周波数のパルスを出力するパルス出力手段
に従って間欠発光し、前記判定回路は、前記パルスと前
記受光器の出力との論理積をとり、この結果から前記地
上子を検出することを特徴とする請求項1に記載の地上
子検出装置である。
[0006] According to a second aspect of the present invention, the light emitting device includes:
A light beam provided in the lower part of the vehicle and narrowed down in a spot shape emits light intermittently according to pulse output means for outputting a pulse of a predetermined frequency, and the determination circuit calculates a logical product of the pulse and the output of the light receiver. The ground child detecting device according to claim 1, wherein the ground child is detected from the result.

【0007】請求項3に記載の発明は、前記投光器が発
する光線の照射領域は、前記地上子上に設けられた高反
射部および低反射部より小さいことを特徴とする請求項
2に記載の地上子検出装置である。
According to a third aspect of the present invention, the irradiation area of the light beam emitted from the light projector is smaller than the high reflection portion and the low reflection portion provided on the ground element. It is a ground detector.

【0008】請求項4に記載の発明は、投光器からの光
線を地上に設けられた地上子で反射し、前記地上子で反
射された反射光を鉄道線路上を走行する車両下部で受光
し、受光した反射光から前記地上子を検出する地上子検
出方法において、前記地上子上には、前記車両の進行方
向に沿って、前記光線の反射率が高い高反射部と、反射
率が低い低反射部とが交互に並べて設けられていること
を特徴とする地上子検出方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, a light beam from the projector is reflected by a ground member provided on the ground, and the reflected light reflected by the ground member is received by a lower portion of a vehicle running on a railroad track, In the ground detection method of detecting the ground child from the received reflected light, a high reflection part having a high reflectance of the light beam is provided on the ground child along a traveling direction of the vehicle; A ground element detection method, wherein reflection units are provided alternately.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1に本発明の第1実施形態であ
る地上子検出装置の構成を示す。投光器1および受光器
2が、レール上を走行する保守車両の下部に固定されて
いる。投光器1は投光レーザ1aを発し、この投光レー
ザ1aは地上に固定された地上子11で反射され、受光
器6によって受光される。投光器1は、受光器6よりも
車両の進行方向の前側に取り付けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of a ground detector according to a first embodiment of the present invention. The light emitter 1 and the light receiver 2 are fixed to a lower part of a maintenance vehicle running on rails. The light projector 1 emits a light emitting laser 1a. The light emitting laser 1a is reflected by a ground element 11 fixed on the ground and received by a light receiver 6. The light projector 1 is mounted on the front side of the light receiver 6 in the traveling direction of the vehicle.

【0010】地上子11は、地上の右レール12aと左
レール12bとの間に設けられている。また、この地上
子11は、地上子11の上面11aが、レールの上面で
ある軌条面12より低く、かつレールの下に敷かれてい
る敷石の上面である敷石面13より高い位置にくるよう
に設置される。
The ground rail 11 is provided between the right rail 12a and the left rail 12b on the ground. In addition, the ground member 11 has an upper surface 11a of the ground member 11 lower than the rail surface 12 which is the upper surface of the rail and higher than the paving stone surface 13 which is the upper surface of the paving stone laid under the rail. Installed in

【0011】地上子11の前端11eおよび後端11f
には、上面11aより低くなった段差面11bおよび1
1cが設けられている。上面11aおよび段差面11
b、11cは、白色に塗装されている。さらに、上面1
1aの中心には、黒色の十字線11dが描かれている。
十字線11dの縦線は車両の進行方向と平行に、横線は
進行方向と直角に描かれている。この十字線11dの太
さは約5mmである。
The front end 11e and the rear end 11f of the ground child 11
Have step surfaces 11b and 1 lower than upper surface 11a.
1c is provided. Upper surface 11a and step surface 11
b and 11c are painted white. Furthermore, the upper surface 1
At the center of 1a, a black cross line 11d is drawn.
The vertical line of the crosshair 11d is drawn parallel to the traveling direction of the vehicle, and the horizontal line is drawn at right angles to the traveling direction. The thickness of the crosshair 11d is about 5 mm.

【0012】投光器1が発する投光レーザ1aは、スポ
ット状に絞り込まれていて、その照射領域は長方形であ
る。地上子11の上面11aでの投光レーザ1aの照射
領域は、車両の進行方向が約2mm、進行方向と直角な
方向が約10mmである。照射領域の、車両の進行方向
の長さは、前記十字線11dの太さより小さい。照射領
域が横長なのは、投光器1に内蔵されている半導体レー
ザの発光部の形状が横長であるためである。
The light emitting laser 1a emitted from the light emitting device 1 is narrowed down in a spot shape, and its irradiation area is rectangular. The irradiation area of the light emitting laser 1a on the upper surface 11a of the ground element 11 is about 2 mm in the traveling direction of the vehicle and about 10 mm in the direction perpendicular to the traveling direction. The length of the irradiation area in the traveling direction of the vehicle is smaller than the thickness of the crosshair 11d. The irradiation area is horizontally long because the shape of the light emitting portion of the semiconductor laser incorporated in the projector 1 is horizontally long.

【0013】投光器1および受光器6は走行する車両の
下部に固定されているので、車両の走行とともに、投光
器1が発する投光レーザ1aの照射領域は移動する。投
光器1および受光器6は、地上子11上を照射領域が移
動する軌跡が、十字線11dの横線と交差するような位
置に固定されている。地上子11の前端11eから、十
字線11dの横線まで、照射領域が移動する軌跡の長さ
は、360mmである。さらに、投光器1および受光器
6の光軸は、投光器1からの投光レーザ1aと、受光器
6の受光視野が、地上子11の上面11aにおいて交差
するように調整されている。
Since the light emitter 1 and the light receiver 6 are fixed to the lower part of the running vehicle, the irradiation area of the light emitting laser 1a emitted from the light emitter 1 moves as the vehicle travels. The light projector 1 and the light receiver 6 are fixed at positions where the trajectory of the irradiation area on the ground element 11 intersects the horizontal line of the crosshair 11d. The length of the trajectory from which the irradiation area moves from the front end 11e of the ground member 11 to the horizontal line of the crosshair 11d is 360 mm. Further, the optical axes of the light emitter 1 and the light receiver 6 are adjusted so that the light emitting laser 1a from the light emitter 1 and the light receiving field of the light receiver 6 intersect at the upper surface 11a of the ground element 11.

【0014】受光器6の受光視野は、図2に示すような
拡がり角をもつ。受光視野の拡がり角が満足すべき条件
は、地上子11の最低位置である段差面11b、11c
および最高位置である上面11aでの投光レーザ1aの
反射光を受光でき、かつ地上子11が受光視野内にない
場合には敷石面13が投光レーザ1aを反射するが、こ
の敷石面13からの反射光を受光しないことである。
The light receiving field of the light receiver 6 has a divergent angle as shown in FIG. The condition that the spread angle of the light-receiving field should be satisfied is that the step surfaces 11b and 11c, which are the lowest positions of the ground element 11,
When the reflected light of the light emitting laser 1a at the upper surface 11a, which is the highest position, can be received and the ground element 11 is not in the light receiving field, the paving stone surface 13 reflects the light emitting laser 1a. Is not to receive the reflected light from the

【0015】地上子11が設置されている高さは、地上
子11の上面11aが軌条面12より20mm±3mm
下がった位置である。また、地上子11の段差面11
b、11cと上面11aとの高さの差は22mmであ
る。敷石面13は、凹凸はあるが、軌条面12下120
mmより下と見積もられる。
The height at which the ground wire 11 is installed is such that the upper surface 11a of the ground wire 11 is 20 mm ± 3 mm from the rail surface 12.
It is a lowered position. Also, the step surface 11 of the ground child 11
The difference in height between b, 11c and the upper surface 11a is 22 mm. The pavement surface 13 has irregularities, but is 120 under the rail surface 12.
mm.

【0016】上記の設置状況に加え、車両の移動中に投
光器1および受光器6が振動により上下動すること、及
び地上子11が前後、左右に傾斜している場合を考慮
し、受光視野の拡がり角にある程度の余裕をもたせてあ
る。
In addition to the above installation situation, taking into account the fact that the light emitter 1 and the light receiver 6 move up and down due to vibration while the vehicle is moving, and the case where the ground element 11 is tilted back and forth, left and right, The divergence angle has some allowance.

【0017】図3は、第1実施形態の電気回路の構成を
示すブロック図である。投光器1は、投光レーザ1aを
出射する半導体レーザと、投光レーザ1aをスポット状
に絞り込む光学系とで構成されている。投光器1の光源
に半導体レーザを使用することによって、レーザの駆動
回路を簡単にでき、かつ光学系の寸法を小さくすること
ができる。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electric circuit of the first embodiment. The light projector 1 includes a semiconductor laser that emits the light emitting laser 1a and an optical system that narrows the light emitting laser 1a into a spot. By using a semiconductor laser as the light source of the projector 1, the laser driving circuit can be simplified and the size of the optical system can be reduced.

【0018】投光器1から出射された投光レーザ1a
は、前記地上子11によって反射され、反射散乱光1b
が受光器6によって受光される。受光器6は、受光素子
として、シリコン−PINホトダイオードを内蔵してお
り、このシリコン−PINホトダイオードによって受光
された反射散乱光1bは光電変換され、電気的な受光パ
ルス6aとなって増幅回路7へ出力される。シリコン−
PINホトダイオードには、アナログ回路電源10から
逆バイアス電圧が印加されていて、その応答速度が高め
られている。
Light emitting laser 1a emitted from light emitting device 1
Is reflected by the ground element 11 and reflected and scattered light 1b
Is received by the light receiver 6. The light receiver 6 incorporates a silicon-PIN photodiode as a light-receiving element, and the reflected and scattered light 1b received by the silicon-PIN photodiode is photoelectrically converted into an electric light-receiving pulse 6a to the amplifier circuit 7. Is output. Silicon-
A reverse bias voltage is applied to the PIN photodiode from the analog circuit power supply 10 to increase the response speed.

【0019】5は論理回路電源で、発振クロック発生回
路4および判定回路9に電源を供給している。発振クロ
ック発生回路4は、発振クロック4aをレーザ発振回路
2へ出力するとともに、タイミングゲート信号4bを判
定回路9へ出力する。発振クロック4aとタイミングゲ
ート信号4bとは同期したパルス列で、どちらの周波数
も5kHzである。レーザ用高圧電源3は、レーザ発振
回路2へ発振のための駆動電圧を供給する。レーザ発振
回路2は、投光器1に内蔵されている半導体レーザを発
振させ、発光させる。半導体レーザは、前記発振クロッ
ク4aに従って間欠発光させられる。すなわち、発光の
周波数は、5kHzとなる。
A logic circuit power supply 5 supplies power to the oscillation clock generation circuit 4 and the judgment circuit 9. The oscillation clock generation circuit 4 outputs the oscillation clock 4a to the laser oscillation circuit 2 and outputs the timing gate signal 4b to the determination circuit 9. The oscillation clock 4a and the timing gate signal 4b are synchronized pulse trains, and both have a frequency of 5 kHz. The laser high-voltage power supply 3 supplies a drive voltage for oscillation to the laser oscillation circuit 2. The laser oscillation circuit 2 oscillates a semiconductor laser incorporated in the projector 1 to emit light. The semiconductor laser emits light intermittently according to the oscillation clock 4a. That is, the frequency of light emission is 5 kHz.

【0020】半導体レーザを間欠発光させる周波数を5
kHzにした理由は、保守車両を移動させながら、この
保守車両の下部に固定された投光器1の半導体レーザを
間欠発光させつつ、投光レーザ1aを隙間なく地上子1
1上に照射するためである。投光レーザ1aの照射領域
は、地上子11上で、車両進行方向の長さが2mmなの
で、照射する時間間隔が、車両が2mm動く時間と同じ
であれば、投光レーザ1aは隙間無く地上子11を照射
できる。本実施形態の保守車両の最高速度は時速35k
m(秒速9.7m)なので、この最高速度において照射
間隔を2mmとするために周波数を5kHzとした。レ
ーザ光を隙間無く地上子11に照射することにより、ど
のようなタイミングで十字線11dが現れても、確実に
十字線11dに投光レーザ1aを照射でき、受光器6に
よって反射レベルの変動を捉えることができる。
The frequency at which the semiconductor laser emits light intermittently is 5
The reason why the frequency is set to kHz is that while the maintenance vehicle is being moved, the semiconductor laser of the projector 1 fixed to the lower part of the maintenance vehicle is intermittently lit, and the projection laser 1a is moved without any gaps.
This is for irradiating the light beam on the upper side of the light emitting element 1. Since the irradiation area of the light emitting laser 1a has a length of 2 mm in the traveling direction of the vehicle on the ground element 11, if the time interval of the irradiation is the same as the time the vehicle moves by 2 mm, the light emitting laser 1a can be placed on the ground without gaps. The child 11 can be irradiated. The maximum speed of the maintenance vehicle of this embodiment is 35 k / h
m (9.7 m / sec), the frequency was set to 5 kHz in order to set the irradiation interval to 2 mm at this maximum speed. By irradiating the ground beam 11 with the laser beam without any gap, the cross-beam 11d can be reliably irradiated with the projection laser 1a regardless of the timing at which the cross-hair 11d appears. Can be caught.

【0021】受光器6の出力である受光パルス6aは、
増幅回路7で増幅され、比較器8に入力される。アナロ
グ回路電源10は、受光器6、増幅回路7、比較器8へ
電源を供給する。比較器8には、増幅回路7の出力が入
力されるとともに、判定回路9が出力する基準電圧9a
も入力される。比較器8は、これらの入力を比較し、増
幅回路7の出力が基準電圧9aより高ければ“1”を出
力し、増幅回路7の出力が基準電圧9aより低ければ
“0”を出力する。すなわち、比較器8はアナログ信号
である増幅回路7の出力をデジタル信号である比較器出
力8aに変換する。なお、以下の文中で、増幅回路7の
出力パルスのピーク電圧を受光電圧と呼ぶこととする。
The light receiving pulse 6a output from the light receiver 6 is
The signal is amplified by the amplifier circuit 7 and input to the comparator 8. The analog circuit power supply 10 supplies power to the light receiver 6, the amplifier circuit 7, and the comparator 8. The comparator 8 receives the output of the amplifier circuit 7 and the reference voltage 9a output by the determination circuit 9.
Is also entered. The comparator 8 compares these inputs and outputs “1” when the output of the amplifier circuit 7 is higher than the reference voltage 9a, and outputs “0” when the output of the amplifier circuit 7 is lower than the reference voltage 9a. That is, the comparator 8 converts the output of the amplifier circuit 7 which is an analog signal into a comparator output 8a which is a digital signal. In the following description, the peak voltage of the output pulse of the amplifier circuit 7 is referred to as a light receiving voltage.

【0022】前記基準電圧9aは、次の条件を満足する
ように設定される。第1に、基準電圧9aは、増幅回路
7の出力に含まれている雑音電圧より高く設定される。
これは、雑音電圧によって、誤って比較器出力8aが出
力されることがないようにするためである。第2に、基
準電圧9aは、地上子11の上面11aの、黒色の十字
線11dに投光レーザ1aが照射され、この反射散乱光
1bによってもたらされる受光電圧より高く設定され
る。第3に、地上子11の白色の部分、すなわち上面1
1aの十字線11d以外の部分、および段差面11b、
11cによる受光電圧よりも低く設定される。第2、第
3の条件は、地上子11の黒色の十字線11dとそれ以
外の白色の部分を区別するための条件である。
The reference voltage 9a is set so as to satisfy the following conditions. First, the reference voltage 9a is set higher than the noise voltage included in the output of the amplifier circuit 7.
This is to prevent the comparator output 8a from being erroneously output due to the noise voltage. Second, the reference voltage 9a is set to be higher than the light receiving voltage caused by the projection laser 1a irradiating the black cross line 11d on the upper surface 11a of the ground element 11 with the reflected scattered light 1b. Third, the white portion of the ground child 11, that is, the upper surface 1
1a, a portion other than the crosshair 11d, and a step surface 11b,
11c is set lower than the received light voltage. The second and third conditions are conditions for distinguishing the black cross line 11d of the ground child 11 from other white portions.

【0023】比較器8の出力8aは、判定回路9に入力
される。判定回路9は、この比較器出力8aが地上子1
1による反射がもたらすものであるか否かを判定し、地
上子11からのものと判定した場合には、投光レーザ1
aの照射領域が地上子11の十字線11dに差し掛かっ
た時点で起点信号9bを出力する。
The output 8a of the comparator 8 is input to the judgment circuit 9. The judgment circuit 9 determines that the comparator output 8a is
It is determined whether or not the reflection is caused by the light from the ground beam 11.
When the irradiation area of “a” approaches the crosshair 11 d of the ground stylus 11, the start signal 9 b is output.

【0024】判定回路9は、この判定回路に入力してい
るタイミングゲート信号4bと比較器出力8aとの論理
積をとる論理積回路と、この論理積回路が出力するパル
スをカウントするカウンタと、論理積回路がパルスを出
力していない期間を計測するタイマとを有する。
The determining circuit 9 is a logical product circuit for calculating the logical product of the timing gate signal 4b input to the determining circuit and the comparator output 8a, a counter for counting the pulses output by the logical product circuit, A timer that measures a period during which the AND circuit does not output a pulse.

【0025】図4は、保守車両が地上子11の上を通過
するときに、受光器6に入射する反射光がどのように変
化するのかを示したものである。図中の状態Aは地上子
11の前端11eに投光レーザ1aが差し掛かる前の状
態であり、投光レーザ1aは敷石面13に照射されてい
る。この時、敷石面13で反射散乱光1bが反射される
が、この反射光は受光器6の受光視野から外れているた
め、受光器6に入射することはない。従って、この状態
では、受光器6から受光パルス6aが出力されることは
なく、比較器8の出力は“0”一定となる。
FIG. 4 shows how the reflected light incident on the light receiver 6 changes when the maintenance vehicle passes over the ground element 11. The state A in the figure is a state before the light emitting laser 1a reaches the front end 11e of the ground element 11, and the light emitting laser 1a is applied to the cobblestone surface 13. At this time, the reflected scattered light 1b is reflected by the paving stone surface 13, but this reflected light is out of the light receiving field of the light receiver 6, so that it does not enter the light receiver 6. Therefore, in this state, the light receiving pulse 6a is not output from the light receiving device 6, and the output of the comparator 8 is fixed at "0".

【0026】保守車両が進行方向へ移動して、地上子1
1の前端11eから十字線11d直前までの間に投光レ
ーザ1aが照射される状態Bになると、段差面11b又
は上面11a上の照射領域が受光器6の受光視野に入
る。この状態では、地上子11の白色部分からの反射光
が受光視野に入るため、比較器8に入力する増幅回路7
の出力パルスが基準電圧9aを超え、この比較器8から
“1”レベルのパルスが出力される。
When the maintenance vehicle moves in the traveling direction,
In the state B in which the projection laser 1a is irradiated between the front end 11e and the cross line 11d, the irradiation area on the step surface 11b or the upper surface 11a enters the light receiving field of the light receiver 6. In this state, the reflected light from the white part of the ground element 11 enters the light receiving field of view.
Output pulse exceeds the reference voltage 9a, and the comparator 8 outputs a "1" level pulse.

【0027】さらに車両が移動し、地上子11の十字線
11d上に投光レーザ1aの照射領域がある状態Cで
は、反射レベルが低下するので、受光器6における受光
レベルが落ち、増幅回路7の出力が基準電圧9a以下に
なる。従って、この位置では比較器8の出力は“0”と
なる。
In the state C where the vehicle is further moved and the irradiation area of the light emitting laser 1a is located on the crosshair 11d of the ground member 11, the reflection level is reduced. Is below the reference voltage 9a. Therefore, at this position, the output of the comparator 8 is "0".

【0028】さらに車両が少し移動し、照射領域が十字
線11d直後から後端11fまでの範囲、すなわち状態
Dになると、受光レベルは再び状態Bと同じになり、比
較器8は“1”レベルのパルスを出力する。照射領域が
地上子11の後端11fを過ぎた後の状態Eでは、状態
Aと同様に、受光器6からの受光パルス6aの出力が無
くなり、比較器8の出力は“0”となる。
Further, when the vehicle moves a little, and the irradiation area reaches the range from immediately after the crosshair 11d to the rear end 11f, that is, the state D, the light receiving level becomes the same as the state B again, and the comparator 8 sets the "1" level. Output pulse. In the state E after the irradiation area has passed the rear end 11f of the ground element 11, similarly to the state A, the output of the light receiving pulse 6a from the light receiver 6 is lost, and the output of the comparator 8 becomes "0".

【0029】上記の状態の変化を図5のタイミングチャ
ートに示す。前記発振クロック発生回路4が出力する発
振クロック4aに同期して、投光器1は投光レーザ1a
を投光する。また、同じく発振クロック発生回路4が出
力するタイミングゲート信号4bもこれらの信号に同期
している。発振クロック4a、投光レーザ1a、タイミ
ングゲート信号4bの周波数は、いずれも5kHzであ
る。
The change in the above state is shown in the timing chart of FIG. In synchronization with the oscillation clock 4a output from the oscillation clock generation circuit 4, the light projector 1
To emit light. The timing gate signal 4b output from the oscillation clock generation circuit 4 is also synchronized with these signals. The frequencies of the oscillation clock 4a, the projection laser 1a, and the timing gate signal 4b are all 5 kHz.

【0030】図5中の状態A〜状態Eは、図4中の状態
A〜状態Eに対応する。状態Aにおいては、受光器6に
反射散乱光1bが入射しないので、受光器6は受光パル
ス6aを出力しない。
State A to state E in FIG. 5 correspond to state A to state E in FIG. In the state A, since the reflected scattered light 1b does not enter the light receiver 6, the light receiver 6 does not output the light receiving pulse 6a.

【0031】状態Bにおいて、受光器6に反射散乱光1
bが入射すると、受光器6は受光パルス6aを発生させ
る。この受光パルス6aは増幅回路7で増幅され、比較
器8によりデジタルパルス(比較器出力8a)に変換さ
れ、判定回路9に入力される。判定回路9に内蔵された
論理積回路は、前記比較器出力8aと、発振クロック発
生回路4が発生するタイミングゲート信号4bとを入力
し、これらの入力の論理積をとる。これは、前記比較器
出力8aが、投光レーザ1aの発光後、規定の許容時間
内に判定回路9に入力されていることを確認するためで
ある。すなわち、発生した比較器出力8aが、投光器1
の投光した投光レーザ1aの反射光によるものであるこ
とを確認する。このとき、比較器出力8aが外来光によ
るものであった場合には、タイミングゲート信号4bと
の論理積をとると、その結果は“0”となるので、この
比較器出力8aは判定回路9内で排除される。判定回路
9が内蔵するカウンタは、同じく判定回路9が内蔵する
論理積回路を通過してくるパルスの数N1をカウントす
る。
In the state B, the reflected light 1
When b is incident, the light receiver 6 generates a light receiving pulse 6a. The light receiving pulse 6 a is amplified by the amplifier circuit 7, converted into a digital pulse (comparator output 8 a) by the comparator 8, and input to the determination circuit 9. An AND circuit built in the decision circuit 9 receives the comparator output 8a and the timing gate signal 4b generated by the oscillation clock generation circuit 4, and calculates the logical product of these inputs. This is to confirm that the comparator output 8a has been input to the determination circuit 9 within a prescribed allowable time after the emission of the light emitting laser 1a. That is, the generated comparator output 8a is
Is confirmed by the reflected light of the projection laser 1a. At this time, if the comparator output 8a is due to extraneous light, the result of the AND operation with the timing gate signal 4b is "0". Will be eliminated within. The counter included in the determination circuit 9 counts the number N1 of pulses that pass through the AND circuit similarly included in the determination circuit 9.

【0032】状態Cになると、投光レーザ1aの照射領
域が地上子11の十字線11d上に差し掛かるので、反
射散乱光1bの強度が減少し、増幅回路7の出力が、基
準電圧9aより小さくなり、比較器出力8aがなくな
る。判定回路9が内蔵するタイマは、このパルスが出力
されない期間を計測し、この時間をパルス数N2に換算
する。
In the state C, the irradiation area of the projection laser 1a approaches the crosshair 11d of the ground beam 11, so that the intensity of the reflected scattered light 1b decreases, and the output of the amplifier circuit 7 becomes higher than the reference voltage 9a. And the comparator output 8a disappears. A timer incorporated in the determination circuit 9 measures a period during which this pulse is not output, and converts this time into a pulse number N2.

【0033】判定回路9は、上記N1、N2をそれぞれ
既定の判定条件に照合し、条件内であれば地上子11が
検出されたと判断して、起点信号9bを出力する。N
1、N2の判定条件は以下のように決められる。地上子
11の段差面11b及び上面11aの、車両進行方向の
長さは一定であるから、N1は、車両の移動速度の上限
及び下限によって規定される。本実施形態では、地上子
11の前端11eから十字線11dまでの進行方向の長
さは360mm、移動速度の上限は時速35km、下限
は時速5kmである。従って、N1の範囲は185パル
ス以上1188パルス以下となるが、上限、下限とも多
少の余裕を持たせ、下限150パルス、上限1500パ
ルスとする。また、十字線11dによる途切れパルス数
N2は、十字線11dの進行方向の幅が5mmであるこ
とから、3パルス以上18パルス以下とする。
The determination circuit 9 compares the above N1 and N2 with predetermined determination conditions, and if the conditions are satisfied, determines that the ground child 11 has been detected, and outputs a starting signal 9b. N
The determination conditions of 1, N2 are determined as follows. Since the length of the step surface 11b and the upper surface 11a of the ground member 11 in the vehicle traveling direction is constant, N1 is defined by the upper limit and the lower limit of the moving speed of the vehicle. In the present embodiment, the length in the traveling direction from the front end 11e of the ground member 11 to the crosshair 11d is 360 mm, the upper limit of the moving speed is 35 km / h, and the lower limit is 5 km / h. Accordingly, the range of N1 is 185 or more and 1188 or less, but the upper and lower limits have some margin, and the lower limit is 150 pulses and the upper limit is 1500 pulses. In addition, the number N2 of intermittent pulses due to the crosshair 11d is set to 3 or more and 18 or less because the width of the crosshair 11d in the traveling direction is 5 mm.

【0034】即ち、N1が150パルス以上1500パ
ルス以下で、かつ、N2が3パルス以上18パルス以下
で、再び比較器出力8aのパルスが判定回路9に入力し
た時点で、この判定回路9は、起点信号9bを出力す
る。なお、N1のカウントにおいては、地上子11上に
ゴミ等が付着することによって、反射が妨げられる可能
性もあるので、1パルスの抜けは許容し、連続したパル
スとみなし、カウントを続行する。
That is, when N1 is 150 or more and 1500 or less and N2 is 3 or more and 18 or less and the pulse of the comparator output 8a is input to the determination circuit 9 again, the determination circuit 9 An origin signal 9b is output. In the counting of N1, reflection may be hindered by the attachment of dust or the like on the ground element 11, so that one pulse is allowed to be skipped, the pulse is regarded as a continuous pulse, and the counting is continued.

【0035】線路における地上子11の位置には、地上
子11以外に踏切りや分岐器が設置されている。踏切り
の場合、地上子11よりも進行方向に長く、また、車両
が踏切りを通過するときには、車両の速度を落とすの
で、N1に相当する連続パルス数が1500パルスを越
える。分岐器の場合は、十字線11dに相当する部分が
ないため、比較器出力8aにおけるパルスの途切れが発
生しない。従って、上記のN1、N2条件によって、こ
れらの設置物からの反射による誤判定を排除できる。
At the position of the ground child 11 on the track, a railroad crossing and a turnout are installed in addition to the ground child 11. In the case of a railroad crossing, the number of continuous pulses corresponding to N1 exceeds 1500 pulses, because the length of the vehicle is longer in the traveling direction than the ground rail 11 and the speed of the vehicle is reduced when the vehicle passes through the railroad crossing. In the case of the branching device, since there is no portion corresponding to the crosshair 11d, the pulse in the comparator output 8a is not interrupted. Therefore, erroneous determination due to reflection from these installed objects can be eliminated under the above N1 and N2 conditions.

【0036】次に、本発明の第2実施形態を図6に示
す。第2実施形態は、投光器1と受光器6の位置を第1
実施形態と反対にしたものである。すなわち、車両の前
方に受光器6が設けられ、後方に投光器1が設けられて
いる。本実施形態では、段差面11bと上面11aとの
段差で、投光レーザ1aの照射領域が受光器6から死角
となり、パルスの出力が一旦途切れるので、N1のカウ
ントに際して、段差面11bの長さ分だけN1の判定基
準を少なくする。
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second embodiment, the positions of the light emitter 1 and the light receiver 6 are set to the first position.
This is the opposite of the embodiment. That is, the light receiver 6 is provided in front of the vehicle, and the light projector 1 is provided behind. In the present embodiment, the irradiation area of the light emitting laser 1a becomes a blind spot from the light receiver 6 due to the step between the step surface 11b and the upper surface 11a, and the pulse output is temporarily interrupted. The criterion of N1 is reduced by the amount.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、鉄道線路に保守車両を
走らせながら、鉄道線路における左右のレール間に設置
された様々な設置物の中から計測用の地上子のみを検出
できるので、地上子以外の設置物を計測してしまうこと
がない。さらに、地上子の中心位置である十字線の位置
を検出できるので、精度の良い計測が可能である。ま
た、投光器を間欠発光させ、この発光に同期したタイミ
ングで反射光を取り込めば、外来光による誤動作を防止
できる。さらに、投光器が発する光線の照射領域を、地
上子上に設けられた高反射部および低反射部より小さく
すれば、保守車両の振動や地上子の傾き等による誤動作
を防止できる。
According to the present invention, while a maintenance vehicle is running on a railway track, only the grounding element for measurement can be detected from various installations installed between the left and right rails on the railway track. There is no possibility of measuring objects other than the child. Further, since the position of the crosshair, which is the center position of the ground child, can be detected, accurate measurement is possible. Further, if the light emitter is intermittently emitted and reflected light is taken in at a timing synchronized with this emission, malfunction due to extraneous light can be prevented. Further, if the irradiation area of the light beam emitted from the projector is made smaller than the high reflection portion and the low reflection portion provided on the ground child, malfunctions due to vibration of the maintenance vehicle, inclination of the ground child, and the like can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施形態における光学系の位置関係を示
す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship of an optical system according to the first embodiment.

【図3】 第1実施形態における受光器の受光範囲を示
す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a light receiving range of a light receiver according to the first embodiment.

【図4】 第1実施形態の動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図5】 第1実施形態のタイミングチャート。FIG. 5 is a timing chart of the first embodiment.

【図6】 第2実施形態における光学系の位置関係を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship of an optical system according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 投光器 1a 投光レーザ(光
線) 1b 反射散乱光(反射光) 2 レーザ発振回路 3 レーザ用高圧電源 4 発振クロック発生
回路 4a 発振クロック 5 論理回路電源 6 受光器 6a 受光パルス 7 増幅回路 8 比較器 8a 比較器出力 9 判定回路 9a 基準電圧 9b 起点信号 10 アナログ回路電源 11 地上子 11a 上面(高反射部) 11b、11c 段差
面(高反射部) 11d 十字線(低反射部) 11e 前端 11f 後端 12 軌条面 12a 右レール 12b 左レール 13 敷石面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Floodlight 1a Floodlight laser (light beam) 1b Reflected scattered light (reflected light) 2 Laser oscillation circuit 3 High voltage power supply for laser 4 Oscillation clock generation circuit 4a Oscillation clock 5 Logic circuit power supply 6 Light receiver 6a Light reception pulse 7 Amplifier circuit 8 Comparator 8a Comparator output 9 Judgment circuit 9a Reference voltage 9b Origin signal 10 Analog circuit power supply 11 Ground element 11a Top surface (high reflection part) 11b, 11c Step surface (high reflection part) 11d Cross line (low reflection part) 11e Front end 11f Rear end 12 Rail surface 12a Right rail 12b Left rail 13 Paving stone surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA01 AA19 BB28 CC40 DD00 DD12 DD14 FF31 FF44 GG06 GG08 GG12 HH04 HH12 JJ01 JJ09 JJ18 NN02 PP01 QQ00 QQ04 QQ25 QQ51 5H161 AA01 BB20 CC13 DD22 5J084 AA04 AB16 AC02 AD03 BA04 BA36 CA03 CA23 DA01 EA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2F065 AA01 AA19 BB28 CC40 DD00 DD12 DD14 FF31 FF44 GG06 GG08 GG12 HH04 HH12 JJ01 JJ09 JJ18 NN02 PP01 QQ00 QQ04 QQ25 QQ51 5H161 AA01 BB20 CC02 ADB0304 DA01 EA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地上に設けられ、投光器からの光線を反
射する地上子と、 鉄道線路上を走行する車両下部に設けられ、前記地上子
からの反射光を受光する受光器と、 この受光器の出力から前記地上子を検出する判定回路と
を有する地上子検出装置において、 前記地上子上には、前記車両の進行方向に沿って、前記
光線の反射率が高い高反射部と、反射率が低い低反射部
とが交互に並べて設けられていることを特徴とする地上
子検出装置。
1. A ground member provided on the ground for reflecting light rays from a projector, a light receiver provided at a lower portion of a vehicle running on a railway line and receiving light reflected from the ground member, And a determination circuit for detecting the ground child from the output of the ground child detecting device, a high reflection part having a high reflectance of the light beam on the ground child along a traveling direction of the vehicle; A low-reflection section having a low surface area is provided alternately.
【請求項2】 前記投光器は、前記車両下部に設けら
れ、スポット状に絞り込まれた光線を、既定の周波数の
パルスを出力するパルス出力手段に従って間欠発光し、 前記判定回路は、前記パルスと前記受光器の出力との論
理積をとり、この結果から前記地上子を検出することを
特徴とする請求項1に記載の地上子検出装置。
2. The projector according to claim 1, wherein the light emitter is provided below the vehicle, and emits a light beam narrowed down in a spot shape intermittently in accordance with a pulse output unit that outputs a pulse having a predetermined frequency. 2. The ground detector according to claim 1, wherein a logical AND with an output of the light receiver is obtained, and the ground detector is detected from the result.
【請求項3】 前記投光器が発する光線の照射領域は、
前記地上子上に設けられた高反射部および低反射部より
小さいことを特徴とする請求項2に記載の地上子検出装
置。
3. An irradiation area of a light beam emitted from the light projector,
The ground detecting element according to claim 2, wherein the ground detecting element is smaller than the high-reflecting portion and the low-reflecting portion provided on the grounding element.
【請求項4】 投光器からの光線を地上に設けられた地
上子で反射し、 前記地上子で反射された反射光を鉄道線路上を走行する
車両下部で受光し、 受光した反射光から前記地上子を検出する地上子検出方
法において、 前記地上子上には、前記車両の進行方向に沿って、前記
光線の反射率が高い高反射部と、反射率が低い低反射部
とが交互に並べて設けられていることを特徴とする地上
子検出方法。
4. A light beam from a projector is reflected by a ground member provided on the ground, and the reflected light reflected by the ground member is received by a lower part of a vehicle running on a railway line, and the ground light is received from the received reflected light. In the ground child detecting method of detecting a child, on the ground child, along the traveling direction of the vehicle, a high-reflection portion having a high reflectance of the light beam and a low-reflection portion having a low reflectance are alternately arranged. A method for detecting a ground child, wherein the method is provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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