JP2005121488A - 障害物検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 踏切道4の対角方向に配置され踏切道4の担当エリアに電波を送信し障害物からの反射電波を受信するセンサ部1a,1b,1cと、踏切道4を挟んでセンサ部1a,1b,1cと対向しセンサ部1a,1b,1cの送信電波を反射する反射板2a1,2a2b1,2c1,2c2と、センサ部1a,1b,1cの動作を制御する一方、反射電波の信号処理情報に基づいて障害物の有無を判定し、センサ部1a,1b,1cの動作状態に関連する複数の監視項目の正常/異常を判定してセンサ部1a,1b,1cを自己診断する制御論理部3を備える。
【選択図】 図1
Description
かかる障害物検知装置は、障害物検知領域の対向する隅部に配置されたセンサ部と、センサ部に対して障害物検知領域を挟んで対面配置され反射板とを備え、センサ部から天候の影響を受け難い例えばミリ波等の電波を送信して障害物検知領域を走査し、センサ部で受信した反射電波の信号を処理することにより障害物の有無を判断すると共に自己診断を行うよう構成されている。
本発明は前記問題点に着目してなされたもので、センサ部の動作状態に関連する複数の監視項目の診断結果によりセンサ部の正常/異常を診断することで、より一層信頼性の高い障害物検知装置を提供することを目的とする。
かかる構成では、センサ部内の送信系、アンテナ部及び受信系の故障を診断できるようになる。
図1は、本発明による障害物検知装置の実施形態を示す構成概要図で、踏切道内の障害物検知に適用した例を示す。
踏切道4は、道路5と線路6a(上り方向),6b(下り方向)とが同一平面上で交差しており、道路5と線路6a,6bとの交差部分において道路5を横切って水平に張られる遮断棹7a,7bを有する遮断機8a,8bが設けられている。そして、この場合の障害物検知領域としての踏切道4は、道路5と線路6a,6bとの交差部分の道路5の長手方向の幅と、遮断機8a,8bの遮断棹7a,7bとで囲まれた略四辺形の領域内となる。
図2において、本実施形態のセンサ部1aは、例えばFM−CW方式で、送信系20と、受信系30と、アンテナ部40と、信号処理部50と備える。
発振器21の連続波である搬送波の周波数を三角波で変調した送信電波をアンテナ部40から外部に放射すると、送信電波の周波数と時間の関係は図3のようになる。一方、物体から反射されて受信された反射電波は、物体との相対速度が零の場合は物体までの距離による時間遅れのみであり図3のようになり、物体との相対速度がある場合は相対速度によるドップラ周波数が重畳されるので、距離による時間遅れと相対速度に相当する周波数偏移を受け、図4のようになる。受信した反射電波を受信系30で送信電波の一部とミキシングすることによってビート信号が得られる。このビート信号は、相対速度が零の場合は図3のように一定周波数frであり、相対速度がある場合は図4のように変調サイクル毎に周波数は変化し、その変化は下記の式(1)、(2)のようになる。
fb1=fr−fd (1)
fb2=fr+fd (2)
fb1は周波数が増加する区間のビート周波数、fb2は周波数が減少する区間のビート周波数、frは相対速度が零のときのビート周波数、fdは相対速度に基づくドップラ周波数である。
fr=(fb1+fb2)/2 (3)
fd=(fb1−fb2)/2 (4)
尚、ID情報の付加方法は、図5(A)に示すように各アンテナから放射する送信電波毎にIDを異ならせて付加してもよく、同図(B)に示すように同一のIDを所定周期毎に付加してもよい。
制御論理部3では、センサ部の動作状態に関連する予め設定した複数の監視項目として、発振器21の送信出力及び送信周波数、アンテナ部、距離較正回路33の各動作状態が正常か否か及びID情報の有無を周期的に診断する。
そして、制御論理部3は、これら各監視項目の診断結果で異常判定があった場合は障害物ありの判定情報を出力するので、フェールセーフな構成となっている。
即ち、送信出力が異常と診断されたときは、送信系20と受信系30のいずれかが故障と判定できる。送信周波数が異常と診断されたときも送信系20と受信系30のいずれかが故障と判定できる。アンテナ部40の動作状態が異常と診断されたときは送信系20とアンテナ部40のいずれかが故障と判定できる。IDが異常と診断されたときは送信系20、アンテナ部40及び受信系30のいずれかが故障と判定できる。距離較正回路33が異常と診断されたときは送信系20と受信系30のいずれかが故障と判定できる。
前述した特許文献1に記載されているように、アンテナ自体を回動可能な構成としてアンテナを回動させて障害物検知領域に対して送信電波を走査する構成としてもよい。
2a1,2a2b1,2c1,2c2 反射板
3 制御論理部
4 踏切道
7a,7b 遮断桿
8a,8b 遮断機
20 送信系
27 温度センサ
28 ヒータ
30 受信系
33 距離較正回路
40 アンテナ部
50 信号処理部
Claims (6)
- 障害物検知領域の隅部に配置され前記障害物検知領域内に電波を送信し障害物からの反射電波を受信するセンサ部と、
前記障害物検知領域を挟んで前記センサ部と対向して設けられセンサ部からの送信電波を反射する反射板と、
前記センサ部の動作を制御すると共に、前記センサ部で受信した反射電波の信号処理情報に基づいて前記障害物検知領域内の障害物の有無を判定する制御論理部とを備えた障害物検知装置であって、
前記制御論理部は、前記センサ部の動作状態に関連する予め設定した複数の監視項目の正常/異常を判定し、該判定結果に基づいて前記センサ部を診断する自己診断機能を備える構成であることを特徴とする障害物検知装置。 - 前記センサ部は、前記送信電波を生成する送信系と、前記送信電波を前記障害物検知領域内に放射して反射電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部から伝送される反射電波を受信処理する受信系とを備える構成であり、前記制御論理部は、前記監視項目の判定結果から前記センサ部のいずれの個所が故障かを診断可能な構成とした請求項1に記載の障害物検知装置。
- 前記センサ部が、予め設定した所定時間遅延された擬似反射電波を生成する距離較正回路を備えるとき、前記制御論理部は、前記擬似反射電波に基づいたビート信号の測定電圧値により前記監視項目の1つとして送信出力を診断する構成とした請求項1又は2に記載の障害物検知装置。
- 送信電波にID情報を付加する構成であるとき、前記制御論理部は、前記監視項目の1つとしてID情報の有無を診断する構成とした請求項1〜3のいずれか1つに記載の障害物検知装置。
- 前記センサ部に設けた発振器にヒータ及び温度センサを設け、温度センサの検出温度値に基づいて前記ヒータの通電量を制御して前記発振器の温度管理を行う構成であるとき、前記制御論理部は、前記温度管理情報に基づいて前記監視項目の1つとして発振器の送信周波数の安定度を診断する構成とした請求項1〜4のいずれか1つに記載の障害物検知装置。
- 前記複数の監視項目は、送信出力、送信周波数、アンテナ部、ID情報及び距離較正回路を含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の障害物検知装置。
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