JP2006036029A - 障害物検出システム及び障害物検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサの部品コストを高くせずに一定範囲内の障害物を検出できるようにすることである。
【解決手段】 センサユニット１１は、検出方向の異なる５個のセンサ１１ａ〜１１ｅが水平方向並んで配置され、かつ隣接するセンサと検出エリアの一部が重なるように設定されている。２つのセンサで同一の計測距離が計測された場合には、重なりエリアの中間軸上の計測距離に対応する点を物体の座標として求める。また、２つのセンサで同一の計測距離が存在しない場合には、各センサ１１ａ〜１１ｅの主軸上の計測距離に対応する点を物体の座標として求める。
【選択図】図３

Description

本発明は、踏切、交差点等における障害物を検出するシステム及び障害物検出方法に関する。

従来、踏切事故を防止するために踏切内の人や自動車等を検出する障害物検出センサを踏切内に設置し、遮断機が降りたときに踏切内に人や自動車を検出したなら警告する障害物検出システムが考えられている。

図１４は、従来の踏切の障害物検出システムを示す図である。図１４において、踏切の入り口と出口にそれぞれ障害物を検出する光学式センサ１０１，１０２を設け、上りと下りの線路１０４の間に別のセンサ１０３を設け、踏切の通路を挟んだセンサと対向する位置に３個の射板１０５〜１０７を設けている。

センサ１０１から放射された光は反射板１０５で反射され、その反射光がセンサ１０１の受光部で検出される。センサ１０３から放射された光は反射板１０５及び１０７で反射され、その反射光がセンサ１０３の受光部で検出される。また、センサ１０２から放射された光は、反射板１０７及び１０６で反射され、その反射光がセンサ１０２の受光部で検出される。

上記の障害物検出システムでは、センサ１０１〜１０３と反射板１０５〜１０７を結ぶ線上で物体の検出を行っているので、自動車等の比較的大きな物を検出することができるが歩行者１０８などは検出エリア外に入ってしまい検出できない場合がある。

図１５は、交差点に上記と同様な障害物検出システムを適用した場合を示す図である。
図１５において、交差点の２箇所にセンサ１１１，１１２が設置され、各横断歩道に４個のセンサ１１３〜１１６が設置されている。図１５の矢印は各センサの検出エリアを示している。

この障害物検出システムも、センサ１１１〜１１６の検出エリアが狭いので歩道をはずれて歩行している人１１７を検出できないという欠点がある。
上記のような線的な検出方法の欠点を解消するために、例えば、特許文献１には、ミリ波センサを回転可能な駆動部上に設置し、ミリ波センサを回転させることで踏切内の障害物を検出することが記載されている。
特開２０００−３２６８５０号公報

しかしながら、屋外で使用される障害物検出用センサを回転させる駆動部の耐久性を高めようとすると部品コストが上昇するという問題点がある。
本発明の課題は、センサの部品コストを高くせずに一定範囲内の障害物を検出できるようにすることである。

図１は、本発明の原理説明図である。本発明は、一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置したセンサユニット１と、前記センサユニット１の各センサ１ａ〜１ｄの検出方向と同じ方向に延びる軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段２と、前記座標算出手段２により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段３と、前記判定手段３により同一と判定された物体の速度を算出する速度算出手段４と、物体の現在位置と前記速度算出手段４により算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段５とを備える。

この発明によれば、各センサで検出される物体の計測距離に基づいて２次元座標を算出し、さらに前回の計測結果と今回の計測結果から同一物体を特定することで物体の位置をより正確に検出することができる。そして、検出した物体の位置に基づいて障害物の存在の有無を判定して、障害物が存在する場合に警告することができる。

本発明の他の障害物検出システムは、一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように、かつ隣接するセンサの検出エリアの一部が重なるように複数配置したセンサユニットと、検出エリアの一部が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、２つのセンサの重なりエリア内で検出方向に延びる第１の軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、２つのセンサで同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出方向に延びる、前記第１の軸と異なる軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、前記判定手段により同一と判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える。

この発明によれば、検出エリアの一部が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出されたときには、重なりエリア内の第１の軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の二次元座標として算出することで、例えば、一次元センサを用いて物体の位置をより正確に検出することができる。これにより、センサユニットの部品コストを増大させずに一定範囲内の障害物を検出することができる。

例えば、センサユニットは、図３のセンサユニット１１に対応し、重なりエリア内の第１の軸は、図８の中間軸５２に対応し、第１の軸と異なる軸は、図８のセンサの主軸５３に対応する。

本発明の障害物検出システムの他の態様は、前記座標算出手段は、検出エリアの位置が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、検出エリアの重なりエリアの中心軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出エリアの主軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する。

このように構成することで、２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、検出エリアの重なりエリアの中心軸上の点が検出された物体の座標として算出されるので、重なりエリア内の物体と、それ以外のエリアにある物体を区別することができる。

本発明の障害物検出システムの他の態様は、踏切の障害物検出システムであって、前記センサユニットは、踏切内の物体を検出できるように検出エリアの四隅の１つに設置される。

本発明によれば、センサユニットの部品コストを増大させずに一定範囲内の障害物を検出することができる。また、センサの検出エリアの一部が重なるようにし、重なりエリアで検出された物体を特定することで物体の位置をより正確に検出し、障害物の検出精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態の踏切内の障害物を検出する障害物検出システムの構成を示す図である。
図２において、センサユニット１１は、指向性を持った検出エリア有するファンビームセンサ等の一次元センサを、一定範囲内の物体を検出できるように検出方向を異ならせて複数個配置してある。センサユニット１１は、検出方向の異なるファンビームセンサ（以下、センサという）１１ａ〜１１ｅを水平方向に接近させて配置してある。各センサ１１ａ〜１１ｅは、センサを原点とした円錐状の検出エリアを有し、それぞれの検出方向を少しづつずらしてセンサユニット１１全体で所定範囲の検出エリアを形成している。

処理装置１２は、センサ１１ａ〜１１ｅで計測される物体までの距離から各物体の座標を算出すると共に所定時間前に検出された物体の座標と今回検出された物体の座標から物体を特定する。さらに、物体の座標から移動速度を求め、踏切の遮断機が降りる前に人、車などの検出物体が踏み切りの外に出られるか否かを推定し、遮断機が降りる前に踏切の外に出られないと推定された場合には、踏切内の歩行者、運転者、あるいは接近している電車の運転手に警報を伝える。処理装置１２は、パーソナルコンピュータを利用した装置、あるいはＣＰＵを内蔵する専用の装置で実現できる。

図３は、踏切の障害物検出システムに用いられるセンサユニット１１の検出エリアを示す図である。センサユニット１１は、図３の水平方向（または垂直方向）に複数のセンサ１１ａ〜１１ｅが並べて配置されている。図３に示す各センサ１１ａ〜１１ｅの検出エリアはセンサを原点として、例えば円錐状に広がっており、センサ１１ａの検出エリア２１ａと、センサ１１ｂの検出エリア２１ｂと、センサ１１ｃの検出エリア２１ｄｃと、センサ１１ｄの検出エリア２１ｄと、センサ１１ｅの検出エリア２１ｅが連続してセンサユニット１１全体として、図３に示すように扇状の検出エリアを形成している。

なお、図３に示していないが、各センサ１１ａ〜１１ｅは、隣接するセンサと検出エリア２１ａ〜２１ｅの一部が重なるように配置されており、重なりエリアに存在する物体は隣接する２つのセンサで検出される。

次に、図４は、センサ１１ａ〜１１ｅで検出される物体を特定する処理のフローチャートである。
最初に、各センサ１１ａ〜１１ｅで計測された物体までの距離を、図５に示す計測結果テーブル３１に書き込む（図４，ステップ１１）。

図５は、計測結果テーブル３１を示す図である。図５に示すように計測結果テーブル３１には、各センサ１１ａ〜１１ｅのＩＤに対応づけて、物体の計測距離と、後述する座標テーブル３２の座標番号が記憶される。この座標番号から物体の座標を求めることができる。

次に、最初のセンサ（この場合、センサ１１ａ）の計測距離からＸ，Ｙ座標を算出し、算出した座標を図６の時刻ｔの座標テーブル３１に書き込む（図４，ステップ１２）。
ここで、上記ステップＳ１２のＸ，Ｙ座標の算出方法を図７を参照して説明する。センサにより距離ｄ１の点に物体４２が検出された場合には、センサのファンビームの主軸（検出エリアの中心軸）４１上の原点（センサの設置位置）から距離ｄ１の点を、計測距離ｄ１の物体４２の座標として求める。次に、Ｘ軸を基準とした主軸４１の角度θとから、主軸４１上の距離ｄ１の点のＸ座標Ｘ１とＹ座標Ｙ１を、Ｘ１＝ｄ１×ｃｏｓθ、Ｙ１＝ｄ１×ｓｉｎθから求める。

図６は、座標テーブル３２の構成を示す図である。座標テーブル３２には、上記のステップＳ１２の処理により検出された物体のＸ座標，Ｙ座標と座標番号が対応づけて記憶される。そして、この座標テーブル３２の座標番号が、計測結果テーブル３１の各センサ１１ａ〜１１ｅの計測距離ｄ１ａ〜ｄ３ａ、ｄ１ｂ〜ｄ１２・・・ｄ１ｆと対応付けて記憶される。

この計測結果テーブル３１から特定のセンサで検出された物体の座標番号、例えば、センサ１１ａにより距離ｄ１ａの位置に検出された物体の座標番号が分かるので、時刻ｔにおける座標テーブル３２からその座標番号に対応する座標値を求めることができる。

次に、全てのセンサ１１ａ〜１１ｅの検出が終了したか否かを判別する（図４，ステップ１３）。
全てのセンサ１１ａ〜１１ｅの検出が終了していないときには、ステップＳ１４に進み、以下の処理を実行する。

先ず、次のセンサの計測距離と同じ値が隣接するセンサ（１つ前のセンサ）の計測距離として存在するか否かを計測結果テーブル３１から調べる。例えば、現在検出しているセンサがセンサ１１ｂであるとすると、センサ１１ｂの１つ前のセンサ１１ａに同一の計測距離が存在するか否かを調べ、同一の計測距離が存在する場合には、センサの重なりエリアにある物体が２つのセンサで検出されたものと推定する。そして、重なりエリアの中心軸上のセンサの計測距離に対応する点のＸ座標、Ｙ座標を算出し、その座標値を座標テーブル３２の該当する座標番号（２つのセンサの同一の計測距離に対応する座標番号）の座標値として更新する。

他方、計測結果テーブル３１の隣接するセンサの計測距離で同じ値が存在しない場合には、そのセンサの主軸上の計測距離に対応する点のＸ座標、Ｙ座標を算出し、そのＸ座標、Ｙ座標と座標番号を座標テーブル３２に追加する。さらに、計測結果テーブル３１に計測距離と座標番号を追加する。

図８は、センサの重なりエリアの座標の算出方法の説明図である。以下、センサ１１ａとセンサ１１ｂでほぼ同一の距離ｄ１に物体が検出された場合と、同一の距離の物体が検出されなかった場合について説明する。なお、各センサ１１ａ〜１１ｅが水平方向に並べて配置されていることにより、同一物体であっても計測距離は厳密には一致しないが、計測距離の差は検出誤差の範囲内として処理する。

計測結果テーブル３１の隣接するセンサ１１ａ，１１ｂの計測距離を比較し、同一の計測距離が存在する場合には、２つのセンサ１１ａ、１１ｂの重なりエリア５１に物体が存在するものと仮定する。そして、重なりエリア５１の中心を通り、センサ１１ａ，１１ｂの検出方向に延びる中間軸５２上で原点から距離ｄ１の点Ｐ（ｄ１）をその物体の位置として求める。さらに、極座標系における点Ｐ（ｄ１）の原点からの距離ｄ１と、中間軸５２とＸ軸とのなす角度αとから、Ｘ，Ｙ座標系における座標値Ｘ２とＹ２を求める。そして、計測結果テーブル３１からセンサ１１ａの距離ｄ１に対応する座標番号を求め、座標テーブル３２の該当する座標番号の座標値を座標値Ｘ２，Ｙ２に更新する。

他方、計測結果テーブル３１の隣接する２つのセンサ１１ａ，１１ｂに同一の計測距離の値が存在しない場合には、図７の説明と同様に、センサ１１ｂのファンビームの主軸５３上の点の計測距離に対応する点のＸ座標、Ｙ座標を算出し、その座標値を座標テーブル３２に追加する。

図４に戻り、次のステップＳ１５で、今回の座標テーブル３２の座標値と、前回検出時の座標テーブル３２の座標値から距離を算出し、距離が所定値以内の座標番号を対応づけ、それらの座標番号の物体を同一のオブジェクトとして特定する。

図９は、各時刻に各センサ１１ａ〜１１ｅで検出された物体が同一物体か否かを管理するオブジェクト管理テーブル３３を示す図である。
上記のステップＳ１５において、前回（例えば、時刻ｔ１）の座標テーブル３２の座標値と、今回（例えば、時刻ｔ２）の座標テーブル３２の座標値の差が所定値以内（または所定値以下）の物体を同一のオブジェクト（物体）として特定する。そして、同一のオブジェクトと判定した物体の今回（時刻ｔ２）の座標テーブル３２の該当する座標値の座標番号を、そのオブジェクトの時刻ｔ２の座標番号としてオブジェクト管理テーブル３３に設定する。

これにより、オブジェクト管理テーブル３３の各時刻の座標番号から、そのオブジェクトの各時刻の座標が分かるので後述する処理でオブジェクトの移動距離と速度を算出することができる。

次に、図１０は、踏切内に障害物が存在する場合に警告する処理のフローチャートである。
最初に、オブジェクト管理テーブル３３を調べて現在存在するオブジェクトを特定する（図１０，Ｓ２１）。

次に、オブジェクトの最も過去の座標と座標番号と時刻をオブジェクト管理テーブル３３から求め、さらにその座標番号に対応する座標を座標テーブル３２から求める（Ｓ２２）。

次に、オブジェクト管理テーブル３３から同じオブジェクトの現在時刻の座標番号を求め、さらにその座標番号に対応する座標を座標テーブル３２から求める（Ｓ２３）。
次に、現在時刻と最も過去の時刻のＹ座標値の差と時刻差からＹ軸方向の速度を算出する（Ｓ２４）。図３に示す実施の形態の踏切障害検出システムでは、Ｙ軸方向（図３の正面から見て上方向または下方向）に歩行者と車が移動することが前提になっているので、Ｙ軸方向の移動距離とその間の時間差から移動速度を算出している。

次に、現在位置と移動方向とからその物体が踏み切りの外に出るまでの残りの移動距離を算出する（Ｓ２５）。
次に、残りの移動距離と物体の速度から物体が踏切の外に出るまでの所要時間を算出する（Ｓ２６）。

次に、現在時刻に所要時間を加算した時刻が、踏切の遮断機が閉じる時刻（危険時刻）より時間的に後か否かを判別する（Ｓ２７）。
現在時刻に所要時間を加算した時刻が、踏切の遮断機が閉じる時刻より時間的に前であれば（Ｓ２７，ＮＯ）、ステップＳ２３に戻り、上述した処理を繰り返す。

他方、現在時刻に所要時間を加算した時刻が、踏切の遮断機が降りる時刻より時間的に後のときには（Ｓ２７，ＮＯ）、ステップＳ２８に進み、踏切内の歩行者、運転者、あるいは接近している電車の運転手に、遮断機が下りるまでに踏み切りから外に出られない可能性があることを警告する。

上述した第１の実施の形態によれば、指向性を持った検出エリア有するセンサ１１ａ〜１１ｅを隣接するセンサの検出エリアの一部が重なるように配置し、重なりのある検出エリアに存在すると推定される物体と、重なりのない検出エリアに存在する物体を、各センサ１１ａ〜１１ｅの主軸または各センサ１１ａ〜１１ｅの重なりエリアの中間軸上の点の座標に置き換えることで、一次元センサにより検出される距離を二次元座標に変換することができる。このように検出方向を異ならせた複数の一次元センサ１１ａ〜１１ｅを用い、センサを回転させるための駆動機構を不要にすることでセンサユニット１１の部品コストを安くできる。また、センサを回転させる駆動機構がないのでセンサユニット１１の寿命も長くなる。

なお、第１の実施の形態において、各センサ１１ａ〜１１ｅの検出エリアの幅を比較的狭くし、１つのセンサ１１ａ〜１１ｅでのみ物体を検出できる検出エリアを狭く設定しても良い。この場合、１つのセンサのみで物体が検出された場合と、２つのセンサで同一の計測距離に物体が検出された場合を区別することで物体の位置をより正確に求めることができる。

次に、図１１は、本発明の第２の実施の形態の障害物検出システムのセンサの検出エリアを示す図である。
この第２の実施の形態は、交差点の障害物を検出するシステムに適用した例を示している。図１１において、交差点の４隅の１箇所に検出方向の異なるセンサ１１ａ〜１１ｅを水平方向に並べたセンサユニット１１を配置し、交差点の横断歩道の両側の対向する位置に指向性を持った検出エリアを有するセンサ６１を配置してある。

この第２の実施の形態によれば、交差点内の障害物の検出においては、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。横断歩道の歩行者の検出においては、センサ６１を対向して配置し、互いの検出エリアが重なるようにすることで、２つのセンサ６１により横断歩道上の物体を検出することができるので、物体の検出精度を高めることができる。

次に、図１２は、本発明の第３の実施の形態のセンサユニットの検出エリアを示す図である。この第３の実施の形態は、検出エリアが重なるようにセンサを対向して配置したものである。

センサユニット７１，７２は、図１３に太線で示す一定の検出範囲７３の四隅の２つの角の近傍に対向して配置される。各センサユニット７１，７２は、それぞれセンサのビームの主軸を所定角度づつずらしたそれぞれ３個のセンサ７１ａ〜７１ｃ、７２ａ〜７２ｃからなる。センサ７１ａ〜７１ｃは、水平方向に３個並べて配置されてセンサユニット７１を構成している。同様に、センサ７２ａ〜７２ｃも水平方向に３個並べて配置されてセンサユニット７２を構成している。

図１２において、センサ７１ａの検出エリア７０ａと、そのセンサ７１ａと対向する位置にあるセンサ７２ａの検出エリア７０ａ’は大部分が重なっている。また、センサ７１ｂの検出エリア７０ｂと、そのセンサ７１ｂと対向する位置にあるセンサ７２ｂの検出エリア７０ｂ’も大部分が重なっている。さらに、センサ７１ｃの検出エリア７０ｃと、そのセンサ７１ｃと対向する位置にあるセンサ７２ｃの検出エリア７０ｃ’も大部分が重なっている。

ここで、対向して配置されたセンサ７１ｂと７２ｂとで計測された物体が同一の物体か否かを判定する判定方法を、図１３を参照して説明する。
センサ７１ｂのビームの広がり角度をφｂ、センサ７２ｂのビームの広がり角度をφｂ’、センサ７１ｂ、７２ｂ間の距離をｄとする。

センサ７１ｂで検出された物体の計測距離をｄ１，センサ７２ｂの計測距離をｄ２とすると、ｄ１＋ｄ２の値が以下の条件を満たすか否かにより同一物体か否かを判定する。
ｄ≦ｄ１＋ｄ２≦ｄ＋ｆ（φ） ・・・・（１）
ここで、ｆ（φ）は、ｆ（φｂ）＝２×ｄ×ｓｉｎ（φｂ／２）と、ｆ（φｂ’）＝２×ｄ×ｓｉｎ（φｂ’／２）の小さい方の値とする。

上記の（１）式の条件を満足する計測距離の物体を同一物体と推定する。そして、別の物体、あるいは同一物体と推定した物体の計測距離ｄ１ｂに対応するビームの主軸上の点のＸ，Ｙ座標を算出し、計測距離に対応する座標番号を計測結果テーブル３１から取得する。そして、算出した座標を図６の座標テーブル３２の該当する座標番号の座標値として書き込む。さらに、現在時刻の座標テーブル３２と、前回検出時の座標テーブル３２の座標値から距離を算出し、距離が一定距離以内の座標番号の物体を同一オブジェクトと判定する。これらの処理により、検出エリアが対向する２つのセンサで検出された物体の距離からそれらの物体が同一オブジェクトか否かを特定することができる。

なお、検出エリアが重なるように対向配置された２つのセンサの計測距離から物体を特定する方法としては、例えば、２つのセンサの位置を原点としてそれぞれの計測距離を半径とする円を描き、それらの円の交点の座標を計算し、計算した交点座標が２つのセンサの検出エリアに存在する場合には、その座標を物体の検出位置として特定しても良い。そして、前回計測した物体の位置と、今回計測した物体の位置から同一オブジェクトか否かを判定することで、物体の位置より正確に求めることができる。

上述した第３の実施の形態によれば、対向して配置したセンサ７１ａ〜７１ｃと７２ａ’〜７２ｃ’の中の２つのセンサで物体までの距離を測定することで、物体の位置を推定し、さらに、前回測定された物体の位置と今回測定された物体の位置を比較することで同一の物体（オブジェクト）か否かを正確に判定することができる。これにより、踏切内にある物体が遮断機が下りる前に踏切の外に出ることができるか否かをより正確に予測することができる。

本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）第３の実施の形態は、対向する位置に設置したセンサにより同一の物体を検出するようにしたが、さらに、第１の実施の形態のように隣のセンサの検出範囲が一部重なるように設定し、３つのセンサの検出範囲が一部重なるようにしても良い。

このように構成することで、物体の位置をより正確に推定し、同一オブジェクトか否かをより正確に判定することができる。
（２）使用するセンサはファンビームセンサに限らず、指向性を持った検出エリアを有する一次元センサであればどのようなセンサでも良い。例えば、ミリ波センサ、その他の波長のセンサを使用できる。

（付記１） 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、
指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置したセンサユニットと、
前記センサユニットの各センサの検出方向と同じ方向に延びる軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、
物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が予め定められた範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える障害物検出システム。

（付記２） 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、
指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように、かつ隣接するセンサの検出エリアの一部が重なるように複数配置したセンサユニットと、
検出エリアの一部が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、２つのセンサの重なりエリア内で検出方向に延びる第１の軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、２つのセンサで同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出方向に延びる、前記第１の軸と異なる軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、
物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が予め定められた範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える障害物検出システム。

（付記３） 付記２記載の障害物検出システムにおいて、
前記座標算出手段は、検出エリアの一部が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、検出エリアの重なりエリアの中心軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出エリアの主軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する。

（付記４） 付記２または３記載の障害物検出システムにおいて、
前記障害物検出システムは踏切内の障害物を検出するシステムであって、前記センサユニットは、踏切内の物体を検出できるように検出エリアの四隅の１つの隅に設置される。

（付記５） 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出方法であって、
指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置したセンサユニットを用い、
前記センサユニットの各センサの検出方向と同じ方向に延びる軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、
今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定し、
同一と判定された物体の速度を算出し、
物体の現在位置と算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う障害物検出方法。

（付記６） 付記２記載の障害物検出システムにおいて、
前記センサユニットの各センサは半円状に広がる検出エリアを有し、隣接するセンサとの間で検出エリアの重なりエリアを有する。

（付記７） 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、
指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置した第１のセンサユニットと、
前記第１のセンサユニットと対向する位置に配置され、前記第１のセンサユニットの各センサの検出エリアとそれぞれがほぼ重なる検出エリアを有する複数のセンサからなる第２のセンサユニットと、
前記第１及び第２のセンサユニットの検出エリアがほぼ重なる２つのセンサにより検出された物体の計測距離が特定の距離の条件を満たすとき、２つのセンサの検出方向に延びる軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、
物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が所定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える障害物検出システム。

（付記８） 付記７記載の障害物検出システムにおいて、
前記座標算出手段は、前記第１のセンサユニットと第２センサユニットの位置を基準として、検出エリアがほぼ重なる２つのセンサの２つの計測距離により定まる交点の座標を検出された物体の座標として算出する。

本発明の原理説明図である。 障害物検出システムの構成を示す図である。 第１の実施の形態のセンサの検出エリアを示す図である。 物体を特定する処理のフローチャートである。 計測結果テーブルを示す図である。 座標テーブルを示す図である。 座標の算出方法の説明図である。 重なりエリアの座標の算出方法の説明図である。 オブジェクト管理テーブルを示す図である。 警告処理のフローチャートである。 第２の実施の形態のセンサの検出エリアを示す図である。 第３の実施の形態のセンサの検出エリアを示す図である。 同一物体か否かの判定方法の説明図である。 従来の踏切の障害物検出システムを示す図である。 従来の交差点の障害物検出システムを示す図である。

符号の説明

１ センサユニット
２ 座標算出手段
３ 判定手段
４ 速度算出手段
５ 警告手段
１１ センサユニット
１２ 処理装置

Claims (5)

1. 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、
   指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置したセンサユニットと、
   前記センサユニットの各センサの検出方向と同じ方向に延びる軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、
   前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、
   前記判定手段により同一と判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、
   物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える障害物検出システム。
2. 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出システムであって、
   指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように、かつ隣接するセンサの検出エリアの一部が重なるように複数配置したセンサユニットと、
   検出エリアの一部が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、２つのセンサの重なりエリア内で検出方向に延びる第１の軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、２つのセンサで同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出方向に延びる、前記第１の軸と異なる軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する座標算出手段と、
   前記座標算出手段により今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定する判定手段と、
   前記判定手段により同一と判定された物体の速度を算出する速度算出手段と、
   物体の現在位置と前記速度算出手段により算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う警告手段とを備える障害物検出システム。
3. 前記座標算出手段は、検出エリアの位置が重なる２つのセンサで同一距離に物体が検出された場合には、２つのセンサの検出エリアの重なりエリアの中心軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、同一距離に物体が検出されない場合には、各センサの検出エリアの主軸上の計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出する請求項２記載の障害物検出システム。
4. 前記障害物検出システムは踏切内の障害物を検出するシステムであって、前記センサユニットは、踏切内の物体を検出できるように検出エリアの四隅の１つに設置される請求項２または３記載の障害物検出システム。
5. 一定範囲内に存在する障害物を検出する障害物検出方法であって、
   指向性を持った検出エリアを有するセンサを検出方向を異ならせ所定範囲の検出エリアを形成するように複数配置したセンサユニットを用い、
   前記センサユニットの各センサの検出方向と同じ方向に延びる軸上のセンサの計測距離に対応する点を検出された物体の座標として算出し、
   今回算出された座標と所定時間前に算出された座標の距離が所定値以下の物体を同一物体と判定し、
   同一と判定された物体の速度を算出し、
   物体の現在位置と算出された速度とから該物体が一定範囲外に出るまでに要する時間を算出し、算出した時間が所定時間以上のとき警告を行う障害物検出方法。

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