JP2008268101A - 障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】踏切道の障害物の誤検知を簡単な構成で防いで確実に障害物を検知する。
【解決手段】制御装置３の送信制御部１１はレーダ送受信装置２の異常の有無を判定するとき一定周期毎にオン・オフする制御信号をスイッチ部６に出力する。制御論理部１０はスイッチ部６がオン・オフしているときにレーダ送受信装置２の信号処理部９に入力する信号の状態によりレーダ送受信装置２の異常の有無を判定して、送信部５と受信部８だけでなく信号処理部９に異常が生じたことを確実に検出する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば列車が走行する軌道の踏切道における自動車や歩行者を検知する障害物検知装置、特に誤検知の防止に関するものである。

鉄道保安装置の踏切警報装置は、軌道上を走行する列車が踏切に接近したときに踏切警報を開始し、踏切道の通行を遮断して列車の安全運転と踏切道を通行する自動車や歩行者の安全を図り、列車が踏切道を通過した後は速やかに通行遮断を解除して円滑な道路通行を確保するようにしている。

この踏切道における列車の安全運行が阻害されることを防止するため、例えばレーザーセンサや赤外線センサ、可視カメラによる光学センサあるいは超音波センサ又はループコイルセンサ等を使用した踏切障害物検知装置が使用されている。これらのセンサを使用した踏切障害物検知装置は、雨や雪、霧、風などの気象や照度等の影響を受けやすい。これに対して特許文献１や特許文献２に示すように、マイクロ波のうち波長が数ｍｍ前後の短いミリセンサを使用した踏切障害物検知装置は、気象や照度等の影響を受けにくく、簡単な構成で踏切内の障害物を確実に検知することができる。

特許文献１に示された踏切障害物検知装置は、回転駆動する距離センサからレーザ光やミリ波を踏切内に放射し、その反射信号に基づいて物体の方位情報と、その方位情報に対応する物体の距離情報を検知し、情報処理部は、あらかじめ記憶している方位情報毎の物体の距離情報と、検知した方位情報に対応する物体の距離情報とを比較し、検知した物体が障害物であるか否を判定するようにしている。また、踏切外の異なる３個所の隅にそれぞれ反射板を設け、情報処理部は反射板の反射信号に基づいて距離センサの回転方位と送受信性能のチェックを行い、踏切障害物検知装置全体の故障診断を行っている。

特許文献２に示された踏切障害物検知装置は、ミリ波やマイクロ波を送受信するセンサと反射板を踏切道を挟んで設け、センサから踏切道にミリ波やマイクロ波を照射して反射板からの反射波を受信し、信号処理部で受信した反射波から反射板までの距離と反射強度を検出し、判定処理部は観測した反射板までの距離と反射強度の変動から障害物の有無を判定している。また、自己診断部は判定処理部からミリ波の反射位置までの距離と反射強度を入力し、反射強度が自然変動に応じて定めた所定範囲内を一定時間逸脱し、かつ反射位置までの距離が検知対象領域から逸脱した場合、装置に異常が生じたと判定している。
特開２００３−１１８２４号公報 特開２００５−２３３６１５号公報

前記踏切障害物検知装置は、いずれも送信波と反射板からの反射波により検出した反射板までの距離や反射強度の変動から装置の異常の有無を判定しているが、内部の情報処理部や信号処理部等に異常が生じて装置は正常であることを示す信号を出力し続けると、その異常が検出できず、踏切道内の障害物を検知できなくなってしまうという短所がある。

この発明は、このような短所を改善し、簡単な構成で障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる障害物検知装置を提供することを目的とするものである。

この発明の障害物検知装置は、送信部から出力する送信信号によりアンテナから送信波を送信し、その反射波を受信して受信部から出力される受信信号により信号処理部で障害物の有無を検出するレーダ送受信装置と、レーダ送受信装置と一定距離隔てて対向する位置に配置された基準反射体及び制御装置とを有する障害物検知装置において、前記レーダ送受信装置には、前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を断続する出力制限部を有し、前記制御装置は、送信制御部と制御論理部とを有し、前記送信制御部は前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号を前記レーダ送受信装置の出力制限部に出力し、前記制御論理部は前記レーダ送受信装置の信号処理部に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに信号処理部からの信号と前記送信制御部からの信号を入力して前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定することを特徴とする。

前記制御論理部は、前記レーダ送受信装置の出力制限部で前記送信部から前記アンテナに送信信号を出力しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していないことを確認した場合及び前記信号処理部に受信信号を入力しているが、前記信号処理部で検出した前記基準反射体までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定し、前記レーダ送受信装置の出力制限部が前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を遮断しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していることを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定する。

この発明は、制御装置の制御論理部でレーダ送受信装置の異常の有無を判定するから、送信部と受信部だけでなく信号処理部に異常が生じたことを確実に検出することができ、障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる。

図１は、この発明の障害物検知装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、障害物検知装置１は、レーダ送受信装置２と制御装置３及び基準反射体４を有する。レーダ送受信装置２は送信部５とスイッチ部６とアンテナ７と受信部８及び信号処理部９を有する。アンテナ７は、例えば列車が走行する軌道の踏切道に設けられた踏切遮断機の近傍に、歩行者や車両が検知できる一定高さで設置されている。基準反射体４は踏切道を挟んでアンテナ７と対向する位置で軌道の外側に配置されている。送信部５は短いパルスの繰り返し信号を送信信号として出力する。スイッチ部６は送信部５から出力される送信信号をアンテナ７に出力するとともに遮断する。アンテナ７は送信部５から出力されスイッチ部６を通って送られる送信信号によりミリ波やマイクロ波を送信し、基準反射体４からの反射波を受信して受信信号を出力する。受信部８はアンテナ７から出力される受信信号から雑音等を除去して所望の信号を分離して出力する。信号処理部９は送信部５から送信信号を出力させ、受信部８から受信信号を入力して基準反射体４までの距離と反射強度を検出し、検出した距離と反射強度の変動から障害物の有無を判定する。

制御装置３は制御論理部１０と送信制御部１１を有する。制御論理部１０はレーダ送受信装置２の信号処理部９に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに信号処理部９からの信号と送信制御部１１からの信号を入力してレーダ送受信装置２の異常の有無を判定する。送信制御部１１はレーダ送受信装置２の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号をスイッチ部６に出力する。

この障害物検知装置１のレーダ送受信装置２における異常の有無を判定するときの処理を図２のフローチャートを参照して説明する。

制御装置３の制御論理部１０は、信号処理部９に制御信号を出力して送信部５と受信部８を駆動させて送信部８から送信信号をスイッチ部６に出力させる（ステップＳ１）。この状態で制御論理部１０は送信制御部１１に異常診断信号を出力し、受信部８で基準反射体４からの反射波による受信信号が信号処理部９に入力して処理されるかどうかの異常診断処理に入る。送信制御部１１は異常診断信号が入力するとスイッチ部６と制御論理部１０に一定周期毎に断続する制御信号を出力する。スイッチ部６は入力した制御信号によりオン・オフして送信部５から出力している送信信号をアンテナ７に送り、アンテナ７から送信波を送信させ、送信している送信波を遮断させる（ステップＳ２）。制御論理部１０は送信制御部１１から出力される制御信号を入力してスイッチ部６をオンさせているかどうかを確認し（ステップＳ３）、スイッチ部６をオンさせて送信部８から出力している送信信号によりアンテナ７から送信している送信波による基準反射体４からの反射波をアンテナ７を介して受信部８で受信して受信信号が信号処理部９に入力しているかどうかを確認する（ステップＳ４）。この確認の結果、制御論理部１０は信号処理部９に反射信号が所定時間入力していない場合は、レーダ送受信装置２に異常が発生したと判定する（ステップＳ５）。

また、制御論理部１０は信号処理部９に基準反射体４からの反射信号が入力していることを確認すると、入力した受信信号により信号処理部９で検出した基準反射体４までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動しているかどうかを確認する（ステップＳ６）。制御論理部１０は信号処理部９で検出した基準反射体４までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認すると、レーダ送受信装置２に異常が発生したと判定する（ステップＳ５）。また、制御論理部１０は信号処理部９で検出した基準反射体４までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していることを確認すると、レーダ送受信装置２は正常に動作している判定する（ステップＳ７）。

また、制御論理部１０はスイッチ部６をオフさせて送信部８から出力している送信信号を遮断しでアンテナ７から送信波を送信していないとき（ステップＳ３）、信号処理部９に受信信号が入力しているか否を確認する（ステップＳ８）。この確認の結果、信号処理部９に受信信号が入力していない場合、レーダ送受信装置２は正常に動作している判定する（ステップＳ７）。また、制御論理部１０は信号処理部９に受信信号が入力していることを確認すると、レーダ送受信装置２に異常が発生したと判定する（ステップＳ９）。

このように制御論理部１０でレーダ送受信装置２の異常の有無を判定するから、送信部５と受信部８だけでなく信号処理部９に異常が生じたことを確実に検出することができ、障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる。

前記説明ではレーダ送受信装置２の異常の有無を診断するとき、送信制御部７でスイッチ部６を断続する制御信号によりオン・オフさせて送信部５から出力する送信信号をアンテナ７に出力したり遮断する場合について説明したが、図３のブロック図に示すように、送信部６の出力を制御する出力制御部１２を設け、制御装置３の送信制御部１１から出力される制御信号により出力制御部１２で送信部５から出力する送信信号のレベルを可変制御して送信部５から出力する送信信号をアンテナ７に出力したり遮断しても良い。

また、前記説明では踏切の障害物を検知する場合について説明したが道路の横断歩道の人や自動車を検出する障害物検知装置にも同様に適用することができる。

この発明の障害物検知装置の構成を示すブロック図である。 レーダ送受信装置の異常の有無の診断処理を示すフローチャートである。 他の障害物検知装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１；障害物検知装置、２；レーダ送受信装置、３；制御装置、４；基準反射体、
５；送信部、６；スイッチ部、７；アンテナ、８；受信部、９；信号処理部、
１０；制御論理部、１１；送信制御部、１２；出力制御部。

Claims (2)

1. 送信部から出力する送信信号によりアンテナから送信波を送信し、その反射波を受信して受信部から出力される受信信号により信号処理部で障害物の有無を検出するレーダ送受信装置と、レーダ送受信装置と一定距離隔てて対向する位置に配置された基準反射体及び制御装置とを有する障害物検知装置において、
   前記レーダ送受信装置には、前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を断続する出力制限部を有し、
   前記制御装置は、送信制御部と制御論理部とを有し、前記送信制御部は前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号を前記レーダ送受信装置の出力制限部に出力し、前記制御論理部は前記レーダ送受信装置の信号処理部に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに信号処理部からの信号と前記送信制御部からの信号を入力して前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定することを特徴とする障害物検知装置。
2. 前記制御論理部は、前記レーダ送受信装置の出力制限部で前記送信部から前記アンテナに送信信号を出力しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していないことを確認した場合及び前記信号処理部に受信信号を入力しているが、前記信号処理部で検出した前記基準反射体までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定し、前記レーダ送受信装置の出力制限部が前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を遮断しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していることを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定する請求項１記載の障害物検知装置。

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