JP2015165754A - 列車速度検出装置及び列車速度検出方法 - Google Patents
列車速度検出装置及び列車速度検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015165754A JP2015165754A JP2014040375A JP2014040375A JP2015165754A JP 2015165754 A JP2015165754 A JP 2015165754A JP 2014040375 A JP2014040375 A JP 2014040375A JP 2014040375 A JP2014040375 A JP 2014040375A JP 2015165754 A JP2015165754 A JP 2015165754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- train
- speed
- doppler radar
- type sensor
- radar type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
【課題】ドップラーレーダー型のセンサを利用して列車の速度を検出する列車速度検出装置の精度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】列車1は、底面2にドップラーレーダー型センサ20を備える。ドップラーレーダー型センサ20は、道床90に対し所定の傾斜角θをつけて設置されている。列車1はドップラーレーダー型センサ20で検出した速度成分をもとに列車1の水平方向の速度、つまり進行速度を推定する速度算出部10を備える。速度算出部10は、斜め前方照射方向の照射された送出波に対する反射波をもとに距離情報RHPk及び速度情報VPkを算出し、ドップラーレーダー型センサ20を設置した際の設置高度情報hより、列車速度RV1(本推定速度)を推定する。
【選択図】図2
【解決手段】列車1は、底面2にドップラーレーダー型センサ20を備える。ドップラーレーダー型センサ20は、道床90に対し所定の傾斜角θをつけて設置されている。列車1はドップラーレーダー型センサ20で検出した速度成分をもとに列車1の水平方向の速度、つまり進行速度を推定する速度算出部10を備える。速度算出部10は、斜め前方照射方向の照射された送出波に対する反射波をもとに距離情報RHPk及び速度情報VPkを算出し、ドップラーレーダー型センサ20を設置した際の設置高度情報hより、列車速度RV1(本推定速度)を推定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、列車速度検出装置及び列車速度検出方法に係り、特に、ドップラーレーダー型のセンサを利用した列車の速度を検出する列車速度検出装置及び列車速度検出方法に関する。
列車の速度検出としては車輪の回転を検出して算出する方法が知られている。従来の手法では、速度と経過時間から列車の移動距離を求め、さらに積算する事で列車位置を確定させている。しかし、車輪の空転、滑走が発生する事により計測速度に誤差が発生する。また、列車走行により車輪が摩耗する事で車輪径が変化していくため、計測速度に誤差が発生する。近年、列車に搭載する車上装置が自列車の位置を認識し、与えられた列車制御信号と比較する事で、自列車の停止目標位置を確定させる等の技術が求められている。この場合、車上装置で自列車位置を正確に認識する事が非常に重要となる。そのため列車に搭載する新たな速度計測装置が求められていた。
そのような技術として、例えば、ドップラーレーダー型のセンサを利用した列車の速度を検出する列車速度検出装置が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。具体的には、ミリ波の送受信アンテナを備えた装置を車両の床下に設置した状態で、軌道に向けてミリ波を照射し反射波を取得する。ドップラー効果を利用して車両の速度を算出している。
笠井 貴之等、「ミリ波を用いた非接触式速度計の開発」、鉄道サイパネ・シンポジウム論文集通号49、2012年11月
ところで、センサの道床に対する傾斜角を用いて、センサから得られた斜め方向の速度成分を補正する方法では、センサがずれて傾斜角に狂いが生じた場合や、センサの検知エリアが広がっている場合、例えば、レーザーのようなビームではない場合、速度推定誤差が大きくなるという課題がある。
図1に、検知エリアが線で無いセンサ(例えば、ドップラーレーダセンサ)を使用して、速度成分を推定する場合における、レーダー波の広がり状況を示す。図示のように、その推定速度成分には広がり分の誤差がある。実線で示す矢印がレーダセンサの中心、その周りの破線で示す矢印が広がりを示している。そのままでは図中の範囲のどの位置で反射した反射波を検出しているかが不明なため誤差が発生している可能性がある。
特に列車の速度検出に関しては、列車の位置検出にも用いられる関係上、誤差が累積していった場合に円滑な列車運行に支障を来すおそれもあり、対策の技術が必要とされていた。特に、列車運行間隔が短い場合には安全性の観点から非常に精度の高い速度検出が必要であり、ドップラーレーダー型のセンサを利用した列車の速度を検出する列車速度検出装置の導入にあたり、非常に大きな課題となっていた。
非特許文献1に開示の技術では、センサの傾斜角の狂いについては十分な考慮がなされておらず別の技術が必要とされていた。
本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。
本発明の列車速度検出装置は、道床に対して所定の傾斜角を送出波の照射方向として列車の底部に設置されたドップラーレーダー型のセンサと、前記センサによって算出される反射位置までの距離と、前記センサが設置されている高度とから、前記送出波の前記反射位置の方向の実際の角度を算出する実傾斜角算出部と、前記実傾斜角算出部によって算出された前記角度と前記センサが検出した速度情報とから、前記列車の速度を算出する列車速度算出部とを備える。
本発明の列車速度検出方法は、道床に対して所定の傾斜角を送出波の照射方向として列車の底部に設置されたドップラーレーダー型のセンサによって算出される反射位置までの距離と、前記センサが設置されている高度とから、前記送出波の前記反射位置の方向の実際の角度を算出する実傾斜角算出工程と、前記実傾斜角算出部によって算出された前記角度と前記センサが検出した速度情報とから、前記列車の速度を算出する列車速度算出工程とを備える。
本発明の列車速度検出方法は、道床に対して所定の傾斜角を送出波の照射方向として列車の底部に設置されたドップラーレーダー型のセンサによって算出される反射位置までの距離と、前記センサが設置されている高度とから、前記送出波の前記反射位置の方向の実際の角度を算出する実傾斜角算出工程と、前記実傾斜角算出部によって算出された前記角度と前記センサが検出した速度情報とから、前記列車の速度を算出する列車速度算出工程とを備える。
本発明によると、ドップラーレーダー型のセンサを利用して列車の速度を検出する列車速度検出装置の精度を向上させる技術を提供できる。
次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。
図2は、本実施形態に係る列車1の構成を示す機能ブロック図であり、ここでは、速度算出機能に着目して示している。
列車1は、底面2にドップラーレーダー型センサ20を備える。ドップラーレーダー型センサ20は、道床90に対し所定の傾斜角θをつけて設置されている。したがって、ドップラーレーダー型センサ20は、斜め方向の速度成分を検出する。つまり、送出波の送出方向を所定の傾斜角θの方向とする。
さらに、列車1はドップラーレーダー型センサ20で検出した速度成分をもとに列車1の水平方向の速度、つまり進行速度を推定する速度算出部10を備える。なお従来は、軌道91を転動する車輪の回転数をもとに速度を算出していた。
速度算出部10は、後述する算出手法により、斜め前方照射方向の照射された送出波に対する反射波をもとに距離情報RHPk及び速度情報VPkを算出し、ドップラーレーダー型センサ20を設置した際の設置高度情報hより、列車速度RV1(本推定速度)を推定する。つまり、ドップラーレーダー型センサ20及び速度算出部10により、従来の速度計と同様の機能が実現される。
具体的には、速度算出部10は、実傾斜角算出部11及び列車速度算出部12を備える。実傾斜角算出部11は、ドップラーレーダー型センサ20により得られる距離情報RHPkと設置時のドップラーレーダー型センサ20の高さ(設置高度h)とから道床90に対する実際の送出波及び反射波の傾斜角(チルト角θPk)を算出する。
列車速度算出部12は、実傾斜角算出部11が算出したチルト角θPkとレーダーの速度情報VPkより、それぞれの速度情報の水平成分VHPkを推定し、さらにそれらの相加平均を列車速度RV1として推定する。推定された列車速度RV1とは、例えば速度計等に表示される。
図3を参照して、本実施形態における基本的な速度検出方法(本推定速度)を具体的に説明する。ここではドップラーレーダー型センサ20のアンテナ中心Cから反射面である道床90に所定のチルト角θPkで送出波が照射されて反射波としてドップラーレーダー型センサ20に戻るものとする。
式(1)に示すように、検出サンプリングそれぞれの距離情報RHPkを用いて、それぞれのチルト角θPkを推定する。但し、添え字Pkをそのサンプル番号とする。設置高度情報hは、道床90からドップラーレーダー型センサ20のアンテナ中心Cからまでの高さである。
つぎに、式(2)に示すように、式(1)で求めたチルト角θPkとドップラーレーダー型センサ20の速度情報VPkより、それぞれの速度情報VPkの水平成分VHPkを推定する。
式(3)に示すように、式(2)で求めた水平成分VHPkの所定期間の相加平均を取り、その相加平均を列車速度RV1とする。
式(3)に示すように、式(2)で求めた水平成分VHPkの所定期間の相加平均を取り、その相加平均を列車速度RV1とする。
つづいて、図4を参照して、図1で示した背景技術において用いられている算出手法による比較推定速度の推定方法を説明する。
ここではドップラーレーダー型センサ20により推定された速度情報VPkと、ドップラーレーダー型センサ20を底面2に設置した際に設定した送出波の送出方向であるチルト角情報θ(固定値;例えば45°)より、列車速度RV2を推定する。
式(4)に示すように、速度情報VPkとチルト角情報θより、検出サンプリングそれぞれの速度情報VPkの水平成分VHPkを推定する。但し、添え字Pkをそのサンプル番号とする。上述の式(2)との違いはcosθが固定値である点にある。
図5では、本実施形態で提案している補正方法を用いて推定した列車速度(本推定速度)、従来手法で算出した比較推定速度、及びGPSを用いて算出した速度(GPS速度)に関して実証実験した比較結果を示す。図5(a)が約360秒の計測結果を示しており、図5(b)は図5(a)の領域A1を拡大して示しており、図5(c)は図5(b)の領域A2を拡大して示している。実証実験では、送出波として24GHzのマイクロ波を用いた。
図示のように、比較推定速度は、GPS速度に対して4〜5%程度の誤差が生じていた。一方、本推定速度では、GPS速度と略同一となり、上記の誤差が実質的に解消している。したがって、ドップラーレーダー型センサ20を速度計に適用する場合に、精度の高い速度計を実現することができる。
以上、本実施形態によると、
(1)ドップラーレーダー型センサ20の傾斜角が走行するなどによりずれた場合でも、実際の送出波(反射波)の方向となっている傾斜角を推定しているので、適切に補正をすることが出来る。その結果、列車の速度計測の精度を向上させることができる。
(2)ドップラーレーダー型センサ20の検知範囲、つまり照射方向が広がっている場合でも、実際に反射されて戻ってきた検出波の速度成分に対する傾斜角を推定することができるので、推定する速度の精度を向上させることができる。
(1)ドップラーレーダー型センサ20の傾斜角が走行するなどによりずれた場合でも、実際の送出波(反射波)の方向となっている傾斜角を推定しているので、適切に補正をすることが出来る。その結果、列車の速度計測の精度を向上させることができる。
(2)ドップラーレーダー型センサ20の検知範囲、つまり照射方向が広がっている場合でも、実際に反射されて戻ってきた検出波の速度成分に対する傾斜角を推定することができるので、推定する速度の精度を向上させることができる。
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
1 列車
2 底面
10 速度算出部
11 実傾斜角算出部
12 列車速度算出部
20 ドップラーレーダー型センサ
90 道床
91 軌道
2 底面
10 速度算出部
11 実傾斜角算出部
12 列車速度算出部
20 ドップラーレーダー型センサ
90 道床
91 軌道
Claims (2)
- 道床に対して所定の傾斜角を送出波の照射方向として列車の底部に設置されたドップラーレーダー型のセンサと、
前記センサによって算出される反射位置までの距離と、前記センサが設置されている高度とから、前記送出波の前記反射位置の方向の実際の角度を算出する実傾斜角算出部と、
前記実傾斜角算出部によって算出された前記角度と前記センサが検出した速度情報とから、前記列車の速度を算出する列車速度算出部と
を備えることを特徴とする列車速度検出装置。 - 道床に対して所定の傾斜角を送出波の照射方向として列車の底部に設置されたドップラーレーダー型のセンサによって算出される反射位置までの距離と、前記センサが設置されている高度とから、前記送出波の前記反射位置の方向の実際の角度を算出する実傾斜角算出工程と、
前記実傾斜角算出部によって算出された前記角度と前記センサが検出した速度情報とから、前記列車の速度を算出する列車速度算出工程と
を備えることを特徴とする列車速度検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014040375A JP2015165754A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 列車速度検出装置及び列車速度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014040375A JP2015165754A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 列車速度検出装置及び列車速度検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015165754A true JP2015165754A (ja) | 2015-09-17 |
Family
ID=54188006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014040375A Pending JP2015165754A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 列車速度検出装置及び列車速度検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015165754A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017003309A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | 車上保安装置及び車上保安システム |
KR101779983B1 (ko) * | 2015-12-28 | 2017-09-19 | 한국기계연구원 | 자기부상열차의 속도 측정 장치 및 속도 측정 방법 |
CN113911174A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-11 | 北京埃福瑞科技有限公司 | 列车的测速方法及装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58180482U (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | 三菱電機株式会社 | 車輛用対地速度検出装置 |
JPH0666935A (ja) * | 1992-08-14 | 1994-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | 超音波ドップラ式対地速度計 |
JP2003057345A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用測距装置 |
US20030052814A1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-03-20 | Corbrion C?Eacute;Line | Method and device for measuring the speed of a moving object |
US20110234451A1 (en) * | 2008-11-28 | 2011-09-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for distance measurement |
-
2014
- 2014-03-03 JP JP2014040375A patent/JP2015165754A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58180482U (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | 三菱電機株式会社 | 車輛用対地速度検出装置 |
JPH0666935A (ja) * | 1992-08-14 | 1994-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | 超音波ドップラ式対地速度計 |
US20030052814A1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-03-20 | Corbrion C?Eacute;Line | Method and device for measuring the speed of a moving object |
JP2003057345A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用測距装置 |
US20110234451A1 (en) * | 2008-11-28 | 2011-09-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for distance measurement |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017003309A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | 車上保安装置及び車上保安システム |
KR101779983B1 (ko) * | 2015-12-28 | 2017-09-19 | 한국기계연구원 | 자기부상열차의 속도 측정 장치 및 속도 측정 방법 |
CN113911174A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-11 | 北京埃福瑞科技有限公司 | 列车的测速方法及装置 |
CN113911174B (zh) * | 2021-11-04 | 2024-04-12 | 北京埃福瑞科技有限公司 | 列车的测速方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106405535B (zh) | 列车速度检测装置及列车速度检测方法 | |
JP5407443B2 (ja) | レーダ装置 | |
US10309763B2 (en) | Rail position measurement device | |
JP2018025485A (ja) | レーダ設置角度算出装置、レーダ装置およびレーダ設置角度算出方法 | |
JP5627802B2 (ja) | 移動距離計測装置 | |
KR102569904B1 (ko) | 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량 | |
JP7052543B2 (ja) | 自車位置推定装置 | |
JP5973024B1 (ja) | 位置検出装置 | |
JP2011064624A (ja) | 車載用レーダ装置 | |
JP2015165754A (ja) | 列車速度検出装置及び列車速度検出方法 | |
JP6074322B2 (ja) | 速度計測装置 | |
JP6145417B2 (ja) | 列車位置検出装置及び列車位置検出方法 | |
RU2013157331A (ru) | Способ оценки скорости железнодорожного транспортного средства | |
US20220057807A1 (en) | Control device, moving body, and control method | |
CN106394616B (zh) | 列车位置检测装置及列车位置检测方法 | |
TWI643775B (zh) | Train position detecting device and train position detecting method | |
TWI666463B (zh) | 列車速度檢測裝置及列車速度檢測方法 | |
JP6219335B2 (ja) | 列車状態検出装置及び列車状態検出方法 | |
JP2012127899A (ja) | 測位精度判定装置 | |
KR101571938B1 (ko) | 열차 제어 시스템 | |
KR20230061607A (ko) | 자율주행 차량 평가 시스템 및 방법 | |
KR102167081B1 (ko) | 차량 감지 시스템 및 방법 | |
KR20190050217A (ko) | 컷인 의도 판단 장치 및 방법 | |
Akita et al. | Estimations for train speed based on two-frequency CW and initial experiments on railway environments | |
KR101938051B1 (ko) | 레이더를 이용하여 도로의 형상을 예측하는 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170425 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171031 |