JP2019164137A - Position detector of railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軌道を走行する鉄道車両の位置を検出する位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device that detects the position of a railway vehicle traveling on a track.
従来、駅のホームに鉄道車両を停止させる際には、軌道に設けられた停止位置の目印に運転士が目測で鉄道車両を合わせている。 Conventionally, when a railway vehicle is stopped at a platform of a station, a driver aligns the railway vehicle with a mark of a stop position provided on a track.
しかしながら、運転士の運転技術に頼ってホームに鉄道車両を停止させているため、停止した鉄道車両が停止位置からずれることがある。特に、ホームにホームドアが設けられている場合は、ホームドアの扉体に鉄道車両のドアを正確に合わせて鉄道車両を停止させる必要がある。そこで、鉄道車両の位置を検出することが望ましいが、様々な種類の鉄道車両が存在するため、鉄道車両の種類にかかわらず安定して位置を検出することは困難である。 However, since the railway vehicle is stopped at the home by relying on the driving skill of the driver, the stopped railway vehicle may deviate from the stop position. In particular, when a home door is provided on the platform, it is necessary to stop the railway vehicle by accurately aligning the door of the railway vehicle with the door body of the home door. Therefore, it is desirable to detect the position of the railway vehicle, but since there are various types of railway vehicles, it is difficult to stably detect the position regardless of the type of railway vehicle.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、鉄道車両の種類にかかわらず、軌道を走行する鉄道車両の位置を安定して検出することのできる位置検出装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a position detection device capable of stably detecting the position of a railway vehicle traveling on a track regardless of the type of the railway vehicle. Main purpose.
上記課題を解決するための第1の手段は、
軌道を走行する鉄道車両の位置を検出する位置検出装置であって、
レーザ光を投光して走査する際の走査面が、前記鉄道車両の連結部を継続して通るように、前記レーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された前記レーザ光が物体で反射された反射光を受光する受光部と、
前記受光部により受光された前記反射光に基づいて、前記鉄道車両の位置を検出する位置検出部と、
を備える。
The first means for solving the above problems is as follows.
A position detection device for detecting the position of a railway vehicle traveling on a track,
A light projecting unit that projects the laser light so that a scanning surface when projecting and scanning the laser light continuously passes through the connecting portion of the railway vehicle;
A light receiving unit that receives reflected light of the laser beam projected by the light projecting unit and reflected by an object;
Based on the reflected light received by the light receiving unit, a position detection unit for detecting the position of the rail vehicle,
Is provided.
上記構成によれば、位置検出装置により、軌道を走行する鉄道車両の位置が検出される。ここで、投光部は、レーザ光を投光して走査する際の走査面が、鉄道車両の連結部を継続して通るように、レーザ光を投光する。様々な種類の鉄道車両が存在するが、連結部を含む車両下部の構成は共通していることが多い。さらに、連結部は鉄道車両の最も端に位置するため、鉄道車両の他の部分によりレーザ光が遮られる可能性が低い。このため、投光部は、鉄道車両の種類にかかわらず、レーザ光を連結部に安定して投光することができる。 According to the above configuration, the position of the railway vehicle traveling on the track is detected by the position detection device. Here, the light projecting unit projects the laser beam so that the scanning surface when the laser beam is projected and scanned continuously passes through the connecting unit of the railway vehicle. There are various types of railway vehicles, but the configuration of the lower part of the vehicle including the connecting portion is often common. Furthermore, since the connecting portion is located at the end of the railway vehicle, the possibility that the laser beam is blocked by other parts of the railway vehicle is low. For this reason, the light projecting unit can stably project the laser light to the connecting unit regardless of the type of the railway vehicle.
受光部によって、投光部により投光されたレーザ光が物体で反射された反射光が受光される。このとき、受光部は、連結部で反射されたレーザ光を安定して受光することができる。そして、位置検出部によって、受光部により受光された反射光に基づいて、鉄道車両の位置が検出される。したがって、位置検出部は、鉄道車両の種類にかかわらず、軌道を走行する鉄道車両の位置を安定して検出することができる。なお、鉄道車両の位置を安定して検出することができれば、その検出結果をリアルタイムで運転士に伝えたり、その検出結果を鉄道車両の停止制御に反映させたりすることができる。 The light receiving unit receives reflected light in which the laser light projected by the light projecting unit is reflected by the object. At this time, the light receiving unit can stably receive the laser light reflected by the connecting unit. The position detection unit detects the position of the railway vehicle based on the reflected light received by the light receiving unit. Therefore, the position detection unit can stably detect the position of the railway vehicle traveling on the track regardless of the type of railway vehicle. If the position of the railway vehicle can be detected stably, the detection result can be transmitted to the driver in real time, or the detection result can be reflected in the stop control of the railway vehicle.
具体的には、第2の手段のように、前記投光部は、前記鉄道車両の正面から、前記レーザ光が前記連結部を通るように垂直から所定角度以内で走査する、といった構成を採用することができる。例えば、投光部が、鉄道車両の正面から、レーザ光が連結部を通るように垂直に走査すれば、レーザ光の走査面が連結部を継続して通り、連結部までの距離を継続して検出することができる。 Specifically, as in the second means, the light projecting unit employs a configuration in which the laser beam scans within a predetermined angle from the vertical so that the laser beam passes through the connecting unit from the front of the railway vehicle. can do. For example, if the light projecting unit scans vertically from the front of the railway vehicle so that the laser light passes through the connecting part, the scanning surface of the laser light continues through the connecting part, and the distance to the connecting part continues. Can be detected.
第3の手段では、前記投光部は、前記レーザ光を下方から上方へ順次投光して走査し、前記位置検出部は、前記受光部により受光された前記反射光に基づいて、前記レーザ光の投光方向ごとに前記投光部から前記鉄道車両までの距離を検出し、検出した前記距離が所定距離であり、且つ第1投光方向での前記距離である第1距離よりも、前記第1投光方向の次の第2投光方向での前記距離である第2距離が初めて長くなった場合に、前記第1投光方向又は前記第2投光方向に基づいて、前記鉄道車両の重量の大小度合を検出する。 In the third means, the light projecting unit projects and scans the laser light sequentially from the bottom to the top, and the position detection unit performs the laser based on the reflected light received by the light receiving unit. The distance from the light projecting unit to the railcar is detected for each light projecting direction, the detected distance is a predetermined distance, and the first distance that is the distance in the first light projecting direction, When the second distance, which is the distance in the second light projecting direction next to the first light projecting direction, is increased for the first time, the railway is based on the first light projecting direction or the second light projecting direction. Detects the degree of vehicle weight.
上記構成によれば、投光部により、レーザ光が下方から上方へ順次投光されて走査される。位置検出部によって、受光部により受光された反射光に基づいて、レーザ光の投光方向ごとに投光部から鉄道車両までの距離が検出される。ここで、連結部は鉄道車両の最も端に位置する。このため、投光部から鉄道車両までの距離が所定距離の場合に、レーザ光が下方から上方へ順次投光される際の投光方向ごとの鉄道車両までの距離は、レーザ光が連結部に投光されるようになるまでは減少し、レーザ光が連結部に投光されなくなると増加する。 According to the above configuration, the laser beam is sequentially projected from the lower side to the upper side and scanned by the light projecting unit. Based on the reflected light received by the light receiving unit, the position detection unit detects the distance from the light projecting unit to the railway vehicle for each light projecting direction of the laser light. Here, the connecting portion is located at the end of the railway vehicle. For this reason, when the distance from the light projecting unit to the railway vehicle is a predetermined distance, the distance to the rail vehicle for each light projecting direction when the laser light is sequentially projected from the lower side to the upper side is determined by the laser beam connecting unit. Until the laser beam is projected on the connecting portion.
この点、位置検出部は、投光部から鉄道車両までの距離が所定距離であり、且つ第1投光方向での上記距離である第1距離よりも、第1投光方向の次の第2投光方向での上記距離である第2距離が初めて長くなった場合に、第1投光方向又は第2投光方向に基づいて、鉄道車両の重量の大小度合を検出する。例えば、乗客数が多く鉄道車両の重量が大きい場合は、連結部の位置が低くなるため、第1投光方向及び第2投光方向は走査において早い時期の投光方向となる。したがって、第1投光方向又は第2投光方向に基づいて、鉄道車両の重量の大小度合を検出することができる。 In this regard, the position detection unit has a predetermined distance from the light projecting unit to the railway vehicle, and the first distance in the first light projecting direction is greater than the first distance that is the distance in the first light projecting direction. When the second distance, which is the distance in the two light projecting directions, is increased for the first time, the magnitude of the weight of the railway vehicle is detected based on the first light projecting direction or the second light projecting direction. For example, when the number of passengers is large and the weight of the railway vehicle is large, the position of the connecting portion is lowered, so the first light projecting direction and the second light projecting direction become the light projecting direction at an early stage in scanning. Therefore, the magnitude of the weight of the railway vehicle can be detected based on the first light projecting direction or the second light projecting direction.
さらに、投光部は、レーザ光を下方から上方へ順次投光して走査するため、レーザ光を上方から下方へ順次投光して走査する場合と比較して、第1投光方向及び第2投光方向を早期に検出することができる。なお、鉄道車両の重量の大小度合を検出することができれば、その検出結果を運転士に伝えたり、その検出結果を鉄道車両の停止制御に反映させたりすることができる。 Further, the light projecting unit sequentially projects and scans the laser light from the bottom to the top, so that the first light projecting direction and the first projection direction are compared with the case where the laser light is sequentially projected and scanned from the top to the bottom. 2 The light projection direction can be detected at an early stage. If the magnitude of the weight of the railway vehicle can be detected, the detection result can be transmitted to the driver, or the detection result can be reflected in the stop control of the railway vehicle.
第4の手段では、前記位置検出部により検出された前記位置を、前記鉄道車両から見えるように表示する表示部を備える。 The fourth means includes a display unit that displays the position detected by the position detection unit so that the position can be seen from the railway vehicle.
上記構成によれば、表示部によって、位置検出部により検出された鉄道車両の位置が、鉄道車両から見えるように表示される。このため、鉄道車両の運転士は、表示部に表示された鉄道車両の位置を見ながら鉄道車両を適切に停止させることができる。なお、鉄道車両の位置としては、停止位置までの鉄道車両の距離や、停止位置とは異なる基準位置までの鉄道車両の距離等を採用することができる。 According to the above configuration, the position of the railway vehicle detected by the position detection unit is displayed by the display unit so as to be visible from the railway vehicle. For this reason, the driver of the railway vehicle can appropriately stop the railway vehicle while looking at the position of the railway vehicle displayed on the display unit. As the position of the railway vehicle, a distance of the railway vehicle to the stop position, a distance of the railway vehicle to a reference position different from the stop position, or the like can be adopted.
第5の手段では、前記表示部は、前記位置検出部により検出された前記重量の大小度合を、前記鉄道車両から見えるように表示する。 In the fifth means, the display unit displays the magnitude of the weight detected by the position detection unit so as to be seen from the railway vehicle.
駅のホームに鉄道車両を停止させる際に、運転士は鉄道車両のブレーキを操作して停止位置に鉄道車両を停止させる。この際、運転士は、乗客数の多少による鉄道車両の重量の変化を考慮しておらず、例えば通勤時間帯等、鉄道車両の重量が大きい場合に、鉄道車両が停止位置を超えることがある。 When stopping the railway vehicle at the platform of the station, the driver operates the brake of the railway vehicle to stop the railway vehicle at the stop position. At this time, the driver does not consider the change in the weight of the railway vehicle due to the number of passengers. For example, when the weight of the railway vehicle is large, such as a commuting time zone, the railway vehicle may exceed the stop position. .
この点、上記構成によれば、表示部によって、位置検出部により検出された鉄道車両の重量の大小度合が、鉄道車両から見えるように表示される。このため、鉄道車両の運転士は、表示部に表示された鉄道車両の重量の大小度合を見て、鉄道車両を適切に停止させることができる。重量の大小度合を表示する際は、例えば鉄道車両の重量を大中小の3段階や、通常と大重量との2段階で表示することができる。なお、その表示態様として、黄色、青色、赤色等に色分けして表示したり、文字で表示したりすることができる。 In this respect, according to the above configuration, the display unit displays the magnitude of the weight of the railway vehicle detected by the position detection unit so as to be visible from the railway vehicle. For this reason, the driver of the railway vehicle can appropriately stop the railway vehicle by looking at the magnitude of the weight of the railway vehicle displayed on the display unit. When displaying the magnitude of the weight, for example, the weight of the railway vehicle can be displayed in three stages of large, medium and small, and in two stages of normal and heavy. The display mode can be displayed in different colors such as yellow, blue, and red, or can be displayed in characters.
駅のホームにホームドアが設けられている場合は、ホームドアの扉体に鉄道車両のドアを正確に合わせて鉄道車両を停止させる必要がある。 When a platform door is provided on the platform of the station, it is necessary to stop the railway vehicle by precisely aligning the door of the railway vehicle with the door body of the platform door.
この点、第6の手段では、前記位置検出装置は、ホームドアを備えるホームに設けられている。したがって、ホームドアを備えるホームにおいて、位置検出部は、鉄道車両の種類にかかわらず、軌道を走行する鉄道車両の位置を安定して検出することができる。 In this regard, in the sixth means, the position detection device is provided in a platform provided with a platform door. Therefore, in a platform provided with a platform door, the position detection unit can stably detect the position of the railway vehicle traveling on the track regardless of the type of railway vehicle.
第7の手段では、前記位置検出部は、前記受光部により受光された前記反射光に基づいて、前記レーザ光の投光方向ごとに前記投光部から前記物体までの距離を検出し、前記投光方向及び前記距離で特定される複数の点により前記鉄道車両を構成し、前記鉄道車両を構成する全ての点のうち一部の点に基づいて、前記鉄道車両の位置を検出する。 In the seventh means, the position detection unit detects a distance from the light projecting unit to the object for each light projecting direction of the laser light based on the reflected light received by the light receiving unit, The railway vehicle is constituted by a plurality of points specified by the light projecting direction and the distance, and the position of the railway vehicle is detected based on some of all the points constituting the railway vehicle.
上記構成によれば、位置検出部によって、受光部により受光された反射光に基づいて、レーザ光の投光方向ごとに投光部から物体までの距離が検出される。そして、投光方向及び距離で特定される複数の点により鉄道車両が構成される。ここで、鉄道車両を構成する全ての点を用いて鉄道車両の位置を検出すると、位置を検出する処理の負荷が大きくなり、位置の検出が遅くなるおそれがある。この点、鉄道車両を構成する全ての点のうち一部の点に基づいて、鉄道車両の位置が検出される。したがって、位置の検出が遅くなることを抑制することができる。 According to the above configuration, the position detection unit detects the distance from the light projecting unit to the object for each light projecting direction of the laser light based on the reflected light received by the light receiving unit. And a rail vehicle is comprised by the several point specified by a light projection direction and distance. Here, if the position of the railway vehicle is detected using all points constituting the railway vehicle, the load of processing for detecting the position increases, and the position detection may be delayed. In this respect, the position of the railway vehicle is detected based on a part of all the points constituting the railway vehicle. Therefore, it is possible to prevent the position detection from being delayed.
具体的には、第8の手段のように、前記位置検出部は、前記鉄道車両を構成する全ての点のうち一部の点により多角形を形成し、前記投光部から前記多角形の重心までの距離に基づいて、前記鉄道車両の位置を検出する、といった構成を採用することができる。こうした構成によれば、投光部から多角形の重心までの距離に基づいて鉄道車両の位置を検出するため、鉄道車両の位置を安定して検出することができる。さらに、鉄道車両を構成する全ての点のうち一部の点を用いて鉄道車両の位置が検出されるため、位置の検出が遅くなることを抑制することができる。 Specifically, as in the eighth means, the position detecting unit forms a polygon by some points among all the points constituting the railway vehicle, and the polygonal shape is formed from the light projecting unit. A configuration in which the position of the railway vehicle is detected based on the distance to the center of gravity can be employed. According to such a configuration, since the position of the railway vehicle is detected based on the distance from the light projecting unit to the polygonal center of gravity, the position of the railway vehicle can be detected stably. Furthermore, since the position of the railway vehicle is detected using a part of all the points constituting the railway vehicle, it is possible to suppress the detection of the position from being delayed.
また、具体的には、第9の手段のように、前記位置検出部は、前記鉄道車両を構成する全ての点のうち前記投光部からの距離が最も短い点までの距離に基づいて、前記鉄道車両の位置を検出する、といった構成を採用することができる。こうした構成によれば、鉄道車両の位置を安定して検出しつつ、迅速に位置を検出することができる。 Further, specifically, as in the ninth means, the position detecting unit is based on the distance to the point having the shortest distance from the light projecting unit among all the points constituting the railway vehicle. A configuration in which the position of the railway vehicle is detected can be employed. According to such a configuration, the position can be quickly detected while stably detecting the position of the railway vehicle.
第10の手段では、前記投光部により投光される前記レーザ光が前記鉄道車両の窓に当たらないように、前記投光部により投光される前記レーザ光の一部を遮断する遮断部材を備える。 In the tenth means, a blocking member that blocks a part of the laser light projected by the light projecting unit so that the laser light projected by the light projecting unit does not hit the window of the railway vehicle. Is provided.
投光部により投光されたレーザ光が鉄道車両の窓に当たると、レーザ光の強度が弱い場合はレーザ光が窓ガラス(樹脂製を含む)を透過せず、レーザ光の強度が強い場合はレーザ光が窓ガラスを透過する。具体的には、投光部から鉄道車両の窓までの距離が長い場合にレーザ光の強度が弱くなり、投光部から鉄道車両の窓までの距離が短い場合にレーザ光の強度が強くなる。このため、反射光に基づいて検出される鉄道車両の位置が、投光部から鉄道車両の窓までの距離によってばらつくおそれがある。 When the laser light projected by the light projecting unit hits the window of the railway vehicle, if the intensity of the laser light is weak, the laser light does not pass through the window glass (including resin), and if the intensity of the laser light is high Laser light passes through the window glass. Specifically, when the distance from the light projecting portion to the railcar window is long, the intensity of the laser light is weak, and when the distance from the light projecting portion to the railcar window is short, the intensity of the laser light is strong. . For this reason, the position of the railway vehicle detected based on the reflected light may vary depending on the distance from the light projecting unit to the window of the railway vehicle.
この点、上記構成によれば、投光部により投光されるレーザ光が鉄道車両の窓に当たらないように、投光部により投光されるレーザ光の一部が遮断部材により遮断される。したがって、反射光に基づいて検出される鉄道車両の位置が、投光部から鉄道車両の窓までの距離によってばらつくことを抑制することができる。さらに、投光部により投光されるレーザ光の一部を遮断するように遮断部材を取り付けるだけでよいため、投光部及び受光部の構成を変更する必要がない。 In this regard, according to the above configuration, a part of the laser light projected by the light projecting unit is blocked by the blocking member so that the laser light projected by the light projecting unit does not hit the window of the railway vehicle. . Therefore, it can suppress that the position of the railway vehicle detected based on reflected light varies depending on the distance from the light projecting unit to the window of the railway vehicle. Furthermore, since it is only necessary to attach a blocking member so as to block part of the laser light projected by the light projecting unit, it is not necessary to change the configuration of the light projecting unit and the light receiving unit.
第11の手段では、前記投光部は、前記レーザ光が前記鉄道車両の窓に当たらない範囲で前記レーザ光を投光して走査する。こうした構成によっても、反射光に基づいて検出される鉄道車両の位置が、投光部から鉄道車両の窓までの距離によってばらつくことを抑制することができる。 In an eleventh means, the light projecting unit projects and scans the laser light within a range where the laser light does not hit the window of the railway vehicle. Even with such a configuration, it is possible to prevent the position of the railway vehicle detected based on the reflected light from varying depending on the distance from the light projecting unit to the window of the railway vehicle.
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、駅のホームに停止しようとしている列車の位置を検出する走査型レーザレーダシステムとして具現化している。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied as a scanning laser radar system that detects the position of a train that is about to stop at a platform of a station.
図1に示すように、軌道50は、2本のレール51等を備えている。
As shown in FIG. 1, the
列車60(鉄道車両)は、レール51の上を走行する。列車60は、各車両を互いに連結する連結部61を備えている。特急列車、急行列車、普通列車等に応じて、様々な種類の車両が存在する。しかしながら、連結部61を含む車両下部の構成は共通していることが多い。
The train 60 (railway vehicle) travels on the
駅のホーム70には、ホームドア80が設置されている。ホームドア80は、複数の戸袋81、複数の扉体82等を備えている。各扉体82が各戸袋81の内部に収納されることにより、ホームドア80が開かれる。
A
走査型レーザレーダシステム10(鉄道車両の位置検出装置)は、走査型レーザレーダ20、表示器30等を備えている。レーダシステム10は、ホームドア80を備えるホーム70に設けられている。
The scanning laser radar system 10 (rail vehicle position detection device) includes a
レーダ20は、前方の略190°の検出範囲をレーザ光で垂直に走査する広角の測距レーダである。レーザ光には、例えば赤外線や、可視光、紫外線等を利用することができる。
The
表示器30(表示部)は、液晶ディスプレイ等で構成されており、レーダ20からの信号に基づいて画像を表示する。表示器30は、ホーム70において、列車60の運転士Dから画像が見える位置に設置されている。
The display device 30 (display unit) is configured by a liquid crystal display or the like, and displays an image based on a signal from the
図2に示すように、レーダ20は、投光部21、受光部22、位置検出部23等を備えている。位置検出部23は、CPU、ROM、RAM、記憶装置、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータにより構成されている。
As shown in FIG. 2, the
投光部21は、投光部21を中心として、例えば0.25°(所定角度θ)間隔でレーザ光を投光する。すなわち、投光部21は、走査方向においてレーザ光の投光方向を所定角度θずつ変えて、レーザ光を投光する。
The
受光部22は、投光部21により投光されたレーザ光が物体で反射された反射光を受光し、反射光の受光量を検出する。受光部22は、投光部21によりレーザ光が投光される度に、反射光の受光量を検出する。
The
位置検出部23は、投光部21によりレーザ光が投光されてから、受光部22により反射光が受光されるまでの時間に基づいて、投光方向ごとに投光部21(レーダ20)から物体までの距離を算出(検出)する。このとき、受光部22により受光した反射光の受光量が閾値よりも大きい場合は、投光部21から物体までの距離を算出する。一方、受光部22により受光した反射光の受光量が上記閾値よりも小さい場合は、投光部21から物体までの距離を算出しない。すなわち、位置検出部23は、受光部22により受光された反射光に基づいて、列車60の位置を検出する。
The
図3に示すように、列車60(各車両)の連結部61は、各車両の車体62に取り付けられている。連結部61は、車体62の前端及び後端に取り付けられており、各車両の最も端に位置している。車体62は、サスペンション63を介して、車輪64により支持されている。サスペンション63は、車両の重量に応じて伸縮し、乗客数が多いほど縮む。サスペンション63の伸縮に応じて、車体62及び連結部61は上下する。
As shown in FIG. 3, a connecting
レーダ20は、駅の壁や、柱、梁において、所定の高さ(例えば列車60よりも高い位置)に取り付けられている。投光部21は、列車60の正面から、レーザ光が連結部61を通るように垂直に走査する。投光部21は、レーザ光を下方から上方へ順次投光して走査する。すなわち、投光部21がレーザ光を投光して走査する際の走査面は、列車60の中心を通る垂直面になっている。このため、列車60がレール51上を走行しても、レーザ光の走査面は列車60の連結部61を継続して通る。なお、レーザ光の走査面は、列車60の連結部61を継続して通ればよく、必ずしも列車60の中心を通らなくてもよい。また、投光部21は、列車60の正面から、レーザ光の走査面が連結部61を継続して通るように、垂直から所定角度以内で走査すればよい。
The
位置検出部23は、投光方向ごとに算出した投光部21から物体までの距離に基づいて、床面Fや、天井C、梁B等の静止物と、移動物M(列車60)とを区別する。位置検出部23は、静止物や移動物Mを、距離の検出された複数の点の集まりとしてそれぞれグルーピングする。位置検出部23は、投光部21から移動物Mまでの距離d1を検出する。投光部21から移動物Mまでの距離d1としては、投光部21から移動物Mを構成する複数の点の重心までの距離を用いてもよいし、投光部21から移動物Mを構成する複数の点のうち最も距離の短い点までの距離を用いてもよい。
Based on the distance from the
図1に示すように、位置検出部23は、レーダ20から列車60の停止OK位置(停止位置)までの距離d2と上記距離d1とに基づいて、停止OK位置から移動物M(列車60)までの距離d3(鉄道車両の位置)を算出(検出)する。すなわち、位置検出部23は、上記投光方向及び検出した距離で特定される複数の点により列車60を構成し、列車60を構成する全ての点のうち一部の点に基づいて、停止OK位置から列車60までの距離d3(鉄道車両の位置)を算出(検出)する。そして、位置検出部23は、表示器30に信号を送信して、表示器30により距離d3を表示させる。これにより、運転士Dは、停止OK位置から列車60までの距離d3を確認しながら、列車60のブレーキ操作を行うことができる。
As shown in FIG. 1, the
駅のホーム70に列車60を停止させる際に、運転士Dは列車60のブレーキを操作して停止位置に列車60を停止させる。この際、運転士Dは、乗客数の多少による列車60の重量の変化を考慮しないことが多く、例えば通勤時間帯等、列車60の重量が大きい場合に、列車60が停止位置を超えることがある。
When stopping the
例えば、図4に示すように、位置検出部23は、基準線S(基準方向)からの角度θ1〜θ5において、投光部21から移動物Mを構成する各点までの距離d(θ1)〜d(θ5)を検出している。同図では、列車60の乗客数が少ない場合を示している。
For example, as illustrated in FIG. 4, the
ここで、連結部61は列車60の最も端に位置する。このため、投光部21から移動物M(列車60)までの距離d1が所定距離dr(例えば30m)の場合に、レーザ光が下方から上方へ順次投光される際の投光方向ごとの移動物Mまでの距離(距離d(θ1)〜d(θ5))は、レーザ光が連結部61に投光されるようになるまで(角度θ1〜θ3)は減少し、レーザ光が連結部61に投光されなくなると(角度θ4)増加する。
Here, the connecting
位置検出部23は、移動物Mまでの距離d1が所定距離drであり、且つ角度θ3(第1投光方向)での距離(第1距離)である距離d(θ3)よりも、角度θ3の次の角度θ4(第2投光方向)での距離(第2距離)である距離d(θ4)が初めて長くなった場合に、角度θ3を連結部61の高さを表す連結部角度θrとする。
The
図5は、列車60の乗客数が多い場合を示している。この場合、投光部21から移動物Mまでの距離d1が所定距離drの場合に、レーザ光が下方から上方へ順次投光される際の投光方向ごとの移動物Mまでの距離(距離d(θ1)〜d(θ5))は、レーザ光が連結部61に投光されるようになるまで(角度θ1〜θ2)は減少し、レーザ光が連結部61に投光されなくなると(角度θ3)増加する。このため、位置検出部23は、角度θ2を連結部角度θrとする。このように、連結部角度θrは、列車60の重量に応じて変化する。したがって、位置検出部23は、連結部角度θr(第1投光方向)に基づいて、列車60の重量の大小度合を検出する。
FIG. 5 shows a case where the number of passengers in the
そして、位置検出部23は、表示器30に信号を送信して、表示器30により列車60の重量の大小度合を表示させる。例えば、位置検出部23は、列車60の重量が小さい場合(乗客数が少ない場合)に黄色を表示させ、列車60の重量が通常の場合(乗客数が通常の場合)に青色を表示させ、列車60の重量が大きい場合(乗客数が多い場合)に赤色を表示させる。したがって、運転士Dは、列車60の重量の大小度合を表す色を確認して、列車60のブレーキの操作開始時期や、操作量、操作継続時間等を調節することができる。
And the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The embodiment described in detail above has the following advantages.
・投光部21は、レーザ光を投光して走査する際の走査面が、列車60の連結部61を継続して通るように、レーザ光を投光する。様々な種類の列車60が存在するが、連結部61を含む車両下部の構成は共通していることが多い。さらに、連結部61は列車60の最も端に位置するため、列車60の他の部分によりレーザ光が遮られる可能性が低い。このため、投光部21は、列車60の種類にかかわらず、レーザ光を連結部61に安定して投光することができる。
-The
・受光部22によって、投光部21により投光されたレーザ光が物体で反射された反射光が受光される。このとき、受光部22は、連結部61で反射されたレーザ光を安定して受光することができる。そして、位置検出部23によって、受光部22により受光された反射光に基づいて、列車60の位置が検出される。したがって、位置検出部23は、列車60の種類にかかわらず、軌道50を走行する列車60の位置を安定して検出することができる。
The
・投光部21は、列車60の正面から、レーザ光が連結部61を通るように垂直に走査する。このため、レーザ光の走査面が連結部61を継続して通り、連結部61までの距離を継続して検出することができる。
The
・図4において、位置検出部23は、投光部21から列車60までの距離d1が所定距離drであり、且つ第1投光方向(角度θ3)での距離d(θ3)である第1距離よりも、第1投光方向の次の第2投光方向(角度θ4)での距離d(θ4)である第2距離が初めて長くなった場合に、第1投光方向に基づいて、列車60の重量の大小度合を検出する。乗客数が多く列車60の重量が大きい場合は、連結部61の位置が低くなるため、第1投光方向は走査において早い時期の投光方向となる。したがって、第1投光方向に基づいて、列車60の重量の大小度合を検出することができる。
In FIG. 4, the
・投光部21は、レーザ光を下方から上方へ順次投光して走査するため、レーザ光を上方から下方へ順次投光して走査する場合と比較して、第1投光方向を早期に検出することができる。
Since the
・表示器30によって、位置検出部23により検出された列車60の位置が、列車60の運転士Dから見えるように表示される。このため、列車60の運転士Dは、表示器30に表示された列車60の位置を見ながら列車60を適切に停止させることができる。
The
・表示器30によって、位置検出部23により検出された列車60の重量の大小度合が、列車60の運転士Dから見えるように表示される。このため、列車60の運転士Dは、表示器30に表示された列車60の重量の大小度合を見て、列車60を適切に停止させることができる。
The
・駅のホーム70にホームドア80が設けられている場合は、ホームドア80の扉体82に列車60のドアを正確に合わせて列車60を停止させる必要がある。この点、ホームドア80を備えるホーム70には、走査型レーザレーダシステム10が設けられている。したがって、位置検出部23は、列車60の種類にかかわらず、軌道50を走行する列車60の位置を安定して検出することができる。
When the
・位置検出部23によって、受光部22により受光された反射光に基づいて、レーザ光の投光方向ごとに投光部21から移動物Mまでの距離が検出される。そして、投光方向及び距離で特定される複数の点により列車60が構成される。ここで、列車60を構成する全ての点を用いて列車60の位置を検出すると、位置を検出する処理の負荷が大きくなり、位置の検出が遅くなるおそれがある。この点、列車60を構成する全ての点のうち一部の点に基づいて、列車60の位置が検出される。したがって、位置の検出が遅くなることを抑制することができる。
The
・位置検出部23は、列車60を構成する全ての点のうち投光部21からの距離が最も短い点までの距離に基づいて、列車60の位置を検出することができる。こうした構成によれば、列車60の位置を安定して検出しつつ、迅速に位置を検出することができる。
-The
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows. About the same part as the said embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
・位置検出部23は、移動物Mまでの距離d1が所定距離drであり、且つ角度θ3(第1投光方向)での距離(第1距離)である距離d(θ3)よりも、角度θ3の次の角度θ4(第2投光方向)での距離(第2距離)である距離d(θ4)が初めて長くなった場合に、角度θ4を連結部61の高さを表す連結部角度θrとすることもできる。すなわち、位置検出部23は、連結部角度θr(第2投光方向)に基づいて、列車60の重量の大小度合を検出することもできる。
The
・投光部21は、レーザ光を上方から下方へ順次投光して走査してもよい。その場合、位置検出部23は、移動物Mまでの距離d1が所定距離drであり、且つ角度θ3(第1投光方向)での距離(第1距離)である距離d(θ3)が、移動物Mを構成する複数の点までの距離のうち最も短くなった場合に、角度θ3を連結部61の高さを表す連結部角度θrとすることもできる。
The
・表示器30は、列車60の重量の大小度合を色で表示する以外に、文字等で表示してもよい。
-The
・位置検出部23は、列車60の重量の大小度合を、列車60の重量が小さい場合(乗客数が少ない場合)と、列車60の重量が大きい場合(乗客数が多い場合)との2段階に分けてもよい。また、列車60の重量の大小度合を、列車60の重量が大きい場合(乗客数が多い場合)と、列車60の重量が通常の場合(乗客数が通常の場合)との2段階に分けてもよい。
The
・位置検出部23は、列車60の重量の大小度合を検出する処理を省略することもできる。その場合、位置検出部23は、表示器30により列車60の位置のみを表示させてもよい。
The
・位置検出部23は、投光部21から移動物Mまでの距離d1を、列車60の位置として検出することもできる。そして、位置検出部23は、表示器30に信号を送信して、表示器30により距離d1を表示させることもできる。
The
・ホームドア80を備えていないホーム70に、走査型レーザレーダシステム10を設けてもよい。また、軌道50において、駅のホーム以外に、走査型レーザレーダシステム10を設けることもできる。その場合であっても、軌道50において停止位置とは異なる基準位置までの列車60の距離(鉄道車両の位置)を表示器30により表示することで、運転士Dはその距離を見ながら列車60を適切に停止させたり、走行させたりすることができる。
The scanning
・位置検出部23は、検出した列車60の重量の大小度合を、列車60に送信してもよい。その場合、列車60は、受信した列車60の重量の大小度合に基づいて、ブレーキ制御や走行制御を実行することもできる。
The
・位置検出部23は、検出した列車60の位置を、列車60に送信してもよい。その場合、列車60は、受信した列車60の位置に基づいて、ブレーキ制御や走行制御を実行することもできる。
The
・1本のレール上(軌道)を走行する列車(鉄道車両)、いわゆるモノレールに対して走査型レーザレーダシステム10を適用することもできる。
The scanning
・図6に示すように、位置検出部23は、移動物M(列車60)を構成する全ての点のうち一部の点により多角形Cmを形成し、投光部21から多角形Cmの重心bまでの距離に基づいて、列車60の位置を検出してもよい。具体的には、移動物Mを構成する複数の点のうち多くの点を通る線分を作成し、線分の端点を頂点とするように多角形Cmを形成する。そして、多角形が四角形や六角形等の偶数角形の場合は、少なくとも2本の対角線の交点を重心bとする。多角形が三角形や五角形等の奇数角形の場合は、頂点から対辺の中央に引いた少なくとも2本の直線の交点を重心bとする。こうした構成によれば、投光部21から多角形Cmの重心bまでの距離に基づいて列車60の位置を検出するため、列車60の位置を安定して検出することができる。さらに、列車60を構成する全ての点のうち一部の点を用いて列車60の位置が検出されるため、位置の検出が遅くなることを抑制することができる。
As shown in FIG. 6, the
・投光部21により投光されたレーザ光が列車60の窓に当たると、レーザ光の強度が弱い場合はレーザ光が窓ガラス66を透過せず(図6参照)、レーザ光の強度が強い場合はレーザ光が窓ガラス66を透過する(図7参照)。具体的には、図6に示すように、投光部21から列車60の窓ガラス66(窓)までの距離が長い場合にレーザ光の強度が弱くなる。一方、図7に示すように、レーダ20(投光部21)が上記停止OK位置の近くに設置され、投光部21から列車60の窓ガラス66までの距離が短い場合にレーザ光の強度が強くなる。このため、投光部21から重心bまでの距離、ひいては列車60の位置が、投光部21から列車60の窓ガラス66までの距離によってばらつくおそれがある。例えば、図7の場合、列車60が投光部21から遠いとレーザ光が窓ガラス66を透過せず、列車60が投光部21に近付くとレーザ光が窓ガラス66を透過する。なお、窓ガラス66は、ガラス製に限らず、樹脂製であってもよい。
When the laser light projected by the
そこで、図8,9に示すように、レーダシステム10(鉄道車両の位置検出装置)は、投光部21により投光されるレーザ光が列車60の窓ガラス66(窓)に当たらないように、投光部21により投光されるレーザ光の一部を遮断するマスク25,26を備える。マスク25,26(遮断部材)は、上下方向の所定隙間wが互いの間に形成されるように、レーダ20の外側に取り付けられている。こうした構成によれば、投光部21により投光されるレーザ光が列車60の窓ガラス66に当たらないように、投光部21により投光されるレーザ光の一部がマスク25,26により遮断される。したがって、投光部21から重心bまでの距離、ひいては列車60の位置が、投光部21から列車60の窓ガラス66までの距離によってばらつくことを抑制することができる。さらに、投光部21により投光されるレーザ光の一部を遮断するようにマスク25,26をレーダ20に取り付けるだけでよいため、投光部21及び受光部22の構成を変更する必要がない。
Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, the radar system 10 (railcar position detector) prevents the laser light projected by the
・投光部21は、レーザ光が列車60の窓ガラス66に当たらない範囲でレーザ光を投光して走査することもできる。こうした構成によっても、反射光に基づいて検出される列車60の位置が、投光部21から列車60の窓ガラス66までの距離によってばらつくことを抑制することができる。
-The
・位置検出部23は、列車60を構成する全ての点のうち一部の点に基づいて列車60の位置を検出する際に、投光部21からの距離が最も短い点及び多角形Cmの重心b以外の点を用いることもできる。例えば、位置検出部23は、列車60を構成する全ての点のうち所定割合を間引いた点に基づいて、列車60の位置を検出することもできる。
When the
10…走査型レーザレーダシステム(鉄道車両の位置検出装置)、20…走査型レーザレーダ、21…投光部、22…受光部、23…位置検出部、25…マスク(遮断部材)、26…マスク(遮断部材)、30…表示器(表示部)、50…軌道、51…レール、60…列車(鉄道車両)、61…連結部、65…窓ガラス(窓)、70…ホーム、80…ホームドア。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
レーザ光を投光して走査する際の走査面が、前記鉄道車両の連結部を継続して通るように、前記レーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された前記レーザ光が物体で反射された反射光を受光する受光部と、
前記受光部により受光された前記反射光に基づいて、前記鉄道車両の位置を検出する位置検出部と、
を備える鉄道車両の位置検出装置。 A position detection device for detecting the position of a railway vehicle traveling on a track,
A light projecting unit that projects the laser light so that a scanning surface when projecting and scanning the laser light continuously passes through the connecting portion of the railway vehicle;
A light receiving unit that receives reflected light of the laser beam projected by the light projecting unit and reflected by an object;
Based on the reflected light received by the light receiving unit, a position detection unit for detecting the position of the rail vehicle,
A position detection apparatus for a railway vehicle.
前記位置検出部は、前記受光部により受光された前記反射光に基づいて、前記レーザ光の投光方向ごとに前記投光部から前記鉄道車両までの距離を検出し、検出した前記距離が所定距離であり、且つ第1投光方向での前記距離である第1距離よりも、前記第1投光方向の次の第2投光方向での前記距離である第2距離が初めて長くなった場合に、前記第1投光方向又は前記第2投光方向に基づいて、前記鉄道車両の重量の大小度合を検出する、請求項2に記載の鉄道車両の位置検出装置。 The light projecting unit sequentially projects the laser light from below to above, and scans it.
The position detecting unit detects a distance from the light projecting unit to the railcar for each light projecting direction of the laser light based on the reflected light received by the light receiving unit, and the detected distance is predetermined. This is the first time that the second distance, which is the distance in the second light projection direction next to the first light projection direction, is longer than the first distance, which is the distance and the distance in the first light projection direction. The position detection device for a railway vehicle according to claim 2, wherein the magnitude of the weight of the railway vehicle is detected based on the first light projecting direction or the second light projecting direction.
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