JP4097131B2

JP4097131B2 - 支障物検知装置

Info

Publication number: JP4097131B2
Application number: JP2002281077A
Authority: JP
Inventors: 悟志中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP2004117175A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、漏洩同軸ケーブルから電波を放射することで支障物を特定する支障物検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の支障物検知装置は、道路または線路に沿わせてその両側に漏洩同軸ケーブルを敷設し、一方の漏洩同軸ケーブルより他方の漏洩同軸ケーブルへ電波を放射して支障物を検知している。
一方の漏洩同軸ケーブルの一端には、パルス状信号を発生する送信機を接続するとともに、他方の漏洩同軸ケーブルの同じ側の一端には、パルス状信号が位置に応じて遅延した信号を受信する受信機を接続する。
さらにこの受信機に信号波形から包絡線を取り出すフィルタを接続し、予め支障物がないときの信号波形の包絡線を記憶する記憶装置を設け、この支障物がないときの包絡線とフィルタを取り出した包絡線との差分波形から支障物の位置を検知する演算機を設けている。
【０００３】
このように、送信機からのパルス信号を受信することにより支障物監視区域（以下、監視区域と記載）内に侵入した支障物の位置を検知しており、作業者が保守点検のために監視区域内に入る場合には、作業者を支障物と誤認しないように事前に侵入区間と侵入期間とを監視区域の監視所に通知しておき、侵入時および退出時には電話等の連絡手段を用いて、侵入または退出することを監視所に連絡していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１０−９５３３８号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の支障物検知装置は以上のように、作業者が保守点検のために場所を移動した場合や、作業者が退出時の連絡を忘れた場合など、支障物と作業者との区別が曖昧になり、支障物検知装置の信頼性が落ちる可能性があるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、作業者を支障物と誤認することなく、正確に支障物を検知することのできる支障物検知装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る支障物検知装置は、支障物監視区域の両側に漏洩同軸ケーブルが平行に敷設され、一方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、所定の擬似雑音符号でスペクトル拡散された信号を第１の電力レベルの電波として送信する送信部と、支障物監視区域内で一方の漏洩同軸ケーブルから送信された第１の電力レベルの電波を受信し、所定の擬似雑音符号に同期させて、所定の擬似雑音符号と同一の擬似雑音符号でスペクトル拡散するとともに、第１の電力レベルよりも所定量だけ増幅した第２の電力レベルの信号を識別用の電波として他方の漏洩同軸ケーブルに向けて放射する侵入者識別装置と、他方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、第１の電力レベルの電波および第２の電力レベルの電波を受信する受信部と、受信部で受信した受信電波を所定の疑似雑音符号で逆拡散した信号の電力レベルを測定し、受信電波の電力レベルの測定値と支障物検知のための閾値とを比較して支障物監視区域内の支障物の有無を検知するとともに、受信電波の電力レベルの測定値と支障物検知のための閾値よりも大きい閾値とを比較して支障物監視区域内の侵入者識別装置の有無を検知する遅延時間・電力計測部とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す支障物検知装置のブロック構成図である。
図１において、２本の漏洩同軸ケーブル１、２が線路や道路などの監視区域の両端に平行に敷設され、一方の漏洩同軸ケーブルの一端には送信部３、他方の漏洩同軸ケーブルの一端には受信部４が接続されており、送信部３および受信部４は遅延時間・電力計測部５に接続されている。
漏洩同軸ケーブル１、２で挟まれた監視区域内で作業する作業者は、侵入者などの支障物と区別するための侵入者識別装置（識別電波送信手段）６を携帯している。
【０００８】
遅延時間・電力計測部５で生成された送信信号は、送信部（電波送信手段）３によって漏洩同軸ケーブル（送信側漏洩同軸ケーブル）１に送信され、漏洩同軸ケーブル１に送信信号が入射される。
送信信号は、漏洩同軸ケーブル１の長手方向に並ぶ各スロットから順次、電波として、送信側漏洩同軸ケーブル１の反対側に敷設された漏洩同軸ケーブル（受信側漏洩同軸ケーブル）２に向けて放射される。なお、放射される送信信号は、スロット位置に応じて遅れて放射され、受信側漏洩同軸ケーブル２には、放射された電波の遅れ時間に対応して、各スロットに順次入射される。
【０００９】
受信側漏洩同軸ケーブル２に入射された信号は、受信部（電波受信手段）４で受信され、遅延時間・電力計測部（電波送信手段、検知手段）５に入力される。
漏洩同軸ケーブル１、２で挟まれた監視区域内に支障物が存在すると、支障物によって電波が遮断されるため、支障物がある位置では受信信号の電力レベルが変化する。
したがって、受信信号の波形には、支障物の位置に対応する時間に電力レベルの変化が見られ、この電力レベルの変化により遅延時間・電力計測部５は支障物の有無を検知するとともに、スロット位置付近に対応した支障物の位置も検知することができる。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１の支障物検知装置の遅延時間・電力計測部５を示すブロック構成図であり、図３は、この発明の実施の形態１の侵入者識別装置６を示すブロック構成図である。なお、図２において、前述（図１参照）と同一のものは同一符号を付して詳述を省略する。
図２において、まず、ＰＮ符号発生部５１はＰＮ符号（擬似雑音符号）信号を生成する。拡散回路部５２はＰＮ符号信号に基づいてスペクトル拡散を実施し、送信部３はスペクトル拡散した信号を増幅した後、送信側漏洩同軸ケーブル１の各スロットから受信側漏洩同軸ケーブル２に向けて電波を放射させる。
【００１１】
放射された電波は、受信側漏洩同軸ケーブル２に向けて伝播し、その伝播経路に支障物や、保守点検などを行う作業者が存在する場合、電波は遮断される。
図３において、作業者は侵入者識別装置６を携帯しており、侵入者識別装置６の受信アンテナ６１は送信側漏洩同軸ケーブル１からの信号を受信する。
受信部６２は受信アンテナ６１からの信号を受信し、ＰＮ同期回路部６４は、受信部６２からの信号のＰＮ符号に同期させて、ＰＮ符号発生部６３から、遅延時間・電力計測部５のＰＮ符号発生部５１で発生させたＰＮ符号と同一符号のＰＮ符号信号を出力させる（ＰＮ同期をとる）。
拡散回路部６５は、同期したＰＮ符号信号に基づいてスペクトル拡散を実施し、送信部６６はスペクトル拡散した信号を所定量だけ増幅して、送信アンテナ６７から受信側漏洩同軸ケーブル２に向けて電波を放射させる。
【００１２】
このようにして、受信アンテナ６１による受信信号（スペクトル拡散信号）とＰＮ符号同期させて、かつ電力増幅された信号を送信アンテナ６７から送信する。
【００１３】
図２において、受信側漏洩同軸ケーブル２の各スロットには電波が入射され、受信部４は信号を受信し、増幅する。
遅延制御回路部５３には、送信側漏洩同軸ケーブル１から電波が放射され、受信側漏洩同軸ケーブル２に入射されるまでの時間（遅延時間）が設定されており、電波が放射されてから受信されるまでの時間を測定し、受信側漏洩同軸ケーブル２の受信時間に合わせて、ＰＮ符号発生部６３で生成されたＰＮ符号信号を出力する。
逆拡散回路部５４は、受信側漏洩同軸ケーブル２で受信された信号を、ＰＮ符号信号で逆拡散し、送信側漏洩同軸ケーブル１から送信され、遅延時間に応じた信号（特定の位置の信号）のみを抽出する。
【００１４】
受信電力測定部５５は、逆拡散回路部５４から出力された信号の電力レベルを一定時間毎に測定し、電力比較部５６に通知する。
電力比較部５６は、通知された電力レベルの測定値と閾値との比較を行って、電力レベルの変化量を算出する。なお、電力比較部５６には、支障物検知のための閾値と、支障物検知のための閾値よりも大きい作業者検知のための閾値とが設定されている。
電力レベルを測定した信号が支障物で遮断されずに伝播した信号の場合、変化量は大きくないので、支障物は検知していないと判定する。
また、支障物に遮断されて伝播した信号の場合、信号レベルが変化するため、支障物検知のための閾値よりも変化量が大きくなり、支障物を検知したと判定する。
【００１５】
さらに、作業者が携帯する侵入者識別装置６によって放射された信号の場合、信号レベルは、支障物で遮断された信号よりも大きい変化量であるので、作業者検知のための閾値よりも変化量が大きくなり、作業者を検知したと判定する。
また、遅延時間に応じた受信信号によって、作業者や支障物の位置を特定することができる。
【００１６】
このように、作業者が携帯する侵入者識別装置６は、スペクトル拡散された信号のＰＮ符号と同期させ、信号を増幅して、侵入位置における電波の電力レベルの変化量を通常の変化に比べて大きくすることにより、事前連絡することなく監視区間内に作業者がいても、作業者と支障物とを区別してそれぞれを正確に検知することができる。
また、ＰＮ符号には、ＰＮ符号系列が分からなければ、同期、再生することができないという優れた秘匿性を持つので、もし侵入者がこの装置を不法使用しようとしても、侵入区域のＰＮ符号系列と同じ系列でなければ、送信側漏洩同軸ケーブル１から送出しているスペクトル拡散信号のＰＮ符号と同期することができず、識別装置として機能しないので侵入者検知の信頼性が向上する。
【００１７】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、作業者を支障物と誤認しないために侵入者識別装置６から放射させる電波の電力レベルを大きくしたが、作業者が存在することを検知するための識別信号で変調させても良い。
【００１８】
図４は、この発明の実施の形態２の支障物検知装置の遅延時間・電力計測部５を示すブロック構成図であり、図５は、この発明の実施の形態２の侵入者識別装置６を示すブロック構成図である。なお、図４および図５において、前述（図２、３参照）と同一のものは同一符号または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
【００１９】
図５において、侵入者識別装置６の受信アンテナ６１が電波を受信すると、受信部６２Ａは、ＰＮ同期回路部６４Ａと逆拡散回路部６８との双方に受信信号を出力する。
ＰＮ符号発生部６３Ａは、ＰＮ符号信号を発生させ、ＰＮ同期回路部６４Ａは、ＰＮ符号信号を受信信号のＰＮ符号に同期させて、拡散回路部６５Ａと逆拡散回路部６８との双方に、同期したＰＮ符号信号を出力させる。
逆拡散回路部６８は、受信部６２Ａから出力された受信信号をＰＮ符号信号で逆拡散する。
【００２０】
識別信号発生部６９は、作業者それぞれの音声データや、予め決めておいた作業者それぞれのＩＤなどの識別データの識別信号を発生させ、データ変調回路部７０は、識別信号発生部６９から出力された識別信号で逆拡散された信号を変調する。
拡散回路部６５Ａは、変調された信号をＰＮ符号信号に基づいてスペクトル拡散を実施し、送信部６６は、受信信号のＰＮ符号に同期し、スペクトル拡散した信号を増幅して、送信アンテナ６７から受信側漏洩同軸ケーブル２に向けて電波として放射させる。
【００２１】
図４において、侵入者識別装置６から放射された電波が受信側漏洩同軸ケーブルに入射され、逆拡散回路部５４において、ＰＮ符号信号で逆拡散されると、逆拡散回路部５４から出力された信号は、受信電力測定部５５とともに、データ同期回路部５７にも入力される。
データ同期回路部５７は、侵入者識別装置６で変調された識別信号を復調するためにスペクトル拡散された信号の同期をとる。
データ復調回路部５８は、データ同期回路部５７からの信号を復調し、侵入者識別装置６のデータ識別信号発生部６９で発生させた音声データや識別データなどの識別信号が検出されたか否かによって作業者であるか否かを判定する。
また、識別信号が検出された場合には、その音声データや識別データに応じた各個人を特定することもできる。
【００２２】
このように、侵入者識別装置６からの信号に作業者識別のための識別信号で変調することにより、監視区域内の作業者と支障物とを区別して検知することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、支障物監視区域の両側に漏洩同軸ケーブルが平行に敷設され、一方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、所定の擬似雑音符号でスペクトル拡散された信号を第１の電力レベルの電波として送信する送信部と、支障物監視区域内で一方の漏洩同軸ケーブルから送信された第１の電力レベルの電波を受信し、所定の擬似雑音符号に同期させて、所定の擬似雑音符号と同一の擬似雑音符号でスペクトル拡散するとともに、第１の電力レベルよりも所定量だけ増幅した第２の電力レベルの信号を識別用の電波として他方の漏洩同軸ケーブルに向けて放射する侵入者識別装置と、他方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、第１の電力レベルの電波および第２の電力レベルの電波を受信する受信部と、受信部で受信した受信電波を所定の疑似雑音符号で逆拡散した信号の電力レベルを測定し、受信電波の電力レベルの測定値と支障物検知のための閾値とを比較して支障物監視区域内の支障物の有無を検知するとともに、受信電波の電力レベルの測定値と支障物検知のための閾値よりも大きい閾値とを比較して支障物監視区域内の侵入者識別装置の有無を検知する遅延時間・電力計測部とを備えたので、監視区域内の作業者と支障物とを区別して検知することのできる支障物検知装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す支障物検知装置のブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の支障物検知装置の遅延時間・電力計測部を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１の侵入者識別装置を示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２の支障物検知装置の遅延時間・電力計測部を示すブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２の侵入者識別装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１送信側漏洩同軸ケーブル、２受信側漏洩同軸ケーブル、３送信部、４受信部、５遅延時間・電力計測部、６侵入者識別装置、５１ＰＮ符号発生部、５２拡散回路部、５３遅延制御回路部、５４逆拡散回路部、５５受信電力測定部、５６電力比較部、５７データ同期回路部、５８データ復調部、６１受信アンテナ、６２、６２Ａ受信部、６３、６３ＡＰＮ符号発生部、６４、６４ＡＰＮ同期回路部、６５、６５Ａ拡散回路部、６６送信部、６７送信アンテナ、６８逆拡散回路部、６９識別信号発生部、７０データ変調回路部。

Claims

支障物監視区域の両側に漏洩同軸ケーブルを平行に敷設し、一方の漏洩同軸ケーブルから他方の漏洩同軸ケーブルに向けて電波を放射し、前記他方の漏洩同軸ケーブルに入射した電波に基づいて、前記支障物監視区域内の支障物を検知する装置であって、
前記一方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、所定の擬似雑音符号でスペクトル拡散された信号を第１の電力レベルの電波として送信する電波送信手段と、
前記支障物監視区域内で前記一方の漏洩同軸ケーブルから送信された第１の電力レベルの電波を受信し、前記所定の擬似雑音符号に同期させて、前記所定の擬似雑音符号と同一の擬似雑音符号でスペクトル拡散するとともに、前記第１の電力レベルよりも所定量だけ増幅した第２の電力レベルの信号を識別用の電波として前記他方の漏洩同軸ケーブルに向けて放射する識別電波送信手段と、
前記他方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、前記第１の電力レベルの電波および前記第２の電力レベルの電波を受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段で受信した受信電波を前記所定の疑似雑音符号で逆拡散した信号の電力レベルを測定し、前記受信電波の電力レベルの測定値と支障物検知のための閾値とを比較して前記支障物監視区域内の支障物の有無を検知するとともに、前記受信電波の電力レベルの測定値と前記支障物検知のための閾値よりも大きい閾値とを比較して前記支障物監視区域内の前記識別電波送信手段の有無を検知する検知手段と
を備えたことを特徴とする支障物検知装置。
支障物監視区域の両側に漏洩同軸ケーブルを平行に敷設し、一方の漏洩同軸ケーブルから他方の漏洩同軸ケーブルに向けて電波を放射し、前記他方の漏洩同軸ケーブルに入射した電波に基づいて、前記支障物監視区域内の支障物を検知する装置であって、
前記一方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、所定の擬似雑音符号でスペクトル拡散された信号を電波として送信する電波送信手段と、
前記支障物監視区域内で前記一方の漏洩同軸ケーブルから送信された電波を受信し、前記所定の擬似雑音符号に同期させて、前記所定の擬似雑音符号と同一の擬似雑音符号でスペクトル拡散するとともに、所定の識別信号で変調した信号を識別用の電波として前記他方の漏洩同軸ケーブルに向けて放射する識別電波送信手段と、
前記他方の漏洩同軸ケーブルの一端に接続され、前記一方の漏洩同軸ケーブルから送信された電波および前記識別用の電波を受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段で受信した受信電波を前記所定の疑似雑音符号で逆拡散した信号の電力レベルを測定し、前記受信電波の電力レベルに基づいて前記支障物監視区域内の支障物の有無を検知するとともに、前記受信電波を復調して前記所定の識別信号を検出し、前記所定の識別信号に基づいて前記支障物監視区域内の前記識別電波送信手段の有無を検知する検知手段と
を備えたことを特徴とする支障物検知装置。