JP4098253B2 - 検知装置及び検知方法 - Google Patents
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Description
光学方式の検知装置は、踏切を挟んで投光器と受光器を配置し、物体が遮光すると障害物として検知するものである。
ループコイル方式の検知装置は、踏切内に電磁誘導コイルを敷設しておき、電磁誘導コイルの近くの金属体の有無によってコイルのインピーダンスが変化することにより、共振周波数が変化する現象を利用して障害物として検知するものである。
カメラ画像処理方式の検知装置は、踏切を撮影するカメラを設置し、カメラを用いて撮影された画像を処理することによって障害物を検知するものである。
水中走査レーザ方式は、レーザ光を水平に走査し、物体からの反射光から、その距離を計測して障害物を検知するものである。
このような光学方式、ループコイル方式、カメラ画像処理方式、水中走査レーザ方式の検知装置にあっては、例えば、上記のような障害物が存在すると判断される状態が、例えば6秒以上継続した場合に、「障害物あり」として特殊信号発光機より列車に対して停止信号を送信するようにして、必要以上に検知装置が作動しないよう設定されている。
また、カメラ画像処理方式の検知装置にあっては、踏切内全体の障害物を検知することはできるが、夜間あるいは悪天候時においては視界が著しく低下するため、障害物を検知することが困難となる。つまり、カメラ画像処理方式の検知装置は周囲の環境に影響されやすく、常時十分な性能を維持することができないという問題がある。
また、水平走査レーザ方式の検知装置にあっては、設置高さが固定されるため、横臥した歩行者等を検知するためには設置高さを10cm程度まで低くしなければならない。この場合、凹凸の大きい踏切等での適用が困難となる。
また、特許文献1に記載された検知装置のようにレーザを2次元的に放射して踏切内の物体を検知する検知装置のみならず、踏切内の所定領域にレーザを放射できるように1または複数個のレーザレーダを所定の高さに配置し、そのレーザレーダからレーザを放射して踏切内の物体を検知する検知装置についても提案されている。
図1は、本発明を適用した検知装置の概略構成を示す図である。
レーザレーダ10は、所定の筐体に一体に収容されてセンサユニットを構成し、建屋の壁面や電柱等の所定高さに設置されており、例えば図2に示すように所定の領域全体を俯瞰するように配置されている。このレーザレーダ10は、例えば多面体ミラー11を一定速度で回転駆動する主走査モータ12と、この主走査モータ12に対してその回転軸を直交させて設けられて多面体ミラー11の回転軸を所定の角度範囲内で傾動させることで多面体ミラー11の回転面を所定速度で揺動させる副走査モータ13とを備えている。そしてレーザ光源14から発せられたレーザパルス光をハーフミラー15を介して多面体ミラー11に照射することで、レーザパルス光を多面体ミラー11の回転と傾きとに応じて所定の領域に照射し、またレーザパルス光の所定の領域からの反射光を多面体ミラー11から集光レンズ16を介して受光器17により受光検知するように構成される。
また、補助情報表示手段27は、前述のように認識された物体を囲む枠状の識別マーク(補助情報)をモニタ30に表示された画像に重ねて表示し、これによって物体を強調表示して識別性を高めるものである。
踏切41は、線路40を跨いで設置されており、踏切41の進入口の両側にそれぞれ遮断機42を設置している。また、踏切41は、線路40を横断する方向に車両43が通行する。なお、歩行者あるいは自転車等も車両43と同様に踏切41を横断するが、ここでは説明を簡略化するために、踏切41を横断する物体が車両43のみであることとして説明する。
また、レーザレーダ10は、踏切41及び周辺領域41a,41bの外側かつ所定高さ、すなわち踏切41及び周辺領域41a,41b全体を検知可能となる位置に設置されている。このレーザレーダ10は、踏切41及び周辺領域41a,41b全体を検知可能となるように、踏切41を含み踏切41を囲む周辺領域までレーザパルス光を照射できるようになっている。
まず、レーザレーダ10を用いて踏切41及び周辺領域41a,41bを走査し、レーダ情報作成手段21及び物体検知手段22を用いて、踏切41及び周辺領域41a,41bにおいて地面より高い計測データ、すなわち、地面をxy平面としたときz方向に突出したデータを取捨選択して計測データ群を認識し(ステップS101)、それら計測データ群から障害物として検知する(ステップS102)。そして、検知した物体が踏切41外部の左側、すなわち周辺領域41aに存在するか否かを判断する(ステップS103)。
一方、検知した物体が周辺領域41aに存在しない場合(ステップS103において「No」)、検知した物体が踏切41外部の右側、すなわち周辺領域41bに存在するか否かを判断する(ステップS105)。
一方、検知した物体が周辺領域41bに存在しない場合(ステップS105において「No」)、列車識別手段24を用いて踏切41内に存在する物体が車両43であるか否かを識別する踏切内部識別処理を行い(ステップS107)、フローを終了する。この踏切内部識別処理についてのフローについては、具体的に図9に示して後述する。
ステップS104の踏切外部左側識別処理において、物体検知手段22による検出結果として得られた、周辺領域41aに存在する物体が、所定の大きさよりも大きいか否かを判断する(ステップS201)。このとき、予め設定された物体の所定の大きさを示す値、例えばWを設定しておき、一方、物体検知手段22によって検知された物体の大きさを数値化して、これらの数値を比較して判断する。
周辺領域41aに存在する物体の大きさの数値がWより小さい場合、すなわち周辺領域41aに存在する物体が所定の大きさよりも小さいと判断した場合(ステップS201において「No」)、同一物体判定を行う(ステップS203)。
なお、ステップS207において、物体を識別する精度を上げるために、踏切41のON/OFF信号に接続して、踏切41がOFFの場合その物体は障害物に該当すると判断するような付加処理を追加することも可能である。
ステップS107の踏切内部識別処理において、物体検知手段22による検出結果として得られた、周辺領域41aに存在する物体が、所定の大きさよりも小さいか否かを判断する(ステップS401)。このとき、予め設定された物体の所定の大きさを示す値、例えばWを設定しておき、一方、物体検知手段22によって検知された物体の大きさを数値化して、これらの数値を比較して判断する。
周辺領域41aに存在する物体の大きさの数値がWより大きい場合、すなわち周辺領域41aに存在する物体が所定の大きさよりも大きいと判断した場合(ステップS401において「No」)、同一物体判定を行う(ステップS403)。なお、同一物体判定については、上記ステップS203と同様であるため、説明を省略する。
また、周辺領域41aにおいて検知された物体について、上記第1の検出結果と第2の検出結果とを比較して、それぞれの座標が一致または近似しない場合(ステップS404において「No」)、その物体は障害物とする(ステップS406)。
また、上記実施の形態において、検知装置を列車制御システムと連動させて、踏切41及び周辺領域41a,41b内に障害物があると判断して危険状態検知処理を行う際に、列車44を停止させる制御を行うように設定することも可能である。
20 検知装置本体
21 レーザ情報作成手段
22 物体検知手段
23 領域認識手段
24 列車識別手段
40 線路
41 踏切
43 車両
Claims (4)
- 踏切及び当該踏切における線路の延長方向両側に隣接する周辺領域について、レーザパルス光を2次元的に走査する1台のレーザレーダと、
このレーザレーダにより検知される距離情報とその走査方向の情報とから3次元レーダ情報を求めるレーダ情報作成手段と、
前記3次元レーダ情報から前記踏切及び前記周辺領域内に存在する物体を検知する物体検知手段と、
前記踏切及び前記周辺領域を認識する領域認識手段と、
前記周辺領域に物体が進入したときに、その物体が列車であるか否かを識別する列車識別手段とを備え、
物体検知手段は、レーザレーダが踏切及び周辺領域を2回走査することにより第1の検出結果と第2の検出結果とを取得し、
列車識別手段は、周辺領域に存在する物体が所定の大きさよりも大きい場合に物体を列車であると判断し、物体の大きさが所定の大きさよりも小さい場合には、レーザレーダによる第1の検出結果と第2の検出結果とを比較することにより物体の移動方向を算出し、かつ、物体の移動方向が線路の延長方向と同じ場合には物体を列車と判断する
ことを特徴とする検知装置。 - レーダ情報作成手段は、走査方向によって特定される画像メモリ上のアドレスに距離情報を順次マッピングすることによりレーザレーダ画像を3次元レーダ情報として作成することを特徴とする請求項1記載の検知装置。
- 物体検知手段は、3次元レーダ情報からその空間座標が連続する所定数以上の反射点のまとまりを1つの物体として認識することを特徴とする請求項1または2記載の検知装置。
- 踏切及び当該踏切における線路の延長方向両側に隣接する周辺領域について、1台のレーザレーダからレーザパルス光を2次元的に2回走査することにより第1の検出結果と第2の検出結果とを取得し、
前記第1の検出結果及び第2の検出結果に基づいて周辺領域に存在する物体が所定の大きさよりも大きい場合に物体を列車であると判断し、物体の大きさが所定の大きさよりも小さい場合には、レーザレーダによる第1の検出結果と第2の検出結果とを比較することにより物体の移動方向を算出し、かつ、物体の移動方向が線路の延長方向と同じ場合には物体を列車と判断することを特徴とする検知方法。
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