JP4248916B2

JP4248916B2 - 支障物検知装置

Info

Publication number: JP4248916B2
Application number: JP2003106527A
Authority: JP
Inventors: 憲治猪又; 唯正深江; 峻河上; 博行宗宮
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004306909A

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、漏洩導波管等の漏洩伝送路を利用した支障物検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、例えば特開平１０−９５３３８号公報に記載された従来の支障物検知装置の構成を示すブロック図である。図４において、例えばバス等の車両が通行する道路を挟んで漏洩同軸ケーブル等の送信用漏洩伝送路１と受信用漏洩伝送路２とが配置されている。そして、送信用漏洩伝送路１の一端に接続された信号発生器３からパルス変調された変調信号が放射される。この放射された変調信号を受信用漏洩伝送路２を介して信号受信器４が受信する。信号受信器４が受信した受信信号の波形を低域通過フィルタ４ａを介して包絡線（以下、エンベロープという）を取り出す。記憶手段４ｂには予め障害物（侵入者）がないときの信号波形のエンベロープが記憶されており、このエンベロープが基準波形とされる。そして、検知手段４ｃでは受信された信号波形のエンベロープが得られる度に、得られたエンベロープと基準波形との差分量を求める。障害物がある場合には、その位置で電波が遮断されるので、強度の大小にかかわらずにその位置について受信強度がある比率だけ減少する。従って、差分量波形には支障物の位置が現れる。
【０００３】
【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構成されている。従って、受信された信号波形のエンベロープと基準波形との差分量を一つの検知手段で求めて、差分量波形により支障物の検知を行うので、測定範囲が広くなると解析時間が長くなるという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、解析時間を短縮することができる支障物検知装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる支障物検知装置は、車両が通行する路線に沿って配置されて送信スペクトル拡散信号を放射する送信用漏洩伝送路と、路線を挟んで送信用漏洩伝送路と対向して配置され、送信スペクトル拡散信号を受信する受信用漏洩伝送路と、基準クロック信号を発生する基準クロック発生手段と、基準クロック信号から送信用拡散符号を生成し、送信用拡散符号で変調された送信スペクトル拡散信号を出力し、送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号を出力する送信スペクトル拡散信号発生手段と、支障物を測定しようとする路線を複数の領域に分割して、路線の起点から各領域までの測定距離に対応した測定距離信号及び各測定距離に対応した遅延時間を出力し、パルス信号によりスイッチ信号を出力する制御手段と、この制御手段からのスイッチ信号により作動されて基準クロック信号を出力するスイッチ手段と、遅延時間により所定の測定距離に対応するように設定され、制御手段からの遅延時間に対応した参照用拡散符号をスイッチ手段が出力する基準クロック信号から生成し、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する複数の参照スペクトル拡散信号発生手段と、この参照スペクトル拡散信号発生手段と対応し、受信用漏洩伝送路が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号との相関をとり、位相が一致したときに相関信号を出力する複数の相関手段と、遅延時間に対する相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知する検知手段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．
図１は実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１において、５はバスや電車等の車両が通行する路線に沿って配置された送信用漏洩伝送路で、漏洩同軸ケーブルや漏洩導波管等で構成されて、後述の送信スペクトル拡散信号を放射する。６は送信用漏洩伝送路５と対向するように路線を挟んで配置された受信用漏洩伝送路で、漏洩同軸ケーブルや漏洩導波管等で構成されて、後述の送信スペクトル拡散信号を受信する。７は基準クロック信号を出力する基準クロック発生手段、８は制御手段で、後述のスイッチ手段９に起動信号を出力する。
【０００８】
９はスイッチ手段で、制御手段８からの起動信号で作動して基準クロック発生手段７からの基準クロック信号を出力する。１０は送信スペクトル拡散信号発生手段で、基準クロック信号から送信用拡散符号を生成し、送信用拡散符号で変調された送信スペクトル拡散信号を発生して、送信用漏洩伝送路５へ送信する。１１ａ〜１１ｃは支障物を測定しようとする路線を複数の領域に分割して、路線の起点から各領域までの測定距離に対応する遅延時間に設定された複数の参照スペクトル拡散信号発生手段で、各測定距離に対応した遅延時間を設定して参照用拡散符号を基準クロック信号から生成し、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する。ここで、例えば参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａは路線の０ｍ〜１０ｍの領域、参照スペクトル拡散信号発生手段１１ｂは１０ｍ〜２０ｍの領域、及び参照スペクトル拡散信号発生手段１１ｃは２０ｍ〜３０ｍの領域に対応した遅延時間が設定されている。
【０００９】
１２ａ〜１２ｃは各遅延時間毎に各参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａ〜１１ｃと対応した相関手段で、受信用漏洩伝送路６が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａ〜１１ｃから出力された参照スペクトル拡散信号とスペクトル逆拡散により相関をとり、位相が一致したときに相関信号を出力する。１３は各相関手段１２ａ〜１２ｃから各相関信号が入力される検知手段で、各相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知する。設定値は、例えば支障物が路線内に存在しないときの相関信号のレベルに対して２０％増とする。１４，１５は各漏洩伝送路５，６の終端に設けられた終端器で、各スペクトル拡散信号の反射を防止する。
【００１０】
次に動作について説明する。図１において、制御手段８から起動信号が出力されるとスイッチ手段９が作動する。スイッチ手段９の作動により基準クロック信号発生手段７から出力された基準クロック信号が送信スペクトル拡散信号発生手段１０及び参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａ〜１１ｃに入力される。送信スペクトル拡散信号発生手段１０では、基準クロック信号から生成した送信用拡散符号で拡散変調された送信スペクトル拡散信号を発生する。そして、送信スペクトル拡散信号は送信用漏洩伝送路５から路線を介して受信用漏洩伝送路６へ向けて放射される。受信用漏洩伝送路６で受信された送信スペクトル拡散信号と、参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａ〜１１ｃから出力された参照スペクトル拡散信号との位相が一致するか否かの相関を相関手段１２ａ〜１２ｃでとる。両スペクトル拡散信号の位相が一致した相関手段１２ａ〜１２ｃから相関信号が出力される。このようにして、相関手段１２ａ〜１２ｃから各遅延時間（測定距離）に対応した相関信号が順次検知手段１３へ入力される。検知手段１３では各遅延時間（測定距離）に対する相関信号の信号レベルの変動量が予め設定した設定値以上のときに路線内に支障物が存在するものとして検知する。
【００１１】
以上のように、受信用漏洩伝送路６が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号発生手段１１ａ〜１１ｃから出力された参照スペクトル拡散信号との相関を複数の相関手段１２ａ〜１２ｃでとり、位相が一致したときに出力される相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知することにより、複数の相関手段１２ａ〜１２ｃで相関をとるので、解析時間を短縮することができる。
【００１２】
実施の形態２．
図２は実施の形態２の構成を示すブロック図である。図２において、５〜７，１４，１５は実施の形態１のものと同様のものである。１６は制御手段で、支障物を測定しようとする路線を複数の領域に分割して、路線の起点から各領域までの測定距離に対応した測定距離信号及び各測定距離に対応した遅延時間を出力し、後述のスイッチ手段１７の起動信号を出力する。１７は制御手段１６からの起動信号で作動するスイッチ手段で、基準クロック発生手段７からの基準クロック信号を出力する。１８は送信スペクトル拡散信号発生手段で、スイッチ手段１７からの基準クロック信号から送信用拡散符号を生成し、送信用拡散符号で変調された送信スペクトル拡散信号を発生して、送信用漏洩伝送路５へ送信する。１９ａ〜１９ｃは制御手段１６からの各遅延時間に対応するように設定された複数の参照スペクトル拡散信号発生手段で、遅延時間に対応した参照用拡散符号をスイッチ手段１７からの基準クロック信号から生成し、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する。２０ａ〜２０ｃは各参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃと対応した複数の相関手段で、送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号との相関をとって、位相が一致したときに相関信号を出力する。２１は検知手段で、各相関手段２０ａ〜２０ｃから入力された遅延時間に対する相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知する。さらに、検知手段２１は各相関手段２０ａ〜２０ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知終了信号を制御手段１７に出す。
【００１３】
次に動作について説明する。図２において、最初に制御手段１６からの遅延時間に対応するように、参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃの位相設定が行われる。続いて、制御手段１６から起動信号が出されるとスイッチ手段１７が作動する。スイッチ手段１７の作動により基準クロック発生手段１６から出力された基準クロック信号が送信スペクトル拡散信号発生手段１８及び参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃに入力される。送信スペクトル拡散信号発生手段１８では、基準クロック信号から生成した送信用拡散符号で拡散変調された送信スペクトル拡散信号を発生する。そして、送信スペクトル拡散信号は送信用漏洩伝送路５から路線を介して受信用漏洩伝送路６へ向けて放射される。相関手段２０ａ〜２０ｃでは漏洩伝送路６で受信された送信スペクトル拡散信号と、参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃから出力された参照スペクトル拡散信号とをスペクトル逆拡散により相関をとり、位相が一致したときに相関信号が出力される。このようにして、相関手段２０ａ〜２０ｃから各遅延時間に対応した相関信号が検知手段２１へ順次入力される。検知手段２１では各遅延時間に対する相関信号の信号レベルの変動量が予め設定した設定値以上のときに路線内に支障物が存在するものとして検知する。そして、検知手段２１は相関手段２０ａ〜２０ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知終了信号を出す。
【００１４】
検知手段２１から検知終了信号を受けた制御手段１６は、次に路線内の支障物を測定しようとする領域の測定距離に対応した測定距離信号及び各測定距離に対応した遅延時間を出力する。これにより、送信スペクトル拡散信号発生手段１８から送信スペクトル拡散信号が送信用漏洩伝送路５へ送信される。さらに、各参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃから参照スペクトル拡散信号が出力され、続いて相関手段２０ａ〜２０ｃから出力された相関信号により検知手段２１で支障物の検知が行われる。
以上のように、制御手段１６により設定された遅延時間に対応した参照スペクトル拡散信号を各参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃから出力することにより、受信用漏洩伝送路６が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃから出力された参照スペクトル拡散信号とを複数の相関手段２０ａ〜２０ｃで相関をとる。そして、位相が一致したときに出力される相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知することにより、複数の相関手段２０ａ〜２０ｃで相関をとるので、解析時間を短縮することができる。
また、制御手段１６により参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃに遅延時間を設定することにより、路線内の支障物を測定しようとする領域の測定距離を設定できるので、広範囲の検知を行うことができる。
【００１５】
実施の形態２において、検知手段２１で相関手段２０ａ〜２０ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知手段２１から検知終了信号が出されて、制御手段１６が次の領域の測定距離に対応した測定距離信号を検知手段２１に出力し、次の各測定距離に対応した遅延信号を参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃに出力するものについて説明したが、参照スペクトル拡散信号発生手段１９ａ〜１９ｃの遅延時間を次の領域の測定距離に対応するように遅延時間を再設定する必要がなければ、検知手段２１から検知終了信号を出力しなくてもよい。
【００１６】
実施の形態３．
図３は実施の形態３の構成を示すブロック図である。図３において、５〜７，１４，１５は実施の形態１のものと同様のものである。２２は基準クロック発生手段７から基準クロック信号が入力される送信スペクトル拡散信号発生手段で、基準クロック信号から送信用拡散符号を生成して、送信用拡散符号で拡散変調された送信スペクトル拡散信号を送信用漏洩伝送路５へ出力し、送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号を出力する。２３は制御手段で、支障物を測定しようとする路線を複数の領域に分割して、路線の起点から各領域までの測定距離に対応した測定距離信号及び各測定距離に対応した遅延時間を出力し、送信スペクトル拡散信号発生手段２２からのパルス信号により後述のスイッチ手段２４の起動信号を出力する。２４は制御手段２３からの起動信号により作動するスイッチ手段で、基準クロック発生手段７からの基準クロックを出力する。
【００１７】
２５ａ〜２５ｃは制御手段２３からの各遅延時間に対応するように設定された複数の参照スペクトル拡散信号発生手段で、遅延時間に対応した参照用拡散符号を生成して、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する。２６ａ〜２６ｃは各参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃと対応した複数の相関手段で、送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号とをスペクトル逆拡散により位相が一致したときに相関信号を出力する。２７は各相関手段２６ａ〜２６ｃから入力された遅延時間に対する相関信号の信号レベルが設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知する検知手段である。さらに、検知手段２７は各相関手段２６ａ〜２６ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知終了信号を制御手段２３へ出す。
【００１８】
次に動作について説明する。図３において、制御手段２３からの遅延時間に対応するように、各参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃが設定される。送信スペクトル拡散信号発生手段２２では基準クロック発生手段７からの基準クロック信号から送信用拡散符号を生成する。そして、送信用拡散符号で拡散変調された送信スペクトル拡散信号を発生して送信用漏洩伝送路５へ送信する。送信スペクトル拡散信号は送信用漏洩伝送路５から路線を介して受信用漏洩伝送路６へ向けて放射される。一方、送信スペクトル拡散信号発生手段２２から、送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号が出力される。制御手段２３に送信スペクトル拡散信号発生手段２２からパルス信号が入力されると、スイッチ信号がスイッチ手段２４へ出力される。制御手段２３からのスイッチ信号によりスイッチ手段２４が作動して基準クロック発生手段７からの基準クロック信号が出力される。各参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃでは、それぞれ設定された遅延時間に対応した参照用拡散符号を生成して、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する。
【００１９】
相関手段２６ａ〜２６ｃでは、受信用漏洩伝送路６で受信された送信スペクトル拡散信号と、参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃから出力された参照スペクトル拡散信号との相関をとり、位相が一致したときに相関信号が出力される。このようにして、相関手段２６ａ〜２６ｃから各遅延時間に対応した相関信号が検知手段２７へ順次入力される。検知手段２７では各遅延時間に対する相関信号の信号レベルの変動量が予め設定した設定値以上のときに路線内に支障物が存在するものとして検知する。そして、検知手段２７は相関手段２６ａ〜２６ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知終了信号を出す。
検知手段２７から検知終了信号を受けた制御手段２３は、次に路線内の支障物を測定しようとする領域の測定距離に対応した測定距離信号及び各測定距離に対応した遅延時間を出力する。これにより、送信スペクトル拡散信号発生手段２２から送信スペクトル拡散信号が送信用漏洩伝送路５へ送信される。さらに、各参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃから参照スペクトル拡散信号が出力され、続いて相関手段２６ａ〜２６ｃから出力された相関信号により検知手段２７で支障物の検知が行われる。
【００２０】
以上のように、制御手段２３により設定された遅延時間に対応した参照スペクトル拡散信号を各参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃから出力することにより、受信用漏洩伝送路６が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃから出力された参照スペクトル拡散信号とを複数の相関手段２６ａ〜２６ｃで相関をとる。そして、位相が一致したときに出力される相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知することにより、複数の相関手段２６ａ〜２６ｃで相関をとるので、解析時間を短縮することができる。
また、制御手段２３により参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃの遅延時間を設定することにより、路線内の支障物を測定しようとする領域の測定距離を設定できるので、広範囲の検知を行うことができる。
さらに、送信スペクトル拡散信号発生手段２２で生成された送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号を出力し、パルス信号により作動されたスイッチ手段２４から参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃに基準クロック信号を出力させるので、送信用拡散符号と受信用拡散符号との位相差の決定を容易に行うことができる。
【００２１】
実施の形態３において、検知手段２７で相関手段２６ａ〜２６ｃからの相関信号による支障物の検知が終了すると、検知手段２７から検知終了信号が出されて、制御手段２３が次の測定距離に対応した測定距離信号を検知手段２７に出力し、次の領域の測定距離に対応した遅延信号を参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃに出力するものについて説明したが、参照スペクトル拡散信号発生手段２５ａ〜２５ｃの遅延時間を次の領域の測定距離に対応するように遅延時間を再設定する必要がなければ、検知手段２７から検知終了信号を出力しなくてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、受信用漏洩伝送路が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号発生手段から出力された参照スペクトル拡散信号との相関を複数の相関手段でとり、位相が一致したときに出力される相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知することにより、複数の相関手段で相関をとるので、解析時間を短縮することができる。
また、制御手段により設定された遅延時間に対応した参照スペクトル拡散信号を各参照スペクトル拡散信号発生手段から出力し、受信用漏洩伝送路が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号とを複数の相関手段で相関をとり、位相が一致したときに出力される相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに路線内に支障物が存在することを検知することにより、複数の相関手段で相関をとるので、解析時間を短縮することができる。また、制御手段により参照スペクトル拡散信号発生手段に遅延時間を設定することにより、路線内の支障物を測定しようとする測定距離を設定できるので、広範囲の検知を行うことができる。
さらに、送信スペクトル拡散信号発生手段で生成された送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号を出力し、パルス信号により作動されたスイッチ手段から参照スペクトル拡散信号発生手段に基準クロックを出力させるので、送信用拡散符号と受信用拡散符号との位相差の決定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の支障物検知装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５送信用漏洩伝送路、６受信用漏洩伝送路、
７基準クロック発生手段、８，１６、２３制御手段、
９，１７，２４スイッチ手段、
１０，１８，２２送信スペクトル拡散信号発生手段、
１１ａ〜１１ｃ，１９ａ〜１９ｃ，２５ａ〜２５ｃ参照スペクトル拡散信号発生手段、
１２ａ〜１２ｃ，２０ａ〜２０ｃ，２６ａ〜２６ｃ相関手段、
１３、２１、２７検知手段。

Claims

車両が通行する路線に沿って配置されて送信スペクトル拡散信号を放射する送信用漏洩伝送路と、上記路線を挟んで上記送信用漏洩伝送路と対向して配置され、上記送信スペクトル拡散信号を受信する受信用漏洩伝送路と、基準クロック信号を発生する基準クロック発生手段と、上記基準クロック信号から送信用拡散符号を生成し、上記送信用拡散符号で拡散変調された上記送信スペクトル拡散信号を出力し、上記送信用拡散符号の一周期毎にパルス信号を出力する送信スペクトル拡散信号発生手段と、支障物を測定しようとする上記路線を複数の領域に分割して、上記路線の起点から上記各領域までの測定距離に対応した測定距離信号及び上記各測定距離に対応した遅延時間を出力し、上記パルス信号によりスイッチ信号を出力する制御手段と、この制御手段からの上記スイッチ信号により作動されて上記基準クロック信号を出力するスイッチ手段と、上記遅延時間により所定の測定距離に対応するように設定され、上記制御手段からの上記遅延時間に対応した参照用拡散符号を上記スイッチ手段が出力する上記基準クロック信号から生成し、上記参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力する複数の参照スペクトル拡散信号発生手段と、この参照スペクトル拡散信号発生手段と対応し、上記受信用漏洩伝送路が受信した上記送信スペクトル拡散信号と上記参照スペクトル拡散信号との相関をとり、位相が一致したときに相関信号を出力する複数の相関手段と、上記遅延時間に対する上記相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに上記路線内に上記支障物が存在することを検知する検知手段とを備えた支障物検知装置。