JP4738374B2 - Railroad crossing obstacle detection device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば列車が走行する軌道の踏切道における自動車や歩行者を検知する障害物検知装置、特に検知精度の向上に関するものである。 The present invention relates to an obstacle detection device that detects, for example, an automobile or a pedestrian on a railroad crossing on a track on which a train travels, and particularly relates to improvement in detection accuracy.
鉄道保安装置の踏切警報装置は、軌道上を走行する列車が踏切に接近したときに踏切警報を開始し、踏切道の通行を遮断して列車の安全運転と踏切道を通行する自動車や歩行者の安全を図り、列車が踏切道を通過した後は速やかに通行遮断を解除して円滑な道路通行を確保するようにしている。 Railroad crossing warning devices for railroad safety devices start a railroad crossing warning when a train traveling on a track approaches the railroad crossing, block traffic on the railroad crossing, and drive cars and pedestrians that pass the train safely and through the railroad crossing. In order to ensure the safety of the road, after the train crosses the railroad crossing, the road block is immediately released to ensure smooth road traffic.
この踏切道における列車の安全運行が阻害されることを防止するため、例えばレーザーセンサや赤外線センサ、可視カメラによる光学センサあるいは超音波センサ又はループコイルセンサ等を使用した踏切障害物検知装置が使用されている。これらのセンサを使用した踏切障害物検知装置は、雨や雪、霧、風などの気象や照度等の影響を受けやすい。これに対して特許文献1や特許文献2に示すように、マイクロ波のうち波長が数mm前後の短いミリセンサを使用した踏切障害物検知装置は、気象や照度等の影響を受けにくく、簡単な構成で踏切内の障害物を確実に検知することができる。
In order to prevent the safe operation of the train on this railroad crossing, for example, a railroad crossing obstacle detection device using a laser sensor, an infrared sensor, an optical sensor using a visible camera, an ultrasonic sensor, a loop coil sensor, or the like is used. ing. Railroad crossing obstacle detection devices using these sensors are easily affected by weather such as rain, snow, fog, and wind, and illuminance. On the other hand, as shown in Patent Document 1 and
特許文献1に示された踏切障害物検知装置は、レーザ光やミリ波を用いたレーダからなり、回転駆動する距離センサから踏切道の扇形状の範囲にレーザ光やミリ波を放射し、その反射信号に基づいて物体の方位情報と、その方位情報に対応する物体の距離情報を検知し、あらかじめ記憶している方位情報毎の物体の距離情報と、検知した方位情報に対応する物体の距離情報とを比較し、検知した物体が障害物であるか否を判定するようにしている。 The level crossing obstacle detection device disclosed in Patent Document 1 includes a radar using laser light and millimeter waves, and radiates laser light and millimeter waves from a rotationally driven distance sensor to a fan-shaped range of the level crossing. The direction information of the object and the distance information of the object corresponding to the direction information are detected based on the reflected signal, and the distance information of the object for each direction information stored in advance and the distance of the object corresponding to the detected direction information By comparing with the information, it is determined whether or not the detected object is an obstacle.
特許文献2に示された踏切障害物検知装置は、図5に示すように、例えば3個の面検知式センサ5a〜5cを、踏切道8を挟んで配置し、各面検知センサ5a〜5cから踏切道8に扇形状のミリ波ビーム10を照射し、その反射波を受信し、反射位置までの距離と反射強度の変動から障害物の有無を判定している。
As shown in FIG. 5, the level crossing obstacle detection apparatus disclosed in
この踏切道に扇形状のミリ波ビーム10を照射し、その受信信号から障害物を検知するとき、人からの反射レベルと自動車からの反射レベルとで例えば100倍程度の強度差があり、このため面検知式センサ5aの検知エリアの端部である踏切遮断機9の遮断桿11近傍には、自動車は検知できるが人が検知できない範囲(グレーゾーン)が生じ、このグレーゾーンに人が進入しても警報を発することができなくなってしまう。
When this crossing road is irradiated with a fan-shaped millimeter-
この問題を解消するため、特許文献3に示された踏切障害物検知装置は、図6に示すように、遮断桿近傍用レーダセンサ20から遮断桿11を含む遮断桿11近傍に扇形状のレーダビーム21を照射し、踏切道を挟んで遮断桿近傍用レーダセンサ20とは反対側に設けた基準反射体22からの反射ビームが遮断桿11近傍の障害物23により遮断されたとき、障害物23までの距離と基準反射体22からの受信レベルの変化量から障害物23が踏切内にどのくらい進入したかを検知している。
特許文献3に示すように、遮断桿11近傍に扇形状のレーダビーム21を照射すると、遮断桿11自体と遮断桿11より外方のエリアにもレーダビーム21が照射され、遮断桿11を降下しているとき、風などの影響で遮断桿11が左右にぶれて基準反射体22からの受信レベルが変動して遮断桿11近傍の障害物を安定して検知することは困難である。
As shown in
また、遮断桿近傍用レーダセンサ20と基準反射体22との間にある障害物の状態によっては、回折現象により基準反射体22からの反射レベルが、障害物が存在しない場合よりも上昇することがあり、障害物の進入を確実に検知することは困難である。
In addition, depending on the state of an obstacle between the barrier fence
さらに、遮断桿近傍用レーダセンサ20と遮断桿11の間には踏切遮断機の本体が設置されているため、遮断桿近傍用レーダセンサ20を設置することは困難である。
Further, since the main body of the railroad crossing barrier is installed between the barrier rod
この発明は、このような短所を改善し、踏切遮断機の遮断桿近傍に進入した人を確実に検知することができる踏切障害物検知装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a crossing obstacle detection device that improves such disadvantages and can reliably detect a person who has entered the vicinity of a barrier of a crossing barrier.
この発明の踏切障害物検知装置は、踏切道に扇形状のミリ波ビームを照射し、その反射ビームを受信する面検知センサと、面検知センサからの受信信号により踏切道内の障害物の有無を判定する処理装置とを有する踏切障害物検知装置において、前記面検知式センサの検知エリアの端部にある踏切遮断機の遮断桿近傍の自動車は検知できるが、人は検知できない範囲(以下、グレーゾーンという)で、遮断桿より踏切道の内方にビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームを照射する線検知センサと、前記線検知センサと対向して踏切道を挟んで設けられ、前記線検知センサで照射したビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームを反射する反射体とを有し、前記処理装置は、前記線検知センサから照射したビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームの反射体からの反射強度の変化の有無と反射体からの距離の変化の有無により踏切道の遮断桿内方近くに人がいるか否を判定することを特徴とする。 The crossing obstacle detection device according to the present invention irradiates a fan-shaped millimeter-wave beam to the railroad crossing and receives the reflected beam, and the presence / absence of an obstacle in the railroad crossing by a reception signal from the surface detection sensor. In a crossing obstacle detection device having a processing device for judging, a vehicle in the vicinity of a barrier fence of a crossing barrier at the end of the detection area of the surface detection type sensor can be detected, but a person cannot detect (hereinafter, gray) A line detection sensor that irradiates a pencil-shaped millimeter-wave beam with a narrow beam width inward of the railroad crossing from the barrier fence, and is provided across the railroad crossing to face the line detection sensor. and a reflector that beamwidth irradiated by the detection sensor is reflected a thin pencil-shaped millimeter wave beam, said processing apparatus, pencil millimeter wave bi beamwidth narrow irradiated from the line sensor And judging as to whether or not there is a person in blocking桿内side near the crossing road by the presence or absence of change in the distance from the presence or absence of a change in the reflection intensity reflector from the reflector of the beam.
前記線検知センサは、前記グレーゾーンに照射するビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームにより残存するグレーゾーンの大きさが人の大きさよりも小さくなるように配置されている。 The line detection sensor is arranged so that the size of the gray zone remaining by the pencil-shaped millimeter-wave beam with a narrow beam width applied to the gray zone is smaller than the size of a person.
この発明は、面検知式センサの検知エリアの端部である遮断桿近傍のグレーゾーンに線検知センサでペンシル形状の細いミリ波ビームを照射して人の有無を検知することにより、遮断桿の左右のぶれに影響を受けないで遮断桿の内方近くにいる人を確実に検知でき、人の検知エリアの死角をなくすことができる。また、遮断桿やその外方にいる人や自動車を障害物として誤検知することを防ぐことができ、障害物検知の安定性を向上することができる。 This invention detects the presence or absence of a person by irradiating a gray zone in the vicinity of the barge, which is the end of the detection area of the surface detection sensor, with a line-detecting sensor and irradiating a pencil-shaped thin millimeter wave beam. It is possible to reliably detect a person near the inside of the barrier without being affected by left and right shaking, and eliminate the blind spot in the human detection area. In addition, it is possible to prevent false detection of a barrier or a person or vehicle outside the barrier as an obstacle, and the stability of obstacle detection can be improved.
図1は、この発明の踏切障害物検知装置の配置図である。図に示すように、踏切障害物検知装置1のセンサユニット2とリフレクタ3及び処理装置4を有する。センサユニット2は、それぞれ3組の面検知センサ5a〜5cと線検知センサ6を有し、軌道7の踏切道8に設けられた踏切遮断機9の近傍に、歩行者や車両が検知できる一定高さで設置されている。リフレクタ3は踏切道8を挟んで線検知センサ6と対向する位置で軌道7の外側に配置されている。面検知センサ5a〜5cは、水平方向に対して一定角度で配置され、水平方向に大きな角度を有する扇形状のミリ波ビーム10を照射し、踏切道8内にある障害物からの反射ビームを受信する。この3組の面検知センサ5a〜5cでミリ波ビーム10を踏切道8内全体に照射する。線検知センサ6は踏切遮断機9の遮断桿11よりも踏切道8の内方で、リフレクタ3に対してビーム幅が細いペンシル形状のミリ波ビーム12を照射し、リフレクタ3と障害物からの反射ビームを受信する。
FIG. 1 is a layout view of a crossing obstacle detection device according to the present invention. As shown in the figure, it has a
処理装置4は、図2のブロック図に示すように、信号処理部13と反射強度計測部14と距離算出部15と判定処理部16及び警報出力部17を有する。信号処理部13は、面検知センサ5a〜5cと線検知センサ6から入力する信号から不要な信号を除去して目標とする受信信号を出力する。反射強度計測部14は信号処理部13から面検知センサ5a〜5cの受信信号を入力して踏切道8内にある障害物からの反射強度を計測し、線検知センサ6の受信信号を入力してリフレクタ3からの反射強度を計測する。距離算出部15は信号処理部13から面検知センサ5a〜5cの受信信号を入力して踏切道8内にある障害物までの距離を計測し、線検知センサ6の受信信号を入力してリフレクタ3までの距離を計測する。判定処理部16は反射強度計測部14から入力する反射強度と距離算出部15から入力する距離により踏切道8内における障害物の有無を検知する。警報出力部17は判定処理部16で障害物を検知したとき障害物検知信号を出力する。
As illustrated in the block diagram of FIG. 2, the
この踏切障害物検知装置1の面検知センサ5a〜5cで扇形状のミリ波ビーム10を照射し、その受信信号から障害物を検知するとき、人からの反射レベルと自動車からの反射レベルとで例えば100倍程度の強度差があり、このため、判定処理部16には、図3に示すように、基準反射強度Pから人を検知するための基準閾値Th1は自動車を検知するための基準閾値Th2より高く設定してある。このため踏切遮断機9の遮断桿11の近くに扇形状のミリ波ビーム10を照射する面検知式センサ5aの検知エリアの端部である遮断桿11近傍には、図1に示すように、自動車は検知できるが人が検知できない範囲(以下、グレーゾーンという)18が生じる。そこで線検知センサ6は照射するペンシル形状のミリ波ビーム12がグレーゾーン18を貫くように配置され、ビーム幅は残存するグレーゾーンの大きさが人の大きさよりも小さくなるようになっている。
When the fan-shaped millimeter-
この踏切障害物検知装置1の線検知センサ6から照射するミリ波ビーム12により遮断桿11の近くの人を検知するときの処理を図4のフローチャートを参照して説明する。
A process for detecting a person near the
列車が踏切道8に接近するとセンサユニット2の面検知センサ5a〜5cは踏切道8に扇形状のミリ波ビーム10を照射し、あらかじめ定められた最大検知距離内からの反射信号の有無により処理装置4で踏切道8内における障害物の検知処理に入る。この障害物検知処理に入ると、線検知センサ6はペンシル形状のミリ波ビーム12をリフレクタ3に対して照射し、その反射ビームを受信し、受信した信号を処理装置4の信号処理部13に逐次出力する(ステップS1)。信号処理部13は線検知センサ6から逐次入力する信号から不要な信号を除去して目標とする受信信号を反射強度計測部14と距離算出部15に出力する。反射強度計測部14は入力した線検知センサ6からの受信信号によりリフレクタ3からの反射強度を計測し、計測した反射強度を判定処理部16に出力する(ステップS2)。また、距離算出部15も入力した線検知センサ6からの受信信号によりをリフレクタ3までの距離を算出して判定処理部16に出力する(ステップS3)。判定処理部16は逐次入力するペンシル形状のミリ波ビーム12のリフレクタ3からの反射強度と距離が変化したかどうかを判定し(ステップS4)、リフレクタ3に照射しているペンシル形状のミリ波ビーム12が人により遮断されてリフレクタ3からの反射強度と距離が変化した場合、遮断桿11の内方近くに人がいることを示す障害物検知信号を警報出力部17に出力する(ステップS5)。
When the train approaches the
このように面検知式センサ5aの検知エリアの端部である遮断桿11近傍の自動車は検知できるが人が検知できないグレーゾーン18にペンシル形状の細いミリ波ビーム12を照射することにより、遮断桿11の左右のぶれに影響を受けないで遮断桿11の内方近くにいる人を確実に検知でき、人の検知エリアの死角をなくすことができる。また、遮断桿11やその外方にいる人や自動車を障害物として誤検知することを防ぐことができ、障害物検知の安定性を向上することができる。
In this way, by irradiating the
1;踏切障害物検知装置、2;センサユニット、3;リフレクタ、4;処理装置、
5;面検知センサ、2;線検知センサ、7;軌道、8;踏切道、9;踏切遮断機、
10;扇形状のミリ波ビーム、11;遮断桿、12;ペンシル状のミリ波ビーム、
13;信号処理部、14;反射強度計測部、15;距離算出部、16;判定処理部、
17;警報出力部,18;グレーゾーン。
1; Railroad crossing obstacle detection device, 2; Sensor unit, 3; Reflector, 4; Processing device,
5; surface detection sensor, 2; line detection sensor, 7; track, 8; railroad crossing, 9; railroad crossing breaker,
10: Fan-shaped millimeter-wave beam, 11: Barrier, 12: Pencil-shaped millimeter-wave beam,
13; Signal processing unit, 14; Reflection intensity measurement unit, 15; Distance calculation unit, 16; Determination processing unit,
17; Alarm output unit, 18; Gray zone.
Claims (2)
前記面検知式センサの検知エリアの端部にある踏切遮断機の遮断桿近傍の自動車は検知できるが、人は検知できない範囲(以下、グレーゾーンという)で、遮断桿より踏切道の内方にビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームを照射する線検知センサと、
前記線検知センサと対向して踏切道を挟んで設けられ、前記線検知センサで照射したビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームを反射する反射体とを有し、
前記処理装置は、前記線検知センサから照射したビーム幅が細いペンシル状のミリ波ビームの反射体からの反射強度の変化の有無と反射体からの距離の変化の有無により踏切道の遮断桿内方近くに人がいるか否を判定することを特徴とする踏切障害物検知装置。 A railroad crossing obstacle having a surface detection sensor for irradiating a sectoral millimeter-wave beam to the railroad crossing and receiving the reflected beam, and a processing device for determining the presence or absence of an obstacle in the railroad crossing by a reception signal from the surface detection sensor In the detection device,
A vehicle near the barrier fence of the level crossing barrier at the end of the detection area of the surface detection type sensor can be detected, but in a range that cannot be detected by humans (hereinafter referred to as gray zone), inside the railroad crossing from the barrier fence A line detection sensor that emits a pencil-shaped millimeter-wave beam with a narrow beam width ;
Reflecting a pencil-shaped millimeter wave beam that is provided across the railroad crossing facing the line detection sensor and has a narrow beam width irradiated by the line detection sensor,
The processing device includes a pencil-shaped millimeter-wave beam with a narrow beam width irradiated from the line detection sensor , and whether or not there is a change in the reflection intensity from the reflector and a change in the distance from the reflector. A crossing obstacle detection device characterized by determining whether or not there is a person in the vicinity.
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