JP5057831B2 - 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、特に誤検知の防止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 to prevention of erroneous detection.
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 are vehicles and pedestrians that start railroad crossing warnings when a train traveling on a track approaches a railroad crossing, block traffic on the railroad crossing, and 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
特許文献1に示された踏切障害物検知装置は、回転駆動する距離センサからレーザ光やミリ波を踏切内に放射し、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、情報処理部は、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。また、踏切外の異なる3個所の隅にそれぞれ反射板を設け、情報処理部は反射板の反射信号に基づいて距離センサの回転方位と送受信性能のチェックを行い、踏切障害物検知装置全体の故障診断を行っている。
The crossing obstacle detection device disclosed in
特許文献2に示された踏切障害物検知装置は、ミリ波やマイクロ波を送受信するセンサと反射板を踏切道を挟んで設け、センサから踏切道にミリ波やマイクロ波を照射して反射板からの反射波を受信し、信号処理部で受信した反射波から反射板までの距離と反射強度を検出し、判定処理部は観測した反射板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。また、自己診断部は判定処理部からミリ波の反射位置までの距離と反射強度を入力し、反射強度が自然変動に応じて定めた所定範囲内を一定時間逸脱し、かつ反射位置までの距離が検知対象領域から逸脱した場合、装置に異常が生じたと判定している。
前記踏切障害物検知装置は、いずれも送信波と反射板からの反射波により検出した反射板までの距離や反射強度の変動から装置の異常の有無を判定しているが、内部の情報処理部や信号処理部等に異常が生じて装置は正常であることを示す信号を出力し続けると、その異常が検出できず、踏切道内の障害物を検知できなくなってしまうという短所がある。 Each of the level crossing obstacle detection devices determines whether there is an abnormality in the device from the distance to the reflection plate detected by the transmission wave and the reflection wave from the reflection plate and the fluctuation of the reflection intensity. If an abnormality occurs in the signal processing unit or the like and the signal indicating that the apparatus is normal is continuously output, the abnormality cannot be detected, and an obstacle in the railroad crossing cannot be detected.
この発明は、このような短所を改善し、簡単な構成で障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる障害物検知装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an obstacle detection device that improves such disadvantages and can reliably detect an obstacle by preventing erroneous detection of the obstacle with a simple configuration.
この発明の障害物検知装置は、送信部から出力する送信信号によりアンテナから送信波を送信し、その反射波を受信して受信部から出力される受信信号により信号処理部で障害物の有無を検出するレーダ送受信装置と、レーダ送受信装置と一定距離隔てて対向する位置に配置された基準反射体及び制御装置とを有する障害物検知装置において、前記レーダ送受信装置には、前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を断続する出力制限部を有し、前記制御装置は、送信制御部と制御論理部とを有し、前記送信制御部は前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号を前記レーダ送受信装置の出力制限部に出力し、前記制御論理部は前記レーダ送受信装置の信号処理部に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに、異常の有無を判定するとき前記送信制御部から前記出力制限部に出力している一定周期毎に断続する制御信号を確認し、前記出力制限部に出力している制御信号がオンして、送信信号を出力しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していないことを確認した場合及び前記信号処理部に受信信号を入力しているが、前記信号処理部で検出した前記基準反射体までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定することを特徴とする。
The obstacle detection device of the present invention transmits a transmission wave from an antenna by a transmission signal output from a transmission unit, receives the reflected wave, and determines whether there is an obstacle in a signal processing unit by a reception signal output from the reception unit. In the obstacle detection device having a radar transmission / reception device to be detected and a reference reflector and a control device disposed at a position facing the radar transmission / reception device at a predetermined distance, the radar transmission / reception device includes the antenna from the transmission unit. An output limiting unit that intermittently transmits a transmission signal to be output to the control unit, wherein the control device includes a transmission control unit and a control logic unit, and the transmission control unit is constant when determining whether or not the radar transmission / reception device is abnormal. A control signal that is intermittent at each cycle is output to the output limiting unit of the radar transmitting / receiving device, and the control logic unit outputs a control signal to the signal processing unit of the radar transmitting / receiving device. Controls the reception, check the control signal intermittently at fixed intervals that are output to the output limiting unit from the transmission control unit when determining the presence or absence of an abnormality, the control signal being outputted to the output limiting section Is turned on and when a transmission signal is output, it is confirmed that a reception signal is not input to the signal processing unit and a reception signal is input to the signal processing unit. When it is confirmed that the distance to the reference reflector and the reflection intensity detected in
前記障害物検知装置において、前記出力制限部に出力している制御信号がオフして、送信信号を遮断しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していることを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定することを特徴とする。
In the obstacle detection device, when the control signal output to the output restriction unit is off and the transmission signal is cut off, when confirming that the reception signal is input to the signal processing unit, It is determined that an abnormality has occurred in the radar transmission / reception apparatus .
この発明は、制御装置の制御論理部でレーダ送受信装置の異常の有無を判定するから、送信部と受信部だけでなく信号処理部に異常が生じたことを確実に検出することができ、障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる。 In this invention, since the control logic unit of the control device determines whether or not there is an abnormality in the radar transmission / reception device, it is possible to reliably detect that an abnormality has occurred not only in the transmission unit and the reception unit but also in the signal processing unit. It is possible to reliably detect an obstacle by preventing erroneous detection of the object.
図1は、この発明の障害物検知装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、障害物検知装置1は、レーダ送受信装置2と制御装置3及び基準反射体4を有する。レーダ送受信装置2は送信部5とスイッチ部6とアンテナ7と受信部8及び信号処理部9を有する。アンテナ7は、例えば列車が走行する軌道の踏切道に設けられた踏切遮断機の近傍に、歩行者や車両が検知できる一定高さで設置されている。基準反射体4は踏切道を挟んでアンテナ7と対向する位置で軌道の外側に配置されている。送信部5は短いパルスの繰り返し信号を送信信号として出力する。スイッチ部6は送信部5から出力される送信信号をアンテナ7に出力するとともに遮断する。アンテナ7は送信部5から出力されスイッチ部6を通って送られる送信信号によりミリ波やマイクロ波を送信し、基準反射体4からの反射波を受信して受信信号を出力する。受信部8はアンテナ7から出力される受信信号から雑音等を除去して所望の信号を分離して出力する。信号処理部9は送信部5から送信信号を出力させ、受信部8から受信信号を入力して基準反射体4までの距離と反射強度を検出し、検出した距離と反射強度の変動から障害物の有無を判定する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the obstacle detection apparatus of the present invention. As shown in the figure, the
制御装置3は制御論理部10と送信制御部11を有する。制御論理部10はレーダ送受信装置2の信号処理部9に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに信号処理部9からの信号と送信制御部11からの信号を入力してレーダ送受信装置2の異常の有無を判定する。送信制御部11はレーダ送受信装置2の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号をスイッチ部6に出力する。
The control device 3 includes a
この障害物検知装置1のレーダ送受信装置2における異常の有無を判定するときの処理を図2のフローチャートを参照して説明する。
A process for determining the presence / absence of an abnormality in the radar transmission /
制御装置3の制御論理部10は、信号処理部9に制御信号を出力して送信部5と受信部8を駆動させて送信部8から送信信号をスイッチ部6に出力させる(ステップS1)。この状態で制御論理部10は送信制御部11に異常診断信号を出力し、受信部8で基準反射体4からの反射波による受信信号が信号処理部9に入力して処理されるかどうかの異常診断処理に入る。送信制御部11は異常診断信号が入力するとスイッチ部6と制御論理部10に一定周期毎に断続する制御信号を出力する。スイッチ部6は入力した制御信号によりオン・オフして送信部5から出力している送信信号をアンテナ7に送り、アンテナ7から送信波を送信させ、送信している送信波を遮断させる(ステップS2)。制御論理部10は送信制御部11から出力される制御信号を入力してスイッチ部6をオンさせているかどうかを確認し(ステップS3)、スイッチ部6をオンさせて送信部8から出力している送信信号によりアンテナ7から送信している送信波による基準反射体4からの反射波をアンテナ7を介して受信部8で受信して受信信号が信号処理部9に入力しているかどうかを確認する(ステップS4)。この確認の結果、制御論理部10は信号処理部9に反射信号が所定時間入力していない場合は、レーダ送受信装置2に異常が発生したと判定する(ステップS5)。
The
また、制御論理部10は信号処理部9に基準反射体4からの反射信号が入力していることを確認すると、入力した受信信号により信号処理部9で検出した基準反射体4までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動しているかどうかを確認する(ステップS6)。制御論理部10は信号処理部9で検出した基準反射体4までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認すると、レーダ送受信装置2に異常が発生したと判定する(ステップS5)。また、制御論理部10は信号処理部9で検出した基準反射体4までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していることを確認すると、レーダ送受信装置2は正常に動作している判定する(ステップS7)。
When the
また、制御論理部10はスイッチ部6をオフさせて送信部8から出力している送信信号を遮断しでアンテナ7から送信波を送信していないとき(ステップS3)、信号処理部9に受信信号が入力しているか否を確認する(ステップS8)。この確認の結果、信号処理部9に受信信号が入力していない場合、レーダ送受信装置2は正常に動作している判定する(ステップS7)。また、制御論理部10は信号処理部9に受信信号が入力していることを確認すると、レーダ送受信装置2に異常が発生したと判定する(ステップS9)。
Further, when the
このように制御論理部10でレーダ送受信装置2の異常の有無を判定するから、送信部5と受信部8だけでなく信号処理部9に異常が生じたことを確実に検出することができ、障害物の誤検知を防いで確実に障害物を検知することができる。
Thus, since the
前記説明ではレーダ送受信装置2の異常の有無を診断するとき、送信制御部7でスイッチ部6を断続する制御信号によりオン・オフさせて送信部5から出力する送信信号をアンテナ7に出力したり遮断する場合について説明したが、図3のブロック図に示すように、送信部6の出力を制御する出力制御部12を設け、制御装置3の送信制御部11から出力される制御信号により出力制御部12で送信部5から出力する送信信号のレベルを可変制御して送信部5から出力する送信信号をアンテナ7に出力したり遮断しても良い。
In the above description, when diagnosing the presence / absence of an abnormality in the radar transmission /
また、前記説明では踏切の障害物を検知する場合について説明したが道路の横断歩道の人や自動車を検出する障害物検知装置にも同様に適用することができる。 In the above description, the case of detecting an obstacle at a railroad crossing has been described, but the present invention can be similarly applied to an obstacle detection device that detects a person or a car on a pedestrian crossing on a road.
1;障害物検知装置、2;レーダ送受信装置、3;制御装置、4;基準反射体、
5;送信部、6;スイッチ部、7;アンテナ、8;受信部、9;信号処理部、
10;制御論理部、11;送信制御部、12;出力制御部。
DESCRIPTION OF
5; Transmitter, 6; Switch, 7; Antenna, 8; Receiver, 9; Signal processor,
10; control logic unit; 11; transmission control unit; 12; output control unit.
Claims (2)
前記レーダ送受信装置には、前記送信部から前記アンテナに出力する送信信号を断続する出力制限部を有し、
前記制御装置は、送信制御部と制御論理部とを有し、前記送信制御部は前記レーダ送受信装置の異常の有無を判定するとき一定周期毎に断続する制御信号を前記レーダ送受信装置の出力制限部に出力し、前記制御論理部は前記レーダ送受信装置の信号処理部に対して制御信号を出力してレーダ送受信を制御するとともに、異常の有無を判定するとき前記送信制御部から前記出力制限部に出力している一定周期毎に断続する制御信号を確認し、前記出力制限部に出力している制御信号がオンして、送信信号を出力しているとき、前記信号処理部に受信信号を入力していないことを確認した場合及び前記信号処理部に受信信号を入力しているが、前記信号処理部で検出した前記基準反射体までの距離と反射強度が時刻変化や温度変化に伴い変動していないことを確認した場合、前記レーダ送受信装置に異常が発生したと判定することを特徴とする障害物検知装置。 A radar transmission / reception device that transmits a transmission wave from an antenna by a transmission signal output from a transmission unit, receives the reflected wave, and detects the presence or absence of an obstacle in a signal processing unit by a reception signal output from the reception unit; In an obstacle detection device having a reference reflector and a control device arranged at positions facing the device at a certain distance,
The radar transmission / reception device includes an output limiting unit that intermittently transmits a transmission signal output from the transmission unit to the antenna;
The control device includes a transmission control unit and a control logic unit, and the transmission control unit restricts the output of the radar transmission / reception device to a control signal that is intermittent at certain intervals when determining whether or not the radar transmission / reception device is abnormal. The control logic unit outputs a control signal to the signal processing unit of the radar transmission / reception device to control radar transmission / reception, and from the transmission control unit to the output limiting unit when determining the presence / absence of an abnormality. When the control signal output to the output limiting unit is turned on and the transmission signal is output, the received signal is sent to the signal processing unit. When it is confirmed that the signal is not input and the received signal is input to the signal processing unit, the distance to the reference reflector and the reflection intensity detected by the signal processing unit vary with time and temperature. Shi If it is confirmed that no obstacle detection apparatus characterized by determining that an abnormality has occurred in the radar transceiver.
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