JP5196198B2

JP5196198B2 - 遠隔監視システム

Info

Publication number: JP5196198B2
Application number: JP2010051723A
Authority: JP
Inventors: 亮五十嵐; 清英関本; 宏一郎永田; 豊久光
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP2011185764A

Description

本発明は、遠隔監視システムに関し、特にレーザレーダを用いた障害物検知装置に適した遠隔監視システムに関する。

レーザレーダを用いた障害物検知装置は、一般に、レーザ光を監視領域に照射するとともに反射光を受光して監視領域内の計測データを出力する計測手段と、計測データから障害物を検出する障害物検出手段と、障害物が検出された場合に警報信号を出力する出力手段と、を有している。かかる障害物検知装置を使用した監視システムには、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されたものが既に提案されている。

特許文献１に記載の監視システムでは、障害物検知装置とは別に監視領域を撮像するＣＣＤカメラ等により構成される撮像部を有している。かかる監視システムでは、障害物が検出されると、制御装置本体の表示部に撮像画像や警告を示す情報を表示したり、出力部によりインターネット等の通信網を介して外部の監視室に設置されたコンピュータに警報信号を出力したりしている。

また、特許文献２に記載の監視システムでは、障害物検知装置が故障しているか否かを確認する自己診断手段を備えている。かかる自己診断手段は、監視領域内の固定物体の一つを常時監視し、その監視結果に基づいてその特定の固定物体が同一位置に検出される場合には障害物検知装置の各構成部位が正常に作動中であると判断するように構成されている。なお、特許文献２には、診断結果をどこにどのように出力するのか明記されていないが、制御装置本体の表示部に警報発生装置が正常か否かの診断結果（すなわち、故障の有無）のみが出力されるものと推察される。

特開２００７−１１７７６号公報特開２００６−１１１１７７号公報

ところで、特許文献１に記載された監視システムでは、インターネット等の電気通信回線を利用して警報信号を外部のコンピュータに出力しており、いわゆる遠隔監視システムを構成している。しかしながら、かかる監視システムでは、障害物検知装置により検出された障害物の有無のみを報知する警報信号が外部のコンピュータに出力されている。遠隔監視システムの場合、監視員が障害物の存在を把握したとしても、どのような障害物であるか認識することができないため、監視領域まで障害物を確認しに行かなければならず、監視業務の効率が悪いという問題がある。

さらに、監視室と監視領域が離れている場合には、監視員が監視領域に辿り着くまでの間に障害物が除去又は移動してしまい、どのような障害物が存在していたのか把握することができないという問題がある。そこで、特許文献１に記載の監視システムでは、障害物検知装置とは別に監視領域を撮像するカメラを設置しているが、監視システムの設置及び運用のコストが増大するという問題がある。

また、特許文献２のように、故障診断機能を有する障害物検知装置を利用した監視システムでは、障害物検知装置の故障の有無のみを出力するのが一般的である。例えば、特許文献２に記載の監視システムでは、監視領域内の固定物体が同一位置に検出されるか否かにより故障の有無を判断しているが、その原因が計測手段の故障によるものであるのか又は監視環境の変化（例えば、霧の発生、降雪、降雨、レーザ光の遮り、計測手段の取付部変形等）によるものであるのかを区別することができない。したがって、障害物検知装置の故障が検出された場合には、監視員が監視領域まで状況を確認しに行かなければならず、監視業務の効率が悪いという問題があった。さらに、監視室と監視領域が離れている場合には、監視員が監視領域に到着するまでの間に監視環境が回復してしまい、異常の原因が何であったのかを把握することができないという問題もあった。

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、監視領域と監視室とが離れている場合であっても、低コストで監視業務を効率化することができ、障害物の内容や障害物検知装置の異常を的確に把握することができる遠隔監視システムを提供することを目的とする。

本発明によれば、レーザ光を監視領域に照射するとともに反射光を受光して監視領域内の計測データを出力する計測手段と、前記計測データから障害物を検出する障害物検出手段と、該障害物検出手段と電気通信回線を介して接続され前記障害物が検出された場合に警報信号を出力する出力手段と、を有する遠隔監視システムであって、前記計測データを単位時間毎に区切った計測データファイルを作成する計測データ処理手段と、前記計測データファイルを保存する記憶手段と、該記憶手段に保存された計測データファイルを前記出力手段に伝送する通信手段と、前記障害物検出手段に接続され前記監視領域を正常に監視することができない異常状態を検出する異常検出手段と、を備え、前記計測データ処理手段は、前記障害物が検出された場合に前記記憶手段から少なくとも障害物検出時の計測データを含む計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するとともに、前記通信手段は前記異常検出手段の検出結果を前記出力手段に伝送し、前記出力手段は前記検出結果を前記計測手段の故障と監視環境の変化とに区別して出力し、前記計測手段は、レーザ光及び反射光を透過する照射窓と、レーザ光を投光する投光部と、反射光を受光して受光信号を発信する受光部と、受光信号から前記監視領域内の物体の測定距離を含む前記計測データを作成して発信する信号処理部と、を有するレーザレーダヘッドにより構成されるとともに、前記投光部は、回転駆動されるポリゴンミラーと回動駆動される平面ミラーとにより構成される光学系により、略水平方向及び略鉛直方向にレーザ光を走査するように構成されており、さらに、前記異常検出手段は、前記投光部から照射されるレーザ光を前記レーザレーダヘッド内に配置された光ファイバに通過させて前記受光部に導いて、レーザ光の反射強度、平均距離及び計測点数を計測することにより前記投光部や前記受光部の故障を診断する内部光路診断、及び、スキャン点数、スキャン回転速度、スイング角度及び１フレーム周期のデータを計測することにより前記ポリゴンミラーや前記平面ミラーの動作が正常か否か診断する計測動作診断に基づいて前記計測手段の故障を診断するとともに、前記監視領域内に配置した評価用反射体の反射強度を計測することによりレーザ光の減衰率を診断する光減衰率診断、レーザ光の計測点数及び計測距離により前記照射窓が遮られているか否かを診断する遮り診断、及び、前記監視領域内に配置した評価用反射体の位置を計測することにより前記監視領域とレーザ光の照射領域とが一致しているか否かを診断することによって前記レーザレーダヘッドの取付姿勢が変化していないか否かを診断する取付部変形診断に基づいて前記監視環境の変化を診断する、ことを特徴とする遠隔監視システムが提供される。

前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に後の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するように構成されていてもよい。さらに、前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に前の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するように構成されていてもよい。

前記異常検出手段が前記計測データ処理手段に接続されており、前記計測データ処理手段は、前記異常状態が検出された場合に前記記憶手段から少なくとも異常状態検出時の計測データを含む計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するように構成されていてもよい。

また、前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に後の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するように構成されていてもよい。さらに、前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に前の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するように構成されていてもよい。

上述した本発明の遠隔監視システムによれば、計測データを単位時間毎に区切った計測データファイルを作成し、障害物を検出した場合や監視領域を正常に監視することができない異常状態を検出した場合にその時の計測データを含む計測データファイルを抽出して伝送することにより、計測データを常時伝送する必要がなく、有事のみ計測データを伝送することができ、通信負荷を低減することができ、監視領域と監視室とが離れている場合であっても、監視システムの設置及び運用のコストを抑制することができる。特に、踏切等の通信インフラが整備されていない場所に監視システムを設置する場合に有効である。

また、計測データを伝送先で再現することにより障害物の把握が可能であり、障害物検知装置とは別にＣＣＤカメラ等の撮像装置を設置する必要がなく、監視システムの設置及び運用のコストを低減することができる。

また、出力手段により異常状態を計測手段の故障と監視環境の変化とに区別して出力するようにしたことにより、監視領域を正常に監視できない原因を容易に判断することができる。

したがって、上述した本発明の遠隔監視システムによれば、監視領域と監視室とが離れている場合であっても、低コストで監視業務を効率化することができ、障害物の内容や障害物検知装置の異常を的確に把握することができる。

本発明に係る遠隔監視システムの基礎となる参考形態を示す全体構成図である。図１に示す遠隔監視システムに使用される障害物検知装置の一例を示す概略構成図である。計測データ処理手段の機能を説明する概念図であり、（Ａ）は計測データＤの保存方法、（Ｂ）は計測データＤの抽出方法、（Ｃ）は計測データＤの抽出方法の変形例、を示している。本発明に係る遠隔監視システムの実施形態を示す全体構成図である。出力手段の出力表示画面の一部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る遠隔監視システムの基礎となる参考形態を示す全体構成図である。

図１に示した本発明に係る遠隔監視システムの基礎となる参考形態は、レーザ光Ｌを監視領域に照射するとともに反射光Ｒを受光して監視領域内の計測データＤを出力する計測手段１と、計測データＤから障害物を検出する障害物検出手段２と、障害物検出手段２と電気通信回線Ｎを介して接続され障害物が検出された場合に警報信号を出力する出力手段３と、計測データＤを単位時間Δｔ毎に区切った計測データファイルＦを作成する計測データ処理手段４と、計測データファイルＦを保存する記憶手段５と、記憶手段５に保存された計測データファイルＦを出力手段３に伝送する通信手段６と、を備え、計測データ処理手段４は、障害物が検出された場合に記憶手段５から少なくとも障害物検出時ｔｎの計測データＤを含む計測データファイルＦnを抽出して通信手段６により出力手段３に伝送することを特徴とする。

前記計測手段１及び前記障害物検出手段２は、いわゆる障害物検知装置を構成する。ここで、図２は、図１に示す遠隔監視システムの基礎となる参考形態に使用される障害物検知装置の一例を示す概略構成図である。図２に示したように、障害物検知装置は、計測手段１を構成するレーザレーダヘッド１１と、障害物検出手段２を搭載した制御装置２１と、を有している。

レーザレーダヘッド１１は、レーザ光Ｌ及び反射光Ｒを透過する照射窓Ｗと、レーザ光Ｌを投光する投光部１２と、反射光Ｒを受光して受光信号Ｓｒを発信する受光部１３と、受光信号Ｓｒから物体の測定距離を含む計測データＤを作成して発信する信号処理部１４と、を有している。

投光部１２は、監視領域にレーザ光Ｌを照射する部品である。かかる投光部１２は、例えば、光源となるレーザダイオード１２ａと、レーザ光Ｌをコリメートする投光レンズ１２ｂと、レーザダイオード１２ａを操作するＬＤドライバ１２ｃとから構成される。ＬＤドライバ１２ｃは、信号処理部１４からのトリガー信号Ｓｔに基づいてレーザ光Ｌを発光するようにレーザダイオード１２ａを操作し、レーザ光Ｌの投光と同時にパルス状の投光同期信号Ｓｓを信号処理部１４に発信する。なお、投光同期信号Ｓｓは、トリガー信号Ｓｔにより代用するようにしてもよい。

また、投光レンズ１２ｂを透過したレーザ光Ｌは、回転駆動されるポリゴンミラー１５と回動駆動される平面ミラー１６とにより構成される光学系により、略水平方向及び略鉛直方向に走査されるように構成している。ポリゴンミラー１５は、例えば、六面体の四側面が鏡面化されており、対峙する二面（上下面）の中心を回転軸として駆動モータ１５ａにより回転されるように構成されている。駆動モータ１５ａは、モータドライバ１５ｂにより操作される。平面ミラー１６は、例えば、駆動モータ１６ａにより回動される回動軸の側面に接続されている。駆動モータ１６ａは、モータドライバ１６ｂにより操作される。また、モータドライバ１５ｂ，１６ｂは、信号処理部１４からの制御信号Ｓｍにより制御されるとともに、スキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Ｓｃを信号処理部１４に発信する。なお、かかる光学系は単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。

受光部１３は、監視領域に照射されたレーザ光Ｌの反射光Ｒを受光する部品である。かかる受光部１３は、例えば、反射光Ｒを集光する受光レンズ１３ａと、集光された反射光Ｒを受光して電圧に変換するフォトダイオード等の光電変換素子や増幅器等を有する受光部本体１３ｂとから構成される。レーザレーダヘッド１１の照射窓Ｗを透過した反射光Ｒは、ポリゴンミラー１５及び平面ミラー１６を介して受光レンズ１３ａに導かれる。そして、反射光Ｒを受光した受光部本体１３ｂは、電圧値に変換された受光信号Ｓｒを信号処理部１４に発信する。なお、投光部１２及び受光部１３は、投光軸と受光軸とが一致するように一体に構成するようにしてもよい。

信号処理部１４は、測定距離、受光強度、投光条件、入出力接点信号等のデータを含む計測データＤを発信する部品である。信号処理部１４は、主信号処理部１４ａと時間計測部１４ｂとを有する。主信号処理部１４ａは、トリガー信号Ｓｔの発信、モータドライバ１５ｂ，１６ｂの制御信号Ｓｍの発信、スキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Ｓｃの受信、時間計測部１４ｂからの信号（受光強度信号Ｓｑ及び飛行時間信号Ｓｄ）の受信、計測データＤの発信等の処理を行う。また、時間計測部１４ｂは、時間を計測する時計機能を有しており、投光同期信号Ｓｓの受信により時間の計測を開始し、受光信号Ｓｒを受信した時間を把握する。したがって、時間計測部１４ｂでは、投光されたレーザ光Ｌが、物体に反射して受光されるまでの飛行時間を計測することができ、その結果を飛行時間信号Ｓｄとして主信号処理部１４ａに発信する。また、時間計測部１４ｂは、受光信号Ｓｒから所望の受光強度を有する受光信号Ｓｒを選択する弁別機能や、受光信号Ｓｒのうち飛行時間の短いものを除外するゲート機能を有していてもよい。かかる弁別機能やゲート機能により、ノイズを効率よく排除することができる。主信号処理部１４ａは、飛行時間信号Ｓｄを（光の速度）×（飛行時間）／２の計算式により距離データに変換し、受光強度信号Ｓｑ、スキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Ｓｃ等と共に計測データＤを作成し、制御装置２１に計測データＤを発信する。

制御装置２１は、障害物検出手段２を搭載したコンピュータである。かかる制御装置２１は、障害物検出機能の他に、障害物検出手段２の検出結果を近接して配置されたディスプレイ、プリンタ、警報機等の外部機器２２に出力する機能、ポリゴンミラー１５のスキャン角度やスキャン速度、平面ミラー１６のスイング角度やスイング速度、レーザ光Ｌのトリガー信号Ｓｔの発信タイミング等の条件設定を行い、これらの制御条件Ｓｈを信号処理部１４に発信する機能等を有している。

前記障害物検出手段２は、計測データＤに含まれる測定距離を水平走査角度及び垂直走査角度を表す平面上に濃淡画像又は多色画像として投影することにより距離画像を生成し、監視領域における障害物の有無、障害物の位置や大きさ等を分析するプログラムにより構成される。このとき、障害物が存在していない監視領域の距離画像（デフォルト画像）と比較したり、計測したくない物体が監視領域に含まれる場合にはマスク処理を施したりすると効果的である。特に、図１に示したように、踏切設備７又はその制御室から踏切制御条件を入手することにより、踏切を通過する電車をマスク処理して障害物として認識しないようにすることができる。また、障害物検出手段２は、計測データＤに含まれる受光強度の強弱を水平走査角度及び垂直走査角度を表す平面上に濃淡画像として投影することにより受光強度画像を生成し、天候の変化や計測手段の故障等による監視環境の変化を把握するようにしてもよい。かかる受光強度画像を生成することにより、より正確に障害物の有無を検出することができる。

前記出力手段３は、インターネット等の電気通信回線Ｎを介して接続されたコンピュータであり、監視領域を目視で確認できない程度の遠隔地に配置された監視室３１に設置されている。ここで、「監視領域を目視で確認できない程度の遠隔地」とは、物理的に距離が離れている場合の他に、ビル等の建物の介在により監視領域を目視で確認できない場合も含む趣旨である。また、電気通信回線Ｎとは、通信プロトコルＴＣＰ／ＩＰを用いて種々の通信回線（電話回線やＩＳＤＮ回線、ＡＤＳＬ回線などの公衆回線、専用回線、無線通信網）を相互に接続して構築される分散型のＩＰ網を意味し、イントラネット（企業内ネットワーク）や家庭内ネットワーク等のＬＡＮも含まれる。また、出力手段３は、例えば、ＣＰＵ等により構成される制御装置３２、ＨＤＤ等により構成される記憶手段３３、ディスプレイ、プリンタ、警報機等の外部機器３４により構成される。

前記計測データ処理手段４は、障害物検出手段２から受け取った計測データＤを記憶手段５に保存したり、記憶手段５から所定の計測データＤを抽出して通信手段６を介して出力手段３に伝送したりするプログラムにより構成される。記憶手段５は、例えば、ＨＤＤ等の記憶装置であり、制御装置２１に外付けされたものであってもよいし、制御装置２１に内蔵されたものであってもよい。また、通信手段６は、例えば、モデムやルータ等の通信機器であり、有線接続タイプであっても無線接続タイプであってもよい。ここで、図３は、計測データ処理手段の機能を説明する概念図であり、（Ａ）は計測データＤの保存方法、（Ｂ）は計測データＤの抽出方法、（Ｃ）は計測データＤの抽出方法の変形例、を示している。

図３（Ａ）に示すように、計測データ処理手段４は、計測データＤを単位時間Δｔ毎に区切った計測データファイルＦを作成して時系列に記憶手段５に保存する。単位時間Δｔは、例えば、１５秒〜３分程度の時間に設定され、好ましくは３０秒〜１分程度の時間に設定することが好ましい。また、単位時間Δｔは、レーザ光Ｌが監視領域の全体を走査するフレーム数を基準にして、例えば、５０フレーム単位や１００フレーム単位で設定するようにしてもよい。今、計測データ処理手段４が、計測データＤを単位時間Δｔ毎に区切った計測データファイルＦ_n-3，Ｆ_n-2，Ｆ_n-1，Ｆ_n，Ｆ_n+1，Ｆ_n+2，Ｆ_n+3，Ｆ_n+4，Ｆ_n+5，Ｆ_n+6，Ｆ_n+7，・・・を作成して記憶手段５に保存したものとする。

そして、時間ｔｎに障害物が検出された場合には、図３（Ｂ）に示すように、計測データ処理手段４は、記憶手段５から少なくとも障害物検出時ｔｎ（＝時間ｔｎ）の計測データＤを含む計測データファイルＦ_nを抽出して伝送する。ここでは、図３（Ｂ）において網掛けした計測データファイルＦ_n〜Ｆ_n+5を抽出して伝送している。このように、障害物検出時ｔｎの計測データＤを含む計測データファイルＦ_nを抽出して伝送することにより、障害物を検出した時点の監視画像を遠隔地から閲覧することができる。特に、データ量の多い計測データＤを常時伝送するのではなく、障害物検出時のみ計測データＤを伝送するようにしていることから、通信負荷を低減することができ、踏切等の通信インフラが整備されていない場所に監視システムを設置する場合に有効である。また、計測データＤを出力手段３で再現することにより障害物の把握が可能であり、障害物検知装置とは別にＣＣＤカメラ等の撮像装置を設置する必要がなく、監視システムの設置及び運用のコストを低減することができる。さらに、監視員が監視領域に赴く機会を低減することができ、監視業務の効率化を図ることができる。なお、ここでは、複数の計測データファイルＦ_n〜Ｆ_n+5を抽出しているが、計測データファイルＦ_nのみを抽出して伝送するようにしてもよいことは勿論である。

また、図３（Ｂ）に示したように、障害物検出時ｔｎの計測データＤを含む計測データファイルＦ_nよりも時系列的に後の計測データファイルＦ_n+1〜Ｆ_n+5を抽出して通信手段６により出力手段３に伝送することにより、障害物が検出されてから一定の時間の監視画像を閲覧することができ、障害物の挙動や軌跡を把握することができ、利便性に優れる。なお、ここでは、五個の計測データファイルＦ_n+1〜Ｆ_n+5を抽出しているが、これに限定されるものではなく任意の個数を設定することができる。

さらに、図３（Ｃ）に示すように、計測データ処理手段４は、障害物検出時ｔｎの計測データＤを含む計測データファイルＦ_nよりも時系列的に前の計測データファイルＦ_n-2〜Ｆ_n-1を抽出して通信手段６により出力手段３に伝送するようにしてもよい。このように構成することにより、障害物が検出される前の一定の時間の監視画像を閲覧することができ、障害物が生じる兆候や原因を把握することができ、利便性に優れる。なお、ここでは、二個の計測データファイルＦ_n-2〜Ｆ_n-1を抽出しているが、これに限定されるものではなく任意の個数を設定することができる。

次に、本発明に係る遠隔監視システムの実施形態について説明する。ここで、図４は、本発明に係る遠隔監視システムの実施形態を示す全体構成図である。なお、図１に示した参考形態と同じ部分については、同じ符号を付し重複した説明を省略する。

図４に示した本発明に係る遠隔監視システムの実施形態は、障害物検出手段２に接続され監視領域を正常に監視することができない異常状態を検出する異常検出手段８を備え、通信手段６は異常検出手段８の検出結果を出力手段３に伝送し、出力手段３は検出結果を計測手段１の故障と監視環境の変化とに区別して出力することを特徴とする。他の部分については、上述した参考形態と同様の構成であるため詳細な説明を省略する。なお、異常検出手段８は、例えば、障害物検出手段２と同様に、制御装置２１に搭載されたプログラムにより実行される。

前記異常検出手段８は、例えば、内部光路診断又は計測動作診断に基づいて計測手段１の故障を診断するように構成されている。また、異常検出手段８は、例えば、光減衰率診断、遮り診断又は取付部変形診断のいずれか又はその組合せに基づいて監視環境の変化を診断するように構成されている。ここで、図５は、出力手段３の出力表示画面３４ａの一部を示す図である。出力表示画面３４ａは、例えば、外部機器３４のディスプレイ画面等に出力される。

図５に示すように、出力表示画面３４ａは、レーザレーダヘッド１１（計測手段１）の故障の有無を表示する計測手段故障表示部３４ｂと、監視環境の変化を表示する監視環境変化表示部３４ｃと、を有する。なお、監視環境とは、例えば、霧の発生、降雪、降雨、レーザ光Ｌの遮り（虫や異物の付着、照射窓Ｗの汚れ等）、計測手段１の取付部変形（レーザレーダヘッド１１を固定する支柱の傾倒や屈曲、レーザレーダヘッド１１の取付姿勢の傾き等）等の監視領域及び計測手段１の周辺環境を含む趣旨である。

計測手段故障表示部３４ｂは、例えば、内部光路診断結果表示部３４ｄ及び計測動作診断結果表示部３４ｅを有する。内部光路診断は、投光部１２から照射されるレーザ光Ｌをレーザレーダヘッド１１内に配置された光ファイバに通過させて受光部１３に導き、そのレーザ光Ｌの反射強度、平均距離、計測点数等を計測することにより、投光部１２や受光部１３の故障を診断する。光ファイバの距離が定まっていることから、計測値を基準値や初期値と比較することにより、正常にレーザ光Ｌが投受光されているか否かを診断することができる。図示しないが、光ファイバは、入光部及び出光部を有し、レーザ光Ｌの水平方向の計測角度範囲から外れた位置に入光部が配置され、光ファイバから投光されるレーザ光Ｌを受光部１３（受光部本体１３ｂ）で受光できる位置に出光部が配置される。診断結果は、例えば、表示灯Ｐ及びデータ窓Ｑにより表示される。表示灯Ｐは、故障の有無を光の色で表示するものであり、例えば、正常を青、異常を赤、未診断を黄のように多色で表現してもよいし、光の濃淡や強度によりこれらを区別できるようにしてもよい。データ窓Ｑには、計測した数値が表示される。データ窓Ｑを備えることにより、例えば、異常検出手段８の故障を把握したり、表示灯Ｐの故障をチェックしたりすることができる。

計測動作診断は、例えば、スキャン点数、スキャン回転速度、スイング角度、１フレーム周期等のデータを計測することにより、ポリゴンミラー１５や平面ミラー１６の動作が正常か否か診断する。スキャン点数、スキャン回転速度、スイング角度、１フレーム周期等の動作条件は既定の初期値や監視領域毎の基準値に設定されるものであるため、計測値を基準値や初期値と比較することにより、正常にポリゴンミラー１５や平面ミラー１６が動作しているか否かを診断することができる。これらの数値に異常が見られた場合には、ポリゴンミラー１５及び平面ミラー１６の制御回路の故障、駆動モータ１５ａ，１６aの故障、モータドライバ１５ｂ，１６ｂの故障等が考えられる。なお、診断結果は表示灯Ｐやデータ窓Ｑにより表示される。

監視環境変化表示部３４ｃは、例えば、光減衰率診断結果表示部３４ｆ、遮り診断結果表示部３４ｇ及び取付部変形診断結果表示部３４ｈを有する。光減衰率診断は、監視領域内に配置した評価用反射体Ａ〜Ｅの反射強度を計測することによりレーザ光Ｌの減衰率を計測している。一般に、評価用反射体Ａ〜Ｅは監視領域内に複数配置され、計測手段１からの水平角度又は垂直角度を変化させた位置に配置され、さらに距離を変化させて配置するようにしてもよい。かかる光減衰率診断によれば、豪雨、豪雪、濃霧等の天候の変化により、正常に障害物を検出することができない異常状態であることを把握することができる。また、レーザ光Ｌの減衰の原因が天候であると考えられない場合には、評価用反射体Ａ〜Ｅの破損、汚損、剥離、遮り等が原因であると考えられる。なお、診断結果は表示灯Ｐにより表示される。

遮り診断は、レーザ光Ｌの計測点数や計測距離等によりレーザレーダヘッド１１の照射窓Ｗが遮られているか否かを診断する。かかる遮り診断によれば、異物（新聞紙、洗濯物等）、虫、小動物、植物等の照射窓Ｗへの付着、照射窓Ｗの汚れ、照射窓Ｗの近傍における大型車や列車の停止により、正常に障害物を検出することができない異常状態であることを把握することができる。なお、診断結果は表示灯Ｐにより表示される。

取付部変形診断は、監視領域内に配置した評価用反射体Ａ〜Ｅの位置を計測することにより監視領域とレーザ光Ｌの照射領域とが一致しているか否か、すなわち、レーザレーダヘッド１１の取付姿勢が変化していないか否かを診断する。かかる取付部変形診断によれば、レーザレーダヘッド１１を固定する支柱の傾倒や屈曲、雲台、取付台、取付金具等の固定ボルトが緩んで生じたレーザレーダヘッド１１の取付姿勢の傾き等により、正常に監視領域を監視できない異常状態であることを把握することができる。この取付部変形の原因を修正した場合には、監視領域にレーザ光Ｌを照射して動作パラメータを再設定する必要がある。また、取付部変形診断における異常状態の原因がレーザレーダヘッド１１の取付姿勢であると考えられない場合には、評価用反射体Ａ〜Ｅの破損、剥離、遮り等が原因であると考えられる。なお、診断結果は表示灯Ｐにより表示される。

出力表示画面３４ａは、上述した計測手段故障表示部３４ｂ及び監視環境変化表示部３４ｃの他に、制御器の接点入出力診断や通信異常診断等の表示部を有していてもよいし、障害物検知や故障のレベル（重故障、軽故障等）を表示できるようにしてもよい。なお、重故障とは障害物検知機能が発揮できない場合、軽故障とは重故障に発展する可能性が認められる場合を意味している。

図４に示したように、異常検出手段８が計測データ処理手段４に接続されている場合には、障害物検出時と同様に、異常状態が計測データ処理手段４が検出された場合に記憶手段５から少なくとも異常状態検出時（例えば、時間ｔｎ）の計測データＤを含む計測データファイルＦ_nを抽出して通信手段６により出力手段３に伝送するように構成してもよい。このように、異常状態検出時の計測データＤを含む計測データファイルＦ_nを抽出して伝送することにより、異常状態を検出した時点の監視画像を遠隔地から閲覧することができる。特に、データ量の多い計測データＤを常時伝送するのではなく、異常状態検出時のみ計測データＤを伝送するようにしていることから、通信負荷を低減することができ、踏切等の通信インフラが整備されていない場所に監視システムを設置する場合に有効である。

また、障害物検出時と同様に、計測データ処理手段４は、異常状態検出時の計測データＤを含む計測データファイルＦ_nよりも時系列的に後の計測データファイルＦ_n+1〜Ｆ_n+5を抽出して通信手段６により出力手段３に伝送するようにしてもよいし、異常状態検出時の計測データＤを含む計測データファイルＦ_nよりも時系列的に前の計測データファイルＦ_n-2〜Ｆ_n-1を抽出して通信手段６により出力手段３に伝送するようにしてもよい。このように構成することにより、異常状態が検出されてから一定の時間の監視画像や異常状態が検出される前の一定の時間の監視画像を閲覧することができ、異常状態の時間経過や異常状態が生じる兆候や原因を把握することができ、利便性に優れる。

上述した本実施形態に係る遠隔監視システムによれば、障害物を検出した場合や監視領域を正常に監視することができない異常状態を検出した場合にその時の計測データＤを含む計測データファイルＦnを抽出して伝送することにより、計測データＤを常時伝送する必要がなく、有事（障害物検出時又は異常状態検出時）のみ計測データＤを伝送することができ、通信負荷を低減することができ、監視領域と監視室とが離れている場合であっても、監視システムの設置及び運用のコストを抑制することができる。特に、踏切等の通信インフラが整備されていない場所に監視システムを設置する場合に有効である。なお、障害物検出手段２による障害物の有無や異常検出手段８による異常状態の検出に関するデータについては、電気通信回線Ｎを通じて常時出力手段３に伝送し、リアルタイム状態表示させることが好ましい。

また、出力手段３により異常状態を計測手段１の故障と監視環境の変化とに区別して出力するようにしたことにより、監視領域を正常に監視できない原因を容易に判断することができ、監視員が監視領域に赴く機会を低減することができる。したがって、監視領域と監視室とが離れている場合であっても、低コストで監視業務を効率化することができ、障害物の内容や障害物検知装置の異常を的確に把握することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、電気通信回線Ｎに複数の障害物検知装置が接続されていてもよいし、電気通信回線Ｎに複数の出力手段３が接続されていてもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１…計測手段
２…障害物検出手段
３…出力手段
４…計測データ処理手段
５…記憶手段
６…通信手段
７…踏切設備
８…異常検出手段
１１…レーザレーダヘッド
１２…投光部
１２ａ…レーザダイオード
１２ｂ…投光レンズ
１２ｃ…ドライバ
１３…受光部
１３ａ…受光レンズ
１３ｂ…受光部本体
１４…信号処理部
１４ａ…主信号処理部
１４ｂ…時間計測部
１５…ポリゴンミラー
１５ａ，１６a…駆動モータ
１５ｂ，１６ｂ…モータドライバ
１６…平面ミラー
２１…制御装置
２２…外部機器
３１…監視室
３２…制御装置
３３…記憶手段
３４…外部機器
３４ａ…出力表示画面
３４ｂ…計測手段故障表示部
３４ｃ…監視環境変化表示部
３４ｄ…内部光路診断結果表示部
３４ｅ…計測動作診断結果表示部
３４ｆ…光減衰率診断結果表示部
３４ｇ…診断結果表示部
３４ｈ…取付部変形診断結果表示部

Claims

レーザ光を監視領域に照射するとともに反射光を受光して監視領域内の計測データを出力する計測手段と、前記計測データから障害物を検出する障害物検出手段と、該障害物検出手段と電気通信回線を介して接続され前記障害物が検出された場合に警報信号を出力する出力手段と、を有する遠隔監視システムであって、
前記計測データを単位時間毎に区切った計測データファイルを作成する計測データ処理手段と、前記計測データファイルを保存する記憶手段と、該記憶手段に保存された計測データファイルを前記出力手段に伝送する通信手段と、
前記障害物検出手段に接続され前記監視領域を正常に監視することができない異常状態を検出する異常検出手段と、を備え、
前記計測データ処理手段は、前記障害物が検出された場合に前記記憶手段から少なくとも障害物検出時の計測データを含む計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送するとともに、前記通信手段は前記異常検出手段の検出結果を前記出力手段に伝送し、前記出力手段は前記検出結果を前記計測手段の故障と監視環境の変化とに区別して出力し、
前記計測手段は、レーザ光及び反射光を透過する照射窓と、レーザ光を投光する投光部と、反射光を受光して受光信号を発信する受光部と、受光信号から前記監視領域内の物体の測定距離を含む前記計測データを作成して発信する信号処理部と、を有するレーザレーダヘッドにより構成されるとともに、前記投光部は、回転駆動されるポリゴンミラーと回動駆動される平面ミラーとにより構成される光学系により、略水平方向及び略鉛直方向にレーザ光を走査するように構成されており、
さらに、前記異常検出手段は、前記投光部から照射されるレーザ光を前記レーザレーダヘッド内に配置された光ファイバに通過させて前記受光部に導いて、レーザ光の反射強度、平均距離及び計測点数を計測することにより前記投光部や前記受光部の故障を診断する内部光路診断、及び、スキャン点数、スキャン回転速度、スイング角度及び１フレーム周期のデータを計測することにより前記ポリゴンミラーや前記平面ミラーの動作が正常か否か診断する計測動作診断に基づいて前記計測手段の故障を診断するとともに、前記監視領域内に配置した評価用反射体の反射強度を計測することによりレーザ光の減衰率を診断する光減衰率診断、レーザ光の計測点数及び計測距離により前記照射窓が遮られているか否かを診断する遮り診断、及び、前記監視領域内に配置した評価用反射体の位置を計測することにより前記監視領域とレーザ光の照射領域とが一致しているか否かを診断することによって前記レーザレーダヘッドの取付姿勢が変化していないか否かを診断する取付部変形診断に基づいて前記監視環境の変化を診断する、ことを特徴とする遠隔監視システム。
前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に後の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送する、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔監視システム。
前記計測データ処理手段は、前記障害物検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に前の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送する、ことを特徴とする請求項２に記載の遠隔監視システム。
前記異常検出手段が前記計測データ処理手段に接続されており、前記計測データ処理手段は、前記異常状態が検出された場合に前記記憶手段から少なくとも異常状態検出時の計測データを含む計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送する、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔監視システム。
前記計測データ処理手段は、前記異常状態検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に後の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送する、ことを特徴とする請求項４に記載の遠隔監視システム。
前記計測データ処理手段は、前記異常状態検出時の計測データを含む計測データファイルよりも時系列的に前の計測データファイルを抽出して前記通信手段により前記出力手段に伝送する、ことを特徴とする請求項５に記載の遠隔監視システム。