JP7140535B2 - 物体検知システム - Google Patents

Description

本発明は、物体検知システムに関する。

鉄道車両等の専用路を走行する車両の運転を自動化するために、走行時の前方の障害物検知を行う技術が検討されている。線路等の専用路の周辺に監視装置を設置する地上監視と、車両にて監視を行う車上監視が考えられる。特許文献１には、車上監視として、鉄道車両にカメラを搭載して障害物検知を行うことが記載されている。

特開２０１６－５２８４９号公報

車上監視では、走行中に継続的に車両の通過領域を設定し、当該通過領域内での障害物の有無を判定する。ただし、霧の発生時や逆光等の環境条件においては、車両の通過領域を正しく設定することが困難な場合がある。

上記の背景に鑑み、本発明は、環境条件に左右されずに車両の通過領域の設定を可能とする手段を提供する。

上述した課題を解決するために、本発明は、専用路を走行する車両に配置されたセンサによって物体及び前記専用路の左右方向における所定位置に設置された基準物を検知し、検知した前記基準物の前記専用路の左右方向における位置に基づき前記車両の通過領域を示す枠を設定し、検知した前記物体の位置が設定した前記枠内であるか否かを判定する物体検知システムを第１の態様として提供する。

第１の態様の物体検知システムによれば、環境条件に左右されずに車両の通過領域を示す枠の設定が可能となる。

第１の態様の物体検知システムにおいて、前記基準物を検知するセンサと前記物体を検知するセンサが異なる方式のセンサである、という構成が第２の態様として採用されてもよい。

第２の態様の物体検知システムによれば、基準物と検知対象の物体の特性に応じた方式のセンサを個別に選択することにより、高い精度で障害物の検知が可能となる。

第２の態様の物体検知システムにおいて、複数の基準物の各々に関し当該基準物に応じた枠を記憶している記憶装置から、前記センサによって検知した前記基準物の位置に応じた枠を読み出し、当該読み出した枠を前記判定に用いる、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

第３の態様の物体検知システムによれば、検知した基準物の左右方向の位置が不正確でも、基準物までの距離が正確に分かれば、通過領域を示す枠を正しく設定することができる。

第３の態様の物体検知システムにおいて、前記車両の位置を特定し、当該位置に基づき、前記センサが検知した前記基準物が前記複数の基準物のいずれであるかを特定する、という構成が第４の態様として採用されてもよい。

第４の態様の物体検知システムによれば、車両の位置の特定において車両の走行方向が高い精度で特定できない場合であっても、複数の基準物から検知した基準物を正しく特定することで、通過領域の枠を正しく設定することができる。

第４の態様の物体検知システムにおいて、前記複数の基準物の各々に配置され、配置された基準物の識別情報を近距離無線で送信するタグと、前記車両に配置され、前記タグから送信される識別情報を受信するレシーバとによって、前記車両の位置を特定する、という構成が第５の態様として採用されてもよい。

第５の態様の物体検知システムによれば、車両が走行している位置を容易に特定することができ、位置に応じた枠を正しく設定することができる。

一実施形態に係る物体検知システムの全体構成を模式的に示した図。 一実施形態に係る物体検知システムのハードウェア構成を示したブロック図。 一実施形態に係る地上マーカの構成を示した図。 一実施形態に係るデータ処理装置の機能的構成を示したブロック図。 一実施形態に係るデータ処理装置が記憶する通過領域枠ＤＢのデータ構成を例示した図。 一実施形態に係るデータ処理装置が事前走行時に行う処理のフローを示した図。 一実施形態に係るデータ処理装置が通常走行時に行う処理のフローを示した図。

［実施形態］
以下に本発明の一実施形態に係る物体検知システム１を説明する。図１は、物体検知システム１の全体構成を模式的に示した図である。物体検知システム１は、鉄道車両１１（専用路を走行する車両の一例）の走行中に、鉄道車両１１の通過領域内に物体ＯＢが存在する場合に、その物体ＯＢを障害物として検知するシステムである。なお、ここでの物体ＯＢは、車や人、落石や動物のように、ある程度以上の大きさがあり、通過領域内にあれば鉄道車両１１の走行に影響を与える可能性のある物である。

鉄道車両１１は、軌道１２（専用路の一例）の上を走行する。鉄道車両１１には、物体検知システム１を動作させるためのデータ処理装置２１が搭載されている。鉄道車両１１の走行方向の前側には、センサ２２が設けられている。

軌道１２の左側及び右側には、軌道１２に沿って一定間隔で地上マーカ１３Ａ又は地上マーカ１３Ｂ（以下、地上マーカ１３Ａと地上マーカ１３Ｂを地上マーカ１３と総称する）が設置されている。地上マーカ１３の左右方向における設置位置は、建築限界ＰＰの左右の端部の位置である。

建築限界ＰＰは、法令等により定められている、軌道１２周辺の構造物を設置してはならない範囲である。本実施形態では、鉄道車両１１の通過領域として建築限界ＰＰを用いるものとする。

地上マーカ１３Ａは軌道１２が直線状となっている区間に設置され、地上マーカ１３Ｂは、軌道１２が曲線状となっている区間に設置されている。地上マーカ１３Ｂの走行方向における設置の間隔は、地上マーカ１３Ａの走行方向における設置の間隔よりも短い。

図２は、物体検知システム１のハードウェア構成を示したブロック図である。データ処理装置２１のハードウェアはコンピュータであり、プロセッサ２１１と、メモリ２１２と、インタフェース２１３を備える。

プロセッサ２１１は、メモリ２１２に記憶されているプログラムに従った処理を実行することによって、データ処理装置２１の各部の動作を制御する。メモリ２１２は各種データを記憶する。インタフェース２１３は、センサ２２、リーダ２３、タコジェネレータ２４、ブレーキ制御装置２５と接続されており、これらの装置とプロセッサ２１１との間のデータの受け渡しを行う。

メモリ２１２には、鉄道車両１１の異なる走行位置の各々における通過領域（本実施形態においては建築限界ＰＰ）の範囲を示す通過領域枠の情報を格納するデータベースである通過領域枠ＤＢが記憶されている。

センサ２２は、レーダ２２１、レーザ２２２、カメラ２２３を備えている。各々が地上マーカ１３を検知可能であり、かつ、鉄道車両１１の前方にある物体ＯＢを検知可能である。

レーダ２２１は、前方に電波を発射し反射波を受信することにより、前方にある地上マーカ１３及び物体ＯＢを検知する。

レーザ２２２は、前方にレーザ光を照射し反射光を受光することにより、前方にある地上マーカ１３及び物体ＯＢを検知する。

カメラ２２３は、画像認識機能を備えるステレオカメラであり、前方を撮影した画像から地上マーカ１３及び物体ＯＢを検知する。

リーダ２３（レシーバの一例）は、電波により地上マーカ１３が有するＩＣタグ１３３（後述）に対し送信要求を送信し、送信要求に応答してＩＣタグ１３３が近距離無線により送信する走行位置ＩＤを受信する。走行位置ＩＤは、地上マーカ１３の設置されている位置（走行位置）を識別する識別情報であり、地上マーカ１３（基準物）を識別する役割も果たす。リーダ２３は鉄道車両１１が地上マーカ１３の近傍を通過するときに、その地上マーカ１３が有するＩＣタグ１３３から送信された走行位置ＩＤを受信する。

タコジェネレータ２４は、鉄道車両１１の走行に伴い車軸の回転により発電される電気の電圧が示す走行速度に時間を乗じた値を積算することにより、基準位置から走行距離を特定し、特定した走行距離を示すデータを出力する。データ処理装置２１は、タコジェネレータ２４からのデータに基づき、鉄道車両１１の現在の走行位置を特定する。

ブレーキ制御装置２５は、走行中の鉄道車両１１のブレーキを制御することにより、鉄道車両１１を減速、停止させる。

図３は、地上マーカ１３Ａと地上マーカ１３Ｂの構成を示した図である。地上マーカ１３Ａ及び地上マーカ１３Ｂは、センサ２２により検知され、データ処理装置２１が通過領域枠を設定する際に位置の基準として用いる基準物である。

図３（Ａ）は、地上マーカ１３Ａの構成を示している。地上マーカ１３Ａは、円筒部１３１と、円筒部１３１の上に取り付けられた直角３面コーナ部１３２と、円筒部１３１の表面に取り付けられたＩＣタグ１３３（基準物に配置されたタグの一例）を有する。円筒部１３１と直角３面コーナ部１３２の表面は、例えば白色の塗料で塗装されている。このため、センサ２２が有するレーザ２２２及びカメラ２２３により検知されやすい。

レーダ２２１が発射する電波と、レーザ２２２が照射するレーザ光は、円筒部１３１と直角３面コーナ部１３２において反射する。直角３面コーナ部１３２は、直角に交差する３面に囲まれた凹部を有する形状をしている。なお、図３（Ａ）においては、直角３面コーナ部１３２の形状を把握し易くするために、直角３面コーナ部１３２の上面が水平面に沿うような姿勢で直角３面コーナ部１３２が描かれているが、実際には、３面が接する頂点が鉄道車両１１から見えるような姿勢で直角３面コーナ部１３２が円筒部１３１に取り付けられている。

直角３面コーナ部１３２は、指向性の高い反射特性を示す。地上マーカ１３Ａが鉄道車両１１から遠い位置にある場合、鉄道車両１１は直角３面コーナ部１３２の概ね正面方向に存在することになる。この場合、直角３面コーナ部１３２は鉄道車両１１から発せられた電波とレーザ光を、鉄道車両１１の方向に強く反射させることができる。一方、地上マーカ１３Ａが鉄道車両１１から近い位置にある場合、鉄道車両１１は直角３面コーナ部１３２の正面方向から外れた位置に存在することになる。この場合、直角３面コーナ部１３２は鉄道車両１１から発せられた電波とレーザ光を、鉄道車両１１の方向に強く反射させることができない。

円筒部１３１は、指向性の低い反射特性を示す。すなわち、円筒部１３１は電波やレーザ光の到達する方向にかかわらず、その送出源の方向に、ある程度の強さの反射波を生じる。ただし、円筒部１３１が生じる反射波は拡散するため、直角３面コーナ部１３２が生じる反射波と比較し、遠くまで到達しない。

従って、直角３面コーナ部１３２は遠い位置にいる鉄道車両１１のセンサ２２から検知され易く、円筒部１３１は近い位置にいる鉄道車両１１のセンサ２２から検知され易い。

ＩＣタグ１３３は、リーダ２３から送信される送信要求を受信し、送信要求に対する応答として、予め書き込まれている走行位置ＩＤを送信する。リーダ２３から送信される走行位置ＩＤは、鉄道車両１１が地上マーカ１３Ａの近傍を通過するときにリーダ２３により受信される。

図２（Ｂ）は、地上マーカ１３Ｂの構成を示している。地上マーカ１３Ｂは、円筒部１３１と、円筒部１３１の表面に取り付けられたＩＣタグ１３３を有する。地上マーカ１３Ｂが有する円筒部１３１及びＩＣタグ１３３は、地上マーカ１３Ａが有する円筒部１３１及びＩＣタグ１３３と同じものである。なお、地上マーカ１３Ｂは直角３面コーナ部１３２を有さない。

既述のように、地上マーカ１３Ｂは、軌道１２が曲線状となっている区間に設置される。従って、仮に地上マーカ１３Ｂが地上マーカ１３Ａと同様に直角３面コーナ部１３２を有した場合、曲線状の軌道１２に沿って走行する鉄道車両１１のセンサ２２は、鉄道車両１１の正面方向が地上マーカ１３Ｂの方向を向くごく短期間以外は、直角３面コーナ部１３２を検知することが困難である。従って、軌道１２が曲線状となっている区間に設置される地上マーカ１３Ｂにおいては、センサ２２からあまり検知されない直角３面コーナ部１３２が省略されている。

図４は、データ処理装置２１の機能的構成を示したブロック図である。データ処理装置２１のハードウェアであるコンピュータのプロセッサ２１１が本実施形態に係るプログラムに従うデータ処理を行うことによって、図４に示す構成を備える装置が実現される。

走行位置取得部３０１は、リーダ２３がＩＣタグ１３３から受信した走行位置ＩＤをリーダ２３から取得する。

検知結果取得部３０２は、センサ２２（レーダ２２１、レーザ２２２、カメラ２２３）から、物体の検知結果を示すデータを取得する。検知結果取得部３０２が取得するデータは、鉄道車両１１から検知された物体までの距離と、鉄道車両１１の正面方向を基準とする鉄道車両１１から当該物体に向かう方向の角度と、当該物体の形状を示す。

通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、検知結果取得部３０２により取得されたデータを用いて通過領域枠ＤＢを生成する。通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、通過領域枠ＤＢの生成において、センサ２２が検知した物体の各々が地上マーカ１３であるか否かの判別を行う。センサ２２が検知した物体が地上マーカ１３であるか否かの判別は、例えば、物体の形状、前回の地上マーカ１３の検知結果から推定される現在の地上マーカ１３の位置と新たに検知された物体の位置との一致度等に基づき行われる。

積算距離取得部３０４は、タコジェネレータ２４から鉄道車両１１の走行における基準位置からの積算距離を示すデータを取得する。記憶部３０５は、通過領域枠ＤＢを記憶する。

判定部３０６は、検知結果取得部３０２により取得される物体の検知結果と、通過領域枠ＤＢに格納されている情報に基づき、センサ２２により検知された物体が障害物であるか否かを判定する。判定部３０６は、センサ２２により検知された物体が障害物であると判定した場合、ブレーキ制御装置２５に対し、鉄道車両１１を停車させる指示を行う。

図５は、通過領域枠ＤＢのデータ構成を例示した図である。通過領域枠ＤＢは、走行位置ＩＤにより識別される複数の走行位置の各々に応じたデータテーブルの集まりである。

通過領域枠ＤＢに含まれるデータテーブルの各々は、データフィールドとして、「積算距離」、「物体検知結果（レーダ）」、「物体検知結果（レーザ）」、「物体検知結果（カメラ）」、「前方マーカ距離」、「通過領域枠（レーダ）」、「通過領域枠（レーザ）」、「通過領域枠（カメラ）」を有する。

「積算距離」には、走行位置ＩＤにより識別される走行位置からの積算距離を示すデータが格納される。

「物体検知結果（レーダ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときに、レーダ２２１が検知した物体の情報（距離、角度、形状等）を示すデータが格納される。

「物体検知結果（レーザ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときに、レーザ２２２が検知した物体の情報（距離、角度、形状等）を示すデータが格納される。

「物体検知結果（カメラ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときに、カメラ２２３が検知した物体の情報（距離、角度、形状等）を示すデータが格納される。

「前方マーカ距離」には、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときに、鉄道車両１１の前方に位置する複数組の地上マーカ１３（軌道１２の左右に配置された２個１組の地上マーカ１３）の各々までの距離を示すデータが格納される。

「通過領域枠（レーダ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときにレーダ２２１が検知した前方マーカ距離の各々に応じた地上マーカ１３に関し、当該地上マーカ１３の左右方向の位置に基づき特定された通過領域枠の範囲を示すデータが格納される。

「通過領域枠（レーザ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときにレーザ２２２が検知した前方マーカ距離の各々に応じた地上マーカ１３に関し、当該地上マーカ１３の左右方向の位置に基づき特定された通過領域枠の範囲を示すデータが格納される。

「通過領域枠（カメラ）」には、鉄道車両１１が事前走行を行った際に、積算距離により特定される位置に鉄道車両１１がいるときにカメラ２２３が検知した前方マーカ距離の各々に応じた地上マーカ１３に関し、当該地上マーカ１３の左右方向の位置に基づき特定された通過領域枠の範囲を示すデータが格納される。

「通過領域枠（レーダ）」、「通過領域枠（レーザ）」及び「通過領域枠（カメラ）」は、サブフィールドとして「左角度」と「右角度」を有する。「左角度」には、左右２個１組の地上マーカ１３のうち左側の地上マーカ１３に関し、センサから地上マーカ１３に向かう方向とセンサの正面方向がなす角度を示すデータが格納される。「右角度」には、左右２個１組の地上マーカ１３のうち右側の地上マーカ１３に関し、センサから地上マーカ１３に向かう方向とセンサの正面方向がなす角度を示すデータが格納される。これらの角度は、左右方向における通過領域の範囲を示す。

以下に、データ処理装置２１が行う処理を説明する。データ処理装置２１の処理は、鉄道車両１１に事前走行を行わせ、その際にセンサ２２が検知する物体の情報を用いて通過領域枠ＤＢのデータを生成する処理（以下、「通過領域枠ＤＢ生成処理」という）と、鉄道車両１１の通常走行時に、センサ２２が検知する物体の情報と通過領域枠ＤＢに格納されている情報に基づき、センサ２２が検知する物体が障害物であるか否かを判定する処理（以下、「障害物検知処理」という）で構成される。

図６は、通過領域枠ＤＢ生成処理のフローを示した図である。通過領域枠ＤＢ生成処理は、鉄道車両１１の通常走行より前に行われる事前走行において、センサ２２が動作し、データ処理装置２１がセンサ２２からのデータの取得を待機している状態で実行される。

通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、積算距離取得部３０４が取得する積算距離に基づき、鉄道車両１１が新たに所定距離（例えば１ｍ）を走行したか否かを判定する（ステップＳ５０１）。鉄道車両１１が新たに所定距離を走行したことを検知すると（ステップＳ５０１；Ｙｅｓ）、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は走行位置取得部３０１がリーダ２３から走行位置ＩＤを取得したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２が実行されるタイミングで、鉄道車両１１が地上マーカ１３の近傍にいれば、走行位置取得部３０１がリーダ２３から走行位置ＩＤを取得する（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ）。この場合、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、走行位置取得部３０１が取得した走行位置ＩＤに応じた新たなデータテーブルを通過領域枠ＤＢに追加する（ステップＳ５０３）。続いて、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、最後に走行位置取得部３０１が
取得した走行位置ＩＤにより識別される地上マーカ１３の位置を基準とする積算距離を示すカウンタ（以下、「積算距離カウンタ」という）を「０」にリセットする（ステップＳ５０４）。

ステップＳ５０２が実行されるタイミングで、鉄道車両１１が地上マーカ１３の近傍にいなければ、走行位置取得部３０１はリーダ２３から走行位置ＩＤを取得しない（ステップＳ５０２；Ｎｏ）。この場合、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、積算距離カウンタに「１」を加算する（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０４又はＳ５０５に続いて、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、通過領域枠ＤＢのデータテーブルに新たなデータレコードを追加し、「積算距離」にカウンタの値を格納する。また、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、検知結果取得部３０２がレーダ２２１、レーザ２２２及びカメラ２２３の各々から取得した検知結果を示すデータを「物体検知結果（レーダ）」、「物体検知結果（レーザ）」、「物体検知結果（カメラ）」に格納する（ステップＳ５０６）。

続いて、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、検知結果取得部３０２がレーダ２２１、レーザ２２２及びカメラ２２３の各々から取得した検知結果を示すデータに基づき、それらのセンサが検知した物体から、前方マーカ距離の各々に応じた地上マーカ１３を判別する（ステップＳ５０７）。

続いて、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、レーダ２２１、レーザ２２２及びカメラ２２３の各々に関し、前方マーカ距離の各々に応じて判別した地上マーカ１３の位置に基づき通過領域枠の範囲を示す角度を特定し、特定した角度を示すデータを「通過領域枠（レーダ）」、「通過領域枠（レーザ）」、「通過領域枠（カメラ）」に格納する（ステップＳ５０８）。

続いて、通過領域枠ＤＢ生成部３０３は、ユーザによりデータ処理装置２１に対し処理終了の操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ５０９）。ユーザにより処理終了の操作が行われていない場合（ステップＳ５０９；Ｎｏ）、データ処理装置２１は処理をステップＳ５０１に戻し、ステップＳ５０１以降の処理を繰り返す。一方、ユーザにより処理終了の操作が行われた場合（ステップＳ５０９；Ｙｅｓ）、データ処理装置２１は通過領域枠ＤＢ生成処理を終了する。

図７は、障害物検知処理のフローを示した図である。障害物検知処理は、鉄道車両１１の通常走行において、センサ２２が動作し、データ処理装置２１がセンサ２２からのデータの取得を待機している状態で実行される。

まず、判定部３０６は、障害物の検知回数をカウントする障害物検知カウンタを「０」にリセットする（ステップＳ６０１）。

続いて、判定部３０６は、積算距離取得部３０４が取得する積算距離に基づき、鉄道車両１１が新たに所定距離（例えば１ｍ）を走行したか否かを判定する（ステップＳ６０２）。鉄道車両１１が新たに所定距離を走行したことを検知すると（ステップＳ６０２；Ｙｅｓ）、判定部３０６は走行位置取得部３０１がリーダ２３から走行位置ＩＤを取得したか否かを判定する（ステップＳ６０３）。鉄道車両１１がまだ所定距離を走行していない間（ステップＳ６０２；Ｎｏ）、判定部３０６は十分に短い時間間隔でステップＳ６０２の判定を繰り返す。

ステップＳ６０３が実行されるタイミングで、鉄道車両１１が地上マーカ１３の近傍に
いれば、走行位置取得部３０１がリーダ２３から走行位置ＩＤを取得する（ステップＳ６０３；Ｙｅｓ）。この場合、判定部３０６は、積算距離カウンタを「０」にリセットする（ステップＳ６０４）。

ステップＳ６０３が実行されるタイミングで、鉄道車両１１が地上マーカ１３の近傍にいなければ、走行位置取得部３０１はリーダ２３から走行位置ＩＤを取得しない（ステップＳ６０３；Ｎｏ）。この場合、判定部３０６は、積算距離カウンタに「１」を加算する（ステップＳ６０５）。

ステップＳ６０４又はＳ６０５に続いて、判定部３０６は障害物の検知の判定結果を示すフラグである障害物検知フラグを「０」にリセットする（ステップＳ６０６）。続いて、判定部３０６は、通過領域枠ＤＢに含まれるデータテーブルのうち走行位置取得部３０１が最後に取得した走行位置ＩＤに応じたデータテーブルを読み出し、読み出したデータテーブルから、積算距離カウンタの値に応じたデータレコードを読み出す（ステップＳ６０７）。

続いて、判定部３０６は、検知結果取得部３０２がレーダ２２１から取得した検知結果を示すデータと、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「物体検知結果（レーダ）」に格納されているデータとを比較し、レーダ２２１によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知されたか否かを判定する（ステップＳ６０８）。

レーダ２２１によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知された、と判定した場合（ステップＳ６０８；Ｙｅｓ）、判定部３０６は、鉄道車両１１（正確にはレーダ２２１の設置位置）から新たに検知された物体に向かう方向と鉄道車両１１の正面方向がなす角度が、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「通過領域枠（レーダ）」に格納されているデータが示す範囲内、すなわち通過領域枠内であるか否かを判定する（ステップＳ６０９）。新たな物体が検知されない場合（ステップＳ６０８；Ｎｏ）、判定部３０６はステップＳ６１７の処理に進む。

レーダ２２１により新たに検知された物体が通過領域枠内であると判定した場合（ステップＳ６０９；Ｙｅｓ）、判定部３０６は障害物検知フラグを「１」にする（ステップＳ６１０）。一方、レーダ２２１により新たに検知された物体が通過領域枠内でないと判定した場合（ステップＳ６０９；Ｎｏ）、判定部３０６は障害物検知フラグを変更せず、ステップＳ６１７の処理に進む。

判定部３０６は、ステップＳ６０８～Ｓ６１０の処理と並行して、検知結果取得部３０２がレーザ２２２から取得した検知結果を示すデータと、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「物体検知結果（レーザ）」に格納されているデータとを比較し、レーザ２２２によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知されたか否かを判定する（ステップＳ６１１）。

レーザ２２２によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知された、と判定した場合（ステップＳ６１１；Ｙｅｓ）、判定部３０６は、鉄道車両１１（正確にはレーザ２２２の設置位置）から新たに検知された物体に向かう方向と鉄道車両１１の正面方向がなす角度が、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「通過領域枠（レーザ）」に格納されているデータが示す範囲内、すなわち通過領域枠内であるか否かを判定する（ステップＳ６１２）。新たな物体が検知されない場合（ステップＳ６１１；Ｎｏ）、判定部３０６はステップＳ６１７の処理に進む。

レーザ２２２により新たに検知された物体が通過領域枠内であると判定した場合（ステ
ップＳ６１２；Ｙｅｓ）、判定部３０６は障害物検知フラグを「１」にする（ステップＳ６１３）。一方、レーザ２２２により新たに検知された物体が通過領域枠内でないと判定した場合（ステップＳ６１２；Ｎｏ）、判定部３０６は障害物検知フラグを変更せず、ステップＳ６１７の処理に進む。

判定部３０６は、ステップＳ６０８～Ｓ６１３の処理と並行して、検知結果取得部３０２がカメラ２２３から取得した検知結果を示すデータと、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「物体検知結果（カメラ）」に格納されているデータとを比較し、カメラ２２３によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知されたか否かを判定する（ステップＳ６１４）。

カメラ２２３によって事前走行時に検知されていない物体が新たに検知された、と判定した場合（ステップＳ６１４；Ｙｅｓ）、判定部３０６は、鉄道車両１１（正確にはカメラ２２３の設置位置）から新たに検知された物体に向かう方向と鉄道車両１１の正面方向がなす角度が、ステップＳ６０７において読み出したデータレコードの「通過領域枠（カメラ）」に格納されているデータが示す範囲内、すなわち通過領域枠内であるか否かを判定する（ステップＳ６１５）。新たな物体が検知されない場合（ステップＳ６１４；Ｎｏ）、判定部３０６はステップＳ６１７の処理に進む。

カメラ２２３により新たに検知された物体が通過領域枠内であると判定した場合（ステップＳ６１５；Ｙｅｓ）、判定部３０６は障害物検知フラグを「１」にする（ステップＳ６１６）。一方、カメラ２２３により新たに検知された物体が通過領域枠内でないと判定した場合（ステップＳ６１５；Ｎｏ）、判定部３０６は障害物検知フラグを変更せず、ステップＳ６１７の処理に進む。

ステップＳ６１０、Ｓ６１３及びＳ６１６に続いて、判定部３０６は、障害物検知フラグが「１」であるか否かを判定する（ステップＳ６１７）。障害物検知フラグが「１」である場合（ステップＳ６１７；Ｙｅｓ）、判定部３０６は障害物検知カウンタに「１」を加算する（ステップＳ６１８）。一方、障害物検知フラグが「１」でない場合（ステップＳ６１７；Ｎｏ）、データ処理装置２１は処理をステップＳ６０１に戻し、ステップＳ６０１以降の処理を繰り返す。

ステップＳ６１８に続いて、判定部３０６は障害物検知カウンタが所定の閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ６１９）。障害物検知カウンタが閾値に達している、と判定した場合（ステップＳ６１９；Ｙｅｓ）、判定部３０６はブレーキ制御装置２５に鉄道車両１１を停止させる動作を指示する（ステップＳ６２０）。その後、データ処理装置２１は障害物検知処理を終了する。

ステップＳ６１９の判定において、障害物検知カウンタが閾値に達していない、と判定した場合（ステップＳ６１９；Ｎｏ）、判定部３０６はユーザによりデータ処理装置２１に対し処理終了の操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ６２１）。ユーザにより処理終了の操作が行われていない場合（ステップＳ６２１；Ｎｏ）、データ処理装置２１は処理をステップＳ６０２に戻し、ステップＳ６０２以降の処理を繰り返す。一方、ユーザにより処理終了の操作が行われた場合（ステップＳ６２１；Ｙｅｓ）、データ処理装置２１は障害物検知処理を終了する。

上述した物体検知システム１によれば、鉄道車両１１の通過領域の左端及び右端の位置に配置された、センサ２２により検知され易い基準物である地上マーカ１３の検知結果に基づき、通過領域の特定が高い精度で行われる。また、上述した物体検知システム１によれば、異なる方式の複数のセンサにより物体の検知が行われるため、環境条件が変化して
も高い精度で障害物の検知が行われる。

［変形例］
上述した実施形態は様々に変形することができる。以下にそれらの変形の例を示す。なお、上述した実施形態および以下に示す変形例は適宜組み合わされてもよい。

（１）上述の実施形態において、物体検知システム１は鉄道車両１１の走行における障害物を検知するために用いられるものとした。物体検知システム１の利用対象は鉄道車両に限られず、専用路を走行する車両であれば他の種別の車両の走行における障害物の検知のために物体検知システム１が用いられてもよい。

例えば、物体検知システム１が、バス・ラピッド・トランジット（ＢＲＴ）のような専用路を走行する自動車の走行における障害物の検知のために用いられてもよい。また、ライト・レール・トランジット（ＬＲＴ）のように、部分的に専用軌道でない軌道を走行する軽量車両の走行における障害物の検知のために、物体検知システム１が用いられてもよい。

（２）上述の実施形態においては、物体を検知するためのセンサとして、レーダ２２１、レーザ２２２、カメラ２２３の３つの異なる方式のセンサが用いられる。これらのセンサの方式は例示であって、異なる方式のセンサが採用されてもよい。また、用いられるセンサの数は３つに限れない。

（３）上述の実施形態においては、地上マーカ１３と物体ＯＢ（地上マーカ１３以外）は同じセンサで検知される。これに代えて、地上マーカ１３と物体ＯＢ（地上マーカ１３以外）を異なるセンサで検知する構成が採用されてもよい。例えば、地上マーカ１３はカメラで検知し、物体ＯＢ（地上マーカ１３以外）はレーダ又はレーザで検知する構成としてもよい。

（４）上述の実施形態においては、３つのセンサの検知結果の各々に基づいて行われる障害物の有無の判定結果のいずれか１つでも肯定的であれば、障害物検知フラグが「１」となり、障害物の検知回数がカウントされる。これに代えて、例えば、３つのセンサの検知結果の各々に基づいて行われる障害物の有無の判定結果の２以上が肯定的であれば障害物の検知回数をカウントする、３つのセンサの検知結果の各々に基づいて行われる障害物の有無の判定結果の全てが肯定的であれば障害物の検知回数をカウントする、レーダ２２１とレーザ２２２の検知結果に基づく障害物の有無の判定結果の少なくとも一方が肯定的であるか又はカメラ２２３の検知結果に基づく障害物の有無の判定結果が肯定的であれば障害物の検知回数をカウントする、等の様々な条件が、障害物の検知回数をカウントするか否かの判定に用いられてよい。

（５）上述の実施形態においては、鉄道車両１１を事前走行させることにより通過領域枠ＤＢを作成することとしたが、これに代えて、通常走行中にリアルタイムに地上マーカ１３の検知結果に基づき通過領域枠の範囲を特定し、通過領域枠ＤＢを作成しながら障害物の検知を行ってもよい。

この場合、鉄道車両１１の走行位置の特定は不要となる。従って、この変形例においては、鉄道車両１１の大まかな走行位置を特定するために行われるリーダ２３とＩＣタグ１３３の間の近距離無線による走行位置ＩＤの送受信や、鉄道車両１１のより詳細な走行位置を特定するために行われるタコジェネレータ２４による積算距離の特定は必ずしも行われなくてよい。

（６）上述の実施形態においては、軌道１２が直線状の区間に地上マーカ１３Ａを設けることとしたが、軌道１２が直線状の区間において、センサ２２の正面方向と軌道１２の位置関係が予め特定できるのであれば、地上マーカ１３Ａが設置されなくてもよい。

（７）上述の実施形態においては、鉄道車両１１の積算距離を算出するために、タコジェネレータ２４から走行速度を取得したが、これに限定されない。例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）により測定される鉄道車両１１の位置に基づき積算距離が算出されてもよい。

（８）上述の実施形態においては、通過領域枠として建築限界枠を用いるものとしたが、通過領域枠は建築限界枠に限られず、例えば車両限界枠又は建築限界枠を外側に所定距離だけ拡張した枠等が通過領域枠として用いられてもよい。

（９）上述した実施形態においては、事前走行においてセンサ２２が検知した物体の情報と、通常走行においてセンサ２２が検知した物体の情報が比較され、それらの差分として特定される新たに検知された物体が、障害物の候補として扱われる。事前走行においてセンサ２２が検知した物体の情報と、通常走行においてセンサ２２が検知した物体の情報とを比較することにより障害物の候補となる物体を特定する方法は必ずしも採用されなくてよい。例えば、検知した地上マーカ１３の位置に基づき設定した通過領域枠内に、検知された物体が含まれるか否かが単純に判定されてもよい。

（１０）地上マーカ１３の形状は上述した実施形態において示した形状に限られない。例えば、地上マーカ１３の円筒部１３１に代えて、断面が半円の筒形状の部材が支柱として用いられてもよい。この場合、支柱の側面の湾曲している部分がセンサ２２に対向するように地上マーカ１３が設置されることになる。また、地上マーカ１３Ａの直角３面コーナ部１３２に代えて、２平面を面間の角度が直角となるように端辺で連結した形状の直角２面コーナや、球形状の部材が用いられてもよい。

１…物体検知システム、１１…鉄道車両、１２…軌道、１３…地上マーカ、２１…データ処理装置、２２…センサ、２３…リーダ、２４…タコジェネレータ、２５…ブレーキ制御装置、１３１…円筒部、１３２…直角３面コーナ部、１３３…ＩＣタグ、２１１…プロセッサ、２１２…メモリ、２１３…インタフェース、２２１…レーダ、２２２…レーザ、２２３…カメラ、３０１…走行位置取得部、３０２…検知結果取得部、３０３…通過領域枠ＤＢ生成部、３０４…積算距離取得部、３０５…記憶部、３０６…判定部。

Claims (5)

1. 専用路を走行する車両に配置されたセンサによって物体及び前記専用路の左右方向における所定位置に設置された基準物を検知し、検知した前記基準物の前記専用路の左右方向における位置に基づき前記車両の通過領域を示す枠を設定し、検知した前記物体の位置が設定した前記枠内であるか否かを判定する物体検知システム。
2. 前記基準物を検知するセンサと前記物体を検知するセンサが異なる方式のセンサである
   請求項１に記載の物体検知システム。
3. 複数の基準物の各々に関し当該基準物に応じた枠を記憶している記憶装置から、前記センサによって検知した前記基準物の位置に応じた枠を読み出し、当該読み出した枠を前判定に用いる
   請求項１又は２に記載の物体検知システム。
4. 前記車両の位置を特定し、当該位置に基づき、前記センサが検知した前記基準物が前記複数の基準物のいずれであるかを特定する
   請求項３に記載の物体検知システム。
5. 前記複数の基準物の各々に配置され、配置された基準物の識別情報を近距離無線で送信するタグと、前記車両に配置され、前記タグから送信される識別情報を受信するレシーバとによって、前記車両の位置を特定する
   請求項４に記載の物体検知システム。

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