JP7349783B2 - 踏切障害物検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、鉄道の踏切内に赤外線などの空中伝搬波を照射して踏切道における人や車両などの踏切通行体（障害物）を検出する踏切障害物検知装置に関し、詳しくは、空中伝搬波を平面掃引しながらその反射波を受信して検出対象物（踏切通行体）の位置を計測する平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置に関する。

平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置は（例えば特許文献１参照）、線路を横切る踏切道のうち線路の両脇の遮断桿の間に位置する部分の領域やその上方の面領域を障害物検知領域として、その障害物検知領域に向けて空中伝搬波を掃引送信しながら反射波を受信して反射位置に係る距離と方向とを計測する平面掃引計測部（レーザレーダ等の機構部）と、その計測にて得られた測定データに基づいて障害物検知領域における障害物の存否を判定する判定部（コンピュータ等の論理部）とを具えている。

そのうち、平面掃引計測部は（例えば特許文献１，２参照）、障害物検知領域に向けて空中伝搬波の送信と反射波の受信とを行う空中伝搬波送受信部と、この空中伝搬波送受信部を通常は所定角度の範囲内で回転運動させる回転機構と、その回転運動を制御するとともに空中伝搬波の送受信の方向計測を行う又は可能にする回転制御部と、空中伝搬波送受信部の送受信信号に基づいて送信位置から反射位置までの距離を計測する信号処理部とを具えている。

また、判定部は、測定データに基づく障害物の存否判定という大量のデータ処理および複雑な判別処理を遂行するために、大抵、コンピュータ（電子回路）を具備しており、それらの処理の内容がソフトウェア（プログラム）にて定められている。
しかも、そのコンピュータには、高い信頼性を確保する必要がある場合、ハードウェア故障を顕在化しうるフェールセーフコンピュータが採用される（例えば特許文献３，４参照）。

さらに、判定部については（例えば特許文献５参照）、測定データに基づいて障害物候補の測定点データ群を複数特定しうるグルーピング処理と、測定点データ群が一つのときにはその代表点の位置を追跡し測定点データ群が複数のときにはそれらの代表点の位置を個々に追跡するトラッキング処理とを行って、トラッキング処理の追跡対象の有無に応じて障害物の存否を判定するようになったものもある。このようにグルーピング時には障害物候補の測定点データ群が一つに限らず複数でも特定されるようにしたうえで、それに続くトラッキング時には測定点データ群が一つのときに限らず複数であっても夫々の代表点の位置が個々に追跡されるようにしたことにより、障害物の候補になりうる物体が踏切道に進入してから進出するまでに例え長い時間が掛かるような場合であっても複数画像に亘って障害物候補を高い確度で追跡することができるものとなっている。

このような平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置は、空中伝搬波送受信部が降下時の遮断桿と同程度の高さに設置されるので、それよりずっと高い所に設置されて踏切道を俯瞰する三次元の踏切障害物検知装置と比べて、コストを低減しやすい。
また、旧来より使用されてきたビーム式のものと比べると、送受信部が集約可能なので設置個数を削減することができる、分解能が良いので自動車等の大きなものはもとより個々の通行人や車椅子など小さなものまでも検知することができるといった利点がある。

さらに、データ処理および判別処理に際しては、一纏まりの平面掃引が行われる度に、測定データに含まれている測定点データ（距離と方向との組）の連なりをトレースして物体形状を把握する処理が行われるとともに、検出物体の一部でも踏切道の上で遮断桿の間に入っていれば踏切内に障害物が在ると判定されるようになっている。
このような画像内の処理（すなわち上述した一纏まりの平面掃引で得られた測定データに係る処理）は、降雪や降雨といった低密度な外乱に係る測定データによる不所望な誤検出を回避しつつ、自動車や通行人といった本来の検出対象を高密度な測定データに基づいて検出するので、検出精度の向上に役立っている。

特開２００６－００７８１８号公報 特開２００６－２１４９６１号公報 特開２０１８－０３０４３３号公報 特開２０１８－１１８５９５号公報 特開２０１８－１６７７０７号公報

そのようなことから、分解能の向上に難のあるビーム式の踏切障害物検知装置は別として、平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置についても、三次元の踏切障害物検知装置についても、最近は、最小検知対象を通行人と定めて、計測分解能が直径２０ｃｍ程度になるように、空中伝搬波の掃引や反射波の受信さらにはデータ処理に係る動作条件が設定されている。そして、既述したように、計測分解能が同程度であれば、踏切障害物検知装置のコストは、平面掃引レーダ方式の方が三次元のものより低い。

しかしながら、これまでの平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置では、踏切道の数十ｃｍほど上方のところに横たわる二次元の面領域を障害物検知領域とすることから、その横平面領域より上方にだけ存在する障害物については検知することができない。
そのため、例えば棒状荷物を荷台から後方へはみ出させた車両が踏切道を渡りきって直ぐに停車したときに棒状荷物の後端部が踏切内に残っていた場合、棒状荷物の後端部が掃引対象の横平面領域より上にあれば、その棒状荷物を障害物として検知することができない。

一方、三次元の踏切障害物検知装置では、棒状荷物の踏切内残存部分の直径が２０ｃｍ以上であれば、その棒状荷物を障害物として検知することができるが、棒状荷物の踏切内残存部分の直径が２０ｃｍ未満であれば、その棒状荷物を障害物として検知することが出来たり出来なかったりする。これに対し、荷台から後方へはみ出させて車両に搭載される棒状荷物には、直径が１０ｃｍ未満のものは、変形し易い等の理由から、あまり無いが、それより太いものに占める直径２０ｃｍ未満のものの割合は無視できない。
そのため、棒状荷物の踏切内残存部分の検出に関して、計測分解能が直径２０ｃｍ程度の踏切障害物検知装置は、検知の可能性はあるが確度が低いので、不満が残る。

そうすると、棒状荷物の検知機能を十分なレベルまで高めるには、計測分解能が現状の半分の直径１０ｃｍ程度になるように、空中伝搬波の掃引や反射波の受信さらにはデータ処理に係る動作条件を設定しなおすことが必要になる。
具体的には、単純計算であるが、三次元の踏切障害物検知装置では空中伝搬波の掃引間隔等を縦２倍の細分化と横２倍の細分化とで計４倍に引き上げる必要がある。
そのため、現状でもコストの高い三次元の踏切障害物検知装置を改良して棒状荷物の検知機能を十分なレベルまで高めるのは難しい。

これに対し、平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置では、計測分解能を直径２０ｃｍ程度から直径１０ｃｍ程度へ高めるために空中伝搬波の掃引間隔等を細分化する場合、空中伝搬波の掃引間隔等を横２倍に細分化することで足りるので、コストアップの観点からは制約が相対的に緩いと言える。
そこで、平面掃引レーダ方式を踏襲しつつも棒状荷物などの検知性能が高い踏切障害物検知装置を実現することが技術的な課題となる。

本発明の踏切障害物検知装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、
空中伝搬波を横に平面掃引して反射位置の第１測定データを取得する第１平面掃引計測部と、前記第１測定データに基づいて障害物の存否判定を行う第１判定部とを備えた踏切障害物検知装置において、空中伝搬波を縦に平面掃引して反射位置の第２測定データを取得する第２平面掃引計測部と、前記第２測定データに基づいて障害物の存否判定を行う第２判定部とを設けたことを特徴とする。

また、本発明の踏切障害物検知装置は（解決手段２）、上記解決手段１の踏切障害物検知装置であって、前記第１平面掃引計測部が踏切道の近傍に設置されて前記踏切道の上方を横に平面掃引するようになっており、前記第２平面掃引計測部が前記踏切道の端部の近傍に設置されて前記踏切道の端部を縦に平面掃引するようになっていることを特徴とする。

さらに、本発明の踏切障害物検知装置は（解決手段３）、上記解決手段１，２の踏切障害物検知装置であって、前記第２平面掃引計測部の掃引間隔が前記第１平面掃引計測部の掃引間隔より細かくなっていることを特徴とする。

また、本発明の踏切障害物検知装置は（解決手段４）、上記解決手段１～３の踏切障害物検知装置であって、前記第１平面掃引計測部を支持している支持部材によって前記第２平面掃引計測部が支持されていることを特徴とする。

また、本発明の踏切障害物検知装置は（解決手段５）、上記解決手段１～４の踏切障害物検知装置であって、前記第１判定部の処理を実行する電子回路が時分割処理にて前記第２判定部の処理も実行するようになっていることを特徴とする。

このような本発明の踏切障害物検知装置にあっては（解決手段１）、横向き平面を掃引して障害物を検知するという公知の平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置相当部分が第１平面掃引計測部と第１判定部とによって構成されるとともに、新たに追加された第２平面掃引計測部と第２判定部とによって、縦向き平面を掃引して障害物を検知するという新規な平面掃引レーダ方式の踏切障害物検知装置相当部分が構成されている。
そして、車両や通行人など横向き掃引平面を縦に貫くものが前者の公知相当部分によって検出されるのに加えて、棒状荷物などが横向き平面から外れたところに位置していても、それが縦向き掃引平面を横に貫いていれば後者の新規相当部分によって検出される。
したがって、この発明によれば、平面掃引レーダ方式を踏襲しつつも棒状荷物などの検知性能が高い踏切障害物検知装置を実現することができる。

また、本発明の踏切障害物検知装置にあっては（解決手段２）、踏切に設置されて、公知相当部分によって踏切通行人等が的確に検出されるとともに、踏切を出た車両の荷台から踏切道の上方へ突き出ている棒状荷物などが新規相当部分によって的確に検出される。しかも、公知相当部分が設置済みの踏切については、既設の公知相当部分に新規相当部分を追加することで本発明の踏切障害物検知装置の大部分が構成されることから、既設の公知相当部分を無駄なく利用して、棒状荷物の検知性能を高めることができるので、実用性が高い。

さらに、本発明の踏切障害物検知装置にあっては（解決手段３）、例えば直径２０ｃｍ以上と想定される通行人等を主な検出対象とする公知相当部分の第１平面掃引計測部の掃引間隔よりも、例えば直径１０ｃｍ以上と想定される棒状荷物等を主な検出対象とする新規相当部分の第２平面掃引計測部の掃引間隔を細かくしたことにより、通行人等はもとより棒状荷物等も的確に検出される。一方、第１平面掃引計測部の横向き掃引全体の角度は大抵９０゜以上で広いのに対し、第２平面掃引計測部の縦向き掃引全体の角度は大抵９０゜未満で狭いことから、測定データの量やその処理負担などには大差が生じないので、平面掃引計測部などの装置部材の共通化や共用化が容易であるため、実施し易い。
したがって、この発明によれば、平面掃引レーダ方式を踏襲しつつも棒状荷物の検知性能が高くて実用に適う踏切障害物検知装置を実現することができる。

また、本発明の踏切障害物検知装置にあっては（解決手段４，５）、支柱などの支持部材や判定部組込用コンピュータ等の電子回路を公知相当部分と新規相当部分とに共用させたことにより、新規相当部分の追加によるコストアップが抑制される。

本発明の実施例１について、踏切障害物検知装置の構造を示し、（ａ）が該装置の概要ブロック図、（ｂ）～（ｄ）が設置先の踏切道の概要平面図、（ｅ）が設置先の踏切道の概要正面図である。 本発明の実施例について、踏切障害物検知装置の動作状況を示し、（ａ）が設置先の踏切道の概要斜視図、（ｂ）が設置先の踏切道の概要側面図である。

このような本発明の踏切障害物検知装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１により説明する。
図１～２に示した実施例１は、上述した解決手段１～５（出願当初の請求項１～５）を総て具現化したものである。
なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、筐体や，フレーム，ボルト等の締結具，電動モータ等の駆動源，ギヤ等の伝動部材，モータドライバ等の電気回路，コントローラ等の電子回路の詳細などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連するものを中心にブロック図等にて示した。

本発明の踏切障害物検知装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図１（ａ）は、踏切障害物検知装置１０２０の概要構成を示すブロック図である。

また、図１（ｂ）～（ｄ）は、踏切障害物検知装置１０２０を設置した踏切道３０に係る概要平面図であり、そのうち（ｂ）は主として第１平面掃引計測部１１～１３に関する部分を示しており、（ｃ）は主として第１平面掃引計測部２１～２３に関する部分を示しており、（ｄ）は主として第２平面掃引計測部１５～１７と第２平面掃引計測部２５～２７とに関する部分を示している。
さらに、図１（ｅ）は、設置先の踏切道３０に係る概要正面図である。

本例の踏切障害物検知装置１０２０は（図１（ａ）参照）、踏切道３０の一端部近傍から踏切上の障害物を検知するための一端部寄り装置部分１０～１８と、踏切道３０の他端部近傍から踏切上の障害物を検知するための他端部寄り装置部分２０～２９とに大別される（なお、踏切道３０を平面視した図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、一端部が上側に位置し、他端部が下側に位置している）。

そのうち一端部寄り装置部分１０～１８には（図１（ａ），（ｂ）参照）、電子回路からなるコンピュータ１０と、空中伝搬波１２ａを横に平面掃引して反射位置の一端部寄り第１測定データを取得する第１平面掃引計測部１１～１３と、コンピュータ１０にインストールされていて上記の一端部寄り第１測定データに基づいて障害物検知領域１４ａに係る障害物の存否判定を行う中間判別プログラム１４（第１判定部）が具備されている。

それらに加え、一端部寄り装置部分１０～１８には（図１（ａ），（ｄ）参照）、空中伝搬波１６ａを縦に平面掃引して反射位置の一端部寄り第２測定データを取得する第２平面掃引計測部１５～１７と、上記の中間判別プログラム１４のインストール先と同じコンピュータ１０にインストールされていて上記の一端部寄り第２測定データに基づいて障害物検知領域１８ａに係る障害物の存否判定を行う中間判別プログラム１８（第２判定部）も、具備されている。

また、他端部寄り装置部分２０～２９には（図１（ａ），（ｃ）参照）、電子回路からなるコンピュータ２０と、空中伝搬波２２ａを横に平面掃引して反射位置の他端部寄り第１測定データを取得する第１平面掃引計測部２１～２３と、コンピュータ２０にインストールされていて上記の他端部寄り第１測定データに基づいて障害物検知領域２４ａに係る障害物の存否判定を行う中間判別プログラム２４（第１判定部）とが具備されている。

更に、他端部寄り装置部分２０～２９には（図１（ａ），（ｄ）参照）、空中伝搬波２６ａを縦に平面掃引して反射位置の他端部寄り第２測定データを取得する第２平面掃引計測部２５～２７と、やはりコンピュータ２０にインストールされていて上記の他端部寄り第２測定データに基づいて障害物検知領域２８ａに係る障害物の存否判定を行う中間判別プログラム２８（第２判定部）も具備されている。この踏切障害物検知装置１０２０では、中間判別プログラム１４，１８，２４，２８による複数の判別結果を一つに纏める判別統合プログラム２９も、コンピュータ２０にインストールされている。

コンピュータ１０，２０には、機能を拡張や変更し易いプログラマブルな電子回路であって信頼性の高いフェールセーフコンピュータを採用するのが望ましいが（例えば特許文献３～５参照）、障害物検知領域１４ａ，１８ａ，２４ａ，２８ａに関するデータ設定を行えることに加えて、平面掃引計測部１１～１３，１５～１７，２１～２３，２５～２７の測定データに基づいて該当する障害物検知領域に係る障害物の存否判定を行う中間判別プログラム１４，１８，２４，２８の機能を代替できるものであれば、コストパフォーマンス等の観点から他の電子回路を採用することも可能である。

第１平面掃引計測部１１～１３は、踏切道３０の数十ｃｍ上方に位置する概ね水平な矩形面である障害物検知領域１４ａに向けて空中伝搬波１２ａの送信とその反射波の受信とを行う横平面掃引空中伝搬波送受信部１２と、この横平面掃引空中伝搬波送受信部１２を通常は１２０゜～１８０゜の何れかといった所定角度の範囲内で回転運動させる回転機構と、その回転運動を制御するとともに空中伝搬波１２ａの送受信の方向計測を行う又は可能にする回転制御部１１と、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２の送受信信号に基づいて送信位置から反射位置までの距離を計測する信号処理部１３とを具えている（例えば特許文献３～５参照）。平面掃引条件や障害物検知領域１４ａは、コンピュータ１０に対する又はそれを介するデータ設定（パラメータ設定）にて規定されるようにもなっている。

第２平面掃引計測部１５～１７は、概ね鉛直な矩形面である障害物検知領域１８ａに向けて空中伝搬波１６ａの送信とその反射波の受信とを行う縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６と、この縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６を通常は６０゜程の所定角度の範囲内で回転運動させる回転機構およびその回転運動を制御するとともに空中伝搬波１６ａの送受信の方向計測を行う又は可能にする回転制御部１５と、縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６の送受信信号に基づいて送信位置から反射位置までの距離を計測する信号処理部１７とを具えている。その平面掃引条件や障害物検知領域１６ａも、コンピュータ１０に対する又はそれを介するデータ設定（パラメータ設定）にて規定されるようになっている。

第１平面掃引計測部２１～２３は、上述の障害物検知領域１４ａとは少し高さの異なる概ね水平な矩形面である障害物検知領域２４ａに向けて空中伝搬波２２ａの送信とその反射波の受信とを行う横平面掃引空中伝搬波送受信部２２と、この横平面掃引空中伝搬波送受信部２２を通常は１２０゜～１８０゜の何れかといった所定角度の範囲内で回転運動させる回転機構と、その回転運動を制御するとともに空中伝搬波２２ａの送受信の方向計測を行う又は可能にする回転制御部２１と、横平面掃引空中伝搬波送受信部２２の送受信信号に基づいて送信位置から反射位置までの距離を計測する信号処理部２３とを具えている（例えば特許文献３～５参照）。その平面掃引条件や障害物検知領域２４ａは、コンピュータ２０に対する又はそれを介するデータ設定（パラメータ設定）にて規定される。

第２平面掃引計測部２５～２７は、概ね鉛直な矩形面である障害物検知領域２８ａに向けて空中伝搬波２６ａの送信とその反射波の受信とを行う縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６と、この縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６を通常は６０゜程の所定角度の範囲内で回転運動させる回転機構と、その回転運動を制御するとともに空中伝搬波２６ａの送受信の方向計測を行う又は可能にする回転制御部２５と、縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６の送受信信号に基づいて送信位置から反射位置までの距離を計測する信号処理部２７とを具えている。その平面掃引条件や障害物検知領域２６ａも、コンピュータ２０に対する又はそれを介するデータ設定（パラメータ設定）にて規定されるようになっている。

これらの平面掃引計測部のうち、第１平面掃引計測部１１～１３は、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２が踏切道３０の一端部寄り近傍に設置されていて（図１（ｂ）の左上部分を参照）、そこから従来のものと同様に踏切道３０の上方を横に平面掃引することで略水平の障害物検知領域１４ａを掃引範囲（検知可能平面）に含ませるものとなっており、第１平面掃引計測部２１～２３は、横平面掃引空中伝搬波送受信部２２が踏切道３０の他端部寄り近傍に設置されていて（図１（ｃ）の右下部分を参照）、そこからやはり従来のものと同様に踏切道３０の上方を横に平面掃引することで略水平の障害物検知領域２４ａを掃引範囲（検知可能平面）に含ませるものとなっている（特許文献３～５参照）。

これに対し、第２平面掃引計測部１５～１７は、縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６が踏切道３０の一端部寄り近傍に設置されているが（図１（ｄ）の左上部分を参照）、そこから従来のものと異なり踏切道３０の一端部の上方を縦に平面掃引することで略鉛直の障害物検知領域１８ａを掃引範囲（検知可能平面）に含ませるものとなっており、第２平面掃引計測部２５～２７は、縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６が踏切道３０の他端部寄り近傍に設置されているが（図１（ｄ）の右下部分を参照）、そこからやはり従来のものと異なり踏切道３０の他端部の上方を縦に平面掃引することで略鉛直の障害物検知領域２８ａを掃引範囲（検知可能平面）に含ませるものとなっている。

これらの平面掃引計測部に設定される掃引ピッチ角（平面掃引に伴って反射位置の測定が行われるときの角度差）については、障害物検知領域の最遠位置までの距離によっても変動するので一概には言えないが、その距離に大差がない場合、縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６，２６（第２平面掃引計測部）の掃引ピッチ角は横平面掃引空中伝搬波送受信部１２，２２（第１平面掃引計測部）の掃引ピッチ角のほぼ半分に設定される。踏切障害物検知装置１０２０は、そのような設定にて簡便に、前者１６，２６（第２平面掃引計測部）の掃引間隔を後者１２，２２（第１平面掃引計測部）の掃引間隔より細かくすることができるものとなっている。

しかも、そのような掃引ピッチ角の設定にて横平面の障害物検知領域１４ａ，２２ａに係る計測分解能を直径２０ｃｍ程度にするとともに縦平面の障害物検知領域１８ａ，２８ａに係る計測分解能を直径１０ｃｍ程度にしても、上述したように一般に横平面掃引空中伝搬波送受信部１２，２２の掃引角度幅が通常は１２０゜以上であるのに対し縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６，２６の掃引角度幅が通常は６０゜程度なので、回転制御部１１，２１の回転速度制御による横掃引時の角速度に比べて回転制御部１５，２５の回転速度制御による縦掃引時の角速度を半分程度に抑えることで、掃引間隔に差をつけても、測定データの取得タイミングや総量には大きな差がでないものとなっている。

さらに、踏切道３０の平面視で左上の辺りに配された柱状の支持部材１２１６に対して横平面掃引空中伝搬波送受信部１２（第１平面掃引計測部）と縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６（第２平面掃引計測部）とが共に取り付けられて夫々適宜な高さに保持されるとともに（図１（ｂ），（ｄ），（ｅ）参照）、踏切道３０の平面視で右下の辺りに配された柱状の支持部材２２２６に対して横平面掃引空中伝搬波送受信部２２（第１平面掃引計測部）と縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６（第２平面掃引計測部）とが共に取り付けられて夫々適宜な高さに保持されている（図１（ｃ），（ｄ），（ｅ）参照）。

そして、中間判別プログラム１４（第１判定部）による判定処理と、中間判別プログラム１８（第２判定部）による判定処理は、支持部材１２１６の近くに設置されたコンピュータ１０の時分割処理によって実行されるようになっている。
また、中間判別プログラム２４（第１判定部）による判定処理と、中間判別プログラム２８（第２判定部）による判定処理は、支持部材２２２６の近くに設置されたコンピュータ２０の時分割処理によって実行されるようになっている。
なお、それらの判定処理の具体的な内容は公知のもので足りるので（例えば特許文献３～５参照）、その詳細な説明は割愛する。

さらに（図１（ｅ）参照）、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２の空中伝搬波１２ａの掃引位置を照査するための照査用反射体１２ｂは、上述した支持部材２２２６に取り付けられる他、踏切道３０の平面視で右上の辺りに配された柱状の支持部材３３などに取り付けられている。横平面掃引空中伝搬波送受信部２２の空中伝搬波２２ａの掃引位置を照査するための照査用反射体２２ｂは、上述した支持部材１２１６に取り付けられる他、踏切道３０の平面視で左下の辺りに配された柱状の支持部材３４などに取り付けられている。縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６の空中伝搬波１６ａの掃引位置を照査するための照査用反射体１６ｂは、上述の支持部材３３に取り付けられている。縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６の空中伝搬波２６ａの掃引位置を照査するための照査用反射体２６ｂは上述の支持部材３４に取り付けられている。

支持部材１２１６に対する横平面掃引空中伝搬波送受信部１２の取り付け位置については、略水平な障害物検知領域１４ａを含む空中伝搬波１２ａの横向き掃引平面が踏切道３０の上方３０ｃｍ～５０ｃｍ辺りに横たわるように取り付け高さや向きが調整されており、同様に、支持部材２２２６に対する横平面掃引空中伝搬波送受信部２２の取り付け位置についても、略水平な障害物検知領域２４ａを含む空中伝搬波２２ａの横向き掃引平面が踏切道３０の上方３０ｃｍ～５０ｃｍ辺りに横たわるように取り付け高さや向きが調整されている。

支持部材１２１６に対する縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６の取り付け位置については、略鉛直な障害物検知領域１８ａを含む空中伝搬波１６ａの縦向き掃引平面の上辺部が一般的な貨物運搬車両の荷台より高いと言える踏切道３０の上方１５０ｃｍ～１７０ｃｍ辺りに来るように取り付け高さや向きが調整されており、同様に、支持部材２２２６に対する縦平面掃引空中伝搬波送受信部２６の取り付け位置についても、略鉛直な障害物検知領域２８ａを含む空中伝搬波２６ａの縦向き掃引平面の上辺部が踏切道３０の上方１５０ｃｍ～１７０ｃｍ辺りに来るように取り付け高さや向きが調整されている。

さらに、縦の障害物検知領域１８ａ，２８ａの下辺は、横の障害物検知領域１４ａ，２４ａの高さに近い踏切道３０の上方３０ｃｍ～５０ｃｍ辺りに設定され、横の障害物検知領域１４ａ，２２ａの遮断桿３１寄り一辺は、縦の障害物検知領域１８ａの下辺に近い所に設定され、横の障害物検知領域１４ａ，２２ａの遮断桿３２寄り他辺は、縦の障害物検知領域２８ａの下辺に近い所に設定されている。
このように、縦平面掃引空中伝搬波送受信部１６，２６の設置位置の高さは、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２，２２より高くなっているが、２ｍ程度にとどまっており、踏切道３０を俯瞰する必要から地上４～５ｍの高さに空中伝搬波送受信部を設置する三次元の踏切障害物検知装置と比較すると踏切障害物検知装置１０２０は設置が容易である。

この実施例１の踏切障害物検知装置１０２０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図２は、（ａ）が設置先の踏切道３０に係る概要斜視図、（ｂ）が設置先の踏切道３０に係る概要側面図である。

踏切障害物検知装置１０２０が設置された踏切道３０では（図２（ａ）参照）、踏切道３０のうち降下状態の遮断桿３１，３２に挟まれる部分の上方に横たわる二つの障害物検知領域１４ａ，２４ａと、降下状態の遮断桿３１から数十ｃｍほど線路寄りで遮断桿３１とほぼ平行な所に立つ障害物検知領域１８ａと、降下状態の遮断桿３２から数十ｃｍほど線路寄りで遮断桿３２とほぼ平行な所に立つ障害物検知領域２８ａとについて、障害物の検知が行われる。

そして、踏切道３０を渡っている車両や通行人については、踏切道３０の上方３０ｃｍ～５０ｃｍ辺りに設定された略水平な障害物検知領域１４ａ，２４ａに車両のフレームやタイヤとか人体の胴や足など一部でも入っていれば、そこに掃引された空中伝搬波１２ａ，２２ａの反射部位のサイズが通常は約２０ｃｍの計測分解能を超えるので、従来同様、障害物として的確に検出される。

さらに、踏切道３０を通過して一旦は遮断桿３１より外側へ出た車両４０が不用意に少しバックしてしまって、車両４０の荷台に積まれていた棒状荷物４１の後端部が遮断桿３１を超えて踏切内に侵入して滞留部４２になったような場合でも（図２（ａ）参照）、そして、その滞留部４２が障害物検知領域１４ａ，２４ａより上方に位置している場合でも、滞留部４２が直径１０ｃｍ以上のサイズのものであれば、更には高さが１５０ｃｍ～１７０ｃｍ辺りに設定された略鉛直な障害物検知領域１８ａを滞留部４２が貫いていれば、障害物検知領域１８ａに掃引される空中伝搬波１６ａの反射部位のサイズが約１０ｃｍの計測分解能を超えるので、障害物として的確に検出される。

図示や繰り返しとなる詳細な説明は割愛するが、踏切道３０のうち遮断桿３２が降りる他端部についても、同様にして、略鉛直の障害物検知領域２８ａを貫く滞留部４２等が存在すれば、障害物として的確に検出される。
そして、障害物検知領域１４ａ，２４ａ，１８ａ，２８ａの何れかについて障害物の存在が検出されると、判別統合プログラム２９の統合処理によって、踏切警報の出力を促す信号が踏切制御装置等に送られる。

［その他］
上記の実施例では、横向き障害物検知領域１４ａの障害物検知を担う第１平面掃引計測部１１～１３及び中間判別プログラム１４に係る物体検知用パラメータと、縦向き障害物検知領域１８ａの障害物検知を担う第２平面掃引計測部１５～１７及び中間判別プログラム１８に係る物体検知用パラメータと、横向き障害物検知領域２４ａの障害物検知を担う第１平面掃引計測部２１～２３及び中間判別プログラム２４に係る物体検知用パラメータと、縦向き障害物検知領域２８ａの障害物検知を担う第２平面掃引計測部２５～２７及び中間判別プログラム２８に係る物体検知用パラメータとの相互関係について説明しなかったが、それらのパラメータ値は個々に独自の値を設定しうるようになっている。

上記の実施例では、横向きの障害物検知領域１４ａ，２４ａと縦向きの障害物検知領域１８ａ，２８ａとが、何れも矩形になっていたが、それらの形状は、矩形に限定されるものでなく、踏切道３０の形状等によって個々に且つ適宜に変形しうるものである。矩形であれば中間判別等の処理が簡素化しやすいが、設置先の踏切形状等への対応が優先される。また、上記の実施例では、二つの横向き障害物検知領域１４ａ，２４ａが平面視ではほぼ全域で重なっていたが、このような全域に及ぶ複数領域の重複も、必須ではない。

上記の実施例のように障害物検知領域１４ａ，２４ａが全域で重なっていると、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２，２２のうち何れか一方が故障しても他方の正常動作によって踏切障害物の検出が的確に継続されるため稼働率が高いので好ましいが、踏切道３０が長くなると、横平面掃引空中伝搬波送受信部等を増設しないと矩形や全域重複の維持は難しい。例えば、踏切道３０が長くて踏切道３０の両端部の間を空中伝搬波１２ａ，２２ａが往復しきれない設置環境では、横平面掃引空中伝搬波送受信部１２，２２が遠くなって障害物検知領域１４ａ，２４ａが変形してその形が扇状に近づくうえ非重複部も発現する。そのため、両領域１４ａ，２４ａを合わせた障害物検知領域が平面視で矩形状になるのを利用して、踏切道３０の必要領域をカバーするといったことが経済的な対処となる。

上記の実施例では、中間判別プログラム１４，１８がコンピュータ１０にインストールされ、中間判別プログラム２４，２８と判別統合プログラム２９とがコンピュータ２０にインストールされていたが、平面掃引計測部１１～１３，１５～１７，２１～２３，２５～１７の設置箇所やコンピュータ１０，２０の処理能力に応じて適宜な他の組み合わせを採用することも可能である。また、縦向き掃引の第２平面掃引計測部１５～１７，２５～２７は踏切道３０の両端部に分かれて設置されるので通常は一対あれば足りるが、横向き掃引の第１平面掃引計測部１１～１３，２１～２３やコンピュータは、踏切道３０の障害物検知必要領域の長さに応じて設置台数を増やすと良い。

本発明の踏切障害物検知装置は、平面掃引レーダ方式の踏襲を前提にしたうえで、主として棒状荷物の検知性能を高めたものであるが、遮断桿の前で立ち止まって踏切内に留まる危険行為者を障害物として検知するのに加えて、遮断桿を超えて踏切内を覗き込んだり手を入れたりする準危険行為者を障害物として検知するのにも、有用である。
また、本発明の踏切障害物検知装置は、遮断桿の存在を前提としてはいないので、踏切遮断機が設置されていない踏切道についても適用することが可能であり有用である。

１０２０…踏切障害物検知装置、
１０…フェールセーフコンピュータ（電子回路，論理部）、
１１～１３…第１平面掃引計測部、１２１６…支持部材、
１１…回転制御部、１２…横平面掃引空中伝搬波送受信部、
１２ａ…空中伝搬波、１２ｂ…照査用反射体、１３…信号処理部、
１４…中間判別プログラム（第１判定部）、１４ａ…障害物検知領域（横平面領域）、
１５～１７…第２平面掃引計測部、
１５…回転制御部、１６…縦平面掃引空中伝搬波送受信部、
１６ａ…空中伝搬波、１６ｂ…照査用反射体、１７…信号処理部、
１８…中間判別プログラム（第２判定部）、１８ａ…障害物検知領域（縦平面領域）、
２０…フェールセーフコンピュータ（電子回路，論理部）、
２１～２３…第１平面掃引計測部、２２２６…支持部材、
２１…回転制御部、２２…横平面掃引空中伝搬波送受信部、
２２ａ…空中伝搬波、２２ｂ…照査用反射体、２３…信号処理部、
２４…中間判別プログラム（第１判定部）、２４ａ…障害物検知領域（横平面領域）、
２５～２７…第２平面掃引計測部、
２５…回転制御部、２６…縦平面掃引空中伝搬波送受信部、
２６ａ…空中伝搬波、２６ｂ…照査用反射体、２７…信号処理部、
２８…中間判別プログラム（第２判定部）、２８ａ…障害物検知領域（縦平面領域）、
２９…判別統合プログラム、
３０…踏切道、３１，３２…遮断桿、３３，３４…支持部材、
４０…車両、４１…棒状荷物、４２…滞留部

Claims (3)

1. 空中伝搬波を横に平面掃引して反射位置の第１測定データを取得する第１平面掃引計測部と、前記第１測定データに基づいて障害物の存否判定を行う第１判定部とを備えた踏切障害物検知装置において、空中伝搬波を縦に平面掃引して反射位置の第２測定データを取得する第２平面掃引計測部と、前記第２測定データに基づいて障害物の存否判定を行う第２判定部とを設け、
   前記第１平面掃引計測部が踏切道の近傍に設置されて前記踏切道の上方を横に平面掃引するようになっており、前記第２平面掃引計測部が前記踏切道の端部の近傍に設置されて前記踏切道の端部を縦に平面掃引するようになっており、
   前記第１平面掃引計測部の横向き掃引全体の角度が１２０°～１８０°であると共に、前記第２平面掃引計測部の縦向き掃引全体の角度が９０°未満であり、
   前記第２平面掃引計測部の掃引間隔が前記第１平面掃引計測部の掃引間隔より細かくなっており、
   前記第２平面掃引計測部の縦向き掃引による障害物検知領域が鉛直な矩形面であって、前記障害物検知領域を含む縦向き掃引平面の上辺部が前記踏切道の上方１５０ｃｍ～１７０ｃｍに来るように、前記第２平面掃引計測部の取り付け位置が調整されていることを特徴とする踏切障害物検知装置。
2. 前記第１平面掃引計測部を支持している支持部材によって前記第２平面掃引計測部が支持されていることを特徴とする請求項１に記載された踏切障害物検知装置。
3. 前記第１判定部の処理を実行する電子回路が時分割処理にて前記第２判定部の処理も実行するようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された踏切障害物検知装置。
   

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