JPH03215776A - 踏切障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、踏切上方から下方踏切内に向けて投受光を行
うことにより、該踏切内を通過する車両（自動車）等の
存否を検知する踏切障害物検知装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、踏切内での事故を防止するため該踏切を挟んで一
方側に投光機を、他方側に受光機を配設し、上記投光機
からの光が遮断されるかどうかで踏切内の自動車等の物
体の存否を判別する、いわゆる投受光式の検知装置が使
用されている。

また、テレビカメラを設置し、踏切内に障害物が無い場
合の基準画像と現在の取込み画像とを画像処理を施すこ
とによって比較し、障害物の存否を判別する装置が提案
されている（特開昭５７−１９４３７６号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記投受光式の検知装置では、投光機と受光機との光軸
が正確に一致する必要があり、設置精度及び経時変化に
よる保守、点検が要求される。また死角をな《すため、
あるいは分解能を向上させるためには数多くの投光機、
受光機を踏切周辺に分散して配設せねばならない。更に
、投光光が自動車等がよって遮断されるように投光機及
び受光機が低い位置に設置されるので、検知装置の設置
位置が制約を受けるとともに、積雪、除雪した雪、通過
車両がはねた泥の付着により、あるいはいたずら等によ
る誤検知を生じる虞れがある。

一方、特開昭５７−１９４３７６号公報記載の装置にお
いても同公報の図面から理解できるようにテレビカメラ
の撮像面は横向けにされており、従って比較的低い位置
に設置されているものと考えることができ、これにより
前述と同様な問題が生じる。また、この装置による画像
比較方式は一般的ではあるが、処理及び装置が複雑かつ
大掛かりになり、高コストとなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、複数の投受光
手段を高所に一体的に配置し、各指向範囲内における下
方被写体までの距離に基づいて踏切内の車両等の存否を
最終的に判別、検知する踏切障害物検知装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、踏切上方であって少なくとも通過車両よりも
高所に設置され、該設置位置から下方踏切内に向けて指
向方向を順次異にした複数本の投受光を行う複数の役受
光手段と、下方被写体からの各反射受光信号それぞれに
ついて各被写体間距離を求める三角測量手段と、求めた
各距離データから各指向範囲内の車両の存否をそれぞれ
判別する第１の判別手段と、該第１の判別手段の各判別
結果から踏切内の車両の存否を最終決定する第２の判別
手段とを備えたものである。

〔作用〕

本発明によれば、各投受光手段から下方に向けて投光が
行われ、各指向範囲内における下方被写体からの反射受
光信号により上記投光手段と該被写体までの距離がそれ
ぞれ求められる。そして、該距離データからその指向範
囲内において上記被写体が踏切線路面であるか通過車両
の上面であるかが判別され、更に各判別結果から最終的
に踏切内の車両の存否が判別される。

〔実施例〕

第３図は本発明に係る踏切障害物検知装置を実施した踏
切の概略図であり、第４図は該踏切の平面図である。

？３図に示すように踏切障害物検知装置１は、線路３と
交差する道路４の路肩に立てられた支柱２と一体的に構
成された梁部２ａの適所に２個取り付けられている。前
記梁部２ａはおよそ地上６ｍの位置にあり、前記踏切障
害物検知装置１はこの位置から踏切内の所定範囲を俯轍
するように配設されている。前記梁部２ａは踏切両側に
設けられ、合計４個の踏切障害物検知装置１により第４
図に示すように踏切内の障害物検知範囲（１２×８ｍ）
を４分割した各分割範囲Ａ■〜Ａ４　　（各６×４ｍ）
についてそれぞれ障害物が検知されるようになされてい
る。

なお、５は遮断機、６は踏切警報機、７は検知対象の自
動車等の障害物及び８は列車に障害物があることを知ら
せる警告装置である。

上記踏切障害物検知装置１は、第２図（Ａ）（正面図）
、第２図（Ｂ）（平面図）及び第２図（Ｃ）（側面図）
に示すように装置本体１０１の所定の曲率を有する曲面
部１０１ａに１５個の距離センサＳが５行３列のマトリ
クス状に配設されたものである。この距離センサＳは、
後述するように赤外光を被写体に照射し、その反射光を
受光した受光信号から三角測距の原理により被写体まで
の距離を計測するセンサである。

なお、以下の説明の便宜上、各距離センサＳに第２図（
Ｂ）に示すように番号を付し、個々の距離センサＳにつ
いての説明においては各距離センサＳを距離センサＳ０
，Ｓ２，・・・，Ｓエ５で表わすことにする。また、距
離センサＳ１，Ｓ２，・・・Ｓ１５に関連する、例えば
測距エリア、測距データ情報についてもそれらの符号に
前記番号を添字として付すこととする。

第１図は、前記踏切障害物検知装置１により踏切内の自
動車７（障害物）を検知する検知方法を示した図である
。同図に示す障害物検知範囲は、第４図に示した踏切内
の１つの分割範囲である。

前記１５個の距離センサＳは、障害物検知範囲内の・異
なる位置をそれぞれ監視しており、障害物検知動作の指
示があると、該距離センサＳから監視している被写体ま
での距離を測定する。例えば距離センサＳ６は、障害物
がなければ、道路４の路面Ｐまでの距離を測定し、同図
に仮想線で示すように自動車７がある場合には、該自動
車７のルーフＱまでの距離を測定する。そして、測定し
た被写体距離から障害物の存否の判定を行う。この判定
結果は、下記第１表に示す３種類のゾーン情報に変換さ
れて行なわれ、全距離センサＳの判定結果に基づいて踏
切内の障害物の存否が判定される。

第１表に示す異常状態とは、測距できないほど障害物が
近接していたり、赤外光が障害物により乱反射されたり
、吸収されて測定可能な十分な受光量が得られず、測定
結果の信頼性がないが、あるいは測定不能となる場合で
ある。また、障害物有りとして検知される障害物は高さ
１ｍ以上の物体である。これは、例えば軽自動車や普通
自動車を検知可能な障害物の最少単位としており、それ
らのルーフの高さがおよそ１ｍであるからである。

被写体距離から障害物の高さへの換算は、投光角度と踏
切障害物検知装置１の設置高（６ｍ）から幾何学的に求
められる。

なお、障害物の存否の判定方法については後述する。

第 １ 表 第５図は、距離センサＳ内の構成を示したものである。

距離センサＳは、被写体に向けて赤外光を投光する投光
部と、被写体で反射した該赤外光を受光する受光部とか
ら構成されている。前記投光部は赤外光を発光する発光
素子（ＬＥＤ）Ｄと投光レンズ９とからなり、前記受光
部は反射光を受光する受光素子（ＳＰＣ）Ｃと受光レン
ズ１０とからなっている。また、距離センサＳには、い
わゆるマルチビーム方式が採用され、その投光部は複数
の発光素子Ｄからなり複数の赤外光を照射するようにな
され、その受光部は各赤外光の反射光をそれぞれ受光す
べく前記発光素子Ｄに対応し？複数個設けられている。

この方式を採用することにより、１個の距離センサＳの
測距エリアが広くなり、各障害物検知範囲Ａエ〜Ａ４を
検知する距離センサＳを少なくすることができる。同図
では、発光部は５個の発光素子Ｄエ〜Ｄ５からなり、受
光部は５個の受光素子Ｃエ〜Ｃ６からなっている。

発光素子Ｄ１〜Ｄ５から発光される赤外光ビームは投光
レンズ９を介してそれぞれ異なる方向に照射され、全体
で広い範囲に照射されるようになされている。被写体が
距離センサＳの測距可能な距離範囲にあるときは、同図
に示すように発光素子Ｄエ〜Ｄ５から発光された赤外光
ビームの反射光は受光レンズによりそれぞれ対応する受
光素子Ｃエ〜Ｃ５に入射され、その受光素子Ｃ１〜Ｃ５
で受光される。また、後述するように発光素子Ｄ１〜Ｄ
５は時分割で発光され、それぞれの反射光が受光素子Ｃ
■〜Ｃ５で受光される。各受光素子Ｃ１〜Ｃ５からは受
光素子上での光の入射位置を対応するレベル信号が出力
されるので、その信号レベルに基づいて各受光素子０１
〜Ｃ５毎に三角測距の原理に基づいて被写体までの距離
を測定することができる。従って、１個の距離センサＳ
からは５個の被写体距離のデータが出力され、当該距離
センサＳによる障害物の存否の判定は、それら５個の被
写体距離データから後述する判定方法により行われる。

なお、被写体が測距可能な距離範囲より近距離側にある
と、その被写体に対する被写体距離は測定できないが、
その被写体で反射した赤外光は、所定の受光素子Ｃ　に
隣接する外側の受光素子ｌ Ｃｉ＋１で受光されるので、測距可能な距離エリアより
近距離側に障害物のあることを検知することは可能とな
る。このために第５図においては受光素子Ｃ６を付設し
ている。

第６図は、障害物検知範囲の１つの分割範囲Ａ１におけ
る踏切障害物検知装置１の各距離センサＳの測距エリア
を示したものである。測距エリアＢ１，Ｂ２，・・・Ｂ
エ．はそれぞれ踏切陳害物検知装置１の距離センサＳエ
，Ｓ２，・・・Ｓエ５の測距工リアである。測距エリア
Ｂ１，Ｂ２，　・・・Ｂ　１５は障害物検知範囲Ａ１内
にほぼ均等に分散されており障害物検知範囲Ａエ内に存
在する障害物はいずれかの距離センサＳにより検知され
るようになされている。なお、同図において、下方にあ
る測距エリアほどその範囲が広くなっているのは、例え
ば測距エリアＢ工〜Ｂ３は測距エリアＢ　１３〜Ｂ　１
５より踏切障害物検知装置１から遠くにあるため、投光
される赤外先の範囲がより大きく広がるためである。

第７図は、前記踏切障害物検知装置１のシステム構成図
である。同図において、１１は踏切内の障害物検知プロ
グラムを実行し、障害物存否の判定結果を出力するパー
ソナルコンピュータ（以下パソコンという）、１２はパ
ソコン１１からの指令信号を受けて距離センサ部１４を
駆動させ、各距離センサＳから得られた距離情報から各
測距エリアＢ内の被写体距離を上述した３種類の情報に
変換するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという
）である。１３はマイコン１２と距離セン？部１４との
データ交信を行うためのインターフェース、１４は１５
個の測距エリア内の被写体距離を計測する距離センサＳ
■〜Ｓ■５からなる距離センサ部である。

障害物存否の確認の指示が入力されると、パソコン１１
は障害物検知動作を開始し、パソコン１１からマイコン
１２に被写体距離計測の開始信号を送出する。障害物存
否の確認の指示は、例えば踏切への電車近接信号により
行われる。マイコンさせる。各距離センサＳ１〜Ｓエ５
は、それぞれの測距エリア８１〜Ｂ１５における被写体
距離を測定し、その測定データをマイコン１２に転送す
る。

この測定データは、各距離センサ毎に５個の受光データ
から得られる被写体距離のデータである。

マイコン１２は、各測距エリアＢについてそれぞれ５個
の被写体距離のデータから後述する判定方法により上述
した１つのゾーン情報Ｊに変換した後、測距エリア８１
〜Ｂ１５に対応するゾーン情報？１〜Ｊ　１５をパソコ
ン１１に送出する。そして、パソコン１１ではそのゾー
ン情報Ｊエ〜Ｊ　１５に基づき踏切内の障害物の存否の
判定が行われ、前記ゾーン情報Ｊ■〜Ｊ　１５とともに
該判定結果が不図示の表示部に表示される。この場合、
判定結果の表示だけでなく、障害物が存在するときは、
警報装置８を駆動して警報を発するようにしてもよい。

なお、第１図に示すように各距離センサからは所定の照
射角で赤外線ビームが照射されるので、被写体距離Ｌと
被写体の高さＨとは一対一に対応する。従って、前記ゾ
ーン情報Ｊへの変換は、被写体の高さが１ｍとなる基準
値Ｌｏを予め設定しておき、測定した被写体距離データ
を該基準値Ｌｏと比較することにより決定することがで
きる。

次に、各測距エリアのゾーン情報の決定方法について説
明する。

上述したように１個の距離センサＳでは５個の被写体距
離の測定データ（ゾーン情報）が得られるので、これら
の測定データから１つのゾーン情報を決定する必要があ
る。すなわち、対応する測距エリアＢの陳害物の存否を
判別しなければならない。この測距エリアのゾーン情報
の判別は、以下の判別基準の一例により行われる。

（１）最多数のゾーン情報を原則として測距エリアのゾ
ーン情報とする。ただし、ゾーン情報が競合する場合は
、第３ゾーン〉第２ゾーン〉第１ゾーンの優先順位に従
って測距エリアのゾーン情報を決定する。

（２）隣接する２点が第３ゾーンのときは（１）の原則
に拘らず測距エリアのゾーン情報を第３ゾーンとする。

これは、安全性を重視して障害物有りと判定される第３
ゾーンを優先させたものである。

上記判別基準によれば、５点の内、４点以上を占めるゾ
ーン情報は、多数決の原理により該ゾーン情報が測距エ
リアのゾーン情報となる。また、それぞれ１点を占める
２つのゾーン情報と３点を占めるゾーン情報とからなる
場合も、多数決の原理により３点を占めるゾーン情報が
測距エリアのゾーン情報となる。

一方、２点を占めるゾーン情報と３点を占めるゾーン情
報とからなる場合は、（２）の場合を除き３点を占める
ゾーン情報が測距エリアのゾーン情報となる。すなわち
、２つのゾーン情報をＸ１Ｙとすると、ゾーン情報の配
列パターンはｒＹＹＸＸＸＪ、ｒＸＹＹＸＸＪ、ｒＸ　
Ｘ　Ｙ　Ｙ　ＸＪ及びｒＸ　Ｘ　Ｘ　Ｙ　ＹＪの４種類
が考えられるが、Ｙが第２ゾーン、Ｘが第１または第３
ゾーンとなる場合は、測距エリアのゾーン情報は、第Ｘ
ゾーンではなく、第２ゾーンとなる。

それぞれ２点を占める２つのゾーン情報と１点を占める
ゾーン情報とからなる場合は、第３ゾーン〉第２ゾーン
〉第１ゾーンの優先順位に従い、多数決の原理により測
距エリアのゾーン情報が決定される。すなわち、２点を
占める２つのゾーン情報をＸ，Ｙとし、１点を占めるゾ
ーン情報をＺとすると、Ｘ及びＹのいずれかが第３ゾー
ンであれば、測距エリアのゾーン情報は第３ゾーンとな
り、Ｚが第３ゾーンであれば、測距エリアのゾーン情報
は第２ゾーンとなる。

第２表は、５個の被写体距離の測定データ（ゾーン情報
）と該測定データから上記判別基準に基づいて決定され
る測距エリアのゾーン情報との関係を、例えば１２個の
例示を挙げて示したものである。同表において、Ｃエ〜
ｃ５は第５図に示す受光素子に対応している。また、表
内の数値は第１表に示すゾーン情報である。例えばＮＯ
．１の例示の場合は、受光素子Ｃエ〜ｃ５がら得られた
各被写体距離データに基づきゾーン情報に換算したもの
がｒｌ　１　１　２　３Ｊであることを示し、この５個
のゾーン情報から判別出力される測距エリアのゾーン情
報は第１ゾーンであることを示している。

以下、余白 第 ２ 表 Ｎｏ．ｌ〜４の例示の場合は、３点以上が第１ゾーンで
あるから、判別結果は第１ゾーンとなっており、Ｎｏ．
５〜７の例示の場合は、３点以上が第２ゾーンであるか
ら、判別結果は第２ゾーンとなっている。また、Ｎｏ．
８の例示の場合は、第１ゾーンと第２ゾーンとが２点ず
つで競合しているが、優先順位から判別結果は第２ゾー
ンとなっている。また、Ｎｏ．９．１０の例示の場合は
、それぞれ第１ゾーンと第３ゾーンとが２点ずつで競合
しているが、優先順位から判別結果は第３ゾーンとなっ
ている。また、Ｎｏ．１１の例示の場合は、３点を占め
る第２ゾーンと２点を占める茶３ゾーンとからなり、Ｎ
ｏ．１２の例示の場合は、３点を占める第１ゾーンと２
点を占める第３ゾーンとからなるが、上述したように隣
接する２点が第３ゾーンの場合は第３ゾーンが優先され
るから判別結果は＄３ゾーンとなっている。

なお、上記踏切内の障害物検知の動作は複数回行うと、
より安全性が向上がする。また、複数回の障害物検知に
より踏切内を移動している自動車を検知することも可能
となる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、投光した赤外
線の被写体からの反射光により障害物の検知を行ってい
るので、投光部と受光部とを一つの装置内に設けること
ができ、障害物検知装置の小型化が可能になるとともに
、該障害物検知装置を踏切上方に配設することが可能と
なる。

また、踏切上方から踏切内に赤外線を投受光して該踏切
内の被写体の被写体距離を測定することにより障害物を
検知するようにしたので、積雪や車両の泥跳ねによる測
定妨害を得けに＜＜、確実に障害物存否を検知すること
ができる。また、トレーラ等の車高の高い大型車であっ
ても検知することが可能となる。

また、複数の距離センサでそれぞれ障害物検知範囲内の
異なる測距範囲の被写体距離を測定し、その被写体距離
から各測距範囲について障害物の存否を判別するととも
にそれらの判別結果から該障害物検知範囲内の障害物の
存否を判別するようにしたので、障害物検知範囲内の障
害物を立体的に検知することができる。また、障害物検
知の分解能が向上し、誤検知が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明に係る踏切障害物検知装置の陳害物検知方
法を示した図、第２図（Ａ）は前記踏切障害物検知装置
の正面図、第２図（Ｂ）は前記踏切障害物検知装置の平
面図、第２図（Ｃ）は前記踏切障害物検知装置の側面図
、第３図は前記踏切障害物検知装置を実施した踏切の概
略図、第４図は前記踏切障害物検知装置を実施した踏切
の平面図、第５図は距離センサの構成図、第６図は障害
物検知範囲の１つの分割範囲内における踏切障害物検知
装置の各距離センサの測距エリアを示す図、第７図は発
明に係る踏切障害物検知装置のシステム構成図である。 １・・・踏切障害物検知装置、２・・・支柱、２ａ・・
・梁部、７・・・自動車（障害物）、８・・・警報装置
、９・・・投光レンズ、１０・・・受光レンズ、１１・
・・パーソナルコンピュータ、１２・・・マイクロコン
ピュータ、１３・・・インターフェース、１４・・・距
離センサ部、１０１・・・装置本体、１０１゛ａ・・・
曲面部、Ａエ〜Ａ４・・・障害物検知範囲の分割範囲、
８１〜Ｓ　１５・・・距離センサ、Ｂ１〜Ｂ１５・・・
測距エリア。 第 ２ 図 第 ５ 図 Ｄ Ｃ 第 ７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、踏切上方であって少なくとも通過車両よりも高所に
   設置され、該設置位置から下方踏切内に向けて指向方向
   を順次異にした複数本の投受光を行う複数の投受光手段
   と、下方被写体からの各反射受光信号それぞれについて
   各被写体間距離を求める三角測量手段と、求めた各距離
   データから各指向範囲内の車両の存否をそれぞれ判別す
   る第１の判別手段と、該第１の判別手段の各判別結果か
   ら踏切内の車両の存否を最終決定する第２の判別手段と
   からなる踏切障害物検知装置。