JPH102951A

JPH102951A - 音波を用いた物体の監視方法及びその装置

Info

Publication number: JPH102951A
Application number: JP15463596A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Egami; 憲位江上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】レール上を移動する列車が保守工事現場等に
接近した場合、正確に警報を動作せしめて作業者の退避
を促し、安全性を確保する。【解決手段】列車１０の通過の合間にレール１等の補
修作業を行う場合、レール１に磁歪発振子Ｍと、振動セ
ンサＳＥとを配設し、ドライバ１５を通じて磁歪発振子
Ｍからレール１に音波を伝播せしめ、列車１０の存在位
置からの反射音波を振動センサＳＥにて捉え、狭帯域周
波数フィルタ１２に通して雑音を除去し、マイクロコン
ピュータ１６にて音波の伝播時間、音波の伝播速度に基
づき、工事現場から列車１０までの距離を算出し、所定
距離以下になるとブザーＢを鳴動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】鉄道線路等の騒音の大きい環
境下、音波の減衰が大きい環境下、又はＳ／Ｎ比が悪い
環境下等にて、音波を利用して架線又は線路の保守作業
現場から列車までの距離、列車が保守作業現場に到達す
る時間、列車速度等の監視情報を求めることを可能とす
る物体の監視方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来における踏切の自動遮断機
のための列車検出方法及びその装置を示す模式図であ
り、図中１はレール、Ｖは電源、ＡＭはリレー等で構成
され、通電を検出するための電流検出器、１０はレール
１上を走行する列車である。２本のレール１，１には、
夫々所定間隔でレール間を絶縁する一対の絶縁材１ａ，
１ｂ、１ｃ，１ｄが介装され、この絶縁材１ａ，１ｂ
間、１ｃ，１ｄ間に位置するレール１，１間に電源Ｖ、
電流検出器ＡＭの直列回路が設けられている。このよう
な従来の列車検出方法及び装置にあっては、絶縁材１
ａ，１ｂ間、１ｃ，１ｄ間のレール１，１上に列車１０
が存在しない状態では左, 右のレール１，１間は絶縁さ
れているため電流検出器ＡＭは動作しない。

【０００３】一方列車１０が絶縁材１ａ，１ｂ間、１
ｃ，１ｄ間のレール１，１上に存在する場合には左, 右
のレール１，１間は列車１０の車輪によって接続状態と
なり、電流検出器ＡＭには電源Ｖから通電され、電流検
出器ＡＭから所定の信号が出力され、例えば踏切り等に
おける自動遮断機の動作開始信号として用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した如
き従来方法及び装置にあっては電流検出器ＡＭが設置さ
れている個所では列車の到来を知ることが出来るが、設
置場所近く以外では列車の接近を知ることは出来ない。
このため、鉄道関係の架線、又はレール等の保守工事を
行う場合等には、工事現場の近くに専任の列車監視人を
配置して列車の接近を認識すると工事従事者に列車の接
近を知らせて避難を行わせる方法が採用されている。

【０００５】しかし列車監視人の不注意によって工事従
事者が危険な目にあうことがあり、また人件費も高くな
る等の問題があった。本発明は斯かる事情に鑑みなされ
たものであって、本発明の第１の目的は、移動体等の物
体までの距離を音波を利用することで必要個所にて正確
に認識し、警報を発せしめることで省人化を図ると共
に、安全性を高め得るようにした物体の監視方法及びそ
の装置を提供するにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、監視位置から軌条
上を移動する移動体までの距離又は移動体の速度、移動
体が監視位置に到達する時刻等の各種監視情報が得られ
る移動体の監視方法又はその装置を提供するにある。本
発明の第３の目的は、任意個所での移動体の監視に際し
て使用する電源の消費を最小限に抑制し得るようにした
移動体の監視方法及びその装置を提供するにある。

【０００７】本発明の第４の目的は、軌条を伝播する音
波の周波数を高，低に分け、夫々の反射音波を検出する
ことで監視位置から移動体までの距離の遠近の如何にか
かわらず、広範囲の距離において移動体を正確に監視し
得るようにした移動体の監視方法及びその装置を提供す
るにある。

【０００８】第５の目的は、磁歪発振子、振動センサ等
の故障が生じても警報を発せしめることでフエィルセー
フを確保し得るようにした移動体の監視方法及び装置を
提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る音波を
用いた物体の監視方法は、音波伝播媒体に音波を伝播さ
せ、前記音波伝播媒体における物体存在位置からの反射
音波をセンサにて検出し、これを帯域周波数フィルタに
通して雑音を除去し、抽出した前記反射音波の伝播時
間、又はこれと前記音波伝播媒体の音波伝播速度に基づ
いて、前記物体までの距離、又は他の物体監視情報を求
めることを特徴とする。

【００１０】第１の発明にあっては、音波伝播媒体に所
定周波数の音波を伝播し、音波伝播媒体上に物体が存在
することによって音波伝播媒体の音響インピーダンスが
大きく変化しているため、この部分に達した音波は一部
が反射される。そこでこの反射音波を捉え、これを帯域
周波数フィルタに通して雑音を除去し、反射音波を抽出
し、音波の伝播時間、音波の伝播速度に基づいて正確に
音響インピーダンスの急変位置、換言すれば移動体等の
物体存在位置までの距離、又は他の監視情報を得ること
が可能となる。

【００１１】第２の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、移動体の軌条に音波を伝播させ、前記軌条に
おける移動体存在位置からの反射音波をセンサにて検出
し、これを帯域周波数フィルタに通して雑音を除去し、
抽出した前記反射音波の伝播時間、又はこれと前記軌条
の音波伝播速度に基づいて、前記移動体までの距離、又
は他の移動体監視情報を求めることを特徴とする。

【００１２】第３の発明に係る音波を用いた移動体の監
視装置は、軌条上を移動する移動体を音波を用いて監視
する装置において、前記軌条に所定周波数帯域の音波を
伝播させる磁歪発振子と、前記移動体存在位置からの反
射音波を捉えるセンサと、該センサで検出した反射音波
から雑音を除去するための帯域周波数フィルタと、該帯
域周波数フィルタの出力に基づいて前記移動体までの距
離、又は他の移動体監視情報を求める演算部とを備える
ことを特徴とする。

【００１３】第２，第３の発明にあっては、移動体の軌
条に所定周波数帯域の音波を伝播させると、移動体存在
位置で音波が反射する。この反射音波をセンサで検出
し、帯域周波数フィルタで雑音を除去し、抽出した反射
音波の伝播時間と、軌条の音波伝播速度とに基づき監視
位置から移動体までの距離、又は他の監視情報を正確に
求め得る。

【００１４】第４の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝播さ
せ、前記軌条における移動体存在位置からの反射音波を
センサにて検出し、これを帯域周波数フィルタに通して
雑音を除去し、抽出した前記反射音波にフーリエ変換処
理を施して反射音波の周波数を算出し、これと前記磁歪
発振子からの発振音波の周波数との差に基づいて前記移
動体の速度、又は他の移動体監視情報を求めることを特
徴とする。

【００１５】第４の発明にあっては、反射音波のフーリ
エ変換によって音波の周波数を求め、これと磁歪発振子
からの発振音波の周波数との差、即ちドップラー効果に
よる周波数偏奇量に基づき移動体の速度、更には他の監
視情報を求め得る。

【００１６】第５の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝播
し、前記軌条における移動体存在位置からの反射音波を
センサにて検出し、これを帯域周波数フィルタに通して
雑音を除去し、抽出した前記反射音波の伝播時間、又は
これと前記軌条の音波伝播速度に基づいて、移動体まで
の距離を求める処理を所定のタイミングで繰り返し、算
出した距離の変化に基づき前記移動体の速度、又は他の
移動体監視情報を求めることを特徴とする。

【００１７】第５の発明にあっては、同様に軌条上を移
動する移動体の速度、移動体までの距離の他、移動体が
監視位置に到達するまでの時間等の監視情報を正確に求
めることが可能となる。

【００１８】第６の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、第１の磁歪発振子から移動体の軌条に低い周
波数の音波を伝播し、前記軌条における移動体存在位置
からの反射音波をセンサにて検出し、これを帯域周波数
フィルタに通して雑音を除去し、抽出した前記反射音波
の伝播時間、又はこれと前記軌条の音波伝播速度に基づ
いて、移動体までの距離、又はこれを含む移動体監視情
報を求め、算出した距離が予め定めた距離以下になると
第１の磁歪発振子に代えて第２の磁歪発振子から前記移
動体の軌条に高い周波数の音波を伝播し、その反射音波
を捉え、これに基づいて移動体までの距離、又はこれを
含む移動体監視情報を求めることを特徴とする。

【００１９】第７の発明に係る音波を用いた移動体の監
視装置は、軌条上を移動する移動体を音波を用いて監視
する装置において、前記軌条に低い周波数の音波を伝播
させる第１の磁歪発振子及び高い周波数の音波を伝播さ
せる第２の磁歪発振子と、前記移動体存在位置から反射
された反射音波を捉えるセンサと、該センサで検出した
各反射音波から雑音を除去すべく前記第１、又は第２の
磁歪発振子夫々の発振音波の周波数に対応させた異なる
帯域周波数を持つ第１，第２の帯域周波数フィルタと、
該第１、又は第２の帯域周波数フィルタ出力に基づい
て、前記移動体までの距離、又はこれを含む移動体監視
情報を求める演算部と、該演算部により求めた前記移動
体までの距離に基づいて前記演算部へ入力すべき前記第
１の帯域周波数フィルタの出力と第２の帯域周波数フィ
ルタの出力とをを切り換える切換手段とを具備すること
を特徴とする。

【００２０】第６，第７の発明にあっては、周波数の異
なる音波を軌条に伝播させることで遠距離に位置する移
動体は勿論、近い距離に位置する移動体の正確な監視が
可能となる。

【００２１】第８の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝播さ
せ、前記軌条における移動体存在位置からの反射音波を
センサにて検出し、これを移動体の移動に伴うドップラ
ー効果による偏奇周波数帯域を含むよう周波数帯域を可
変とした帯域周波数フィルタに通して雑音を除去し、抽
出した反射音波に基づいて、前記移動体までの距離、又
はこれを含む移動体監視情報を求めることを特徴とす
る。

【００２２】第８の発明にあっては、反射音波のドップ
ラー効果に基づく偏奇周波数帯域に対応するようフィル
タの帯域周波数を変更することで、発振音波に邪魔され
ることなく反射音波のみを抽出することが可能となる。

【００２３】第９の発明に係る音波を用いた移動体の監
視方法は、移動体が存在する軌条を伝播されてくる音波
をセンサにて検出し、検出した音波の強さが所定値を越
える時間が所定時間継続した場合に、磁歪発振子を動作
させて前記軌条に音波を伝播させ、前記移動体存在位置
から反射された反射音波の検出を開始する処理を含むこ
とを特徴とする。

【００２４】第９の発明にあっては、移動体から発せら
れる音波をセンサで捉え、検出した音波の強度を基準値
と比較してこれを越える、換言すれば移動体が所定距離
まで近づいたことを検出して、磁歪発振子を動作させ、
移動体までの距離又は他の監視情報を得るようにするこ
とで電源の浪費を避けて長時間の移動体監視が可能とな
る。

【００２５】第１０の発明に係る音波を用いた移動体の
監視方法は、移動体が走行する軌条の第１の位置に磁歪
発振子にて音波を伝播させ、第２の位置で軌条を伝播さ
れてくる前記音波をセンサにて検出し、前記磁歪発振子
からの発振音波であることを確認する処理を繰返し行
い、前記磁歪発振子が発する音波がセンサにて検出出来
なくなった場合に、前記移動体が前記第１の位置を通過
したと判断する処理を含むことを特徴とする。

【００２６】第１０の発明にあっては、軌条の第１の位
置で磁歪発振子にて軌条に音波を伝播させ、第２の位置
でセンサにて前記音波を捉え、これを検出している状態
において、前記音波を検出出来なくなると移動体の接近
と判断することで、磁歪発振子，振動センサ等のトラブ
ルに対してもフエイルセーフが働くこととなり、信頼性
を高め得る。

【００２７】第１１の発明に係る音波を用いた移動体の
監視装置は、移動体が走行する軌条における前記移動体
の走行方向に対し、上流側に配置した第１の監視装置本
体から前記軌条に所定周波数の音波を伝播し、移動体存
在位置からの反射音波を捉え、これに基づいて前記移動
体の監視情報を求め、監視情報が所定の条件を満たした
とき前記軌条に前記音波と異なる周波数の音波を伝播さ
せ、下流側に配置した第２の監視装置本体にて前記第１
の監視装置本体が発した音波を検出し、この音波を解析
し、その結果に基づいて警報を発することを特徴とす
る。

【００２８】第１１の発明にあっては、第１，第２の監
視装置本体を移動体の走行方向に対し、上，下流側に間
隔を隔てて配置し、第１の監視装置本体で移動体を検出
し、これを音波を用いて第２の監視装置本体に伝えるこ
とにより遠距離から移動体の監視を正確に行える。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る実施の形態に
ついて図面に基づき具体的に説明する。（実施の形態１）図１は本発明に係る実施の形態１の構
成を示すブロック図であり、図中１はレール、Ｍはレー
ル１に振動を付与する磁歪発振子、ＳＥはレール１から
振動を検出する振動センサ、Ｄは列車１０の監視情報を
求める監視装置本体を示している。

【００３０】レール１に接して振動センサＳＥ、磁歪発
振子Ｍを夫々適正距離隔てて設置する。列車１０の走行
方向に対する振動センサＳＥと磁歪発振子Ｍとの配置関
係については特に限定しない。磁歪発振子Ｍからは予め
定めた特定周波数帯域の音波が所定のパルス列として複
数回発振され、レール１に伝播される。レール１に伝播
された発振音波は列車存在位置に達するとこの部分では
音響インピーダンスが大きく変化しているから音波の一
部が反射され、反射音波として振動センサＳＥに捉えら
れる。

【００３１】検視装置本体Ｄは、振動センサＳＥからの
出力が入力されるバッファ１１、磁歪発振子Ｍを動作さ
せるドライバ１５、演算制御を行うマイクロコンピュー
タ１６、及び大きな警報音を発するブザーＢ等を備えて
いる。前記バッファ１１は、入力インピーダンスが高
く、また出力インピーダンスが低く設定されており、振
動センサＳＥの出力を保持し、狭帯域（バンドパス；以
下同じ）周波数フィルタ１２へ出力する。

【００３２】狭帯域周波数フィルタ１２は、その通過帯
域周波数を磁歪発振子Ｍから発振され、列車１０の存在
位置で反射された反射音波の周波数帯域を含むよう設定
されており、この範囲の信号のみを透過させて雑音を除
去し、また増幅器１３は雑音除去後の振動センサＳＥの
出力を増幅し、またＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変
換器１４はアナログ信号をディジタル信号に変換して、
マイクロコンピュータ１６へ入力する。

【００３３】マイクロコンピュータ１６は、所定のタイ
ミングで、前記磁歪発振子Ｍに対する駆動指令をドライ
バ１５へ出力し、Ａ／Ｄ変換器１４から反射音波を取込
み、列車１０までの往復に要した音波の伝播時間を、例
えばカウンタから読み込み、メモリ１７の格納データで
あるレール１の音波伝播速度等に基づき列車１０までの
距離、その他列車１０の移動速度、又は列車１０が振動
センサＳＥ、又は磁歪発振子Ｍの設置位置である監視位
置に到達する迄の時間等の監視情報を算出する。更に、
所定の条件、即ち列車１０までの距離が所定値以下とな
り、また列車１０が監視位置に到達する迄の時間が所定
値以下となった場合にはブザーＢを鳴動させる。

【００３４】図２（ａ）は磁歪発振子Ｍの構成を示す拡
大模式図、図２（ｂ）は、磁歪発振子Ｍを構成する１枚
の磁歪材Ｍａの斜視図であり、図中Ｍａは磁歪材、Ｍｂ
は導線を示している。磁歪材Ｍａは、例えばＮｉ又はＣ
ｏ−Ｆｅ合金等にて形成した短冊状の板の中央に孔Ｍｃ
を開口して矩形リング状に形成したものを相互の間を絶
縁材（図示せず）を介在させて絶縁した状態で多数枚重
ね合わせ、各長辺部分に導線Ｍｂを巻装して構成してあ
り、磁歪材Ｍａの長手方向の一端側はレール１に固定さ
れている。

【００３５】多数の磁歪材Ｍａを積層するのは渦電流損
失を極小化するためである。このような磁歪発振子Ｍの
導線Ｍｂに図２（ａ）に示す矢符方向に電流を流すと磁
歪材Ｍａが磁化され、界磁方向に歪むから（例えば磁歪
材ＭａがＮｉ製の場合には縮み、Ｃｏ−Ｆｅ合金製の場
合には延びる）、導線Ｍｂに対する通電と遮断とを繰り
返すことで磁歪発振子Ｍが振動し、レール１に特定周波
数帯域の音波を伝播し得ることとなる。電流の流す向き
を逆にしても同様に振動する。

【００３６】磁歪発振子Ｍに対する通電により生じる変
位量ｘは下記（１）式で近似できる。この近似式は、例
えば鉄系の磁歪材Ｍａを用いて長さ２０ｃｍの磁歪発振
子を構成し、その一端をレール１に固定し、磁歪材Ｍａ
の変位置が最大となるよう導線Ｍｂに電流を通流し、他
端にて変位量ｘを測定した場合のものである。ｘ＝０．２ｍ×５０μ× sinω …（１）但し、ω：角速度振動は一般に加速度として検出されるから、その最大値
は（２）式で与えられる。

【００３７】

【数１】

【００３８】いま磁歪発振子Ｍを３ＫＨｚで振動させた
とすると下記（３）式の如く３６０Ｇの振動を発生させ
ることが可能となる。

【００３９】

【数２】

【００４０】磁歪発振子Ｍから発生される音波の周波
数、即ち特定周波数は、予め列車１０が発する雑音、例
えば走行音、機械音等の周波数の強度分布を調べ、比較
的弱い周波数帯域のものを選定し、これよりも大きい強
度の音波を磁歪発振子Ｍから発振させるようにすればよ
い。磁歪発振子Ｍから強い音波を発生させるにはその特
定周波数と一致するよう固有振動数を定めればよく、例
えば磁歪材Ｍａの長さ、厚み、幅等を調整して特定周波
数と一致する固有振動数に定めればよい。更に磁歪発振
子Ｍに印加する電流の周期を、前記特定周波数の整数分
の１となるように、換言すれば磁歪発振子Ｍの機械的共
振を利用することで格段に大きな振動を発生させること
が可能となる。

【００４１】図３はドライバ１５の具体的回路図であ
り、ドライバ１５はフォトカプラ３１、ｎ型のＦＥＴ
（電界効果型トランジスタ）３２等を備えている。フォ
トカプラ３１のフォトダイオードにおけるアノードには
抵抗３３を介在させて電源電圧（５Ｖ）が印加されるよ
うにしてあり、またカソードは図１に示すマイクロコン
ピュータ１６の出力端子に接続されている。フォトカプ
ラ３１を構成するフォトトランジスタはそのエミッタ側
がＦＥＴ３２のゲートに接続されると共に、抵抗３４を
介在させてＦＥＴ３２のソース及び基板と共に低電圧源
（図示せず）に接続されている。ＦＥＴ３２のドレイン
は磁歪発振子Ｍの導線Ｍｂの一端に接続されている。な
お、前記フォトトランジスタのコレクタ、磁歪発振子Ｍ
の導線Ｍｂの他端は夫々図示しない電位源に接続されて
いる。

【００４２】このようなドライバ１５の動作を説明す
る。いまマイクロコンピュータ１６からローレベルの信
号が入力されると、フォトカプラ３１におけるダイオー
ド側に電流が流れて発光し、フォトトランジスタがオン
し、抵抗３４に電流が流れ、ｎ型のＦＥＴ３２のゲート
がハイレベルとなり、ＦＥＴ３２がオン状態となって磁
歪発振子Ｍに大電流が流れ、機械的歪みを発生させる。

【００４３】また、マイクロコンピュータ１６からの信
号がハイレベルの場合、フォトカプラ３１におけるダイ
オード側には電流は流れず、フォトトランジスタがオフ
し、抵抗３４に電流が流れず、ｎ型のＦＥＴ３２のゲー
トがローレベルとなる。これでｎ型のＦＥＴ３２がオフ
状態となって磁歪発振子Ｍへの印加電流がなくなり、機
械的歪みが解消される。つまり、マイクロコンピュータ
１６からドライバ１５に対する信号レベルがローと、ハ
イと交互する信号、例えばパルス信号を付与することで
磁歪発振子Ｍに機械的振動を発生させ得ることとなる。

【００４４】図４はドライバ１５の他の例を示す回路図
であり、３１ａ〜３１ｄはフォトカプラ、３２ａ〜３２
ｄは磁歪発振子Ｍへ大電流を印加させるためのＮ型のＦ
ＥＴを示している。各フォトカプラ３１ａ〜３１ｄの各
フォトダイオードの各アノード側がには各抵抗３３ａ〜
３３ｄを介在させて電源電圧（５Ｖ）を印加されるよう
にしてある。またフォトカプラ３１ａ，３１ｄのフォト
ダイオードのカソード側はマイクロコンピュータ１６の
出力端子ＯＵＴ₁に並列に、フォトカプラ３１ｂ，３１
ｃのフォトダイオードにあってはマイクロコンピュータ
１６の出力端子ＯＵＴ₂に並列に夫々接続されている。

【００４５】一方フォトカプラ３１ａ〜３１ｄにおける
フォトトランジスタにあっては、その各エミッタ端子は
夫々対応するＦＥＴ３２ａ〜３２ｄのゲートに接続され
ると共に、夫々抵抗３４ａ〜３４ｄを介在させてＦＥＴ
３２ａ〜３２ｄのソース及び基板と共に低電位源に接続
されている。また、ＦＥＴ３２ａ及び３２ｂのドレイン
は、相互に接続されＦＥＴ３２ｃ，３２ｄのドレインは
ＦＥＴ３２ａ，３２ｂのソースと接続される共に、磁歪
発振子Ｍの導線Ｍｂの各一端に接続されている。３５
は、ＦＥＴ３２ａのソースとＦＥＴ３２ｃのドレインと
の接続点と磁歪発振子Ｍとの間に介在させたコンデンサ
である。

【００４６】次に図４に示すドライバの動作を説明す
る。常時はマイクロコンピュータ１６の出力端子ＯＵＴ
₁，ＯＵＴ₂はいずれもハイレベルに設定維持され、こ
の状態では全てのフォトカプラ３１ａ〜３１ｄのダイオ
ードは発光せず、従ってＦＥＴ３２ａ〜３２ｄはオフの
状態となり、磁歪発振子Ｍには通電されない。これに対
して出力端子ＯＵＴ₁をローレベルにすると、ＦＥＴ３
２ａ及び３２ｄがオン状態となり、磁歪発振子Ｍには大
電流が流れる。ただコンデンサ３５が存在するため、磁
歪発振子Ｍにはコンデンサ３５の蓄電，放電の繰り返し
によりパルス状の電流が流れることとなる。

【００４７】次に出力端子ＯＵＴ₁をハイレベル，ＯＵ
Ｔ₂をローレベルにすると、ＦＥＴ３２ｂ，３２ｃがオ
ン状態となり、磁歪発振子Ｍに逆方向の大電流が流れ
る。出力端子ＯＵＴ₂をローレベルにした直後には、印
加電圧分の電荷が蓄えられているコンデンサ３５に印加
電圧が加算されて、磁歪発振子Ｍに印加されることとな
る。

【００４８】つまりコンデンサ３５を用いて電流の方向
を反転させることで、印加電圧を２倍近く引上げること
が出来、電力効率を高め得る。次に図１に示す実施の形
態１の動作を図５に示す発振音波、反射音波の説明図及
び図６に示すフローチャートに基づき説明する。先ず、
マイクロコンピュータ１６にてドライバ１５に動作指令
を出力し、ドライバ１５を駆動して、磁歪発振子Ｍを振
動させ、レール１に音波を伝播させる (ステップＳ
１）。

【００４９】図５はレール１における磁歪発振子Ｍの発
振音波及び反射音波の説明図であり、前記磁歪発振子Ｍ
の振動は、図５（ａ）に示す如くレール１に音波として
伝えられる。レール１上に列車１０が存在すればその位
置におけるレール１の音響インピーダンスが大きく変化
しているから、この位置に達した音波は一部が反射さ
れ、図５（ｂ）に示す如き反射音波が生じる。この反射
音波を図１に示す振動センサＳＥで捉え、バッファ１
１、狭帯域周波数フィルタ１２、増幅器１３、Ａ／Ｄ変
換器１４を通してマイクロコンピュータ１６へ取込み、
メモリ１７に時間軸を横軸としたデータ群として格納す
る。この処理を等間隔で多数回繰り返して順次メモリ１
７に格納し、解析する (ステップＳ２）。

【００５０】解析は、具体的には先づ振動センサＳＥが
通常より大きな音波（反射音波）を受信したか否かを判
断し (ステップＳ３）、しない場合には列車１０までの
距離が遠いと判断し、ブザーＢをオフにし (ステップＳ
４）、ステップＳ１に戻る。また通常より大きな音波
（反射音波）を受信した場合にはドライバ１５へ駆動指
令を発した時点から大きな反射音波を検出した時点まで
の時間のカウント値ｔを求め (ステップＳ５）、そのカ
ウント値ｔ（音波の伝播時間）が所定値（メモリ１７に
格納されており、ここから読み出す）よりも小さいか否
かを判断し (ステップＳ６）、小さくない場合には列車
１０はまだ遠くに位置すると判断し (ステップＳ７）、
ステップＳ１へ戻る。

【００５１】また所定値より小さい場合には列車は近く
に位置すると判断し、ブザーＢをオンし (ステップＳ
８）、ステップＳ１に戻る。マイクロコンピュータ１６
による判断は、カウント値ｔと、例えばメモリ１７に格
納してあるレール１の音波伝播速度ｖとに基づき磁歪発
振子Ｍと振動センサＳＥとの中間点、即ち監視位置から
列車１０までの距離Ｌを下記（４）式に従って算出す
る。

【００５２】

【数３】

【００５３】いま距離Ｌ_i（ｉ＝１，２…ｎ）をメモリ
１７に格納してある基準値（距離）と比較し、基準値以
下になると列車１０が危険な距離に接近したと判断し、
ブザーＢを鳴動させることとしてもよい。更に、反射音
波のデータは前述した如く時間軸を横軸としたデータ群
としてメモリ１７に格納されているから、これをフーリ
エ変換することで周波数を軸としたデータ群に変換出来
る。そこで、この周波数とメモリ１７に格納されている
磁歪発振子Ｍからの発振音波の周波数との差、即ちドッ
プラー効果による周波数の偏奇量を求め、列車１０の速
度を算出し、列車１０が監視位置に到達する時間を求
め、ブザーＢを鳴動するか否かを判断することとしても
よい。ドップラー効果による反射音波の周波数ｆの偏奇
量は下記（５）式で与えられる。

【００５４】

【数４】

【００５５】ちなみに列車１０が１００Ｋｍ／時で接近
している場合、反射音波は発振音波よりも周波数が０．
５％程度高くなる。

【００５６】（実施の形態２）この実施の形態２におい
ては、磁歪発振子からレールに伝播させる音波の周波数
を低周波帯域と高周波帯域とに分けて列車が遠、近のい
ずれの位置にあってもその位置を正確に検出し、監視す
ることを可能としてある。図７は、実施の形態２の構成
を示すブロック図である。図中Ｍ₁は磁歪発振子Ｍより
も低い周波数の音波を発振する磁歪発振子、１５ａは前
記磁歪発振子Ｍ₁のドライバ、１２ａは磁歪発振子Ｍ₁
の発振音波の周波数に対応させた狭帯域周波数フィル
タ、１３ａは増幅器であり、前記磁歪発振子Ｍ₁から発
振され、列車１０の存在位置から反射された反射音波を
濾波し、増幅するためのものである。

【００５７】１８は切換手段たるマルチプレクサであっ
て、両増幅器１３と１３ａとのいずれかの出力を手動又
はマイクロコンピュータ１６の指令によって、所定のタ
イミングで切り換え、Ａ／Ｄ変換器１４へ選択時に出力
するようにしてある。他の構成は図１に示す実施の形態
１に示す構成と実質的に同じであり、対応する部分には
同じ番号を付して説明を省略する。

【００５８】次に動作を説明する。マルチプレクサ１８
を増幅器１３ａ側に切り換えておき、マイクロコンピュ
ータ１６からドライバ１５ａに駆動指令を送り、ドライ
バ１５ａにて磁歪発振子Ｍ ₁を動作させる。

【００５９】磁歪発振子Ｍ₁からは低い周波数の音波が
レール１へ伝播される。低い周波数の音波は減衰され難
く、遠距離に達し得るから、音波はレール１を伝播し、
遠方の列車１０の存在位置に達し、ここからの反射音波
を振動センサＳＥにて明瞭に捉え得る。振動センサＳＥ
で捉えた反射音波は、実施の形態１におけるのと同様に
処理され、列車１０までの距離等の情報を算出する。

【００６０】マイクロコンピュータ１６は、カウント値
ｔを所定値と比較し、これよりも大きい場合は、ブザー
Ｂを動作させず、また所定値よりも小さくなると列車１
０は近くに存在すると判断し、ブザーＢを間欠的に鳴動
させる。列車１０が更に近づいてくると、磁歪発振子Ｍ
₁から音波を発振中に列車１０の存在位置からの反射音
波が振動センサＳＥに捉えられ始め、ノイズとの識別が
難しくなる。

【００６１】そこで、監視位置から列車１０までの距離
が予め定めた距離以下になるとマイクロコンピュータ１
６からドライバ１５ａに代えてドライバ１５に駆動指令
を送出し、ドライバ１５にて磁歪発振子Ｍを動作させる
と共に、マルチプレクサ１８を増幅器１３側に切り換え
る。磁歪発振子Ｍから高い周波数の音波をレール１に伝
播させ、列車１０の存在位置からの反射音波を振動セン
サＳＥにて捉える。

【００６２】振動センサＳＥにて捉えた反射音波は、実
施の形態１におけるのと同様に処理され、列車１０まで
の距離Ｌ等の監視情報を算出し、カウント値ｔが予め定
めた別の所定値以下になるとブザーＢを連続的に鳴動さ
せ、退避を促す。

【００６３】これによって低い周波数の音波を用いるこ
で減衰が小さく遠距離への伝播が可能となり遠距離にあ
る列車１０の監視を正確に行うことが出来る。また列車
１０が近づいた場合には低い周波数の音波では、磁歪発
振子Ｍ₁から音波を発振中に列車１０の存在位置からの
反射音波の受信が開始されて発振音波と反射音波との区
別が難しくなるという不都合を生じる場合に高い周波数
の音波を用いることによって正確に距離等の検出が可能
となる。

【００６４】磁歪発振子Ｍ₁から低い周波数の音波を発
振させる場合、その周波数に合わせたパルス列をドライ
バ１５ａから送出するため、パルス列の始点から終点ま
での時間が長く、この間に反射音波が戻ってくると識別
が難しくなる。このためパルス列の始点から終点までの
時間が短くて済む高い周波数の音波に切り換える。

【００６５】勿論、高い周波数の音波を用いる場合にも
同様の不都合は当然に生じるが、低い周波数の音波を用
いる場合に比較して識別の困難さは小さくて済む。これ
によって音波発振中に反射音波を捉え始めることによる
識別の困難さを回避出来る。なお他の動作は実施の形態
１におけるのと実質的に同じであり、説明を省略する。

【００６６】（実施の形態３）この実施の形態３にあっ
ては、監視位置に列車が接近してくる場合、又は遠ざか
る場合にはドップラー効果によって磁歪発振子から発せ
られる発振音波と反射音波とでは周波数に夫々偏奇が生
じるのを利用して反射音波の検出を容易に行い得る構成
としてある。図８は実施の形態３の構成を示すブロック
図であり、狭帯域周波数フィルタ１２としての周波数帯
域をマイクロコンピュータ１６にて設定変更可能として
ある。

【００６７】他の構成は実施の形態１におけるそれと実
質的に同じであり、対応する部分には同じ番号を付して
説明を省略する。この実施の形態３にあっては、列車１
０が監視位置に接近してくる場合は、ドップラー効果に
よって周波数が高くなるから狭帯域周波数フィルタ１２
の周波数帯域を、実施の形態１で求めた列車１０の速度
から予測される周波数の偏奇量に対応するよう変更す
る。これによって磁歪発振子Ｍの発振音波の如何にかか
わらず、反射音波のみを狭帯域周波数フィルタ１２、増
幅器１３、Ａ／Ｄ変換器１４を経てマイクロコンピュー
タ１６へ取り込むことが可能となる。監視位置から列車
１０が遠ざかる場合には、列車１０の速度から予測され
る反射周波数帯域を低い側に変更すればよい。これによ
って磁歪発振子Ｍから発生した音波に邪魔されることな
く、反射音波をより鮮明に捉えることが可能となる。

【００６８】（実施の形態４）この実施の形態４にあっ
ては、装置自体を携帯型とし、使用電源であるバッテリ
ーの節減が図れるようにしてある。図９は実施の形態４
の構成を示すブロック図である。この実施の形態４にあ
っては、実施の形態３の構成に加えてバッファ１１の出
力を狭帯域周波数フィルタ１２、増幅器１３及びＡ／Ｄ
変換器１４を経てマイクロコンピュータ１６に至る経路
と並列に増幅器２１、絶対値算出器２２、積分器２３及
びコンパレータ２４を経てマイクロコンピュータ１６へ
至る経路を設定してある。なお、絶対値算出器２２は入
力ｘに対し出力ｙ（＝｜ｘ｜）とする動作を行う。また
積分器２３は、一時的なノイズによってコンパレータ２
４が誤動作しないようにするためであり、一次遅れ要素
で置換してもよい。

【００６９】増幅器２１はセンサで捉えられた反射音波
及び列車１０の雑音をそのまま増幅し、絶対値算出器２
２で絶対値（強度）を算出し、積分器２３にてこれを時
間積分し、その積分値をコンパレータ２４にて基準値と
比較する。コンパレータ２４はその積分値が基準値を越
えると所定の信号をマイクロコンピュータ１６へ出力す
る。マイクロコンピュータ１６はコンパレータ２４から
所定の信号が入力されるとドライバ１５へ駆動指令を出
力し、磁歪発振子Ｍを動作せしめるようにしてある。

【００７０】このような実施の形態４にあっては、列車
１０が遠方に位置する間は磁歪発振子Ｍを停止してお
き、振動センサＳＥのみを動作させて列車１０からの雑
音を捉え、雑音が基準値を上回る値に達すると、換言す
れば列車１０が一定距離に近づくとドライバ１５を動作
させ、磁歪発振子Ｍから音波を発生させ列車１０までの
距離を算出し、監視態勢に入ることとなり、不必要な電
源の消費を節減出来る利点を有する。

【００７１】（実施の形態５）図１０は本発明に係る実
施の形態５の構成を示すブロック図であり、この実施の
形態５にあっては、磁歪発振子Ｍを備えた監視装置本体
Ｄ₁と振動センサＳＥを備えた監視装置本体Ｄ₂とを夫
々独立してレール１に対し、列車１０の走行方向に所定
の間隔を隔てて設置してある。マイクロコンピュータ１
６ａはメモリ１７ａから読み出したデ−タに基づきドラ
イバ１５へ駆動指令を出力し、これに基づいてドライバ
１５から特定周期のパルス列信号が磁歪発振子Ｍへ出力
され、所定周波数の音波がレール１へ伝播される。

【００７２】一方、磁歪発振子Ｍから出力され、レール
１へ伝播された所定周波数の音波（列車１０からの反射
音波も一部に含む）は直接振動センサＳＥにて捉えら
れ、バッファ１１、狭帯域周波数フィルタ１２、増幅器
１３、Ａ／Ｄ変換器１４を経、磁歪発振子Ｍから出力さ
れた直接の音波のみがディジタル信号に変換されてマイ
クロコンピュータ１６へ入力され、メモリ１７に格納す
る。マイクロコンピュータ１６は磁歪発振子Ｍが発振
し、レール１を伝播されてきた音波を検出し、磁歪発振
子Ｍが発振した音波であることをメモリ１７に格納して
あるデ−タに基づき確認する。確認が可能な間はブザー
Ｂを鳴動しない。

【００７３】一方列車１０が磁歪発振子Ｍの設置位置に
達し、ここを通過すると、列車１０が存在している部分
の音響インピーダンスが大きく変化し、磁歪発振子Ｍの
発振音波をはるかに越える大きな雑音が振動センサＳＥ
に捉えられることとなり、磁歪発振子Ｍの音波の検出が
困難となる。このためマイクロコンピュータ１６は磁歪
発振子Ｍが発生した音波を確認出来ない状態となり、ブ
ザーＢを鳴動させる。このような実施の形態５にあって
は、例えば磁歪発振子Ｍ、または振動センサＳＥが故障
し、マイクロコンピュータ１６が磁歪発振子Ｍが発生す
る音波を確認出来なくなるとブザーＢが鳴動することと
なり、フェイルセーフが働き安全性が一層高められる。

【００７４】（実施の形態６）この実施の形態６にあっ
ては、装置を可搬形とし、電源としてのバッテリの消費
電力の低減を図ると共に、列車の接近を遠方から確実に
監視可能とした構成をしてある。図１１は実施の形態６
の構成を示すブロック図である。この実施の形態６にあ
っては、図９に示す実施の形態４に示した監視装置本体
ＤからブザーＢを除去すると共に、ドライバ１５ａにて
駆動される磁歪発振子Ｍ₁を増設した構成の監視装置本
体Ｄ₃と、図９に示す実施の形態４からドライバ１５及
び磁歪発振子Ｍを除去した構成の監視装置本体Ｄ₄とを
レール１に沿って相互に比較的遠く隔てて（レール１を
伝播する音波が減衰してしまわない範囲）設置する。

【００７５】なお、磁歪発振子Ｍ₁が発振する音波の周
波数は磁歪発振子Ｍの発生する音波の周波数と異ならせ
てある。また監視装置本体Ｄ₃における狭帯域周波数フ
ィルタ１２は磁歪発振子Ｍの発振する特定周波数に対応
する周波数帯域に設定され、また監視装置本体Ｄ₄にお
ける狭帯域周波数フィルタ１２は磁歪発振子Ｍ₁が発振
する特定周波数帯域に対応する周波数帯域に設定されて
いる。他の構成は実施の形態４のそれと実質的に同じで
あり、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略す
る。

【００７６】次に動作を説明する。監視装置本体Ｄ₃の
振動センサＳＥを動作させてレール１を伝播してくる雑
音を捉え、バッファ１１、増幅器２１、絶対値算出器２
２、積分器２３を通してコンパレータ２４へ入力し、所
定値を越えない場合にはマイクロコンピュータ１６を停
止したままとして節電を図る。また所定値を越えると、
換言すれば列車１０が或る程度まで近づき雑音が大きく
なるとマイクロコンピュータ１６が動作し、ドライバ１
５へ駆動指令を出力し、磁歪発振子Ｍを動作させる。

【００７７】磁歪発振子Ｍから発振され、列車１０が存
在する位置から反射されてきた反射音波を振動センサＳ
Ｅで捉え、これを狭帯域周波数フィルタ１２、増幅器１
３、Ａ／Ｄ変換器１４を通してマイクロコンピュータ１
６へ入力し、実施の形態１，４におけるのと同様に列車
１０までの距離、列車１０の速度等の監視情報を求め
る。列車が所定の距離まで接近すると予め決めた伝送手
順通りにマイクロコンピュータ１６がドライバ１５ａを
介して磁歪発振子Ｍ₁を駆動し、レール１に所定周波数
の音波を伝播させる。

【００７８】一方監視装置本体Ｄ₄にあっては、振動セ
ンサＳＥ₁にて、列車１０の発する雑音を捉え、増幅器
２１、絶対値算出器２２、積分器２３を経てコンパレー
タ２４へ入力し、予め定めた所定値と比較し、所定値よ
りも小さい場合は、マイクロコンピュータ１６は動作し
ない。そして、所定値よりも大きくなると、コンパレー
タ２４からの信号に基づきマイクロコンピュータ１６が
動作し、振動センサＳＥ₁で捉えた音波を狭帯域周波数
フィルタ１２、増幅器１３、Ａ／Ｄ変換器１４を経て、
マイクロコンピュータ１６へ取込み、磁歪発振子Ｍ₁か
らの発振音波信号であることを確認し、ブザーＢを鳴動
させる。これによって、監視装置本体Ｄ₃だけで検出で
きる列車１０までの距離を更に延ばすことが出来る。

【００７９】（実施の形態７）実施の形態１〜６はいず
れも片側のレール１に磁歪発振子，振動センサを設置し
た構成を説明したが、両側のレール１，１に夫々磁歪発
振子，振動センサを個別に設置し、両者のデータを照合
させることで、より正確な列車までの距離、列車速度、
列車到達時間等を算出することが出来、信頼性を高め得
る。

【００８０】

【発明の効果】第１の発明にあっては、監視位置で音波
を音波伝播媒体に伝播させ、音波伝播媒体上の物体の存
在位置から反射音波をセンサにて検出し、検出した反射
音波を帯域周波数とするフィルタに通して雑音を除去
し、抽出した反射音波に基づいて前記監視位置から物体
までの距離、又は他の監視情報を正確に得ることが出来
る。

【００８１】第２，第３の発明にあっては、反射音波の
フーリエ変換により音波の周波数を求め、発振音波の周
波数から偏奇量から発振音波に煩わされることなく反射
音波を正確に検出出来、またドップラー効果に基づく移
動体の速度を算出し、また監視位置への移動体の到達時
間を求め得る。

【００８２】第４，第５の発明にあっては、磁歪発振子
から発生せしめられ、レールに伝播された音波が移動体
に達して反射された反射音波を抽出し、抽出した音波に
基づいて移動体までの距離を求める処理を繰り返すこと
で移動体の速度、移動体の到達時間等を算出することが
可能となる。

【００８３】第６，第７の発明にあっては、磁歪発振子
から発振される音波の特定周波数を高周波と低周波とに
分けて、低周波の音波によってレール上の遠隔に位置す
る移動体を、また高周波によって接近してきた移動体を
夫々監視することでより広範囲の距離で移動体の正確な
監視が可能となる。

【００８４】第８の発明にあっては、反射音波の周波数
が移動体の移動速度によって変化するというドップラー
効果による反射音波の偏奇量を検出し、夫々に対応する
よう狭帯域周波数フィルタの帯域を変更することで、発
振音波に煩わされることなく反射音波のみを抽出するこ
とが出来て、移動体の監視情報の正確な把握が可能とな
る。

【００８５】第９の発明にあっては、レールを伝播され
てくる音波を捉えてその全体としての強さを求め、これ
を基準値と比較し、基準値を越える、換言すれば移動体
までの距離が近づくことを検出すると、磁歪発振子を動
作させて移動体の存在位置からの反射音波を捉え、これ
を抽出して移動体までの距離等を算出することで、移動
体が極めて遠方に位置する場合には不必要に磁歪発振子
を動作させることなく、消費電力の低減を図ることが出
来、バッテリ等の電源の有効利用が図れる。

【００８６】第１０の発明にあっては、レールにおける
磁歪発振子と振動センサとの設置位置間に移動体が到達
することで、磁歪発振子からレールに伝播された音波を
センサにて捉えられなくなると、移動体接近の警報を動
作させることで磁歪発振子，振動センサ等のトラブルが
生じても安全性を維持することが出来、フェイルセール
が高められる。

【００８７】第１１の発明にあっては、第１，第２の監
視装置本体を移動体の走行方向に対し、上，下流側に間
隔を隔てて配置し、第１の監視装置本体から発した音波
を第２の監視装置本体で直接捉えることで移動体からの
反射音波を捉える場合に比較して移動体を遠距離から確
実に捉えることが可能となり、信頼性をより向上させ得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態１の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】磁歪発振子の構成を示す拡大模式図である。

【図３】磁歪発振子のドライバの具体的回路図であ
る。

【図４】磁歪発振子のドライバの他の例を示す回路図
である。

【図５】レールにおける磁歪発振子の発振音波及び反
射音波の説明図である。

【図６】実施の形態１の動作を示すフローチャートで
ある。

【図７】本発明に係る実施の形態２の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】本発明に係る実施の形態３の構成を示すブロ
ック図である。

【図９】本発明に係る実施の形態４の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】本発明に係る実施の形態５の構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】本発明に係る実施の形態６の構成を示すブ
ロック図である。

【図１２】従来における踏切の自動遮断機のための列
車検出方法及びその装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１レール、ＳＥ，ＳＥ₁ 振動センサ、Ｍ，Ｍ₁ 磁
歪発振子、Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄ 監視装置本体、１
０列車、１１バッファ、１２，１２ａ狭帯域周波
数フィルタ、１３，２１増幅器、１４Ａ／Ｄ変換
器、１５，１５ａドライバ、１６マイクロコンピュー
タ、１７メモリ、２２絶対値算出器、２３積分
器、２４コンパレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音波伝播媒体に音波を伝播させ、前記音
波伝播媒体における物体存在位置からの反射音波をセン
サにて検出し、これを帯域周波数フィルタに通して雑音
を除去し、抽出した前記反射音波の伝播時間、又はこれ
と前記音波伝播媒体の音波伝播速度に基づいて、前記物
体までの距離、又は他の物体監視情報を求めることを特
徴とする音波を用いた物体の監視方法。
【請求項２】移動体の軌条に音波を伝播させ、前記軌
条における移動体存在位置からの反射音波をセンサにて
検出し、これを帯域周波数フィルタに通して雑音を除去
し、抽出した前記反射音波の伝播時間、又はこれと前記
軌条の音波伝播速度に基づいて、前記移動体までの距
離、又は他の移動体監視情報を求めることを特徴とする
音波を用いた移動体の監視方法。
【請求項３】軌条上を移動する移動体を音波を用いて
監視する装置において、前記軌条に所定周波数帯域の音
波を伝播させる磁歪発振子と、前記移動体存在位置から
の反射音波を捉えるセンサと、該センサで検出した反射
音波から雑音を除去するための帯域周波数フィルタと、
該帯域周波数フィルタの出力に基づいて前記移動体まで
の距離、又は他の移動体監視情報を求める演算部とを備
えることを特徴とする音波を用いた移動体の監視装置。
【請求項４】磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝
播させ、前記軌条における移動体存在位置からの反射音
波をセンサにて検出し、これを帯域周波数フィルタに通
して雑音を除去し、抽出した前記反射音波にフーリエ変
換処理を施して反射音波の周波数を算出し、これと前記
磁歪発振子からの発振音波の周波数との差に基づいて前
記移動体の速度、又は他の移動体監視情報を求めること
を特徴とする音波を用いた移動体の監視方法。
【請求項５】磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝
播し、前記軌条における移動体存在位置からの反射音波
をセンサにて検出し、これを帯域周波数フィルタに通し
て雑音を除去し、抽出した前記反射音波の伝播時間、又
はこれと前記軌条の音波伝播速度に基づいて、移動体ま
での距離を求める処理を所定のタイミングで繰り返し、
算出した距離の変化に基づき前記移動体の速度、又は他
の移動体監視情報を求めることを特徴とする音波を用い
た移動体の監視方法。
【請求項６】第１の磁歪発振子から移動体の軌条に低
い周波数の音波を伝播し、前記軌条における移動体存在
位置からの反射音波をセンサにて検出し、これを帯域周
波数フィルタに通して雑音を除去し、抽出した前記反射
音波の伝播時間、又はこれと前記軌条の音波伝播速度に
基づいて、移動体までの距離、又はこれを含む移動体監
視情報を求め、算出した距離が予め定めた距離以下にな
ると第１の磁歪発振子に代えて第２の磁歪発振子から前
記移動体の軌条に高い周波数の音波を伝播し、その反射
音波を捉え、これに基づいて移動体までの距離、又はこ
れを含む移動体監視情報を求めることを特徴とする音波
を用いた移動体の監視方法。
【請求項７】軌条上を移動する移動体を音波を用いて
監視する装置において、前記軌条に低い周波数の音波を
伝播させる第１の磁歪発振子及び高い周波数の音波を伝
播させる第２の磁歪発振子と、前記移動体存在位置から
反射された反射音波を捉えるセンサと、該センサで検出
した各反射音波から雑音を除去すべく前記第１、又は第
２の磁歪発振子夫々の発振音波の周波数に対応させた異
なる帯域周波数を持つ第１，第２の帯域周波数フィルタ
と、該第１、又は第２の帯域周波数フィルタ出力に基づ
いて、前記移動体までの距離、又はこれを含む移動体監
視情報を求める演算部と、該演算部により求めた前記移
動体までの距離に基づいて前記演算部へ入力すべき前記
第１の帯域周波数フィルタの出力と第２の帯域周波数フ
ィルタの出力とをを切り換える切換手段とを具備するこ
とを特徴とする音波を用いた移動体の監視装置。
【請求項８】磁歪発振子から移動体の軌条に音波を伝
播させ、前記軌条における移動体存在位置からの反射音
波をセンサにて検出し、これを移動体の移動に伴うドッ
プラー効果による偏奇周波数帯域を含むよう周波数帯域
を可変とした帯域周波数フィルタに通して雑音を除去
し、抽出した反射音波に基づいて、前記移動体までの距
離、又はこれを含む移動体監視情報を求めることを特徴
とする音波を用いた移動体の監視方法。
【請求項９】移動体が存在する軌条を伝播されてくる
音波をセンサにて検出し、検出した音波の強さが所定値
を越える時間が所定時間継続した場合に、磁歪発振子を
動作させて前記軌条に音波を伝播させ、前記移動体存在
位置から反射された反射音波の検出を開始する処理を含
むことを特徴とする音波を用いた移動体の監視方法。
【請求項１０】移動体が走行する軌条の第１の位置に
磁歪発振子にて音波を伝播させ、第２の位置で軌条を伝
播されてくる前記音波をセンサにて検出し、前記磁歪発
振子からの発振音波であることを確認する処理を繰返し
行い、前記磁歪発振子が発する音波がセンサにて検出出
来なくなった場合に、前記移動体が前記第１の位置を通
過したと判断する処理を含むことを特徴とする音波を用
いた移動体の監視方法。
【請求項１１】移動体が走行する軌条における前記移
動体の走行方向に対し、上流側に配置した第１の監視装
置本体から前記軌条に所定周波数の音波を伝播し、移動
体存在位置からの反射音波を捉え、これに基づいて前記
移動体の監視情報を求め、監視情報が所定の条件を満た
したとき前記軌条に前記音波と異なる周波数の音波を伝
播させ、下流側に配置した第２の監視装置本体にて前記
第１の監視装置本体が発した音波を検出し、この音波を
解析し、その結果に基づいて警報を発することを特徴と
する音波を用いた移動体の監視装置。