(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に対する移動体の速度を計測する速度計測装置であって、上記速度計測装置は、
上記移動体に設けられ、上記路面断面の上部形状を表す第１の路面形状データを取得する第１の路面形状センサと、
上記移動体の進行方向に沿って上記第１の路面形状センサから所定距離離れて上記移動体に設けられ、上記路面断面の上部形状を表す第２の路面形状データを取得する第２の路面形状センサと、
上記第１の路面形状センサによって異なる測定時間に取得された第１の路面形状データを蓄積して第１の蓄積データとして格納し、上記第２の路面形状センサによって異なる測定時間に取得された第２の路面形状データを蓄積して第２の蓄積データとして格納するメモリと、
上記メモリに格納された上記第１及び第２の蓄積データに基づいて、上記移動体の速度を計算する演算手段とを備え、
上記第１及び第２の路面形状センサのそれぞれは、電波を上記路面に放射して上記路面上の複数の構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、上記電波を放射してから上記各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、上記第１又は第２の路面形状データを取得し、
上記演算手段は、上記第１及び第２の蓄積データを比較し、上記第１の路面形状データと類似する上記第２の路面形状データが取得されるときの上記第１の路面形状データの測定時間と上記第２の路面形状データの測定時間との差を決定し、上記第１及び第２の路面形状センサ間の距離を上記測定時間の差で除算して上記移動体の速度を計算することを特徴とする速度計測装置。
【請求項２】
上記第１及び第２の路面形状センサのそれぞれは、当該路面形状センサからの距離が異なる上記路面上の複数の構造物によって反射された各反射波の信号レベルを測定することを特徴とする請求項１記載の速度計測装置。
【請求項３】
上記第１及び第２の路面形状センサのそれぞれは、当該路面形状センサが設けられた上記移動体の面と上記路面との間で異なる回数にわたって反射された各反射波の信号レベルを測定することを特徴とする請求項１記載の速度計測装置。
【請求項４】
上記メモリは、上記第１及び第２の蓄積データを測定時間に関して間引くことによって、より長い測定時間にわたる上記第１及び第２の路面形状データを蓄積することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【請求項５】
上記路面は、枕木及び締結装置を含む鉄道線路であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【請求項６】
上記路面は、レールを含む鉄道線路であり、上記第１及び第２の路面形状センサは、上記レールの長手方向に対して直交する偏波を有する電波を放射することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【請求項７】
上記第１及び第２の路面形状センサは、波長１０〜３０ｍｍを有する電波を放射することを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【請求項８】
上記路面に対する上記移動体の速度を計測するドップラー速度計をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【請求項９】
上記演算手段は、上記計算された速度に基づいて所定時間の走行距離を計算し、上記計算された走行距離を積算することにより、所定の基準点からの上記移動体の積算走行距離を計算することを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１つに記載の速度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の移動体上に設けられ、路面に対する移動体の速度を計測する速度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の移動体上に設けられ、路面に対する移動体の速度を計測する対地速度検出装置として、特許文献１及び２の発明が知られている。
【０００３】
特許文献１の発明は、電波を発生する送信機と、車両から軌道面に上記電波を放射するアンテナと、軌道面から得られる反射電力と送信電力の一部とを混合してドップラー信号成分を得る混合器と、この混合器の出力から、ある一定レベル以上の信号を検出しこれをパルスに変換するパルス発生器及びカウンターとを備え、パルス数とパルスの始点、終点時刻を計測することによって走行距離と所要時間を求め、これから車両の走行速度を導出するように構成される。
【０００４】
特許文献２の発明は、路面との距離を測定する第１の対地距離センサと、この第１の対地距離センサと車両進行方向に平行に該第１の対地距離センサと所定距離を有して配され、第１の対地処理センサから所定距離離れた地点の路面との距離を測定する第２の対地距離センサと、第１の対地距離センサからの距離信号に基づいて、車両が進行する路面をトレースする第１の路面トレース手段と、第２の対地距離センサからの距離信号に基づいて、車両が進行する路面をトレースする第２の路面トレース手段と、第１の路面トレース手段によってトレースされた路面の特徴と、第２の路面トレース手段によってトレースされた路面の特徴を比較し、第１の対地距離センサが通過した場所を第２の対地距離センサが通過する時間差を検出する時間遅れ検出手段と、この時間遅れ検出手段によって検出された時間差と、第１の対地距離センサと第２の対地距離センサの所定距離から、車両の対地速度を検出する対地速度検出手段とを具備する。
【０００５】
計測した速度を用いることで、所定の基準点からの走行距離又は積算走行距離を計算することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−２０６９９１号公報。
【特許文献２】特開平６−１３８２２１号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の発明では、ドップラー信号に基づいて走行速度を決定しているので、車両が低速で移動している場合にはドップラー周波数が非常に低くなり、計測不能になる。そのため、特許文献１の発明では、低速移動は停止と判定され、積算走行距離に誤差が生じるという問題がある。
【０００８】
特許文献２の発明では、２つの対地距離センサのそれぞれは、その直下の路面との距離を計測しているので、取得される路面の特徴情報は限定的である。特許文献２の発明では、速度を計測する際に限定的な特徴情報しか使用できないことに起因して、誤差が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明の課題は、以上の問題点を解決し、路面に対する移動体の速度を正確に計測することができる速度計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の速度計測装置によれば、
路面に対する移動体の速度を計測する速度計測装置であって、上記速度計測装置は、
上記移動体に設けられ、上記路面断面の上部形状を表す第１の路面形状データを取得する第１の路面形状センサと、
上記移動体の進行方向に沿って上記第１の路面形状センサから所定距離離れて上記移動体に設けられ、上記路面断面の上部形状を表す第２の路面形状データを取得する第２の路面形状センサと、
上記第１の路面形状センサによって異なる測定時間に取得された第１の路面形状データを蓄積して第１の蓄積データとして格納し、上記第２の路面形状センサによって異なる測定時間に取得された第２の路面形状データを蓄積して第２の蓄積データとして格納するメモリと、
上記メモリに格納された上記第１及び第２の蓄積データに基づいて、上記移動体の速度を計算する演算手段とを備え、
上記第１及び第２の路面形状センサのそれぞれは、電波を上記路面に放射して上記路面上の複数の構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、上記電波を放射してから上記各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、上記第１又は第２の路面形状データを取得し、
上記演算手段は、上記第１及び第２の蓄積データを比較し、上記第１の路面形状データと類似する上記第２の路面形状データが取得されるときの上記第１の路面形状データの測定時間と上記第２の路面形状データの測定時間との差を決定し、上記第１及び第２の路面形状センサ間の距離を上記測定時間の差で除算して上記移動体の速度を計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、路面に対する移動体の速度を正確に計測することができる速度計測装置を提供することができる。さらに、計測された速度を積算することにより、所定の基準点からの積算走行距離を計算することができる。さらに、移動する経路が予めわかっている場合には、計算された積算走行距離から現在位置を特定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。
【図２】図１の距離センサ１１ａ，１１ｂの照射範囲１０１，１０２を示す、軌道の上面図である。
【図３】図１の距離センサ１１ａ，１１ｂの詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図３の距離センサコントローラ２１によって発生される矩形波の送信信号の波形１１１と、図３のフィルタ２２を通過後の送信信号の波形１１２と、図３の包絡線検波器２７による検波後の受信信号の波形１１３とを示す図である。
【図５】図１の距離センサ１１ａ，１１ｂによって得られる路面形状データを示す図である。
【図６】（ａ）は、図１の距離センサ１１ａによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示し、（ｂ）は、図１の距離センサ１１ｂによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示す。
【図７】図１の演算装置１３によって実行される速度及び距離演算処理を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ５〜Ｓ１１で計算される相互相関値Ｒ（ｋ）を説明するための概略図である。
【図９】図７のステップＳ１４で測定周期Ｔｍを増大させたときの間引き処理を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。
【図１１】車両１０が第１の位置にあるときの距離センサ１１ａと路面５との間の電波の伝搬経路を示し、（ａ）は１回反射する電波の伝搬経路１６１を示し、（ｂ）は３回反射する電波の伝搬経路１６２を示し、（ｃ）は５回反射する電波の伝搬経路１６３を示す図である。
【図１２】車両１０が図１１の場合とは異なる第２の位置にあるときの距離センサ１１ａと路面５との間の電波の伝搬経路を示し、（ａ）は１回反射する電波の伝搬経路１６４を示し、（ｂ）は３回反射する電波の伝搬経路１６５を示し、（ｃ）は５回反射する電波の伝搬経路１６６を示す図である。
【図１３】センサ１１ａの照射範囲１０３外から反射される電波を含む場合の伝搬経路１６７〜１６９を示す図である。
【図１４】（ａ）は、図１０の距離センサ１１ａによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示し、（ｂ）は、図１０の距離センサ１１ｂによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示す。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る速度計測装置の距離センサの照射範囲１０１，１０２，１０６，１０７を示す、軌道の上面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る電波反射体４２を含む軌道の図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る電波反射体５４を含む軌道の図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係るエレベータ装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る速度計測装置について説明する。各図にわたって、同様の構成要素は同じ参照番号で示す。図面中のＸＹＺ座標を参照する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。実施の形態１の速度計測装置は、軌道上を走行する車両１０上に設けられ、路面に対する車両１０の速度を計測する。車両１０は、図１の＋Ｘ方向に進むものとする。軌道は、地面１、枕木２ａ〜２ｅ、レール３ａ及び３ｂ（図２を参照）、及び締結装置４ａ〜４ｊ（図２を参照）からなり、レール３ａ及び３ｂは締結装置４ａ〜４ｊによって枕木２ａ〜２ｅに固定されている。車両１０は、路面の形状（例えば、路面断面の上部形状）を表す路面形状データをそれぞれ取得する２つの距離センサ１１ａ，１１ｂと、路面形状データを格納するメモリ１２と、車両１０の速度及び積算走行距離を演算する演算装置１３と、演算結果を表示する表示装置１４と、距離センサ１１ａ，１１ｂのためのタイミングパルス（以下、測定パルスという。）を周期的に発生する測定タイミング回路１５と、演算装置１３のためのタイミングパルス（以下、演算パルスという。）を周期的に発生する演算タイミング回路１６と、積算走行距離の基点を表す基点パルスを演算装置１３に入力するコントローラ１７とを備える。
【００１５】
距離センサ１１ａ，１１ｂは、車両１０の下面において、車両１０の進行方向に沿って所定間隔Ｌだけ離れるように、かつ地面１からの高さがほぼ等しくなるように設けられる。距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれは、電波を放射して軌道上のさまざまな構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、路面形状データを取得する。この伝搬時間により、距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれから地面１、枕木２ａ〜２ｅ、及び締結装置４ａ〜４ｊまでの距離がわかる。ある伝搬時間を有する反射波の信号レベルが高いことは、その伝搬時間に対応する距離において、路面に特徴的な反射物（すなわち、枕木２ａ〜２ｅ及び締結装置４ａ〜４ｊなど）が存在することを示す。距離センサ１１ａ，１１ｂ間の間隔Ｌは、車両１０の進行方向に沿った締結装置４ａ〜４ｊの間隔の１／２より短い間隔とする。望ましくは、この締結装置４ａ〜４ｊの間隔は５０〜６０ｃｍ程度であり、距離センサ１１ａ，１１ｂ間の間隔Ｌは１５〜２５ｃｍ程度である。測定タイミング回路１５は、距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれに測定を開始するタイミングを指示するための測定パルスを周期的に発生する。この測定パルスは、距離センサ１１ａ，１１ｂが測定を同時に行う（すなわち、同時に電波を放射する）ことがないように、タイミングをずらして距離センサ１１ａ，１１ｂにそれぞれ送られる。測定パルスのタイミングのずれは、車両１０が距離Ｌを進む走行時間に対して十分に小さく、実質的に無視することができる。メモリ１２は、距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれにより測定パルス毎に測定された路面形状データを蓄積して格納する。演算装置１３は、演算パルスが入力される毎に、メモリ１２に格納された路面形状データに基づいて、図７を参照して後述する速度及び距離演算処理を実行することで、車両１０の速度及び積算走行距離を演算する。コントローラ１７は、外部のリセットボタン（図示せず。）からのリセット信号等に応答して、積算走行距離の基点を表す基点パルスを生成して演算装置１３に入力する。
【００１６】
図２は、図１の距離センサ１１ａ，１１ｂの照射範囲１０１，１０２を示す、軌道の上面図である。距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれは、その直下から前方までの範囲にわたって電波が照射されるように、特に締結装置４ａ〜４ｅのうちの複数個に電波が照射されるように、車両１０の進行方向に沿って斜め前方に向かって電波を放射する。距離センサ１１ａは照射範囲１０１を有し、距離センサ１１ｂは照射範囲１０２を有し、これらの照射範囲１０１，１０２は、距離センサ１１ａ，１１ｂ間の間隔Ｌの距離にわたって移動させると一致する。距離センサ１１ａ，１１ｂが電波を放射したとき、金属である締結装置４ａ〜４ｅから強い反射波が戻ってくる。距離センサ１１ａ，１１ｂからあまり遠方を照射すると、車両１０がカーブを走行時に電波が締結装置４ａ〜４ｅに当らなくなるので、例えば、距離センサ１１ａ，１１ｂの直下から前方２ｍ程度までに電波を照射する。距離センサ１１ａ，１１ｂは、レール３ａ（又は３ｂ）の真上ではなく、例えばレール３ａ，３ｂ間の中央付近において車両１０の下面に設置され、電波を、斜めから（すなわちＺ軸方向の成分を有して）締結装置４ａ〜４ｅに照射させる。これは、距離センサ１１ａ，１１ｂをレール３ａ，３ｂの真上に設置すると、レール３ａ，３ｂからの反射波によって他の構造物からの反射波が隠蔽され、十分な路面形状データを取得できなくなるからである。距離センサ１１ａ，１１ｂは、締結装置４ａ〜４ｅを十分観測できる程度に短い波長を有する電波を放射する。締結装置４ａ〜４ｅが直径４０〜５０ｍｍ程度のボルトを含む場合、電波の波長は１０〜３０ｍｍ程度が望ましい。距離センサ１１ａ，１１ｂから放射される電波の偏波は、レール３ａ，３ｂの長手方向に対して直交しているものとする。これにより、レール３ａ，３ｂからの反射を抑えることができる。
【００１７】
図３は、図１の距離センサ１１ａ，１１ｂの詳細構成を示すブロック図である。距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれは、距離センサコントローラ２１と、電波を放射するためのフィルタ２２、増幅器２３、及び送信アンテナ２４と、反射波を受信するための受信アンテナ２５、増幅器２６、包絡線検波器２７、及びアナログ・デジタル（ＡＤ）変換器２８と、クロック発振器２９とを備える。距離センサコントローラ２１は、クロック発振器２９から供給されるクロック信号に基づいて動作する。距離センサコントローラ２１は、ＰＬＬ（フェイズ・ロック・ループ）回路を内臓し（図示せず。）、供給されたクロック信号の周波数をＰＬＬ回路により逓倍することで高周波のクロック信号を生成して動作してもよい。距離センサコントローラ２１は、測定タイミング回路１５から測定パルスを受信する毎に路面の測定を行って路面形状データを生成し、メモリ１２に送る。
【００１８】
距離センサコントローラ２１は、測定タイミング回路１５から測定パルスを受信したとき、まず、距離センサコントローラ２１のクロック信号に基づいて矩形波の送信信号を生成し、生成した送信信号をフィルタ２２に送る。フィルタ２２は矩形波の送信信号の高調波成分を取り出す。フィルタ２２は、例えば、２７〜２９ＧＨｚの成分を通過させるチェビシェフＩ型フィルタである。これにより、フィルタ２２は、２８ＧＨｚを中心周波数とするパルス波の送信信号を出力する。図４に、距離センサコントローラ２１によって発生される矩形波の送信信号の波形１１１と、フィルタ２２を通過後の送信信号の波形１１２とを示す。このように、矩形波の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジでパルス波が形成される。フィルタ２２から出力されたパルス波の送信信号は、増幅器２３により所定の出力電力まで増幅され、送信アンテナ２４から放射される。送信アンテナ２４は、照射範囲１０１，１０２（図１及び図２を参照）に向かって電波を放射する指向性アンテナである。送信アンテナ２４から放射されたパルス波の電波は、地面１、枕木２ａ〜２ｅ、及び締結装置４ａ〜４ｅなどの軌道上の構造物により反射され、反射波は受信アンテナ２５で受信される。受信アンテナ２５で受信されたパルス波の受信信号は、増幅器２６により増幅されて包絡線検波器２７に送られる。包絡線検波器２７は、パルス波の受信信号を検波してその包絡線信号を生成する。図４に、包絡線検波器２７による検波後の受信信号の波形１１３を示す。受信信号は、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間を含む、送信信号に対する遅延時間１１４が経過した後に受信される。包絡線検波器２７による検波後の受信信号は、ＡＤ変換器２８によってＡＤ変換され、距離センサコントローラ２１に送られる。距離センサコントローラ２１は、電波を放射して軌道上のさまざまな構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、路面形状データを生成する。距離センサ１１ａ，１１ｂと軌道上の構造物との間の距離に応じて異なる伝搬時間を考慮して、電波の照射範囲１０１又は１０２内において最も近い構造物からの反射波と最も遠い構造物からの反射波とを受信するように、距離センサコントローラ２１は、所定時間にわたって受信信号の取り込みを継続する。前述のように、距離センサ１１ａ，１１ｂの直下から前方２ｍまでの照射範囲で電波を放射する場合には、受信信号の取り込みを継続する時間は、電波を放射してから２ｍ先の構造物により反射されて戻るまでの時間の２倍程度の長さとする。距離センサ１１ａ，１１ｂの内部回路における信号伝送時間は予め測定され、距離センサコントローラ２１は、路面形状データを生成するとき、電波の伝搬時間のみを考慮することができる。図５は、図１の距離センサ１１ａ，１１ｂによって得られる路面形状データを示す図である。強い反射をもたらす軌道上の構造物（締結装置４ａ〜４ｅなど）に対応して、反射波にピークが生じる。例えば、ピーク１２１は締結装置４ｃからの反射波であり、ピーク１２２は締結装置４ｄからの反射波であり、ピーク１２３は締結装置４ｅからの反射波である。距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれから軌道上の構造物までの距離は、「伝搬時間×光速÷２」からわかる。本発明の各実施の形態では、距離センサ１１ａ，１１ｂのそれぞれから軌道上の構造物までの距離の代わりに、電波の伝搬時間を用いる。距離センサコントローラ２１は、最後に、生成された路面状態データをメモリ１２に送る。距離センサ１１ａ，１１ｂは、測定タイミング回路１５から測定パルスを受信する毎に以上の処理を繰り返す。
【００１９】
距離センサコントローラ２１は、例えばＦＰＧＡによって構成してもよい。
【００２０】
図６（ａ）は、図１の距離センサ１１ａによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示し、図６（ｂ）は、図１の距離センサ１１ｂによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示す。メモリ１２は、距離センサ１１ａが生成した路面形状データと、距離センサ１１ｂが生成した路面形状データとを別個に格納する。測定タイミング回路１５の測定パルス毎に路面形状データが生成され、路面形状データが生成される毎にメモリ１２は路面形状データを蓄積し、路面形状の２次元配列データとして格納する。メモリ１２は、異なる路面形状データを、離散変数ｍにより表された異なる測定時間におけるデータとして格納する。２次元配列データの各行は、格納された路面形状データであり、図６（ａ）及び（ｂ）では、最初の路面形状データ（最も古い路面形状データ）は最も下の行に格納され、路面形状データが生成される毎に、先の路面形状データの１つ上の行に格納される。２次元配列データの各行の路面形状データにおいて、伝搬時間を離散変数ｎにより表し、図６（ａ）及び（ｂ）では、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間（すなわち、距離センサ１１ａ，１１ｂと軌道上の構造物との間の距離）は、配列の左側から右側に向かって増大している。路面形状データの各要素（それぞれ、伝搬時間ｎで特定される。）は、反射波の信号レベルである。図６（ａ）において、参照番号１３１〜１３３の線はそれぞれ、例えば締結装置４ｃ〜４ｅからの反射波を示し、図５の反射波のピーク１２１〜１２３に対応する。図６（ａ）の２次元配列データを参照することにより、反射波のピーク１２１〜１２３の時間的な変化がわかる。反射波のピーク１３１，１３２の線の左端の部分を参照すると、伝搬時間が短くなるほど、線の傾きが増加している。これは、距離センサ１１ａ，１１ｂと軌道上の構造物との間の距離の時間的変化が小さくなるためである。距離センサ１１ａ，１１ｂは、間隔Ｌだけ離れるように設けられているので、距離センサ１１ａで生成される路面形状データは、距離センサ１１ｂで生成される路面形状データに比べて、車両１０が距離Ｌを進む走行時間の分だけ遅れを有する。図６（ｂ）において、参照番号１３４〜１３６の線はそれぞれ、図６（ａ）の２次元配列データと同様に、締結装置４ｃ〜４ｅからの反射波を示す。図６（ａ）の反射波のピーク１３１の線と、図６（ｂ）の反射波のピーク１３４の線とは、同じ締結装置４ｃからの反射波を示しているが、前者は後者に対して測定時間上で遅れを有する。図６（ａ）の反射波のピーク１３２，１３３の線と、図６（ｂ）の反射波のピーク１３５，１３６の線も同様である。この測定時間上の遅れは、車両１０が距離Ｌを進む走行時間である。
【００２１】
図７は、図１の演算装置１３によって実行される速度及び距離演算処理を示すフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ１において、演算タイミング回路１６から演算パルスが入力される。演算装置１３は、演算パルスが入力される毎に（その周期をＴｃとする。）、メモリ１２に格納された２次元配列データから車両１０の速度を計算するとともに、演算パルスが入力された時点からの走行距離を計算し、計算された走行距離から積算走行距離を計算する。これらの計算のために、演算装置１３は、距離センサ１１ａに係る２次元配列データと、距離センサ１１ｂに係る２次元配列データとの相互相関値を計算する。ステップＳ２において、さまざまな変数の初期化を行う。速度Ｖを０に設定し、相互相関の時間差ｋを１に設定し、達成された相互相関値の最大値Ｒｍａｘを０に設定し、検出された時間差Ｉを０に設定し、相互相関値のピークを検出したか否かを示すフラグｆｌｇを０に設定し、メモリ１２に格納された路面形状データの時間的な圧縮の程度に相当する測定周期Ｔｍを所定の初期値Ｔ０に設定する。測定周期の初期値Ｔ０は、測定タイミング回路１５の測定パルスの周期に等しい。図７の処理は、相互相関の時間差ｋを０から予め決められた最大値ｋｍａｘまで変化させ、最初に検出された相互相関値のピークを求め、そのときの時間差ｋの値から車両１０の速度及び積算走行距離を計算するものである。
【００２３】
ステップＳ３において、距離センサ１１ａ，１１ｂにより測定された路面形状データをメモリ１２に格納させる。十分な測定時間にわたって路面形状データがメモリ１２に格納された後、ステップＳ４において、路面形状の２次元配列データをメモリ１２から読み出す。路面形状の２次元配列データをメモリ１２から演算装置１３へ出力した後、格納された路面形状データのうち、古い方の半分を削除し、新たな路面形状データの蓄積を再開する。ステップＳ５において、次式により相互相関値Ｒ（ｋ）を計算する。
【００２４】
【数１】
0005388997.tif 000002
【００２５】
ここで、Ａ（ｍ＋ｋ，ｎ）は、距離センサ１１ａに係る２次元配列データにおける、測定時間ｍ＋ｋの路面形状データの、伝搬時間ｎの要素である。同様に、Ｂ（ｍ，ｎ）は、距離センサ１１ｂに係る２次元配列データにおける、測定時間ｍの路面形状データの、伝搬時間ｎの要素である。相互相関の時間差ｋは、車両１０が距離Ｌを進む時間を表す。
【００２６】
図８は、図７のステップＳ５〜Ｓ１１で計算される相互相関値Ｒ（ｋ）を説明するための概略図である。時間差ｋを変化させながら数１の相互相関値を計算したとき、相互相関値のピーク１４１，１４２が得られる。ステップＳ５〜Ｓ１１では、所定のしきい値１４３を最初に超えた相互相関値のピーク１４１がその最大値に達したときの時間差１４４を、速度Ｖを計算するための時間差Ｉとして決定する。
【００２７】
ステップＳ６において、相互相関値Ｒ（ｋ）が所定のしきい値Ｔｈ（図８のしきい値１４３に対応）より大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ７に進み、ＮＯのときはステップＳ９に進む。ステップＳ７において、相互相関値Ｒ（ｋ）が、それまでに達成された相互相関値の最大値Ｒｍａｘよりも大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ８に進み、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。ステップＳ８において、さまざまな変数の更新を行う。それまでに達成された相互相関値の最大値Ｒｍａｘを現在の相互相関値Ｒ（ｋ）により更新し、検出された時間差Ｉを現在の時間差ｋにより更新し、相互相関値Ｒ（ｋ）のピークを検出したことを表すためにフラグｆｌｇを１に設定する。ステップＳ９において、フラグｆｌｇが１であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１５に進み、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。ステップＳ９がＹＥＳになるのは、いったん相互相関値Ｒ（ｋ）のピークを検出した後で、相互相関値Ｒ（ｋ）がしきい値Ｔｈ以下になった場合である。ステップＳ１０において、時間差ｋを１だけインクリメントする。ステップＳ１１において、時間差ｋが予め決められた最大値ｋｍａｘより大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１２に進み、ＮＯのときはステップＳ５に戻る。ステップＳ１２において、フラグｆｌｇが１であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１５に進み、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。
【００２８】
ステップＳ１２がＮＯになるのは、時間差ｋを変化させても相互相関値Ｒ（ｋ）のピークが一度も検出されなかった場合である。その原因として、車両１０の速度が測定限界よりも遅いことが考えられるので、測定周期Ｔｍを増大して、より長い時間にわたって路面形状データを取得することを試みる。ステップＳ１３において、まず、測定周期Ｔｍが予め決められた最大値Ｔｍａｘよりも大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１６に進み、ＮＯのときはステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、測定周期Ｔｍに予め決められた係数（例えば４）を乗算する。ステップＳ１４の後、ステップＳ３に戻り、距離センサ１１ａ，１１ｂにより測定された路面形状データをメモリ１２に格納する際に、新たな測定周期Ｔｍに従って路面形状データの間引き処理を行う。図９は、図７のステップＳ１４で測定周期Ｔｍを増大させたときの間引き処理を説明するための概略図である。１５１は、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０であるときの測定時間の経過を示し、１５２は、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×４であるときの測定時間の経過を示し、１５３は、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×１６であるときの測定時間の経過を示す。測定周期Ｔｍ＝Ｔ０であるとき、距離センサ１１ａ，１１ｂによって生成された路面形状データは、そのままメモリ１２に格納されている。測定周期Ｔｍを増大させる、例えば４倍にする場合、演算装置１３は、メモリ１２に格納された４つの測定時間ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２，ｍ＋３にわたる路面形状データをいったん読み出して、伝搬時間ｎ毎に４つの信号レベルのうちの最大値を選択する間引き処理を実行し、間引き処理後の路面形状データを再びメモリ１２に格納する。従って、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×４であるときは、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０であるときに比較して、メモリ１２中の記憶領域を１／４に圧縮することができ、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×１６であるときは、測定周期Ｔｍ＝Ｔ０であるときに比較して、メモリ１２中の記憶領域を１／１６に圧縮することができる。これにより、より長時間にわたる路面形状データをメモリ１２に蓄積することができる。車両１０の速度が遅いことに起因して相互相関値Ｒ（ｋ）のピークが検出されなかった場合であっても、測定周期Ｔｍを増大させ、より長時間にわたる路面形状データから相互相関値Ｒ（ｋ）を計算することにより、相互相関値Ｒ（ｋ）のピークの検出を確実にすることができる。
【００２９】
ステップＳ１５において、次式により、検出された時間差Ｉから車両１０の速度Ｖを計算する。
【００３０】
【数２】
0005388997.tif 000003
【００３１】
なお、ステップＳ１３がＹＥＳのときは、測定周期Ｔｍを増大させても相互相関値Ｒ（ｋ）のピークが一度も検出されなかった場合であり、車両１０は実際に停止していると判断される。この場合、速度Ｖは、ステップＳ２で初期化されたときの値０のままである。
【００３２】
ステップＳ１６において、演算パルスが入力されてからの走行距離Ｖ×Ｔｃを計算し、計算された走行距離を積算することで、基点（すなわち、コントローラ１７から基点パルスが入力されたときの車両１０の位置）からの積算走行距離を計算する。ステップＳ１７において、速度Ｖ及び積算走行距離を表示装置１４に表示させ、ステップＳ１に戻る。
【００３３】
実施の形態１では、パルス波の送信信号を用いて、電波を放射してから軌道上の構造物によって反射されて戻るまでの伝搬時間を求めたが、ＦＭ−ＣＷ方式、スペクトル拡散方式、チャープパルス方式など、距離を測定できる他の方式を用いてもよい。
【００３４】
以上に示したように、本発明の実施の形態１によれば、地面１、枕木２ａ〜２ｅ、締結装置４ａ〜４ｊなど、路面の形状が大きく変化する軌道上の構造物に電波を斜めから照射し、これらの構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを含む路面形状データを取得し、それら全体の情報を用いて車両１０の速度を計算するので、少ない誤差で車両１０の速度を計測することができ、さらに、少ない誤差で車両１０の積算走行距離を計算することができる。
【００３５】
また、本発明の実施の形態１によれば、レール３ａ，３ｂの長手方向に対して直交する偏波を有する電波を放射することで、レール３ａ，３ｂからの強い反射を抑えることができ、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間（すなわち、距離センサ１１ａ，１１ｂと軌道上の構造物との間の距離）を確実に求めることができ、少ない誤差で車両１０の速度を計測することができる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態１によれば、波長１０〜３０ｍｍの電波を用いることで、締結装置４ａ〜４ｊで電波が強く反射し、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間を確実に求めることができ、少ない誤差で車両１０の速度を計測することができる。
【００３７】
さらに、本発明の実施の形態１によれば、路面形状データを時間的に圧縮して長時間にわたる路面形状データを用いて演算できるので、低速であっても確実に車両１０の速度を計測することができる。
【００３８】
ところで、車両１０の速度を計測するとき、従来技術では、よくドップラー周波数が利用されている。しかし、本質的には、ドップラー速度計の電波を地面１に斜めから照射するとき、ドップラー速度計の遠方からの反射波と近傍からの反射波ではドップラー周波数が異なるので、反射波は複数の周波数成分が混じったドップラー信号となる。このようなドップラー信号は非常に複雑な波形を有し、このようなドップラー信号から速度を計算すると大きな誤差が生じるという問題がある。本発明の実施の形態１は、ドップラー周波数を一切利用せず、パルス波の電波を放射することで路面形状データを取得し、複数の距離センサ１１ａ、１１ｂで取得した路面形状データの時間差から車両１０の速度を計算するので、少ない誤差で車両１０の速度を計測することができ、さらに、少ない誤差で車両１０の積算走行距離を計算することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。実施の形態１では、距離センサ１１ａ，１１ｂは、車両１０の進行方向に沿って斜め前方に電波を放射して、距離センサ１１ａ、１１ｂからの距離が異なる軌道上のさまざまな構造物からの各反射波を受信した。一方、実施の形態２では、距離センサ１１ａ，１１ｂは、その直下に電波を放射して、車両１０と軌道との間で反射された回数が異なる複数の反射波を受信することを特徴とする。
【００４０】
距離センサ１１ａ，１１ｂは、その直下に電波を放射することを除いて、実施の形態１の距離センサ１１ａ，１１ｂと同様に構成される。距離センサ１１ａは照射範囲１０３を有し、距離センサ１１ｂは照射範囲１０４を有し、これらの照射範囲１０３，１０４は、距離センサ１１ａ，１１ｂ間の間隔Ｌの距離にわたって移動させると一致する。各距離センサ１１ａ，１１ｂの照射範囲１０３，１０４は、好ましくは締結装置４ａ〜４ｅを含むように決定され、さらに好ましくは、レール３ａ，３ｂからの反射波によって他の構造物からの反射波が隠蔽されることを防止するために、レール３ａ，３ｂを含まないように決定される。照射範囲１０３，１０４は、枕木２ａ〜２ｅのＸ軸方向の幅程度とする。距離センサ１１ａ，１１ｂの地面１からの高さは、望ましくは４０〜６０ｃｍ程度に設定され、このとき、レール３ａ，３ｂからの高さは２０〜４０ｃｍ程度になる。
【００４１】
図１１は、車両１０が第１の位置にあるときの距離センサ１１ａと路面５との間の電波の伝搬経路を示し、（ａ）は１回反射する電波の伝搬経路１６１を示し、（ｂ）は３回反射する電波の伝搬経路１６２を示し、（ｃ）は５回反射する電波の伝搬経路１６３を示す図である。図１２は、車両１０が図１１の場合とは異なる第２の位置にあるときの距離センサ１１ａと路面５との間の電波の伝搬経路を示し、（ａ）は１回反射する電波の伝搬経路１６４を示し、（ｂ）は３回反射する電波の伝搬経路１６５を示し、（ｃ）は５回反射する電波の伝搬経路１６６を示す図である。図示の簡単化のために、地面１、枕木２ａ〜２ｅ、及び締結装置４ａ〜４ｅをまとめて、路面５として示す。距離センサ１１ａは、測定タイミング回路１５から測定パルスを受信する毎に電波を放射し、路面５で１回反射した反射波と、路面５と車両１０の間で３回反射した反射波と、路面５と車両１０の間で５回反射した反射波とを受信し、これらの反射波から路面形状データを生成する。距離センサ１１ｂもまた、図１１及び図１２の距離センサ１１ａと同様に動作する。
【００４２】
図１３は、センサ１１ａの照射範囲１０３外から反射される電波を含む場合の伝搬経路１６７〜１６９を示す図である。距離センサ１１ａ，１１ｂは、路面形状データを生成するために、多重反射（マルチパス）の反射波を利用し、各距離センサ１１ａ，１１ｂの照射範囲１０３，１０４より外側にある軌道上の構造物からの反射波を受信するように構成可能である。図１３を参照すると、３回反射する電波の伝搬経路１６８及び５回反射する電波の伝搬経路１６９は、距離センサ１１ａの照射範囲１０３の外側で反射されている。距離センサ１１ｂもまた、図１３の距離センサ１１ａと同様に構成可能である。
【００４３】
このように、実施の形態２では、距離センサ１１ａ、１１ｂは、電波をその直下に放射し、車両１０と路面５との間で５回程度まで反射された反射波を受信する。
【００４４】
図１４（ａ）は、図１０の距離センサ１１ａによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示し、図１４（ｂ）は、図１０の距離センサ１１ｂによって測定されてメモリ１２に格納された路面形状の２次元配列データを示す。距離センサ１１ａが生成した路面形状データと、距離センサ１１ｂが生成した路面形状データとは、実施の形態１と同様に、メモリ１２に格納される。図１４（ａ）及び（ｂ）において、参照番号１７１，１７４の線は、１回反射した反射波のピークを示し、参照番号１７２，１７５の線は、３回反射した反射波のピークを示し、参照番号１７３，１７６の線は、５回反射した反射波のピークを示す。３回反射した反射波及び５回反射した反射波はさまざまな角度で多重反射するので、それぞれ１つだけでなく複数のピークが存在するが、図１４では図示の簡単化のため、１つずつ表記している。距離センサ１１ａ，１１ｂは、間隔Ｌだけ離れるように設けられているので、距離センサ１１ａで生成される路面形状データは、距離センサ１１ｂで生成される路面形状データに比べて、車両１０が距離Ｌを進む走行時間の分だけ遅れを有する。
【００４５】
演算装置１３は、図１４の２次元配列データに基づいて、図７の速度及び距離演算処理を実行することで、車両１０の速度及び積算走行距離を演算する。
【００４６】
以上に示したように、本発明の実施の形態２によれば、多重反射（マルチパス）の反射波を利用し、各距離センサ１１ａ，１１ｂの照射範囲１０３，１０４より外側にある軌道上の構造物からの反射波を受信して路面形状データを生成するので、距離センサ１１ａ、１１ｂの直下が滑らかであっても確実に車両１０の速度を計測することができる。車両１０の下面に多数の装置が艤装され、図１のように電波を車両１０の進行方向に沿って斜め前方に放射できないとき、実施の形態２に従って、距離センサ１１ａ、１１ｂの直下に電波を放射する。複数の多重反射の反射波を受信することにより、距離センサ１１ａ、１１ｂの直下に電波を放射した場合に、少ない誤差で車両１０の速度を計測することができる。
【００４７】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３に係る速度計測装置を備えた車両１０の構成を示す概略図である。実施の形態１及び２では、路面が滑らかであった場合、相互相関値のピークがしきい値（図８のしきい値１４３）を越えず、車両１０の速度を計算できない場合がある。このとき、しきい値を下げると、ノイズの影響で本来の速度とは異なる間違った結果が得られるおそれがある。よって、実施の形態３の速度計測装置は、実施の形態１又は２の速度計測装置の構成に加えて、ドップラーセンサ３１をさらに備えたことを特徴とする。ドップラーセンサ３１は、ドップラー周波数を用いて車両１０の速度を計測し、計測された速度を演算装置１３に送るドップラー速度計である。演算装置１３は、相互相関値がしきい値未満である場合は、図７の速度及び距離演算処理による速度の計算（すなわち、距離センサ１１ａ、１１ｂによって生成された路面形状データによる速度の計算）を、ドップラーセンサ３１によって生成された速度を用いて補完する。
【００４８】
ところで、ドップラーセンサ３１から放射される電波又は音波を地面１に向けて斜めに照射すると、図１５に示すように広がった照射範囲１０５が得られる。このとき、照射範囲１０５において、ドップラーセンサ３１からの距離に応じて、ドップラーセンサ３１からの見かけ上の速度が変わる。詳しくは、ドップラーセンサ３１の近傍（特に直下）では、ドップラーセンサ３１の遠方に比べて、ドップラーセンサ３１に対する距離の変化が小さくなる。この場合、ドップラー周波数は複数の周波数成分を含み、所定帯域幅にわたって広がっている。このように、ドップラー周波数を確定できないので、本質的に、ドップラーセンサ３１により車両１０の速度を計測する方式には誤差がある。しかし、ある程度の確度では車両１０の速度を計測できるので、実施の形態３では、あくまで補完としてドップラーセンサ３１を用いる。
【００４９】
以上に示したように、本発明の実施の形態３によれば、ドップラーセンサ３１を用いて、路面が滑らかであった場合でも速度の計測を補完することができる。従って、距離センサ１１ａ，１１ｂにより生成された路面形状データと、ドップラーセンサ３１により生成された速度とを組み合わせて用いることにより、誤差を最小化することができる。
【００５０】
以上説明したように、実施の形態３では、路面が滑らかで相互相関値のピークが得られないときに、ドップラーセンサ３１を用いて速度を計測した。しかし、路面が滑らかな状態が長く続く場合、ドップラーセンサ３１を使用し続けると誤差が増大する。この問題に対処するために、列車の先頭車両と最後尾の車両にそれぞれ実施の形態３の速度計測装置を設置し、相互相関値のピークがしきい値を超える側の速度計測装置の距離センサ１１ａ，１１ｂで生成された路面形状データにより列車の速度を計算してもよい。
【００５１】
実施の形態４．
図１６は、本発明の実施の形態４に係る速度計測装置の距離センサの照射範囲１０１，１０２，１０６，１０７を示す、軌道の上面図である。軌道のカーブが非常に急峻な線区では誤差が増大する。レール３ａ，３ｂ間の中央（すなわち、距離センサ１１ａ，１１ｂを設ける位置）と、レール３ａの近傍の位置（すなわち、距離センサ１１ａ，１１ｂによる電波の照射範囲１０１，１０２）では、円弧の長さが異なるためである。この問題に対処するために、２つの速度計測装置を車両に設け、一方の速度計測装置により、レール３ａの近傍の照射範囲１０１，１０２に電波を放射し、他方の速度計測装置により、レール３ｂの近傍の照射範囲１０６，１０７に電波を放射し、２つの速度計測装置によってそれぞれ計測された速度の平均をとる。実施の形態４によれば、レール３ａ，３ｂのカーブが非常に急峻な線区であっても誤差を低減することができる。
【００５２】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５に係る電波反射体４２を含む軌道の図である。軌道が道路４１と交差する場合（踏切等）、道路４１と交差している軌道の部分には枕木２及び締結装置を露出させることができないので、十分な路面形状データを取得することができない。実施の形態５では、道路４１と交差している軌道の部分のレール３ａ，３ｂ間において、レール３ａ，３ｂに沿って所定間隔で電波反射体４２を並べている。実施の形態１では、通常の軌道上の構造物（例えば締結装置４ａ〜４ｅ）に電波を放射していたが、実施の形態５では、電波を反射させるための電波反射体４２を特に配置しておくものである。電波反射体４２は、三角柱形のくぼみを持った金属などで構成できるが、その他、電波を強く反射させるものであれば任意の材料及び構造物を使用することができる。以上説明したように、実施の形態５によれば、踏み切りなどにおいて枕木や締結装置が見えない状態であっても、正確に車両の速度を計測することができる。
【００５３】
実施の形態６．
図１８は、本発明の実施の形態６に係る電波反射体５４を含む軌道の図である。実施の形態１〜５では、距離センサを車両１０の下面に設置し、路面に電波を照射して路面に対する車両１０の速度を計測した。本発明の実施の形態の距離センサに求められる要件は、距離センサの進行方向と、距離センサにより電波が照射される面とが平行であればよい。従って、例えば、車両１０の横に距離センサを設置し、さらに、車両１０の横に車両１０からそれぞれ等距離に位置するように、複数の電波反射体５４を車両１０の進行方向（軌道５１，５２の長手方向）に沿って周期的に並べて設置してもよい。電波反射体５４は、三角柱形のくぼみを持った金属などで構成できるが、その他、電波を強く反射させるものであれば任意の材料及び構造物を使用することができる。電波反射体５４は、支柱５５の上に設けられてもよく、又は、トンネル５３等の壁面に設けられてもよい。また、車両１０の天井に距離センサを設置し、トンネル５３の天井に複数の電波反射体５４を車両１０の進行方向に沿って周期的に並べて設置してもよい。
【００５４】
実施の形態７．
図１９は、本発明の実施の形態７に係るエレベータ装置の構成を示す概略図である。実施の形態１〜６では軌道上を走行する車両１０を例にとったが、本発明の実施の形態は、軌道上を移動する移動体であるならば任意の装置に適用可能であり、図１９に示すようにエレベータ装置に適用することもできる。図１９のエレベータ装置は、壁面６１及び周期的に設けられた複数の鉄骨６２を含む昇降路（図示の簡単化のために１つ壁面のみを示す。）と、昇降路内をロープ６４によって昇降するかご６３とを備えて構成される。かご６３は、実施の形態１等と同様に構成された速度計測装置を備え、その２つの距離センサにより壁面６１及び鉄骨６２に電波を放射する。一方の距離センサは照射範囲１０８を有し、他方の距離センサは照射範囲１０９を有する。かご６３の距離センサから電波を放射して壁面６１及び鉄骨６２によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、路面形状データを取得する。鉄骨６２によって、反射波にピークが生じる。壁面６１には、実施の形態５，６と同様に、電波を反射させるための電波反射体を特に配置してもよい。
【００５５】
本発明の実施の形態は、軌道上を移動する移動体に限定されず、２つの距離センサによって路面形状データを取得可能であるならば、任意の路面と任意の移動体に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、路面に対する移動体の速度を正確に計測することができる速度計測装置を提供することができる。さらに、計測された速度を積算することにより、所定の基準点からの積算走行距離を計算することができる。さらに、移動する経路が予めわかっている場合には、計算された積算走行距離から現在位置を特定することもできる。
【００５７】
本発明によれば、所定距離離れて設けられた２つの路面形状センサにより電波を放射して路面のさまざまな構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、路面形状データを取得し、各路面形状センサに係る路面形状データの差から移動体の速度を計算するので、移動体の速度が遅くても正確にその速度を計測することができる。
【００５８】
本発明によれば、所定距離離れて設けられた２つの路面形状センサにより電波を放射して路面のさまざまな構造物によって反射された各反射波の信号レベルと、電波を放射してから各反射波が戻るまでの伝搬時間とを測定することで、路面形状データを取得し、それら全体の情報を用いて移動体の速度を計算するので、少ない誤差で移動体の速度を計測することができる。
【００５９】
車両の下面に多数の装置が艤装され、電波を斜めに放射できないときは、路面形状センサの直下に電波を放射する。このとき、複数の多重反射の反射波を受信することにより、直下に向かって放射した場合に、少ない誤差で移動体の速度を計測することができる。
【００６０】
レールの枕木や締結装置に電波を照射し、枕木や締結装置からの強い反射波を受信することで、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間を確実に求めることができ、少ない誤差で移動体の速度を計測することができる。
【００６１】
レールの長手方向に対して直交する偏波を有する電波を放射することで、レールからの強い反射を抑えることができ、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間を確実に求めることができ、少ない誤差で移動体の速度を計測することができる。
【００６２】
波長１０〜３０ｍｍの電波を用いることで、締結装置で電波が強く反射し、電波を放射してから反射波が戻るまでの伝搬時間を確実に求めることができ、少ない誤差で移動体の速度を計測することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  地面、２，２ａ〜２ｅ  枕木、３ａ，３ｂ  レール、４ａ〜４ｊ  締結装置、５  路面、１０  車両、１１ａ，１１ｂ  距離センサ、１２  メモリ、１３  演算装置、１４  表示装置、１５  測定タイミング回路、１６  演算タイミング回路、１７  コントローラ、２１  距離センサコントローラ、２２  フィルタ、２３，２６  増幅器、２４  送信アンテナ、２５  受信アンテナ、２７  包絡線検波器、２８  ＡＤ変換器、２９  クロック発振器、３１  ドップラーセンサ、４１  道路、４２  電波反射体、５１，５２  軌道、５３  トンネル、５４  電波反射体、５５  支柱、６１  壁面、６２  鉄骨、６３  かご、６４  ロープ、１０１〜１０９  電波の照射範囲、１１１  距離センサコントローラ２１によって発生される矩形波の送信信号の波形、１１２  フィルタ２２を通過後の送信信号の波形、１１３  包絡線検波器２７による検波後の受信信号の波形、１１４  遅延時間、１２１〜１２３  反射波のピーク、１３１〜１３６  反射波のピーク、１４１，１４２  相関値のピーク、１４３  しきい値、１４４  時間差、１５１  測定周期Ｔｍ＝Ｔ０であるときの測定時間の経過、１５２  測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×４であるときの測定時間の経過、１５３  測定周期Ｔｍ＝Ｔ０×１６であるときの測定時間の経過、１６１〜１６９  電波の伝搬経路、１７１〜１７６  反射波のピーク。
【図１】
0005388997.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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