(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏切道を含む領域内に電波を送信し、前記電波に対する反射波を受信して電気信号に変換する送受信器と、
検知すべき有機体の反射レベルに応じた検知閾値を選択する検知閾値レベル設定部と、
前記送受信器から供給された前記電気信号を一定の周期τでサンプリングし、所定の検知時間Ｔ内での連続するｎ回のサンプリングにおいて、前記電気信号が、前記検知閾値をｒ回以上超えたとき、有機体ありとする信号処理部と、を備える、
踏切障害物検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載された踏切障害物検知装置であって、前記検知閾値レベル設定部は、回数ｎに対してｒ≠１となるように前記検知閾値を設定する、踏切障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切道内に取り残された障害物をミリ波などの電波により検知する踏切障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミリ波によって踏切道内に取り残された障害物を検知する踏切障害物検知装置が開発されている。このミリ波式踏切障害物検知装置は、例えば特許文献１に開示されており、天候などの外部条件に影響されにくいという優れた特性を有する。
【０００３】
ミリ波式踏切障害物検知装置の優れた特性は、他にもある。従来の光式踏切障害物検知装置は、障害物がセンサ装置の光を遮断することにより障害物を検知するから、光軸同士の間隔に入り込める人間や車椅子などの小さい障害物を検知しにくいという問題があった。
【０００４】
これに対して、ミリ波式踏切障害物検知装置は、ミリ波を監視領域に送出し、障害物からの反射波により検知を行うから、小さい障害物でも確実に検知することができる。もちろん、自動車のような大きな障害物も、同様に検知することができる。しかも、ミリ波式踏切障害物検知装置においては、踏切道の全領域を覆うようにミリ波を送出し、監視領域を最大限まで拡張できるので、従来の光式またはループ式の踏切障害物検知装置と異なって、監視領域に死角を生じることがない。
【０００５】
このように、ミリ波式踏切障害物検知装置は、優れた特性を有するのであるが、検知の対象となる物体が、自動車、自転車などの金属構成物及び人体などの有機体を含んでいる。これらは、ミリ波に対する反射レベルが異なる。金属構成物は、反射レベルは安定しているが、人体など、水分を多く含む有機体の反射レベルは、反射レベルが低くなる傾向にあり、しかも変動し易い。このため、検知すべき物体が、検知範囲内に存在するにもかかわらず、物体なしという、誤動作を生じることがある。
【特許文献１】特開２００５−２３４８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、反射レベルの変動に拘わらず、安定して物体を検知し得る踏切障害物検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係る踏切障害物検知装置は、踏切道を含む領域内に電波を送信し、前記電波に対する反射波を受信して電気信号に変換する送受信器と、検知すべき有機体の反射レベルに応じた検知閾値を選択する検知閾値レベル設定部と、前記送受信器から供給された前記電気信号を一定の周期τでサンプリングし、所定の検知時間Ｔ内での連続するｎ回のサンプリングにおいて、前記電気信号が、前記検知閾値をr回以上超えたとき、有機体ありとする信号処理部と、を備える。また、前記検知閾値レベル設定部は、回数ｎに対してｒ≠１となるように前記検知閾値を設定する。
【０００８】
上述したように、本発明において、信号処理部は、送受信器から供給された電気信号を一定の周期τでサンプリングし、予め定められた検知時間Ｔ内に含まれる連続するｎ回のサンプリングにおいて、電気信号が、r回以上、検知閾値以上のレベルを示すとき、障害物ありとするから、自動車、自転車など、反射レベルの安定した金属構成物のみならず、人体など、反射レベルが低く、かつ、不安定な有機体であっても、安定に検知することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、本発明によれば、反射レベルの変動に拘わらず、安定して物体を検知し得る踏切障害物検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る踏切障害物検知装置の一実施形態を概要的に示す図である。
【図２】本発明に係る踏切障害物検知装置における送受信器の動作を示す図である。
【図３】本発明に係る踏切障害物検知装置における信号処理部のサンプリングを説明する図である。
【図４】本発明に係る踏切障害物検知装置における信号処理部の判定基準ｎＣｒについて説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に図示された踏切障害物検知装置は、踏切道４に入った障害物１０の有無を検知するもので、送受信器１、２と、反射板１１〜１３、２１〜２３と、信号処理部３とを備える。踏切道４は、列車６１の走行する線路５１（上り方向）及び列車６２の走行する線路５２（下り方向）と、同一平面上で交差しており、その出入り口に当たる両側に、遮断機７１、８１によって昇降駆動される遮断棹７２、８２が設けられている。図示の線路５１、５２の線形は、一例であって、これに限定されるものではない。障害物１０には、人、車椅子、自転車又は自動車等が含まれる。
【００１２】
送受信器１、２は、遮断機７１、８１の遮断棹７２、８２の内側で、且、踏切道４の外側にあって、踏切道４を挟んで、対角位置に配置されている。送受信器１、２には、それぞれ担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）、（Ｓ２１〜Ｓ２３）が割り当てられており、これら放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）、（Ｓ２１〜Ｓ２３）に対して、電波を送信し、踏切道４内の障害物１０からの反射波を受信する。電波は、好ましくは、ミリ波帯の電波を用いる。ミリ波は、周知のように、周波数が３０〜３００ＧＨｚ（波長１０〜１ｍｍ）の電波であり、極めて狭い指向性を持つ。
【００１３】
送受信器１は、遮断機７１のある側の隅部近傍に配置してある。送受信器１の担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）は、遮断機７１の内側から、送受信器２の放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）と隣接するまでの領域である。送受信器１の担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）は、空間的な空白領域が生じないように連続させる。
【００１４】
送受信器２は、遮断機８１のある側の隅部近傍に配置してある。送受信器２の担当する放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）は、放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）と隣接する領域から、遮断機８１の内側までの領域である。送受信器２の担当する放射領域（Ｓ２１〜Ｓ２３）も、空間的な空白領域が生じないように連続させる。
【００１５】
反射板１１〜１３は、踏切道４を挟んで送受信器１と対向するように設けられる。これらの反射板１１〜１３は、送受信器１から放射された電波を、送受信器１に向けて反射するものである。もう一組の反射板２１〜２３は、踏切道４を挟んで送受信器２と対向するように設けられる。この反射板２１〜２３は、送受信器２から放射された電波を、送受信器２に向けて反射する。反射板１１〜１３、２１〜２３からの反射波が検知されないとき、送受信器１、２が故障状態であると判定する。この判定は、信号処理部３によって行われる。
【００１６】
信号処理部３は、送受信器１、２に接続され、外部から供給される動作条件信号Ｓ１に基づき、送受信器１、２の動作を制御すると共に、送受信器１、２において受信した反射波の電気信号を用いて、障害物１０の有無を判定する。また、反射板１１〜１３、２１〜２３で反射された反射波の受信情報に基づいて、送受信器１、２の診断を行う自己診断機能を備える。この信号処理部３は、送受信器１、２の近傍又は所定の電気機器室等に設けられる。信号処理部３は、ＣＰＵ又はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）によって構成することができる。信号処理部３から出力される障害物の有無判定結果及び自己診断結果の検知信号Ｓ２は、例えば鉄道交通システムの運行制御を行う図示しない地上制御装置へ送出され、踏切道の遮断機の開閉や列車の運行停止等の制御に用いられる。
【００１７】
本発明において、信号処理部３は、送受信器１、２から供給された電気信号を一定の周期τでサンプリングし、予め定められた検知時間Ｔ内に含まれる連続するｎ回のサンプリングにおいて、電気信号が、r回以上、検知閾値Ｖｔｈ以上のレベルを示すとき、障害物ありとする。確率統計的な表現に従えば、ｎＣｒのときに、障害物ありとするものである。次に、この点について、送受信器１、２のうち、送受信器１を代表例とし、図２〜図５を参照して以下に詳しく説明する。
【００１８】
図２を参照すると、送受信器１は、自己の担当する放射領域（Ｓ１１〜Ｓ１３）において、空間的な空白領域が生じないように、例えば放射領域Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３の順に、連続して電波を放射し、その反射波を受信する動作を繰り返す。受信された反射波は、送受信器１において、電気信号に変換され、信号処理部３に供給される。
【００１９】
信号処理部３では、送受信器１から供給された電気信号を、一定の周期τでサンプリングする。図３は、縦軸にサンプリング毎の反射レベルを示し、横軸に距離をとってある。サンプリング数は、全体で２０回である。もっとも、サンプリング数は多い方がよい。図３では、図２の物体１０の存在する位置に対応する距離において、反射レベルが高くなっている。図４は、障害物を距離と反射レベルとの関係で捉えた図３を、時間と反射レベルとの関係に引きなおしたものである。
【００２０】
図４に示したサンプリング列において、予め定められた検知時間Ｔ内に含まれる連続するｎ回のサンプリング中、電気信号が、r回以上、検知閾値Ｖｔｈ以上のレベルを示すとき、障害物ありとする。回数ｎは、検知時間Ｔとサンプリング周期τとに関して、
ｎ＝Ｔ/τ
と表される。具体例として、検知時間Ｔ＝３秒、サンプリング周期τ＝７５０ｍｓとした場合、ｎ＝４とになる。
【００２１】
回数ｒについては、検知すべき物体の性質に起因して生じる反射レベルの変動及び電波障害などに起因するノイズレベルなどを考慮して定める。例えば、ｎ＝４とした具体例の場合、自動車と人との反射レベルの違い、及び、ノイズレベルを考慮し、ｒ＝２のように設定する。ｒ＝１では、ノイズレベルが一瞬上昇した場合にも障害物ありとする誤検知が生じることがあるので、ｒ≠１でなければならない。
【００２２】
上述の条件は、確率統計学的表現によれば、４Ｃ２と表される。即ち、連続する４回のサンプリングにおいて、反射レベルが、２回以上、検知閾値Ｖｔｈを超えたときに、障害物ありとする。図４は、検知時間Ｔ＝３秒、サンプリング周期τ＝７５０ｍｓで、１５回のサンプリングが行われた例を示しており、検知時間Ｔ＝３秒内に含まれる連続する４回のサンプリング群Ｄ１〜Ｄ１５のそれぞれにおいて、４Ｃ２が判断される。サンプリング群Ｄ１〜Ｄ１５は、１サンプリング周期の遅れを以って、順次に連なる。
【００２３】
図４を見ると、サンプリング群Ｄ１３では、ｎ＝４回のサンプリング中、検知閾値Ｖｔｈ以上のレベルを示す回数ｒ＝１であり、４Ｃ２の条件を満たしていない。よって、信号処理部３は障害物なしの判定をする。これに対して、サンプリング群Ｄ１４、Ｄ１５では、ｎ＝４回のサンプリング中、検知閾値Ｖｔｈ以上のレベルを示す回数ｒ＝２であり、４Ｃ２の条件を満たしている。よって、信号処理部３は障害物ありの判定をし、その検知信号S２（図１参照）を出力する。
【００２４】
上述したように、信号処理部３は、送受信器１から供給された電気信号を一定の周期τでサンプリングし、予め定められた検知時間Ｔ内に含まれる連続するｎ回のサンプリングにおいて、電気信号が、r回以上、検知閾値Ｖｔｈ以上のレベルを示すとき、障害物ありとするから、自動車、自転車など、反射レベルの安定した金属構成物のみならず、人体など、反射レベルが低く、かつ、不安定な有機体であっても、安定に検知することができる。
【００２５】
検知閾値Ｖｔｈは、回数ｎ、ｒが設定された条件下では、検知すべき物体の性質などに応じた反射レベルを考慮し、所定の回数ｒが得られるようにすればよい。
【００２６】
説明は省略するが、上述した動作は、送受信器１２でも同様に行われる。なお、送受信器１１、２による測距機能や、信号処理部３３の信号処理方式は、特許文献１などで既に知られている技術をそのまま適用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１、２                    送受信器
３                        信号処理部
１０                      障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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