(57)【要約】【課題】  コスト上昇を抑えながら信頼性・安全性をより向上させた存在検知技術を提供する。【解決手段】  存在検知システムであって、照射用電磁波の送受信を行い、照射用電磁波の反射波を受信すると対象物までの距離および該対象物からの反射量を検出するレーダー装置と、照射用電磁波を入射方向に反射するレーダー反射部材と、物体の存在を検知する存在検知装置と、を備え、存在検知装置は、複数レーダー装置において検出された対象物の距離および反射量の情報を受け付けるレーダー情報管理部と、対象物を所定の移動体として認識すると対象物を検出したレーダー装置の照射範囲内に移動体が存在すると検知する存在検知部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射用電磁波の送受信を行い、前記照射用電磁波の反射波を受信すると対象物までの距離および該対象物からの反射量を検出するレーダー装置と、
前記照射用電磁波を入射方向に反射するレーダー反射部材と、
物体の存在を検知する存在検知装置と、を備え、
前記存在検知装置は、
複数の前記レーダー装置において検出された前記対象物の距離および反射量の情報を受け付けるレーダー情報管理部と、
前記対象物を所定の移動体として認識すると当該対象物を検出した前記レーダー装置の照射範囲内に移動体が存在すると検知する存在検知部と、
を備える、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記レーダー反射部材は、前記照射用電磁波が鉄道用線路の延伸方向と交差する位置に設置され、前記照射用電磁波を前記レーダー装置に向けて反射させ、
前記存在検知部は、前記対象物からの反射量が所定以上である場合に前記対象物を列車であると認識し、前記鉄道用線路上に列車の存在を検知する、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項３】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記レーダー装置は、前記照射用電磁波が前記移動体の走行路面に照射されない仰角を付されて配置される、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記レーダー装置は、前記照射用電磁波が前記移動体の走行路面に照射されない角度の仰角を付されて配置され、
前記レーダー反射部材は、前記照射用電磁波の照射中心線の入射波を反射させる位置に配置される、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項５】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記存在検知部は、前記レーダー反射部材からの反射波以外の反射波であって所定の反射量を超える量の反射波を検出した場合に、前記所定の移動体として認識する、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項６】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記存在検知部は、前記レーダー反射部材からの反射波の反射量が所定以下となり、かつ、前記レーダー反射部材からの反射波以外の反射波であって所定の距離内に所定の反射量を超える量の反射波を検出した場合に、前記所定の移動体として認識する、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項７】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記レーダー反射部材は、前記レーダー装置と一体に接続され、
前記レーダー反射部材と前記レーダー装置とは、前記対象物が移動する経路を延伸する方向を跨いで複数組配置され、
前記レーダー反射部材は、前記経路を跨ぐ他のレーダー装置からの前記照射用電磁波を反射するように配される、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項８】
請求項１に記載の存在検知システムであって、
前記存在検知部は、前記レーダー反射部材からの反射波が得られず、かつ、前記所定の移動体として認識する対象物の距離および反射量の情報を受け付けない場合に、異常が発生したと判定する、
ことを特徴とする存在検知システム。
【請求項９】
所定の照射範囲に照射する照射用電磁波の送信を行い、前記照射用電磁波の反射波を受信すると対象物までの距離および該対象物からの反射量を検出するレーダー装置と、
前記レーダー装置の前記照射用電磁波の照射範囲外からの照射用電磁波を入射方向に反射するレーダー反射部材と、を備え、
前記レーダー反射部材は、前記レーダー装置の照射用電磁波の照射方向に対する角度を変更可能に設ける関節部を備える、
ことを特徴とする存在検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、存在検知システムおよび存在検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００４−１２２９５２号公報(特許文献1)がある。この公報には、照射角度の狭いレーダで走査することで踏切道の領域を検知範囲とし、反射板による反射電波の信号を処理する事によって障害物検知および動作の自己判断を図る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２２９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された技術では、レーダとは独立して反射板を設置する必要があるため、反射板かレーダのいずれかが位置ずれを起こすと、いずれが位置ずれを起こしたのか確認するためには、現場を目視確認する必要が有る。また、レーダと反射板それぞれの設置作業が必要であるため、設置コスト増加を招くという問題も発生する。
【０００５】
本発明の目的は、コスト上昇を抑えながら信頼性・安全性をより向上させた存在検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る存在検知システムは、照射用電磁波の送受信を行い、上記照射用電磁波の反射波を受信すると対象物までの距離および該対象物からの反射量を検出するレーダー装置と、上記照射用電磁波を入射方向に反射するレーダー反射部材と、物体の存在を検知する存在検知装置と、を備え、上記存在検知装置は、複数の上記レーダー装置において検出された上記対象物の距離および反射量の情報を受け付けるレーダー情報管理部と、上記対象物を所定の移動体として認識すると当該対象物を検出した上記レーダー装置の照射範囲内に移動体が存在すると検知する存在検知部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コスト上昇を抑えながら信頼性・安全性をより向上させた存在検知システムを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る存在検知システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る存在検知装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るレーダー装置の構成例を示す図である。
【図４】レーダー装置の反射波の受信強度の例を示す図である。
【図５】存在位置提示装置の構成例を示す図である。
【図６】レーダー情報記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図７】存在位置記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図８】存在位置提示装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図９】存在位置記録処理の動作フローを示す図である。
【図１０】第一の実施形態に係る存在検知システムの構成例を水平方向から見た図である。
【図１１】第一の変形例に係る存在検知システムの配置例を水平方向から見た図である。
【図１２】第二の変形例に係る存在検知システムの構成例を示す図である。
【図１３】第三の変形例に係る存在検知システムの構成例を示す図である。
【図１４】検知対象物との位置関係の変化に伴う受信情報の変化の例を示す図である。
【図１５】第一の実施形態に係る存在検知システムの設置例の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。
【００１０】
鉄道向け信号システムでは、列車の存在検知方式として軌道回路方式が用いられることがある。軌道回路方式では、所定区間のレールに電流を流しておき、列車が接近して車軸が当該区間のレールに乗るとレール間が車軸により短絡し、リレーが落下することで列車の存在を検知する。つまり、この方式では、非通電状態を検知することで列車在線を判断するものであるため、電源故障や回路切断等の障害時であっても安全にシステムを動作させることができる。ただし、レールの絶縁等の敷設、保守に費用がかさむ。
【００１１】
一方で、レーダー装置を設置して列車等の検知対象物からの反射波を観測すると列車の存在を検知する方式では、レーダー装置の故障等の障害時に列車を検出できないこととなり、安全にシステムを動作させることができない。また、故障のあるレーダー装置をすみやかに検出し特定することも難しい。
【００１２】
そこで、本発明では、線路の両側に交互にレーダー装置とリフレクタ（反射部材ともいう）を一体化した検知装置を設置し、線路を挟む反対側のレーダー装置から発せられた照射用電磁波をリフレクタで反射させるようにリフレクタの向きを調整するようにする方式を考えた。なお、線路を走行する列車がリフレクタの反射波のいずれか一つ以上を常に遮る間隔で検知装置は設置されるのが望ましい。また、筐体を同じくする検知装置一台において、リフレクタはレーダー装置から照射された電磁波の照射範囲を遮らない位置・方向で取り付けられるのが望ましい。なお、列車以外にも、道路上の走行車両の存在検知等、その他の検知対象物に対して適用することができることはいうまでもない。
【００１３】
この方式を用いることで、平時はレーダー装置はリフレクタ反射を検知することとなり、列車の非在線を判定できる。リフレクタ反射が無くなり、より近い距離に閾値以上の受信強度（反射量ともいう）の反射が有る場合には、列車在線と判定できる。これは、一定量の反射を常時検知することとなるため、レーダー装置の故障時あるいは電源故障時に反射を得られなくなると異常を検知することができる。列車通過時には、列車に遮られリフレクタ反射が無くなり、より近い距離に列車からの閾値以上の反射が検知されるため、列車の在線を判断できる。
【００１４】
また、この方式であれば、線路近傍の構造物に影響されないため、環境変化にも強く、レーダー装置として高価な走査型を用いる必要もなく、検知装置の設置もリフレクタ一体型なので容易であるという利点もある。なお、レーダー装置には、ミリ波レーダー（定在波方式、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式等）、レーザーレーダー等の照射用電磁波を送受信して受信強度と対象物までの距離を検知可能な一般的なレーダーが含まれる。
【００１５】
さらには、リフレクタやレーダー装置の設置後、何らかの理由でずれが発生した場合には、少なくとも検知装置２台において一定量の反射を得られなくなるため、ずれを修正すべき検知装置の特定も容易となる。
【００１６】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る存在検知システムの構成例を示す図である。存在検知システム１０００においては、レーダー装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（個々のレーダー装置を区別せず総称する場合には、レーダー装置１と表記することもある）が所定の間隔で設けられ、第一のレーダー装置１ａと第三のレーダー装置１ｃは、線路４２を走行する列車５よりも外側に配置され、第二のレーダー装置１ｂと第四のレーダー装置１ｄは、線路４１を走行する図示しない列車よりも外側に配置される。すなわち、レーダー装置１ａ、１ｃは、レーダー装置１ｂ、１ｄと線路を介して反対側に設けられる。そして、レーダー装置１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれリフレクタ２ｂ、２ｃ、２ｄ（個々のリフレクタを区別せず総称する場合には、リフレクタ２と表記することもある）が同一の筐体に設けられて存在検知装置１０を構成している。
【００１７】
また、リフレクタ２ｂ、２ｃ、２ｄはそれぞれ、レーダー装置１ａ、１ｂ、１ｃからの照射用電磁波の照射範囲３ａ、３ｂ、３ｃ（個々の照射範囲を区別せず総称する場合には、照射範囲３と表記することもある）内に設けられ、電磁波が入射した方向に反射するように角度調整される。リフレクタ２ｂ、２ｃ、２ｄは、望ましくは、底面を覆わない三角すいであって、電磁波がその内壁にて二度反射されることで入射した方向に反射させる形状がよい。具体的には、リフレクタ２は、コーナーキューブとも呼ばれる３枚の平面の板を互いに直角に組み合わせて立方体の頂点形状にした三角すい形状である。なお、リフレクタ２ｂ、２ｃ、２ｄは、コーナーキューブに限られるものではなく、例えば平らな板であってもよいが、入射した方向と同一方向に電磁波を反射させる精度を要する。
【００１８】
レーダー装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのそれぞれは、有線あるいは無線のネットワーク５０に接続される。ネットワーク５０には、レーダー装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから反射波の受信強度と距離の情報を取得して列車の位置を特定し提示する存在位置提示装置１００が通信可能に接続される。なお、第一のレーダー装置１ａは、図上の線路４１、４２の最上流となる左端から電磁波を照射範囲３ａに照射するが、第一のレーダー装置１ａと同一の筐体にはリフレクタは設けられない。これは、第一のレーダー装置１ａは、左端にあるためさらに左のレーダー装置から電磁波の照射を受けることが無いためである。同様に、リフレクタ２ｅは、図上の線路４１、４２の最下流となる右端において照射範囲３ｄの電磁波を反射するが、リフレクタ２ｅと同一の筐体にはレーダー装置は設けられない。平時に反射波を受信できないレーダー装置を作らないためである。
【００１９】
図２は、本発明の第一の実施形態に係る存在検知装置の構成例を示す図である。存在検知装置１０は、照射用電磁波を所定の方向に照射するレーダー装置１と、レーダー装置１を支える支柱７と、支柱７に取り付けられた腕部７１と、腕部７１に取り付けられたリフレクタ２と、を備える。リフレクタ２は、線路を介して反対側の、隣にあるレーダー装置１の方向に向けることができるように、回頭可能な関節部を介して腕部７１に取り付けられる。すなわち、リフレクタ２は、同一筐体にあるレーダー装置１の照射用電磁波の照射方向に対する角度を変更可能に設ける関節部を備えるといえる。また、レーダー装置１は、支柱７に固定して取り付けられてもよいし、回頭可能な関節部を介して腕部７１に取り付けられてもよい。
【００２０】
図３は、本発明の第一の実施形態に係るレーダー装置の構成例を示す図である。レーダー装置１は、レーダー装置筐体１１の中に、照射用電磁波１９を送信する送信アンテナ１２と、反射波２０を受信する受信アンテナ１３と、照射用電磁波１９の発生を制御する送信回路１４と、反射波２０の受信を制御する受信回路１５と、送信回路１４と受信回路１５の動作を制御する制御部１６と、受信回路１５の出力データを受け取って移動体などの対象物までの距離や速度を算出するデータ処理部１７と、存在位置提示装置１００との通信を行う通信部１８と、を備える。なお、レーダー装置１は、照射用電磁波１９の送信時に走査の制御を行う制御部を備えていてもよいが、本実施形態においては操作の制御を行う制御部を備えている必要はない。
【００２１】
図４は、レーダー装置の反射波の受信強度の例を示す図である。図４（Ａ）には、リフレクタ２からの反射波２０を受信した場合、すなわち列車５が照射範囲にない平時の例が示されている。リフレクタ２は、レーダー装置１からＤｒｅｆの距離にあり、その反射波の受信強度はＳｒｅｆであるとする。なお、反射波の受信強度は、対象物の大きさに比例し、対象物までの距離の４乗に反比例する性質がある。
【００２２】
図４（ｂ）には、列車５からの反射波２０を受信した場合、すなわち列車５が照射範囲に有ってリフレクタ２からの反射波が得られない場合の例が示されている。列車５は、レーダー装置１からＤｒｅｆよりも近いＤｔの距離にあり、その受信強度はＳｒｅｆよりも強いＳｔである。
【００２３】
図５は、存在位置提示装置の構成例を示す図である。存在位置提示装置１００は、ネットワーク５０を介してレーダー装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの通信部１８と通信を行い、それぞれのレーダー装置１から受信強度および距離の情報を受信する。そして、存在位置提示装置１００は、列車等の対象物の存在の検知を行い、存在位置を提示する。
【００２４】
存在位置提示装置１００は、入力部１１０と、出力部１２０と、演算部１３０と、通信部１４０と、記憶部１５０と、を備える情報処理装置である。演算部１３０には、レーダー情報管理部１３１と、存在検知部１３２と、存在位置提示部１３３と、が含まれる。記憶部１５０には、レーダー情報記憶部１５１と、存在位置記憶部１５２と、が含まれる。
【００２５】
図６は、レーダー情報記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。レーダー情報記憶部１５１には、レーダーの配置および設定に関する情報が格納される。レーダー情報記憶部１５１には、レーダー識別子１５１Ａごとに、配置位置１５１Ｂ、監視路線１５１Ｃ、標準受信強度および標準距離１５１Ｄが対応付けられて格納される。
【００２６】
レーダー識別子１５１Ａは、レーダー装置１を識別する情報である。配置位置１５１Ｂは、レーダー識別子１５１Ａで特定されるレーダー装置１が配置されている位置を特定する情報である。この位置を特定する情報は、例えば座標であってもよいし、隣あるいは前後関係にあるレーダー装置１あるいは存在検知装置１０を特定する情報であってもよい。監視路線１５１Ｃは、レーダー装置１が監視対象としている路線を特定する情報である。標準受信強度および標準距離１５１Ｄは、隣の存在検知装置１０に設けられたリフレクタ２からの反射波の平時の受信強度Ｓｒｅｆおよび距離Ｄｒｅｆを特定する情報である。
【００２７】
図７は、存在位置記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。存在位置記憶部１５２には、列車５が存在した位置および推定時刻が格納される。存在位置記憶部１５２には、存在位置１５２Ａと、推定時刻１５２Ｂと、が対応付けて格納される。
【００２８】
存在位置１５２Ａは、例えばレーダー装置１の照射範囲に相当する地域であって、何らかの列車５の存在が検知された地域を特定する情報である。推定時刻１５２Ｂは、列車５の存在が当該存在位置１５２Ａで検知されたと推定する時刻である。この時刻は、通常はレーダー装置１が反射波を検出した時刻となる。
【００２９】
なお、本実施形態では、列車５の存在の検知を必要十分とする存在検知システム１０００を例として示しているため、列車の種類までは特定せずに存在を検知しているのみであるが、これに限られない。例えば列車５の種類（車両の型、走行する路線、あるいは車両の個体を含む）の特定を必要とする場合には、反射波の受信強度と距離の関係から列車５の種類を特定するものであってもよいし、列車５の運行予定情報を用いて列車５の種類の推定を行うものであってもよい。あるいは、カメラ等により撮影した列車５の識別子を解析して特定するものであってもよい。
【００３０】
レーダー情報管理部１３１は、レーダー装置１から受け付けた検知情報を管理する処理を行う。具体的には、レーダー情報管理部１３１は、複数のレーダー装置１のそれぞれから所定のタイミングで受信強度、距離の情報を受信し、メモリに記憶する。すなわち、レーダー情報管理部１３１は、複数のレーダー装置において検出された対象物の距離および反射量の情報を受け付ける。
【００３１】
存在検知部１３２は、レーダー装置１ごとに、レーダー情報管理部１３１が管理する受信情報を用いて、列車５の存在検知の処理を行う。具体的には、存在検知部１３２は、リフレクタ２からの反射波（Ｓｒｅｆの受信強度を持ち、Ｄｒｅｆの距離に測定される電磁波）があれば列車は非在線、と判定する。
【００３２】
また、存在検知部１３２は、リフレクタ２からの反射波２０がなく、かつ所定以上の受信強度Ｓｔを持ち、Ｄｒｅｆよりも近いＤｔの距離に測定される電磁波があれば列車５は在線と判定する。
【００３３】
また、存在検知部１３２は、リフレクタ２からの反射波がなく、他の反射波も検知されない場合には、異常が発生したと判定する。在線と判定されたレーダー装置１については、存在検知部１３２は、存在位置記憶部１５２に当該レーダーが存在する配置位置１５１Ｂとその推定時刻とをそれぞれ存在位置１５２Ａ、推定時刻１５２Ｂとして格納する。すなわち、存在検知部１３２は、対象物を所定の移動体として認識すると当該対象物を検出したレーダー装置１の照射範囲内に移動体が存在すると検知する。
【００３４】
存在位置提示部１３３は、存在検知部１３２が検知した列車５の存在情報を出力部１２０を介して提示する。例えば、存在位置提示部１３３は、存在位置記憶部１５２の存在位置１５２Ａおよび推定時刻１５２Ｂを読み出し、別途記憶部１５０等に記憶されている地図や路線図に、在線の列車位置として所定の方法で表示する。
【００３５】
入力部１１０は、音声入力や接触入力等の入力デバイスを介して、操作者からの入力を受け付ける。出力部１２０は、音声出力や表示出力等の出力デバイスを介して、存在位置提示部１３３からの情報を出力する。通信部１４０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク５０と接続された他の装置と通信を行う。
【００３６】
図８は、存在位置提示装置のハードウェア構成例を示す図である。存在位置提示装置１００は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等の通信装置１０１と、メモリ等の主記憶装置１０２と、キーボードやマウス等の入力装置１０３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置１０４と、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置１０５と、ディスプレイやスピーカー、プリンタ等の表示装置１０６と、これらをつなぐバス１０７と、を含んで構成される。
【００３７】
通信装置１０１は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、又はアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。通信装置１０１は、ネットワークに接続される他の装置との通信を行う。
【００３８】
主記憶装置１０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリである。
【００３９】
入力装置１０３は、キーボードやマウス等のポインティングデバイス、タッチパネル、あるいは音声入力装置であるマイク等を含む入力情報を受け付ける装置である。
【００４０】
外部記憶装置１０５は、デジタル情報を記憶可能な、いわゆるハードディスクやＳＳＤ、あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。
【００４１】
表示装置１０６は、ディスプレイやプリンタ、あるいは音声出力装置であるスピーカー等を含む出力情報を生成する装置である。
【００４２】
上記したレーダー情報管理部１３１と、存在検知部１３２と、存在位置提示部１３３とは、演算装置１０４に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置１０２、または外部記憶装置１０５内に記憶され、実行にあたって主記憶装置１０２上にロードされ、演算装置１０４により実行される。
【００４３】
また、記憶部１５０に格納されるレーダー情報記憶部１５１と、存在位置記憶部１５２は、主記憶装置１０２及び外部記憶装置１０５により実現される。
【００４４】
また、ＷＡＮやＬＡＮ等に通信可能に接続する通信部１４０は通信装置１０１により実現される。また、入力部１１０は、入力装置１０３により実現され、出力部１２０は、表示装置１０６により実現される。
【００４５】
以上が、本実施形態における存在位置提示装置１００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、インターネットを介して入出力を受け付けるパーソナルコンピューター等の情報処理装置であってもよい。
【００４６】
なお、存在位置提示装置１００は、図示しないが、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ミドルウェア、アプリケーションなどの公知の要素を有し、特にディスプレイなどの入出力装置にＧＵＩ画面を表示するための既存の処理機能を備える。
【００４７】
［動作の説明］次に、本実施形態における存在位置提示装置１００の動作を説明する。
【００４８】
図９は、存在位置記録処理の動作フローを示す図である。存在位置記録処理は、存在位置提示装置１００が起動すると、開始される手順である。
【００４９】
まず、レーダー情報管理部１３１は、レーダーを一つ選択する（ステップＳ１０１）。この選択方法は、例えば当該検知システムに含まれる全てのレーダー装置１を直列に並べて、未選択のものを順次選択するものであってもよいし、監視路線ごとにレーダー装置１を直列に並べて未選択のものを順次選択するものであってもよい。
【００５０】
そして、レーダー情報管理部１３１は、選択したレーダーから受信強度と距離の情報を受信し、ノイズ除去後、有意な受信強度と距離の情報が得られたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、レーダー情報管理部１３１は、受信した受信強度と距離の情報に所定以上の受信強度の記録が無い場合には、有意でないと判定する。
【００５１】
有意な受信強度と距離の情報が得られた場合（ステップＳ１０２にて「Ｙｅｓ」の場合）には、存在検知部１３２は、受信強度と距離が標準の受信強度と距離の組合せあるいはその近似値のみ検知されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。受信強度と距離が標準の受信強度と距離の組合せあるいはその近似値のみ検知された場合（ステップＳ１０３にて「Ｙｅｓ」の場合）には、存在検知部１３２は、ステップＳ１０１へ制御を戻す。
【００５２】
受信強度と距離が標準の受信強度と距離の組合せあるいはその近似値のみ検知されたものではない場合（ステップＳ１０３にて「Ｎｏ」の場合）には、存在検知部１３２は、存在位置記憶部１５２にレーダー装置１の位置とレーダー装置１で存在を検知した時刻を格納する（ステップＳ１０４）。すなわち、列車の存在を検知する。そして、存在検知部１３２は、制御をステップＳ１０１へ戻す。なお、ステップＳ１０４においては、存在検知部１３２は、これに限られず、受信強度と距離の経時変化を追跡し、経時変化に応じて受信強度が徐々に増加し、あるいは距離の４乗に反比例する場合には、存在位置記憶部１５２にレーダー装置１の位置とレーダー装置１で存在を検知した時刻を格納するようにしてもよい。このようにすることで、線路を移動する列車５をより精度高く検出できる。
【００５３】
有意な受信強度と距離の情報が得られなかった場合（ステップＳ１０２にて「Ｎｏ」の場合）には、存在検知部１３２は、上流側のレーダーから有意な受信強度と距離の情報は得られたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、存在検知部１３２は、上流、すなわちステップＳ１０１において選択された当該レーダー装置１と同一筐体のリフレクタ２が反射する対象となっている隣の検知装置のレーダー装置１から有意な受信強度と距離の情報は得られたか否かを判定する。
【００５４】
上流側のレーダーから有意な受信強度と距離の情報が得られた場合（ステップＳ１０５にて「Ｙｅｓ」の場合）には、存在検知部１３２は、下流側のレーダーと当該レーダーの異常発生として検知する（ステップＳ１０６）。上流側のレーダーが正常であれば、当該レーダー装置１の異常は下流側の検知装置に設けられたリフレクタ２との間の障害が原因として推定されるためである。そして、存在検知部１３２は、ステップＳ１０１へ制御を戻す。
【００５５】
上流側のレーダーから有意な受信強度と距離の情報が得られなかった場合（ステップＳ１０５にて「Ｎｏ」の場合）には、存在検知部１３２は、上流側のレーダーと当該レーダーの異常発生として検知する（ステップＳ１０７）。上流側のレーダーが異常であれば、当該レーダー装置１の異常は上流側の検知装置に設けられたレーダー装置１との間の障害が原因として推定されるためである。そして、存在検知部１３２は、ステップＳ１０１へ制御を戻す。
【００５６】
以上が、存在位置記録処理の流れである。存在位置記録処理によれば、安全に異常の発生を検知し、列車５の存在を推定することができる。
【００５７】
以上が、第一の実施形態に係る存在検知システム１０００である。第一の実施形態にかかる存在検知システム１０００によれば、コスト上昇を抑えながら信頼性・安全性をより向上させた存在検知システム１０００を提供することができる。また、レーダー装置１についても、照射する電磁波の走査機能を持たない安価なレーダー装置を用いることができるため、システムのコストを抑えることができる。また、レーダー装置１とリフレクタ２とが一体化しているため、設置工事費の増加を抑制できる。検知動作に関しては、リフレクタの反射を常時検知しているため、レーダー装置１が正常に動作していることを遠隔からでも検知することが可能となり、システムの信頼性・安全性を向上させることができる。さらに、検知対象物が移動していく場合に、少なくとも1個のレーダー装置１が、リフレクタ２からの反射波が遮蔽される事を検知できる配置であるため、検知漏れがないシステムを構築できる。
【００５８】
以上、実施形態に係る存在検知システム１０００について具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、検知装置のレーダー装置１とリフレクタ２との位置関係を変更するものとしてもよい。
【００５９】
図１０は、第一の実施形態に係る存在検知システム１０００の構成例を水平方向から見た図である。いいかえると、図１０は、存在検知システム１０００を線路側面から見た構成図である。第一のレーダー装置１ａおよびリフレクタ２ａは設置用の支柱７ａに、またレーダー装置１ｂおよびリフレクタ２ｂは設置用の支柱７ｂに、それぞれに一体構造として保持されている。第一のレーダー装置１ａの送信波の中心線の方向を送信波方向３１ａで示しており、水平方向に照射していることを現している。また、送信波方向３１ａが水平な事から、レーダー装置１ｂとリフレクタ２ｂは、第一のレーダー装置１ａとリフレクタ２ａとほぼ同じ高さに設置されている。
【００６０】
図１１は、第一の変形例に係る存在検知システム１０００の配置例を水平方向から見た図である。図１１（Ａ）においては、送信波方向３１ａ´に仰角を持たせており、それに従い照射範囲３ａも上向きに変化している。このため、水平方向に照射する場合には照射範囲３ａに地面および線路が含まれていたが、仰角を持たせることで照射範囲３ａに地面および路線が含まれなくなっている。そのため、移動体検知には本来不要である地面および線路の反射が受信信号に混入するノイズを減少させることが可能となり、検知精度を向上させることが可能となる。なお、送信波方向３１ａ´に仰角を持たせるのに伴い、リフレクタ２ｂの高さおよび反射波の角度を変更し、照射用電磁波の中心線の入射波を反射させる位置および方向に配置する。
【００６１】
一方で、送信波方向３１ａ´の仰角を大きくしすぎると、照射範囲３ａが列車５の前面あるいは後面から外れてしまい列車５の反射量自体が減少する。そのため、仰角は、照射範囲３ａが列車５の前面あるいは後面に当たり、かつ地面および線路への照射が出来る限り少なくなる角度とするのが望ましい。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、送信波方向３１ａが照射範囲３ａの限界点で列車５の高さＨｔとなる角度を上限として送信波方向３１ａ´´に仰角を持たせるのがよい。
【００６２】
なお、送信波方向の３１ａに仰角を持たせた場合、レーダー装置１の高さよりも高い位置にリフレクタ２を設置すると反射量を大きくすることができる。これは、一般的には送信波方向３１ａ上の点が最も送信波の電波強度が大きく、照射範囲３ａの中心から離れる端側ほど電波強度が小さいことに起因する。よって、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように設置用の支柱７ｂを高さ方向に延長し、その上部にリフレクタ２ｂを保持する構造とするのが望ましい。
【００６３】
また、本発明の第二の変形例として、レーダー装置１の送信波方向を、線路の延伸方向に対して略直角となるように設けてもよい。図１２は、第二の変形例に係る存在検知システム１０００の構成例を示す図である。図１２において、レーダー装置１ａ〜１ｄならびにリフレクタ２ａ〜２ｄの送信波方向および反射方向は線路４１および線路４２の延伸方向に対して略直角方向となっている。この場合であっても、検知に関する動作は第一の実施形態と略同様である。ただし、存在位置記録処理のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理に関しては、対象のレーダー装置１の障害と判断して報知するように変形する。
【００６４】
このような第二の変形例では、ステップ第一の実施形態と比較して、列車５を検知した場合の位置精度が異なる。第一の実施形態では、各レーダー装置１の送信波が線路４１および線路４２に対して斜め方向に照射されるため、列車５までの距離Ｄｔが線路上の列車位置を示す事になり、その精度は第一のレーダー装置１ａの距離精度に依存する。一方で、第二の変形例においては、列車５までの距離Ｄｔは第一のレーダー装置１ａと列車５の側面との距離を示しており、図４（Ａ）の検知状態から図４（Ｂ）の検知状態に変化した瞬間の列車５の位置は、第一のレーダー装置１ａの真横であると特定できる。このため第一のレーダー装置１ａの距離精度に依存せず、線路上の列車位置を非常に精確に求める事が可能となる。また、第一のレーダー装置１ａが故障した場合に正常動作していないことを検知する事も可能である。
【００６５】
図１３は、第三の変形例に係る存在検知システム１０００の構成例を示す図である。上記の第一の実施形態においては、リフレクタ２付近が照射範囲に含まれる狭角型のレーダー装置１を用いた構成を説明した。しかし、レーダー装置１は狭角型に限定されるものではなく、より広角の照射範囲を持つレーダー装置を用いても構成することができる。
【００６６】
図１３において、レーダー装置１ａ〜１ｃの設置位置およびリフレクタ２ａ〜２ｃの反射方向は第一の実施形態と同様であるが、レーダー装置１ａ〜１ｃのそれぞれの照射範囲３ａ〜３ｃは広くなっている。このため、第一の実施形態においてはリフレクタ２からの反射波を遮蔽する直前まで、列車５が各レーダー装置の照射範囲に進入しなかったのに対し、列車５がリフレクタ２からの反射波を遮蔽せず、かつ照射範囲内に存在する状態も現れることになる。
【００６７】
以下に、このような第三の変形例にかかる検知動作について説明する。なお、図１３、１４では、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は第一のレーダー装置１ａと列車５との間の距離を、Ｄｒｅｆは第一のレーダー装置１ａとリフレクタ２ｂとの間の距離を示し、第一のレーダー装置１ａがリフレクタ２ｂに電磁波を照射し反射波を受信する見通し直線を３５ａと示す。
【００６８】
図１４は、検知対象物との位置関係の変化に伴う受信情報の変化の例を示す図である。図１４では、第一のレーダー装置１ａにおいて受信した反射波の受信強度と算出した距離との関係の例が示される。図１４（Ａ）は、図１３の列車位置５Ａにおける受信強度の例である。列車５は第一のレーダー装置１ａの照射範囲３ａに進入していないため、第二のリフレクタ２ｂの反射として距離Ｄｒｅｆにおいて受信強度Ｓｒｅｆが得られる。
【００６９】
図１４（Ｂ）は、図１３の列車位置５Ｂにおける受信強度の例である。この時には、第二のリフレクタ２ｂからの反射波は変わらず、列車５の反射波が追加で検知されることにより、距離Ｄ１において列車５による反射波の受信強度Ｓ１が得られる。
【００７０】
図１４（Ｃ）は、図１３の列車位置５Ｃにおける受信強度の例である。この時にも、第二のリフレクタ２ｂからの反射波は変わらず、列車５の反射波が追加で検知されることにより、距離Ｄ２において列車５による反射波の受信強度Ｓ２が得られる。
【００７１】
図１４（Ｄ）は、図１３の列車位置５Ｄにおける受信強度の例である。この時には、列車５がさらに移動し、見通し直線３５ａを遮蔽するため、第一のレーダー装置１ａの送信波は第二のリフレクタ２ｂには到達しないため、距離Ｄｒｅｆにおける受信強度Ｓｒｅｆの信号は消失する。そして、距離Ｄ３において列車５による反射波の受信強度Ｓｔが得られる。
【００７２】
このような第三の変形例においても、レーダー情報管理部１３１および存在検知部１３２は、第一のレーダー装置１ａから上記の受信強度および距離情報を取得し、列車５が存在するかどうかの判定を行う。
【００７３】
具体的には、図１３の列車位置５Ａに有る場合には、存在検知部１３２は、距離Ｄｒｅｆに所定の受信強度Ｓｒｅｆのみが受信されているため、列車５は存在しないと判定する。
【００７４】
また、距離Ｄｒｅｆの受信強度Ｓｒｅｆが存在し、かつ距離Ｄ３より遠い距離に受信が確認された場合、すなわち図１３の列車位置５Ｂ、５Ｃに有る場合は、それぞれ距離Ｄ１ならびにＤ２に列車５が存在すると判定する。この場合、第一のレーダー装置１ａの情報のみでは線路４１および線路４２のどちらに列車が存在するかは判別できないが、列車５は第二のレーダー装置１ｂの照射範囲３ｂにも進入しており、存在検知部１３２は、その距離情報から線路４１および線路４２のどちらに存在するか判定する。よって、第二のレーダー装置１ｂの受信信号情報を利用する事により線路４１および線路４２のどちらに存在するかが判定できるようになる。
【００７５】
さらに、図１３の列車位置５Ｄにある場合には、距離Ｄｒｅｆの受信強度Ｓｒｅｆが消失し、それより近い距離Ｄ３に受信強度Ｓｔが得られるため、存在検知部１３２は、列車５が存在すると判定する。この場合は線路４１および線路４２のどちらに列車５が存在するかは、距離Ｄ３によって確実に判別することができる。
【００７６】
以上、第三の変形例について説明した。このように、照射範囲の広いレーダー装置を用いても列車５の検知を行う事ができる。特に、照射範囲が広いことから、見通し直線３５ａに列車５が到達する前の状態から列車５の存在と線路上の位置を検知することができる。また、レーダー装置が故障した場合に正常動作していないと判定する事ができるのは狭角型のレーダー装置を用いた場合と同様であり、システムの信頼性・安全性を向上することが可能となる。
【００７７】
以上が、第一の実施形態およびその変形例に係る存在検知システム１０００である。以降、第一の実施形態に係る存在検知システム１０００の検知装置の配置および列車検知に関する具体的な説明を補足する。
【００７８】
図１５は、第一の実施形態に係る存在検知システム１０００の設置例の詳細を示す図である。第一の実施形態に係る存在検知システム１０００において列車５の検知漏れを無くすためには、必ずいずれかのレーダー装置１が反射波を列車５により遮蔽されることを検知可能な設置構成とすることが必要である。このために必要なレーダー装置の設置間隔は、線路をはじめとするシステムの各構成要素の長さから求める事ができる。例えば、図１５において、線路４１および線路４２の線路幅がそれぞれＷｒ、線路４１と線路４２の線路間距離がＤｒ、各レーダー装置と直近の線路間の距離がＤｓ、列車５の長さがＬｔ、列車５の幅がＷｔとする。
【００７９】
このとき、第一のレーダー装置１ａの送信波方向３１ａと、第二のレーダー装置１ｂの送信波方向３１ｂとに、線路４２上の列車５が接するような設置構成とすれば、第一のレーダー装置１ａと第二のレーダー装置１ｂのどちらが必ず反射板が遮蔽されることを検知可能となる。なお、図１３では、便宜上レーダー装置１とリフレクタ２の平面上の位置が異なるように記載しているが、実際は平面上では同一位置に設置されているものとする。
【００８０】
まず、第一のレーダー装置１ａと第二のレーダー装置１ｂ間の線路垂直方向の距離Ｄｒ１２は、下式（１）で表される。
【００８１】
2018144505.tif 000003
【００８２】
また、送信波方向３１ａと送信波方向３１ｂとに線路４２上の列車５が接する場合の、列車５の側面と第二のレーダー装置１ｂ間の線路垂直方向の距離Ｄｒ５２は、下式（２）で表される。
【００８３】
2018144505.tif 000004
【００８４】
さらに、第一のレーダー装置１ａと第三のレーダー装置１ｃ間の設置間隔Ｄｒ１３との間では、下式（３）の関係が成立する。
2018144505.tif 000005
【００８５】
したがって、第一のレーダー装置１ａと第三のレーダー装置１ｃ間の設置間隔Ｄｒ１３は式４で求める事ができる。
【００８６】
2018144505.tif 000006
【００８７】
第一のレーダー装置１ａと第三のレーダー装置１ｃとの間の設置間隔Ｄｒ１３を上式（４）で求めた値よりも小さくすれば、第一のレーダー装置１ａと第二のレーダー装置１ｂのどちらかが必ずリフレクタ２の反射波が遮蔽されることを検知可能となり、列車５の検知漏れのないシステムを構築する事ができる。また、同じ設置間隔で検知装置を順次設置していけば、設置した全ての区間で列車５が検知可能となるシステムを構築できることは言うまでもない。
【００８８】
なお、上記した実施形態および変形例では、本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００８９】
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【００９０】
また、上記した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば別の装置で実行してネットワークを介して統合処理する等により分散システムで実現してもよい。
【００９１】
また、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品のような複数の部分に分けられて適用されるようにしてもよい。
【００９２】
以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・レーダー装置、２・・・リフレクタ、３・・・照射範囲、５・・・列車、１０・・・検知装置、４１、４２・・・線路、５０・・・ネットワーク、１００・・・存在位置提示装置、１０００・・・存在検知システム
【図１】
2018144505.tif 000007
【図２】
2018144505.tif 000008
【図３】
2018144505.tif 000009
【図４】
2018144505.tif 000010
【図５】
2018144505.tif 000011
【図６】
2018144505.tif 000012
【図７】
2018144505.tif 000013
【図８】
2018144505.tif 000014
【図９】
2018144505.tif 000015
【図１０】
2018144505.tif 000016
【図１１】
2018144505.tif 000017
【図１２】
2018144505.tif 000018
【図１３】
2018144505.tif 000019
【図１４】
2018144505.tif 000020
【図１５】
2018144505.tif 000021