(57)【要約】【課題】障害物の認識率を向上させる。【解決手段】コンピュータを内蔵した制御装置１２０は、列車１００が所定地点にきたとき、レーダー１１０の出力信号とデータベース１４０に蓄積された基準信号との差分に基づいて、レーダー１１０の探索範囲３００に障害物があるか否かを判定する。ここで、データベース１４０に蓄積された基準信号は、列車１００の前方に障害物が存在しない場合、所定地点においてレーダー１１０が出力するであろうと想定される出力信号である。このため、軌道２００の周囲に存在する建物などの建築物が変わっても、これに合わせて基準信号を変更しておけば、建築物と障害物との区別を行うことが可能となり、障害物の認識率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載されたレーダーと、
前記列車が走行しているときの前記レーダーの出力信号と障害物が存在しないときの基準信号との差分に基づいて、前記レーダーの探索範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記レーダーの出力信号と前記基準信号との差分が所定値以上であるときに、前記レーダーの探索範囲に障害物が存在すると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記基準信号は、逐次更新される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記レーダーは、電波の発射角度及び発射方向を変更可能である、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記判定手段は、障害物を検知する領域を複数に分割した分割領域ごとに、前記障害物が存在するか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の障害物検知装置。
【請求項６】
制御装置が、
列車に搭載されたレーダーの出力信号を読み込み、
前記列車が走行しているときの前記レーダーの出力信号と記憶手段に記憶された障害物が存在しないときの基準信号との差分に基づいて、前記レーダーの探索範囲に障害物が存在するか否かを判定する、
ことを特徴とする障害物検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の障害物を検知する、障害物検知装置及び障害物検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車の障害物を検知する技術として、特開２００１−１１６８４０号公報（特許文献１）に記載された車両レーダーシステムが提案されている。車両レーダーシステムは、列車に搭載されたレーダーが電波を発射し、その反射波を測定することによって、軌道上及びその周囲に存在する障害物を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーダーの検知対象物、例えば、軌道周囲の建築物などは常に同一であるとは限らず、建て替え，新築，移転などにより変わる可能性がある。このため、レーダーによって検知された対象物が、常設の建築物などであるか、軌道に侵入した車両などの障害物であるか、を区別することが困難であり、障害物の認識率が良好ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、障害物の認識率を向上させた、障害物検知装置及び障害物検知方法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】
【０００６】
障害物検知装置は、列車に搭載されたレーダーと、列車が走行しているときのレーダーの出力信号と障害物が存在しないときの基準信号との差分に基づいて、レーダーの探索範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、を有する。
【０００７】
障害物検知方法では、制御装置が、列車に搭載されたレーダーの出力信号を読み込み、列車が走行しているときのレーダーの出力信号と記憶手段に記憶された障害物が存在しないときの基準信号との差分に基づいて、レーダーの探索範囲に障害物が存在するか否かを判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、列車の障害物の認識率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】障害物検知装置の一例を示し、（Ａ）は列車を側方から見た構成図、（Ｂ）は列車を上方から見た構成図である。
【図２】レーダーの出力特性の一例を示し、（Ａ）はレーダーの探索範囲に存在する建物の説明図、（Ｂ）はレーダーの出力信号の説明図である。
【図３】データベースに蓄積される基準信号の一例を示し、（Ａ）は列車が所定地点にきたときの状況説明図、（Ｂ）は地点Ａ〜Ｃにおける基準信号の説明図である。
【図４】障害物検知方法の一例を示し、（Ａ）は列車が地点Ｂにきたときの状況説明図、（Ｂ）はレーダー出力信号、基準信号及びこれらの差分の説明図である。
【図５】障害物検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】レーダーによる障害物検知の問題を示し、（Ａ）は列車と２つの障害物との位置関係の説明図、（Ｂ）はレーダーの出力信号の説明図である。
【図７】レーダーによる障害物検知の問題を解決する方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、障害物検知装置の一例を示す。
【００１１】
列車１００の前部には、前方に向けてミリ波などの電波を発射し、その反射波を測定することによって、軌道２００上及びその周囲の探索範囲３００に存在する障害物を検知するレーダー１１０が搭載されている。レーダー１１０の出力信号は、コンピュータを内蔵した制御装置１２０に入力される。また、制御装置１２０には、列車１００の位置を検出する位置検出手段１３０の出力信号が入力される。位置検出手段１３０としては、例えば、タコジェネレータ、軌道２００に沿って設置された地上子、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを使用することができる。なお、レーダー１１０が発射する電波は、ミリ波に限らず、他の波長を有する電波であってもよい。
【００１２】
レーダー１１０は、図２（Ａ）に示すように、列車１００の前方の探索範囲３００に建物４００などが存在する場合、図２（Ｂ）に示すように、レーダー１１０からの距離及び建物４００の大きさに応じた出力信号を出力する。具体的には、レーダー１１０は、その探索範囲に４つの建物４００が存在する場合、レーダー１１０から各建物４００までの距離ごとに、建物４００の大きさに比例するピーク信号が現れる出力信号を出力する。図２（Ｂ）に示す出力信号では、４つの建物４００に相当する４つのピーク信号が見られる。
【００１３】
また、列車１００には、レーダー１１０の出力信号との比較によって、その探索範囲３００に障害物が存在するか否かを判定するため、障害物が存在しないときの基準信号を蓄積するデータベース１４０が搭載されている。データベース１４０は、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などを用いて構築され、制御装置１２０からアクセス可能に接続されている。データベース１４０に蓄積される基準信号は、列車１００の前方に障害物が存在しない場合に、所定地点においてレーダー１１０が出力するであろうと想定される出力信号である。なお、データベース１４０が、記憶手段の一例として挙げられる。
【００１４】
図３は、列車１００の前方に２つの建物４００（これは障害物ではない）が存在する場合、所定地点の一例である地点Ａ、地点Ｂ及び地点Ｃにおいてレーダー１１０が出力するであろうと想定される基準信号を示している。列車１００が地点Ａにきたときには、列車１００から建物４００までの距離が離れているので、地点Ａにおける基準信号では、距離が大きな領域に建物４００を示す２つのピーク信号が現れている。列車１００が地点Ｂまで進行すると、地点Ａと比べて列車１００から建物４００までの距離が短くなるので、地点Ｂにおける基準信号では、距離が中程度の領域に建物４００を示す２つのピーク信号が現れている。そして、列車１００が地点Ｃまで進行すると、地点Ｂと比べて列車１００から建物４００までの距離が更に短くなるので、地点Ｃにおける基準信号では、距離が小さい領域に建物４００を示す２つのピーク信号が現れている。このように、データベース１４０には、列車１００の軌道２００に沿った所定地点ごとに、複数の基準信号が予め蓄積されている。
【００１５】
ここで、障害物検知装置による障害物検知方法の一例について説明する。
列車１００が地点Ｂにきたとき、図４に示すように、列車１００の進行方向前方に位置する踏切などに障害物としての車両５００が存在する場合を考える。このとき、列車１００に搭載されたレーダー１１０は、２つの建物４００を示すピーク信号に加え、車両５００を示すピーク信号が重畳された出力信号を出力する。一方、データベース１４０には、地点Ｂにおける基準信号として、踏切などに車両５００が存在しない場合の出力信号が蓄積されている。そして、レーダー１１０の出力信号と地点Ｂにおける基準信号との差分を求めれば、これが車両５００を表すこととなる。従って、列車１００が走行しているときのレーダー１１０の出力信号と基準信号との差分に基づいて、レーダー１１０の探索範囲に障害物が存在するか否かを判定することができる。
【００１６】
レーダー１１０の探索範囲に障害物が存在するか否かを判定するに際して、データベース１４０に蓄積される基準信号を逐次更新しておけば、例えば、建物４００の建て替え、新築、移転などにより検知対象が変わっても、建築物と障害物との区別を行うことが可能となり、障害物の認識率を更に向上させることができる。この場合、例えば、深夜の保守作業時に測定した、レーダー１１０の出力信号を用いて、データベース１４０の基準信号を適宜更新すればよい。
【００１７】
図５は、列車１００が走行中であるときに、その制御装置１２０が所定時間ごとに繰り返し実行する、障害物検知処理の一例を示す。なお、制御装置１２０が障害物検知処理を実行することで、判定手段が実現される。
【００１８】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、制御装置１２０が、位置検出手段１３０から列車１００の位置を読み込む。
【００１９】
ステップ２では、制御装置１２０が、列車１００が所定地点にきたか否か、要するに、前方の障害物を検知する地点にきたか否かを判定する。ここで、所定地点は、例えば、経度及び緯度で表され、データベース１４０に予め登録されている。そして、制御装置１２０は、列車１００が所定地点にきたと判定すれば処理をステップ３へと進める一方（Ｙｅｓ）、列車１００が所定地点にきていないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
【００２０】
ステップ３では、制御装置１２０が、レーダー１１０の出力信号を読み込む。
ステップ４では、制御装置１２０が、データベース１４０から、所定地点における基準信号を読み込む。
【００２１】
ステップ５では、制御装置１２０が、レーダー１１０の出力信号と所定地点における基準信号との差分を算出する。
【００２２】
ステップ６では、制御装置１２０が、ステップ５で算出した差分が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、所定値は、レーダー１１０の出力信号にノイズなどが重畳し、障害物を誤検知することを抑制するための閾値であって、例えば、レーダー１１０の出力信号特性などに応じて適宜設定することができる。そして、制御装置１２０は、差分が所定値以上であると判定すれば処理をステップ７へと進める一方（Ｙｅｓ）、差分が所定値未満であると判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。なお、出力信号と基準信号との間に、複数のピーク信号の差分がある場合には、各ピーク信号について差分が所定値以上であるか否かを判定し、少なくとも１つの差分が所定値以上であれば処理をステップ７へと進めるようにすればよい。
【００２３】
ステップ７では、制御装置１２０が、列車１００の前方に障害物が存在することを報知すべく、例えば、列車１００の運転席に取り付けられたランプ、ブザーなどの警報装置を作動させる。
【００２４】
かかる障害物検知処理によれば、列車１００が所定地点にきたとき、制御装置１２０は、レーダー１１０の出力信号と所定地点における基準信号との差分を算出し、これが所定値以上であるか否かを判定する。そして、制御装置１２０は、出力信号と基準信号との差分が所定値以上であると判定すれば、ランプ、ブザーなどの警報装置を作動させて、列車１００の前方に障害物があることを報知する。従って、障害物検知装置によって、障害物検知方法を実行することができる。
【００２５】
レーダー１１０の探索範囲３００において、図６（Ａ）に示すように、略同一の距離に車両５００と人間６００とが存在する場合、図６（Ｂ）に示すように、人間６００を示すピーク信号は車両５００を示すピーク信号に隠れてしまう。これは、車両５００が人間６００より大きいため、人間６００を示すピーク信号が見えなくなってしまうことに起因する。
【００２６】
そこで、図７に示すように、レーダー１１０によって障害物を検知する領域７００を複数に分割した分割領域７０２〜７３２ごとに、障害物が存在するか否かを判定するようにすればよい。この場合、レーダー１１０による各分割領域７０２〜７３２の探索は、例えば、レーダー１１０の電波を発射する角度及び方向の少なくとも一方を変えて走査することで行うことができる。
【００２７】
このようにすれば、レーダー１１０から略同一の距離に異なる障害物が存在していても、これを検知できる可能性が高まり、列車１００の運行に係る安全性を高めることができる。
【００２８】
領域７００を分割する分割数は、図７に示す１６分割に限らず、他の分割数であってもよい。また、領域７００を分割した各分割領域は、例えば、重要な区画を他より細かく（小さく）するなど、その大きさが異なっていてもよい。この場合、領域７００の分割数及び分割領域の大きさなどは、例えば、レーダー１１０の特性、制御装置１２０の処理能力などを考慮して決定することができる。
【００２９】
なお、レーダー１１０は、列車１００の前部に限らず、列車１００の前部及び後部の少なくとも一方に搭載することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１００  列車
１１０  レーダー
１２０  制御装置
１３０  位置検出手段
１４０  データベース
２００  軌道
３００  探索範囲
４００  建物
５００  車両
６００  人間
７００  領域
７０２〜７３２  分割領域
【図１】
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【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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