(57)【要約】【課題】切り離し可能な連結車両の先頭と後尾に備えたカメラの画像を、１回線の無線通信回線で切り換え使用して管理室等に画像を伝送可能な構成を提案し、必要な回線数を減らしてコストの低減を図ること。【解決手段】本発明にかかる車両の走行方向監視装置は、連結車両１の機関車１１の前端には、ＣＣＤカメラ２ａとＰＨＳ通信ユニット３ａとを備え、連結車両１の台車１２の後端には、ＣＣＤカメラ２ｂとＰＨＳ通信ユニット３ｂとを備え、前記連結車両の走行方向に応じて、ＰＨＳ通信ユニット３ａ，３ｂの何れか一方を選択して、１つの通信回線を開き、連結車両の走行方向の画像のみを択一的に管理室のパソコン７へ無線伝送するように構成した。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行方向の画像を、無線通信回線を介して監視装置へ伝送するように構成された車両の走行方向監視装置において、
前記車両の前端には、前端撮像手段と、前端撮像手段からの画像を無線送信可能な前端無線式通信手段とを備え、
前記車両の後端には、後端撮像手段と、後端撮像手段からの画像を無線送信可能な後端無線式通信手段とを備え、
前記車両の走行方向に応じて、前端無線式通信手段もしくは後端無線式通信手段を制御して、前端撮像手段もしくは後端撮像手段の何れか一方を選択して、車両の走行方向の画像のみを択一的に監視装置へ無線伝送する制御手段を
備えたことを特徴とする車両の走行方向監視装置。
【請求項２】
車両は、軌道上を前進し、所定の位置で走行方向を変えて後進し、別の所定の位置で再び走行方向を変えて前進するように運転され、
前端無線式通信手段と後端無線式通信手段は、軌道に沿って所定距離毎に配設された通信アンテナを介して通信するように構成され、
制御手段は、監視装置からの制御信号によって前端無線式通信手段もしくは後端無線式通信手段を制御して、車両の走行方向の画像を択一的に監視装置へ無線伝送するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の走行方向監視装置。
【請求項３】
車両は、切り離し可能に構成された複数の車両が連結されて構成された連結車両としたことを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の車両の走行方向監視装置。
【請求項４】
無線通信回線は、簡易型携帯電話システムを利用した無線通信回線としたことを特徴とする請求項１、２、３の何れか１項に記載の車両の走行方向監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線路上を往復動するように構成された走行体の前方（走行方向）の画像を遠隔地に送信する機能を備えた監視機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トンネル工事等の現場において、工事用の資機材や掘削土砂を搬出入するために、トンネル内に軌道を敷設し、走行体として運搬用の車両を走行させて、これらを運搬することが多々採用されている。
前記軌道は、トンネル外部から、トンネル内の切羽近くの現場まで敷設されており、車両は前記軌道上を往復動するように構成されている。このような車両は原動機を持った機関車に、荷台を備えた台車等が１台以上連結されて構成されている。
近年においては、省力化の観点から前記車両は無人化されて自動運転されるようになってきている。
そして、前記車両の前端と後端には、障害物を検知するための検知手段が備えられており、障害物を検知した場合には緊急停止等するように構成されている。
検知手段として、走行する車両の前方を撮影する赤外線カメラ及び進路上に存在する支障物までの距離を計測するレーザ測距センサを備えたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−１０００３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように無人化して自動運転する場合には、安全確認のためには障害物を検知する検知手段だけでなく、種々の危険を事前に前方から確認するためや、障害物を検知した場合にその障害物の状況を確認するためには、前方（走行方向）の画像を管理室等の人間が見て判断することが望ましい。
そのためには、前方にカメラを設置し、その画像を管理室まで伝送すればよい。しかし、前記車両は軌道の終端でＵターンするのではなく、軌道の終点では走行方向を反転することによって、軌道上を往復動するように構成されているので、カメラを車両の前端と後端の両端に設置することが必要となる。そして、走行する車両から画像を管理室に伝送するためには無線伝送が必要となる。従って、各カメラからの画像を無線伝送するための無線通信手段が必要となる。
【０００５】
ところが、機関車や台車は、作業状況に応じて切り離したり連結したりするので、前後２台のカメラを１組の無線通信手段に切り換え接続して使用することは困難であるため、無線通信手段も２組必要となる。そして、これらの無線通信手段と管理室との無線通信回線を確保する必要があるので、１組の車両で２回線の無線通信回線を確保する必要が有り、複数組の車両を運行する場合には多数の回線を確保する必要がある。そこで、一般の公衆回線を利用して複数の回線を確保すると大幅なコストアップになるので、内線機能と公衆回線との接続・交換機能を有した電話システムを導入し、前記無線通信回線は内線機能を利用することが好ましい。このような接続・交換機能を有した電話システムとして、制御可能な内線用の無線通信回線数が多いものは費用も嵩むことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、切り離し可能な連結車両の先頭と後尾に備えたカメラの画像を、１回線の無線通信回線で切り換え使用して管理室等に画像を伝送可能な構成を提案し、必要な回線数を減らしてコストの低減を図ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる車両の走行方向監視装置は、車両の走行方向の画像を、無線通信回線を介して監視装置へ伝送するように構成された車両の走行方向監視装置において、前記車両の前端には、前端撮像手段と、前端撮像手段からの画像を無線送信可能な前端無線式通信手段とを備え、前記車両の後端には、後端撮像手段と、後端撮像手段からの画像を無線送信可能な後端無線式通信手段とを備え、前記車両の走行方向に応じて、前端無線式通信手段もしくは後端無線式通信手段を制御して、前端撮像手段もしくは後端撮像手段の何れか一方を選択して、車両の走行方向の画像のみを択一的に監視装置へ無線伝送する制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２では、車両は、軌道上を前進し、所定の位置で走行方向を変えて後進し、別の所定の位置で再び走行方向を変えて前進するように運転され、前端無線式通信手段と後端無線式通信手段は、軌道に沿って所定距離毎に配設された通信アンテナを介して通信するように構成され、制御手段は、監視装置からの制御信号によって前端無線式通信手段もしくは後端無線式通信手段を制御して、車両の走行方向の画像を択一的に監視装置へ無線伝送するように構成されている。
【０００９】
請求項３では、車両は、切り離し可能に構成された複数の車両が連結されて構成された連結車両とした。
【００１０】
請求項４では、無線通信回線は、簡易型携帯電話システムを利用した無線通信回線とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる車両の走行方向監視装置を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の構成を示した図１、２において、
１はトンネルＴ内を走行する連結車両であり、機関車１１と台車１２とが連結されたものである。この連結車両１は、トンネルＴに敷設された軌道Ｒ上を、立坑のある入口Ｔ０側から、切羽のある先端Ｔ１まで往復動するように制御される。
【００１２】
前記連結車両１の機関車１１の先頭にはＣＣＤカメラ２ａとＰＨＳ通信ユニット３ａと制御ユニット４ａとを備えている。また、前記連結車両１の最後尾の台車１２の後端にはＣＣＤカメラ２ｂとＰＨＳ通信ユニット３ｂと制御ユニット４ｂとを備えている。
前記ＰＨＳ通信ユニット３ａ，３ｂには個別の内線呼び出し番号が設定されている。これらのＰＨＳ電話ユニットのデータ通信コネクタには、前記制御ユニット４ａ，４ｂの通信制御ポートからのケーブルが接続され、前記制御ユニット４ａ，４ｂには、これらのＰＨＳ電話ユニットの着信やデータ通信が前記制御ユニット４ａ，４ｂによって制御されるように、必要な制御プログラム等がインストールされている。
【００１３】
前記ＣＣＤカメラ２ａは機関車１１の前方の画像を撮影し、その画像データは、制御ユニット３ａのカメラ制御ポートに接続されたケーブルを介して制御ユニット４ａに取り込まれる。
前記ＣＣＤカメラ２ｂは最後尾の台車１２の後方の画像を撮影し、その画像データは、制御ユニット４ｂのカメラ制御ポートに接続されたケーブルを介して制御ユニット４ｂに取り込まれる。
以上の説明においては、連結車両１が機関車１１を先頭として走行している場合において、走行方向を前方、その逆方向を後方として説明したものであるから、連結車両１が台車１２を先頭として逆向きに走行している場合においては、前記ＣＣＤカメラ２ｂが走行方向を撮影し、前記ＣＣＤカメラ２ａが後方を撮影することになることは言うまでもない。
【００１４】
６は管理室であり、内部に前記連結車両を遠隔制御する車両制御盤６１と、連結車両１に配設されたカメラと通信装置とを制御する制御用のパソコン７と、モニタ７１と、無線通信ユニット７２とが配設されている。
８は交換機であり、内線データ通信用の各無線通信ユニット及び内線通話用の各ＰＨＳ電話機の間の相互通信を制御する内線交換機能と共に、必要に応じて内線と外線（公衆電話回線等）との接続を制御する外線交換機能とを備えている。なお、前記交換機８の各機能は、前記パソコン７に装着された複数の拡張ボードと各拡張ボードにそれぞれ接続された複数の外部ユニットとで実現することができる。
９は前記交換機８と有線もしくは無線で接続されたＰＨＳ中継アンテナ群であり、例えば４００ｍピッチ位の間隔で配設されたＰＨＳアンテナ９１を備えており、距離が離れる場合にはリピータユニットを備える。
【００１５】
上記構成における動作を、図１、２と共に図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、車両制御盤６１によって連結車両１は何れかの方向、例えば、図２において実線の矢印で示したように、機関車１１が先頭となる走行方向（これを前進方向とする。）に走行するように制御される。ステップＳ１においては、車両制御盤６１から出力される走行方向データが管理室のパソコン７に入力される。
ステップＳ２においては、パソコン７のメモリに走行方法データ（前進）が書き込みされる。
【００１６】
ステップＳ３においては、前記パソコン７は、先頭のＰＨＳ通信ユニット３ａに設定された所定の内線番号を指定して、交換機８、ＰＨＳ中継アンテナ群９を介して、機関車１１のＰＨＳ通信ユニット３ａを呼び出す。ＰＨＳ通信ユニット３ａへの呼び出しに応答することによって、図２において実線８１で示したように、ＰＨＳ通信ユニット３ａとパソコン７との通信回線が確立する。この通信回線は前記制御ユニット４ａによってデータ通信モードに設定される。
ステップＳ４においては、ＣＣＤカメラ２ａは制御ユニット４ａによって制御されて前方の画像を撮像する。
ステップＳ５においては、ステップＳ４において撮像された画像データが、制御ユニット４ａによって取り込まれてＰＨＳ通信ユニット３ａからパソコン７へ転送される。
【００１７】
ステップＳ６においては、ステップＳ５において転送された画像データが、管理室６のパソコン７のモニタ７１の画面上に表示される。
ステップＳ７において、連結車両１の走行方向データはパソコン７へ入力され、ステップＳ８においては、メモリに書き込まれている走行方向データを比較する。ステップＳ８において、走行方向が変わった否かを確認して、変わっていない場合には、ステップＳ４に戻って同じ方向の画像を撮像し続ける。
ステップＳ８において、走行方向が変わったことが確認された場合には、ステップＳ９において、メモリに書き込まれていた走行方向データを書き換える。この場合には、図２において一点鎖線の矢印で示したように、台車１２が先頭となる走行方向（これを後進方向とする。）となり、パソコン７のメモリに走行方法データ（後進）が書き込みされる。
【００１８】
ステップＳ１０においては、前記パソコン７は、ＰＨＳ通信ユニット３ａとの通信回線を閉じた後、台車１２のＰＨＳ通信ユニット３ｂに設定された所定の内線番号を指定して、交換機８、ＰＨＳ中継アンテナ群９を介して、台車１２のＰＨＳ通信ユニット３ｂを呼び出す。ＰＨＳ通信ユニット３ｂへの呼び出しに応答することによって、図２において一点鎖線８２で示したように、ＰＨＳ通信ユニット３ｂとパソコン７との通信回線が確立する。この通信回線は前記制御ユニット４ｂによってデータ通信モードに設定される。
そして、今度は、ステップＳ４においては、ＣＣＤカメラ２ｂは制御ユニット４ｂによって制御されて前方の画像を撮像する。
そして、ステップＳ５においては、ステップＳ４において台車１２側のＣＣＤカメラ２ｂによって撮像された画像データが、制御ユニット４ｂによって取り込まれてＰＨＳ通信ユニット３ｂからパソコン７へ転送される。
【００１９】
このようにして、走行方向のＰＨＳ通信ユニットとパソコン７との通信回線のみが開かれて、走行方向のＣＣＤカメラによる画像が択一的にパソコン７へ転送されるのである。そして、選択されていない後尾側のＰＨＳ通信ユニットとの通信回線は閉じられているので、１組の連結車両１が前進する場合でも後進する場合でも、必要な通信回線は１回線だけでよい。
従って、トンネル内に複数の連結車両を配置する場合でも、それぞれの連結車両につき１回線用意すればよい。
そして、機関車１１と台車１２のそれぞれに制御ユニットとＰＨＳ通信ユニットを個別に配備したので、資機材の積み込み作業等において、機関車１１と台車１２とを切り離す場合でも、それぞれのＣＣＤカメラを用いて撮像した画像データをパソコン７に転送して、管理室で安全確認等を行なうことができる。
【００２０】
なお、以上の説明においては、無線通信回線を構築するために、簡易型携帯電話システムを採用し、前端無線式通信手段、後端無線式通信手段として、ＰＨＳ通信ユニットを用いたので、モニタ７１に表示される画像データは約１秒間隔で更新されるが、さらに高速な無線通信回線を用いることで更新間隔を短くしたり、動画を伝送することも可能である。
また、撮像手段としては、ＣＣＤカメラに限らず、種々の公知の撮像手段を採用することができる。連結車両は、２両編成に限らず、台車を複数台連結してもよい。
【００２１】
なお、前記連結車両１は特許請求の範囲に記載された車両に相当し、前記交換機８及びＰＨＳ中継アンテナ群９によって特許請求の範囲に記載された無線通信回線は構成されている。
そして、前記パソコン７は特許請求の範囲に記載された監視装置に相当し、前記ＣＣＤカメラ２ａは特許請求の範囲に記載された前端撮像手段に相当し、前記ＰＨＳ通信ユニット３ａは特許請求の範囲に記載された前端無線式通信手段に相当し、前記ＣＣＤカメラ２ｂは特許請求の範囲に記載された後端撮像手段に相当し、前記ＰＨＳ通信ユニット３ｂは特許請求の範囲に記載された後端無線式通信手段に相当し、前記制御ユニット４ａ，４ｂは特許請求の範囲に記載された制御手段に相当し、前記ＰＨＳアンテナ９１は特許請求の範囲に記載された通信アンテナに相当する構成である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の車両の走行方向監視装置によれば、車両の走行方向に応じて、前端撮像手段もしくは後端撮像手段の何れか一方を選択して、車両の走行方向の画像のみを択一的に監視装置へ無線伝送するので、監視装置によって車両の走行方向の前方の安全確認が可能となる。
また、前端無線式通信手段もしくは後端無線式通信手段を制御して、車両の走行方向の画像を択一的に監視装置へ無線伝送するように構成したので、無線通信回線を効率的に使用することができる。
さらに、前端と後端とにそれぞれ、撮像手段と無線式通信手段を備えたので、連結された車両を切り離しても監視することができる。
また、ＰＨＳ（簡易型携帯電話）システムを利用した無線通信回線を使用することによって、汎用機器を使用して、フレキシブル且つ安価なシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる車両の走行方向監視装置の実施の形態の構成を示した構成図である。
【図２】図１の要部を詳細に示した説明図である。
【図３】本発明の車両の走行方向監視装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１    連結車両、車両
２ａ  ＣＣＤカメラ２ａ、前端撮像手段
３ａ  ＰＨＳ通信ユニット、前端無線式通信手段
２ｂ  ＣＣＤカメラ、後端撮像手段
３ｂ  ＰＨＳ通信ユニット、後端無線式通信手段
４ａ，４ｂ    制御ユニット、制御手段
７    パソコン、監視装置
８    交換機
９    ＰＨＳ中継アンテナ群、無線通信回線
９１    ＰＨＳアンテナ、通信アンテナ
【図１】
2004276757.tif 000003
【図２】
2004276757.tif 000004
【図３】
2004276757.tif 000005