(57)【要約】【課題】障害物検知における測定において、測定点を電波強度の高い点に限定することにより、より感度の高い検知処理が可能な障害物検知装置を得る。【解決手段】道路または線路に沿わせて漏洩同軸ケーブル１、２を布設し、スペクトラム拡散された信号を片側の漏洩同軸ケーブル１から放射し、もう一方の漏洩同軸ケーブル２にて入射する。この信号を、相関器６、デジタルフィルタ７を通すことによって、一定距離ごとにおける電波強度として得て、その電波強度の変動によって障害物を検知する。一定距離ごとにおけるすべての点を測定の対象とした場合、測定地点を照合するための相関器が多くなるため、測定地点を限定する手段として演算器８を設けて実質的に相関器の個数を減らす。測定地点を限定する手法として、障害物による検知精度が高くなる点となる電波強度の高い点を選択する手法を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路または線路に沿わせてその両側に漏洩伝送路を布設し、一方の漏洩伝送路より電波を放射し、他方の漏洩伝送路にて入射した電波を用いて障害物を検知する障害物検知装置において、
上記一方の漏洩伝送路の一端に接続され、スペクトラム拡散された信号を電波として送信する信号発生手段と、
上記信号発生手段および上記他方の漏洩伝送路の一端に接続され、上記電波を受信し、該電波の受信時と送信時の位相を照合して信号強度を測定し、該信号強度の測定結果に基づいて障害物を検知する信号受信手段と
を備えたことを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
上記信号受信手段は、上記信号発生手段より直接入力されたスペクトラム拡散された信号の位相と上記漏洩伝送路双方を介して入力されたスペクトラム拡散された信号の位相を照合することにより測定位置の信号を得る相関器と、該相関器の出力の測定結果から信号強度の強い点を選択し、該信号強度の強い点の信号レベルの変動に基づいて障害物を検知する演算器とを有することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】
上記演算器は、上記相関器からの出力の信号強度を測定して記憶し、全検知区間を障害物の影響を考慮した範囲に分割し、該検知区間から信号強度の強い点を選択することを特徴とする請求項２記載の障害物検知装置。
【請求項４】
上記相関器と上記演算器の間にデジタルフィルタを設けたことを特徴とする請求項２または３記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、漏洩同軸ケーブルを利用した障害物検知装置に係わり、特に、障害物を検知する擬レーダ式障害物検知装置の信号処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、道路や線路においては、事故防止のために走行上に存在する障害物をいち早く検知し、その除去ならびに確認作業を早急に行う必要がある。このような必要から、道路上や線路上の障害物を連続的に検知する障害物検知装置として漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸと略す）を利用したものが開発されている。
【０００３】
図５は、従来の障害物検知装置を示す構成図である（例えば特許文献１参照）。
図において、５１は道路または線路沿いに布設された送信ＬＣＸ、５２はその道路または線路の反対側に布設された受信ＬＣＸ、５３は送信ＬＣＸ５１の一端に接続され、パルス信号を発生する信号発生器、５４は受信ＬＣＸ５２に、送信ＬＣＸ５１に接続された信号発生器５３と同じ側に接続された信号受信器である。
【０００４】
５５は信号受信器５４入力側に設けられ、受信ＬＣＸ５２から入力された信号波形から包絡線を取り出す低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、５６は低域通過フィルタ５５に接続され、あらかじめ障害物がないときの信号波形の包絡線を記憶する記憶装置、５７は低域通過フィルタ５５と記憶装置５６に接続され、障害物の位置を検知する演算器である。
【０００５】
次に、動作について説明する。
信号発生器５３より発生されたパルス信号は送信ＬＣＸ５１に入射され、送信ＬＣＸ５１のスリットから長手方向に電波として放射される。この信号は受信ＬＣＸ５２に入射され、信号受信器５４で受信される。信号受信器５４では、低域通過フィルタ５５で入力された位置に応じて遅延された信号波形から包絡線を取り出し、演算器５７に供給する。そして、演算器５７でこの入力された包絡線と、記憶装置５６にあらかじめ記憶されている障害物がないときの信号波形の包絡線の差分を求め、この差分から障害物の位置を検知する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９５３３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の障害物検知装置は、上述の如く信号発生器より発生されたパルス信号を送受信のＬＣＸを経て信号受信器で受信し、ＬＣＸより入力された位置に応じて遅延された信号波形から包絡線を取り出し、この包絡線と障害物がないときの信号波形の包絡線の差分をとることにより障害物の位置を検知している、即ち、包絡線上における全ての点を検知の対象として処理しなければならないので、各地点を照合するための測定点数が多くなり、演算処理が煩雑となると共に、構成的にも複雑となる等の問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、スペクトラム拡散された信号を障害物検知に用いた場合、障害物による影響がある範囲を持て現れる特徴を利用し、その範囲中の最も障害物の影響が現れやすい点を選ぶことによって、少ない測定点で広い範囲の障害物を検知できる検知精度の優れた障害物検知装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る障害物検知装置は、道路または線路に沿わせてその両側に漏洩伝送路を布設し、一方の漏洩伝送路より電波を放射し、他方の漏洩伝送路にて入射した電波を用いて障害物を検知する障害物検知装置において、上記一方の漏洩伝送路の一端に接続され、スペクトラム拡散された信号を電波として送信する信号発生手段と、上記信号発生手段および上記他方の漏洩伝送路の一端に接続され、上記電波を受信し、該電波の受信時と送信時の位相を照合して信号強度を測定し、該信号強度の測定結果に基づいて障害物を検知する信号受信手段とを備えたものである。
【００１０】
請求項２の発明に係る障害物検知装置は、請求項１の発明において、上記信号受信手段は、上記信号発生手段より直接入力されたスペクトラム拡散された信号の位相と上記漏洩伝送路双方を介して入力されたスペクトラム拡散された信号の位相を照合することにより測定位置の信号を得る相関器と、該相関器の出力の測定結果から信号強度の強い点を選択し、該信号強度の強い点の信号レベルの変動に基づいて障害物を検知する演算器とを有するものである。
【００１１】
請求項３の発明に係る障害物検知装置は、請求項２の発明において、上記演算器は、上記相関器からの出力の信号強度を測定して記憶し、全検知区間を障害物の影響を考慮した範囲に分割し、該検知区間から信号強度の強い点を選択するものである。
【００１２】
請求項４の発明に係る障害物検知装置は、請求項２または３の発明において、上記相関器と上記演算器の間にデジタルフィルタを設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す構成図である。
図において、１は道路または線路に沿わせて布設された一方の漏洩伝送路としての送信ＬＣＸ、２はその道路または線路の反対側に布設された他方の漏洩伝送路としての受信ＬＣＸ、３は送信ＬＣＸ１の一端に接続され、スペクトラム拡散された信号を発生する信号発生手段としての信号発生器、４は受信ＬＣＸ２に、送信ＬＣＸ１に接続された信号発生器３と同じ側に接続された信号受信手段としての信号受信器である。
【００１４】
信号受信器４は、受信ＬＣＸ２からの受信信号を増幅する増幅器５と、増幅器５の出力と信号発生器３の出力の位相を照合することにより測定位置の信号を得る相関器６と、相関器６の出力を処理するデジタルフィルタ７と、デジタルフィルタ７の出力から電波の強度、即ち信号の強度を測定し、その結果を記憶し、その中から信号の強度の強い点を選択する演算器８とを備える。従って、演算器８は本来の演算機能の他に記憶装置を有する。
【００１５】
次に、動作について、図２〜図４を参照しながら説明する。なお、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４において、縦軸は信号受信器４の受信信号レベル、横軸は信号受信器４で受信される信号の伝播した距離をそれぞれ表している。
信号発生器３より発生されたスペクトラム拡散された信号は送信ＬＣＸ１に入射され、送信ＬＣＸ１のスリットから長手方向に電波として放射される。この信号は受信ＬＣＸ２に入射され、信号受信器４で受信される。
【００１６】
信号受信器４では、受信信号を増幅器５で増幅した後、相関器６で増幅器５の出力と信号発生器３の出力の位相を照合する、つまり、スペクトラム拡散された信号の発生時の位相（信号発生器３より直接入力されたスペクトラム拡散された信号の位相）とＬＣＸ１および２を介した遅延後の位相（伝播した距離に比例して元の信号より遅れを生じたスペクトラム拡散された信号の位相）を照合することにより測定位置の信号を実質的に定間隔における信号として出力する。
【００１７】
ここで、上述の如く送信ＬＣＸ１から放射された電波は、図２（ａ）に示すように、線路・道路上における既存の施設１０や建物１１等によって反射、屈折を生じ、様々な経路を通り、受信側ＬＣＸ２に入射する。そのため、信号受信器４の受信信号即ち相関器６の出力側に得られる各地点においての信号レベル（電波強度）は、図２（ｂ）に示すように、一定にはならない。
【００１８】
また、送信ＬＣＸ１から放出された電波は、様々な経路を通り、受信側ＬＣＸ２に入射するため、図３（ａ）に示す障害物１２に対する影響は、一地点で生じるものではなく、ある特定の範囲を持った形で現れる。つまり、図３（ｂ）に示すように、障害物１２がなければ信号受信器４の受信信号即ち相関器６の出力側に得られる信号は、破線のような信号レベルであったものが、障害物１２が存在することによりその影響を受けて特定の範囲において信号レベルが実線のように減少していることが分かる。そして、相関器６の出力側に得られる信号をデジタルフィルタ７で処理することにより、実質的に一定の距離ごとにおける電波の強度（信号強度）を表す信号として取り出される。
【００１９】
そこで、演算器８は、ＬＣＸ１および２のすべての点を測定の対象とするのではなく、障害物１２の影響が現れやすい地点を選択して測定する。即ち、演算器８では、相関器６からデジタルフィルタ７を通して入力される全ての点における信号強度を測定し、一旦この結果を記憶する。そして、演算器８は、図４に示すように、全検知区間を障害物１２の影響を考慮した範囲に分割し、その中から信号の強い点（電波強度の高い点）を選択する。つまり、障害物１２による影響は、特定の範囲に広く現れるので、その範囲の中から信号の強い点を選択する。
【００２０】
従って、図４に示す各範囲の中で電波強度の高い点で障害物１２の検知を行えば、障害物１２が存在すると、図３に示すように、その影響を受けて電波強度の高い点を含む特定の範囲の信号レベルが減少するので、確実に障害物１２を検知することができる。
【００２１】
このように、　相関器６において実質的に信号の強い点に対して位相を合わせ、演算器７において、ＳＮ比が高く、障害物１２による電波強度の変化が現れやすい、信号強度の強い点を抽出することにより検知精度を高めることが可能となる。
【００２２】
また、図１では、相関器６は１つしか示していないが、実際には１地点に１つの相関器が必要である。例えば、１Ｋｍ区間を監視する場合、１０ｍ単位で監視するとすれば、１００台の相関器が必要になるが、障害物１２による影響が５０ｍの範囲で現れるのであれば、５０ｍ単位で監視すればよくなるので、２０台で測定可能となる。従って、上述の如く、測定の対象となる地点を選択することにより、測定地点の数を減らすことができ、この結果測定に用いる相関器の数を減らすことが可能となる。
【００２３】
このように、本実施の形態では、電波強度の高い所を測定位置として選択することにより、障害物による信号の変動をより顕著に判定することが可能となり、障害物の検知精度を上げることができる。また、障害物による反応が弱い電波強度の低い点を実質的に測定点から排除することにより、ノイズ成分による誤検知を軽減することが可能となる。更に、測定地点の全区間をすべての点において検知する方法に比べて、測定地点を絞り込むことができるため、相関器の数を減らすことが可能となり、装置の小型化、低廉化が可能となる。
なお、上述した障害物としては、人物を含めた侵入物等も障害物と見なすものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、道路または線路に沿わせてその両側に漏洩伝送路を布設し、一方の漏洩伝送路より電波を放射し、他方の漏洩伝送路にて入射した電波を用いて障害物を検知する障害物検知装置において、上記一方の漏洩伝送路の一端に接続され、スペクトラム拡散された信号を電波として送信する信号発生手段と、上記信号発生手段および上記他方の漏洩伝送路の一端に接続され、上記電波を受信し、該電波の受信時と送信時の位相を照合して信号強度を測定し、該信号強度の測定結果に基づいて障害物を検知する信号受信手段としての効果がある。
【００２５】
また、請求項２の発明によれば、上記信号受信手段は、上記信号発生手段より直接入力されたスペクトラム拡散された信号の位相と上記漏洩伝送路双方を介して入力されたスペクトラム拡散された信号の位相を照合することにより測定位置の信号を得る相関器と、該相関器の出力の測定結果から信号強度の強い点を選択し、該信号強度の強い点の信号レベルの変動に基づいて障害物を検知する演算器とを有するので、検知精度の向上、構成の簡略化、コストの低廉化に寄与できるという効果がある。
【００２６】
また、請求項３の発明によれば、上記演算器は、上記相関器からの出力の信号強度を測定して記憶し、全検知区間を障害物の影響を考慮した範囲に分割し、該検知区間から信号強度の強い点を選択するので、確実に障害物を検知できると共に、実質的に相関器の数を減らすことができ、装置の小型化、低廉化に寄与できるという効果がある。
【００２７】
さらに、請求項４の発明によれば、上記相関器と上記演算器の間にデジタルフィルタを設けたので、検知精度の向上に寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電波の経路と強度の説明に供するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１における障害物が及ぼす影響の説明に供するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１における電波強度の高い地点を選択する動作説明に供するための図である。
【図５】従来の障害物検知装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１　送信ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）、２　受信ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）、３　信号発生器、４　信号受信器、６　相関器、７　デジタルフィルタ、８　演算器。
【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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