(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の車両と併合処理が可能な車両であって、
処理装置と、
前記併合処理を実行する際の目安とする特徴点の情報を測定する特徴点抽出装置と、
前記特徴点を表す情報を予め記録する特徴点記録装置と、を備え、
前記他の車両に対して前進または後進により接近して前記併合処理を実行する際に、前記処理装置は、前記特徴点抽出装置が測定した特徴点の情報と前記特徴点記録装置が記録する特徴点を表す情報とが一致するか否かを判断し、一致する場合には前記併合処理を実行し、一致しない場合には異常処理として前記接近を中止させることを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両であって、
前記特徴点抽出装置は、前記他の車両が前記車両の進行方向と対向する面に備えた特徴点を測定対象とすることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項２に記載の車両であって、
前記特徴点抽出装置は、前記車両の進行方向における複数の角度範囲を測定可能なレーザレーダまたはミリ波レーダで構成され、前記他の車両における、車両断面形状、前記車両の進行方向に対向する面の凹凸形状、該対向する面に設置したリフレクタの配置位置および該リフレクタの反射率の少なくとも１つを前記特徴点の情報として測定することを特徴とする車両。
【請求項４】
請求項１に記載の車両であって、
前記特徴点抽出装置は、前記車両と前記他の車両との間で前記他の車両付近に位置する地上設備に備えられた特徴点を測定対象とすることを特徴とする車両。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両であって、
前記一致しない場合に、前記処理装置は、前記異常処理としてさらに異常要因を分析し、該異常要因による前記接近に対する安全性への影響は無いことが確認できれば最徐行による接近を許容することを特徴とする車両。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両であって、
前記一致しない場合に、前記処理装置は、前記異常処理としてさらに前記他の車両への接近可否を確認させるためのアラート情報を前記併合処理の作業関係者へ送信することを特徴とする車両。
【請求項７】
請求項６に記載の車両であって、
前記アラート情報は、前記特徴点抽出装置が測定した前記特徴点の情報および前記車両と前記他の車両との車間を撮像した画像情報の少なくとも一方を含むことを特徴とする車両。
【請求項８】
請求項１に記載の車両と、
請求項１に記載の他の車両と、
請求項１に記載の特徴点と、
から構成されることを特徴とする車両制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載の車両制御システムであって、
前記他の車両は、前記特徴点を前記車両の進行方向に対向する面に備える
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両制御システムであって、
前記特徴点抽出装置は、前記車両の進行方向における複数の角度範囲を測定可能なレーザレーダまたはミリ波レーダで構成され、
前記特徴点の情報は、前記他の車両における、車両断面形状、前記車両の進行方向に対向する面の凹凸形状、該対向する面に設置したリフレクタの配置位置および該リフレクタの反射率の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１１】
請求項８に記載の車両制御システムであって、
前記特徴点を、前記車両と前記他の車両との間で前記他の車両付近に位置する地上設備として設ける
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の車両制御システムであって、
前記一致しない場合に、前記処理装置は、前記異常処理としてさらに異常要因を分析し、該異常要因による前記接近に対する安全性への影響は無いことが確認できれば最徐行による接近を許容する
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の車両制御システムであって、
前記一致しない場合に、前記処理装置は、前記異常処理としてさらに前記他の車両への接近可否を確認させるためのアラート情報を前記併合処理の作業関係者へ送信する
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車両制御システムであって、
前記アラート情報は、前記特徴点抽出装置が測定した前記特徴点の情報および前記車両と前記他の車両との車間を撮像した画像情報の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１５】
請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載の車両制御システムであって、
前記車両および前記他の車両は、それぞれ鉄道車両である
ことを特徴とする車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両の併合処理を行うための車両および車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が属する技術分野の背景技術として、特許文献１（特開２０１１−２５４６６６号公報）がある。この特許文献１には、「被併合車Ｂに搭載され測距機能を有するミリ波無線伝送装置４ｂと、併合車Ａに搭載され測距機能を有しミリ波無線伝送装置４ｂから出力される信号に基づいて車間距離情報１０Ｄを出力するミリ波無線伝送装置４ａと、少なくとも併合車Ａに搭載され力行指令１８Ｄまたはブレーキ指令１７Ｄを各車両に送信する列車情報管理装置６ａと、車間距離情報７Ｄと併合車Ａの速度信号１５Ｄに基づいて残走距離を演算し残走距離に基づいて併合車Ａの目標速度を算出し目標速度に追従するように力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを制御し列車情報管理装置６ａに出力する併合支援装置とを備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５４６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、列車の併合支援に関する技術が記載されているが、併合車両が備える併合支援装置の故障に関しては自己監視回路によりそれを検出して併合支援運転を中断するようにしている（［００６７］および［００６８］）。しかし、この自己監視回路の構成が記載されておらず、どのような方法により、どのような故障を検出する回路であるかについては開示されていない。
【０００５】
また、特許文献１に記載された併合支援技術は、乗務員による車両の併合作業を支援することを前提としたもので、特許文献１には、乗務員が併合支援運転において異常を発見したときなどには、即座に停止措置をとることが可能である旨が記載されている（［００６２］）。そうすると、例えば、センサが距離測定を誤った場合には、運転士が異常を察知してブレーキを掛けることが可能と考えられる。また、車両間の軌道上に障害物が存在する場合には、運転士が障害物を発見してブレーキを掛けることが可能と考えられる。
【０００６】
しかし、乗務員が搭乗しない無人運転車両では、車両の併合に際し、センサ装置が故障した場合や車両間に障害物が存在した場合、それらを確実に検出する手段が別途必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両は、他の車両と併合可能な車両であって、処理装置と、特徴点の情報を測定する特徴点抽出装置と、特徴点を表す情報を予め記録する特徴点記録装置とを備え、他の車両に対して前進または後進により接近する際に、処理装置は、特徴点抽出装置が測定した特徴点の情報と特徴点記録装置が記録する特徴点を表す情報とが一致するか否かを判断し、一致する場合には接近を許容し、一致しない場合には接近を中止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の併合に至るまでの車両の接近時において、センサ故障および編成間での障害物挟み込みを確実に検知することにより、車両の併合に至るまでの車両の接近を安全かつ円滑に短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、併合に係る車両の構成図である。
【図２】図２は、実施例に係る通常処理を説明するフローチャートを示す図である。
【図３】図３は、実施例に係る併合処理を説明するフローチャートを示す図である。
【図４】図４は、実施例に係る異常処理を説明するフローチャートを示す図である。
【図５】図５は、実施例に係る特徴点情報記録装置へ記録するデータの例を示す図である。
【図６】図６は、実施例に係る特徴点の具体的設置例を示す図である。
【図７】図７は、先行車両の連結面に特徴点としてリフレクタを１つ設置した例を示す図である。
【図８】図８は、先行車両の連結面の両端に特徴点としてリフレクタを２つ設置した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態として、図面を参照しながら実施例について説明する。
【実施例】
【００１１】
本実施例として、別々の編成で走行する編成車両が連結器によって併合され、１つの編成として走行するために車両の併合（以下では、「併合処理」という）を行う車両制御システムについて説明する。本実施例では、図１に示す先行車両（被併合車両）１０１および後続車両（併合車両）１０２が併合処理により連結される。この編成については、１両編成同士の併合処理に限定されるものではなく、２両以上の編成車両による併合処理にも適用可能である。また、以下では、併合処理を行う側の車両を併合車両（図１では後続車両が該当）、併合される側の車両を被併合車両（図１では先行車両が該当）として呼称する場合がある。
【００１２】
図１は、併合に係る車両の構成図である。停止している先行車両１０１に対して接近する後続車両１０２が、先行車両１０１と併合する併合処理を行う。先行車両１０１は、その背面に連結器１１１（第一の連結器）および特徴点１１２を有する。後続車両１０２は、その前面に連結器１２１（第二の連結器）および特徴点抽出装置１２２を備え、また、車両内部に、速度制御装置１２３、特徴点情報記録装置１２４、車速センサ１２５、異常検知装置１２６およびこれらを統括する保安装置１２７を有する。特徴点抽出装置１２２が測定した特徴点情報を基に、保安装置１２７が中心となってこれら装置により併合処理を実行する。
【００１３】
特徴点１１２は、先行車両１０１の背面および併合地点周辺の設備（例えば、駅ホーム上の設備、線路内の設備）のうち少なくとも１箇所以上に設置される。ここでは、「特徴点」という呼称を用いているが、特徴点１１２の構成としては一定以上の大きさを持った「面」も当然のごとく包含するものである。特徴点１１２は、後続車両１０２が併合処理を開始してから先行車両１０１へ接近する間、後続車両１０２の特徴点抽出装置１２２が常時測定できる位置に設置されることが望ましい。図６に、特徴点１１２を設置した具体例を示す。図示のとおり、先行車両の背面部、駅ホームの上面部や側面部、線路内の軌条に挟まれた部分などがその例となる。
【００１４】
本実施例では、先行車両１０１の連結面に特徴点１１２を設置した場合を説明する。なお、先行車両１０１以外の周辺設備に特徴点１１２を設置した場合においても、併合処理手順は、先行車両１０１に特徴点を設置した場合と同じ手順となる。
【００１５】
ここで、連結面とは、連結器１１１を備える車両前後方向の面を意味し、本実施例において先行車両１０１の場合は車両背面が、後続車両１０２の場合は車両前面が、それぞれ連結面となる。先行車両１０１の連結面に設置する特徴点１１２は、その連結面内において、後続車両１０２が搭載するレーザレーダやその他の手段を有する特徴点抽出装置１２２により検出可能な箇所である。例えば、連結面の端部形状（車両の輪郭形状）、連結面の特徴的な凹凸がある箇所、特徴的な反射を行うリフレクタなどの反射素材の設置位置およびこのリフレクタの反射率などが該当する。そして、この特徴点１１２の配置情報を特徴点情報記録装置１２４に記録する。
【００１６】
また、先行車両の連結面は、後続車両１０２の特徴点抽出装置１２２から測定可能な範囲全体を指すものとする。そうすると、例えば、先行車両１０１のフロントガラス内側または先行車両１０１の屋根部分に、立体的な特徴点を設置してもよい。さらに、特徴点抽出装置１２２が特徴点１１２を容易に検出できるように、例えば、連結面に異なる反射率の反射素材を複数設置する、または、バーコードのように複数個の反射素材を特定のパターンで並べて設置するようにしてもよい。ここで、異なる反射率の反射素材を使用する場合、配置位置情報と併せて反射率情報を記録することにより、後述する併合処理フローのステップ２０２０において、特徴点抽出装置１２２は特徴点１１２の抽出が可能になる。
【００１７】
特徴点抽出装置１２２は、測定可能な範囲として前方１点だけでなく広角にわたり複数箇所の特徴点１１２を抽出できる機能、および、後続車両１０２から特徴点１１２までの距離と角度を測定できる機能を備えたものが好ましい。例えば、所定角度範囲の走査機能をもったレーザレーダを使用すれば、距離情報と角度情報の双方を測定できる。
【００１８】
本実施例では、特徴点抽出装置１２２として、前記走査機能を備えたレーザレーダを使用している。ところで、本発明は、特徴点抽出装置１２２としてこのレーザレーダの使用に限定されるものではなく、例えば、超音波距離センサ、ミリ波無線伝送装置、ミリ波レーダ、カメラ、赤外線距離センサおよび車両間の通信遅延時間に基づいて距離を測定する装置等も、適用可能である。また、これらを組み合わせて使用することも可能であり、測定装置の測定原理によらず適用可能である。ただし、障害物検知の観点からすれば、想定される障害物が存在する場合、例えば特徴点抽出装置１２２が射出するビームは障害物により遮蔽される性質を持つことが必要とされる。
【００１９】
特徴点抽出装置１２２の設置位置と特徴点１１２の設置位置とを結ぶ直線上に障害物が存在する場合には、特徴点抽出装置１２２は特徴点１１２を検出できない。後述する併合処理フローのステップ２０５０に記載のとおり、後続車両１０２は先行車両１０１の特徴点１１２を検出できない場合、特徴点抽出装置１２２の故障もしくは障害物有りと判断し、異常モードへ遷移する。これによれば、特徴点抽出装置１２２と特徴点１１２との設置位置関係により、障害物を検出できる範囲が異なることになる。検出範囲を広くするためには、例えば、先行車両１０１と後続車両１０２の対角線上に、それぞれ特徴点１１２と特徴点抽出装置１２２を設置してもよい。
【００２０】
そこで、特徴点１１２の設置位置と障害物検知範囲を示した例を、図７および図８に示す。図７は、先行車両１０１の連結面に特徴点１１２としてリフレクタを１つ設置した例を示す図である。図７の例では、障害物が存在する方向（すなわち、障害物検知可能範囲内）に特徴点１１２であるリフレクタが存在しないため、特徴点抽出装置１２２であるレーザレーダが障害物を見逃す可能性があり、それを回避するためには別の検知手段が必要となる。
【００２１】
一方、図８は、先行車両１０１の連結面の両端に特徴点１１２としてリフレクタを２つ設置した例（リフレクタ１およびリフレクタ２）を示す図である。この場合には、特徴点抽出装置１２２であるレーザレーダは、複数の角度範囲を測定可能とするタイプのものが必要となる。図８の例では、障害物によりリフレクタ２への射出光が遮蔽されることから、リフレクタ２を結ぶ線上に障害物が存在すると判断できる。ここで、リフレクタのサイズを大きくすることにより、障害物検知が可能な範囲を拡大することも可能である。また、連結面の水平方向全体にわたるリフレクタを設けることが可能であれば、障害物検知において最も確実である。
【００２２】
なお、特徴点抽出装置１２２が特徴点１１２を検出せず、障害物自体を直接検出する方式について検討しておく。例えば、先行車両１０１の連結面に近接して障害物が存在するケースでは、先行車両１０１の連結面と障害物とを区別できないことから、車両接近時に障害物を挟み込む危険性が考えられる。
【００２３】
本実施例では、特徴点抽出装置１２２が連結面内の特徴点１１２を検出できる機能を備えると共に、特徴点１１２が遮蔽されていることも検知できるため、障害物が存在することも判断できる。すなわち、本実施例の特徴点抽出装置１２２は障害物の検知にも有効である。
【００２４】
次に、特徴点情報記録装置１２４へ記録するデータの例を図５に示す。先行車両１０１の車両形状データ（全高、全幅および最低地上高）、並びに、特徴点１１２（ここではリフレクタ）の配置位置および反射率に関する特徴点情報を、特徴点情報記録装置１２４へ記録しておく。なお、図示の車両形状データおよび特徴点情報は、右側に示す先行車両の外観形状、並びに、車両背面（連結面）に設置したリフレクタ１および２の配置に基づく。なお、図５では、各特徴点の配置をＸＹ座標上で表し、地面上をＸ軸、車両背面左端をＹ軸としている。これらの車両形状データおよび特徴点情報は、事前に後続車両１０２が備える特徴点情報記録装置１２４へ記録しておいてもよいし、また、併合処理を開始する際に、先行車両１０１が自車両の特  徴点情報を後続車両１０２へ送信するようにしてもよい。
【００２５】
続いて、本実施例における通常処理、併合処理および異常処理の各処理フローを説明する。通常処理に関する処理フローを図２、併合処理に関する処理フローを図３、異常処理に関する処理フローを図４、それぞれに示す。
【００２６】
本実施例では、図２、図３および図４の各処理フローは全て後続車両１０２によって処理される。しかし、本発明に係る併合処理は、本実施例のように後続車両１０２によって処理される態様に限定されるものではない。すなわち、併合車両と被併合車両の関係を、本実施例ではそれぞれ後続車両と先行車両で構成したが、逆の関係としてそれぞれ先行車両と後続車両で構成してもよい。具体的には、実施例の併合車両の役割を担う図１の後続車両１０２を被併合車両とし、実施例の被併合車両の役割を担う図１の先行車両１０１を併合車両とし、先行車両１０１（併合車両）が後退することで後続車両１０２（被併合車両）を併合することになる。この場合には、図１のそれぞれの車両が備える各装置も入れ替わることになり、併合車両となる先行車両１０１が、図２、図３および図４の各処理フローを処理することとなる。
【００２７】
本実施例における通常処理、併合処理および異常処理の各処理フローは、ハードウェアを主体として処理することも、またはソフトウェアを主体として処理（実行）することも可能である。ハードウェアを主体とする場合には、通常処理、併合処理および前記３つの各処理間のインタフェースに関しては、後続車両１０２の保安装置１２７が主となって処理し、異常処理に関しては、後続車両１０２の異常検知装置１２６が主となって処理することになる。一方、ソフトウェアを主体とする場合には、後続車両１０２の保安装置１２７が処理装置（ＣＰＵ）としてソフトウェア（プログラム）を実行する。その場合、保安装置１２７が実行するソフトウェアは、前記３つの各処理に対応する運転モードとして、通常モード、併合モードおよび異常モードを備え、状況に応じてこれら３つの各モード間を遷移するものである。
【００２８】
以下に記す各処理フローの説明では、処理を行う主体をハードウェアとしての装置で表現する。具体的には、通常処理および併合処理は、保安装置１２７が処理主体であり、異常処理は、異常検知装置１２６が処理主体である。これを、ソフトウェアとして捉える場合には、通常処理および併合処理については、保安装置１２７が実行するソフトウェアの通常モードおよび併合モードの各ルーチンが対応し、異常処理については、保安装置１２７が実行するソフトウェアの異常モードのルーチンが対応することを事前に示しておくこととする。
【００２９】
まず、図２に示す通常処理（通常モード）について説明する。
ステップ１０１０で、後続車両１０２の保安装置１２７は通常処理を開始し、ステップ１０２０へ移行する。通常処理の開始とは、後続車両１０２が運転を開始することを指し、例えば車両の電源投入が該当する。
【００３０】
ステップ１０２０で、保安装置１２７からの指示を基に後続車両１０２は通常走行を実施する。通常走行の開始時点で、保安装置１２７は通常モードとして機能する。ここで、通常走行とは、車両の併合以外の運転全般を指すものとする。通常走行の実施中は、一定周期毎にステップ１０３０へ移行する。
【００３１】
ステップ１０３０で、保安装置１２７は併合処理開始のトリガが発生しているか確認する。併合処理開始のトリガが発生している場合は（Ｙｅｓ）、ステップ１０４０へ移行する。それが発生していない場合は（Ｎｏ）、ステップ１０２０へ戻り通常走行を継続する。
【００３２】
併合処理を開始するトリガの態様を説明する。例えば、一つ目の態様として、走行車両に対して情報を伝送する伝送装置を走行路上に設置しておき、所定位置を通過した後続車両１０２に対してその伝送装置から併合処理開始を指示する情報を送信する。後続車両１０２の保安装置１２７がこの指示情報を受信することで、併合処理開始のトリガとする。二つ目の態様として、先行車両１０１と後続車両１０２との間に通信手段を設け、先行車両１０１から併合処理開始を指示する情報を送信する。後続車両１０２の保安装置１２７がこの指示情報を受信することで、併合処理開始のトリガとする。三つ目の態様として、後続車両１０２の保安装置１２７が、先行車両１０１との併合地点および併合予定時刻を含む併合計画情報を保持しておく。自車両（後続車両１０２）の現在地点が併合地点に近づいたことが検知され保安装置１２７に通知されることで、これを併合処理開始のトリガとする。四つ目の態様として、後続車両１０２の特徴点抽出装置１２２が、走行方向前方に存在する先行車両１０１または特定の標識等との距離を測定し、その距離が一定値以下となったことが検知され保安装置１２７に通知されることで、これを併合処理開始のトリガとする。無論、これら４つの態様に限定されるものではない。
【００３３】
ステップ１０４０で、保安装置１２７は、併合処理を開始するためにステップ２０１０へ移行し、通常処理自体はステップ１０５０で終了する。
【００３４】
次に、図３に示す併合処理（併合モード）について説明する。
ステップ２０１０で、後続車両１０２の保安装置１２７は、先行車両１０１との併合処理を開始し、ステップ２０２０へ移行する。
【００３５】
ステップ２０２０で、保安装置１２７は、特徴点抽出装置１２２を用いて、先行車両１０１の連結面が備える特徴点１１２を抽出し、ステップ２０３０へ移行する。特徴点１１２を抽出する際に、特徴点抽出装置１２２を基点として特徴点１１２までの距離と角度からなる位置情報を併せて測定することが望ましい。
【００３６】
ステップ２０３０で、保安装置１２７は、先のステップ２０２０で特徴点抽出装置１２２が検出した特徴点１１２の情報が、特徴点情報記録装置１２４に記録している特徴点１１２の情報と一致するか否かを確認する。特徴点情報記録装置１２４に記録している特徴点１１２の情報と特徴点抽出装置１２２が検出した特徴点１１２の情報とが一致している場合には、保安装置１２７は先行車両１０１の特徴点１１２が抽出されたと判断する。
【００３７】
ここで、保安装置１２７がステップ２０３０で特徴点１１２の情報が一致していることを確認する方法について説明する。
例えば、先行車両１０１の連結面が複数の特徴点１１２を備えているケースでは、特徴点抽出装置１２２が測定した各特徴点１１２の配置関係と特徴点情報記録装置１２４が記録している特徴点の情報とが等しい場合に、特徴点１１２が抽出されたと判断する（例えば、図５では、リフレクタ１とリフレクタ２とが水平方向に１８５ｃｍ離れている設置関係について判断する）。また、別の方法として、併合処理を開始する際の先行車両１０１および後続車両１０２の停止位置を事前に決めているケースでは、特徴点抽出装置１２２が後続車両１０２と先行車両１０１の特徴点１１２との距離を測定した際の測定値と事前に計画した停止位置における車間距離とが等しい場合に、特徴点１１２が抽出されたと判断する。さらに別の方法として、特徴点抽出装置１２２としてレーザレーダを用いたケースでは、特徴点抽出装置１２２がリフレクタに採用された特定の反射率を備えた素材からの反射光を検出した場合に（例えば、図５では、リフレクタから反射率９９％の反射光を検出したか否か）、特徴点１１２が抽出されたと判断する。
【００３８】
また、先行車両１０１の連結面が３個以上の特徴点１１２を備えているケースでは、先のステップ２０２０で特徴点１１２の一部が抽出できない場合でも、先のステップ２０３０で抽出できている特徴点１１２の測定値が、特徴点情報記録装置１２４が記録している情報と等しいことを確認することにより、特徴点１１２が抽出されたと判断してもよい（例えば、特徴点１１２を３個以上備えていれば、その内２個以上が抽出可能であれば許容する等）。このようにして特徴点の抽出に冗長性を持たせることにより、例えば特徴点１１２の一部が何らかの理由により検出不可の状態となっている場合（表面の汚れ、破損など）に際しても、システムの稼働率を向上させることが可能である。そして、特徴点の数を増やして冗長度を増すことで、検出精度の向上が期待できる。ただし、あくまでも安全性確保が最優先であるから、たとえ、特徴点の一部が抽出できず残りが抽出できたとしても、抽出できなかった要因が安全性に影響を及ぼし無視できないものであれば特徴点が抽出されたとは判断しないことは云うまでもない。
【００３９】
さらに、先行車両１０１が曲線区間または勾配区間に停車しているケースが想定される場合がある。この時、先のステップ２０３０では斜め後方（左右または上下）から特徴点１１２を抽出することになるため、特徴点抽出装置１２２はその角度分を補正した上で、特徴点情報の一致を確認する。この処理により、曲線区間または勾配区間においても本実施例を適用することが可能となる。その際に、想定される併合区間における特徴点１１２の補正位置情報を特徴点情報記録装置１２４へ事前に記録しておくことで、特徴点抽出時の補正処理を簡略化することができる。なお、位置情報を補正する際は、併合区間の線形情報（曲率、勾配等）および先行車両１０１の在線位置情報を併せて確認し、測定情報の補正角度との不整合の有無を判断することで、誤った補正がされていないか診断することができる。
【００４０】
処理フローに戻ると、ステップ２０３０において特徴点１１２が抽出できている場合は（Ｙｅｓ）、ステップ２０４０へ移行して保安装置１２７は併合モードへ遷移し、続いてステップ２０５０へ移行する。一方、特徴点１１２が抽出できていない場合は（Ｎｏ）、保安装置１２７はステップ２０６１で異常モードへ遷移し、続いてステップ３０１０の異常処理開始へと移行する。
【００４１】
ステップ２０５０では、先のステップ２０３０で抽出した先行車両１０１の特徴点１１２が検出できている（継続して特徴点１１２を検出し続けている）ことを確認する。併合モード（併合処理）において、後続車両１０２の保安装置１２７は、先行車両１０１の特徴点１１２を常時（実際には一定周期毎に）検出の確認を行い、検出できている場合は併合モード（併合処理）を継続する。
【００４２】
先行車両１０１の特徴点１１２が検出できている場合は（Ｙｅｓ）、ステップ２０６０へ移行する。先行車両１０１の特徴点１１２が検出不可となった場合は（Ｎｏ）、異常検知装置１２６は異常発生と判断して保安装置１２７へ異常発生を通知する。保安装置１２７は、その異常通知に基づきステップ２０６１で異常モードへ遷移し、続いてステップ３０１０の異常処理開始へと移行する。
【００４３】
ステップ２０６０で、保安装置１２７は、先行車両１０１との車間距離に応じて走行速度パターンを算出し、速度制御装置１２３へ算出した速度パターンを出力して後続車両１０２の走行速度を制御する。そして、併合完了を判断するステップ２０７０へ移行する。なお、ステップ２０６０で後続車両１０２の走行速度を制御するに際して、保安装置１２７は、後続車両１０２を自動走行させるための制御を実行してもよいし、また、後続車両１０２の運転士による運転を支援するための運転支援を実行してもよい。
【００４４】
ステップ２０７０で、保安装置１２７は先行車両１０１との併合が完了したかどうかを確認する。併合が完了していない場合は（Ｎｏ）、前記ステップ２０５０に戻り、併合が完了するか異常検知が判断されるまで、ステップ２０６０の処理が繰り返し実行される。このステップ２０６０の処理を繰り返す際には、特徴点抽出および走行速度の算出を繰り返し実施し、車両の移動および周辺環境の変化に応じて後続車両１０２の走行を制御することが、併合処理の安全を確保する上で好適である。一方、先行車両１０１と後続車両１０２との併合完了を確認した場合は（Ｙｅｓ）、ステップ２０８０へ移行し併合処理を終了する。
【００４５】
ここで、ステップ２０７０で車両の併合が完了したことを確認する方法について説明する。例えば、特徴点抽出装置１２２により測定された車間距離が一定値以下となった場合に、保安装置１２７は車両が接触しているとみなして併合が完了したと判断する。また、鉄道車両などで実用化されているように、併合完了時に電気連結や空気管連結を行う機能を有する車両においては、後続車両１０２が先行車両１０１からの送信信号を検知した場合もしくは空気圧変動を検知した場合に、保安装置１２７は併合が完了したと判断する。
【００４６】
ステップ２０８０で、保安装置１２７は併合処理を終了すると通常モードへ移行することになる。そうすると、先行車両１０１と後続車両１０２が併合した２両編成による運行が開始されることになる。併合完了後の運行開始前に、先行車両１０１および後続車両１０２は、車上ネットワーク構築、編成情報更新（編成ＩＤ、編成長、車両構成などの情報更新）およびブレーキテスト等を実施することが望ましい。併合完了後の手順については、運用ルールにより異なり、本実施例の対象外でもあるので、詳細については触れない。
【００４７】
最後に、図４に示す異常処理（異常モード）について説明する。
ステップ３０１０は、先の併合処理フローのステップ２０３０もしくはステップ２０５０で、先行車両１０１の特徴点１１２が検出不可となり、先の併合処理フローのステップ２０６１で異常モードへ遷移した後に実行されるステップである。このステップ３０１０より併合時の異常処理が開始され、ステップ３０２０へ移行する。
【００４８】
ステップ３０２０で、異常検知装置１２６は発生した異常事象の継続状況（一時的、もしくは継続的）を判定する。ここで、一時的異常とは、異常が一時的に検出されたが、その後は異常が検出されず、異常が除去されたと判断できる状況を指す。また、継続的異常とは、異常検出状態が継続し、異常が除去されていないと判断できる状況を指す。異常の継続状況を確認する方法として、例えば、特徴点抽出装置１２２による先行車両１０１の特徴点検出を複数回試行し、全ての試行で特徴点検出が失敗した場合には継続的異常、一部の試行で特徴点検出が成功した場合には一時的異常、と判断する。以上の手順により、一時的異常と判断される場合は（Ｙｅｓ）、ステップ３０３０へ移行し、継続的異常と判断される場合は（Ｎｏ）、ステップ３０３１へ移行する。
【００４９】
ステップ３０３０で、異常検知装置１２６は保安装置１２７に異常が除去されたことを通知する。この通知を受けた保安装置１２７は、併合処理を再開してステップ３０４０へ移行し異常処理を終了する。併合処理を再開する際には、保安装置１２７は通常モードへ遷移した上で、先のステップ２０１０より併合処理を再開することになる。
【００５０】
ステップ３０３１で、異常検知装置１２６は発生した異常事象が及ぼす運行の安全性への影響（有り、もしくは無し）を判定すると共に、異常発生時における先行車両１０１への接近の可否を確認させるためのアラート情報を併合処理の作業関係者へ送信する。このアラート情報としては、特徴点抽出装置１２２により測定された特徴点１１２の情報、また、後続車両１０２の前端に別途設置したカメラ等の撮像装置により先行車両１０１と後続車両１０２との車間を撮像した画像情報等、異常発生の状況を確認するのに適した情報を採用する。
【００５１】
ここで、運行の安全性への影響が無い異常とは、先行車両１０１の特徴点１１２を検出できない要因が障害物の挟み込みではない（併合のための走行を継続しても障害物と衝突しない）と判断できる状況を指す。また、運行の安全性への影響が有る異常とは、先行車両１０１の特徴点１１２を検出できない要因が障害物の挟み込みを生じさせる（併合のための走行を継続すると障害物と衝突する）と判断できる状況を指す。
【００５２】
この安全性への影響を確認する方法として、例えば、特徴点抽出装置１２２として用いるレーザレーダにより、先行車両１０１の後端に設置したリフレクタを特徴点１１２として検出する方式について説明する。レーザレーダにより先行車両１０１の後端全体（例えば、先行車両１０１の輪郭形状）は検出できるがリフレクタ本体は検出できない場合は、リフレクタの破損や汚れ等により検出不可の状態になっていると判断する。この場合には、運行の安全性への影響が無い異常と判断する。
【００５３】
また、別の方式として、特徴点抽出装置１２２が故障した場合について説明する。この場合には、後続車両１０２の前端に別途設置したカメラ等の撮像装置で撮影した画像を指令員や駅員等が目視チェックし、後続車両１０２と先行車両１０１との間に障害物が存在しないことを確認する。これにより、運行の安全性への影響が無い異常と判断する。以上の手順等により、運行の安全性への影響が無い異常と判断される場合は（Ｙｅｓ）、ステップ３０４１へ移行する。一方、運行の安全性への影響が有る異常と判断される場合は（Ｎｏ）、ステップ３０４２へ移行する。
【００５４】
ステップ３０４１で、異常検知装置１２６は、発生した異常事象は運行の安全性への影響が無い異常であることを保安装置１２７に通知する。この通知を受けた保安装置１２７は、後続車両１０２を縮退運転へ移行させる。例えば、保安装置１２７は、後続車両１０２の走行速度をより減速させるなど機能を一部制限することにより後続車両１０２の縮退運転を実施する。縮退運転の具体的方法は、異常の要因、列車システムの構成および列車の運用ルール等により異なる。例えば、特徴点抽出装置１２２が故障している場合には、上述の通りカメラ等の撮像装置で撮影した画像等により人手（指令員や駅員等による目視）で障害物の有無を確認し、先行車両１０１と後続車両１０２が接触した際の衝撃を一定以下に抑制するために、制限速度を極低速（〜３ｋｍ／ｈ程度）に設定して最徐行による走行を継続する方法などが考えられる。縮退運転を実施し、先のステップ２０７０と同様の手順により先行車両１０１との併合完了を保安装置１２７が確認すると、ステップ３０４０へ移行して異常処理を終了する。
【００５５】
ステップ３０４２で、異常検知装置１２６は、発生した異常事象が継続的でかつ運行の安全性への影響が有る異常であることを保安装置１２７に通知する。この通知を受けた保安装置１２７は、後続車両１０２の緊急停止を実施する。後続車両１０２の緊急停止の完了を保安装置１２７が確認すると、ステップ３０４０へ移行して異常処理を終了する。
【００５６】
以上のとおり、本実施例により、併合車両（後続車両１０２または先行車両１０１）は被併合車両（先行車両１０１または後続車両１０２）と併合するための走行制御が可能であると共に、この併合処理時の異常を検知し判断する機能が提供される。特徴点抽出装置１２２が併合処理時に先行車両１０１の特徴点１１２を常時検出できている間のみ、この併合処理が継続されることとなる。そして、特徴点抽出装置１２２が故障した場合や先行車両１０１と後続車両１０２の間に障害物が存在する場合は異常発生と判断される。したがって、安全かつ円滑に短時間で車両を併合することが可能となる。
【００５７】
また、本実施例は、先行車両１０１と後続車両１０２とが接触し、連結器１１１および１２１によって車両を物理的に併合する場合の制御を対象としている。しかしながら、本発明は、本実施例のような車両の物理的併合に対する制御に限定されるものではなく、例えば、自動車の隊列走行のように、物理的に併合せず複数の車両（自動車）が近接走行するシステムにおいて、車間の障害物検知や対向車を確認する手段の故障検知を行うシステムとしても適用可能である。これにより、安全かつ円滑で安定した隊列走行を可能にする。さらに、本発明は、鉄道車両の車庫格納や自動車の駐車など、複数の車両を近接して停車もしくは格納する際の障害物検知システムとしても適用可能である。これにより、安全かつ円滑に短時間で車両を所望の位置に停車もしくは格納することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  ：  先行車両
１０２  ：  後続車両
１１１  ：  連結器（第一の連結器）
１１２  ：  特徴点
１２１  ：  連結器（第二の連結器）
１２２  ：  特徴点抽出装置
１２３  ：  速度制御装置
１２４  ：  特徴点情報記録装置
１２５  ：  車速センサ
１２６  ：  異常検知装置
１２７  ：  保安装置
【図１】
0006386293.tif 000002
【図２】
0006386293.tif 000003
【図３】
0006386293.tif 000004
【図４】
0006386293.tif 000005
【図５】
0006386293.tif 000006
【図６】
0006386293.tif 000007
【図７】
0006386293.tif 000008
【図８】
0006386293.tif 000009