(57)【要約】【課題】誤算の少ない車速の計測を可能とする手段を提供する。【解決手段】車両９の底面下側に設置された車速計測装置１は第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を備える。第１送受波アンテナ１１２−１は車両９から走行面８に対し前方斜め下に向かい所定周波数の第１送信波を送波し、走行面８からの反射波を第１受信波として受波する。第２送受波アンテナ１１２−２は車両９から走行面８に対し後方斜め下に向かい所定周波数の第２送信波を送波し、走行面８からの反射波を第２受信波として受波する。車速計測装置１はドップラー速度計測法に従い２組の送信波と受信波の各々に応じた車速を算出し、算出した車速の平均値を車速の計測結果として出力する。【選択図】図１
2016200538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、
前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、
前記反射波の周波数に基づき前記車両の前記走行面に対する速度を特定する車速特定手段と
を備える車速計測装置。
【請求項２】
前記送受波手段は前記車両の前方斜め下および後方斜め下に送信波を送波する
請求項１に記載の車速計測装置。
【請求項３】
前記送受波手段は前記車両の前方斜め下の２以上の異なる方向と前記車両の後方斜め下の２以上の異なる方向に送信波を送波する
請求項１または２に記載の車速計測装置。
【請求項４】
前記送受波手段は前記車両の左右方向における２以上の位置から送信波を送波する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項５】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信し、
前記車速特定手段は前記反射波のなかから質により選択された２以上の反射波の周波数に基づき前記特定を行う
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項６】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから過去に受波した反射波の質により選択された２以上の異なる方向に送信波を送信する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項７】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから所定の規則に従い２以上の異なる方向を選択する処理と、選択した２以上の異なる方向に送信波を送信する処理とを繰り返す
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項８】
前記送受波手段は前記車両に対する送信波の角度を連続的に変更可能である
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項９】
前記送受波手段は、２以上の異なる周波数で送信波の送波を行う
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項１０】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波装置。
【請求項１１】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送波された送信波の前記走行面からの反射波の周波数に基づき前記車両の前記走行面に対する速度を特定する車速特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行速度を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両から走行面に対し信号波を送波し、走行面からの反射波のドップラー周波数を計測することにより車両の対地速度（本願において「車速」という）を計測する方法（以下、「ドップラー速度計測法」という）がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、路面に送信波を送信する送信アンテナと、送信波の路面からの反射波を受信する受信アンテナと、車両の加速度を計測する加速度計測部を備え、送信波と受信波の周波数から算出されるドップラー周波数を用いて送信波の送信方向における車両の速度（送信方向速度）を演算し、計測された加速度と送信方向速度に基づき送信波の路面に対する角度（送信角度）を演算し、送信方向速度と送信角度から車両の対地速度を演算する対地車速計測装置が記載されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、鉄道車両のレール表面に対向する位置に設置された送信アンテナと、鉄道車両のレール表面に対向し前後方向に異なる位置に設置された２つの受信アンテナを備え、送信アンテナから送信した発信信号の反射信号を２つの受信アンテナの各々において受信信号として受信し、一方の受信アンテナの受信信号のドップラー周波数と、２つの受信アンテナの受信信号の位相差とを用いて鉄道車両の走行速度を算出する速度計測装置が記載されている。
【０００５】
また、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０９２４２号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２は一般的なドップラー速度計測法による車速計測装置７を示した図である。車速計測装置７は走行面８の上の走行する車両９の走行面８に対面する位置に配置されている。なお、本願において「走行面」は自動車における路面、列車における線路等を広く含む概念である。
【０００８】
車速計測装置７は所定の周波数の電波を送信波として送波し、送波した送信波の走行面８からの反射波を受信波として受波する送受波部７１と、図示せぬ演算部を備える。送受波部７１は、車速計測装置７の設置面（車両９の底面）との間で既知の角度θをなす方向に送信波の送波を行う。また、車速計測装置７の設置面（車両９の底面）と走行面８は平行である。この場合、送受波部７１が走行面８から受信波を受波する角度（走行面８の後方向を基準として車両９に向かう受信波の角度）（以下、「受波角」という）はθとなる。
【０００９】
上記の条件下で、車速計測装置７の演算部は以下の式（１）に従い、走行方向Ｘにおける車速ｖを算出する。ただし、ｆtは送信波の周波数、ｃは光の速度、ｆdはドップラー周波数である。
【数１】
2016200538.tif 000003
【００１０】
車両９の前後方向における乗客や貨物の積載位置のバランスや、走行面８の勾配、急加速または急減速等によって、走行方向Ｘに対する車両９の前後方向の傾きは変化する。なお、本願において前後とは車両の走行方向における前後をいい、左右とは車両の走行方向における左右をいう。図１３は車両９が前上がりの状態のときの受波角を示した図である。図１３の例では、車速計測装置７の設置面（車両９の底面）が走行方向Ｘに対し角度α（上向きを正、下向きを負とする）（以下、「傾斜角度α」という）だけ傾いている。この場合、受波角は（θ−α）となる。そのため、図１３のように車両９が走行面８に対し前後方向において傾くと、上記の式（１）に従い算出される車速ｖ（以下、「計測車速ｖ」という）は実際の車速Ｖ（以下、「実車速Ｖ」という）を正確に示さない。
【００１１】
特許文献１に記載の対地車速計測装置は、車両の加速度を計測して用いることにより受波角を特定し車速を算出することで誤差の少ない車速を計測する。また、特許文献２に記載の速度計測装置は、車両の前後方向において異なる位置に配置した２つの受信アンテナの各々により受信波を受波し、それらの受信波の位相差を用いて受波角を用いずに車速を算出することで誤差の少ない車速を計測する。
【００１２】
本発明の目的は、特許文献１や特許文献２に記載の発明とは異なるアプローチにより、誤算の少ない車速の計測を可能とする手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、前記反射波の周波数に基づき前記車両の前記走行面に対する速度を特定する車速特定手段とを備える車速計測装置を第１の態様として提供する。
【００１４】
第１の態様の車速計測装置によれば、１つの方向の送信波の反射波の周波数により車速を特定する車速計測装置と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【００１５】
第１の態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の前方斜め下および後方斜め下に送信波を送波する、という構成が第２の態様として採用されてもよい。
【００１６】
第２の態様の車速計測装置によれば、２つの送信波をいずれも車両の前方斜め下に送波する場合や、２つの送信波をいずれも車両の後方斜め下に送波する場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【００１７】
第１または第２の態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の前方斜め下の２以上の異なる方向と前記車両の後方斜め下の２以上の異なる方向に送信波を送波する、という構成が第３の態様として採用されてもよい。
【００１８】
第３の態様の車速計測装置によれば、精度の異なる２以上の車速が得られる。
【００１９】
第１乃至第３のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の左右方向における２以上の位置から送信波を送波する、という構成が第４の態様として採用されてもよい。
【００２０】
第４の態様の車速計測装置によれば、車両の左側と右側の各々における車速が得られる。
【００２１】
第１乃至第４のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信し、前記車速特定手段は前記反射波のなかから質により選択された２以上の反射波の周波数に基づき前記特定を行う、という構成が第５の態様として採用されてもよい。
【００２２】
第５の態様の車速計測装置によれば、選択の余地のない２つの反射波の周波数に基づき車速が特定される場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【００２３】
第１乃至第５のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから過去に受波した反射波の質により選択された２以上の異なる方向に送信波を送信する、という構成が第６の態様として採用されてもよい。
【００２４】
第６の態様の車速計測装置によれば、選択の余地のない方向に送波された送信波の反射波の周波数に基づき車速が特定される場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【００２５】
第１乃至第６のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから所定の規則に従い２以上の異なる方向を選択する処理と、選択した２以上の異なる方向に送信波を送信する処理とを繰り返す、という構成が第７の態様として採用されてもよい。
【００２６】
第７の態様の車速計測装置によれば、様々な送波方向の組み合わせに応じた車速が得られる。
【００２７】
第１乃至第７のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両に対する送信波の角度を連続的に変更可能である、という構成が第８の態様として採用されてもよい。
【００２８】
第８の態様の車速計測装置によれば、連続的に変化する送波方向に応じた車速が得られる。
【００２９】
第１乃至第８のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は、２以上の異なる周波数で送信波の送波を行う、という構成が第９の態様として採用されてもよい。
【００３０】
第９の態様の車速計測装置によれば、同時に２以上の車速が得られる。
【００３１】
また、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波装置を第１０の態様として提供する。
【００３２】
第１０の態様の送受波装置によれば、１つの方向に送信波を送波する送受波装置と比較し、誤差の少ない車速を算出するための情報が得られる。
【００３３】
また、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送波された送信波の前記走行面からの反射波の周波数に基づき前記車両の前記走行面に対する速度を特定する車速特定装置を第１１の態様として提案する。
【００３４】
第１１の態様の車速特定装置によれば、第１０の態様の送受波装置から得られる情報を用いて、１つの方向の送信波の反射波の周波数により車速を特定する車速特定装置と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態にかかる車速計測装置の送信波の送波方向および受信波の受波方向を示した図。
【図２】一実施形態にかかる車速計測装置の構成を示した図。
【図３】一実施形態にかかる車速計測装置の送信波の送波方向および受信波の受波方向を示した図（車両が前上がりのとき）。
【図４】一実施形態にかかる車速計測装置の送信波の送波方向および受信波の受波方向を示した図（車両が前下がりのとき）。
【図５】一変形例にかかる車速計測装置の筐体の配置を示した図。
【図６】一変形例にかかる車速計測装置のアンテナの配置を示した図。
【図７】一変形例にかかる車速計測装置の送信波の送波方向および受信波の受波方向を示した図。
【図８】一変形例にかかる車速計測装置の送信波の送波方向および受信波の受波方向を示した図。
【図９】一変形例にかかる車速計測装置の構成を示した図。
【図１０】一変形例にかかる車速計測装置の送受波アンテナの配置を示した図。
【図１１】一変形例にかかる車速計測装置の回動可能な送受波アンテナの構成を説明するための図。
【図１２】従来技術にかかる車速計測装置による車速の計測方法を説明するための図。
【図１３】従来技術にかかる車速計測装置による車速の計測方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［実施形態］
以下に本発明の一実施形態にかかる車速計測装置１を説明する。図１は車両９の底面下側に設置された車速計測装置１が走行面８に対し送信波を送波し、走行面８からの反射波を受信波として受信する様子を示した図である。なお、図１は車両９の底面と走行面８が平行である状態を示している。
【００３７】
車速計測装置１は第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を備えている。第１送受波アンテナ１１２−１は、車両９の前方斜め下に向かう方向に送信波（以下、「第１送信波」という）を送波し、第１送信波の走行面８からの反射波を受信波（以下、「第１受信波」という）として受波する。第２送受波アンテナ１１２−２は、車両９の後方斜め下に向かう方向に送信波（以下、「第２送信波」という）を送波し、第２送信波の走行面８からの反射波を受信波（以下、「第２受信波」という）として受波する。
【００３８】
第１送受波アンテナ１１２−１は、車両９の底面上の前方向を基準として走行面８に向かい角度θ（ただし、０＜θ＜π／２）の方向に第１送信波を送波し第１受信波を受波するように車両９に対し設置されている。また、第２送受波アンテナ１１２−２は、車両９の底面上の前方向を基準として走行面８に向かい角度（π−θ）の方向に第２送信波を送波し第２受信波を受波するように車両９に対し設置されている。なお、θは例えばπ／４であるが、これに限られない。
【００３９】
図２は車速計測装置１の構成を示した図である。車速計測装置１は送受波部１１と車速特定部１２を備える。送受波部１１は走行面８に対し車両９に対する角度が異なる２方向に送信波を送信し、走行面８からの反射波を受波する。
【００４０】
送受波部１１は第１交流波生成部１１１−１、第２交流波生成部１１１−２、第１送受波アンテナ１１２−１、第２送受波アンテナ１１２−２を備える。第１交流波生成部１１１−１は予め定められた周波数（例えば、２４ＧＨｚ）の予め定められた波形（例えば正弦波）の交流波を生成し、第１送受波アンテナ１１２−１に印加する。第２交流波生成部１１１−２は予め定められた周波数（例えば、２４ＧＨｚ）の予め定められた波形（例えば正弦波）の交流波を生成し、第２送受波アンテナ１１２−２に印加する。
【００４１】
第１送受波アンテナ１１２−１は第１交流波生成部１１１−１から印加される交流波を電波に変換して第１送信波として送波する第１送波アンテナ１１２１−１と、第１送信波の走行面８からの反射波を第１受信波として受波し交流波に変換して第１周波数特定部１２１−１に出力する第１受波アンテナ１１２２−１を備える。なお、第１送波アンテナ１１２１−１と第１受波アンテナ１１２２−１は１つのアンテナにより実現されてもよい。その場合、１つのアンテナが、例えば時分割により第１送波アンテナ１１２１−１と第１受波アンテナ１１２２−１の役割を兼ねる。
【００４２】
第２送受波アンテナ１１２−２は第２交流波生成部１１１−２から印加される交流波を電波に変換して第２送信波として送波する第２送波アンテナ１１２１−２と、第２送信波の走行面８からの反射波を第２受信波として受波し交流波に変換して第２周波数特定部１２１−２に出力する第２受波アンテナ１１２２−２を備える。なお、第２送波アンテナ１１２１−２と第２受波アンテナ１１２２−２は１つのアンテナにより実現されてもよい。その場合、１つのアンテナが、例えば時分割により第２送波アンテナ１１２１−２と第２受波アンテナ１１２２−２の役割を兼ねる。
【００４３】
車速特定部１２は第１周波数特定部１２１−１、第２周波数特定部１２１−２、第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、統合車速特定部１２３、出力部１２４を備える。
【００４４】
第１周波数特定部１２１−１は第１受波アンテナ１１２２−１から出力される交流波の周波数を特定する。第２周波数特定部１２１−２は第２受波アンテナ１１２２−２から出力される交流波の周波数を特定する。
【００４５】
第１車速特定部１２２−１は第１交流波生成部１１１−１により生成される交流波の周波数、すなわち第１送信波の周波数と、第１周波数特定部１２１−１により特定される交流波の周波数、すなわち第１受信波の周波数とを用いてドップラー周波数ｆd1を特定し、以下の式（２）に従い、計測車速ｖ1を算出する。ただし、ｆt1は第１送信波の周波数、ｃは光の速度である。
【数２】
2016200538.tif 000004
【００４６】
第２車速特定部１２２−２は第２交流波生成部１１１−２により生成される交流波の周波数、すなわち第２送信波の周波数と、第２周波数特定部１２１−２により特定される交流波の周波数、すなわち第２受信波の周波数とを用いてドップラー周波数ｆd2を特定し、以下の式（３）に従い、計測車速ｖ2を算出する。ただし、ｆt2は第２送信波の周波数、ｃは光の速度である。
【数３】
2016200538.tif 000005
【００４７】
図１に示されるように、車両９の底面が走行面８と平行の状態のとき、第１受波アンテナ１１２２−１は受波角がθの第１受信波を受波し、第２受波アンテナ１１２２−２は受波角が（π−θ）の第２受信波を受波する。上記の式（２）および式（３）に従い算出される計測車速ｖ1と計測車速ｖ2は一致し、共に実車速Ｖを示す。すなわち、ｖ1＝ｖ2＝Ｖとなる。
【００４８】
図３は車両９が前上がりの状態のときの第１受信波および第２受信波の受波角を示した図である。また、図４は車両９が前下がりの状態のときの第１受信波および第２受信波の受波角を示した図である。すなわち、傾斜角度α≠０（傾斜角度αは、車速計測装置１の設置面（車両９の底面）が走行方向Ｘに対しなす角度であり、上向きを正、下向きを負とする）であると、第１受信波の受波角は（θ−α）となり、第２受信波の受波角は（π−θ−α）となる。
【００４９】
走行面８に対する車両９の前後方向における傾きがある場合、実車速Ｖは以下の式（４）または式（５）に従い算出される。なお、式（４）に従い算出される実車速Ｖと式（５）に従い算出される実車速Ｖは一致する。
【数４】
2016200538.tif 000006
【数５】
2016200538.tif 000007
【００５０】
α≠０である限り、第１車速特定部１２２−１により式（２）に従い算出される計測車速ｖ1は式（４）に従い算出される実車速Ｖとは一致せず、第２車速特定部１２２−２により式（３）に従い算出される計測車速ｖ2は式（５）に従い算出される実車速Ｖとは一致しない。より具体的には、α＞０（車両９が前上がり）である場合、ｖ1＜Ｖ＜ｖ2となり、α＜０（車両９が前下がり）である場合、ｖ2＜Ｖ＜ｖ1となる。
【００５１】
統合車速特定部１２３は第１車速特定部１２２−１により特定された計測車速ｖ1と第２車速特定部１２２−２により特定された計測車速ｖ2を用いて、以下の式（６）に従い計測車速ｖAを算出する。
【数６】
2016200538.tif 000008
【００５２】
式（６）に従い算出される計測車速ｖAの誤差ｅA＝｜Ｖ−ｖA｜は、計測車速ｖ1の誤差ｅ1＝｜Ｖ−ｖ1｜および計測車速ｖ2の誤差ｅ2＝｜Ｖ−ｖ2｜のいずれよりも小さい。
【００５３】
出力部１２４は統合車速特定部１２３により算出された計測車速ｖAを示すデータを外部の装置に出力する。なお、出力部１２４が計測車速ｖAを出力する形態は、アナログ信号であってもデジタル信号であってもよく、また、有線による出力であっても無線による出力であってもよい。
【００５４】
例えば、第１受信波の受波角をθ＝π／４とする場合、第１車速特定部１２２−１により特定される計測車速ｖ1または第２車速特定部１２２−２により特定される計測車速ｖ2の誤差ｅ1またはｅ2は、傾斜角度α＝±２．０度において３％以上である。一方、統合車速特定部１２３により特定される計測車速ｖAの誤差ｅAは、傾斜角度α＝±２．０度において約０．１７％と小さい。このように、車速計測装置１は２つの受信波の周波数を用いて計測速度を特定することにより、１つの受信波の周波数を用いて計測速度を特定する従来の車速計速装置と比較し、精度の高い車速を計測することができる。
【００５５】
［変形例］
上述した実施形態は様々に変形することができる。以下にそれらの変形の例を示す。なお、上述した実施形態および以下に示す変形例は適宜組み合わされてもよい。
【００５６】
［第１変形例］
図２に示した車速計測装置１の構成は一例であり、他に様々な構成が採用可能である。例えば、第１送信波と第２送信波の周波数や波形が同じであれば、車速計測装置１は第１交流波生成部１１１−１と第２交流波生成部１１１−２の２つを備える必要はなく、１つの交流波生成部を備えれば済む。また、第１送信波と第２送信波の周波数や波形が異なる場合であっても、１つの交流波生成部が例えば時分割により第１交流波生成部１１１−１と第２交流波生成部１１１−２の役割を果たしてもよい。また、１つの車速特定部が例えば時分割により第１車速特定部１２２−１と第２車速特定部１２２−２の役割を果たしてもよい。
【００５７】
また、第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、および統合車速特定部１２３の区分はあくまで便宜的なものである。第１受信波の周波数と第２受信波の周波数を用いて式（６）に示される計測速度ｖAの算出が行われる限り、演算の順序等は限定されず、従って計測速度ｖ1および計測速度ｖ2が算出されなくてもよい。
【００５８】
［第２変形例］
車速計測装置１が備える構成部は２以上の筐体に収容されてもよい。例えば、図５に示すように、第１送受波アンテナ１１２−１を収容する第１筐体１０−１と、第２送受波アンテナ１１２−２を収容する第２筐体１０−２と、第３筐体１０−３の３つの筐体に車速計測装置１の構成部が分離配置されてもよい。この場合、車速計測装置１の構成部のうち第１送受波アンテナ１１２−１および第２送受波アンテナ１１２−２を除く構成部の配置は様々なものが採用可能である。以下は車速計測装置１の構成部の配置例である。
【００５９】
（配置例１）
第１筐体１０−１：第１送受波アンテナ１１２−１
第２筐体１０−２：第２送受波アンテナ１１２−２
第３筐体１０−３：第１交流波生成部１１１−１、第２交流波生成部１１１−２、第１周波数特定部１２１−１、第２周波数特定部１２１−２、第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、統合車速特定部１２３
【００６０】
（配置例２）
第１筐体１０−１：第１交流波生成部１１１−１、第１送受波アンテナ１１２−１
第２筐体１０−２：第２交流波生成部１１１−２、第２送受波アンテナ１１２−２
第３筐体１０−３：第１周波数特定部１２１−１、第２周波数特定部１２１−２、第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、統合車速特定部１２３
【００６１】
（配置例３）
第１筐体１０−１：第１交流波生成部１１１−１、第１送受波アンテナ１１２−１、第１周波数特定部１２１−１
第２筐体１０−２：第２交流波生成部１１１−２、第２送受波アンテナ１１２−２、第２周波数特定部１２１−２
第３筐体１０−３：第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、統合車速特定部１２３
【００６２】
（配置例４）
第１筐体１０−１：第１交流波生成部１１１−１、第１送受波アンテナ１１２−１、第１周波数特定部１２１−１、第１車速特定部１２２−１
第２筐体１０−２：第２交流波生成部１１１−２、第２送受波アンテナ１１２−２、第２周波数特定部１２１−２、第２車速特定部１２２−２
第３筐体１０−３：統合車速特定部１２３
【００６３】
上記のように、車速計測装置１の構成部を３つの筐体に分離配置する他、例えば上記の配置例４における第３筐体１０−３をなくし、統合車速特定部１２３を第１筐体１０−１または第２筐体１０−２に配置して２つの筐体に分離配置する構成や、第１送波アンテナ１１２１−１、第１受波アンテナ１１２２−１、第２送波アンテナ１１２１−２、第２受波アンテナ１１２２−２を各々異なる筐体に収容して合計４以上の筐体に分離配置する構成が採用されてもよい。
【００６４】
また、送受波部１１と車速特定部１２が各々異なる筐体に収容された装置として構成されてもよい。
【００６５】
なお、２以上の筐体に分離配置された車速計測装置１の構成部間のデータ通信は有線で行われてもよいし無線で行われてもよい。
【００６６】
［第３変形例］
第１受波アンテナ１１２２−１と第２受波アンテナ１１２２−２の役割を果たす１つの受波アンテナが採用されてもよい。図６はこの変形例にかかる車速計測装置１のアンテナの配置を例示した図である。図６の例では、第１送波アンテナ１１２１−１が車両９の後方に配置され、第２送波アンテナ１１２１−２が車両９の前方に配置され、第１受波アンテナ１１２２−１と第２受波アンテナ１１２２−２の役割を果たす受波アンテナ１１２２が第１送波アンテナ１１２１−１と第２送波アンテナ１１２１−２の中間に配置されている。
【００６７】
すなわち、第１受信波の受波位置と第２受信波の受波位置が概ね一致するように第１送信波と第２送信波の送波位置および送波方向を設定し、第１受信波と第２受信波の受波位置に受波アンテナを配置することにより、１つの受波アンテナを備える車速計測装置１が実現される。
【００６８】
なお、この変形例では、第１送信波の送波位置と第１受信波の受波位置が距離Ｄ1だけ離れている。また、第２送信波の送波位置と第２受信波の受波位置が距離Ｄ2だけ離れている。また、第１受信波および第２受信波の受波方向も実施形態の受波方向と異なっている。従って、この変形例においては、これらの距離Ｄ1およびＤ2や第１受信波および第２受信波の受波方向に応じて、上記の式（２）および式（３）を修正したものが用いられる。
【００６９】
［第４変形例］
第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、および統合車速特定部１２３の少なくとも１つは、ＡＳＩＣ等の専用の集積回路により実現されてもよいし、汎用のコンピュータにより実現されてもよい。汎用のコンピュータにより第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、および統合車速特定部１２３の少なくとも１つが実現される場合、メモリに記憶されたプログラムに従いプロセッサがデータ処理を行うことにより、第１車速特定部１２２−１、第２車速特定部１２２−２、または統合車速特定部１２３の演算が実行される。
【００７０】
［第５変形例］
上述した実施形態においては、車両９の底面の前方向に対する第１送信波の送波方向の角度θと第２送信波の送波方向の角度（π−θ）は加算するとπとなる関係である。すなわち、第１送信波の送波方向と第２送信波の送波方向は、それらの送信波の送波位置の中間点を通る車両９の底面の法線を対称の軸とする線対称の関係となっている。第１送信波と第２送信波の送波方向は互いに定まった関係である必要はなく、個別に設定されてもよい。
【００７１】
この変形例においては、第１送波アンテナ１１２１−１が走行面８に向かい角度θ1（ただし、０＜θ1＜π）の方向に第１送信波を送波するように車両９に対し設置され、第２送波アンテナ１１２１−２が走行面８に向かい角度θ2（ただし、０＜θ2＜π、θ2≠θ1）の方向に第２送信波を送波するように車両９に対し設置されることになる。
【００７２】
図７はこの変形例の一例として、第１送信波の送波方向と第２送信波の送波方向が共に車両９の前方斜め下となるように設定された第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を例示した図である。同様に、第１送信波の送波方向と第２送信波の送波方向が共に車両９の後方斜め下となるように第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２が設定されてもよい。
【００７３】
この変形例においては、上述した式（２）と式（３）に代えて、以下の式（７）と式（８）が用いられる。
【数７】
2016200538.tif 000009
【数８】
2016200538.tif 000010
【００７４】
［第６変形例］
車両９の前方斜め下の２以上の異なる方向と、車両９の後方斜め下の２以上の異なる方向に送信波を送波する送受波部を備える車速計測装置が構成されてもよい。図８はこの変形例にかかる車速計測装置２が備える送受波アンテナの送受波方向を例示した図である。
【００７５】
図８の例では、車速計測装置２は車両９の前方斜め下に送信波を送波する第１送受波アンテナ１１２−１１、第１送受波アンテナ１１２−１２、第１送受波アンテナ１１２−１３と、車両９の後方斜め下に送信波を送波する第２送受波アンテナ１１２−２１、第２送受波アンテナ１１２−２２、第２送受波アンテナ１１２−２３を備える。
【００７６】
第１送受波アンテナ１１２−１１〜１１２−１３の受波角をθ11〜θ13とし、第２送受波アンテナ１１２−２１〜１１２−２３の受波角をθ21〜θ23とすると、０＜θ11＜θ12＜θ13＜θ23＜θ22＜θ21＜πであり、θ21＝π−θ11、θ22＝π−θ12、θ23＝π−θ13という関係となるように設定されている。
【００７７】
図９は車速計測装置２の構成を示した図である。車速計測装置２は第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１を備える車速計測部１−１、第１送受波アンテナ１１２−１２と第２送受波アンテナ１１２−２２を備える車速計測部１−２、第１送受波アンテナ１１２−１３と第２送受波アンテナ１１２−２３を備える車速計測部１−３、選択部２１、出力部２２を備える。以下、車速計測部１−１〜１−３を「車速計測部１」と総称する。車速計測部１の各々は、上述した実施形態にかかる車速計測装置１と同じ構成を備える。
【００７８】
選択部２１は車速計測部１の各々により特定された計３つの計測車速ｖA（以下、これらを「計測車速ｖA1」、「計測車速ｖA2」、「計測車速ｖA3」とする）を示す計測車速データと、車速計測部１の各々が受信波（反射波）の周波数を特定する際に検知した受信波の質（波形および強度）を示す受信波質データを、車速計測部１の各々から取得する。選択部２１は取得した受信波質データに基づき、計測車速データが示す計測車速ｖA1〜ｖA3のうち、基準となる質を満たさない受信波の周波数を用いて算出されたものを選択肢から除外した後、計測車速ｖA1、計測車速ｖA2、計測車速ｖA3の優先順位でいずれかの計測車速を選択する。
【００７９】
一般的に、受信波の周波数の計測において、受信波の質が十分に高ければ、送波点から反射点までの距離および反射点から受波点までの距離が長い程、高い精度の計測結果が得られる。従って、計測車速ｖA1、計測車速ｖA2、計測車速ｖA3の順に精度が高い。ただし、送波点から反射点までの距離および反射点から受波点までの距離が長い程、受信波の質は低下する。従って、車両９の車速や走行面８の状態、周囲の電波環境等により十分な質の受信波が得られない場合、当該受信波の周波数が誤計測される場合がある。この場合、算出される車速は誤ったものとなる。選択部２１は、計測車速ｖA1、計測車速ｖA2、計測車速ｖA3のうち信頼性の低いものを除外した上で、精度の高い計測車速ｖAを選択する。
【００８０】
出力部２２は選択部２１により選択された計測車速ｖAを外部の装置に出力する。
【００８１】
選択部２１は、上述した計測車速ｖA1、計測車速ｖA2、計測車速ｖA3の中から出力対象の計測車速ｖAを選択する処理を、車速計測部１の各々により計測車速ｖAを取得する毎に毎回実行する。これに代えて、一度、出力対象の計測車速ｖAを選択すると、所定の条件が満たされる間はその選択を維持する構成が採用されてもよい。
【００８２】
例えば、選択部２１は一度、計測車速ｖA1を選択すると、その後、計測車速ｖA1の算出に用いられた受信波の質が基準を満たす限り計測車速ｖA1を選択し続ける。また、選択部２１は一度、計測車速ｖA2または計測車速ｖA3を選択すると、その後、所定時間（例えば５分間）が経過するまでの間は計測車速ｖA2または計測車速ｖA3の算出に用いられた受信波の質が基準を満たす限り計測車速ｖA2または計測車速ｖA3を選択し続け、所定時間の経過後に計測車速ｖAの選択処理を行う。なお、計測車速ｖA1〜計測車速ｖA3のいずれかの選択が維持されている間に、それらの計測車速ｖAの算出に用いられた受信波の質が基準を満たさなくなった場合、選択部２１は計測車速ｖAの選択処理を行う。
【００８３】
上記のように、選択部２１が一度行った計測車速ｖAの選択を維持する間、選択されない計測車速ｖAは算出される必要がない。従って、選択部２１は３つの車速計測部１のうち、選択しない計測車速ｖAの算出元の車速計測部１に動作の一時停止を指示し、その後、再び選択処理を行う際に動作の再開を指示する構成が採用されてもよい。この場合、車速計測部１は選択部２１からの指示に従い、動作の一時停止および再開を行う。従って、動作を一時停止している車速計測部１からは送信波の送波も行われない。
【００８４】
［第７変形例］
車両９の左右方向における２以上の位置から送信波を送波する送受波部を備える車速計測装置が構成されてもよい。図１０はこの変形例にかかる車速計測装置３が備える送受波アンテナの配置を例示した図である。図１０は車両９を上から見た図であり、車両９の走行方向Ｘは図１０の右方向である。また、図１０に例示の車両９は列車であり、走行面８（線路）は道床８１と、道床８１の上に敷設された左側の軌道８２Ｌおよび右側の軌道８２Ｒを備える。以下、軌道８２Ｌと軌道８２Ｒを「軌道８２」と総称する。
【００８５】
車速計測装置３は前方斜め下に送信波の送波を行う第１送受波アンテナ１１２−１１〜１１２−１５（以下、「第１送受波アンテナ１１２−１」と総称する）を備える。また、車速計測装置３は後方斜め下に送信波の送波を行う第２送受波アンテナ１１２−２１〜１１２−２５（以下、「第２送受波アンテナ１１２−２」と総称する）を備える。
【００８６】
第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１は道床８１の軌道８２Ｌより左側の部分に送信波を送波し、その反射波を受信波として受波する。第１送受波アンテナ１１２−１２と第２送受波アンテナ１１２−２２は軌道８２Ｌに送信波を送波し、その反射波を受信波として受波する。第１送受波アンテナ１１２−１３と第２送受波アンテナ１１２−２３は道床８１の軌道８２Ｌと軌道８２Ｒの間の部分に送信波を送波し、その反射波を受信波として受波する。第１送受波アンテナ１１２−１４と第２送受波アンテナ１１２−２４は軌道８２Ｒに送信波を送波し、その反射波を受信波として受波する。第１送受波アンテナ１１２−１５と第２送受波アンテナ１１２−２５は道床８１の軌道８２Ｒより右側の部分に送信波を送波し、その反射波を受信波として受波する。
【００８７】
車速計測装置３は、第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１により受波された受信波の周波数を用いて式（６）に従い計測車速ｖA1を算出する。同様に、車速計測装置３は、第１送受波アンテナ１１２−１２と第２送受波アンテナ１１２−２２により受波された受信波の周波数を用いて計測車速ｖA2を、第１送受波アンテナ１１２−１３と第２送受波アンテナ１１２−２３により受波された受信波の周波数を用いて計測車速ｖA3を、第１送受波アンテナ１１２−１４と第２送受波アンテナ１１２−２４により受波された受信波の周波数を用いて計測車速ｖA4を、第１送受波アンテナ１１２−１５と第２送受波アンテナ１１２−２５により受波された受信波の周波数を用いて計測車速ｖA5を算出する。
【００８８】
車速計測装置３によれば、走行面８の左右方向の異なる位置において車速の計測が行われる。そのため、例えば車両９がカーブしている際の内側車速と外側車速が個別に得られる。また、走行面８の状態が左右方向の位置によって異なる場合がある。例えば、橋の上に敷設された線路には道床８１がない場合がある。このような場合、一部の計測車速は正しく算出されないが、一部の計測車速は正しく算出されるため、車速が計測不能となることがない。なお、車速計測装置３が第６変形例にかかる車速計測装置２が備える選択部２１と類似の役割を果たす選択部（図示略）を備え、計測車速ｖA1〜ｖA5の算出に用いられた受信波の質に基づき、計測車速ｖA1〜ｖA5のうちから信頼性の低いものを除外して出力する構成が採用されてもよい。
【００８９】
また、車速計測装置３が常時、５組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を動作させるのではなく、これらの５組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の中から、所定の規則に従い１組以上の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を選択し、選択した第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を動作させ、他の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の動作を一時停止させる、という処理を繰り返す構成が採用されてもよい。
【００９０】
この場合、車速計測装置３は動作させる第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の組を選択する選択部を備える。選択部が選択に用いる所定の規則はいずれの規則であってもよい。
【００９１】
例えば選択部は、所定時間の経過毎に、（第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１２と第２送受波アンテナ１１２−２２の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１３と第２送受波アンテナ１１２−２３の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１４と第２送受波アンテナ１１２−２４の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１５と第２送受波アンテナ１１２−２５の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１の組）・・・、のように順次、１組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を選択する処理を繰り返してもよい。
【００９２】
また、例えば選択部は、所定時間の経過毎に、（第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１の組、第１送受波アンテナ１１２−１５と第２送受波アンテナ１１２−２５の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１２と第２送受波アンテナ１１２−２２の組、第１送受波アンテナ１１２−１４と第２送受波アンテナ１１２−２４の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１３と第２送受波アンテナ１１２−２３の組）→（第１送受波アンテナ１１２−１１と第２送受波アンテナ１１２−２１の組、第１送受波アンテナ１１２−１５と第２送受波アンテナ１１２−２５の組）・・・、のように順次、２組または１組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２を選択する処理を繰り返してもよい。
【００９３】
［第８変形例］
車速計測装置１は、車両９に対する送信波の角度を連続的に変更可能な送受波手段を備えるように構成されてもよい。例えば、図１１に示すように、第１送受波アンテナ１１２−１を回転軸１３−１の周りに回動可能に取り付け、図示せぬステッピングモータにより駆動させるように構成する。また、第２送受波アンテナ１１２−２を回転軸１３−２の周りに回動可能に取り付け、図示せぬステッピングモータにより駆動させるように構成する。これらのステッピングモータの回転角度を図示せぬ制御部により制御することで、第１送受波アンテナ１１２−１および第２送受波アンテナ１１２−２の送波方向および受波方向を連続的に変更可能とする。
【００９４】
この変形例によれば、受信波の質が基準を満たし、かつ、受信波の周波数の精度が可能な限り高い送波方向および受波方向に、第１送受波アンテナ１１２−１および第２送受波アンテナ１１２−２の方向を調整することができる。
【００９５】
［第９変形例］
上述した実施形態または変形例において、１組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２は必ずしも厳密に同時に送信波の送波を行う必要はない。例えば、第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２が厳密に同時に送信波の送波を行うと、２つの送信波が干渉し合い、双方の受信波の質の低下を招く場合がある。従って、第１交流波生成部１１１−１と第２交流波生成部１１１−２が第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２への交流波の印加のタイミングを、送信波が干渉しない程度にずらす構成が採用されてもよい。この場合であっても、車両９の車速の変化の速度と比較して第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２からの送信波の送波タイミングのずれが十分に短ければ、送波タイミングのずれは計測車速ｖAの精度にほとんど影響を与えず、実質的に２つの送信波は同時に送波されたことになる。
【００９６】
また、第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の組を２以上備える変形例において、２以上の第１送受波アンテナ１１２−１の間、または２以上の第２送受波アンテナ１１２−２の間でも、同様に、受信波間の干渉を低減するために、２以上の送信波の送波タイミングに時間差を設ける構成が採用されてもよい。
【００９７】
［第１０変形例］
上述した実施形態または変形例において、１組の第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の間で、送信波の周波数を互いに異ならせる構成が採用されてもよい。この場合、仮に第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２が厳密に同時に送信波の送波を行っても、周波数が異なるため干渉が少なく、自らは送波した送信波の反射波を受信波として受波することができる。
【００９８】
また、第１送受波アンテナ１１２−１と第２送受波アンテナ１１２−２の組を２以上備える変形例において、２以上の第１送受波アンテナ１１２−１の間、または２以上の第２送受波アンテナ１１２−２の間でも、同様に、２以上の送信波の周波数を互いに異ならせる構成が採用されてもよい。
【００９９】
［第１１変形例］
車速特定部１２は、第１受信波の周波数と第２受信波の周波数を用いることにより、一般的なドップラー速度計測法において用いられる式（１）に従い算出される計測車速ｖよりも誤差の小さい計測車速ｖAを算出する限り、式（６）とは異なる算出式に従い計測車速ｖAを算出してもよい。
【０１００】
例えば、車速特定部１２が下記の式（９）の連立方程式（方程式系）に従い計測車速ｖAを算出してもよい。
【数９】
2016200538.tif 000011
【０１０１】
なお、式（９）における未知数は傾斜角度αと計測車速ｖAの２つであり、方程式の数と未知数の数が等しい。従って、例えば傾斜角度αを消去すれば、計測車速ｖAを、既知である光速ｃ、第１送信波の周波数ｆt1、第１送信波の送信方向の角度θ1、第２送信波の周波数ｆt2、および第２送信波の送信方向の角度θ2を定数とし、第１受信波の周波数から特定されるドップラー周波数ｆd1、および第２受信波の周波数から特定されるドップラー周波数ｆd2を変数とする関数として表すことができる。
【０１０２】
［第１２変形例］
上述した実施形態または変形例においては、統合車速特定部１２３が式（６）や式（９）で例示される算出式に従った演算を行うことにより計測車速ｖAを特定するものとした。これに代えて、統合車速特定部１２３が様々な傾斜角度αと実車速Ｖの組み合わせに応じた計測車速ｖ1と計測車速ｖ2の組み合わせの対応関係を示すテーブルを記憶しておき、第１車速特定部１２２−１により特定された計測車速ｖ1と第２車速特定部１２２−２により特定された計測車速ｖ2の組み合わせに応じた実車速Ｖを、テーブルを参照して特定する構成が採用されてもよい。この変形例においては、統合車速特定部１２３がテーブルを参照して特定した実車速Ｖが計測車速ｖAとして出力部１２４から出力される。
【０１０３】
また、統合車速特定部１２３が様々な傾斜角度αと実車速Ｖの組み合わせに応じた第１受信波の周波数と第２受信波の周波数の組み合わせの対応関係を示すテーブルを記憶しておき、第１周波数特定部１２１−１により特定された第１受信波の周波数と第２周波数特定部１２１−２により特定された第２受信波の周波数の組み合わせに応じた実車速Ｖを、テーブルを参照して特定する構成が採用されてもよい。この場合、計測車速ｖ1と計測車速ｖ2の算出は不要となる。
【符号の説明】
【０１０４】
１…車速計測装置、８…走行面、９…車両、１１…送受波部、１２…車速特定部、１１１−１…第１交流波生成部、１１１−２…第２交流波生成部、１１２−１…第１送受波アンテナ、１１２−２…第２送受波アンテナ、１２１−１…第１周波数特定部、１２１−２…第２周波数特定部、１２２−１…第１車速特定部、１２２−２…第２車速特定部、１２３…統合車速特定部、１２４…出力部
【図１】
2016200538.tif 000012
【図２】
2016200538.tif 000013
【図３】
2016200538.tif 000014
【図４】
2016200538.tif 000015
【図５】
2016200538.tif 000016
【図６】
2016200538.tif 000017
【図７】
2016200538.tif 000018
【図８】
2016200538.tif 000019
【図９】
2016200538.tif 000020
【図１０】
2016200538.tif 000021
【図１１】
2016200538.tif 000022
【図１２】
2016200538.tif 000023
【図１３】
2016200538.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月25日(2016.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、
前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、
前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と前記反射波の周波数を用いて車速を算出し、算出した車速の平均値を前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定手段と
を備える車速計測装置。
【請求項２】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２つの方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、
前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、
前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と前記反射波の周波数を用いてドップラー周波数を特定し、
【数１】
2016200538.tif 000025
（ただし、ｃは光速、ｆd1およびｆd2は前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し特定されたドップラー周波数、ｆt1およびｆt2は前記送受波手段により送波された送信波の周波数、θ1およびθ2は前記異なる２つの方向の角度、αは前記車両の傾斜角度）
の関係を満たす車速ＶAを前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定手段と
を備える車速計測装置。
【請求項３】
前記送受波手段は前記車両の前方斜め下および後方斜め下に送信波を送波する
請求項１または２に記載の車速計測装置。
【請求項４】
前記送受波手段は前記車両の前方斜め下の２以上の異なる方向と前記車両の後方斜め下の２以上の異なる方向に送信波を送波する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項５】
前記送受波手段は前記車両の左右方向における２以上の位置から送信波を送波する
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項６】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信し、
前記車速特定手段は前記反射波のなかから波形および強度により選択された２以上の反射波の周波数に基づき前記特定を行う
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項７】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから過去に受波した反射波の波形および強度により選択された２以上の異なる方向に送信波を送信する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項８】
前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、所定の時間の経過毎に前記３以上の異なる方向のなかから所定の順序で２以上の異なる方向を選択する処理と、選択した２以上の異なる方向に送信波を送信する処理とを繰り返す
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項９】
前記送受波手段は前記車両に対する送信波の角度を連続的に変更可能である
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項１０】
前記送受波手段は、２以上の異なる周波数で送信波の送波を行う
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車速計測装置。
【請求項１１】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送波された送信波の各々に関し当該送信波の周波数と当該送信波の前記走行面からの反射波の周波数を用いて車速を算出し、算出した車速の平均値を前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定装置。
【請求項１２】
車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２つの方向に送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と当該送信波の前記走行面からの反射波の周波数を用いてドップラー周波数を特定し、
【数２】
2016200538.tif 000026
（ただし、ｃは光速、ｆd1およびｆd2は前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し特定されたドップラー周波数、ｆt1およびｆt2は前記送受波手段により送波された送信波の周波数、θ1およびθ2は前記異なる２つの方向の角度、αは前記車両の傾斜角度）
の関係を満たす車速ＶAを前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と前記反射波の周波数を用いて車速を算出し、算出した車速の平均値を前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定手段とを備える車速計測装置を第１の態様として提供する。
また、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２つの方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波手段と、前記反射波の周波数を特定する周波数特定手段と、前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と前記反射波の周波数を用いてドップラー周波数を特定し、
【数１】
2016200538.tif 000027
（ただし、ｃは光速、ｆd1およびｆd2は前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し特定されたドップラー周波数、ｆt1およびｆt2は前記送受波手段により送波された送信波の周波数、θ1およびθ2は前記異なる２つの方向の角度、αは前記車両の傾斜角度）
の関係を満たす車速ＶAを前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定手段とを備える車速計測装置を第２の態様として提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１または第２の態様の車速計測装置によれば、１つの方向の送信波の反射波の周波数により車速を特定する車速計測装置と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第１または第２の態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の前方斜め下および後方斜め下に送信波を送波する、という構成が第３の態様として採用されてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第３の態様の車速計測装置によれば、２つの送信波をいずれも車両の前方斜め下に送波する場合や、２つの送信波をいずれも車両の後方斜め下に送波する場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第１乃至第３のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の前方斜め下の２以上の異なる方向と前記車両の後方斜め下の２以上の異なる方向に送信波を送波する、という構成が第４の態様として採用されてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第４の態様の車速計測装置によれば、精度の異なる２以上の車速が得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第１乃至第４のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両の左右方向における２以上の位置から送信波を送波する、という構成が第５の態様として採用されてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第５の態様の車速計測装置によれば、車両の左側と右側の各々における車速が得られる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第１乃至第５のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信し、前記車速特定手段は前記反射波のなかから波形および強度により選択された２以上の反射波の周波数に基づき前記特定を行う、という構成が第６の態様として採用されてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第６の態様の車速計測装置によれば、選択の余地のない２つの反射波の周波数に基づき車速が特定される場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第１乃至第６のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、前記３以上の異なる方向のなかから過去に受波した反射波の波形および強度により選択された２以上の異なる方向に送信波を送信する、という構成が第７の態様として採用されてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
第７の態様の車速計測装置によれば、選択の余地のない方向に送波された送信波の反射波の周波数に基づき車速が特定される場合と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
第１乃至第７のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記走行面に対し３以上の異なる方向に送信波を送信可能であり、所定の時間の経過毎に前記３以上の異なる方向のなかから所定の順序で２以上の異なる方向を選択する処理と、選択した２以上の異なる方向に送信波を送信する処理とを繰り返す、という構成が第８の態様として採用されてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第８の態様の車速計測装置によれば、様々な送波方向の組み合わせに応じた車速が得られる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
第１乃至第８のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は前記車両に対する送信波の角度を連続的に変更可能である、という構成が第９の態様として採用されてもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
第９の態様の車速計測装置によれば、連続的に変化する送波方向に応じた車速が得られる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
第１乃至第９のいずれかの態様の車速計測装置において、前記送受波手段は、２以上の異なる周波数で送信波の送波を行う、という構成が第１０の態様として採用されてもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１０の態様の車速計測装置によれば、同時に２以上の車速が得られる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送波された送信波の各々に関し当該送信波の周波数と当該送信波の前記走行面からの反射波の周波数を用いて車速を算出し、算出した車速の平均値を前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定装置を第１１の態様として提案する。
また、本発明は、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２つの方向に送波された送信波の各々に関し前記送信波の周波数と当該送信波の前記走行面からの反射波の周波数を用いてドップラー周波数を特定し、
【数２】
2016200538.tif 000028
（ただし、ｃは光速、ｆd1およびｆd2は前記送受波手段により送波された送信波の各々に関し特定されたドップラー周波数、ｆt1およびｆt2は前記送受波手段により送波された送信波の周波数、θ1およびθ2は前記異なる２つの方向の角度、αは前記車両の傾斜角度）の関係を満たす車速ＶAを前記車両の前記走行面に対する速度として特定する車速特定装置を第１２の態様として提案する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第１１または第１２の態様の車速特定装置によれば、車両から走行面に対し前記車両に対する角度が異なる２以上の方向に送信波を送波し、前記走行面からの反射波を受波する送受波装置から得られる情報を用いて、１つの方向の送信波の反射波の周波数により車速を特定する車速特定装置と比較し、誤差の少ない車速が得られる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
第１車速特定部１２２−１は第１交流波生成部１１１−１により生成される交流波の周波数、すなわち第１送信波の周波数と、第１周波数特定部１２１−１により特定される交流波の周波数、すなわち第１受信波の周波数とを用いてドップラー周波数ｆd1を特定し、以下の式（２）に従い、計測車速ｖ1を算出する。ただし、ｆt1は第１送信波の周波数、ｃは光の速度である。
【数４】
2016200538.tif 000029
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
第２車速特定部１２２−２は第２交流波生成部１１１−２により生成される交流波の周波数、すなわち第２送信波の周波数と、第２周波数特定部１２１−２により特定される交流波の周波数、すなわち第２受信波の周波数とを用いてドップラー周波数ｆd2を特定し、以下の式（３）に従い、計測車速ｖ2を算出する。ただし、ｆt2は第２送信波の周波数、ｃは光の速度である。
【数５】
2016200538.tif 000030
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
走行面８に対する車両９の前後方向における傾きがある場合、実車速Ｖは以下の式（４）または式（５）に従い算出される。なお、式（４）に従い算出される実車速Ｖと式（５）に従い算出される実車速Ｖは一致する。
【数６】
2016200538.tif 000031
【数７】
2016200538.tif 000032
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
統合車速特定部１２３は第１車速特定部１２２−１により特定された計測車速ｖ1と第２車速特定部１２２−２により特定された計測車速ｖ2を用いて、以下の式（６）に従い計測車速ｖAを算出する。
【数８】
2016200538.tif 000033
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
式（６）に従い算出される計測車速ｖAの誤差ｅA＝｜Ｖ−ｖA｜は、計測車速ｖ1の誤差ｅ1＝｜Ｖ−ｖ1｜および計測車速ｖ2の誤差ｅ2＝｜Ｖ−ｖ2｜のいずれよりも小さい。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
この変形例においては、上述した式（２）と式（３）に代えて、以下の式（７）と式（８）が用いられる。
【数９】
2016200538.tif 000034
【数１０】
2016200538.tif 000035
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
例えば、車速特定部１２が下記の式（９）の連立方程式（方程式系）に従い計測車速ｖAを算出してもよい。
【数１１】
2016200538.tif 000036