(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ノイズ波の干渉を防止するとともに、車両の上下動や走行路面の凹凸により速度の計測に誤差が生じるのを防止することが可能な移動体の速度測定装置を提供することである。【解決手段】移動体２の底面２ａに設けられ、移動体２の走行方向Ｘに対して傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信器８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆから移動体２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体２の速度測定装置１において、送受信器８は、円偏波を送受信するように構成され、送受信器８は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されている。【選択図】図１
2009198362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、
前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されていることを特徴とする移動体の速度測定装置。
【請求項２】
前記送受信器は、送信器と受信器とが別個に構成されており、前記送信器及び前記受信器が、前記移動体の前記底面に並列して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体の速度測定装置。
【請求項３】
移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、
前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において反射板が設けられており、該反射板は、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させる面を有していることを特徴とする移動体の速度測定装置。
【請求項４】
移動体の走行路面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて放射するとともに前記移動体から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、
前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されていることを特徴とする移動体の速度測定装置。
【請求項５】
移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、
前記移動体の前記底面には、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測する距離計が設けられており、前記速度計算手段は、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記データベースから取得するように構成されていることを特徴とする移動体の速度測定装置。
【請求項６】
移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、
前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信する受信器が設けられており、前記速度計算手段は、前記送受信器から放射した前記送信波と前記受信器で受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースと、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースとを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を前記第１のデータベースから取得し、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記第２のデータベースから取得するように構成されていることを特徴とする移動体の速度測定装置。
【請求項７】
移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、
前記送信波を走行路面に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記走行路面から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップであることを特徴とする移動体の速度測定方法。
【請求項８】
移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、
前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させることを特徴としている移動体の速度測定方法。
【請求項９】
移動体の走行路面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記移動体から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、
前記送信波を移動体に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記移動体から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップであることを特徴とする移動体の速度測定方法。
【請求項１０】
移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、
前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測するステップを更に備え、
前記移動体の速度を計算するステップは、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースから、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップを備えていることを特徴とする移動体の速度測定方法。
【請求項１１】
移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、
前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信するステップを更に備え、
前記移動体の速度を計算するステップは、
前記送信波と受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースから、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を取得するステップと、
前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースから、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップと
を備えていることを特徴とする移動体の速度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の速度測定装置及び速度測定方法に関し、特に、超音波あるいは電磁波等のドップラー効果を利用した移動体の速度測定装置及び速度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道車両や自動車等の移動体の速度を測定するために、様々な速度測定装置が提案されている。
【０００３】
図８は、車両の速度測定装置の第１の従来例を示している。
図８に示すように、車両３０は複数のタイヤ３１で支持されており、このタイヤ３１の近傍には回転センサ（図示せず）が配置されている。第１の従来例では、この回転センサから出力されるパルス信号の周期等に基づいてタイヤ３１の回転角を検出することにより車両３０の速度を測定している。
【０００４】
図９は、車両の速度測定装置の第２の従来例を示している。
図９に示すように、車両３０の底面３０ａにはコイル３２が配置されており、一方、走行路面２０には所定の間隔を置いて複数の磁石マーカ３３が埋設されている。この状態において、車両３０が、磁石マーカ３３が埋設された走行路面２０上を通過すると、コイル３２には誘起電圧が生じる。第２の従来例では、速度計算手段３４が、コイル３２の誘起電圧の発生情報を計測するとともに、誘起電圧の大きさが車両３０の速度に比例する関係を利用することにより、車両３０の速度を計算している。
【０００５】
図１０は、車両の速度測定装置の第３の従来例を示している。
図１０に示すように、車両３０の底面３０ａには、車両３０の走行方向Ｘに対して傾斜した送信波３５を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波３６を受信するように構成された送受信アンテナ３７が設けられている。第３の従来例では、速度計算手段３８が、受信アンテナ３７から送信波３５及び反射波３６の情報を受け取り、送信波３５と反射波３６との間の周波数偏移量を利用することにより、車両３０の速度を計算している。
【０００６】
一方、特許文献１には、車両の底部に設けられたアンテナから軌道面に垂直に電波を放射し、軌道面上の枕木から反射してきた反射波を受信することにより車両の速度を計測する速度検出装置が開示されている。
また、特許文献２には、クレーン及び無人搬送台車用の基地局間の電波干渉を防止するとともに、コンテナターミナル全体に亘って無人搬送台車等を無線遠隔操作することが可能な無線通信システムが開示されている。
【特許文献１】特開昭５８−２０５８７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１８０１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の第１の従来例の場合、車両３０にブレーキをかけると、タイヤ３１が走行路面２０上を滑る場合があり、実際の車両３０の速度よりも計測された速度が遅くなるという問題があった。加えて、タイヤ３１は走行中に空気圧が変化して直径が変化するので、タイヤ３１の回転角の計測に誤差が生じ、結果として、車両３０の速度の計測にも誤差が生じるという問題があった。
【０００８】
また、上述の第２の従来例では、走行路面２０に磁石マーカ３３を埋設しなければならず、コストがかかり、施工や保守にかかる時間も大きくなるという問題があった。
【０００９】
また、上述の第３の従来例では、送受信アンテナ３７から放射された送信波３５が、走行路面２０及び車両３０で複数回反射してノイズ波３９となって送受信アンテナ３７で受信される可能性がある。ノイズ波３９が送受信アンテナ３７で受信されると、送受信アンテナ３７で受信する反射波３６がノイズ波３９の影響を受けることになり、結果として、正確な周波数偏移量が得られず、車両３０の速度が正確に計測できないという問題があった。
加えて、第３の従来例では、車両３０の上下動や走行路面２０の側溝２１によって送受信アンテナ３７から送信波３５の反射位置までの距離が変動した場合、送受信アンテナ３７で受信する反射波３６に位相のずれが生じ、その結果、車両３０の速度の計測にばらつきが生じる可能性があった。そのため、第３の従来例では、データのばらつきを解消するために、直近の複数の速度のデータについて移動平均をとる等のデータ処理手段を設けなければならなかった。しかも、このような直近の複数のデータの移動平均を取るようなデータ処理では、現実の速度に対して誤差が生じるという問題もあった。
【００１０】
一方、特許文献１は、電波を軌道に垂直に放射して車両の速度を測定するものであるが、車両の上下動における誤差や軌道等から反射してくるノイズ波を考慮した構成が全く設けられていない。加えて、軌道上に配置された枕木毎に発生するパルスの数を数えるような構成となっており、軌道上に枕木や犬釘等がなければならず、速度が測定できる車両が限定されてしまう。
また、特許文献２は、クレーン及び無人搬送台車用の基地局間の電波干渉を防止するものであるが、クレーンや無人搬送台車を無線で遠隔制御するものであり、移動体の速度を測定するものではない。
【００１１】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ノイズ波の干渉を防止するとともに、車両の上下動や走行路面の凹凸等により速度の計測に誤差が生じるのを防止することが可能な移動体の速度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来技術の有する課題を解決するために、請求項１の本発明では、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されている。
【００１３】
請求項２の本発明では、前記送受信器は、送信器と受信器とが別個に構成されており、前記送信器及び前記受信器が、前記移動体の前記底面に並列して配置されている。
【００１４】
請求項３の本発明では、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において反射板が設けられており、該反射板は、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させる面を有している。
【００１５】
請求項４の本発明では、移動体の走行路面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて放射するとともに前記移動体から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されている。
【００１６】
請求項５の本発明では、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測する距離計が設けられており、前記速度計算手段は、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記データベースから取得するように構成されている。
【００１７】
請求項６の本発明では、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信する受信器が設けられており、前記速度計算手段は、前記送受信器から放射した前記送信波と前記受信器で受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースと、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースとを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を前記第１のデータベースから取得し、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記第２のデータベースから取得するように構成されている。
【００１８】
請求項７の本発明では、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波を走行路面に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記走行路面から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップである。
【００１９】
請求項８の本発明では、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させる。
【００２０】
請求項９の本発明では、移動体の走行路面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記移動体から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波を移動体に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記移動体から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップである。
【００２１】
請求項１０の本発明では、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測するステップを更に備え、前記移動体の速度を計算するステップは、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースから、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップを備えている。
【００２２】
請求項１１の本発明では、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信するステップを更に備え、前記移動体の速度を計算するステップは、前記送信波と受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースから、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を取得するステップと、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースから、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２３】
上述の如く、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されているので、送受信器が、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、走行路面で１回反射した反射波のみを受信することになる。これにより、送受信器が反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に計測されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、前記送受信器は、送信器と受信器とが別個に構成されており、前記送信器及び前記受信器が、前記移動体の前記底面に並列して配置されているので、送信器と受信機とを個別に管理及びメンテナンスをすることができる。
【００２５】
また、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において反射板が設けられており、該反射板は、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させる面を有しているので、走行路面で反射して移動体の底面に入射してきた入射波が、送受信器に向かって戻るように反射せず、移動体の外側（移動体の進行方向に対し側方にそれる方向）に向かって反射することになる。これにより、送受信器が反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に検出されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
【００２６】
また、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、移動体の走行路面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて（例えば、走行路面上から移動体の底面に、走行路面の上方から移動体の屋根面に、あるいは移動体の側面に向けて）放射するとともに前記移動体から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記送受信器は、円偏波を送受信するように構成され、前記送受信器は、所定の旋回方向の円偏波を放射し、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するように構成されているので、送受信器が、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、移動体（移動体の底面、移動体の屋根面、あるいは移動体の側面）で１回反射した反射波のみを受信することになる。これにより、送受信器が反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に計測されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
また、送受信器が走行路面に設けられているので、ある特定の移動体の速度を測定するのではなく、特定のポイントを通過する複数の移動体の速度をそれぞれ測定するような場合に有益である。
【００２７】
また、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測する距離計が設けられており、前記速度計算手段は、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記データベースから取得するように構成されているので、従来では、移動体の上下動や走行路面の凹凸によって送受信器から送信波の反射位置までの距離が変動した場合を想定して、計測された移動体の速度に対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本発明では、あらかじめ実験的に構築したデータベースを利用することにより、計測された距離と計測された周波数偏移量とから移動体の速度が得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送受信器から送信波の反射位置までの距離が変動した場合でも、反射波の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な移動体の速度をデータベースを利用して取得することができる。
【００２８】
また、本発明に係る移動体の速度測定装置によれば、移動体の底面に設けられ、前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するとともに前記走行路面から反射した反射波を受信するように構成された送受信器と、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算する速度計算手段とを備えている移動体の速度測定装置において、前記移動体の前記底面には、前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送受信器の位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信する受信器が設けられており、前記速度計算手段は、前記送受信器から放射した前記送信波と前記受信器で受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送受信器から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースと、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースとを備えており、前記速度計算手段は、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を前記第１のデータベースから取得し、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を前記第２のデータベースから取得するように構成されているので、従来では、移動体の上下動や走行路面の凹凸によって送受信器から送信波の反射位置までの距離が変動した場合を想定して、計測された移動体の速度に対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本発明では、あらかじめ実験的に構築したデータベースを利用することにより、計測された距離と計測された周波数偏移量とから即時に移動体の速度が得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送受信器から送信波の反射位置までの距離が変動した場合でも、反射波の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な移動体の速度を第１及び第２のデータベースを利用して取得することができる。また、第１のデータベースを利用することにより、送受信器から放射した送信波と受信器で受信した入射波との間の位相偏移量から、送受信器から送信波の反射位置までの距離が取得できるので、移動体の底面に距離計を設ける必要がなく、コストも低減される。
【００２９】
また、本発明に係る移動体の速度測定方法によれば、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波を走行路面に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記走行路面から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップであるので、走行路面から反射した反射波を受信するステップにおいて、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、走行路面で１回反射した反射波のみを受信することになる。これにより、反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に計測されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
【００３０】
また、本発明に係る移動体の速度測定方法によれば、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を前記移動体の外側に反射させるので、走行路面で反射して移動体の底面に入射してきた入射波が、反射波の受信位置に向かって戻ることはない。これにより、反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に検出されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
【００３１】
また、本発明に係る移動体の速度測定方法によれば、移動体の走行路面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を前記移動体に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記移動体から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波を移動体に向けて放射するステップは、所定の旋回方向の円偏波を放射するステップであり、前記移動体から反射した反射波を受信するステップは、前記旋回方向と反対方向の円偏波のみを受信するステップであるので、移動体から反射した反射波を受信するステップにおいて、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、移動体で１回反射した反射波のみを受信することになる。これにより、反射波を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて送信波と反射波との間の周波数偏移量が正確に計測されることになり、その結果、より精度の高い移動体の速度を測定することができる。
【００３２】
また、本発明に係る移動体の速度測定方法によれば、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離を計測するステップを更に備え、前記移動体の速度を計算するステップは、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納したデータベースから、計測された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップを備えているので、従来では、移動体の上下動や走行路面の凹凸によって送信波の放射位置から送信波の反射位置までの距離が変動した場合を想定して、計測された移動体の速度に対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本発明では、あらかじめ実験的に構築したデータベースを利用することにより、計測された距離と計測された周波数偏移量とから移動体の速度が得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送信波の放射位置から送信波の反射位置までの距離が変動した場合でも、反射波の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な移動体の速度をデータベースを利用して取得することができる。
【００３３】
また、本発明に係る移動体の速度測定方法によれば、移動体の底面から前記移動体の走行方向または前記走行方向と逆方向に対して傾斜した送信波を走行路面に向けて放射するステップと、前記送信波の放射位置の近傍において前記走行路面から反射した反射波を受信するステップと、前記送信波と前記反射波との間の周波数偏移量から前記移動体の速度を計算するステップとを備えている移動体の速度測定方法において、前記移動体の前記底面であって前記走行路面における前記送信波の反射位置を挟んで前記送信波の放射位置と対称となる位置において、前記走行路面で反射してきた入射波を受信するステップを更に備え、前記移動体の速度を計算するステップは、前記送信波と受信した前記入射波との間の位相偏移量と、前記送信波の放射位置から前記走行路面における前記送信波の反射位置までの距離との関係を格納した第１のデータベースから、計測された前記位相偏移量に対応する前記距離を取得するステップと、前記周波数偏移量毎における前記距離と前記移動体の速度との関係を格納した第２のデータベースから、取得された前記距離と計測された前記周波数偏移量とに対応する前記移動体の速度を取得するステップとを備えているので、従来では、移動体の上下動や走行路面の凹凸によって送信波の放射位置から送信波の反射位置までの距離が変動した場合を想定して、計測された移動体の速度に対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本発明では、あらかじめ実験的に構築したデータベースを利用することにより、計測された距離と計測された周波数偏移量とから即時に移動体の速度が得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送信波の放射位置からから送信波の反射位置までの距離が変動した場合でも、反射波の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な移動体の速度を第１及び第２のデータベースを利用して取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る移動体の速度測定装置を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る移動体の速度測定装置が設けられた車両の側面図である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る速度測定装置１は、専用の走行路面２０を走行する軌道系交通システムの車両２に適用されるものである。
本発明の第１実施形態に係る移動体の速度測定装置１は、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するように構成された送信アンテナ４と、車両２の底面２ａに進行方向Ｘに対して送信アンテナ４と並列に設けられ、走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された受信アンテナ６と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量から車両２の速度を計算する速度計算手段７とを備えている。
送信アンテナ４及び受信アンテナ６は、速度計算手段７にそれぞれ接続されており、送信波３あるいは反射波５の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００３６】
本発明の第１実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、送信アンテナ４は、所定の旋回方向の円偏波を走行路面２０に放射するように構成され、受信アンテナ６は、送信アンテナ４が放射する円偏波と旋回方向が反対方向の円偏波のみを受信するように構成されている。
ここで、円偏波とは、電界の偏波面が時間と共に回転する電波であり、旋回方向の違いにより右旋偏波と左旋偏波とがある。また、円偏波は、反射した際に旋回方向が電波の進行方向に対し反対（逆旋回）になる性質を有している。
【００３７】
次に、本発明の第１実施形態に係る移動体の速度測定装置１を用いて車両２の速度Ｖを測定する手順について説明する。以下では、例として、送信アンテナ４は右旋偏波を放射し、受信アンテナ６は左旋偏波のみを受信するように設定されている。
図１に示すように、送信アンテナ４は、ある角度θをもって送信波３を走行路面２０に対して放射する。
この送信波３は、走行路面２０で反射した際に、ドップラー効果によって周波数偏差を受けるとともに、旋回方向が反対となって左旋偏波となる。受信アンテナ６は、走行路面２０で１回反射した左旋偏波のみを反射波５として受信する。ここで、受信アンテナ６は左旋偏波のみを受信するように設定されているので、例えば、車両２及び走行路面２０で偶数回反射した右旋偏波の波を受信することはない。
そして、送信アンテナ４は送信波３の情報を速度計算手段７に送信し、受信アンテナ６は受信した反射波５の情報を速度計算手段７に送信する。速度計算手段７は、受信アンテナ６で得られた反射波５にＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）等の信号処理を施すことにより、反射波５の周波数成分から送信波３と反射波５との周波数偏差（ドップラー周波数）△（デルタ）ｆを算出する。
そして、速度計算手段７は、例えば、以下の[数１]の式の関係を用いて車両２の速度Ｖを計算することができる。
なお、ここで、[数１]は、移動体（車両２）の進行方向Ｘに向かって送信波３を放射していること、及び送信アンテナ４と受信アンテナ６の設置位置が同一（例えば、送受信一体型のアンテナ）であることが前提となる。[数１]の式中のｆ０は送信アンテナ４から放射された送信波３の周波数であり、Ｖは速度（走行路面２０に対する速度）であり、ｃは光速である。また、速度については進行方向Ｘを正の向きとする。
【数１】
2009198362.tif 000003
以上により、車両２の速度Ｖを求めることができる。
【００３８】
このように、第１実施形態に係る移動体の速度測定装置１によれば、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するように構成された送信アンテナ４と、車両２の底面２ａに進行方向Ｘに対して送信アンテナ４と並列に設けられ、走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された受信アンテナ６と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆから車両２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体の速度測定装置１において、送信アンテナ４は、所定の旋回方向の円偏波を走行路面２０に放射するように構成され、受信アンテナ６は、送信アンテナ４が放射する円偏波と旋回方向が反対方向の円偏波のみを受信するように構成されているので、受信アンテナ６が、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、走行路面２０で１回反射した反射波５のみを受信することになる。これにより、受信アンテナ６が反射波５を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて正確な送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆが計測されることになり、その結果、より精度の高い車両２の速度Ｖを測定することができる。
なお、奇数回（例えば、３回）反射して受信アンテナ６に入射してくるノイズ波は、受信アンテナ６が受信する円偏波と同じ旋回方向となるが、反射のたびに電波は減衰されているので、ノイズ波としての影響を与える可能性が小さくなる。したがって、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆの計測に影響を与えることはない。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１を、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１が設けられた走行路面２０上を車両２が通過した際の側面図である。
【００４０】
本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１は、走行路面２０に設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を車両２の底面２ａに向けて放射するように構成された送信アンテナ４と、走行路面２０に進行方向Ｘに対して送信アンテナ４と並列に設けられ、車両２の底面２ａから反射した反射波５を受信するように構成された受信アンテナ６と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量から車両２の速度を計算する速度計算手段７とを備えている。
送信アンテナ４及び受信アンテナ６は、速度計算手段７にそれぞれ接続されており、送信波３あるいは受信波５の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００４１】
本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、送信アンテナ４は、所定の旋回方向の円偏波を走行路面２０に放射するように構成され、受信アンテナ６は、送信アンテナ４が放射する円偏波と旋回方向が反対方向の円偏波のみを受信するように構成されている。
なお、本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１を用いて、車両２の速度Ｖを測定する手順については、第１実施形態と同様である。
【００４２】
また、本実施形態では、送信アンテナ４及び受信アンテナ６を走行路面２０に設け、車両２の底面２ａに向けて上向きに送信波３を放射しているが、本実施形態は一例にすぎず、これに限定されない。例えば、送信アンテナ４及び受信アンテナ６を車両２よりも上方に位置するように配置して、車両２の屋根面に送信波３を放射するように構成してもよい。また、送信アンテナ４及び受信アンテナ６を車両２の車幅方向外側に位置するように配置して、車両２の側面に送信波３を放射するように構成してもよい。
【００４３】
このように、第２実施形態に係る移動体の速度測定装置１によれば、走行路面２０に設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を車両２の底面２ａに向けて放射するように構成された送信アンテナ４と、走行路面２０に進行方向Ｘに対して送信アンテナ４と並列に設けられ、車両２の底面２ａから反射した反射波５を受信するように構成された受信アンテナ６と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆから車両２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体の速度測定装置１において、送信アンテナ４は、所定の旋回方向の円偏波を走行路面２０に放射するように構成され、受信アンテナ６は、送信アンテナ４が放射する円偏波と旋回方向が反対方向の円偏波のみを受信するように構成されているので、受信アンテナ６が、偶数回反射して入射してくるノイズ波を受信することがなくなり、車両２の底面２ａで１回反射した反射波５のみを受信することになる。これにより、受信アンテナ６が反射波５を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて正確な送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆが計測されることになり、その結果、より精度の高い車両２の速度Ｖを測定することができる。
また、送信アンテナ４及び受信アンテナ６が走行路面２０に設けられているので、ある特定の車両２の速度を測定するのではなく、特定のポイントを通過する複数の車両２の速度をそれぞれ測定するような場合に有益である。
【００４４】
次に、本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１を、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１を示しており、（ａ）は速度測定装置１が設けられた車両２の側面図であり、（ｂ）は速度測定装置１が設けられた車両２の正面図であり、（ｃ）は反射板の斜視図である。
【００４５】
本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１は、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量から車両２の速度を計算する速度計算手段７とを備えている。
送受信アンテナ８は、速度計算手段７に接続されており、送信波３及び反射波５の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００４６】
本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、車両２の底面２ａには、走行路面２０における送信波３の反射位置を挟んで送受信アンテナ８の位置と対称となる位置において反射板９が設けられている。図３（ｃ）に示すように、反射板９は、三角錐で形成されており、走行路面２０で反射してきた入射波１０を車両２の外側１１に反射させる反射面９ａを有している。反射板９は、三角錐の底面９ｂを車両２の底面２ａに合わせるとともに反射板９の面９ｃが進行方向Ｘと略平行になるように配置されている。これにより、反射板９の反射面９ａが車両２の外側１１を向くように配置される。
以上の構成から、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、走行路面２０で反射して車両２の底面２ａに入射してきた入射波１０が、送受信アンテナ８に向かって戻るように反射せず、反射板９の反射面９ａにより車両２の外側１１（車両２の進行方向Ｘに対し側方にそれる方向）に向かって反射することになる。
なお、本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１を用いて車両２の速度Ｖを測定する手順については、第１実施形態と同様である。
【００４７】
また、本実施形態において、反射板９は、反射面９ａが二等辺三角形であるとともに面９ｃが直角三角形をなす三角錐で形成され、面９ｃが車両２の進行方向Ｘと略平行になるように配置されているが、本実施形態は一例にすぎず、これに限定されない。すなわち、走行路面２０で反射してきた入射波１０を車両２の外側１１に反射させる反射面を有していればよく、反射面の形状及び反射板の全体の形状は別の形状で形成してもよい。
【００４８】
このように、第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１によれば、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆから車両２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体の速度測定装置１において、車両２の底面２ａには、走行路面２０における送信波３の反射位置を挟んで送受信アンテナ８の位置と対称となる位置において反射板９が設けられており、反射板９は、走行路面２０で反射してきた入射波１０を車両２の外側１１に反射させる面９ａを有しているので、走行路面２０で反射して車両２の底面２ａに入射してきた入射波１０が、送受信アンテナ８に向かって戻るように反射せず、車両２の外側１１に向かって反射することになる。これにより、送受信アンテナ８が反射波５を受信する際にノイズ波の干渉を受けなくなるので、従来に比べて正確な送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆが検出されることになり、その結果、より精度の高い車両２の速度Ｖを測定することができる。
【００４９】
次に、本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１を、図面を参照しながら説明する。
図４は、本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１が設けられた車両２の側面図である。
【００５０】
本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１は、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量から車両２の速度を計算する速度計算手段７とを備えている。
送受信アンテナ８は、速度計算手段７に接続されており、送信波３及び受信波５の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００５１】
本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、車両２の底面２ａには、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離Ｄを計測する距離計１２が設けられている。距離計１２は、例えば、レーザ等の光線を使用した光学式距離計である。そして、距離計１２は、進行方向Ｘに対して送受信アンテナ８と並列で、かつ、放射する光線（レーザ）の方向が送受信アンテナ８の送信波３の放射方向と同一になるように配置されている。また、距離計１２は、速度計算手段７に接続されており、測定した距離Ｄの情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００５２】
本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、速度計算手段７は、周波数偏移量毎における距離Ｄと車両２の速度との関係を格納したデータベース１３を備えている。また、速度計算手段７は、計測された距離Ｄと計測された周波数偏移量とに対応する車両２の速度をデータベース１３から取得するように構成されている。
【００５３】
図５は、データベース１３に格納されているデータの一例を示したグラフであり、周波数偏移量毎（△ｆ＝ｆ１，ｆ２，・・・）における距離Ｄと車両２の速度Ｖとの関係を示したグラフである。
データベース１３は、移動体の速度測定装置１が設置される車両２において、本実施形態の送受信アンテナ８や距離計１２等を用いてあらかじめ実験を行い、その結果得られた実験値を蓄積したものである。また、実験により得られた距離Ｄと車両２の速度Ｖとの関係は、図５に示すような曲線となるが、この曲線の全範囲をデータとして使用せず、適切な範囲を選択して使用する。このデータとして使用する範囲Ｍも、あらかじめ行った実験により決定されている。
【００５４】
次に、本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１を用いて車両２の速度Ｖを測定する手順について説明する。
図４に示すように、送受信アンテナ８は、送信波３を走行路面２０に対して放射し、距離計１２は同時に光線を走行路面２０に対して放射する。
送受信アンテナ８から放射された送信波３は、走行路面２０で反射した際にドップラー効果によって周波数偏差△ｆを受け、反射波５として送受信アンテナ８で受信される。一方、距離計１２は走行路面２０から反射してきた光線の情報から、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離Ｄを算出する。
そして、送受信アンテナ８は送信波３及び反射波５の情報を速度計算手段７に送信し、距離計１２は算出した距離Ｄを速度計算手段７に送信する。速度計算手段７は、送受信アンテナ８で得られた反射波５にＦＦＴ等の信号処理を施すことにより、反射波５の周波数成分から送信波３と反射波５との周波数偏差（ドップラー周波数）△ｆ＝ｆ１を算出する。
そして、図５に示すように、速度計算手段７は、まず、算出された周波数偏移量△ｆ＝ｆ１に対応する距離Ｄと移動体の速度Ｖとの関係を表したデータ集合をデータベース１３から検索し、その後、算出した距離Ｄ１に対応する移動体の速度Ｖを上記データ集合から取得する。
以上により、車両２の速度Ｖを求めることができる。
【００５５】
このように、第４実施形態に係る移動体の速度測定装置１によれば、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△ｆから車両２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体の速度測定装置１において、車両２の底面２ａには、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離を計測する距離計１２が設けられており、速度計算手段７は、周波数偏移量毎における距離Ｄと移動体の速度Ｖとの関係を格納したデータベース１３を備えており、速度計算手段７は、計測された距離Ｄ１と計測された周波数偏移量ｆ１とに対応する移動体の速度Ｖをデータベース１３から取得するように構成されているので、従来では、車両２の上下動や走行路面２０の凹凸によって送受信アンテナ８から送信波３の反射位置までの距離Ｄが変動した場合を想定して、計測された車両２の速度Ｖに対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本実施形態では、あらかじめ実験的に構築したデータベース１３を利用することにより、計測された距離Ｄ１と計測された周波数偏移量ｆ１とから即時に車両２の速度Ｖが得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送受信アンテナ８から送信波３の反射位置までの距離Ｄが変動した場合でも、反射波５の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な車両２の速度Ｖをデータベース１３を利用して取得することができる。
【００５６】
次に、本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１を、図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１が設けられた車両２の側面図である。
【００５７】
本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１は、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量から車両２の速度を計算する速度計算手段７とを備えている。
送受信アンテナ８は、速度計算手段７に接続されており、送信波３及び受信波５の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００５８】
本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、車両２の底面２ａには、走行路面２０における送信波３の反射位置を挟んで送受信アンテナ８の位置と対称となる位置において、走行路面２０で反射してきた入射波１０を受信する補正用受信アンテナ１４が設けられている。補正用受信アンテナ１４は、速度計算手段７に接続されており、走行路面２０で反射してきた入射波１０の情報を速度計算手段７に送信するように構成されている。
【００５９】
また、本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１では、速度計算手段７は、送受信アンテナ８から放射した送信波３と補正用受信アンテナ１４で受信した入射波１０との間の位相偏移量と、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離Ｄとの関係を格納した第１のデータベース１５を備えている。
【００６０】
図６は、第１のデータベース１５に格納されているデータの一例を示したグラフであり、送受信アンテナ８から放射した送信波３と補正用受信アンテナ１４で受信した入射波１０との間の位相偏移量△φと、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離Ｄとの関係を示したグラフである。
第１のデータベース１５は、移動体の速度測定装置１が設置される車両２において、本実施形態の送受信アンテナ８、補正用受信アンテナ１４、及び距離計等を用いてあらかじめ実験を行い、その結果得られた実験値を蓄積したものである。また、実験により得られた位相偏移量△φと距離Ｄとの関係は、図７に示すような曲線となるが、この曲線の全範囲をデータとして使用せず、適切な範囲Ｎを選択して使用する。このデータとして使用する範囲Ｎも、あらかじめ行った実験により決定されている。
【００６１】
また、速度計算手段７は、周波数偏移量毎（△ｆ＝ｆ１，ｆ２・・・）における距離Ｄと車両２の速度Ｖとの関係を格納した第２のデータベース１６を備えている。この第２のデータベース１６は、第４実施形態におけるデータベース１３と同様のものである。
そして、速度計算手段７は、計測された位相偏移量△φに対応する距離Ｄを第１のデータベース１５から取得し、取得された距離Ｄ１と計測された周波数偏移量ｆ１とに対応する車両２の速度Ｖを第２のデータベース１６から取得するように構成されている。
【００６２】
次に、本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１を用いて車両２の速度Ｖを測定する手順について説明する。
図６に示すように、まず、送受信アンテナ８は、送信波３を走行路面２０に対して放射する。
送受信アンテナ８から放射された送信波３は、走行路面２０で反射した際にドップラー効果によって周波数偏差△ｆを受け、反射波５として送受信アンテナ８で受信される。一方、補正用受信アンテナ１４は、走行路面２０で反射してきた入射波１０を受信する。その後、送受信アンテナ８は送信波３及び反射波５の情報を速度計算手段７に送信し、補正用受信アンテナ１４は入射波１０の情報を速度計算手段７に送信する。
速度計算手段７は、送受信アンテナ８で得られた反射波５にＦＦＴ等の信号処理を施すことにより、反射波５の周波数成分から送信波３と反射波５との周波数偏差（ドップラー周波数）△ｆ＝ｆ１を算出する。
次に、速度計算手段７は、送信波３の位相成分と補正用受信アンテナ１４で受信した入射波１０の位相成分とから位相偏移量△φを算出する。ここで、送信波３の波動方程式を
【数２】
2009198362.tif 000004
とし、入射波１０の波動方程式を、
【数３】
2009198362.tif 000005
とすると、位相偏移量△φは、
【数４】
2009198362.tif 000006
により算出される。ここで、Ａ，Ｂは振幅であり、ωは角周波数であり、ｔは時刻であり、φ１，φ２は位相である。
そして、速度計算手段７は、まず、算出された位相偏移量△φに対応する距離Ｄ１を第１のデータベース１５から取得し、その後、算出した周波数偏移量△ｆ＝ｆ１に対応する距離Ｄと車両２の速度Ｖとの関係を表したデータ集合を第２のデータベース１６から検索する。最後に、第１のデータベース１５から取得した距離Ｄ１に対応する車両２の速度Ｖを上記データ集合から取得する。
以上により、車両２の速度Ｖを求めることができる。
【００６３】
このように、第５実施形態に係る移動体の速度測定装置１によれば、車両２の底面２ａに設けられ、車両２の進行方向Ｘに向かって傾斜した送信波３を走行路面２０に向けて放射するとともに走行路面２０から反射した反射波５を受信するように構成された送受信アンテナ８と、送信波３と反射波５との間の周波数偏移量△φから車両２の速度Ｖを計算する速度計算手段７とを備えている移動体の速度測定装置１において、車両２の底面２ａには、走行路面２０における送信波３の反射位置を挟んで送受信アンテナ８の位置と対称となる位置において、走行路面２０で反射してきた入射波１０を受信する補正用受信アンテナ１４が設けられており、速度計算手段７は、送受信アンテナ８から放射した送信波３と補正用受信アンテナ１４で受信した入射波１０との間の位相偏移量△φと、送受信アンテナ８から走行路面２０における送信波３の反射位置までの距離Ｄとの関係を格納した第１のデータベース１５と、周波数偏移量△φ毎における距離Ｄと移動体の速度Ｖとの関係を格納した第２のデータベース１６とを備えており、速度計算手段７は、計測された位相偏移量△φに対応する距離Ｄ１を第１のデータベース１５から取得し、取得された距離Ｄ１と計測された周波数偏移量△ｆとに対応する車両２の速度Ｖを第２のデータベース１６から取得するように構成されているので、従来では、車両２の上下動や走行路面２０の凹凸によって送受信アンテナ８から送信波３の反射位置までの距離Ｄが変動した場合を想定して、計測された車両２の速度Ｖに対して移動平均をとる等のデータ処理を行う必要があったが、本実施形態では、あらかじめ実験的に構築したデータベース１５，１６を利用することにより、計測された距離Ｄ１と計測された周波数偏移量△ｆ＝ｆ１とから車両２の速度Ｖが得られることになり、従来のようなデータ処理を行う必要がない。加えて、送受信アンテナ８から送信波３の反射位置までの距離Ｄが変動した場合でも、反射波５の位相のずれ等の影響を受けることなく、正確な車両２の速度Ｖを第１及び第２のデータベース１５，１６を利用して取得することができる。また、第１のデータベース１５を利用することにより、送受信アンテナ８から放射した送信波３と補正用受信アンテナ１４で受信した入射波１０との間の位相偏移量△φから、送受信アンテナ８から送信波３の反射位置までの距離Ｄが取得できるため、車両２の底面２ａに距離計を設ける必要がなく、コストも低減される。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【００６５】
上記第１ないし第５の実施形態では、本発明に係る移動体の速度測定装置１を軌道系交通システムの車両２に設けているが、自動車等の車両や物流用の運搬機等にも適用可能である。また、本発明に係る移動体の速度測定装置１は、速度の測定のみならず、ドップラー周波数等を利用して障害物等の接近を検知するように構成することで、障害物検知、車両の衝突防止等の分野にも適用可能である。
【００６６】
上記第１実施形態では、送信アンテナ４は右旋偏波を放射し、受信アンテナ６は左旋偏波のみを受信するように設定されているが、送信アンテナ４を及び受信アンテナ６の円偏波の旋回方向はこれに限定されず、送信アンテナ４と受信アンテナ６とで旋回方向が逆になっていればよい。
【００６７】
上記第１及び第２実施形態では、送信アンテナ４及び受信アンテナ６が進行方向Ｘに対して並列に配置されているが、これらの配置に限定されず、進行方向Ｘの鉛直方向に対して並列に配置する等、送信アンテナ４及び受信アンテナ６が近接して配置されていればよい。また、送受信一体型のアンテナのように同軸上に送受信一体のアンテナを置き、回路上で送信信号と受信信号の方向性分離を行ってもよい。
【００６８】
上記第３実施形態では、反射板９により走行路面２０で反射してきた入射波１０を車両２の外側１１に反射させているが、反射板９の代わりにラバー状の電波吸収体を設けて、入射波１０を吸収するように構成してもよい。
【００６９】
上記第４実施形態では、送受信アンテナ８及び距離計１２が進行方向Ｘに対して並列に配置されているが、これらの配置に限定されず、進行方向Ｘの鉛直方向に対して並列に配置する等、送受信アンテナ８及び距離計１２が近接して配置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る移動体の速度測定装置が設けられた車両の側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る移動体の速度測定装置が設けられた走行路面上を車両が通過した際の側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る移動体の速度測定装置１を示しており、（ａ）は速度測定装置が設けられた車両の側面図であり、（ｂ）は速度測定装置が設けられた車両の正面図であり、（ｃ）は反射板の斜視図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る移動体の速度測定装置が設けられた車両の側面図である。
【図５】、データベースに格納されているデータの一例を示した図であり、周波数偏移量毎における距離と車両の速度との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の第５実施形態に係る移動体の速度測定装置が設けられた車両の側面図である。
【図７】送受信アンテナから放射した送信波と補正用受信アンテナで受信した入射波との間の位相偏移量と、送受信アンテナから走行路面における送信波の反射位置までの距離との関係を示したグラフである。
【図８】車両の速度測定装置の第１の従来例を示している図である。
【図９】車両の速度測定装置の第２の従来例を示している図である。
【図１０】車両の速度測定装置の第３の従来例を示している図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  速度測定装置
２  車両
２ａ  車両の底面
３  送信波
４  送信アンテナ
５  反射波
６  受信アンテナ
７  速度計算手段
８  送受信アンテナ
９  反射板
９ａ，９ｂ  反射板の面
１０  入射波
１１  車両の外側
１２  距離計
１３  データベース
１４  補正用受信アンテナ
１５  第１のデータベース
１６  第２のデータベース
２０  走行路面
【図１】
2009198362.tif 000007
【図２】
2009198362.tif 000008
【図３】
2009198362.tif 000009
【図４】
2009198362.tif 000010
【図５】
2009198362.tif 000011
【図６】
2009198362.tif 000012
【図７】
2009198362.tif 000013
【図８】
2009198362.tif 000014
【図９】
2009198362.tif 000015
【図１０】
2009198362.tif 000016