踏切障害物検知装置

【課題】踏切遮断機の遮断桿近傍に進入した人を確実に検知して踏切道における障害物検知の安定性を向上させる。
【解決手段】面検知式センサ５ａの検知エリアの端部である遮断桿１１近傍の自動車は検知できるが人が検知できないグレーゾーン１８にペンシル形状の細いミリ波ビーム１２を照射して、遮断桿１１の左右のぶれに影響を受けないで遮断桿１１の内方近くにいる人を確実に検知して人の検知エリアの死角をなくすとともに遮断桿１１やその外方にいる人や自動車を障害物として誤検知することを防ぐ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば列車が走行する軌道の踏切道における自動車や歩行者を検知する障害物検知装置、特に検知精度の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道保安装置の踏切警報装置は、軌道上を走行する列車が踏切に接近したときに踏切警報を開始し、踏切道の通行を遮断して列車の安全運転と踏切道を通行する自動車や歩行者の安全を図り、列車が踏切道を通過した後は速やかに通行遮断を解除して円滑な道路通行を確保するようにしている。
【０００３】
この踏切道における列車の安全運行が阻害されることを防止するため、例えばレーザーセンサや赤外線センサ、可視カメラによる光学センサあるいは超音波センサ又はループコイルセンサ等を使用した踏切障害物検知装置が使用されている。これらのセンサを使用した踏切障害物検知装置は、雨や雪、霧、風などの気象や照度等の影響を受けやすい。これに対して特許文献１や特許文献２に示すように、マイクロ波のうち波長が数ｍｍ前後の短いミリセンサを使用した踏切障害物検知装置は、気象や照度等の影響を受けにくく、簡単な構成で踏切内の障害物を確実に検知することができる。
【０００４】
特許文献１に示された踏切障害物検知装置は、レーザ光やミリ波を用いたレーダからなり、回転駆動する距離センサから踏切道の扇形状の範囲にレーザ光やミリ波を放射し、その反射信号に基づいて物体の方位情報と、その方位情報に対応する物体の距離情報を検知し、あらかじめ記憶している方位情報毎の物体の距離情報と、検知した方位情報に対応する物体の距離情報とを比較し、検知した物体が障害物であるか否を判定するようにしている。
【０００５】
特許文献２に示された踏切障害物検知装置は、図５に示すように、例えば３個の面検知式センサ５ａ〜５ｃを、踏切道８を挟んで配置し、各面検知センサ５ａ〜５ｃから踏切道８に扇形状のミリ波ビーム１０を照射し、その反射波を受信し、反射位置までの距離と反射強度の変動から障害物の有無を判定している。
【０００６】
この踏切道に扇形状のミリ波ビーム１０を照射し、その受信信号から障害物を検知するとき、人からの反射レベルと自動車からの反射レベルとで例えば100倍程度の強度差があり、このため面検知式センサ５ａの検知エリアの端部である踏切遮断機９の遮断桿１１近傍には、自動車は検知できるが人が検知できない範囲（グレーゾーン）が生じ、このグレーゾーンに人が進入しても警報を発することができなくなってしまう。
【０００７】
この問題を解消するため、特許文献３に示された踏切障害物検知装置は、図６に示すように、遮断桿近傍用レーダセンサ２０から遮断桿１１を含む遮断桿１１近傍に扇形状のレーダビーム２１を照射し、踏切道を挟んで遮断桿近傍用レーダセンサ２０とは反対側に設けた基準反射体２２からの反射ビームが遮断桿１１近傍の障害物２３により遮断されたとき、障害物２３までの距離と基準反射体２２からの受信レベルの変化量から障害物２３が踏切内にどのくらい進入したかを検知している。
【特許文献１】特開２００３−１１８２４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３６１５号公報
【特許文献３】特許第３８５４５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に示すように、遮断桿１１近傍に扇形状のレーダビーム２１を照射すると、遮断桿１１自体と遮断桿１１より外方のエリアにもレーダビーム２１が照射され、遮断桿１１を降下しているとき、風などの影響で遮断桿１１が左右にぶれて基準反射体２２からの受信レベルが変動して遮断桿１１近傍の障害物を安定して検知することは困難である。
【０００９】
また、遮断桿近傍用レーダセンサ２０と基準反射体２２との間にある障害物の状態によっては、回折現象により基準反射体２２からの反射レベルが、障害物が存在しない場合よりも上昇することがあり、障害物の進入を確実に検知することは困難である。
【００１０】
さらに、遮断桿近傍用レーダセンサ２０と遮断桿１１の間には踏切遮断機の本体が設置されているため、遮断桿近傍用レーダセンサ２０を設置することは困難である。
【００１１】
この発明は、このような短所を改善し、踏切遮断機の遮断桿近傍に進入した人を確実に検知することができる踏切障害物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の踏切障害物検知装置は、踏切道に扇形状のミリ波ビームを照射し、その反射ビームを受信する面検知センサと、面検知センサからの受信信号により踏切道内の障害物の有無を判定する処理装置とを有する踏切障害物検知装置において、前記面検知式センサの検知エリアの端部にある踏切遮断機の遮断桿近傍の自動車は検知できるが人が検知できない範囲（以下、グレーゾーンという）で、遮断桿より踏切道の内方にペンシル状のミリ波ビームを照射する線検知センサと、前記線検知センサと対向して踏切道を挟んで設けられ、前記線検知センサで照射したペンシル状のミリ波ビームを反射する反射体とを有し、前記処理装置は、前記線検知センサから照射したペンシル状のミリ波ビームの反射体からの反射強度と距離の変化の有無により踏切道の遮断桿内方近くに人がいるか否を判定することを特徴とする。
【００１３】
前記線検知センサは、前記グレーゾーンに照射するペンシル状のミリ波ビームにより残存するグレーゾーンの大きさが人の大きさよりも小さくなるように配置されている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、面検知式センサの検知エリアの端部である遮断桿近傍のグレーゾーンに線検知センサでペンシル形状の細いミリ波ビームを照射して人の有無を検知することにより、遮断桿の左右のぶれに影響を受けないで遮断桿の内方近くにいる人を確実に検知でき、人の検知エリアの死角をなくすことができる。また、遮断桿やその外方にいる人や自動車を障害物として誤検知することを防ぐことができ、障害物検知の安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の踏切障害物検知装置の配置図である。図に示すように、踏切障害物検知装置１のセンサユニット２とリフレクタ３及び処理装置４を有する。センサユニット２は、それぞれ３組の面検知センサ５ａ〜５ｃと線検知センサ６を有し、軌道７の踏切道８に設けられた踏切遮断機９の近傍に、歩行者や車両が検知できる一定高さで設置されている。リフレクタ３は踏切道８を挟んで線検知センサ６と対向する位置で軌道７の外側に配置されている。面検知センサ５ａ〜５ｃは、水平方向に対して一定角度で配置され、水平方向に大きな角度を有する扇形状のミリ波ビーム１０を照射し、踏切道８内にある障害物からの反射ビームを受信する。この３組の面検知センサ５ａ〜５ｃでミリ波ビーム１０を踏切道８内全体に照射する。線検知センサ６は踏切遮断機９の遮断桿１１よりも踏切道８の内方で、リフレクタ３に対してビーム幅が細いペンシル形状のミリ波ビーム１２を照射し、リフレクタ３と障害物からの反射ビームを受信する。
【００１６】
処理装置４は、図２のブロック図に示すように、信号処理部１３と反射強度計測部１４と距離算出部１５と判定処理部１６及び警報出力部１７を有する。信号処理部１３は、面検知センサ５ａ〜５ｃと線検知センサ６から入力する信号から不要な信号を除去して目標とする受信信号を出力する。反射強度計測部１４は信号処理部１３から面検知センサ５ａ〜５ｃの受信信号を入力して踏切道８内にある障害物からの反射強度を計測し、線検知センサ６の受信信号を入力してリフレクタ３からの反射強度を計測する。距離算出部１５は信号処理部１３から面検知センサ５ａ〜５ｃの受信信号を入力して踏切道８内にある障害物までの距離を計測し、線検知センサ６の受信信号を入力してリフレクタ３までの距離を計測する。判定処理部１６は反射強度計測部１４から入力する反射強度と距離算出部１５から入力する距離により踏切道８内における障害物の有無を検知する。警報出力部１７は判定処理部１６で障害物を検知したとき障害物検知信号を出力する。
【００１７】
この踏切障害物検知装置１の面検知センサ５ａ〜５ｃで扇形状のミリ波ビーム１０を照射し、その受信信号から障害物を検知するとき、人からの反射レベルと自動車からの反射レベルとで例えば100倍程度の強度差があり、このため、判定処理部１６には、図３に示すように、基準反射強度Ｐから人を検知するための基準閾値Ｔｈ１は自動車を検知するための基準閾値Ｔｈ２より高く設定してある。このため踏切遮断機９の遮断桿１１の近くに扇形状のミリ波ビーム１０を照射する面検知式センサ５ａの検知エリアの端部である遮断桿１１近傍には、図１に示すように、自動車は検知できるが人が検知できない範囲（以下、グレーゾーンという）１８が生じる。そこで線検知センサ６は照射するペンシル形状のミリ波ビーム１２がグレーゾーン１８を貫くように配置され、ビーム幅は残存するグレーゾーンの大きさが人の大きさよりも小さくなるようになっている。
【００１８】
この踏切障害物検知装置１の線検知センサ６から照射するミリ波ビーム１２により遮断桿１１の近くの人を検知するときの処理を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
列車が踏切道８に接近するとセンサユニット２の面検知センサ５ａ〜５ｃは踏切道８に扇形状のミリ波ビーム１０を照射し、あらかじめ定められた最大検知距離内からの反射信号の有無により処理装置４で踏切道８内における障害物の検知処理に入る。この障害物検知処理に入ると、線検知センサ６はペンシル形状のミリ波ビーム１２をリフレクタ３に対して照射し、その反射ビームを受信し、受信した信号を処理装置４の信号処理部１３に逐次出力する（ステップＳ１）。信号処理部１３は線検知センサ６から逐次入力する信号から不要な信号を除去して目標とする受信信号を反射強度計測部１４と距離算出部１５に出力する。反射強度計測部１４は入力した線検知センサ６からの受信信号によりミリ波ビーム１２リフレクタ３からの反射強度を計測し、計測した反射強度を判定処理部１６に出力する（ステップＳ２）。また、距離算出部１５も入力した線検知センサ６からの受信信号によりをリフレクタ３までの距離を算出して判定処理部１６に出力する（ステップＳ３）。判定処理部１６は逐次入力するペンシル形状のミリ波ビーム１２のリフレクタ３からの反射強度と距離が変化したかどうかを判定し（ステップＳ４）、リフレクタ３に照射しているペンシル形状のミリ波ビーム１２が人により遮断されてリフレクタ３からの反射強度と距離が変化した場合、遮断桿１１の内方近くに人がいることを示す障害物検知信号を警報出力部１７に出力する（ステップＳ５）。
【００２０】
このように面検知式センサ５ａの検知エリアの端部である遮断桿１１近傍の自動車は検知できるが人が検知できないグレーゾーン１８にペンシル形状の細いミリ波ビーム１２を照射することにより、遮断桿１１の左右のぶれに影響を受けないで遮断桿１１の内方近くにいる人を確実に検知でき、人の検知エリアの死角をなくすことができる。また、遮断桿１１やその外方にいる人や自動車を障害物として誤検知することを防ぐことができ、障害物検知の安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の踏切障害物検知装置の配置図である。
【図２】踏切障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】扇形状のミリ波ビームで障害物を検知するときの閾値と検知エリアを示す模式図である。
【図４】ペンシル状のミリ波ビームで人を検知することの処理を示すフローチャートである。
【図５】従来の踏切障害物検知装置の配置図である。
【図６】従来の他の踏切障害物検知装置の配置図である。
【符号の説明】
【００２２】
１；踏切障害物検知装置、２；センサユニット、３；リフレクタ、４；処理装置、
５；面検知センサ、２；線検知センサ、７；軌道、８；踏切道、９；踏切遮断機、
１０；扇形状のミリ波ビーム、１１；遮断桿、１２；ペンシル状のミリ波ビーム、
１３；信号処理部、１４；反射強度計測部、１５；距離算出部、１６；判定処理部、
１７；警報出力部，１８；グレーゾーン。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏切道に扇形状のミリ波ビームを照射し、その反射ビームを受信する面検知センサと、面検知センサからの受信信号により踏切道内の障害物の有無を判定する処理装置とを有する踏切障害物検知装置において、
前記面検知式センサの検知エリアの端部にある踏切遮断機の遮断桿近傍の自動車は検知できるが人が検知できない範囲（以下、グレーゾーンという）で、遮断桿より踏切道の内方にペンシル状のミリ波ビームを照射する線検知センサと、
前記線検知センサと対向して踏切道を挟んで設けられ、前記線検知センサで照射したペンシル状のミリ波ビームを反射する反射体とを有し、
前記処理装置は、前記線検知センサから照射したペンシル状のミリ波ビームの反射体からの反射強度と距離の変化の有無により踏切道の遮断桿内方近くに人がいるか否を判定することを特徴とする踏切障害物検知装置。
【請求項２】
前記線検知センサは、前記グレーゾーンに照射するペンシル状のミリ波ビームにより残存するグレーゾーンの大きさが人の大きさよりも小さくなるように配置されている請求項１記載の踏切障害物検知装置。

【図１】