特開 2022-170546 踏切障害物検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170546

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】踏切障害物検知システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20221102BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20221102BHJP

   B61L 29/00 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

G01S7/497

G01S17/931

B61L29/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021076741

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】福田 悠太

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 邦彦

【テーマコード（参考）】

5H161

5J084

【Ｆターム（参考）】

5H161AA01

5H161MM05

5H161MM14

5H161NN12

5H161PP11

5J084AA05

5J084AA10

5J084AB01

5J084AB07

5J084AD01

5J084BA03

5J084BA11

5J084BA49

5J084BB25

5J084BB27

5J084BB28

5J084CA31

5J084DA04

5J084EA20

(57)【要約】

【課題】踏切障害物検知システムの信頼性を向上させること。
【解決手段】踏切１０には、レーザ光を出力する発光部４６及び物体により反射されたレーザ光である反射光を受光する受光部４７を有するレーザレーダユニット２５が設置されている。レーザレーダユニット２５は、踏切１０における障害物の検知エリアＤＥよりも上側に位置するようにしてレーザユニット用支柱２１により支持され、レーザ光が検知エリアＤＥに上方から照射されるように構成されている。レーザレーダユニット２５とともに踏切障害物検知システム１８を構築する制御装置６０においては、レーザ光を反射した対象までの距離及び照射角度を示す測定結果に基づいて検知エリアＤＥに位置する障害物を検知する。レーザレーダユニット２５による測定結果に基づいて、当該レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方の変化が監視される。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定角度ごとに設定されている照射角度へレーザ光を照射する照射部及び反射された前記レーザ光を受光する受光部を有するレーザレーダ装置を備え、
前記レーザレーダ装置が踏切における障害物の検知エリアよりも上側に位置するようにして支持対象により支持され、前記レーザ光が前記検知エリアに上方から照射されるように構成されており、
前記レーザ光を反射した対象までの距離及び照射角度を示す測定結果に基づいて前記検知エリアに位置する前記障害物を検知する検知部と、
前記レーザレーダ装置による前記測定結果に基づいて、当該レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する監視部と
を備えている踏切障害物検知システム。

【請求項2】

前記レーザ光の照射範囲に設けられた基準物体を備え、
前記監視部は、前記基準物体までの距離及び照射角度を示す情報又は当該情報に基づき規定されたエリア情報を基準情報として記憶する記憶部を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する請求項１に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項3】

前記基準物体は、前記レーザレーダ装置の周辺であって且つ当該レーザレーダ装置よりも低い位置に配置されている請求項２に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項4】

走査サイクルにおいて走査方向における前記検知エリアの一端部に照射されるレーザ光及び前記走査方向における前記検知エリアの他端部に照射されるレーザ光の一方の光路上の位置又は当該光路に隣接する位置に前記基準物体が配置されている請求項３に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項5】

前記基準物体は、前記レーザレーダ装置を支持する前記支持対象とは別の対象に設けられている請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の踏切障害物検知システム。

【請求項6】

前記レーザレーダ装置による前記検知エリアは、前記踏切において線路と交差する道路に沿うようにして延びており、
前記支持対象及び前記別の対象は何れも上下に延びるポールであり、それらポールが前記道路に沿うようにして並設されている請求項５に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項7】

前記基準物体は、前記レーザレーダ装置を支持する前記支持対象に当該レーザレーダ装置用の取付部材とは別の取付部材を用いて取り付けられている請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の踏切障害物検知システム。

【請求項8】

前記支持対象は、上下に延びるポールであり、
前記ポールの長手方向に見て、前記基準物体の位置と前記レーザレーダの位置とが前記ポールの周方向においてずれている請求項７に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項9】

前記レーザレーダ装置は、前記踏切に設けられた遮断機が閉状態となっている場合の当該遮断機の遮断桿よりも高い位置に配置されており、
前記検知エリアは、前記遮断機が前記閉状態となっている場合に前記遮断桿が当該検知エリアに位置するように設定されており、
前記遮断機が前記閉状態となっている場合の前記遮断桿までの距離及び照射角度を示す情報又は当該情報に関連する情報が遮断桿情報として記憶されており、
前記遮断桿情報と前記測定結果とに基づいて前記遮断桿の動きを監視する請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の踏切障害物検知システム。

【請求項10】

前記検知エリア内の第１位置と、前記検知エリア外の第２位置とに変位可能な基準物体を備え、
前記基準物体は、前記踏切の遮断機が開状態となっている場合には前記第２位置に位置し、前記遮断機が閉状態となっている場合には前記第１位置に位置し、
前記監視部は、少なくとも前記第１位置における前記基準物体までの距離及び照射角度を示す情報又は当該情報に関連する情報を基準情報として記憶する記憶部を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する請求項１に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項11】

前記レーザレーダ装置は、前記遮断機が前記閉状態となっている場合の当該遮断機の遮断桿よりも高い位置に配置されており、
前記検知エリアは、前記遮断機が前記閉状態となっている場合に前記遮断桿が当該検知エリアに位置するように設定されており、
前記基準物体は、前記遮断桿である請求項１０に記載の踏切障害物検知システム。

【請求項12】

前記受光部は、地面により反射されたレーザ光を受光可能となっており、
前記監視部は、前記地面までの距離及び照射角度を示す情報又は当該情報に関連する情報を第２基準情報として記憶部に記憶し、前記第２基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する請求項２乃至請求項１１のいずれか１つに記載の踏切障害物検知システム。

【請求項13】

前記受光部は、地面により反射されたレーザ光を受光可能となっており、
前記監視部は、前記地面までの距離及び照射角度を示す情報又は当該情報に関連する情報を基準情報として記憶する記憶部を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する請求項１に記載の踏切障害物検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、踏切障害物検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

踏切内に停滞した車等の障害物を検知する踏切障害物検知システムには、レーザ光を地面と平行となるようにして照射する走査型のレーザレーダ装置を有しているものがある。この種の踏切障害物検知システムにおいては、レーザレーダ装置を地面に近い低所、例えば遮断機の遮断桿よりも低い箇所に配置することにより、人や車等の障害物の見逃しが抑制されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２２７６０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の如く地面に近い低所にレーザレーダ装置を配置した場合には、天候等の影響によってレーザ光の光路が寸断され、検知エリアへレーザ光を照射する機能が上手く発揮されなくなることが懸念される。例えば、積雪によって検知エリアへのレーザ光の照射が妨げられたり、車が通過する際の泥はね等によってレーザレーダ装置が汚れることで検知エリアへのレーザ光の照射が妨げられたりする可能性がある。このような事象が発生することは、踏切障害物検知システムの信頼性を向上させる上で好ましくない。

【0005】

ここで、本願の発明者は、ポール等の支持対象を用いてレーザレーダ装置を高所に配置し、検知エリアに対して上方からレーザ光を照射する構成を考案した。このような構成とすれば、検知エリアへのレーザ光の照射が妨げられることを好適に抑制できる。しかしながら、ポール等の支持対象を用いてレーザレーダ装置を高所に配置した場合には、レーザレーダ装置を低所に配置した場合と比べて、強風や地震等の外的要因によって支持対象に歪みが生じた場合にレーザレーダ装置の位置や向きが大きく変化する可能性が高くなる。また、踏切付近は風を遮る遮蔽物が少ないため、レーザレーダ装置に強風が吹きつけることでレーザレーダ装置の取付金具（取付部材）が変形等してレーザレーダ装置の位置や向きが変化する可能性も否定できない。そして、レーザレーダ装置の位置や向きが変化することはレーザ光の照射範囲がずれる（適正な位置から外れる）要因になる。このような照射範囲のずれが生じることは、障害物の見逃しを招き、踏切障害物検知システムの信頼性を向上させる上で妨げになると懸念される。このように、踏切障害物検知システムの信頼性の向上を図る上では、その構成に未だ改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、踏切障害物検知システムの信頼性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記課題を解決するための手段について記載する。

【0008】

第１の手段．所定角度ごとに設定されている照射角度へレーザ光を照射する照射部（第１固定ミラー４２、回転ミラー４４、発光部４６、モータ４８等）及び反射された前記レーザ光を受光する受光部（受光部４７）を有するレーザレーダ装置（レーザレーダユニット２５）を備え、
前記レーザレーダ装置が踏切における障害物の検知エリア（検知エリアＤＥ）よりも上側に位置するようにして支持対象（例えば支柱２１）により支持され、前記レーザ光が前記検知エリアに上方から照射されるように構成されており、
前記レーザ光を反射した対象（例えば障害物Ｍ、地面Ｇ、基準ターゲット３５）までの距離及び照射角度を示す測定結果に基づいて前記検知エリアに位置する前記障害物を検知する検知部（制御装置６０の制御部６１にて障害物の検知用の処理を実行する機能）と、
前記レーザレーダ装置による前記測定結果に基づいて、当該レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する監視部（制御装置６０の制御部６１にて確認処理を実行する機能）と
を備えている。

【0009】

支持対象（例えばポール）を用いてレーザレーダ装置を高所に配置し、検知エリアに対して上方からレーザ光を照射する構成とすれば、地面に近い低所にレーザレーダ装置を配置して水平にレーザ光を照射する構成と比較して、天候等の影響によってレーザ光の光路が寸断されること、すなわち検知エリアへレーザ光を照射する機能が上手く発揮されなくなることを抑制する上で有利となる。

【0010】

ここで、支持対象によってレーザレーダ装置を高所に配置した場合には、強風や地震等の影響によってレーザレーダ装置の位置や向きが変化する可能性が高くなり、レーザ光の照射範囲がずれやすくなること（適正な位置から外れやすくなること）が懸念される。この点、本手段においては、レーザレーダ装置による測定結果に基づいて当該レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視することにより、レーザ光が適正な位置に照射できない状況となった場合にその旨を簡易な構成によって把握可能となる。つまり、検知エリアに上方からレーザ光を照射する構成とした上で、レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する構成とすることにより、踏切障害物検知システムの信頼性を好適に向上させることができる。例えば、レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化が許容レベルを超えた場合には、検知部による検知を規制したり、管理者等に障害物検知システムの確認を要求したりするとよい。

【0011】

第２の手段．前記レーザ光の照射範囲に設けられた基準物体（例えば基準ターゲット３５や光吸収部材８１Ｙ等）を備え、
前記監視部は、前記基準物体までの距離及び照射角度を示す情報（例えば基準ターゲットや光吸収部材８１Ｙの位置を示す情報）又は当該情報に基づき規定されたエリア情報（基準ターゲットの位置に許容誤差等を加味した情報や検知エリアを示す情報）を基準情報として記憶する記憶部（制御装置６０の記憶部６２）を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する。

【0012】

レーザ光の照射範囲に配設された基準物体を用いてレーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する構成とすれば、踏切障害物検知システムの自己監視機能を簡易な構成によって実現できる。

【0013】

第３の手段．前記基準物体は、前記レーザレーダ装置の周辺であって且つ当該レーザレーダ装置よりも低い位置に配置されている。

【0014】

検知エリアに対して上方からレーザ光を照射する構成においては、基準物体をレーザレーダ装置よりも低い位置に配置することで照射範囲の無駄な広がりを抑制できる。基準物体がレーザレーダ装置の周辺（近傍）、すなわち高所に配置されることにより、基準物体を低所に配置する構成と比較して、積雪等の影響によって基準物体へのレーザ光の照射が妨げられるといった不都合を生じにくくすることができる。また、基準物体とレーザレーダ装置とを近づけて配置することは、基準物体とレーザレーダ装置との間でレーザ光の照射→反射→受光の流れが妨げられることを抑制する上で好ましい。

【0015】

第４の手段．走査サイクルにおいて走査方向における前記検知エリアの一端部に照射されるレーザ光及び前記走査方向における前記検知エリアの他端部に照射されるレーザ光の一方の光路上の位置又は当該光路に隣接する位置に前記基準物体が配置されている。

【0016】

本手段に示すように、走査サイクルにおいて検知エリアの一端部及び他端部の何れかに照射されるレーザ光の光路上の位置又は当該光路に隣接する位置に基準物体を配置することにより、レーザレーダ装置の周辺に基準物体を配置する場合であっても、当該基準物体が障害物検知の妨げになったり、検知エリアの広域化の妨げになったりすることを抑制できる。

【0017】

第５の手段．前記基準物体は、前記レーザレーダ装置を支持する前記支持対象（レーザレーダユニット用支柱２１）とは別の対象（基準ターゲット用支柱３１）に設けられている。

【0018】

レーザレーダ装置と基準物体とを別々の対象に設けることにより、レーザレーダ装置用の支持対象の変形に起因したレーザレーダ装置の位置等の変化に追従して基準物体の位置が変化することを抑制できる。つまり、変形前後でレーザレーダ装置と基準物体との位置関係が同様となることを抑制できる。

【0019】

第６の手段．前記レーザレーダ装置による前記検知エリアは、前記踏切において線路と交差する道路に沿うようにして延びており、
前記支持対象及び前記別の対象は何れも上下に延びるポールであり、それらポールが前記道路に沿うようにして並設されている。

【0020】

道路に沿って延びるようにして検知エリアが設定されることで、障害物の見逃しを好適に抑制できる。このような構成とする場合には、各ポールを道路に沿って並べることにより、レーザレーダ装置の周辺に基準物体を配置して上記第３の手段に示した効果を発揮させつつ、当該基準物体が障害物検知の妨げになったり、検知エリアの広域化の妨げになったりすることを抑制できる。

【0021】

第７の手段．前記基準物体は、前記レーザレーダ装置を支持する前記支持対象に当該レーザレーダ装置用の取付部材（ブラケット２２Ｘ）とは別の取付部材（ブラケット３２Ｘ）を用いて取り付けられている。

【0022】

１の支持対象にレーザレーダ装置及び基準物体を各々取り付ける構成とすることは、検知システムの簡素化を図る上で好ましい。このような構成とする場合には、本手段に示すように、レーザレーダ装置用の取付部材と基準物体用の取付部材とを分けることにより、レーザレーダ装置用の取付部材の変形に起因したレーザレーダ装置の位置等の変化に追従して基準物体の位置が変化することを抑制できる。つまり、変形前後でレーザレーダ装置と基準物体との位置関係が同様となることを抑制できる。

【0023】

第８の手段．前記支持対象は、上下に延びるポールであり、
前記ポールの長手方向に見て、前記基準物体の位置と前記レーザレーダの位置とが前記ポールの周方向においてずれている。

【0024】

本手段に示す構成によれば、仮にレーザレーダ装置及び基準物体の一方が下側に傾くように取付部材が変形した場合であっても、当該一方に押される等してレーザレーダ装置及び基準物体の他方が当該一方に追従するように下側に傾くことを抑制できる。故に、レーザレーダ装置及び基準物体の位置関係が変形前後で同一になることを抑制し、レーザレーダ装置の位置や向きの変化の見逃しを好適に減らすことができる。また、ポールの周方向にて位置をずらす構成とすれば、相互の干渉を抑制すべくポールの長手方向にてレーザレーダ装置及び基準物体の距離を稼ぐ構成と比較して、レーザレーダ装置及び基準物体を互いに近づけやすくなる。これは、基準物体をレーザレーダ装置の周辺（近傍）に配置する構成を実現する上で好ましい。

【0025】

第９の手段．前記レーザレーダ装置は、前記踏切に設けられた遮断機（遮断機１５）が閉状態となっている場合の当該遮断機の遮断桿（遮断桿１６）よりも高い位置に配置されており、
前記検知エリアは、前記遮断機が前記閉状態となっている場合に前記遮断桿が当該検知エリアに位置するように設定されており、
前記遮断機が前記閉状態となっている場合の前記遮断桿までの距離及び照射角度を示す情報（遮断桿の位置を示す情報）又は当該情報に関連する情報（検知エリアを示す情報）が遮断桿情報として記憶されており、
前記遮断桿情報と前記測定結果とに基づいて前記遮断桿の動きを監視する。

【0026】

本手段に示す構成によれば、レーザレーダ装置によって遮断機が正常に動作しているかを確認することができる。これにより、遮断機の故障等を速やかに把握することが可能となり、踏切の安全性の更なる向上に寄与できる。

【0027】

第１０の手段．前記検知エリア内の第１位置（例えば閉位置）と、前記検知エリア外の第２位置（例えば開位置）とに変位可能な基準物体（例えば遮断桿１６）を備え、
前記基準物体は、前記踏切の遮断機（遮断機１５）が開状態となっている場合には前記第２位置に位置し、前記遮断機が閉状態となっている場合には前記第１位置に位置し、
前記監視部は、少なくとも前記第１位置における前記基準物体までの距離及び照射角度を示す情報（ターゲットの位置を示す情報）又は当該情報に関連する情報（検知エリアを示す情報）を基準情報として記憶する記憶部（制御装置６０の記憶部６２）を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する。

【0028】

基準物体を検知エリア内の第１位置及び検知エリア外の第２位置に変位可能とし、遮断機が開状態である場合には基準物体が第２位置に位置し、遮断機が閉状態である場合には基準物体が第１位置に位置する構成とすることにより、第１の手段等に示した効果を発揮させつつ、当該基準物体が通行の邪魔になることを好適に回避できる。

【0029】

第１１の手段．前記レーザレーダ装置は、前記遮断機が前記閉状態となっている場合の当該遮断機の遮断桿（遮断桿１６）よりも高い位置に配置されており、
前記検知エリアは、前記遮断機が前記閉状態となっている場合に前記遮断桿が当該検知エリアに位置するように設定されており、
前記基準物体は、前記遮断桿である。

【0030】

遮断機が設置された踏切については、本手段に示すように遮断桿を基準物体として利用することにより、構成の複雑化を抑えつつ手段１０に示した効果を発揮させることができる。

【0031】

なお、踏切に複数の遮断機が設けられている場合には、各遮断器の遮断桿を基準物体とすることにより、レーザレーダ装置の位置や向きのずれを一層好適に特定可能となる。

【0032】

第１２の手段．前記受光部は、地面により反射されたレーザ光を受光可能となっており、
前記監視部は、前記地面までの距離及び照射角度を示す情報（ターゲットの位置を示す情報）又は当該情報に関連する情報（検知エリアを示す情報）を第２基準情報として記憶部（制御装置６０の記憶部６２）に記憶し、前記第２基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する。

【0033】

本手段に示す構成によれば、レーザレーダ装置の位置や向きが変化した場合の前後で基準物体とレーザレーダ装置との位置関係が同一となってしまった場合であっても、当該変化の見逃しを好適に抑制できる。

【0034】

第１３の手段．前記受光部は、地面により反射されたレーザ光を受光可能となっており、
前記監視部は、前記地面までの距離及び照射角度を示す情報（ターゲットの位置を示す情報）又は当該情報に関連する情報（検知エリアを示す情報）を基準情報として記憶する記憶部（制御装置６０の記憶部６２）を有し、前記記憶部に記憶されている前記基準情報と前記測定結果とに基づいて前記レーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する。

【0035】

本手段に示すように、地面との距離に基づいてレーザレーダ装置の位置及び向きの少なくとも一方の変化を特定する構成とすれば、支持対象の変形等によってレーザレーダ装置の高さ位置や向き等が変化した場合に、当該変化を好適に特定できる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】第１の実施形態における踏切を示す斜視図。

【図2】レーザレーダユニットを示す概略図。

【図3】踏切の平面図。

【図4】踏切の正面図。

【図5】制御部にて実行される障害物等検知処理を示すフローチャート。

【図6】遮断桿検知用の特定範囲を示す概略図。

【図7】基準ターゲットを示す概略図。

【図8】レーザユニットと基準ターゲットとを比較した概略図。

【図9】制御部にて実行されるターゲット設定処理を示すフローチャート。

【図10】基準ターゲット用の基準位置を示す概略図。

【図11】制御部にて実行される確認処理を示すフローチャート。

【図12】レーザレーダユニットの位置及び向きの確認の様子を示す概略図。

【図13】第２の実施形態における踏切障害物検知システムを示す概略図。

【図14】第３の実施形態における踏切障害物検知システムを示す概略図。

【図15】踏切の平面図。

【図16】確認位置を示す概略図。

【図17】レーザレーダユニットの位置及び向きの確認の様子を示す概略図。

【図18】レーザレーダユニットの位置及び向きの確認の様子を示す概略図。

【図19】第４の実施形態における踏切障害物検知システムを示す概略図。

【図20】第５の実施形態における踏切障害物検知システムを示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0037】

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、踏切内の障害物を検知する踏切障害物検知システムとして具体化されている。

【0038】

図１に示すように、踏切１０においては、複数の線路１１とそれら線路１１と交差（直交）する方向に延びる複数の道路１２とが交わっている。線路１１の脇には遮断機１５が設置されている。遮断機１５は、開閉バーとしての遮断桿１６と、当該遮断桿１６を回動可能に保持する踏切警報器柱１７とを有してなり、線路１１を挟んで手前側及び奥側に各々配設されている。

【0039】

列車が踏切１０を通過する場合には、遮断桿１６の姿勢が垂直姿勢（開位置）から水平姿勢（閉位置）に切り替わることで道路１２が遮断される。列車の通過後は、遮断桿１６の姿勢が水平姿勢から垂直姿勢に切り替わることで道路１２の遮断が解除される。以下の説明では、遮断桿１６が垂直姿勢となっている遮断機１５の状態を「開状態」、遮断桿１６が水平姿勢となっている遮断機１５の状態を「閉状態」と称する。

【0040】

踏切１０には、遮断機１５が閉状態となっている場合に列車の運行を妨げる障害物（例えば車や人等）を検知する踏切障害物検知システム１８が適用されている。この踏切障害物検知システム１８によって障害物が検知された場合には、踏切１０に向けて走行中の列車や線路の管理センタにその旨が報知される。

【0041】

踏切障害物検知システム１８は、踏切１０において障害物を検知するエリア（検知エリア）へレーザ光を照射するレーザレーダユニット２５と、当該レーザレーダユニット２５を制御する制御装置とを有している。レーザレーダユニット２５は、レーザレーダユニット用の支柱２１（レーザレーダユニット用支柱２１）に取り付けられている。レーザレーダユニット用支柱２１は、遮断機１５の近傍、具体的には遮断機１５に対して踏切１０の中央側となる位置に配設されており、当該遮断機１５とともに道路１２に沿って並んでいる。なお、本実施形態に示すレーザレーダユニット２５は、水平姿勢となっている遮断桿１６よりも上方、詳しくは地面Ｇから約３ｍの高所に配置されている。レーザレーダユニット２５を高所に配置することで、当該レーザレーダユニット２５を低所に配置する場合と比較して積雪や泥はね等の影響を受けにくい構成が実現されている。また、レーザレーダユニット２５を高所に配置することは、当該レーザレーダユニット２５への悪戯を抑制する上でも好ましい。

【0042】

レーザレーダユニット用支柱２１は、その全長が遮断桿１６の踏切警報器柱１７よりも長くなっており、その先端部（上端部）が踏切警報器柱１７よりも上方に突出している。レーザレーダユニット２５は、この先端部にブラケット２２を介して固定されている。図２に示すように、ブラケット２２は、レーザレーダユニット用支柱２１にボルト等の固定具を用いて固定されるベース部２３と、ベース部２３から上向きに起立した一対のアーム部２４とを有してなり、それらアーム部２４によってレーザレーダユニット２５が斜め下方に傾いた状態（道路１２の地面Ｇに向いた状態）で保持されている。レーザレーダユニット２５は、踏切１０における検知エリアよりも上方に位置し、当該検知エリアに斜め上方からレーザ光を照射する。

【0043】

レーザレーダユニット２５は、所定角度（例えば０．２５°）毎に設定されている照射角度にてレーザ光を出力し物体Ｍにて反射されたレーザ光（以下、反射光と称する）を受光する光学機構４１と、レーザレーダユニット２５の外郭を構成するハウジング５１とを備えている。ハウジング５１にはレーザ光の照射口５３が形成されており、この照射口５３が道路１２側を向くように設置されている。照射口５３には透明な窓部材５４が嵌っており、光学機構４１からのレーザ光は窓部材５４を透過して検知エリアへ照射される。

【0044】

光学機構４１は、第１固定ミラー４２、第２固定ミラー４３、回転ミラー４４、発光部４６及び受光部４７を有している。第２固定ミラー４３の中心部には貫通穴４５が形成されている。回転ミラー４４は、第１固定ミラー４２から反射されたレーザ光に対する傾斜角度を一定に維持した状態で回転可能に構成されている。具体的には、回転ミラー４４は上記ハウジング５１に固定されたモータ４８（例えばステッピングモータ）によって回転可能に軸支されており、モータ４８は回転ミラー４４を所定の走査方向へ向かって所定角度単位で回転（回動）させる。この回転軸については地面Ｇに対して斜めに傾いている。

【0045】

発光部４６から出力されたレーザ光は、まず、第１固定ミラー４２で反射され、貫通穴４５を通り、回転ミラー４４で反射された後に、窓部材５４を通って検知エリアへ照射される。このように、第１固定ミラー４２及び回転ミラー４４は、発光部４６から出力されたレーザ光を検知エリアへ導くための光路Ｐ１を形成している。

【0046】

検知エリアへ照射されたレーザ光の光路Ｐ１上に何らかの物体Ｍが存在する場合、当該レーザ光は物体Ｍによって反射される。物体Ｍで反射された反射光は、窓部材５４を通ってレーザレーダユニット２５内へ入り、回転ミラー４４及び第２固定ミラー４３で反射される。そして、第２固定ミラー４３で反射された反射光は、受光部４７によって受光される。このように、回転ミラー４４及び第２固定ミラー４３は、物体Ｍで反射された反射光を受光部４７へ導くための光路Ｐ２を形成している。

【0047】

なお、受光部４７は、反射光の強度を検出可能となっており、後述する基準ターゲット（リフレクタ）からの反射光を他の反射光と識別する一助としている。

【0048】

レーザレーダユニット２５には光学機構４１（モータ４８、発光部４６、受光部４７）用の駆動回路が設けられている。この駆動回路は制御装置６０に接続されており、制御装置６０からの指令等に基づいて光学機構４１を制御し、距離の測定結果及び照射角度を示す情報を制御装置６０に送信する。

【0049】

制御装置６０には、制御部６１及び記憶部６２が設けられている。記憶部６２はレーザレーダ用の制御プログラムやレーザレーダユニット２５から取得した各種測定結果を記憶する。また、制御部６１では、記憶部６２に記憶されている測定結果等に基づいて、物体Ｍの有無の判断や物体Ｍまでの距離の算出等を行う。制御装置６０には、制御部６１及び記憶部６２の他に、検知エリア内に物体を検知した場合や装置にエラーが発生した場合等に報知を行う報知部や後述する初期設定等を行う際にユーザによって操作される操作部が設けられている。

【0050】

ここで、図３及び図４を参照して、レーザ光の照射エリアＬＥと検知エリアＤＥとの関係について説明する。レーザレーダユニット２５については、上り下りの各道路１２のうち当該レーザレーダユニット２５に最寄りとなる道路１２の地面Ｇ、詳しくは車道に向けてレーザ光を出力する。つまり、車道に障害物等が存在していない場合には、レーザ光は検知エリアＤＥを素通りして道路１２（車道）の地面Ｇに照射され、地面Ｇにて反射されたレーザ光の一部が受光部４７に届く構成となっている。つまり、地面Ｇによって検知エリアＤＥの外縁の一部が規定されており、レーザレーダユニット２５においては地面Ｇを検出可能となっている。

【0051】

上述したようにレーザレーダユニット２５については走査型となっており、上記所定角度（０．２５°）毎に設定された各照射角度（ＡＮＧ１～ＡＮＧ６００）にてレーザ光が出力される。この照射エリアＬＥについては、踏切１０を横断しており、踏切１０内だけでなく各遮断機１５を跨いで踏切１０の外側にまで延びている。各走査サイクルにおいては、レーザ光が一方（最寄り）の遮断機１５側から他方（遠方）の遮断機１５側へとシフトする。この照射エリアＬＥの一部（例えばＡＮＧ１００～ＡＮＧ５８０）が検知エリアＤＥに対応しており、検知エリアＤＥについても踏切１０を横断している。レーザ光を反射した対象までの距離と照射角度とに基づいて、当該対象が検知エリアＤＥ内に存在する障害物であるか否かが判定されることとなる。言い換えれば、制御装置６０においては、踏切１０において適正となる実際の検知エリアに合せてプログラム上の検知エリアＤＥが設定されている。

【0052】

本実施形態では、レーザレーダユニット２５の近辺は検知エリアＤＥから除外されている。検知エリアＤＥは、踏切１０を道路１２の方向に見た場合には地面Ｇからレーザレーダユニット２５の手前側となる位置へ延びる斜めの線分となり、踏切１０の平面視においては略四角形となるように規定されている。なお、上記除外されたエリアに後述する基準ターゲットが配置されている。

【0053】

次に、制御装置６０の制御部６１にて実行される処理について説明する。この処理には、上記所定角度毎に設定された各照射角度（ＡＮＧ１～ＡＮＧ６００）にて発光部４６からレーザ光を出力し、それら照射角度毎に受光部４７の受光状況を確認し当該受光状況に係る情報を各々記憶するメイン処理と、メイン処理にて記憶された情報に基づいて検知エリアＤＥ内に障害物等が存在しているか否かの判定等を行う障害物等検知処理とを含む。メイン処理は走査中に実行される処理であり、障害物等検知処理は走査サイクル毎に繰り返し実行される処理である。ここで、図５のフローチャートを参照して障害物等検知処理について説明する。なお、障害物等検知処理については、遮断桿１６が閉状態となってから所定の待機時間（例えば５ｓｅｃ）を経過してから再び開状態への復帰条件が成立するまでの間に実行される処理である。

【0054】

障害物等検知処理においては先ず、ステップＳ１１にて障害物検知が規制されているか否かを判定する。障害物検知が規制されている場合には、そのまま本障害物等検知処理を終了する。規制されていない場合には、ステップＳ１２に進み、障害物検知用の報知を行っている否かを判定する。報知を行っていない場合には、ステップＳ１３に進み、判定期間中すなわちレーザ光の照射が終了して次の照射が開始されるまでの期間中であるか否かを判定する。この判定期間中でない場合にはそのまま本障害物等検知処理を終了する。判定期間中である場合には、ステップＳ１４にて障害物の検知が終了したか否かを判定する。障害物の検知が終了していない場合には、ステップＳ１５に進み、検知エリアＤＥ内（後述する特定範囲ＢＥを除く）に物体（障害物）が存在しているか否かを判定する。物体が存在している場合には、ステップＳ１６にて障害物検知用の報知を開始した後、本障害物等検知処理を終了する。障害物検知用の報知により、障害物を検知した旨の情報が列車等に送信される。

【0055】

ステップＳ１２の説明に戻り、障害物検知用の報知中である場合には、ステップＳ１７に進み、当該報知の解除条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ１７にて否定判定をした場合には、そのまま本障害物等検知処理を終了する。踏切１０の確認後に運転手等によって解除操作が行われた場合には、解除条件成立となりステップＳ１８にて障害物検知用の報知を解除した後、本障害物等検知処理を終了する。

【0056】

ステップＳ１４の説明に戻り、当該ステップＳ１４にて肯定判定をした場合、すなわち障害物の検知を終了している場合にはステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、検知エリアＤＥの特定範囲ＢＥに遮断桿１６と推定される物体が存在しているか否かを判定する。ここで、図６の概略図を参照して、検知エリアＤＥと特定範囲ＢＥとの関係について説明する。既に説明したように、本実施形態における検知エリアＤＥについては閉位置に配置された遮断桿１６と交差するように設定されており、遮断桿１６により反射されたレーザ光は受光部４７へ到達する構成となっている。つまり、制御装置６０においてはレーザレーダユニット２５による測定結果に基づいて遮断桿１６を捕捉可能となっている。検知エリアＤＥの一角には、レーザレーダユニット２５の位置や向きにずれがなく、且つ遮断桿１６に変形等が生じていない場合に、当該遮断桿１６を検知する位置として上記特定範囲ＢＥ（「遮断桿情報」に相当）が規定されている。この特定範囲ＢＥについては障害物の検知対象から外れている。

【0057】

特定範囲ＢＥについては、レーザ光の照射角度ＡＮＧα±１且つレーザレーダユニット２５からの距離ＤＢ±１となる範囲である。この特定範囲ＢＥにて物体が検知され且つ当該特定範囲ＢＥの周辺にて物体が検知されなかった場合に、遮断桿１６が特定範囲ＢＥに位置していると推定する。なお、遮断桿１６については、閉位置への配置後も上下の揺れが収まるまでにある程度の時間を要する。本実施形態にて障害物等検知処理を実行する際に設定される上記待機時間については、当該揺れが収まる時間を考慮した時間となっている。

【0058】

ステップＳ１９にて肯定判定をした場合には、そのまま本障害物等検知処理を終了し、ステップＳ１９にて否定判定をした場合には、ステップＳ２０にて管理センタ等に遮断機１５の動作確認を要求した後、本障害物等検知処理を終了する。つまり、遮断桿１６が閉位置に配置されるべき状況下にて当該遮断桿１６が閉位置に配置されていない場合には、制御装置６０にてその旨を把握し、管理センタ等に通達される。

【0059】

ここで、レーザレーダユニット２５についてはレーザレーダユニット用支柱２１を用いて高所に配置されている。このため、仮に強風や地震等の影響によってレーザレーダユニット用支柱２１等が変形した場合には、レーザレーダユニット２５の位置や向きが大きく変化し得る。このような変化が大きくなれば、検知エリアＤＥが適正なエリアから外れることで障害物検知の機能が上手く発揮されなくなる可能性がある。つまり、レーザレーダユニット２５を高所に配置することは積雪等の影響を抑制する上では有利であるものの、信頼性の向上に係る新たな課題が生じる。そこで、本実施形態においては、レーザレーダユニット２５による測定結果に基づいて当該レーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を適宜確認（監視）し、当該変化が許容範囲を超えている場合には、上述した障害物の検知が規制される構成（ステップＳ１１参照）となっている。つまり、踏切障害物検知システム１８にはセルフチェック機能が付与されている。以下、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの変化を確認するための構成について説明する。

【0060】

図１に示すように、レーザレーダユニット２５に対して踏切１０の中央側となる位置には、レーザレーダユニット用支柱２１と横並びとなるようにして基準ターゲット用支柱３１が配設されている。つまり、道路１２に沿うようにして、遮断機１５、レーザレーダユニット用支柱２１、基準ターゲット用支柱３１が一列に並んでいる。

【0061】

図７に示すように、基準ターゲット用支柱３１の全長についてはレーザレーダユニット用支柱２１の全長よりも若干短くなっており、その先端部（上端部）には、ブラケット３２を介して基準ターゲット３５が取り付けられている。ブラケット３２は、基準ターゲット用支柱３１にボルト等の固定具を用いて固定される環状のベース部３３と、当該ベース部３３から基準ターゲット用支柱３１の放射方向、具体的には、道路１２側に突出する突出部３４とを有している。突出部３４は棒状をなしており、その先端部分がレーザレーダユニット２５から照射されるレーザ光の照射エリアＬＥに位置するように形成されている。

【0062】

突出部３４の先端部分には、レーザ光を反射する高反射部材（リフレクタ）である上記基準ターゲット３５が設けられている。つまり、基準ターゲット３５については、レーザレーダユニット２５の周辺に配置され照射エリアＬＥに位置してはいるものの検知エリアＤＥからは外れている（図３及び図４参照）。

【0063】

検知エリアＤＥに対して上方からレーザ光を照射する構成においては、基準ターゲット３５をレーザレーダユニット２５よりも低い位置に配置することで照射エリアＬＥの無駄な広がりを抑制できる。基準ターゲット３５がレーザレーダユニット２５の周辺（近傍）、すなわち高所に配置されることにより、基準ターゲット３５を低所に配置する構成と比較して、積雪等の外的要因によって基準ターゲット３５へのレーザ光の照射が妨げられるといった不都合を生じにくくすることができる。また、基準ターゲット３５とレーザレーダユニット２５とを近づけて配置することは、基準ターゲット３５とレーザレーダユニット２５との間でレーザ光の照射→反射→受光の流れが妨げられることを抑制する上で好ましい。

【0064】

レーザレーダユニット用支柱２１及び基準ターゲット用支柱３１については、互いに近い位置に配置されている。このため、一方の支柱が強風等の影響下となる場合には他方の支柱についても強風等の影響下となる。このような影響によって、レーザレーダユニット用支柱２１と基準ターゲット用支柱３１とに同様の変形が生じた場合には、レーザレーダユニット２５の位置や向きが変化したにも関わらず、レーザレーダユニット２５と基準ターゲット３５との位置関係が変形前後で同一となることで、当該変化が見逃される可能性が生じる。これは、レーザレーダユニット２５の位置や向きを確認する機能への信頼性を低下させる要因になるため好ましくない。この点、本実施形態においては、各支柱２１，３１については全長に違いはあるものの太さや強度が同一となっており、レーザレーダユニット２５と基準ターゲット３５とを比較した場合には、位置、重さ、大きさが異なっている（図８参照）。詳しくは、レーザレーダユニット２５は、位置、重さ、大きさが何れも上記影響が大きくなっている。故に、同様の風が吹きつけたとしても、上記影響の程度が同一となりにくい構成となっている。

【0065】

本実施形態に示す踏切障害物検知システム１８においては、当該踏切障害物検知システム１８の設置が完了して、制御装置６０の電源をＯＮにした際に基準ターゲット３５の位置を制御装置６０の記憶部６２に記憶させる初期設定を行う初期設定モードへ移行する構成となっている。以下、図９のフローチャートを参照し、制御装置６０の制御部６１にて実行される当該初期設定モードに係る処理（ターゲット設定処理）について説明する。

【0066】

ターゲット設定処理においては先ず、ステップＳ２１にて作業者によりターゲット設定操作が行われたか否かを判定する。すなわち、電源ＯＮ操作に併せて設定ボタン（操作部）が操作されたか否かを判定する。設定ボタン当該操作が行われていない場合には、本ターゲット設定処理を終了する。設定ボタンが操作されている場合には、ステップＳ２２に進みレーザ光の走査を開始する。続くステップＳ２３では走査が完了したか否かを判定し、走査が完了した場合にはステップＳ２４に進む。

【0067】

ステップＳ２４では、走査により取得した距離の測定結果及び照射角度の情報に基づいて、予め設定された初期の設定範囲内に基準ターゲット３５が位置しているか否かを判定する。基準ターゲット３５を特定できていない場合、すなわち基準ターゲット３５の位置が初期の設定範囲から外れている場合には、ステップＳ２６にてエラー報知を行うとともに設置のやり直しを示唆する。基準ターゲット３５を特定できた場合には、ステップＳ２５に進み、確認用の基準位置ＳＥ（「基準情報」に相当）を記憶部６２に記憶する。以降は、この記憶された基準位置ＳＥと基準ターゲット３５の推定位置とが一致している場合にレーザレーダユニット２５の位置及び向きが変化していない又は変化の度合いが許容範囲であると判定され、この記憶された基準位置ＳＥと基準ターゲット３５の推定位置とが不一致となった場合にレーザレーダユニット２５の位置又は向きの変化が許容範囲を超えていると判定される。

【0068】

ここで、図１０を参照して、レーザ光の照射エリアＬＥ、検知エリアＤＥ、基準位置ＳＥ（初期の設定範囲）の関係について説明する。

【0069】

基準位置ＳＥ（初期の設定範囲）については、照射エリアＬＥに含まれる一方、検知エリアＤＥからは外れるように、各支柱２１，３１の長さや両支柱２１，３１の設置位置が定められている。そして、基準位置ＳＥ（初期の設定範囲）は、検知エリアＤＥにおける走査方向の端部に照射されるレーザ光の光路の近傍となる位置に設定されている。このような位置とすれば、レーザレーダユニット２５の周辺に基準ターゲット３５を配置する場合であっても、当該基準ターゲット３５が障害物検知の妨げになったり、検知エリアＤＥの広域化の妨げになったりすることを抑制できる。

【0070】

但し、レーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５が何れも支柱２１，３１を用いて設置されるため、両者の位置関係については設置作業の作業ばらつき等の影響を受けてある程度の誤差が生じる可能性がある。この点、本実施形態においては初期の設定範囲にある程度の幅が設けられており、初期設定によって当該初期の設定範囲から基準位置ＳＥの絞り込みがなされる。図１０に示す例では、基準ターゲット３５の位置が初期の設定範囲に含まれており、絞り込みによって、基準位置ＳＥが若干の許容誤差を含むようにして照射角度ＡＮＧβ±１、距離ＤＴ±１となるように規定されている。なお、基準位置ＳＥに許容誤差を含む構成とするか否かについては任意である。

【0071】

次に、図１１のフローチャートを参照して、制御装置６０の制御部６１にて実行されるレーザレーダユニット２５の位置及び向きの変化を確認するための処理（確認処理）について説明する。この確認処理は、遮断機１５を閉状態から開状態に復帰させる場合、すなわち障害物の検知が終了した後に次の障害物の検知に備えるべく実行される処理である。なお、本確認処理を実行する具体的なタイミングについては任意である。例えば、遮断機１５を開状態から閉状態へ切り替える場合に、障害物の検知の前に実行する構成としてもよい。

【0072】

確認処理においては先ず、ステップＳ３１にて基準位置ＳＥが設定されているか否かを判定する。すなわち、レーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を確認（監視）する機能が有効となっているか否かを判定する。ステップＳ３１にて否定判定をした場合には、そのまま本確認処理を終了する。ステップＳ３１にて肯定判定をした場合には、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、確認タイミングとなったか否かを判定する。遮断機１５を閉状態から開状態に復帰させるタイミングである場合には、ステップＳ３２にて肯定判定をしてステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、レーザレーダユニット２５による走査を開始する。走査が完了した場合にはステップＳ３４にて肯定判定をしてステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、記憶部６２に記憶されている基準位置ＳＥに基準ターゲット３５と推定される物体が位置しているか否かを判定する。ステップＳ３５にて肯定判定をした場合、すなわちレーザレーダユニット２５の位置及び向きの変化が生じていない場合又は変化が許容範囲である場合には、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、今回の確認結果を消去して、本確認処理を終了する。

【0073】

基準位置ＳＥに基準ターゲット３５と推定される物体が位置していない場合には、ステップＳ３７にて上記障害物等検知処理を規制し、ステップＳ３８にて管理センタに踏切障害物検知システム１８の確認を要求した後、本確認処理を終了する。

【0074】

なお、本実施形態では、図１０に例示しているように、基準位置ＳＥに物体が検知される一方、基準位置ＳＥの周辺では物体が検出されなかった場合に、当該基準位置ＳＥに基準ターゲット３５が位置していると推定する。

【0075】

次に、図１２を参照して、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの変化による基準ターゲット３５と照射エリアＬＥ及び検知エリアＤＥとの関係の変化について説明する。

【0076】

図１２（ａ）→図１２（ｂ）に示す例では、レーザレーダユニット２５の位置がレーザレーダユニット２５の正面側（道路１２側）にずれることで、基準ターゲット３５が基準位置ＳＥから外れている。これにより、制御装置６０の制御部６１では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方が許容できないレベルで変化した可能性がある旨が特定される。

【0077】

図１２（ａ）→図１２（ｃ）に示す例では、レーザレーダユニット２５の位置がレーザレーダユニット２５の背面側にずれることで、基準ターゲット３５が基準位置ＳＥから外れている。基準ターゲット３５については、検知エリアＤＥに照射されるレーザ光の光路を遮っており、検知エリアＤＥの形状が大きく変化している。これにより、制御装置６０の制御部６１では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方が許容できないレベルで変化した可能性がある旨が特定される。

【0078】

図１２（ａ）→図１２（ｄ）に示す例では、レーザレーダユニット２５の向きが水平方向（詳しくは基準ターゲット３５側）にずれることで、基準ターゲット３５が基準位置ＳＥから外れている。基準ターゲット３５については、検知エリアＤＥい照射されるレーザ光の光路を遮っており、検知エリアＤＥの形状が大きく変化している。これにより、制御装置６０の制御部６１では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方が許容できないレベルで変化した可能性がある旨が特定される。

【0079】

図１２（ａ）→図１２（ｅ）に示す例では、レーザレーダユニット２５の向きが水平方向（詳しくは遮断機１５側）にずれることで、基準ターゲット３５が基準位置ＳＥから外れている。これにより、制御装置６０の制御部６１では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方が許容できないレベルで変化した可能性がある旨が特定される。

【0080】

以上詳述した第１の実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。

【0081】

支柱２１（「支持対象」に相当）を用いてレーザレーダユニット２５（「レーザレーダ装置」に相当）を高所に配置し、検知エリアＤＥに対して上方からレーザ光を照射する構成とすれば、地面Ｇに近い低所にレーザレーダユニット２５を配置して水平にレーザ光を照射する構成と比較して、天候等の影響によってレーザ光の光路が寸断されること、すなわち検知エリアＤＥへレーザ光を照射する機能が上手く発揮されなくなることを抑制する上で有利となる。

【0082】

ここで、支柱２１によってレーザレーダユニット２５を高所に配置した場合には、強風や地震等の影響によってレーザレーダユニット２５の位置や向きが変化する可能性が高くなり、レーザ光の照射エリアＬＥがずれやすくなること（適正な位置から外れやすくなること）が懸念される。この点、本実施形態に示した踏切障害物検知システム１８においては、レーザレーダユニット２５による測定結果に基づいて当該レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視することにより、レーザ光が適正な位置に照射できない状況となった場合にその旨を簡易な構成によって把握可能となる。つまり、検知エリアＤＥに上方からレーザ光を照射する構成とした上で、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する構成とすることにより、踏切障害物検知システム１８の信頼性を好適に向上させることができる。

【0083】

レーザ光の照射エリアＬＥに配設された基準ターゲット３５（「基準物体」に相当）を用いてレーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも一方の変化を監視する構成とすることにより、踏切障害物検知システム１８の自己監視機能を簡易な構成によって実現できる。

【0084】

本実施形態に示したように、走査サイクルにおいて検知エリアＤＥの一端部に照射されるレーザ光の光路に隣接する位置に基準ターゲット３５を配置することにより、レーザレーダユニット２５の周辺に基準ターゲット３５を配置する場合であっても、当該基準ターゲット３５が障害物検知の妨げになったり、検知エリアＤＥの広域化の妨げになったりすることを抑制できる。

【0085】

レーザレーダユニット２５と基準ターゲット３５とを別々の支柱２１，３１に設けることにより、レーザレーダユニット用支柱２１の変形に起因したレーザレーダユニット２５の位置等の変化に追従して基準ターゲット３５の位置が変化することを抑制できる。つまり、変形前後でレーザレーダユニット２５と基準ターゲット３５との位置関係が偶発的に同様となる機会を減らすことができる。

【0086】

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、踏切障害物検知システムの適用条件を緩和するための工夫がなされていることを特徴の１つとしている。以下、図１３を参照して、本実施形態における踏切障害物検知システム１８Ｘについて、第１の実施形態に示した踏切障害物検知システム１８との相違点を中心に説明する。

【0087】

図１３に示すように、レーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５は、１の支柱７１Ｘに各々取り付けられている。具体的には、レーザレーダユニット２５は支柱７１Ｘの先端（上端）寄りとなる位置に固定されたブラケット２２Ｘを介して当該支柱７１Ｘに取り付けられている。ブラケット２２Ｘは、ボルト等の固定具を用いて支柱７１Ｘに固定される環状のベース部２３Ｘと当該ベース部２３Ｘから支柱７１Ｘの放射方向に突出する突出部２４Ｘとを有している。突出部２４Ｘについては、地面に対して斜めに傾斜する平板状をなしており、レーザレーダユニット２５はこの突出部２４Ｘの上面に載置された状態で当該突出部２４Ｘにボルト等の固定具を用いて固定されている。

【0088】

支柱７１Ｘにおいてブラケット２２Ｘの下側となる位置にはブラケット２２Ｘと離間した状態でブラケット３２Ｘが固定されており、このブラケット３２Ｘを介して当該支柱７１Ｘに基準ターゲット３５が取り付けられている。ブラケット３２Ｘについても、ボルト等の固定具を用いて支柱７１Ｘに固定される環状のベース部３３Ｘと当該ベース部３３Ｘから支柱７１Ｘの放射方向に突出する突出部３４Ｘとを有している。突出部３４Ｘについては棒状をなしており、その先端部にリフレクタ（高反射部材）である基準ターゲット３５が配設されている。

【0089】

ブラケット２２Ｘの突出部２４Ｘの突出方向と、ブラケット３２Ｘの突出部３４Ｘの突出方向とは相違している。具体的には、突出部２４Ｘの突出方向については道路１２（図１等参照）と同じ方向となっており、突出部３４Ｘの突出方向については線路１１（図１等参照）と同じ方向となっている。これにより、レーザレーダユニット２５の斜め下方に基準ターゲット３５が位置する構成となっている。なお、レーザレーダユニット２５はブラケット３２Ｘ及び基準ターゲット３５と離間しており、基準ターゲット３５についてもブラケット２２Ｘと離間している。

【0090】

以上詳述したように、１の支柱７１Ｘにレーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５を集約することにより、踏切障害物検知システム１８Ｘの設置スペースに係る制約を緩和し、様々な踏切への適用を可能としている。

【0091】

レーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５を個別のブラケット２２Ｘ，３２Ｘを用いて支柱７１Ｘに固定することにより、仮にブラケット２２Ｘが変形してレーザレーダユニット２５の位置や向きが変化した場合であっても、それに追従してブラケット３２Ｘが変形することを抑制できる。特に、ブラケット２２Ｘ及びレーザレーダユニット２５と、ブラケット３２Ｘ及び基準ターゲット３５とは、互いに離間しているため、一方のブラケットの変形に追従して他方のブラケットが変形することが好適に回避される。

【0092】

また、仮にレーザレーダユニット２５が下側に傾くようにブラケット２２Ｘが変形した場合であっても、当該レーザレーダユニット２５に押される等して基準ターゲット３５がレーザレーダユニット２５に追従するように下側に傾くことを抑制できる。故に、レーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５の位置関係が変形前後で同一になることを抑制し、レーザレーダユニット２５の位置や向きの変化の見逃しを好適に減らすことができる。また、支柱７１Ｘの周方向にて位置をずらす構成とすれば、相互の干渉を抑制すべく支柱７１Ｘの長手方向にてレーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５の距離を稼ぐ構成と比較して、レーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５を互いに近づけやすくなる。これは、基準ターゲット３５をレーザレーダユニット２５の周辺（近傍）に配置する構成を実現する上で好ましい。

【0093】

なお、ブラケット２２Ｘの強度については支柱７１Ｘの強度よりも低くなっており、強風等の影響によって支柱７１Ｘが変形する前にブラケット２２Ｘが変形すると想定される。故に、レーザレーダユニット２５と基準ターゲット３５との位置関係を維持しながらレーザレーダユニット２５の位置や向きが変化するといった事象は生じにくい。

【0094】

＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、レーザ光の照射エリアＬＥに配設された基準物体である基準ターゲット３５の測定結果に基づいてレーザレーダユニット２５の位置及び向きの変化を確認（監視）する構成とした。これに対して、本実施形態では、遮断機１５の遮断桿１６を基準物体として利用し、上記基準ターゲット３５が省略されている点で第１の実施形態等と構成が相違している。以下、図１４～図１６を参照して、第１の実施形態等との相違点を中心に本実施形態における特徴的な構成について説明する。

【0095】

図１４（ａ）に示すように、遮断機１５が開状態となっている場合には、垂直姿勢に維持されている遮断桿１６はレーザ光の照射エリアＬＥ及び検知エリアＤＥの何れからも外れている。つまり、レーザ光が遮断桿１６に照射されることはない。これに対して、図１４（ｂ）に示すように、遮断機１５が閉状態となって障害物を検知すべき状況では、水平姿勢となった遮断桿１６がレーザ光の照射エリアＬＥ（詳しくは検知エリアＤＥ）に位置している。つまり、レーザ光が遮断桿１６に照射され、遮断桿１６によって反射されたレーザ光が受光部４７に到達することとなる。

【0096】

図１５に示すように、検知エリアＤＥにて各遮断桿１６と交差する部分には、基準位置ＳＥが設定されている。つまり、検知エリアＤＥの一部が基準位置ＳＥとなっている。この基準位置ＳＥについては、上述した特定範囲ＢＥと同様に、遮断桿１６に変形が無く且つレーザレーダユニット２５の位置や向きにずれが生じていない場合に検知エリアＤＥと各遮断桿１６とが交差する部分を含む位置となるように規定されている。なお、図１６に示すように、遮断桿１６が上下に揺れることに配慮して、基準位置ＳＥの縦幅Ｘ１（道路１２の幅方向における寸法）は横幅Ｘ２（道路１２の長手方向における寸法）よりも余裕代が大きくなるように設定されている。

【0097】

制御装置６０では、この基準位置ＳＥにて物体を検知し且つ当該基準位置ＳＥの周辺位置にて物体が検知しなかった場合に、当該基準位置ＳＥに遮断桿１６が位置していると推定する。

【0098】

図１７（ａ）→図１７（ｂ）に示すように、レーザレーダユニット２５の位置及び向きがずれていない場合には、閉位置に配置された遮断桿１６にレーザ光が照射されることで、当該遮断桿１６が基準位置ＳＥにて検知される。これにより、制御装置６０では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きがずれていないと判定する。これに対して、レーザレーダユニット２５の位置や向きがずれた場合には、検知される遮断桿１６は基準位置ＳＥから外れることとなる。これにより、レーザレーダユニット２５の位置及び向きの何れかがずれていることが特定される。例えば、図１８（ａ）→図１８（ｂ）に示す例では、レーザレーダユニット２５の向きが水平方向にてずれている。一方の遮断桿１６については検知エリアＤＥ内で検知されるものの基準位置ＳＥから外れ、他方の遮断桿１６については検知エリアＤＥからも外れている。これらの測定結果から、制御装置６０ではレーザレーダユニット２５の位置及び向きの少なくとも何れかがずれている旨が特定されることとなる。

【0099】

検知エリアＤＥ内の閉位置（「第１位置」に相当）及び検知エリアＤＥ外の開位置（「第２位置」の相当）に変位可能な遮断桿１６を基準物体とすることにより、構成の複雑化を抑制しつつ遮断機１５が閉状態となった場合の自己監視機能を発揮させるだけでなく、当該基準物体が道路１２における通行の邪魔になることを好適に回避できる。

【0100】

＜第４の実施形態＞
上記第３の実施形態では遮断桿１６を基準物体として利用する構成とした。本実施形態では、遮断桿１６に係る構成が第３の実施形態から変更されている。以下、図１９を参照して、第３の実施形態との相違点を中心に本実施形態における特徴的な構成について説明する。

【0101】

遮断桿１６Ｙには、レーザ光の反射率が相対的に高い反射部（高反射部）と、レーザ光の反射率が相対的に低い非反射部（低反射部）とが設けられている。具体的には、反射部によって反射されたレーザ光については光量がレーザレーダユニット２５にて検出可能となる検出閾値よりも大きくなり、非反射部によって反射されたレーザ光については光量が当該検出閾値よりも光量が小さくなるように構成されている。つまり、遮断桿１６Ｙについては、レーザ光が照射される位置によって検出可／検出不可となる。本実施形態では、レーザ光の反射率を引き下げて上記非反射部を形成すべく、光を吸収する光吸収部材８１Ｙ（例えば光吸収用のテープ）を配設している。なお、遮断桿１６Ｙにおける反射部の占める割合いについては遮断桿１６Ｙにおける非反射部の占める割合いよりも大きくなっている。

【0102】

光吸収部材８１Ｙについては、遮断桿１６Ｙの中間位置に配設されており、その両側が反射部となっている。より詳しくは、レーザレーダユニット２５に位置ずれが生じておらず且つ遮断桿１６Ｙに変形等が生じていない状況下にて遮断桿１６Ｙにレーザ光が照射される位置に光吸収部材８１Ｙが配設されている。このため、レーザレーダユニット２５及び遮断桿１６Ｙの何れもが予め設定された位置からずれていない場合には、レーザ光が光吸収部材８１Ｙによって吸収され、遮断桿１６Ｙの検出が回避される。これに対して、レーザレーダユニット２５の位置等にずれが生じた場合には、レーザ光が反射部に照射され、制御装置６０では測定結果（形、大きさ、位置）から遮断桿１６Ｙであると推定される推定結果となった場合にレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を特定する。

【0103】

＜第５の実施形態＞
上記第１～第４の実施形態では、基準物体（基準ターゲット３５や遮断桿１６）を用いてレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を確認（監視）する構成とした。本実施形態ではレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化の見逃しを抑制するべく更なる工夫がなされていることを特徴の１つとしている。以下、図２０を参照して、本実施形態における特徴的な構成を第１の実施形態等との相違点を中心に説明する。なお、第１の実施形態等と共通の構成については説明を省略する。因みに、図２０においては便宜上、基準物体に相当する構成の図示を省略している。

【0104】

基準物体を用いてレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を監視する構成においては、レーザレーダユニット２５の位置や向きが変化したとしても、変化の前後でレーザレーダユニット２５と基準物体との位置関係が同一となった場合には当該変化を特定することは困難となり得る。ここで、本実施形態に示す踏切障害物検知システム１８Ｚについては、レーザレーダユニット２５による測定結果から地面Ｇまでの距離、詳しくはレーザレーダユニット２５からレーザ光が反射された部分までの直線距離を推定している。そして、その推定結果と記憶部６２に事前に記憶されている基準距離（「第２基準情報」に相当）とに基づいて、レーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を特定している。レーザレーダユニット２５の位置や向きの変化の監視においては、基準物体を利用した監視にてレーザレーダユニット２５の位置や向きが変化していないと判定された場合であっても、地面Ｇを利用した監視にてレーザレーダユニット２５の位置や向きが変化していると判定された場合には、管理者等にシステムの確認が要求されることとなる。

【0105】

なお、降雪時にはレーザ光が雪面にて反射され、反射対象が地面Ｇ及び雪面の何れかであるかの識別が困難となり得るため、地面を利用した監視機能については無効化される。

【0106】

レーザレーダユニット２５のブラケット２２が変形したり、レーザレーダユニット用支柱２１が変形したりすることで、レーザレーダユニット２５の向きが上側又は下側に変化した場合には、レーザレーダユニット２５から地面Ｇにてレーザ光の反射部分までの直線距離が変化する。このような変化については、特定の照射角度だけではなく、検知エリアＤＥのほぼ全域（所定の角度範囲）で発生する。つまり、障害物を検知した場合には一部の照射角度について反射対象までの距離が変化し、且つその変化量についても様々となる。これに対して、レーザレーダユニット２５の向きが変化した場合には、検知エリアＤＥのほぼ全域（所定の角度範囲）にて反射対象までの距離が同じように変化する。なお、本実施形態では線路１１のレールの窪みに配慮して、所定の角度範囲における９０％にて距離が同じように変化している場合には、レーザレーダユニット２５の位置又は向きが変化したと判定する。

【0107】

例えば、図２０（ａ１）→図２０（ａ２）に示すように、ブラケット２２が変形してレーザレーダユニット２５の向きが下側にずれた場合には、地面Ｇにてレーザ光を反射する部分までの距離が短くなる。その結果、図２０（ｂ１）→図２０（ｂ２）に示すように、検知エリアＤＥも縮小される。このような距離の変化が生じた場合には、レーザレーダユニット２５の位置又は向きが変化したと判定する。

【0108】

また、図２０（ａ１）→図２０（ａ３）に示すように、レーザレーダユニット用支柱２１が変形してレーザレーダユニット２５の向きが下側にずれ且つ位置が道路１２側にずれた場合には、地面Ｇにてレーザ光を反射する部分までの距離が短くなる。その結果、図２０（ｂ１）→図２０（ｂ３）に示すように、検知エリアＤＥも縮小される。このような距離の変化が生じた場合には、レーザレーダユニット２５の位置又は向きが変化したと判定する。

【0109】

以上詳述した第５の実施形態によれば、偶発的な理由等によって基準物体を利用した監視が上手く機能しない場合であってもレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化の見逃しを好適に抑制できる。

【0110】

なお、地面Ｇを利用した監視機能については、必ずしも第１の実施形態等に示した基準物体を利用した監視機能と併用する必要は必ずしもなく、基準物体を利用した監視機能については省略することも可能である。

【0111】

＜その他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施してもよい。ちなみに、以下の各構成を個別に上記各実施形態に対して適用してもよく、一部又は全部を組み合わせて上記各実施形態に対して適用してもよい。また、上記各実施形態に示した各種構成の全て又は一部を任意に組み合わせることも可能である。この場合、組み合わせの対象となる各構成の技術的意義（発揮される効果）が担保されることが好ましい。

【0112】

・上記各実施形態では、基準ターゲット３５とレーザレーダユニット２５との位置関係（測定結果）に基づいてレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を特定する構成としたが、これを変更し、検知エリアＤＥの形状や大きさに基づいてレーザレーダユニット２５の位置や向きの変化を特定する構成としてもよい。

【0113】

・上記第１の実施形態等に示した基準ターゲット３５を遮断機１５とレーザレーダユニット２５との間に配置することも可能である。すなわち、基準ターゲット３５を、検知エリアＤＥのうち走査方向における先側の端部（遠い側の端部）へ照射されるレーザ光の光路（光路Ｌ２）の近傍に配設したが、検知エリアＤＥのうち走査方向における手前側の端部（近い側の端部）へ照射されるレーザ光の光路（光路Ｌ１）の近傍に配設することも可能である。

【0114】

また、基準ターゲットの数については１つに限定されるものではなく、複数（例えば２つ）とすることも可能である。この場合、例えば光路Ｌ１の近傍及び光路Ｌ２の近傍に基準ターゲットを各々配設するとよい。

【0115】

・上記第１の実施形態等では、遮断桿１６が開位置に配置された状態では、当該遮断桿１６がレーザ光の照射エリアＬＥ外（詳しくは検知エリアＤＥ外）に位置する構成としたが、これを変更し、遮断桿１６が開位置に配置された状態であっても当該遮断桿１６が照射エリアＬＥ内（例えば検知エリアＤＥ内）に位置する構成とすることも可能である。この場合、閉位置への遮断桿１６の復帰を監視し、当該閉位置への復帰がなされていない場合にも、管理者等に遮断機１５の動作確認を要求するとよい。なお、踏切障害物検知システム１８による動作の監視対象については、両遮断機１５とする必要は必ずしもなく、動作の監視対象については一方の遮断機（例えば最寄りの遮断機）に限定してもよい。

【0116】

・踏切警報器柱１７にレーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５を取り付けてもよい。但し、第１の実施形態に示したように踏切警報器柱１７と遮断機１５とが一体化されている場合には、遮断機１５が動作した際の揺れによってレーザレーダユニット２５による検知精度が低下し得る。故に、検知精度の向上を図る上では遮断機１５とレーザレーダユニット２５及び基準ターゲット３５とは分けて設置することが好ましい。

【0117】

・上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、基準ターゲット３５をレーザ光の照射エリアＬＥ内且つ検知エリアＤＥ外に配置したが、基準ターゲット３５をレーザ光の照射エリアＬＥ内且つ検知エリアＤＥ内に配置してもよい。但し、基準ターゲット３５と障害物等の混同等を抑制する上では、検知エリアＤＥ外に基準ターゲット３５を配設することには技術的意義がある。

【0118】

・上記第３の実施形態及び第４の実施形態等では、遮断機１５が開状態から閉状態に切り替わる場合に、基準物体である遮断桿１６が開位置から閉位置に移動する構成としたが、遮断機１５が閉状態となる場合に基準物体を検知エリアＤＥ外の退避位置（「第２位置」に相当）から検知エリアＤＥ内の確認位置（「第１位置」に相当）に移動させる技術的思想を第１の実施形態や第２の実施形態に適用してもよい。すなわち、基準ターゲット３５を可動式とし、遮断機１５が閉状態となる場合に基準物体を退避位置から確認位置に移動させ、遮断機１５が開状態となる場合に基準物体を確認位置から退避位置へ移動させる構成としてもよい。

【0119】

・上記第３の実施形態及び第４の実施形態では、複数の遮断機１５Ｙの各遮断桿１６Ｙを基準物体としたが、一方の遮断桿（例えば近い側の遮断桿）のみを基準物体としてもよい。

【0120】

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、踏切障害物検知システム１８によって複数の遮断機の動作を監視する構成としたが、１の遮断機（例えば近い側の遮断機）の動作を監視する構成を否定するものではない。

【0121】

・上記第４の実施形態では、レーザレーダユニット２５の位置及び向きが設置時のままとなっている状況下にて当該レーザレーダユニット２５から閉位置に配置された（静止している）遮断桿１６Ｙにレーザ光が照射される部分に光吸収部材８１Ｙを配設することで当該照射部分をレーザ光の反射が抑えられた非反射部とし、遮断桿１６Ｙにおいてそれ以外の部分をレーザ光を反射する反射部とした。上記照射部分とそれ以外の部分とで差別化を図る上では、反射部と非反射部との関係を以下のように変更してもよい。すなわち、レーザレーダユニット２５の位置及び向きが適正である場合に閉位置に配置された（静止している）遮断桿１６Ｙにおいてレーザ光が照射される部分にリフレクタ等の光反射部材を配設することで反射部とし、それ以外の部分に光吸収部材を配設することで非反射部とすることも可能である。

【0122】

・上記各実施形態に示した踏切障害物検知システム１８を、駅の構内にて飛び込み等を検知する検知システムに適用したり、建物等への侵入を検知する検知システムに適用したりすることも可能である。

【0123】

・上記各実施形態では、レーザレーダユニット２５を線路脇に設置したが、線路間にレーザレーダユニット２５を設置してもよい。この場合、基準ターゲット３５については、他の線路間に設置したり、同じ線路間にて道路１２を挟んで反対側となる位置に設置したりするとよい。

【0124】

・上記各実施形態に示したレーザレーダユニット２５については主として道路１２の車道部分にレーザ光を照射する構成としたが、これに限定されるものではない。レーザレーダユニット２５については主として道路１２の歩道部分にレーザ光を照射する構成とすることも可能である。また、レーザレーダユニット２５を３次元走査タイプに変更し、車道部分及び歩道部分の両方にレーザ光を照射する構成として、監視機能を強化してもよい。

【符号の説明】

【0125】

１０…踏切、１１…線路、１２…道路、１５…遮断機、１６…遮断桿、１８，１８Ｘ，１８Ｙ，１８Ｚ…踏切障害物検知システム、２１…レーザレーダユニット用支柱、２２，２２Ｘ…ブラケット、２５…レーザレーダユニット、３１…基準ターゲット用支柱、３２，３２Ｘ…ブラケット、３５…基準ターゲット、４６…発光部、４７…受光部、６０…制御装置、６１…制御部、６２…記憶部、７１Ｘ…支柱、８１Ｙ…光吸収部材、ＢＥ…特定範囲、ＤＥ…検知エリア、Ｇ…地面、Ｌ１，Ｌ２…光路、ＬＥ…照射エリア、ＳＥ…基準位置、Ｍ…物体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】