特許 7287217 車両検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-29

(45)【発行日】2023-06-06

(54)【発明の名称】車両検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/486 20200101AFI20230530BHJP

   G01S 17/10 20200101ALI20230530BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20230530BHJP

   B61L 23/00 20060101ALI20230530BHJP

   B61B 1/02 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

G01S7/486

G01S17/10

B61L25/02 G

B61L23/00 Z

B61B1/02

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019173934

(22)【出願日】2019-09-25

(65)【公開番号】P2021050995

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-02-18

(73)【特許権者】

【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】桂 正士

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７１２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５６９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９６９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１９５０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － １７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／００ － ３／３２

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｂ６１Ｂ １／０２

Ｂ６１Ｌ ２３／００

Ｂ６１Ｌ ２５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道を走行する列車の車両を検知する車両検知装置であって、
前記車両の通過位置に向けて、複数の投光方向にレーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が、各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、前記経過時間に比例させて算出した前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値を、予め取得された前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に置換する置換部と、
を備える車両検知装置。

【請求項2】

前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に対応する前記経過時間から所定時間後まで設定されている、請求項１に記載の車両検知装置。

【請求項3】

前記置換部は、前記投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が、各投光方向に応じて設定された前記所定範囲に入らなかった場合に、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値をなしとする、請求項１又は２に記載の車両検知装置。

【請求項4】

軌道を走行する列車の車両を検知する車両検知装置であって、
前記車両の通過位置に向けて、複数の投光方向にレーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間に比例させて算出した各投光方向における前記車両までの距離が、前記各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、前記経過時間に比例させて算出した前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値を、予め取得された前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に置換する置換部と、
を備える車両検知装置。

【請求項5】

前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両までの距離の真値から所定距離先まで設定されている、請求項４に記載の車両検知装置。

【請求項6】

前記置換部は、前記受光部により出力された前記電気信号に基づいて算出した各投光方向における前記車両までの距離が、各投光方向に応じて設定された前記所定範囲に入らなかった場合に、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値をなしとする、請求項４又は５に記載の車両検知装置。

【請求項7】

前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両への前記レーザ光の入射角が大きいほど広く設定されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の車両検知装置。

【請求項8】

前記車両検知装置と前記軌道との位置関係、及び前記車両の形状寸法に基づいて、前記各投光方向における前記車両までの距離の前記真値を設定する真値設定部を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の車両検知装置。

【請求項9】

前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、前記列車の先頭が所定の停止位置に停止した状態での前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に等しいとみなせる状態が、所定時間を超えて継続した場合に、前記列車の先頭が前記停止位置に停止したと判定する判定部を備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の車両検知装置。

【請求項10】

前記車両検知装置は、駅のホームに設置されており、
前記ホームには、各ドア部を有するホームドア装置が設置されており、
前記判定部により前記列車の先頭が前記停止位置に停止したと判定されたことを条件として、前記ホームドア装置により前記各ドア部を開かせるドア制御部を備える、請求項９に記載の車両検知装置。

【請求項11】

前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、所定の入線位置に対応する入線距離よりも短い距離を含まない状態から含む状態に変わった時に、前記列車が前記入線位置を越えたことを検知する入線検知部を備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両検知装置。

【請求項12】

前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、所定の出線位置に対応する出線距離よりも短い距離を含む状態から含まない状態に変わった時に、前記列車が前記出線位置を越えたことを検知する出線検知部を備える、請求項１～１１のいずれか１項に記載の車両検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道を走行する列車の車両を検知する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ホームに停車する列車の各車両の前端及び後端に対応する位置にそれぞれ測距センサを配置し、測距センサにより検出された車両の前端の位置及び後端の位置に基づいて車両の長さを算出する装置がある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６０８１５４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の装置では、各車両の前端及び後端に対応する位置にそれぞれ測距センサを必要とする。これに対して、１つの測距センサがレーザ光を投光する範囲、すなわち１つの測距センサの検出範囲を広くすることにより、測距センサの数を減らすことが考えられる。しかし、その場合、車両へのレーザ光の入射角によっては入射方向へ戻る反射光の割合が小さくなり、反射光に基づいて車両までの距離を算出する精度が低下するおそれがある。

【0005】

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、軌道を走行する列車の車両を検知する車両検知装置において、レーザ光の入射角によって車両までの距離を算出する精度が低下することを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための第１の手段は、
軌道を走行する列車の車両を検知する車両検知装置であって、
前記車両の通過位置に向けて、複数の投光方向にレーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が、各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値を、予め取得された前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に置換する置換部と、
を備える。

【0007】

上記構成によれば、車両検知装置は、軌道を走行する列車の車両を検知する。投光部は、車両の通過位置に向けて、複数の投光方向にレーザ光を投光する。受光部は、投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度に応じた電気信号を出力する。

【0008】

ここで、車両の表面とレーザ光とがなす角度が小さいほど、すなわち車両へのレーザ光の入射角（入射方向と境界面の法線とがなす角度）が大きいほど、入射方向へ戻る反射光の割合が小さくなる。このため、車両へのレーザ光の入射角が大きいほど、反射光の強度に応じた電気信号の大きさが小さくなる。その場合、電気信号に基づいて車両までの距離を算出する精度が低下するおそれがある。

【0009】

一方、車両検知装置と軌道との位置関係、及び車両の形状寸法は予め決まっている。このため、列車が軌道上に存在する場合、各投光方向において車両検知装置から車両までの距離の真値は予め決まっている。したがって、各投光方向における車両までの距離の実測値が真値から所定距離内である場合は、車両までの正しい距離は真値であると推定することができる。

【0010】

この点、置換部は、投光部によりレーザ光が投光されてから、受光部により出力された電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が、各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、各投光方向における車両までの距離の算出値を、予め取得された各投光方向における車両までの距離の真値に置換する。投光部によりレーザ光が投光されてから、受光部により出力された電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間は、車両検知装置から車両までの距離に対応している。このため、上記経過時間が各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、車両までの距離の実測値を真値に置換することにより、車両までの正しい距離を算出することができる。したがって、レーザ光の入射角によって車両までの距離を算出する精度が低下することを抑制することができる。

【0011】

車両へのレーザ光の入射角が大きいほど、反射光の強度に応じた電気信号が減衰する。その場合、受光部により出力された電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間は、電気信号の減衰がない場合の経過時間よりも長くなる。

【0012】

この点、第２の手段では、前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に対応する前記経過時間から所定時間後まで設定されている。したがって、各投光方向における車両までの距離の実測値が、真値から所定距離内でない場合に、車両までの距離の実測値を真値に誤って置換することを抑制することができる。

【0013】

各投光方向における車両までの距離の実測値が真値から所定距離内でない場合は、車両以外の物体までの距離が測定されている可能性が高い。また、投光部によりレーザ光が投光されてから、受光部により出力された電気信号の強度が閾値を超えなかった場合は、レーザ光の投光方向に車両が存在していない可能性が高い。

【0014】

この点、第３の手段では、前記置換部は、前記投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が、各投光方向に応じて設定された前記所定範囲に入らなかった場合に、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値をなしとする。したがって、車両検知装置により車両以外の物体までの距離が算出された場合や、レーザ光の投光方向に車両が存在しない場合に、車両までの距離が誤って算出されることを抑制することができる。

【0015】

第４の手段は、軌道を走行する列車の車両を検知する車両検知装置であって、
前記車両の通過位置に向けて、複数の投光方向にレーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記受光部により出力された前記電気信号に基づいて算出した各投光方向における前記車両までの距離が、前記各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値を、予め取得された前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に置換する置換部と、
を備える。

【0016】

上記構成によれば、第１の手段における投光部により前記レーザ光が投光されてから、前記受光部により出力された前記電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間に代えて、受光部により出力された前記電気信号に基づいて算出した各投光方向における前記車両までの距離を用いている。そして、算出した各投光方向における前記車両までの距離が、前記各投光方向に応じて設定された所定範囲に入ったことを条件として、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値を、予め取得された前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に置換している。したがって、第１の手段に準じた作用効果を奏することができる。

【0017】

第５の手段では、前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両までの距離の真値から所定距離先まで設定されている。したがって、第２の手段に準じた作用効果を奏することができる。

【0018】

第６の手段では、前記置換部は、前記受光部により出力された前記電気信号に基づいて算出した各投光方向における前記車両までの距離が、各投光方向に応じて設定された前記所定範囲に入らなかった場合に、前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値をなしとする。したがって、第３の手段に準じた作用効果を奏することができる。

【0019】

車両へのレーザ光の入射角が大きいほど、反射光の強度に応じた電気信号の大きさが小さくなり、電気信号の強度が閾値を超えるまでの経過時間が長くなる。

【0020】

この点、第７の手段では、前記各投光方向に応じて設定された前記所定範囲は、前記各投光方向における前記車両への前記レーザ光の入射角が大きいほど広く設定されている。したがって、各投光方向における車両までの距離の実測値が、真値から所定距離内であることを正確に推定することができる。

【0021】

第８の手段では、前記車両検知装置と前記軌道との位置関係、及び前記車両の形状寸法に基づいて、前記各投光方向における前記車両までの距離の前記真値を設定する真値設定部を備える。こうした構成によれば、各投光方向における車両までの距離の真値を、ユーザがメジャー等を用いて実測する手間を省くことができるとともに、車両までの距離の真値を正確に設定することができる。

【0022】

駅のホームでは、軌道を走行する列車が所定の停止位置に停止したか否か判定する必要がある。

【0023】

この点、第９の手段では、前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、前記列車の先頭が所定の停止位置に停止した状態での前記各投光方向における前記車両までの距離の真値に等しいとみなせる状態が、所定時間を超えて継続した場合に、前記列車の先頭が前記停止位置に停止したと判定する判定部を備える。

【0024】

上記構成によれば、列車の先頭が所定の停止位置に停止した時に、置換部による置換後の各投光方向における車両までの距離の算出値が、列車の先頭が所定の停止位置に停止した状態での各投光方向における車両までの距離の真値に等しくなる（略等しくなる）ため、列車が停止位置に停止したことを判定することができる。さらに、車両検知装置は、レーザ光の入射角によって車両までの距離を算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車が停止位置に停止したことを正確に判定することができる。

【0025】

第１０の手段では、前記車両検知装置は、駅のホームに設置されており、前記ホームには、各ドア部を有するホームドア装置が設置されており、前記判定部により前記列車の先頭が前記停止位置に停止したと判定されたことを条件として、前記ホームドア装置により前記各ドア部を開かせるドア制御部を備える。

【0026】

上記構成によれば、ドア制御部は、判定部により列車の先頭が停止位置に停止したと判定されたことを条件として、ホームドア装置により各ドア部を開かせる。このため、車両検知装置により列車の先頭が停止位置に停止したと判定された場合に、ホームドア装置の各ドア部が開かれる。また、車両検知装置により列車の先頭が停止位置に停止したと判定されていない場合には、ホームドア装置の各ドア部が開かれない。したがって、ホームドア装置の各ドア部を自動的に開閉させることができ、ホームの駅員の負担を軽減することができる。

【0027】

駅のホームでは、軌道を走行する列車が所定の入線位置を越えてホームに入ったことを検知する必要がある。そして、列車の先頭が入線位置を越えた時に、列車が入線位置を越えたこと（列車の入線）を検知することが望ましい。

【0028】

この点、第１１の手段では、前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、所定の入線位置に対応する入線距離よりも短い距離を含まない状態から含む状態に変わった時に、前記列車が前記入線位置を越えたことを検知する入線検知部を備える。

【0029】

上記構成によれば、列車の先頭が所定の入線位置を越えた時に、列車の先頭に対応する投光方向における車両までの距離が入線距離よりも短くなるため、列車の先頭が入線位置を越えた時に、列車が入線位置を越えたことを検知することができる。さらに、車両検知装置は、レーザ光の入射角によって車両までの距離を算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車の入線を正確に判定することができる。

【0030】

駅のホームでは、軌道を走行する列車が所定の出線位置を越えてホームから出たことを検知する必要がある。そして、列車の後尾が出線位置を越えた時に、列車が出線位置を越えたこと（列車の出線）を検知することが望ましい。

【0031】

この点、第１２の手段では、前記置換部による置換後の前記各投光方向における前記車両までの距離の算出値が、所定の出線位置に対応する出線距離よりも短い距離を含む状態から含まない状態に変わった時に、前記列車が前記出線位置を越えたことを検知する出線検知部を備える。

【0032】

上記構成によれば、列車の後尾が所定の出線位置を越えた時に、列車の後尾に対応する投光方向における車両までの距離が出線距離よりも長くなるため、列車の後尾が出線位置を越えた時に、列車が出線位置を越えたことを検知することができる。さらに、車両検知装置は、レーザ光の入射角によって車両までの距離を算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車の出線を正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】ホーム、軌道、列車、及び車両検知装置を示す模式図。

【図2】レーザ光の投光態様を示す模式図。

【図3】各投光方向における各電気信号と検知閾値を示すグラフ。

【図4】車両検知装置のブロック図。

【図5】スロット設定及び列車の停止判定の手順を示すフローチャート。

【図6】各投光方向における距離の真値と検知閾値を示すグラフ。

【図7】各投光方向における距離の真値とスロットを示すグラフ。

【図8】距離の実測値を真値に置換する態様を示すグラフ。

【図9】入線検知の態様を示す模式図。

【図10】出線検知の態様を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、一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、駅のホームにおいて列車の車両を検知する車両検知装置として具現化している。

【0035】

図１に示すように、列車６０は複数の車両６０ａ，６０ｂを備えており、軌道５０を走行する。軌道５０は、２本のレール５１等を備えている。列車６０（物体）は、２本のレール５１の上を走行する。

【0036】

矢印で示す列車６０の進行方向を前方として、軌道５０の右側方にはホーム７１が設けられている。なお、進行方向と反対方向を後方とする。

【0037】

ホーム７１には、ホーム７１の縁に沿ってホームドア装置３０が設けられている。ホームドア装置３０は、本体部３１とドア部３２とを備えている。本体部３１は、ドア部３２を収納可能であり、ドア部３２が出入する。ドア部３２の位置は、ホーム７１に停止した車両６０ａ，６０ｂの扉６１，６２の位置に対応している。すなわち、列車６０の先頭６５が所定の停止位置Ｌｓに停止した状態で、各車両６０ａ，６０ｂの扉６１，６２に対向する位置に各ドア部３２が設けられている。本体部３１には、ドア部３２を駆動する図示しない駆動部が収納されている。なお、停止位置Ｌｓは、所定の幅を有する直線、すなわち所定の範囲であってもよい。

【0038】

ホームドア装置３０の本体部３１には、車両検知装置２０が取り付けられている。車両検知装置２０は、列車６０の進行方向に対して垂直な方向が前方となるように、本体部３１に取り付けられている。列車６０の先頭６５が所定の停止位置Ｌｓに停止した状態で、列車６０の進行方向において車両６０ａの中央に対向する位置に車両検知装置２０が取り付けられている。なお、車両検知装置２０は、ホーム７１に設置されていてもよい。

【0039】

図２は、車両検知装置２０によるレーザ光の投光態様を示す模式図である。

【0040】

車両検知装置２０は、列車６０の通過位置に向けて複数の投光方向（例えば角度θ１～θ５）にレーザ光を投光し、投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光する。角度θ１～θ５は、車両６０ａの側面（表面）とレーザ光とがなす角度であり、例えばθ１＝９０°，θ２＝３０°，θ３＝２０°，θ４＝１０°，θ５＝５°である。そして、車両検知装置２０は、受光した各反射光の強度に応じて出力した電気信号Ｓに基づいて、各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄ１～Ｄ５を算出する。なお、投光方向の数は、車両６０ａの長さ等に応じて任意に変更することができる。

【0041】

ここで、車両６０ａの側面とレーザ光とがなす角度が小さいほど、すなわち車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉ（入射方向と側面の法線とがなす角度）が大きいほど、入射方向へ戻る反射光の割合が小さくなる。すなわち、車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉが大きいほど、レーザ光は車両６０ａの側面で鏡面反射し易くなる。このため、車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉが大きいほど、反射光の強度に応じて出力する電気信号Ｓの大きさが小さくなる。

【0042】

図３は、各投光方向（角度θ１～θ５）における各電気信号Ｓ１～Ｓ５と検知閾値Ｖｔを示すグラフである。破線のグラフは、入射角θｉが大きくなることによる減衰がない場合の電気信号Ｓを表している。

【0043】

角度θ１では、入射角θｉ＝０°であるため、電気信号Ｓ１は減衰していない。レーザ光を投光してから経過時間ｔ１において、電気信号Ｓ１の電圧が検知閾値Ｖｔを超えている。車両検知装置２０は、レーザ光を投光してから電気信号Ｓｎの電圧が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔに比例させて、車両検知装置２０から物体までの距離Ｄｍｎを算出する。このため、電気信号Ｓｎの電圧が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔは、車両検知装置２０から物体までの距離Ｄｍｎに対応している。

【0044】

角度θｎが小さくなるほど（入射角θｉが大きくなるほど）、電気信号Ｓｎは減衰している。このため、例えば角度θ４では、経過時間ｔｒ４において、減衰がない場合の電気信号Ｓｒ４の電圧が検知閾値Ｖｔを超えている。これに対して、経過時間ｔ４において、電気信号Ｓ４の電圧が検知閾値Ｖｔを超えている。すなわち、経過時間ｔ４は、経過時間ｔｒ４よりも時間Δｔだけ長くなっている。したがって、角度θ４では、車両検知装置２０から物体までの距離Ｄｍｎが、経過時間ｔｒ４に対応した真値よりも長く算出される。その結果、電気信号Ｓｎに基づいて車両６０ａまでの距離Ｄｍｎを算出する精度が低下する。

【0045】

図４は、車両検知装置２０のブロック図である。車両検知装置２０は、レーザダイオード２１、フォトダイオード２２、ミラー回転用モータ２３、制御ＣＰＵ２４、アンプ２６、比較部２７、置換部２８等を備えている。

【0046】

レーザダイオード２１は、半導体に電流を流してレーザ発振させることで、レーザ光を発光する。レーザダイオード２１により発光されたレーザ光は、図示しないミラーにより反射される。ミラーがミラー回転用モータ２３により回転させられることで、レーザ光が複数の投光方向に投光される。ミラー回転用モータ２３は、制御ＣＰＵ２４からの回転指令により制御され、制御ＣＰＵ２４へ回転角度（ひいては角度θｎ）を出力する。なお、レーザダイオード２１、ミラー、及びミラー回転用モータ２３により、投光部が構成されている。

【0047】

投光部は、前方の略１９０°の検出範囲をレーザ光で所定面に沿って、例えば３３ｍｓ周期（所定周期）で走査することが可能である。本実施形態では、所定面は水平面である。レーザ光には、例えば赤外線や、可視光、紫外線等を利用することができる。投光部は、ミラーの所定点を中心として、例えば０．２５°（所定角度）間隔でパルス状のレーザ光を投光することが可能である。本実施形態では、車両６０ａの通過位置に向けて、複数の投光方向（例えば上記角度θ１～θ５、－θ２～－θ５）にレーザ光を投光する。

【0048】

フォトダイオード２２（受光部）は、レーザ光が物体で反射された反射光を受光し、受光した反射光の強度に応じた電気信号Ｓ（電圧信号）を出力する。フォトダイオード２２は、例えばアバランシェフォトダイオードである。フォトダイオード２２は、投光部によりレーザ光が投光される度に、受光した反射光の強度に応じた電気信号Ｓｎを出力する。

【0049】

アンプ２６（補正部）は、所定のゲインＧｎにより各電気信号Ｓｎを増幅（補正）して出力する。各電気信号ＳｎがゲインＧｎにより増幅された信号が、各電気信号Ｓｒｎ（補正された電気信号）である。例えばゲインＧｎは、投光方向にかかわらず同一の一定値、すなわち複数の投光方向において同一の一定値である。

【0050】

比較部２７は、各電気信号Ｓｒｎと上記検知閾値Ｖｔとを比較し、レーザ光を投光してから電気信号Ｓｒｎの電圧が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎを出力する。置換部２８は、経過時間ｔｎを、車両検知装置２０から物体までの距離Ｄｍｎに変換する。また、置換部２８は、経過時間ｔｎが所定範囲内であること（電気信号Ｓｒｎが所定状態であること）を条件として、距離Ｄｍｎ（距離の実測値）を距離Ｄｎ（距離の真値）に置換する。詳しくは、置換部２８は、距離Ｄｍｎが経過時間ｔｎに比例するように、経過時間ｔｎを距離Ｄｍｎに変換する。置換部２８が距離Ｄｍｎを距離Ｄｎに置換する手順については後述する。置換部２８は、距離Ｄｍｎを制御ＣＰＵ２４へ出力する。

【0051】

制御ＣＰＵ２４は、車両検知装置２０と軌道５０との位置関係、及び車両６０ａの形状寸法に基づいて、各投光方向（角度θｎ）における車両６０ａまでの距離Ｄｎ（距離の真値）を設定する真値設定部２４ａの機能を実現する。真値設定部２４ａは、距離Ｄｎを置換部２８へ出力する。制御ＣＰＵ２４は、置換部２８により置換された各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、列車６０の先頭６５が所定の停止位置Ｌｓに停止した状態での各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値に等しいとみなせる状態が、所定時間を超えて継続した場合に、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定する判定部２４ｂの機能を実現する。制御ＣＰＵ２４は、判定部２４ｂにより列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定されたことを条件として、ホームドア装置３０により各ドア部３２を開かせるドア制御部２４ｃの機能を実現する。これらの機能の詳細については後述する。

【0052】

図５は、スロットＳＬｎ設定及び列車６０の停止判定の手順を示すフローチャートである。この一連の処理、車両検知装置２０により実行される。

【0053】

まず、投光方向を表す角度θｎの添字ｎをｎ＝１とする（Ｓ１１）。ｎ＝１のときにθｎはθ１となり、ｎ＝ｋのときにθｎはθｋとなる。

【0054】

続いて、角度θｎの距離の真値（距離Ｄｎ）を設定する（Ｓ１２）。具体的には、図２に示すように、車両検知装置２０と軌道５０との位置関係、及び車両６０ａの形状寸法は予め決まっている。このため、列車６０がレール５１（軌道５０）上に存在する場合、各投光方向（角度θ１～θ５）において車両検知装置２０から車両６０ａまでの距離の真値（距離Ｄｎ）は予め決まっている。そこで、車両検知装置２０と軌道５０との位置関係、及び車両６０ａの形状寸法を表す図面データ（データ）を入力する。入力した図面データに基づいて、角度θｎにおける車両６０ａまでの距離Ｄｎを算出する。そして、図６に示すように、経過時間ｔと、距離と、信号電圧との関係を表す座標軸に、算出した距離Ｄｎを設定する。

【0055】

続いて、ｎを１増加させ（Ｓ１３）、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ１４）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｓ１２の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１５の処理へ進む。

【0056】

Ｓ１５の処理では、ｎ＝１とする。続いて、角度θｎのスロットＳＬｎを設定する（Ｓ１６）。車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉが大きいほど、入射方向へ戻る反射光の割合が小さくなる度合、ひいては反射光の強度に応じた電気信号Ｓｎ（電気信号Ｓｒｎ）の大きさが小さくなる度合を、所定の計算式により算出することができる。そこで、所定の計算式に基づいて、図３の経過時間ｔｎ（例えば経過時間ｔ４）を含むように、図７のスロットＳＬｎ（例えばＳＬ４）を設定する。スロットＳＬｎ（所定範囲）は、角度θｎにおける車両６０ａまでの距離の真値（距離Ｄｎ）に対応する経過時間ｔｒｎ（例えば経過時間ｔｒ４）から所定時間後まで設定する。スロットＳＬｎは、角度θｎにおける車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉが大きいほど広く設定する。なお、経過時間ｔｎを算出する誤差を見込んで、スロットＳＬｎを設定してもよい。

【0057】

続いて、ｎを１増加させ（Ｓ１７）、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ１８）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、Ｓ１６の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、Ｓ１９の処理へ進む。

【0058】

Ｓ１９の処理では、ｎ＝１とする。続いて、車両検知装置２０により車両６０ａを検知する状態において、角度θｎにレーザ光を投光して、受光した反射光に基づいて角度θｎにおける車両６０ａまでの距離Ｄｍｎを算出する（Ｓ２０）。具体的には、投光部は、角度θｎにレーザ光を投光し、フォトダイオード２２は反射光を受光して電気信号Ｓｎを出力する。アンプ２６は、ゲインＧｎにより電気信号Ｓｎを増幅して、電気信号Ｓｒｎを出力する。比較部２７は、レーザ光を投光してから電気信号Ｓｒｎの電圧が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎを出力する。置換部２８は、経過時間ｔｎを、車両検知装置２０から車両６０ａまでの距離Ｄｍｎに変換する。

【0059】

続いて、経過時間ｔｎがスロットＳＬｎ内である（スロットＳＬｎに入った）か否か判定する（Ｓ２１）。投光部により投光された各レーザ光が車両６０ａに照射される状態では、図８に示すように、各経過時間ｔｎが各スロットＳＬｎに入る。一方、投光部により投光された各レーザ光が車両６０ａに照射されない状態では、各経過時間ｔｎは各スロットＳＬｎに入らない。

【0060】

Ｓ２１の判定において、経過時間ｔｎがスロットＳＬｎ内であると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、図８に示すように、距離Ｄｍｎ（距離の実測値）を距離Ｄｎ（距離の真値）に置換する（Ｓ２２）。一方、経過時間ｔｎがスロットＳＬｎ内でないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、距離Ｄｍｎをなし（不算出）とする（Ｓ２３）。

【0061】

続いて、ｎを１増加させ（Ｓ２４）、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ２５）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、Ｓ２６の処理へ進む。

【0062】

Ｓ２６の処理では、算出された各角度θｎにおける車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、列車６０の先頭６５が所定の停止位置Ｌｓに停止した状態での各角度θｎにおける車両６０ａまでの距離Ｄｎに等しいとみなせる状態（適正停止状態）が、所定時間を超えて継続した場合に、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定する。そして、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定したことを条件として、ホームドア装置３０により各ドア部３２を開かせる。一方、適正停止状態になっていない場合、及び適正停止状態が所定時間を超えて継続していない場合は、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止していないと判定する。そして、ホームドア装置３０により各ドア部３２を開かせない。

【0063】

続いて、停止判定を終了するか否か判定する（Ｓ２７）。例えば、列車６０の営業運転時間においては停止判定を継続し、営業運転時間が終了した場合に停止判定を終了する。この判定において、停止判定を終了しないと判定した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、Ｓ１９の処理から再度実行する。一方、この判定において、停止判定を終了すると判定した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

【0064】

なお、Ｓ１１～Ｓ１４の処理が真値設定部２４ａとしての処理に相当し、Ｓ１９～Ｓ２５の処理が置換部としての処理に相当し、Ｓ１９～Ｓ２６の処理が判定部２４ｂとしての処理に相当し、Ｓ２６の処理がドア制御部２４ｃとしての処理に相当する。

【0065】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0066】

・置換部２８は、投光部によりレーザ光が投光されてから、フォトダイオード２２により出力された電気信号Ｓｎの強度が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎが、各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎに入ったことを条件として、各投光方向における車両６０ａまでの距離の算出値を、予め取得された各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値（距離Ｄｎ）に置換する。投光部によりレーザ光が投光されてから、フォトダイオード２２により出力された電気信号Ｓｎの強度が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎは、車両検知装置２０から車両６０ａまでの距離に対応している。このため、上記経過時間ｔｎが各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎに入ったことを条件として、車両６０ａまでの距離の実測値（距離Ｄｍｎ）を真値に置換することにより、車両６０ａまでの正しい距離を算出することができる。したがって、レーザ光の入射角θｉによって車両６０ａまでの距離Ｄｍｎを算出する精度が低下することを抑制することができる。

【0067】

・各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎは、各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値に対応する経過時間ｔｒｎから所定時間後まで設定されている。したがって、各投光方向における車両６０ａまでの距離の実測値が、真値から所定距離内でない場合に、車両６０ａまでの距離の実測値を真値に誤って置換することを抑制することができる。

【0068】

・各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎは、各投光方向における車両６０ａへのレーザ光の入射角θｉが大きいほど広く設定されている。したがって、各投光方向における車両６０ａまでの距離の実測値が、真値から所定距離内であることを正確に推定することができる。

【0069】

・置換部２８は、投光部によりレーザ光が投光されてから、フォトダイオード２２により出力された電気信号Ｓｎの強度が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎが、各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎに入らなかった場合に、各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎの算出値をなしとする。したがって、車両検知装置２０により車両６０ａ以外の物体までの距離が算出された場合や、レーザ光の投光方向に車両６０ａが存在しない場合に、車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが誤って算出されることを抑制することができる。

【0070】

・制御ＣＰＵ２４（真値設定部２４ａ）は、車両検知装置２０と軌道５０との位置関係、及び車両６０ａの形状寸法に基づいて、各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値を設定する。こうした構成によれば、各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値を、ユーザがメジャー等を用いて実測する手間を省くことができるとともに、車両６０ａまでの距離の真値を正確に設定することができる。

【0071】

・制御ＣＰＵ２４（判定部２４ｂ）は、置換部２８による置換後の各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、列車６０の先頭６５が所定の停止位置Ｌｓに停止した状態での各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値に等しいとみなせる状態が、所定時間を超えて継続した場合に、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定する。上記構成によれば、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止した時に、置換部２８による置換後の各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止した状態での各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値に等しくなるため、列車６０が停止位置Ｌｓに停止したことを判定することができる。さらに、車両検知装置２０は、レーザ光の入射角θｉによって車両６０ａまでの距離Ｄｍｎを算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車６０が停止位置Ｌｓに停止したことを正確に判定することができる。

【0072】

・制御ＣＰＵ２４（ドア制御部２４ｃ）は、列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定されたことを条件として、ホームドア装置３０により各ドア部３２を開かせる。このため、車両検知装置２０により列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定された場合に、ホームドア装置３０の各ドア部３２が開かれる。また、車両検知装置２０により列車６０の先頭６５が停止位置Ｌｓに停止したと判定されていない場合には、ホームドア装置３０の各ドア部３２が開かれない。したがって、ホームドア装置３０の各ドア部３２を自動的に開閉させることができ、ホーム７１の駅員の負担を軽減することができる。

【0073】

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0074】

・図９に示すように、駅のホーム７１では、軌道５０を走行する列車６０が所定の入線位置Ｌｉを越えてホーム７１に入ったことを検知する必要がある。そして、列車６０の先頭６５が入線位置Ｌｉを越えた時に、列車６０が入線位置Ｌｉを越えたこと（列車６０の入線）を検知することが望ましい。

【0075】

この点、車両検知装置２０は、ホーム７１において列車６０の進行方向と反対方向の端部に設置されている。制御ＣＰＵ２４（入線検知部２４ｄ）は、置換部２８による置換後の各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、所定の入線位置Ｌｉに対応する入線距離Ｄｉよりも短い距離Ｄｍｎを含まない状態から含む状態に変わった時に、列車６０が入線位置Ｌｉを越えたことを検知する。入線距離Ｄｉは、入線位置Ｌｉにおける車両６０ａまでの距離の真値である。

【0076】

上記構成によれば、列車６０の先頭６５が入線位置Ｌｉを越えた時に、列車６０の先頭６５に対応する投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが入線距離Ｄｉよりも短くなるため、列車６０の先頭６５が入線位置Ｌｉを越えた時に、列車６０が入線位置Ｌｉを越えたことを検知することができる。さらに、車両検知装置２０は、レーザ光の入射角θｉによって車両６０ａまでの距離Ｄｍｎを算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車６０の入線を正確に判定することができる。

【0077】

・図１０に示すように、駅のホーム７１では、軌道５０を走行する列車６０が所定の出線位置Ｌｏを越えてホーム７１から出たことを検知する必要がある。そして、列車６０の後尾６６が出線位置Ｌｏを越えた時に、列車６０が出線位置Ｌｏを越えたこと（列車６０の出線）を検知することが望ましい。

【0078】

この点、車両検知装置２０は、ホーム７１において列車６０の進行方向の端部に設置されている。制御ＣＰＵ２４（出線検知部２４ｅ）は、置換部２８による置換後の各投光方向における車両６０ｅまでの距離Ｄｍｎが、所定の出線位置Ｌｏに対応する出線距離Ｄｏよりも短い距離Ｄｍｎを含む状態から含まない状態に変わった時に、列車６０が出線位置Ｌｏを越えたことを検知する。出線距離Ｄｏは、出線位置Ｌｏにおける車両６０ａまでの距離の真値である。

【0079】

上記構成によれば、列車６０の後尾６６が出線位置Ｌｏを越えた時に、列車６０の後尾６６に対応する投光方向における車両６０ｅまでの距離Ｄｍｎが出線距離Ｄｏよりも長くなるため、列車６０の後尾６６が出線位置Ｌｏを越えた時に、列車６０が出線位置Ｌｏを越えたことを検知することができる。さらに、車両検知装置２０は、レーザ光の入射角θｉによって車両６０ｅまでの距離Ｄｍｎを算出する精度が低下することを抑制することができるため、列車６０の出線を正確に判定することができる。

【0080】

・各投光方向（角度θｎ）において、レーザ光を投光してから電気信号Ｓｒｎの電圧が検知閾値Ｖｔを超えるまでの経過時間ｔｎを実測し、実測した経過時間ｔｎに誤差分を付加して各スロットＳＬｎ（所定範囲）を設定することもできる。なお、各スロットＳＬｎは、車両６０ａ以外の物体を誤検出することを抑制するために、必要最小限の範囲とすることが望ましい。

【0081】

・置換部２８は、フォトダイオード２２（受光部）により出力された電気信号Ｓｎに基づいて算出した各投光方向における車両６０ａまでの距離が、各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎ（所定範囲）に入ったことを条件として、各投光方向における車両６０ａまでの距離の算出値（距離Ｄｍｎ）を、予め取得された各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値（距離Ｄｎ）に置換してもよい。こうした構成によっても、上記実施形態及びその変更例に準じた作用効果を奏することができる。

【0082】

その場合、各投光方向に応じたスロットＳＬｎを、各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値から所定距離先まで設定すればよい。また、置換部２８は、フォトダイオード２２により出力された電気信号Ｓｎに基づいて算出した各投光方向における車両６０ａまでの距離Ｄｍｎが、各投光方向に応じて設定されたスロットＳＬｎに入らなかった場合に、各投光方向における車両６０ａまでの距離の算出値をなしとすればよい。

【0083】

・各投光方向（各角度θｎ）における車両６０ａまでの距離の真値（距離Ｄｎ）を、ユーザがメジャー等を用いて実測することもできる。

【0084】

・ホーム７１に複数種類の列車６０が入る場合は、列車６０の種類に応じて各投光方向における車両６０ａまでの距離の真値を設定すればよい。

【符号の説明】

【0085】

２０…車両検知装置、２１…レーザダイオード、２２…フォトダイオード（受光部）、２４…制御ＣＰＵ、２４ａ…真値設定部、２４ｂ…判定部、２４ｃ…ドア制御部、２４ｄ…入線検知部、２４ｅ…出線検知部、２７…比較部、２８…置換部、３０…ホームドア装置、３２…ドア部、５０…軌道、６０…列車、６０ａ…車両、６０ｂ…車両、６０ｅ…車両、７１…ホーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】