JP2003300492A - 自転車用衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自転車の運転者に対して、自転車に接近して
くる車輌、或いは自転車などの存在を知らせ、より安全
性を高めることができるようにした自転車用衝突防止装
置を提供する。 【解決手段】 送信信号としてマイクロ波を外部へ送信
する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号とし
て受信する受信部と、送信信号と受信信号より低周波の
出力信号であるドップラ信号を抽出するミキサ部とを有
するセンサ部を内蔵した自転車用衝突防止装置におい
て、該自転車用衝突防止装置は、自転車に設置するため
の取付治具を有し、前記装置を取り付けた自転車に接近
してくる物体の接近速度を測定する制御部と、前記物体
の接近速度に応じて、自転車の運転者に対して発する警
報パターンを変化させる警報発生部とを備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波の送受
信によって移動物体の接近を検知するものに関するもの
であり、特に自転車に接近してくる自動車などを自転車
の運転者に対して報知するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自転車用の安全装置としては、
ブレーキやライト、後方からの車両のライトを反射する
リフレクターなどが知られている。

【０００３】したがって、実際に遭遇する危険に対して
は、自転車を運転する者の五感に依存するか、若しくは
車輌を運転する者の注意力に依存して対処せざるを得な
いのが現状である。特に高齢者や児童は感覚の衰えや経
験不足により、所謂交通弱者として様々な事故に巻き込
まれる可能性が高く、また、夜間時の運転など、周囲の
環境の変化により自転車を運転する者の五感だけでは危
険を察知することが難しいことが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような現状に対し
て、従来の自転車では相手に対して報知する手段は備え
ているものの、相手の状態を知ることに関しては殆ど無
策であったため、改善が求められていた。

【０００５】そこで、本発明は上記課題を鑑みなされた
ものであり、自転車の運転者に対して、自転車に接近し
てくる車輌、或いは自転車などの存在を知らせ、より安
全性を高めることができるようにした自転車用衝突防止
装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び作用・効果】

【０００６】前記目的達成のために、送信信号としてマ
イクロ波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの
反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と
受信信号より低周波の出力信号であるドップラ信号を抽
出するミキサ部とを有するセンサ部を内蔵した自転車用
衝突防止装置において、該自転車用衝突防止装置は、自
転車に設置するための取付治具を有し、前記装置を取り
付けた自転車に接近してくる物体の接近速度を測定する
制御部と、前記物体の接近速度に応じて、自転車の運転
者に対して発する警報パターンを変化させる警報発生部
とを備えたことを特徴とするかかる構成により、自転車
に接近してくる物体を接近速度で検知し、その速度に応
じて警報パターンを変えることにより、物体がどのよう
に接近してきているのか（ゆっくり、あるいは急に接近
してきている）を自転車の運転者が容易に判断すること
が可能となり、従来、自転車の運転者の五感に依存して
いたり、自転車に接近する車輌などの運転者に頼ってい
た注意を、自転車の運転者自らの注意によって危険を回
避することが可能となる。

【０００７】また、請求項２記載のように、前記センサ
部の出力信号から得られる信号のうち、前記自転車用衝
突防止装置が設置された自転車の車輪の動きや、前記自
転車をこぐ人体の動きの成分を取り除く、フィルタ部を
備えたことを特徴とする。かかる構成により、自転車に
設置されたセンサ部がセンシングする際に生じている、
自転車の車輪や、ペダルをこぐ人体の動きを、フィルタ
部により本来物体が接近してくる信号と区別し、除去す
ることができるため、容易に自転車に接近する物体の信
号のみを抽出することができ、測定精度が向上する。

【０００８】また、請求項３記載のように、前記制御部
は、検知対象物までの検知距離を変化させる検知距離可
変手段を備えたことを特徴とする。かかる構成により、
検知可能範囲を自由に変えることができるため、例え
ば、児童や高齢者には安全のためになるべく危険を察知
してから対応するまでの時間を長く取るために検知可能
範囲を長くするといったように、自転車に乗る人の年齢
や経験等に応じて危険を察知する範囲を変えることがで
きる。

【０００９】また、請求項４記載のように、前記制御部
は、自転車の速度と出力信号から得られる検知対象物の
接近速度から、検知対象物が動体であるのか、静止体で
あるのかを判断し、動体の時に警報パターンを発するこ
とを特徴とする。かかる構成によれば、例えば静止体に
対して自転車が向かっている場合、実際には静止体であ
るが、自転車から見たら接近してくるように見え、その
判断が困難であったが、自転車の移動速度を前記制御部
に入力し、出力信号から得られる速度と、実際の自転車
の移動速度が同じであれば、得られた出力信号は静止体
を検知していると判断でき、自転車の移動速度と異なる
速度の出力信号が得られれば、得られた出力信号は動体
であると判断して警報を発し、誤動作をなくすことがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１に本発明の自転車用衝突防
止装置概略構成図、図２にセンサ部及び制御部概略構成
図、図３に自転車用衝突防止装置のブロック構成図、図
４にミキサ部より出力される出力信号の波形図、図５に
物体の接近速度に応じて警報パターンを可変する制御部
での処理を示すフローチャート図、図６に検知対象物が
動体であるか、静止体であるかを判断する制御部での処
理を示すフローチャート図を示す。

【００１１】図１に、本発明の自転車用衝突防止装置概
略構成図を、図２にセンサ部及び制御部概略構成図を示
す。本発明の自転車用衝突防止装置１１ａ、１１ｂは、
電波の送受信によって検知物体からの反射波を出力信号
として抽出するセンサ部２１を内蔵するものであり、セ
ンサ部２１から抽出される出力信号を基にして検知物体
の接近速度を演算する制御部２３と、制御部２３で求め
られた速度に応じて使用者に対して、物体の接近を警報
する警報発生部１１ｂとを有するものである。

【００１２】自転車用衝突防止装置１１ａ内に設けられ
たセンサ部２１は、電波の送受信によって得られる検知
物体からの反射波を利用して検知物体の接近測定を行う
ものであるため、本実施例のセンサ部２１はマイクロ波
帯域の周波数を用いたマイクロ波センサを使用してい
る。また、センサ部のマイクロ波を送受信する開口部に
は、電波をより遠くまで送信するためのホーン２２を設
置することが好ましく、ホーン素材としては金属や導電
性樹脂のような導電性物質で形成されることが好まし
い。

【００１３】ここで、本発明の自転車用衝突防止装置１
１ａは、自転車に取り付けて検知物体の測定を行うため
の装置であるため、自転車に取り付ける取付治具２４を
備えている。ここで、本実施例における取付治具２４は
取り外し可能であるため、例えば、サドル下に取り付け
てセンサを自転車後方に向けることにより、自転車後方
からの接近センサになり、ハンドル下に取り付けてセン
サを自転車前方に向けることにより、自転車前方からの
接近センサとして使用することが可能となる。特に夜間
時の走行などでは、前方から対向自転車が来る場合、対
向自転車がライトを点灯していない場合など、対向自転
車を認識することが困難であるため、装置を取り外し自
由としセンサを前方に向けられることは有効である。ま
た、駐輪時などに使用者が装置を取り外すことによっ
て、装置の盗難防止になるだけでなく、様々な種類の自
転車に容易に装着することが可能となる。

【００１４】また、制御部２３にて検知物体の接近速度
を算出した結果を警報発生部１１ｂから発するが、警報
手段としては、ＬＥＤなどの視覚手段とすることによ
り、自転車運転者だけでなく、接近している自転車や自
動車の運転者などに対しても警報することが可能とな
る。さらに、ブザーなどの聴覚手段とすることにより、
昼間などのＬＥＤの点灯が見にくい状況下においても、
容易に判断することが可能となる。ここで、警報手段と
してＬＥＤなどの視覚手段とブザーなどの聴覚手段を併
用することにより、使用者に対して確実に警報されるこ
とは言うまでもない。ここで、警報発生部１１ｂの取付
位置を本実施例では特に限定しなかったが、センサ部２
１や制御部２３などと一体にしても構わないし、ケーブ
ルで接続することで制御部２３やセンサ部２１などの本
体から切り離しても構わない。特に、センサ部２１をサ
ドル下方に取り付け、自転車下方の後方接近センサとし
て使用する場合などには、警報発生部１１ｂとしてＬＥ
Ｄなどの視覚表示をハンドルなどの自転車運転者が目に
する位置にあることが望ましい。

【００１５】次に、自転車用衝突防止装置１１の速度検
出について詳しく述べる。図３に自転車用衝突防止装置
のブロック構成図を示す。図３より、センサ部３５は送
信信号としてのマイクロ波を送信部３２から外部に送信
し、検知物体３１からの反射波を受信部３３で受信信号
として受信し、ミキサ部３４において送信信号と受信信
号より低周波のドップラ信号である出力信号を抽出し、
この出力信号を基に制御部３６において検知物体の速度
を概算し、接近速度に応じて警報発生部３０３から自転
車運転者に警報するものである。ここでは、特に制御部
３６における処理について述べていく。

【００１６】制御部３６では、下記に記載された（１）
式を基にして検知物体の速度を導出するものである。 ΔＦ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ…（１） ΔＦ：出力信号の周波数（Ｈｚ） Ｆｓ：送信信号の周波数（送信周波数：Ｈｚ） ｖ：検知物体の移動速度（ｍ／ｓ） ｃ：光速（３００×１０^６ｍ／ｓ） ここで、送信信号の周波数、光速は既知な値であり、ミ
キサ部３４より出力される出力信号より、制御部３６で
は出力信号の周期から周波数を導出することができるた
め、検知物体の移動速度を容易に概算することが可能で
ある。

【００１７】図４は、ミキサ部３４より出力される出力
信号の波形図を、図５は物体の接近に応じて警報パター
ンを可変する制御部での処理を示すフローチャート図を
示す。

【００１８】送信部３２より送信されたマイクロ波は検
知物体３１へ当たり、その反射波が受信信号となり受信
され、送信信号と受信信号を基にミキサ部３４で図４に
示すような低周波のドップラ信号である出力信号４３が
出力される。ミキサ部３４より抽出された出力信号４３
の電圧値が、あらかじめ設定された任意の時間中に基準
電圧４１を越える出力がある場合に測定を行い、任意の
時間中に一度も基準電圧４１を越えない場合には測定を
行わない。ここで、出力電圧の上昇から下降への変化
点、すなわち波高値４４は検知物体までの距離に応じて
変化するものであり、センサ部３５から検知物体３１ま
での距離が短ければ波高値４４は高くなり、検知物体ま
での距離が短ければ波高値４４は低くなるものである。
この基準電圧４１を変えることにより検知可能範囲を可
変するこが可能となる。（後述記載） ここで、出力信号波形の周期を概算する方法としては、
出力信号をサンプリングしていき、出力電圧値が上昇か
ら下降への変化点、すなわち波高値を順次求めていき、
出力信号の波高値間の時間４２をマイクロコンピュータ
のタイマなどを用いて計測するのが一般的な方法であ
る。また、ドップラ信号である出力信号の中心値
（（１）式による送信波と受信波の周波数に差がない出
力）を基準信号として、比較器（コンパレータなど）を
用いて、前記基準信号と出力信号を比較することにより
得られる矩形波より算出する方法がマイクロコンピュー
タ、或いはＤＳＰなどのディジタル信号処理を行う場合
には容易に算出することが可能となる。

【００１９】制御部３６は、図５に示すように電源投入
後、出力信号があらかじめ設定されている出力レベル以
上になったとき（Ｓ５１）に接近速度測定を開始し（Ｓ
５５）、速度測定開始時からの出力信号波形の周期から
速度を概算する。制御部３６より算出された検知物体の
接近速度により、あらかじめ設定された接近速度よりも
速い場合と、遅い場合によりＬＥＤの点灯パターンやブ
ザーの鳴パターンを変化させて（Ｓ５３、Ｓ５４）、自
転車に接近している物体の状況（急に接近しているの
か、ゆっくり接近しているのかなど）を自転車の運転者
に報知する。ここで、ＬＥＤの点灯パターンなどは特に
限定されるものではないが、接近物体が急に近づいてい
る場合には、ＬＥＤの点灯周期を早くし、接近物体がゆ
っくり近づいている場合には、ＬＥＤの点灯周期をゆっ
くりすることにより、点灯周期が早いときには人間の心
理から焦りを感じるものであり、危険を示す意味では好
ましいものである。

【００２０】また、ここでは接近物体の接近速度をあら
かじめ設定された接近速度を基準にして、速い場合と、
遅い場合の２通りにしたが、それに限定されるものでは
なく、接近速度に応じて数通りの警報パターンを有する
ことにより、自転車の運転者に対して接近物体の状況
を、より詳細に伝えることができるのは言うまでもな
く、使い勝手が向上する。

【００２１】さらに、出力信号４３をフィルタ部３８を
通すことにより、測定者自身である自転車の運転者の動
き（特にペダルをこぐ足の動き）や、自転車の車輪の動
きによって生じる信号を除去することが可能となり、測
定精度を向上させることが可能となる。特に、自転車を
こぐときの足の動きや車輪の動きは、自転車が一定速度
で走行していれば周期的な動きであり、一定速度でなく
とも、同じ運転者であれば殆ど速度が変わることがない
ので、ほぼ同様な周期で繰り返され、且つ出力信号の電
圧レベルが殆ど変化のない信号であるが、自転車に対し
て接近してくる車輌などの出力信号は遠くから近くへ接
近してくるので、出力信号の電圧レベルが近づくにつれ
て上昇してくるはずであり、容易にその違いを判断する
ことが可能である。フィルタ回路としては、抵抗とコン
デンサを組み合わせてＣＲ回路で構成してもよいが、部
品点数の削減するという点では、マイクロコンピュータ
やＤＳＰなどのソフトウェア（ディジタルフィルタ）で
構成するのが好ましい。また、前述したようにセンサ部
の電波を照射する部分をホーン形状にすることにより、
センシング範囲を限定することができるため、余計な外
部からの信号を更に除去することが可能である。

【００２２】また、検知物体までの検知距離を変化させ
ることが可能である検知距離可変手段３７により、使用
者の測定したい検知範囲を設定することが可能となり、
自転車に乗る人の年齢や経験等に応じて危険を察知する
範囲を変えることができる。検知距離可変手段３７とし
ては、前述した測定開始の基準電圧４１を変えること
や、基準電圧４１は同じであっても、出力信号４３の増
幅率を変えることにより調整可能である。出力信号４３
をＯＰアンプで増幅する回路などでは、抵抗器の比によ
って増幅率を可変するため、抵抗器の定数を変えるだけ
で容易に調整可能であるため、例えば可変抵抗器などを
使用すれば外部からも容易に調整することができる。

【００２３】図６は、検知対象物が動体であるか、静止
体であるかを判断する制御部での処理を示すフローチャ
ート図である。

【００２４】制御部は、この出力信号を基に検知物体の
接近速度を算出し、外部入力から入力された自転車自身
の移動速度と比較することにより（Ｓ６１）、検知物体
の接近速度と自転車自身の移動速度が同じであれば、検
知物体は静止体であると判断する。ここで、センサ部を
自転車後方に向けて後方からの接近センサとしている場
合には、検知物体が静止体であっても、接近ではなく離
遠していくため、間違えることはないが、センサ部を自
転車前方に向けて前方からの接近センサとして使用して
いる場合には、道端に植え込まれている植木や、ガード
レールなどの静止体であっても自転車から見れば接近し
ているため、誤動作する可能性がある。そこで、走行し
ている自転車の移動速度と同じ速度で近づいてくる検知
物体を検知した場合には、静止体と判断することにより
誤動作することがなくなり、より精度の高い衝突防止装
置となる。

【００２５】ここで、使用者が運転する自転車の移動速
度を検知する方法として、従来から使用されている車輪
の回転数から算出する方法など、速度情報として制御部
に入力されるものであれば、特に限定されるものではな
い。また、警報発生部としてＬＥＤやブザーを用いた
が、特にそれに限定されるものではなく、「車が近づい
てきています」というような音声出力などを用いても、
同様な効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自転車用衝突防止装置の概略構成
図。

【図２】 本発明の自転車用衝突防止装置のセンサ部及
び制御部の概略構成図。

【図３】 本発明の自転車用衝突防止装置の構成を示す
ブロック図。

【図４】 ミキサ部より出力される出力信号の波形図。

【図５】 物体の接近に応じて警報パターンを可変する
制御部での処理を示すフローチャート図。

【図６】 検知対象物が動体であるか、静止体であるか
を判断する制御部での処理を示すフローチャート図。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ：自転車用衝突防止装置、１２：警報発
生部、２１：センサ部、２２：ホーン、２３：制御部、
２４：固定治具、３１：検知物体、３２：送信部、３
３：受信部、３４：ミキサ部、３５：センサ部、３６：
制御部、３７：検知距離可変手段、３８：フィルタ部、
３９：速度演算部、３０１：判定部、３０２：自転車速
度、３０３：警報発生部、４１：基準電圧、４２：測定
周期、４３：出力信号、４４：波高値

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信信号としてマイクロ波を外部へ送信
   する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号とし
   て受信する受信部と、送信信号と受信信号より低周波の
   出力信号であるドップラ信号を抽出するミキサ部とを有
   するセンサ部を内蔵した自転車用衝突防止装置におい
   て、該自転車用衝突防止装置は、自転車に設置するため
   の取付治具を有し、前記装置を取り付けた自転車に接近
   してくる物体の接近速度を測定する制御部と、前記物体
   の接近速度に応じて、自転車の運転者に対して発する警
   報パターンを変化させる警報発生部とを備えたことを特
   徴とする、自転車用衝突防止装置。
2. 【請求項２】 前記センサ部の出力信号から得られる信
   号のうち、前記自転車用衝突防止装置が設置された自転
   車の車輪や、前記自転車をこぐ人体の動きの成分を取り
   除く、フィルタ部を備えたことを特徴とする、前記請求
   項１記載の自転車用衝突防止装置。
3. 【請求項３】前記制御部は、検知対象物を検知可能な距
   離である検知距離を変化させる検知距離可変手段を備え
   たことを特徴とする、前記請求項１又は２記載の自転車
   用衝突防止装置。
4. 【請求項４】前記制御部は、自転車の速度と出力信号か
   ら得られる検知対象物の接近速度から、検知対象物が動
   体か、静止体であるのかを判断し、動体の時に警報パタ
   ーンを発することを特徴とする、前記請求項１乃至３何
   れか一項記載の自転車用衝突防止装置。