JP2004122946A - 侵入物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、実際の車室内の音響特性に応じて検出感度を最適化する侵入物体検出装置を目的とする。
【解決手段】本発明の侵入物体検出装置は、車室内への侵入を超音波により検出する侵入検出手段１０と、車室内の音響特性を監視する監視手段２３，２４と、前記監視した車室内の音響特性に応じて前記侵入検出手段の検出感度を自動補正する感度補正手段２８とを備えることを特徴とする。前記監視手段は、好ましくは、前記車室内の音響特性として、車室内の内装材に向けて発射された超音波の反射波のエネルギを計測する。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、盗難防止等のために、車室内への人間等の侵入を検出して警報を行う車両の侵入物体検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の侵入物体検出装置としては、超音波送受信器から車室空間に超音波の送受信を連続的又は間欠的に行い、超音波が、車室空間内で移動物体（侵入物体）に当たって反射するときにこの反射波の周波数が変化するというドップラー効果を利用して侵入物体を検出して、ホーン等の警報を発令するものが知られている。
【０００３】
ところで、車室空間内に空気の揺らぎ等の環境変化が発生した場合には、侵入物体が実際はなくても反射波の周波数が変化してしまうため、検出感度を高く設定した場合には、侵入物体が実在しないにも拘らず「侵入物体有り」との誤判定を行う可能性が高くなる。従って、従来的な侵入物体検出装置においては、空気の揺らぎ等の環境変化による誤判定を防止すべく、検出感度を低めに設定しなければならないという問題点があった。
【０００４】
これに対して、例えば特開２００２−５３０１１号公報には、空気の揺らぎに関連する環境情報を取得する手段を備え、取得した環境情報に応じて検出感度を自動的に調整する侵入物体検出装置が開示されている。この従来の侵入物体検出装置によれば、空調装置の外気導入モードや窓の開閉に関する情報等を環境情報として取得し、例えば空調装置が外気導入モードにある場合には（車室空間内に空気の揺らぎが生じやすい）検出感度が低めに自動調整されるので、空気の揺らぎに起因した誤判定を防止することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の侵入物体検出装置においては、前記環境情報に応じて予め定められた検出感度が選択されるので、適切な検出感度を得るのが困難であるという問題点があった。即ち、例えば空調装置が外気導入モードにあっても、車両周囲に強風が吹いている場合には車室空間内の空気の揺らぎが大きくなり、無風である場合には空気の揺らぎが小さくなるといったように、実際の空気の揺らぎは、車両周囲の環境に依存するので、車室空間内の実際の空気の揺らぎを前記環境情報に基づいて完全に推定することは困難である。
【０００６】
また、車室内には、空気の揺らぎ以外にも内装材の材質の相違等のような超音波の反射波に影響を及ぼしうる要因が存在する。これに対して、内装材の材質が車種やグレード毎に決まっていることを鑑み、内装材の材質毎に検出感度の調整方法を変更することや、反射波に最も大きい影響を及ぼす内装材を基準として、すべての内装材に対して同一の検出感度の調整方法を採用することも可能である。しかしながら、前者の場合には、内装材の材質毎に侵入物体検出装置のバリエーションが発生するというコスト面での問題点があり、後者の場合には、基準の内装材以外に対しては結果的に検出感度が低めに設定されてしまうという問題点がある。また、いずれの場合においても、シートカバーが事後的に装着される等により車室内音場が後発的に変化する場合に対応可能でなく、検出感度の最適化に依然として課題を残すことになる。
【０００７】
そこで、本発明は、実際の車室内の音響特性に応じて検出感度を自動補正できる侵入物体検出装置を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、車室内への侵入を超音波により検出する侵入検出手段と、
車室内の環境を監視する監視手段と、
前記監視した車室内環境に応じて前記侵入検出手段の検出感度を自動補正する感度補正手段とを備えることを特徴とする、侵入物体検出装置により、
又は、請求項２に記載する如く、前記車室内環境は、車室内の音響特性である、請求項１記載の侵入物体検出装置により、
又は、請求項３に記載する如く、前記音響特性は、音圧分布及び／又は残響時間である、請求項２記載の侵入物体検出装置により、
又は、請求項４に記載する如く、前記監視手段は、前記車室内環境として、車室内の内装材に向けて発射された超音波の反射波のエネルギを計測する、請求項１乃至３の何れかに記載の侵入物体検出装置により達成される。
【０００９】
本発明によれば、侵入物体検出用の超音波の反射波に影響を及ぼす車室内環境が監視され、当該監視結果に基づいて検出感度が自動補正されるので、車両の内装材の材質（例えば、シート生地、トリム材、又はシートカバーが装着された場合にその生地等）に適合した検出感度を得ることができ、安定した侵入検出を実現することができる。従って、内装材の異なる車種毎に設定の異なる侵入物体検出装置を用意する必要がなく、コスト低減を図ることができる。また、シート位置の変更、シートカバーの着脱や内装材の経時的な劣化等により車室内環境が後発的に変化する場合にも当該変化後の車室内環境に適合した検出感度を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の侵入物体検出システムの一実施例を示すブロック図である。本実施例の侵入物体検出システム１は、侵入物体を検出するための検知システム１０と、車室内の静的音圧分布（以下、「音場」という）及び残響時間を監視するための監視システム２０とから構成される。
【００１１】
検知システム１０は、従来的な構成であってよく、３０〜５０ｋＨｚの周波数の矩形波の信号を発生する発振器１１と、発振器１１の出力信号を増幅する増幅器１２と、増幅器１２に接続された検知用送信マイクロフォン１３とを備えると共に、検知用送信マイクロフォン１３から送信された超音波の反射波を受信する検知用受信マイクロフォン１４と、検知用受信マイクロフォン１４に接続された増幅器１５と、コンパレータ（比較器）１６とを備えている。
【００１２】
尚、検知システム１０の検知用送信マイクロフォン１３は、例えば車内の天井やルームミラーの近傍に設けられ、侵入物体が到来しうる車室内空間全体に超音波が伝搬されるように（即ち、全座席への侵入に対応可能なように）その取付け位置や角度等が設定されている。また、増幅器１５は、検知用受信マイクロフォン１４の出力信号をコンパレータ１６が作動できる領域にまで、即ち通常１Ｖ程度にまで増幅できるように設定される。
【００１３】
更に、検知システム１０は、コンパレータ１６がハイレベル信号を出力した場合に警報を発令する警報手段としてホーン１７を備えている。但し、警報手段としては、ホーン１７に代え又はこれに加え、車両のヘッドライトやワイパー装置等を用いても良く、更に、エンジン始動を無効にするフューエルカット装置を利用してもよい。
【００１４】
一方、監視システム２０は、監視用送信マイクロフォン２３を備えると共に、監視用送信マイクロフォン２３から送信された超音波の反射波を受信する監視用受信マイクロフォン２４と、監視用受信マイクロフォン２４の出力を増幅する増幅器２５と、増幅器２５の出力をＡＣレベルからＤＣレベルに変換するＡＣ−ＤＣ変換器２６と、検知システム１０の増幅器１５とコンパレータ１６との間に挿入され、ＡＣ−ＤＣ変換器２６の出力レベル（制御電圧）に応じて増幅利得を可変する電圧制御型増幅器（ＶＣＡ：Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２８とを備えている。
【００１５】
尚、監視システム２０の監視用送信マイクロフォン２３は、図１に示すように、検知システム１０の増幅器１５に接続されてよく、かかる場合には、監視用送信マイクロフォン２３及び検知用送信マイクロフォン１３は、増幅器１５による並列駆動が可能となる。
【００１６】
監視用送信マイクロフォン２３は、必ずしも全座席に向けて超音波を発射する必要はなく、車室内の内装材質を代表する内装材（例えば、適当な座席、トリム部材等）に向けて超音波を送信するように設けられてよい。同様に、音場を監視するための監視用受信マイクロフォン２４は、監視用送信マイクロフォン２３の発射した超音波の内装材からの反射波を受信するように設けられ、好ましくは、侵入物体の到来がほとんどない若しくは一切ない車室内の場所に設置される。
【００１７】
ここで、監視用送信マイクロフォン２３の送信エネルギ（Ｅｉ）に対して監視用受信マイクロフォン２４の受信エネルギ（Ｅｏ）が得られた場合、反射率（γ）は、γ＝（Ｅｏ／Ｅｉ）×１００（％）となるが、送信エネルギ（Ｅｉ）を一定とすれば、受信エネルギ（Ｅｏ）自身が反射率（又は、反射量）を表わす指標となる。尚、この受信エネルギ（Ｅｏ）は、残響時間も加味して導出される（即ち、受信エネルギ（Ｅｏ）は、残響時間が考慮された積分区間により導出される）。従って、監視用受信マイクロフォン２４の出力信号は、音場を代表する反射量を示すことになり、この出力信号を監視することによって音場を監視することが可能となる。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、以下に説明するように、この監視用受信マイクロフォン２４の（増幅器２５及びＡＣ−ＤＣ変換器２６を介した）出力レベルに応じて、増幅器利得を最適化することにより、車室内空間の実際の音場に適合した検出感度を自動的に実現することを可能とする。
【００１９】
図２は、横軸に電圧制御型増幅器２８の入力制御レベル（即ち、増幅器２５及びＡＣ−ＤＣ変換器２６を介した監視用受信マイクロフォン２４の出力レベル）を示し、縦軸に増幅器利得を示す、本発明による電圧制御型増幅器２８の特性図である。
【００２０】
ところで、検知システム１０の検知用受信マイクロフォン１４の出力レベルには、一般的に、車室空間内の空気の揺らぎ以外にも、内装材の材質の違い、シート位置の違い若しくはシートカバーの有無等が反映される。例えば、シートが皮製である場合、通常的な布製である場合に比して、検知用受信マイクロフォン１４の出力レベルは大きくなる。即ち、検知用受信マイクロフォン１４は、内装材の材質の違い等によりその出力レベルが変化するので、検知用受信マイクロフォン１４の（増幅器１５を介した）出力レベルをそのままコンパレータ１６に印加した場合には、安定した検出性能を実現することができない。
【００２１】
これに対して、本発明によれば、図２に示すように、監視用超音波の反射量が大きい（即ち、監視用受信マイクロフォン２４の出力レベルが大きい）場合には、検知用受信マイクロフォン１４の出力レベルが下方に補正され、反射量が小さい場合には、検知用受信マイクロフォン１４の出力レベルが上方に補正されるといったように、監視用超音波の反射量に応じて増幅器利得が電圧制御型増幅器２８により自動的に最適化される。これにより、車室空間内の空気の揺らぎのみならず内装材の材質の違いやシート位置の違い等に起因して車室内の音場に変化が生じた場合であっても、最適な値に検出感度を自動的に補正することが可能となる。この結果、異種の内装材毎に異なる検出感度を初期設定する必要がなくなり、また、シート位置の変更、シートカバーの着脱や内装材の経時的な劣化等により音場が後発的に変化する場合にも対応可能となる。
【００２２】
尚、図２には、線形的な入力制御レベル−増幅器利得特性が示されているが、本発明はこれに限定されることはなく、電圧制御型増幅器２８は、非線形な入力制御レベル−増幅器利得特性を有してもよい。また、上述の実施例では、監視用超音波の反射量に応じて増幅器利得を最適化するものであったが、監視用超音波の反射量に応じてコンパレータ１６の閾値を変更することも可能である。
【００２３】
次に、上述の本発明による侵入物体検出システム１の動作を図３及び図４を参照して説明する。図３は、本発明による侵入物体検出システム１で行われる処理ルーチンを示すフローチャートであり、図４は、侵入物体検出システム１の各部の信号波形を示す図である。
【００２４】
本処理ルーチンは、先ず、ステップ１００において、セキュリティセット条件が満たされた否かが判定され、セキュリティセット条件が満たされた場合に開始される。このセキュリティセット条件は、通常的に、イグニッションスイッチがオフであり、イグニッションキーシリンダにイグニッションキーが挿入されておらず、総てのドアがロックされており、且つ、フード及びトランクが閉じられている場合に成立するとしてよい。本ステップ１００において、セキュリティセット条件が成立したと判定された場合には、ステップ１０２に進み、不成立と判定された場合には、以後、なんら処理が進められることなく今回のルーチンが終了される。
【００２５】
続くステップ１０２では、車室内の音場及び残響時間を測定するための監視用超音波送受信処理が実行される。具体的には、図４（Ａ）に示すような例えば４０ｋＨｚの周波数を有する超音波が、監視用送信マイクロフォン２３により所定のシート（図１参照）に向けて送信される。監視用送信マイクロフォン２３からの監視用超音波は、シートに直接的に反射し、図４（Ｂ）に示すようなある残響時間を有する反射波として監視用受信マイクロフォン２４により受信される。尚、このときの反射波のエネルギ（反射量）が上述の如く車室内の代表的な音場を表わすことになる。
【００２６】
続くステップ１０４では、車室内への不法な侵入を検知するための検知用超音波送受信処理が実行される。具体的には、図４（Ｃ）に示すような例えば４０ｋＨｚの周波数を有する超音波が、検知用送信マイクロフォン１３により車両後方に向けて送信される。この検知用超音波は、車室内に侵入物体が存在しない場合には、ドップラー周波数を含まない反射波として検知用受信マイクロフォン１４により受信され、車室内に侵入物体が存在する場合には、当該侵入物体に起因するドップラー周波数を含む反射波として検知用受信マイクロフォン１４により受信される。図４（Ｄ）は、検知用受信マイクロフォン１４により受信された反射波を示す。尚、上記ステップ１０２及び本ステップ１０４は、増幅器１５による並列駆動に同時的に実行されてもよい。
【００２７】
続くステップ１０６では、上記ステップ１０２で受信した監視用超音波の反射量に応じて増幅器利得を最適化する処理が実行される。具体的には、監視用受信マイクロフォン２４の出力信号（図４（Ｂ）参照）が、図４（Ｅ）に示すように、通常的には包絡線検波回路を用いて直流化（ＤＣ化）された後、電圧制御型増幅器２８に制御電圧として印加される。この結果、電圧制御型増幅器２８の出力レベルは、図４（Ｆ）に示すように、監視用超音波の反射量に応じた補正が施され、音場を補正した受信レベルを示すことになる。
【００２８】
続くステップ１０８では、上記ステップ１０６で得られた受信レベルと所定の閾値との比較処理が実行される。即ち、電圧制御型増幅器２８の出力信号がコンパレータ１６に印加され、受信レベルが所定の閾値を上回ったと判定された場合には、コンパレータ１６がハイレベル信号を出力し、続くステップ１１０において、警報手段であるホーン１７により警報が吹鳴される。一方、受信レベルが所定の閾値を下回っていると判定された場合には、以後、なんら処理が進められることなく今回のルーチンが終了される。尚、本ステップ１０８において、受信レベルが所定の閾値を下回っていると判定された場合、上記ステップ１００のセキュリティセット条件の成立を条件として上記ステップ１０４からの処理を繰り返すことも可能である。
【００２９】
尚、上記実施例においては、上記ステップ１０４及び上記ステップ１０８の処理を実行することにより、特許請求の範囲に記載の「侵入検出手段」の動作が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、特許請求の範囲に記載の「監視手段」の動作が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、特許請求の範囲に記載の「感度補正手段」の動作がそれぞれ実現されている。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、侵入物体検出用の超音波の反射波に影響を及ぼす車室内環境が監視され、当該監視結果に基づいて検出感度が自動補正されるので、車両の内装材の材質に適合した検出感度を得ることができ、安定した侵入検出を実現することができる。従って、内装材の異なる車種毎に設定の異なる侵入物体検出装置を用意する必要がなく、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の侵入物体検出システムを示すブロック図である。
【図２】ＶＣＡの入力制御レベル−増幅器利得特性を示す図である。
【図３】本発明による侵入物体検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明による侵入物体検出システムの各部の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１　　侵入物体検出システム
１０　　検知システム
１１　　発振器
１２　　増幅器
１３　　検知用送信マイクロフォン
１４　　検知用受信マイクロフォン
１５　　増幅器
１６　　コンパレータ
１７　　ホーン
２０　　監視システム
２３　　監視用送信マイクロフォン
２４　　監視用受信マイクロフォン
２５　　増幅器
２６　　ＡＣ−ＤＣ変換器
２８　　電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）

Claims (4)

1. 車室内への侵入を超音波により検出する侵入検出手段と、
   車室内の環境を監視する監視手段と、
   前記監視した車室内環境に応じて前記侵入検出手段の検出感度を自動補正する感度補正手段とを備えることを特徴とする、侵入物体検出装置。
2. 前記車室内環境は、車室内の音響特性である、請求項１記載の侵入物体検出装置。
3. 前記音響特性は、音圧分布及び／又は残響時間である、請求項２記載の侵入物体検出装置。
4. 前記監視手段は、前記車室内環境として、車室内の内装材に向けて発射された超音波の反射波のエネルギを計測する、請求項１乃至３の何れかに記載の侵入物体検出装置。

Images