JP2014085284A

JP2014085284A - 車体検出装置及びそれを備えた洗車機

Info

Publication number: JP2014085284A
Application number: JP2012236270A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Muramatsu; 克彦村松
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: JP6085449B2

Abstract

【課題】超音波センサによる車体検出で、超音波センサの異常を的確に判断し、適正な車体側面形状の検出を行うことができる車体検出装置を提供することにある。
【解決手段】自動車を幅方向に挟んで発光部９ａと受光部９ｂを対向して配置した光電センサを上下に複数設け、該光電センサの発光部９ａと受光部９ｂとの間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する上面位置検出部１８と、自動車の側面に向けて超音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波センサ１２ａ〜１２ｄを上下に複数配置し、該超音波センサ１２ａ〜１２ｄから超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間により車体の側面位置を検出する側面位置検出部１９とを備えた車体検出装置であって、上面位置検出部１８で検出した車体の上面位置よりも低い位置において、側面位置検出部による車体の側面位置を検出できないとき、不検出となった超音波センサが不良であると判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の上面及び側面を検出する車体検出装置に関するものである。

特許文献１では、洗車機に取り付けられる車体検出装置として、自動車の上面位置を検出する上面検出装置と、自動車の側面位置を検出する側面検出装置を備えている。上面検出装置は、複数の発光素子を上下に配列させた発光部と、この発光素子と対向する複数の受光素子を上下に配列した受光部とを備え、発光部と受光部との間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出するものである。側面検出装置は、発信部と受信部を有する超音波センサを上下に複数配列させ、車体側面に超音波を照射し、車体面で反射して戻ってくるまでの時間から車体側面との距離を測定するものである。

さて、側面検出装置による車体検出時に、発信部から発信された超音波が受信部で受信されない原因としては、車体が存在しない・反射波が受信部に反射しない・超音波センサの故障や汚れ等が考えられ、さらに反射波が受信部に反射しない原因としては、超音波センサの取付不良や車体形状による乱反射等が考えられる。そのため、超音波センサで車体が検出されない場合であっても「車体なし」や「センサ異常」を特定することができなかった。

特開平１０−２０３３２１号公報

そこで本発明の課題は、超音波センサによる車体検出で、超音波センサの異常を的確に判断し、適正な車体側面形状の検出を行うことができる車体検出装置を提供することにある。

この課題を解決するため本発明は、自動車を幅方向に挟んで発光部と受光部を対向して配置した光電センサを上下に複数設け、該光電センサの発光部と受光部との間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する上面位置検出部と、自動車の側面に向けて超音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波センサを上下に複数配置し、該超音波センサから超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間により車体の側面位置を検出する側面位置検出部とを備えた車体検出装置であって、上面位置検出部で検出した車体の上面位置よりも低い位置において、側面位置検出部による車体の側面位置を検出できないとき、不検出となった超音波センサが不良であると判断する。

また、門型に形成された本体フレームに、自動車の車体面を洗車処理する洗車処理装置と、自動車を幅方向に挟んで発光部と受光部を対向して配置した光電センサを上下に複数設け、該光電センサの発光部と受光部との間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する上面位置検出部と、自動車の側面に向けて超音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波センサを上下に複数配置し、該超音波センサから超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間により車体の側面位置を検出する側面位置検出部と、各検出部で検出される自動車の位置に合わせて洗車処理装置を制御する洗車制御装置を備えた洗車機であって、上面位置検出部で検出した車体の上面位置よりも低い位置において、側面位置検出部による車体の側面位置を検出できないとき、不検出となった超音波センサが不良であると判断する。

本発明は以上のように構成され、超音波センサの異常を素早く発見することができ、迅速な対応を図ることができる。洗車機にこのように車体検出装置を装備したものであれば、異常センサの絞り込みが容易に行え、洗車機の稼働停止を極力抑えてメンテナンスを図ることができる。

本発明の車体検出装置を備えた洗車機を示す平面図である。側面形状検出装置１０を示す説明図である。制御系を示すブロック図である。側面形状の検出動作を示す説明図である。上面形状の検出動作を示す説明図である。異常検出の動作を示す説明図である。

以下、図面を基に、本発明の実施態様について説明する。
図１は本発明の車体検出装置を備えた洗車機を示す平面図である。
１は本体フレームで、門型に形成され、床面に敷設されたレール２・２上を走行モータ３に駆動されて往復走行する。本体フレーム１は、図１に示すように、レール２・２で与えられる走行範囲の後端部に停止し、この位置から洗車を開始する。本体フレーム１には、洗車処理を行う各種の処理装置として、ブラシ装置４・５・５，ブロワノズル６・７・７をはじめ散水ノズル（図示しない）等が備えられ、走行モータ３の駆動による本体フレーム１の走行に伴って水，洗剤，ワックス等を散布してブラッシングする洗浄作業やブロワノズルより空気を吹き付ける乾燥作業を行う。

前記ブラシ装置は、車体上面に沿って昇降し同上面をブラッシングする上面ブラシ装置４と、上面ブラシ装置４の後方に位置し車体に対して接離（開閉）動作し車体の前後面および側面をブラッシングする左右一対の側面ブラシ装置５・５とからなり、本体フレーム１の前側に洗浄部を形成している。

前記ブロワノズルは、車体上面に沿って昇降し同上面に空気を吹き付けて乾燥をはかる上面ブロワノズル６と、上面ブロワノズル６の長手方向端部に取り付けられ車体側面上部に空気を吹き付けて乾燥をはかる左右一対の側面ブロワノズル７・７とからなり、本体フレーム１の後側に乾燥部を形成している。

８は走行エンコーダで、走行モータ３の出力軸に連係され、本体フレーム１が単位距離走行する毎にパルス出力し、そのパルス信号をカウントすることで本体フレーム１の走行位置を検知する。

９は車体上面検出装置で、本体フレーム１内面のブラシ装置より前位置に設けられ、複数の発光素子を上下に配列させた発光部９ａと、これに対応して複数の受光素子を上下に配列した受光部９ｂとを対向させてあり、前記エンコーダ８からのパルス信号に同期して両者間で光信号（赤外光）の授受を行い、これにより洗車する車体の上面位置を検出する。

１０は車体側面検出装置で、本体フレーム１内面の車体上面検出装置９より前位置に設けられ、複数の超音波センサを上下に配列させた形状検出部１０ａと、単体の超音波センサを取り付けた車幅検出部１０ｂとを備え、車体側面に超音波を照射し、車体面で反射して戻ってくるまでの時間から車体側面との距離を測定するとともに、車体側面の傾斜を検出する。

１１は操作ボックスで、レール２・２で与えられる本体フレーム１の走行範囲（洗車エリア）に入る手前で自動車の運転席から操作可能な高さに設けられる料金投入と洗車内容の選択入力等の操作を受け付ける。

本体フレーム１は、自動車が通り抜け可能なスペースに設置され、レール２・２で与えられる本体フレーム１の走行範囲を洗車エリアとしており、洗車を受ける自動車Ａは、操作ボックス１１で洗車受付を行った後、この洗車エリアに前方から進入し、洗車が終了すると洗車エリアの後方へ退場する。すなわち、自動車は前進走行して進入し、洗車後は同じく前進走行して退場するもので、洗車機利用客（ドライバー）が自動車に乗ったまま洗車を受けて通り抜けるドライブスルー洗車を可能にしている。

図２は車体側面検出装置１０の構成を示している。
車体側面検出装置１０における形状検出部１０ａは、本体フレーム１の正面視左側（右側でもよい）の内面に、上下等間隔で配列した超音波センサ１２ａ〜１２ｄを備えている。車幅検出部１０ｂは、本体フレーム１の前面から突出した位置に、自動車を幅方向に挟んで対向させた超音波センサ１３ａ・１３ｂを備えている。

超音波センサ１２ａ〜１２ｄは、本体フレーム１の内面に適宜間隔Ｌをあけて上下に配列され、車体側面に超音波を送受して車体側面との距離を測定し、各センサでの車体検出点を直線で結んで側面輪郭を検出する。超音波センサ１２ａは、普通車のドアと窓の切替付近に超音波を照射し、超音波センサ１２ｂは、超音波センサ１２ａから間隔Ｌを開けた上部に位置し、普通車の窓に超音波を照射し、超音波センサ１２ｃは、超音波センサ１２ｂから間隔Ｌを開けた上部に位置し、普通車の窓とルーフの切替付近でワゴン車の窓付近に超音波を照射し、超音波センサ１２ｄは、超音波センサ１２ｃから間隔Ｌを開けた上部に位置し、ワゴン車の窓とルーフの切替付近に超音波を照射する。

超音波センサ１３ａ・１３ｂは、それぞれ本体フレーム１の前面から支持アーム１４により前方に突出させた状態で、確実な車体認識と消防法の観点から地上高６０ｃｍを目安に取り付けられ、入車待機中においてセンサ１３ａを送信用・センサ１３ｂを受信用（むろんその逆でもよい）として使用することで透過型検出器として機能させ、自動車が進入してきたことを検出する。また、洗車中において各センサ１３ａ・１３ｂを反射型検出器として機能させ、車体側面に超音波を送受して車体側面との距離を測定し、自動車の車幅と形状を検出する。

これにより、洗車中においては、超音波センサ１３ａ・１３ｂを最下位・超音波センサ１２ｄを最上位として車体が検出され、検出した車体の座標データに基づいて直線化し車体側面形状を検出するものである。

図３は制御系を示すブロック図である。
１５は洗車制御部で、操作ボックス１１・洗車駆動部１６・走行位置検出部１７・上面車形検出部１８・側面車形検出部１９が接続され、内部に異常検出部２０・データ記憶部２１を備えており、走行位置検出部１７で得られる本体フレーム１の走行位置データと、上面車形検出部１８で得られる上面車形データと、側面車形検出部１９で得られる側面車形データに基づいて洗車駆動部１６を制御して本体フレーム１の走行モータ３、各ブラシ４・５・５及びノズル６・７・７を駆動するものである。

走行位置検出部１７は、走行エンコーダ８からのパルス信号をカウントして本体フレーム１の走行位置を検出する。

上面車形検出部１８は、車体上面検出装置９の発光部９ａの発光素子Ｌ１〜Ｌｎを上から下（もしくは下から上）に順次点灯し、発光素子Ｌ１〜Ｌｎの走査に対応する受光素子Ｒ１〜Ｒｎでの受光レベルを判別しきい値と比較して各光軸の透光／遮光を検出する車体検出部２２と、本体フレーム１の走行に伴う走行エンコーダ８からのパルス信号をトリガにして車体検出部２２で透光／遮光データを取り込み、走行位置検出部１７で与える本体フレーム１の走行位置と対応させて２値画像データを作成する車形データ作成部２３と、車形データ作成部２３で作成した２値画像データを画像処理して上面車形データを作成する画像処理部２４とを備えている。

側面車形検出部１９は、各超音波センサ１２ａ〜１２ｄ，１３ａ・１３ｂを数珠繋ぎに接続し、各超音波センサに対して送信選択信号・受信選択信号・選択信号シフトクロック・超音波発振信号を出力し、各超音波センサからの超音波受信信号を受けるセンサ駆動部２５と、超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間を計測し車体検出点までの距離を算出する距離演算部２６と、該距離演算部２６で検出される車体検出点の座標データから側面車形データを作成する車形データ作成部２７とを備えている。

異常検出部２０は、走行位置検出部１７で得られる本体フレーム１の走行位置データと、上面車形検出部１８で得られる上面車形データと、側面車形検出部１９で得られる側面車形データから超音波センサの異常を検出する。データ記憶部２１は、作成された各車形データを記憶する。

続いて、このように構成する本発明の動作について説明する。
洗車利用者が操作ボックス１１において洗車料金を投入し、希望する洗車メニューを選択した後、自動車を乗り入れていく。本体フレーム１の超音波センサ１３ａ，１３ｂで自動車が所定の停車位置に停車されたことを検出すると、本体フレーム１が往行を開始する。本体フレーム１の往行に伴い、走行エンコーダ８で本体フレーム１の走行位置を検出しながら、本体フレーム１が所定距離走行する毎に出力される走行エンコーダ８のパルス信号をトリガにして、上面形状検出装置９で自動車の上面形状の検出と、側面形状検出装置１０で自動車の側面形状の検出を実行する。

まず、先行する側面形状検出装置１０にて自動車の側面形状が検出される。
側面車形検出部１９のセンサ駆動部２５は、駆動させたい超音波センサに送信／受信選択信号をシフトしたあと、超音波発振信号を出力し、同時に反射波の受信信号を受ける。距離演算部２６は、超音波発振から反射波受信までの時間によりセンサと水平の車体面までの距離を測定し、車体検出点における座標データを作成する。例えば、図４に示すように、超音波センサ１３ａで検出される車体検出点Ｐ１の座標データは、超音波センサ１３ａから水平の車体面を検出しているものとしたとき、Ｘ１＝超音波センサ１３ａで検出する距離，Ｙ１＝超音波センサ１３ａの取付高さで与えられる。同様にして、超音波センサ１２ａ〜１２ｄの検出点Ｐ２〜Ｐ５で座標データを作成していく（なお、図４では検出点Ｐ５は検出されていない）。車形データ作成部２７は、距離演算部２６で検出された車体検出点Ｐ１までの距離Ｘ１と、超音波センサ１３ｂで測定される車体反対側面の検出点Ｐ６までの距離Ｘ６とから検出点Ｐ２〜Ｐ５の車体反対側面における仮想点Ｐ２’〜Ｐ５’の座標データを作成し、側面車形データを作成する。一般的に車体は特殊装備を除いてほぼ左右対称であることから、一方の側面形状と車幅から他方の側面形状を仮想することができる。

次に、上面形状検出装置９にて自動車の上面形状が検出される。
上面車形検出部１８の車体検出部２２は、発光素子を発光させる前の受光素子の受光レベルと、発光素子を発光させた時の受光素子の受光レベルとの差分受光レベルを算出し、判別しきい値と比較して透光／遮光を検出する。例えば、図５に示すように、発光素子Ｌ１〜Ｌｎを順次発光させ、それと同期させて受光素子Ｒ１〜Ｒｎで受光レベルを検出していくと、水平光軸の透光／遮光が検出され、発光素子Ｌ７と受光素子Ｒ７との光軸Ｂ７の高さまでは透光、それより下方は車体により遮光といった検出がなされる。車形データ作成部２３は、車体検出部２２で与える透光／遮光データと、走行位置検出部１７で与える本体フレーム１の走行位置とを対応させて２値画像データを作成する。画像処理部２４は、車形データ作成部２３で作成した２値画像データに論理フィルターをかけて画像処理し、透光と遮光の境界から車体上面の輪郭を抽出して洗車制御データの作成、車体基準点の検出、装備品の検出を行う。

こうして、走行エンコーダ８がパルス信号を出力する毎に、車体上面と車体側面の形状検出が行われ、本体フレーム１が往行を完了したときに自動車全体の上面形状と側面形状が検出されることになる。作成された車形データは、洗車制御部１５のデータ記憶部２１に記憶され、本体フレーム１の往行時には、洗浄部において、散水ノズルより洗浄水及び洗剤水を放出しながら、上面ブラシ４が自動車の上面形状に沿って駆動して車体上面のブラッシング洗浄を行い、側面ブラシ５・５が開閉動作により自動車の前面・側面・後面のブラッシング洗浄が行われる。

本体フレーム１が往復走行し、洗浄工程が終了すると、本体フレーム１の往行に伴う乾燥工程が実行される。乾燥工程は、乾燥部において、上面ブロワノズル６が、自動車の上面形状に沿って昇降し、できるだけ車体に近づいた状態で自動車の上面に送風し、側面ブロワノズル７・７が、車体の側面形状に沿って接離し、洗浄後の車体をブロワ乾燥する。

さて、洗車制御部１５の異常検出部２０では、取り込んだ走行位置データ・上面車形データ・側面車形データから超音波センサに異常がないか否かの検出を行っている。異常チェックは、側面形状データで車体非検出となった超音波センサの取付高さと上面形状データでの車体上面を比較し、超音波センサの取付高さよりも高い位置に車体上面を検出している場合、その超音波センサに異常が生じていると判断している。

例えば、図６に示すように、同じ走行位置での側面形状データと上面形状データを比較し、側面形状データの中で車体非検出となった超音波センサ１２ｃ及び超音波センサ１２ｄの取付高さＹ３，Ｙ４について、上面形状データの車体上面位置を確認する。このとき、上面形状データでは、車体上面高さＨｂが検出されており、この高さＨｂは超音波センサ１２ｄの取付高さＹ４より低く、超音波センサ１２ｃの取付高さＹ３より高いことを示している。この場合、超音波センサ１２ｃに対して異常を認識し、この状態が所定数連続して得られた場合には、センサに何らかの異常が発生していることを確定させてその旨を報知するようにしている。

なお、車体におけるルーフと側面との境界部のように、超音波センサでは検出しにくい箇所を含んでいること考慮し、判別するセンサの取付高さに所定の許容範囲αを持たせ、実際には取付高さＹ３＋αに車体ありであれば異常発生を認識するようにするのが望ましい。

１本体フレーム
９上面形状検出装置
１０側面形状検出装置
１２超音波センサ
１３超音波センサ
１５洗車制御部
１８上面車形検出部
１９側面車形検出部
２１異常検出部

Claims

自動車を幅方向に挟んで発光部と受光部を対向して配置した光電センサを上下に複数設け、該光電センサの発光部と受光部との間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する上面位置検出部と、
自動車の側面に向けて超音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波センサを上下に複数配置し、該超音波センサから超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間により車体の側面位置を検出する側面位置検出部とを備えた車体検出装置であって、
前記上面位置検出部で検出した車体の上面位置よりも低い位置において、前記側面位置検出部による車体の側面位置を検出できないとき、不検出となった超音波センサが不良であると判断することを特徴とする車体検出装置。
門型に形成された本体フレームに、自動車の車体面を洗車処理する洗車処理装置と、自動車を幅方向に挟んで発光部と受光部を対向して配置した光電センサを上下に複数設け、該光電センサの発光部と受光部との間に形成される複数の光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する上面位置検出部と、自動車の側面に向けて超音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波センサを上下に複数配置し、該超音波センサから超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間により車体の側面位置を検出する側面位置検出部と、各検出部で検出される自動車の位置に合わせて洗車処理装置を制御する洗車制御装置を備えた洗車機であって、
前記上面位置検出部で検出した車体の上面位置よりも低い位置において、前記側面位置検出部による車体の側面位置を検出できないとき、不検出となった超音波センサが不良であると判断することを特徴とする洗車機。