JP2020200709A - 駐車検知センサー及び駐車検知方法 - Google Patents

駐車検知センサー及び駐車検知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】駐車検知の信頼性を向上させることができる駐車検知センサーを提供すること。【解決手段】駐車検知センサー１００は、ドップラーセンサー１１０と、ＸＹＺ軸の磁気を検出する磁気センサー１２０と、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０の出力の変化点を検出する変化点検出部１３０と、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０の出力の経時的な磁気レベル差を検出するレベル差検出部１４０と、変化点検出部１３０の検出結果及びレベル差検出部１４０の検出結果に基づいて、車両の駐車状態を判定する状態判定部１５０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば駐車場において車両が所定の駐車位置に駐車したことを検知する駐車検知センサー及び駐車検知方法に関する。
従来、駐車ロットに入庫及び出庫する車両の存在を検出する装置としてパーキングセンサーがある。例えば特許文献１には、各駐車ロットに磁気センサーを埋設し、空車時と駐車時との磁気の変化に基づいて各駐車ロットが空車状態か駐車状態かを検知する装置が記載されている。また、特許文献１では、赤外線距離センサーと磁気センサーとを用いたハイブリッド方式を採用することで、周囲の環境による影響を受けにくく、かつ、高精度の検出が可能となる、と記載されている。
特開２０１８−１４６５６０号公報
ところで、磁気センサーを用いた駐車検知においては、磁気センサーのＸＹＺの３軸のデータを使用しているが、ＸＹのデータは隣の駐車ロッドに車両が入ってきたときにも反応が現れてしまうため、隣の駐車ロットの駐車を誤って自分の駐車ロットへの駐車であると誤検知してしまうおそれがある。
また、特許文献１では、赤外線距離センサーと磁気センサーとを用いたハイブリッド方式を採用することが提案されているが、特許文献１には、赤外線距離センサーと磁気センサーとの測定データをどのように用いて駐車判定を行うのかについては十分な検討がなされていない。また、赤外線距離センサーは、光を利用するので、汚れに弱く、駐車場に長い期間設置するには適さない。
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、駐車検知の信頼性を向上させることができる駐車検知センサー及び駐車検知方法を提供する。
本発明の停止検知センサーの一つの態様は、
ドップラーセンサーと、
車両へ向かうＺ軸の磁気を検出する磁気センサーと、
前記ドップラーセンサー及び前記磁気センサーの出力の変化点を検出する変化点検出部と、
前記ドップラーセンサー及び前記磁気センサーの出力の経時的なレベル差を検出するレベル差検出部と、
前記変化点検出部の検出結果及び前記レベル差検出部の検出結果に基づいて、車両の駐車状態を判定する状態判定部と、
を備える。
本発明の駐車検知方法の一つの態様は、
ドップラーセンサーからのドップラーセンサー信号を取得するステップと、
車両へ向かうＺ軸の磁気を検出する磁気センサーからの磁気センサー信号を取得するステップと、
前記ドップラーセンサー信号の変動と磁気センサー信号のＺ軸信号の変動とを用いて、車両が駐車されたか否かを判定する判定ステップと、
を含む。
本発明によれば、駐車検知の信頼性を向上させることができる。
実施の形態による停止検知センサーの基本構成を示すブロック図 温度補正部の構成例を示すブロック図 変化点検出部の構成例を示すブロック図 レベル差検出部の構成例を示すブロック図 閾値算出部の構成例を示す図 最大値保存部の構成例を示す図 空車状態を処理の開始とするフローチャート 駐車状態を処理の開始とするフローチャート 駐車検知センサーが設置された駐車ロットに車両が入出庫したときのデータ例を示す図であり、図９Ａは磁気センサーの出力データとドップラーセンサーの出力データを示す図、図９ＢはＸＹＺ変動のサンプル和、Ｚ変動のサンプル和、ＩＱ変動のサンプル和と、閾値（点線）とを示す図、図９Ｃは空車時ＸＹＺレベル差、停車時ＸＹＺレベル差、空車時ＩＱレベル差と、閾値（点線）とを示す図 駐車検知センサーが設置された駐車ロットに隣接する駐車ロットに車両が駐車されたときのデータ例を示す図であり、図１０Ａは磁気センサーの出力データとドップラーセンサーの出力データを示す図、図１０ＢはＸＹＺ変動のサンプル和、Ｚ変動のサンプル和、ＩＱ変動のサンプル和と、閾値（点線）とを示す図、図１０Ｃは空車時ＸＹＺレベル差、停車時ＸＹＺレベル差、空車時ＩＱレベル差と、閾値（点線）とを示す図 駐車検知センサーが設置された駐車ロットを車両が通り抜けたときのデータ例を示す図であり、図１１Ａは磁気センサーの出力データとドップラーセンサーの出力データを示す図、図１１ＢはＸＹＺ変動のサンプル和、Ｚ変動のサンプル和、ＩＱ変動のサンプル和と、閾値（点線）とを示す図、図１１Ｃは空車時ＸＹＺレベル差、停車時ＸＹＺレベル差、空車時ＩＱレベル差と、閾値（点線）とを示す図 ドップラーセンサーの反応がなく、磁気センサーの反応があるときのデータ例を示す図であり、図１２Ａは磁気センサーの出力データとドップラーセンサーの出力データを示す図、図１２ＢはＸＹＺ変動のサンプル和、Ｚ変動のサンプル和、ＩＱ変動のサンプル和と、閾値（点線）とを示す図、図１２Ｃは空車時ＸＹＺレベル差、停車時ＸＹＺレベル差、空車時ＩＱレベル差と、閾値（点線）とを示す図 磁気センサーの反応がなく、ドップラーセンサーの反応があるときのデータ例を示す図であり、図１３Ａは磁気センサーの出力データとドップラーセンサーの出力データを示す図、図１３ＢはＸＹＺ変動のサンプル和、Ｚ変動のサンプル和、ＩＱ変動のサンプル和と、閾値（点線）とを示す図、図１３Ｃは空車時ＸＹＺレベル差、停車時ＸＹＺレベル差、空車時ＩＱレベル差と、閾値（点線）とを示す図 駐車検知センサーの側面図 駐車検知センサーの上面図 駐車検知センサーの下面図 上ケースを外した状態を示す上面図 下ケースを外した状態を示す下面図 基板保護ケースを外した状態を示す下面図 回路基板の上面図 回路基板の下面図
先ず、実施の形態の構成を説明する前に、本発明に至った経緯について説明する。
磁気センサーを用いて駐車を検出する場合、磁気センサーの出力データにはＸＹＺの３軸があり、このうちのＺ軸出力の反応はセンサーの真上を車が移動してきたときに大きく、隣の駐車ロットへの反応は弱い。よって、磁気センサーのＺ軸出力の変化のみを見ることで、隣の駐車ロットの駐車車両を誤検出してしまう確率を減らすことができる。
停車したか否かの判定には、磁気が空車状態での値から変化がしたか否かを検出する必要があるが、磁気の値は停車位置に依存しており、空車状態とほとんど変わらない停車位置も存在する。そのため、Ｚ軸出力のみでは停車したか、通り過ぎたかの判定を誤る可能性が高くなるため、停車の判定にはＸＹ軸出力も加えて判定を行うことがより好ましい。
さらに、ドップラーセンサーを併用することで、判定の信頼度を向上させる。つまり、磁気センサーだけでは検知できないような状況下でもドップラーセンサーを併用することで検知漏れを防ぐことができる。例えば、車両の底面が金属であれば磁気センサーによる検知漏れは少ないが、底面が樹脂などでコーティングされている場合などには磁気センサーの反応が弱くなり検知漏れが生じるおそれがある。このような状況でもドップラーセンサーを併用すれば検知漏れを防止できる。
また、ドップラーセンサーのみを用いると、車両の底面の凹凸や、車両の上下方向の揺れに反応して、誤検知が生じるおそれがある。このような状況でも磁気センサーを併用すれば誤検知を防止できる。
つまり、本実施の形態では、ドップラーセンサーと磁気センサーとを併用し、一方に検知漏れや誤検知が生じたとしても他方がそれを補うようなアルゴリズムを構築することで、駐車検知の信頼性を向上させる。
なお、本実施の形態で利用するセンサー信号は、ドップラーセンサーのＩＱ信号と、磁気センサーのＸＹＺ信号及び温度Ｔのデータである。本実施の形態では、例えば１秒間隔でこれら６つのデータを取得することで、信号の変動を捉えやすくしている。なお、上述したように、磁気センサーのＸＹＺ信号を用いれば誤検出の確率をより低減できるが、磁気センサーのＺ軸の信号のみを用いるようにしても従来と比較して誤検出の確率を低減できる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
＜１＞基本構成
図１は、実施の形態による駐車検知センサー１００の基本構成を示すブロック図である。駐車検知センサー１００は、例えば駐車場の各駐車ロットの地面、床面又は天井などに設置される。
駐車検知センサー１００は、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０を有する。本実施の形態の例では、ドップラーセンサー１１０が１秒間隔でＩＱ信号を出力するとともに、磁気センサー１２０が１秒間隔で３軸のＸＹＺ信号及び温度信号Ｔを出力する。ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０の構成は後述する。
また、駐車検知センサー１００は、変化点検出部１３０、レベル差検出部１４０及び状態判定部１５０を有する。さらに、駐車検知センサー１００は、温度補正部１６０及び温度係数計算部１７０を有する。
ドップラーセンサー１１０のセンシング結果であるＩＱ信号は、変化点検出部１３０及びレベル差検出部１４０に入力される。磁気センサー１２０のセンシング結果であるＸＹＺ信号及びＴ（温度）信号は、温度補正部１６０を介して変化点検出部１３０及びレベル差検出部１４０に入力される。変化点検出部１３０及びレベル差検出部１４０の検出結果は、状態判定部１５０に入力される。状態判定部１５０は、変化点検出部１３０及びレベル差検出部１４０の検出結果に基づいて、車両が駐車ロットに駐車しているか否かなどの車両の状態を判定する。
図２は、温度補正部１６０の構成例を示すブロック図である。磁気センサー１２０からのＸＹＺ信号が各加算器１６１に入力される。一方、磁気センサー１２０の温度Ｔと、温度係数計算部１７０（図１）で予め計算されたＸ、Ｙ、Ｚの温度係数αｘ、αｙ、αｚとが乗算されて各加算器１６１に入力される。この結果、各加算器１６１からは温度補正後のＸＹＺ信号が出力される。
図３は、変化点検出部１３０の構成例を示すブロック図である。変化点検出部１３０は、センサー出力が急激に変化している点を見つけるために次のような処理を行う。
ドップラーセンサー１１０のＩＱ信号、温度補正後の磁気センサー１２０のＸＹＺ信号の５つの信号に微分フィルターによる微分処理を施す。本実施の形態の場合、微分フィルターとしては、ドップラーセンサー１１０のＩＱ信号にはフィルター係数［０．５，−０．５］のＦＩＲフィルターを適用し、磁気センサー１２０のＸＹＺ信号にはフィルター係数［０．２５，０．２５，−０．２５，−０．２５］のＦＩＲフィルターを適用する。
変化の方向は利用しないため、微分フィルター出力の絶対値を求め、変化の絶対値のみの情報を算出する。
磁気センサー１２０の出力に対しては、微分フィルター出力の絶対値（ＸＹＺ）を足し合わせる。また、Ｚのみについて、微分フィルター出力の絶対値を取り出す。ドップラーセンサー１１０に出力に対しては、微分フィルター出力の絶対値（ＩＱ）を足し合わせる。
次に、サンプル和をとることで、変化点のピークを見つけやすくする。本実施の形態の例では、１０サンプルの和をとる。この処理は、例えば次数１０のＦＩＲフィルターにおいて係数を１とすることにより行うことができる。
次に、サンプル和出力を既定の閾値と比較し、閾値を超えていた場合に変化があったと判定し、この判定結果を状態判定部１５０に出力する。状態判定部１５０は、例えばステートマシンであり、後述するアルゴリズムを実行する。
また、変化点検出部１３０は、閾値算出部１３１及び閾値算出部１３２を有する。閾値算出部１３１は、磁気センサー１２０のＺ軸出力に基づいて、磁気変化を検出するための閾値を算出する。閾値算出部１３２は、ドップラーセンサー１１０のＩＱ出力に基づいて、ドップラー変化を算出するための閾値を算出する。
また、変化点検出部１３０は、最大値保存部１３３を有する。最大値保存部１３３には、磁気センサーのＺ軸出力の最大値及びドップラーセンサー１１０のＩＱ出力の最大値が保存される。最大値保存部１３３に保存された値は、判定結果の信頼度の尺度として用いられる。
閾値比較部１３４は、磁気センサー１２０のＸＹＺ信号の和信号を閾値と比較し、比較結果信号Ｒ１を出力する。閾値比較部１３５は、磁気センサー１２０のＺ信号を閾値と比較し、比較結果信号Ｒ２を出力する。閾値比較部１３６は、ドップラーセンサー１１０のＩＱ信号を閾値と比較し、比較結果信号Ｒ３を出力する。
図４は、レベル差検出部１４０の構成例を示すブロック図である。
磁気センサー１２０のセンサー出力が変化したということのみでは、実際に車が停車したのか、通り過ぎただけなのかが分からない。そこで、レベル差検出部１４０は、変化点の前後で磁気センサー１２０の出力レベルを比較して違いがあるか否かを判定する。また、レベル差検出部１４０は、空車時と現在とでドップラーセンサー１１０の出力レベルを比較して違いがあるか否かを判定する。
レベル差検出部１４０は、比較に用いるための磁気レベルを次のようにして取得する。
比較する磁気レベルとして、「空車レベル（つまり空車状態での磁気レベル）」、「ひとつ前の空車レベル」、「停車レベル（つまり停車状態での磁気レベル）」の３つについてそれぞれＸＹＺ軸の磁気レベルを保持する。この保持値は、入力データ（ＸＹＺのそれぞれのデータ）を平均化した値で更新する。本実施の形態の例では、平均化は、長さ１０でフィルター係数０．１を１０個並べたフィルターで移動平均を計算することで行う。さらに、磁気センサー１２０の変化点検出のために用いた微分フィルターと合わせるように４サンプル遅延させるために、フィルター係数にゼロを４個付け加え、合計長さ１４のＦＩＲフィルターを適用した。
「空車レベル」の保持値は、状態判定部（ステートマシン）１５０が空車のステートのときに、上述した平均＋遅延フィルターの出力値に更新する。「停車レベル」の保持値は、状態判定部（ステートマシン）１５０が停車のステートのときに、上述した平均＋遅延フィルターの出力値に更新する。
一方、「ひとつ前の空車レベル」の保持値は、ステートが空車状態から磁気センサー１２０のＸＹＺ信号の変化が検出されたステートから空車状態のステートに遷移するときと、停車状態から磁気センサー１２０のＸＹＺ信号の変化が検出されたステートから空車状態のステートに遷移するときに「空車レベル」の保持値をコピーする。また、「ひとつ前の空車レベル」の保持値は、ステートが空車状態からドップラーセンサー１１０のＩＱ信号又は磁気センサー１２０のＺ軸信号の変化が検出されたステートから空車状態のステートに遷移するときと、停車状態からドップラーセンサー１１０のＩＱ信号又は磁気センサー１２０のＺ軸信号の変化が検出されたステートから空車状態のステートに遷移するときに、上述した平均＋遅延フィルターの出力値をコピーして保持する。
保持した磁気レベルと現在の値との比較は以下のように行う。
空車レベル比較：保持している空車状態のＸＹＺの値と現在のＸＹＺの値の差の絶対値を合計する。閾値比較部１４１は、この合計値と閾値算出部１４４で算出された閾値を比較して、比較結果信号Ｒ１１として、閾値より大きい場合には１を、閾値以下の場合には０を出力する。
ひとつ前の空車レベル比較：保持しているひとつ前の空車状態のＸＹＺの値と現在のＸＹＺの値の差の絶対値を合計する。閾値比較部１４２は、この合計値と閾値算出部１４４で算出された閾値を比較して、比較結果信号Ｒ１２として、閾値より大きい場合には１を、閾値以下の場合には０を出力する。
停車レベル比較：保持している停車状態のＸＹＺの値と現在のＸＹＺの値の差の絶対値を合計する。比較部１４３は、その合計値と空車レベルの合計値とを比較し、比較結果信号Ｒ１３を出力する。具体的には、比較部１４３は、停車レベルの合計値が空車レベルの合計値より大きい場合には（換言すれば、現在の値が停車レベルより空車レベルの方に近い場合には）１を、停車レベルの合計値が空車レベルの合計値以下の場合には（換言すれば、現在の値が空車レベルよりも停車レベルに近い場合には）０を出力する。
レベル差検出部１４０は、ドップラーセンサー１１０により得られたＩＱ信号に対しても同様の処理を行う。つまり、閾値比較部１４５は、空車状態のＩＱの値と現在のＩＱの値の差の絶対値を合計した値が入力され、この合計値と所定の閾値とを比較して、比較結果信号Ｒ１４として、閾値より大きい場合には１を、閾値以下の場合には０を出力する。
次に、本実施の形態で用いる閾値について説明する。上述したように、変化点検出部１３０は閾値算出部１３１、１３２を有し、レベル差検出部１４０は閾値算出部１４４を有する。閾値算出部１３１では、磁気Ｚ軸変化点及び磁気ＸＹＺ軸変化点を検出するための閾値が算出される。閾値算出部１３２では、ドップラー変化点を検出するための閾値が算出される。閾値算出部１４４では、空車レベルを比較するための閾値が算出される。
閾値算出部１３１、１３２で算出される閾値は、状態判定部１５０の判定結果が空車状態又は停車状態から動かないときに更新される。一方、閾値算出部１４４で算出される閾値は、状態判定部１５０の判定結果が空車状態から動かないときに更新される。
図５は、閾値算出部１３１、１３２、１４４の構成例を示す。図５の構成例では、閾値と比較する値に係数αを乗算しオフセットβを足した後、現在の閾値±Ｃで上限と下限にクリップさせる。この結果に係数γ＜１．０を乗算した値と、現在の閾値に１−γを乗算した結果を足し合わせ、新たな閾値とする。
図６は、最大値保存部１３３（図３）の構成例を示す。図６の例の最大値保存部は、直近１６サンプルの最大値を取得する。１６サンプルとしたのは、本実施の形態の場合、アルゴリズムの計算間隔が1秒であり、ゲートウェイ（駐車管理装置）へのパケット送信間隔（つまり判定結果の送信間隔）が１６秒の関係から、パケット送信の間での最大値をゲートウェイで得られるようにしたためである。
＜２＞状態判定部１５０による判定処理
図７及び図８は、状態判定部１５０によって実行される判定手順を示すフローチャートである。図７は、空車状態を処理の開始とするフローチャートである。図８は、駐車状態を処理の開始とするフローチャートである。
例えば、駐車検知センサー１００を駐車場に設置して、駐車検知センサー１００の電源をオンしたときには明らかに空車状態である。よって、駐車検知センサー１００の電源オン時には図７のステップＳ１０から処理が開始される。また、駐車検知センサー１００が空車判定を行った場合には、次の判定は図７のステップＳ１０から開始される。駐車検知センサー１００が駐車判定を行った場合には、次の判定は図８のステップＳ５０から開始される。
また、換言すれば、図７の処理フローは、主に、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットに車両が入庫したか否かを検知する際に実行され、図８の処理フローは、主に、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットから車両が出庫したか否かを検知する際に実行される。
先ず、図７の処理フローについて説明する。
状態判定部１５０は、ステップＳ１０で空車状態から処理を開始すると、続くステップＳ２０で閾値比較部１３５の比較結果Ｒ２に基づいてＺ変動を検出したか否か判断し、ステップＳ２０で肯定結果を得た場合、ステップＳ２１に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ２１で閾値比較部１４１の比較結果Ｒ１１に基づいて空車時ＸＹＺレベル差を検出したか否か判断し、ステップＳ２１で肯定結果を得た場合、ステップＳ２２に移って、駐車判定を行う。ここで、駐車判定とは、駐車検知センサー１００が配設された駐車ロットに駐車車両が存在することを示す判定結果である。
状態判定部１５０は、ステップＳ２１で否定結果を得た場合、ステップＳ２３に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ２３で閾値比較部１４５の比較結果Ｒ１４に基づいて空車時ＩＱレベル差を検出したか否か判断し、ステップＳ２３で肯定結果を得た場合、ステップＳ２４に移って、駐車判定を行う。状態判定部１５０は、ステップＳ２３で否定結果を得た場合、ステップＳ２５に移って、空車判定を行う。ここで、空車判定とは、駐車検知センサー１００が配設された駐車ロットに駐車車両が存在しないことを示す判定結果である。
因みに、処理フローがステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ２１−Ｓ２３を経てステップＳ２５に至ったということは、自身が設置された駐車ロットを車両が通り抜けたことを意味する。よって、状態判定部１５０は、ステップＳ２５に至ると、空車判定を行うとともに、通り抜け判定を行うようにしてもよい。
状態判定部１５０は、ステップＳ２０で否定結果を得ると、ステップＳ３０に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ３０で閾値比較部１３６の比較結果Ｒ３に基づいてＩＱ変動を検出したか否か判断し、ステップＳ３０で肯定結果を得た場合、ステップＳ３１に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ３１で閾値比較部１４１の比較結果Ｒ１１に基づいて空車時ＸＹＺレベル差を検出したか否か判断し、ステップＳ３１で肯定結果を得た場合、ステップＳ３２に移って、駐車判定を行う。
状態判定部１５０は、ステップＳ３０で否定結果を得ると、ステップＳ４０に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ４０で閾値比較部１３４の比較結果Ｒ１に基づいてＸＹＺ変動を検出したか否か判断し、ステップＳ４０で肯定結果を得た場合、ステップＳ４１に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ４１で閾値比較部１４１の比較結果Ｒ１１に基づいて空車時ＸＹＺレベル差を検出したか否か判断し、ステップＳ４１で肯定結果を得た場合、ステップＳ４２に移って、隣接駐車判定を行う。ここで、隣接駐車判定とは、駐車検知センサー１００が配設された駐車ロットに隣接する駐車ロットに駐車車両が存在することを示す判定結果である。状態判定部１５０は、ステップＳ４１で否定結果を得た場合、ステップＳ４３に移って、空車判定を行う。
また、状態判定部１５０は、ステップＳ４０で否定結果を得ると、ステップＳ４４に移って、空車判定を行う。
ここで、図７に示した処理フローにおいては、以下のような特徴がある。
・空車時において、磁気センサー１２０のＺ軸変動が検出された場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）でも、ドップラーセンサー１１０のＩＱレベルが空車時のＩＱレベルに近いとき（ステップＳ２３；ＮＯ）には、空車判定を行う。これにより、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットを、車両が単に「通り抜けた」場合に、これを「駐車」と誤判定することなく、「空車」と正しく判定することができる。
・空車時において、磁気センサー１２０のＺ軸変動が検出されなかった場合（ステップＳ２０；ＮＯ）でも、ドップラーセンサー１１０のＩＱ変動が検出されたか否かを判断する（ステップＳ３０）。これにより、磁気センサー１２０の出力レベルが何等かの原因で全体的に低かった場合でも、すなわち磁気センサー１２０の出力だけでは判定を誤ってしまう場合でも、ドップラーセンサー１１０のＩＱ変動の検出結果に基づいて、磁気センサー１２０の出力レベルが低いことに起因する判定誤りを補うことができるようになる。
・空車時において、磁気センサー１２０のＺ軸変動も、ドップラーセンサー１１０のＩＱ変動も検出されなかった場合（ステップＳ２０；ＮＯかつステップＳ３０；ＮＯ）でも、磁気センサー１２０のＸＹＺ変動が検出されたか否かの判断（ステップＳ４０）、及び、磁気センサー１２０の空車時ＸＹＺ変動レベル差が検出されたか否かの判断（ステップＳ４１）を行う。これにより、隣接する駐車ロットに車両が駐車されているか否かを判断できる。
次に、図８の処理フローについて説明する。
状態判定部１５０は、ステップＳ５０で駐車状態から処理を開始すると、続くステップＳ６０で閾値比較部１３５の比較結果Ｒ２に基づいてＺ変動を検出したか否か判断し、ステップＳ６０で肯定結果を得た場合、ステップＳ６１に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ６１で比較部１４３の比較結果Ｒ１３に基づいて停車時ＸＹＺレベル差を検出したか否か判断し、ステップＳ６１で肯定結果を得た場合、ステップＳ６２に移って、空車判定を行う。状態判定部１５０は、ステップＳ６１で否定結果を得た場合、ステップＳ６３に移って、駐車判定を行う。
状態判定部１５０は、ステップＳ６０で否定結果を得た場合、ステップＳ７０に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ７０で閾値比較部１３６の比較結果Ｒ３に基づいてＩＱ変動を検出したか否か判断し、ステップＳ７０で肯定結果を得た場合、ステップＳ６１に移る。状態判定部１５０は、ステップＳ７０で否定結果を得た場合、ステップＳ７１に移って、駐車判定を行う。
ここで、図８に示した処理フローにおいては、以下のような特徴がある。
・空車時において、磁気センサー１２０のＺ軸変動が検出されなかった場合（ステップＳ６０；ＮＯ）でも、ドップラーセンサー１１０のＩＱ変動が検出されたか否かを判断する（ステップＳ７０）。これにより、磁気センサー１２０の出力レベルが何等かの原因で全体的に低かった場合でも、すなわち磁気センサー１２０の出力だけでは判定を誤ってしまう場合でも、ドップラーセンサー１１０のＩＱ変動の検出結果に基づいて、磁気センサーの出力レベルが低いことに起因する判定誤りを補うことができるようになる。
図９−図１３は、駐車検知センサー１００におけるデータ例を示す。横軸は時間（秒）であり、縦軸は信号レベルである。
図９は、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットに車両が入出庫したときのデータ例を示すものである。図９Ａは、磁気センサー１００の出力データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とドップラーセンサー１１０の出力データ（Ｉ，Ｑ）を示す。図９Ｂは、変化点検出部１３０の閾値比較部１３４、１３５、１３６にそれぞれ入力されるＸＹＺ変動のサンプル和（sum XYZ）、Ｚ変動のサンプル和（sum Z）、ＩＱ変動のサンプル和（sum IQ）と、閾値（点線）とを示す。図９Ｃは、磁気レベル差検出部１４０の閾値比較部１４１、１４３、１４５にそれぞれ入力される空車時ＸＹＺレベル差（vacant_diff）、停車時ＸＹＺレベル差（occ_diff）、空車時ＩＱレベル差（dop IQ）と、閾値（点線）とを示す。
図９に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ２１−Ｓ２２の処理を行って自身が設置された駐車ロットに車両が入庫された判定結果を得る。また、図９に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ５０−Ｓ６０−Ｓ６１−Ｓ６２の判断を行って自身が設置された駐車ロットから車両が出庫された判定結果を得る。
図１０は、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットに隣接する駐車ロットに車両が駐車されたときのデータ例を示すものである。図１０Ａは、磁気センサー１２０の出力データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とドップラーセンサー１１０の出力データ（Ｉ，Ｑ）を示す。図１０Ｂは、変化点検出部１３０の閾値比較部１３４、１３５、１３６にそれぞれ入力されるＸＹＺ変動のサンプル和（sum XYZ）、Ｚ変動のサンプル和（sum Z）、ＩＱ変動のサンプル和（sum IQ）と、閾値（点線）とを示す。図１０Ｃは、レベル差検出部１４０の閾値比較部１４１、１４３、１４５にそれぞれ入力される空車時ＸＹＺレベル差（vacant_diff）、停車時ＸＹＺレベル差（occ_diff）、空車時ＩＱレベル差（dop IQ）と、閾値（点線）とを示す。
図１０に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ３０−Ｓ４０−Ｓ４１−Ｓ４２の判断を行って自身が設置された駐車ロットに隣接する駐車ロットに車両が駐車された判定結果を得る。
図１１は、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットを車両が通り抜けたときのデータ例を示すものである。図１１Ａは、磁気センサー１２０の出力データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とドップラーセンサー１１０の出力データ（Ｉ，Ｑ）を示す。図１１Ｂは、変化点検出部１３０の閾値比較部１３４、１３５、１３６にそれぞれ入力されるＸＹＺ変動のサンプル和（sum XYZ）、Ｚ変動のサンプル和（sum Z）、ＩＱ変動のサンプル和（sum IQ）と、閾値（点線）とを示す。図１１Ｃは、レベル差検出部１４０の閾値比較部１４１、１４３、１４５にそれぞれ入力される空車時ＸＹＺレベル差（vacant_diff）、停車時ＸＹＺレベル差（occ_diff）、空車時ＩＱレベル差（dop IQ）と、閾値（点線）とを示す。
図１１に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ２１−Ｓ２３−Ｓ２５の判断を行って自身が設置された駐車ロットを車両が通り抜けた判定結果を得る。
図１２は、ドップラーセンサー１１０の反応がなく（すなわちＩＱ変動がなく）、磁気センサー１２０の反応がある（具体的にはＺ軸変動がある）ときのデータ例を示すものである。図１２Ａは、磁気センサー１２０の出力データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とドップラーセンサー１１０の出力データ（Ｉ，Ｑ）を示す。図１２Ｂは、変化点検出部１３０の閾値比較部１３４、１３５、１３６にそれぞれ入力されるＸＹＺ変動のサンプル和（sum XYZ）、Ｚ変動のサンプル和（sum Z）、ＩＱ変動のサンプル和（sum IQ）と、閾値（点線）とを示す。図１２Ｃは、レベル差検出部１４０の閾値比較部１４１、１４３、１４５にそれぞれ入力される空車時ＸＹＺレベル差（vacant_diff）、停車時ＸＹＺレベル差（occ_diff）、空車時ＩＱレベル差（dop IQ）と、閾値（点線）とを示す。
図１２に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ２１−Ｓ２２の判断を行って自身が設置された駐車ロットに車両が入庫された判定結果を得る。
図１３は、磁気センサー１２０の反応がなく（具体的には空車時ＸＹＺ差がなく）、ドップラーセンサー１１０の反応がある（すなわちＩＱ変動がある）ときのデータ例を示すものである。図１３Ａは、磁気センサー１２０の出力データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とドップラーセンサー１１０の出力データ（Ｉ，Ｑ）を示す。図１３Ｂは、変化点検出部１３０の閾値比較部１３４、１３５、１３６にそれぞれ入力されるＸＹＺ変動のサンプル和（sum XYZ）、Ｚ変動のサンプル和（sum Z）、ＩＱ変動のサンプル和（sum IQ）と、閾値（点線）とを示す。図１３Ｃは、レベル差検出部１４０の閾値比較部１４１、１４３、１４５にそれぞれ入力される空車時ＸＹＺレベル差（vacant_diff）、停車時ＸＹＺレベル差（occ_diff）、空車時ＩＱレベル差（dop IQ）と、閾値（点線）とを示す。
図１３に示したようなデータについて、駐車検知センサー１００は、ステップＳ１０−Ｓ２０−Ｓ２１−Ｓ２３−Ｓ２４の判断を行って自身が設置された駐車ロットに車両が入庫された判定結果を得る。
＜３＞駐車検知センサーの構造
次に、本実施の形態の駐車検知センサー１００の構造について説明する。
図１４は駐車検知センサー１００の側面図であり、図１５は上面図であり、図１６は下面図である。駐車検知センサー１００の外殻は、ドーム状の上ケース２１０と板状の下ケース２２０により構成されている。
図１７は上ケース２１０を外した状態を示す上面図である。図１８は下ケース２２０を外した状態を示す下面図である。さらに、図１９は、図１８の基板保護ケース２３０を外した状態を示す下面図である。図１８及び図１９から分かるように、回路基板３００の下面側は基板保護ケース２３０によって覆われて保護されている。また、図１９かわ分かるように、回路基板３００の下面側にはバッテリー２４０が取り付けられている。
図２０は回路基板３００の上面図であり、図２１は下面図である。これらの図から分かるように、回路基板３００は、一点鎖線で示した境界を境に、ドップラーセンサー形成領域と磁気センサー形成領域とに２分割されている。
図２０に示したように、回路基板３００の上面側のドップラーセンサー形成領域には、ドップラー検出を行うためのマイクロ波を送信する２４ＧＨｚ帯のアンテナ３１０が形成されている。
図２１に示したように、回路基板３００の下面側のドップラーセンサー形成領域にはドップラーセンサー１１０のＩＣチップ３１１が実装されている。また、ドップラーセンサー形成領域には電源ＩＣチップ３１２が実装されている。
一方、回路基板３００の下面側の磁気センサー形成領域には磁気センサー１２０のＩＣチップ３２１が実装されている。また、磁気センサー形成領域には、変化点検出部１３０、レベル差検出部１４０、温度係数算出部１７０、温度補正部１６０及び状態判定部１５０の機能を実現するマイコンチップ３２２が実装されている。さらに、磁気センサー形成領域には、状態判定部１５０で得られた判定結果を駐車管理装置に無線送信する無線通信ＩＣチップ３２３が実装されている。さらに、磁気センサー形成領域には、マグネットタイプのＯＮ／ＯＦＦスイッチ３２４が実装されている。駐車検知センサー１００は、ユーザーがケースの外側からマグネットを近づけることでＯＮ／ＯＦＦスイッチ３２４がＯＮ／ＯＦＦ操作され、これによって電源がＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
このように、駐車検知センサー１００は、回路基板３００の下面にアンテナ３１０を除く全ての回路部品が実装され、これら全ての回路部品が基板保護ケース２３０（図１８）によって覆われてパッケージングされている。
＜４＞まとめ
以上説明したように、本実施の形態の駐車検知センサー１００によれば、ドップラーセンサー１１０と、ＸＹＺ軸の磁気を検出する磁気センサー１２０と、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０の出力の変化点を検出する変化点検出部１３０と、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０の出力の経時的な磁気レベル差を検出するレベル差検出部１４０と、変化点検出部１３０の検出結果及びレベル差検出部１４０の検出結果に基づいて、車両の駐車状態を判定する状態判定部１５０と、を有するので、駐車検知の信頼性が向上する。
また、駐車検知センサー１００によれば、状態判定部１５０が、変化点検出部１３０において磁気センサー１２０のＺ軸変動が所定閾値よりも大きいことを示す検出結果が得られ（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、かつ、レベル差検出部１４０においてドップラーセンサー１１０の空車時と現在の出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、車両が駐車されたと判定する（ステップＳ２４；ＹＥＳ）。これにより、駐車検知の信頼性をより向上させることができる。
また、駐車検知センサー１００によれば、状態判定部１５０が、変化点検出部１３０において磁気センサー１２０のＺ軸変動が所定閾値以下であることを示す検出結果が得られた場合（ステップＳ２０；ＮＯ）でも、変化点検出部１３０においてドップラーセンサー１１０の出力の変動が所定閾値よりも大きいことを示す検出結果が得られ（ステップＳ３０；ＹＥＳ）、かつ、レベル差検出部１４０において磁気センサー１２０の空車時と現在のＸＹＺ出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、車両が駐車されたと判定する（ステップＳ３２）。これにより、駐車検知の信頼性をより向上させることができる。
また、駐車検知センサー１００によれば、状態判定部１５０が、変化点検出部１３０において、磁気センサー１２０のＺ軸変動が所定閾値以下であり（ステップＳ２０；ＮＯ）、かつドップラーセンサー１１０の出力の変動が所定閾値以下である（ステップＳ３０；ＮＯ）ことを示す検出結果が得られ、かつ、レベル差検出部１４０において磁気センサー１２０の空車時と現在のＸＹＺ出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に（ステップＳ４１；ＹＥＳ）、隣接又は近傍の駐車ロットに車両が駐車されたと判定する。これにより、隣接又は近傍の駐車ロットに車両が駐車されたことを正しく検知できる。
さらに、駐車検知センサー１００によれば、状態判定部１５０を有するので、駐車検知センサー１００から外部の管理装置に送るデータが状態判定部１５０により得られた判定結果で済むようになる。この結果、ドップラーセンサー１１０及び磁気センサー１２０により得られた測定データをそのまま管理装置に送る場合と比較して送信データ量又は送信回数を大幅に削減できる。よって、データを無線送信する場合には、バッテリーの消耗を削減でき、バッテリーによって稼動できる時間を長くできる。
本実施の形態の駐車検知センサー１００の一つの特徴は、ドップラーセンサー１１０の信号の変動及び磁気センサー１２０のＺ軸信号の変動の大きさを用いて、センサー上に車が来たか否かを判定することである。換言すれば、ドップラーセンサー１１０の信号と磁気センサー１２０の（ＸＹ軸データを除いた)Ｚ軸データのみを取り出して使用する。これにより、隣接する駐車ロットへの駐車に起因する誤検知を減らすことができる。つまり、隣接する駐車ロットに車両が駐車されたときに、駐車検知センサー１００が設置された駐車ロットへの駐車であるといった誤検知がなされることを防止できる。
本実施の形態の駐車検知センサー１００の一つの特徴は、空車時の磁気センサー１２０のＸＹＺ軸の値を保持しておき、センサー上に車が来たと判定された後、現在の磁気センサー１２０の値と保持していた空車時のセンサー値の差を使い、検知結果を得ることである。これにより、車両がセンサー上に停止したのか通り過ぎただけなのかを知ることができる。
本実施の形態の駐車検知センサー１００の一つの特徴は、磁気センサー１２０のＺ軸信号で変動が見つからなかったが、磁気センサー１２０のＸＹＺ軸信号を合計した信号において変動が見つかった場合、センサー上ではなく隣接した所に車が停車したと判断し、ことのきに空車時磁気センサー値の更新を止めることである。これにより、空車時磁気センサー値が誤ることを防ぐ効果が得られる。
本実施の形態の駐車検知センサー１００の一つの特徴は、センサー信号の変動分を使用することにより、温度ドリフトのように緩やかに変化する成分の影響を受けにくくしたことである。
また、本実施の形態によれば、ドップラーセンサー１１０、磁気センサー１２０、変化点検出部１３０、レベル差検出部１４０及び状態判定部１５０は、１つの回路基板３００に実装したことにより、測定から判定までをコンパクト構成で実現でき、駐車場への設置も容易な駐車検知センサー１００を実現できる。
また、回路基板３００に、状態判定部１５０の判定結果を無線送信する無線部（無線通信ＩＣチップ３２３）を実装したことにより、駐車検知センサー１００と管理装置（図示せず）とを繋ぐ配線が不要となる。
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
上述の実施の形態では、図７及び図８の判定処理フローを実行することで駐車検知を行う場合について述べたが、必ずしも図７及び図８の判定処理フローをそのまま実行する必要はなく。例えば、図７及び図８の判定処理フローの一部の処理を省略してもよく、一部の処理を変更してもよく、さらなる処理を加えてもよい。また、雑音への耐性を高めるために、センサー信号の判定を複数回行うようにしてもよい。また、雑音への耐性を高めるために、複数回取得した磁気センサー信号を平均化して用いるようにしてもよい。
また、複数の駐車検知センサー１００を設置し、それらの結果の組み合わせで最終判定を得るようにしてもよい。つまり、隣接する駐車検知センサー１００同士を連携させて判定結果を得るようにしてもよい。
さらに、上述の実施の形態では、ＸＹＺの３軸の磁気を検知する磁気センサー１２０を用い、ＸＹＺ信号の検知結果を用いて駐車を検知する場合について述べたが、３軸の磁気センサー１３０の出力のうち車両へ向かうＺ軸信号のみを用いて、或いは、車両へ向かうＺ軸の信号を検知する１軸の磁気センサー（図示せず）或いはＺ軸を含む２軸の磁気センサー（図示せず）を用いて、駐車判定を行うようにしてもよい。要は、磁気センサーの出力のうち車両へ向かうＺ軸の信号を用いて駐車判定を行うようにすればよい。この場合には、上述の実施の形態からＸＹ信号についての処理を省略すればよい。例えば、図７のステップＳ２１では空車時のＺレベル差を検出し、ステップＳ３１では空車時のＺレベル差を検出し、ステップＳ４１では空車時のＺレベル差を検出すればよい。また、図８のステップＳ６１では停車時のＺレベル差を検出すればよい。
本発明は、駐車検知センサーとして広く適用可能である。
１００ 駐車検知センサー
１１０ ドップラーセンサー
１２０ 磁気センサー
１３０ 変化点検出部
１４０ レベル差検出部
１５０ 状態判定部
２１０ 上ケース
２２０ 下ケース
２３０ 基板保護ケース
２４０ バッテリー
３００ 回路基板
３１０ アンテナ

Claims (9)

  1. ドップラーセンサーと、
    車両へ向かうＺ軸の磁気を検出する磁気センサーと、
    前記ドップラーセンサー及び前記磁気センサーの出力の変化点を検出する変化点検出部と、
    前記ドップラーセンサー及び前記磁気センサーの出力の経時的なレベル差を検出するレベル差検出部と、
    前記変化点検出部の検出結果及び前記レベル差検出部の検出結果に基づいて、車両の駐車状態を判定する状態判定部と、
    を備える駐車検知センサー。
  2. 前記状態判定部は、
    前記変化点検出部において前記磁気センサーのＺ軸変動が所定閾値よりも大きいことを示す検出結果が得られ、かつ、前記レベル差検出部において前記ドップラーセンサーの空車時と現在の出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に、車両が駐車されたと判定する、
    請求項１に記載の駐車検知センサー。
  3. 前記状態判定部は、
    前記変化点検出部において前記磁気センサーのＺ軸変動が所定閾値以下であることを示す検出結果が得られた場合でも、前記変化点検出部において前記ドップラーセンサーの出力の変動が所定閾値よりも大きいことを示す検出結果が得られ、かつ、前記レベル差検出部において前記磁気センサーの空車時と現在の出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に、車両が駐車されたと判定する、
    請求項１に記載の駐車検知センサー。
  4. 前記状態判定部は、
    前記変化点検出部において、前記磁気センサーのＺ軸変動が所定閾値以下であり、かつ前記ドップラーセンサーの出力の変動が所定閾値以下であることを示す検出結果が得られ、かつ、前記レベル差検出部において前記磁気センサーの空車時と現在の出力レベルの差が所定の閾値よりも大きい場合に、隣接又は近傍の駐車ロットに車両が駐車されたと判定する、
    請求項１に記載の駐車検知センサー。
  5. 前記ドップラーセンサー、前記磁気センサー、前記変化点検出部、前記レベル差検出部及び前記状態判定部は、１つの回路基板に実装されている、
    請求項１に記載の駐車検知センサー。
  6. さらに、前記回路基板には、前記状態判定部の判定結果を無線送信する無線部が実装されている、
    請求項５に記載の駐車検知センサー。
  7. 前記ドップラーセンサー、前記磁気センサー、前記変化点検出部、前記レベル差検出部、前記状態判定部及び前記無線部の回路部品は、前記回路基板の同一の面側に実装されており、ケースによってパッケージングされている、
    請求項６に記載の駐車検知センサー。
  8. ドップラーセンサーからのドップラーセンサー信号を取得するステップと、
    車両へ向かうＺ軸の磁気を検出する磁気センサーからの磁気センサー信号を取得するステップと、
    前記ドップラーセンサー信号の変動と磁気センサー信号のＺ軸信号の変動とを用いて、車両が駐車されたか否かを判定する判定ステップと、
    を含む駐車検知方法。
  9. 空車時の磁気センサー信号の値を保持するステップをさらに含み、
    前記判定ステップでは、現在の磁気センサー信号の値と保持していた空車時の磁気センサー値の差を用いて判定を行う、
    請求項８に記載の駐車検知方法。
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