JP3155462U - 車両検知センサ及び車両検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】中山間部等の地形が厳しい場所にも設置することができるとともに、消費電力を大幅に抑制することができ、内蔵バッテリーのみで長時間動作させることが可能である車両検知センサ及び車両検知システムを提供すること。【解決手段】車両通過により生じる振動を検知して検知信号を出力する振動センサと、地磁気の変化から車両の通過を検知する地磁気センサと、前記振動センサからの出力をトリガとして起動して前記地磁気センサを駆動する制御部を備えたセンサ本体と、を備えていることを特徴とする車両検知センサ及びこのセンサを使用した車両検知システム。【選択図】図２

Description

本考案は、中山間部等の地形が厳しい場所に設置することができるとともに、低い消費電力で動作することができる車両検知センサ及び車両検知システムに関する。

従来、道路を走行する車両を検知するための車両検知センサとして、超音波センサ、赤外線センサ、ループコイル等が用いられている。
しかしながら、これら従来用いられている車両検知センサは、設置するために建柱及び建柱のための基礎工事やケーブルの敷設工事が必要となるため、中山間部等の地形が厳しい場所では設置することが困難であるという問題があった。また、敷設されたケーブルが断線する危険性もあった。

このような問題を解決することができる技術として、地磁気センサを道路下に埋設し、道路上を車両が走行することによる地磁気の変化から車両を検知する技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
この技術によれば、建柱及び建柱のための基礎工事が不要となるため、中山間部等の地形が厳しい場所への設置が可能となる。また、無線通信による信号伝送を行うため、ケーブルの敷設工事が不要であり断線の危険がないという利点もある。

しかしながら、従来の地磁気センサを道路下に埋設した車両検知センサは、常時車両の検知を行うように構成されているため、消費電力が大きく、内蔵バッテリーのみで長時間動作させることが困難であった。

特開２００６−６５６０５号公報

本考案は、上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、中山間部等の地形が厳しい場所にも設置することができるとともに、消費電力を大幅に抑制することができ、内蔵バッテリーのみで長時間動作させることが可能である車両検知センサ及び車両検知システムを提供するものである。

請求項１に係る考案は、車両通過により生じる振動を検知して検知信号を出力する振動センサと、地磁気の変化から車両の通過を検知する地磁気センサと、前記振動センサからの出力をトリガとして起動して前記地磁気センサを駆動する制御部を備えたセンサ本体と、を備えていることを特徴とする車両検知センサに関する。

請求項２に係る考案は、前記振動センサが圧電素子からなることを特徴とする請求項１記載の車両検知センサに関する。

請求項３に係る考案は、前記センサ本体が、前記制御部により駆動されて前記地磁気センサによる車両の検知を無線通信により外部機器に伝達する無線通信器を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両検知センサに関する。

請求項４に係る考案は、請求項１乃至３いずれかに記載の車両検知センサを用いた車両検知システムであって、前記車両検知センサが、前記振動センサが車両進行方向の上流側、前記センサ本体が車両進行方向の下流側に夫々配置されるように、道路下に埋設されていることを特徴とする車両検知システムに関する。

請求項５に係る考案は、前記外部機器として、対向車の接近を車両の運転者に報知するための情報を表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項４記載の車両検知システムに関する。

請求項１に係る考案によれば、車両通過により生じる振動を検知して検知信号を出力する振動センサと、地磁気の変化から車両の存在を検知する地磁気センサと、振動センサからの出力をトリガとして起動して地磁気センサを駆動する制御部を備えたセンサ本体とを備えている車両検知センサであるから、道路下に埋設して設置することが可能であり、中山間部等の地形が厳しい場所にも設置することができる。また、地磁気センサを駆動する制御部が振動センサからの出力電圧をトリガとして起動されるため、消費電力を大幅に抑制することができ、内蔵バッテリーのみで長時間動作させることが可能となる。

請求項２に係る考案によれば、振動センサが圧電素子からなることから、微小な振動を検知することができ、高精度の車両検知センサとなる。

請求項３に係る考案によれば、センサ本体が、制御部により駆動されて地磁気センサによる車両の検知を無線通信により外部機器に伝達する無線通信器を備えていることから、ケーブルを敷設することなく外部機器に車両の検知を伝達することができる。

請求項４に係る考案によれば、請求項１乃至３いずれかに記載の車両検知センサを用いた車両検知システムであり、車両検知センサが道路下に埋設されていることから、設置のための建柱工事等が不要であり、中山間部等の地形が厳しい場所にも設置することが可能なシステムとなる。また、振動センサが車両進行方向の上流側、センサ本体が車両進行方向の下流側に夫々配置されているため、道路上を走行する車両を振動センサにて検知して検知信号を出力し、この出力をトリガとして制御部を起動して地磁気センサを駆動し、地磁気センサにより車両の存在を検知することができる。そのため、上流側から下流側へと走行する車両を確実に検知できるとともに、消費電力を大幅に抑制することができ、内蔵バッテリーのみで長時間動作させることが可能なシステムとなる。

請求項５に係る考案によれば、外部機器として、対向車の接近を車両の運転者に報知するための情報を表示する表示装置を備えていることから、山間部狭隘道路等の視認距離を確保することが困難な道路において運転者に対向車の存在を事前に報知することができ、交通事故を未然に防ぐことが可能となる。

本考案に係る車両検知センサの構成を示すブロック図である。 本考案に係る車両検知センサの作用を示す図であって、上図は通常状態（休止状態）を示す図、下図は動作状態を示す図である。 本考案に係る車両検知システムを適用した道路の一例を示す概略平面図である。 表示装置としてピクトグラム表示装置を用いた場合の表示の一例を示す図である。

以下、本考案に係る車両検知センサ及び車両検知システムの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本考案に係る車両検知センサの構成を示すブロック図である。
本考案に係る車両検知センサは、振動センサ（１）とセンサ本体（２）とから構成されており、これら振動センサ（１）とセンサ本体（２）は車両が走行する道路下に埋設される。振動センサ（１）とセンサ本体（２）は、別々に埋設してもよいが、同一のケースに収納して埋設することが好ましい。

振動センサ（１）は、車両通過により生じる振動を検知して検知信号を出力するものであって、例えば圧電センサが好適に使用される。
圧電センサからなる振動センサ（１）は、車両が振動センサ（１）上の道路を通過した時に発生する振動を検知して歪むことにより検知信号として電圧を出力する。
車両通過により生じる振動周波数は約２０Ｈｚであるため、振動センサ（１）は約２０Ｈｚの振動を検知したときに電圧を出力するように構成することが好ましい。

センサ本体（２）は、地磁気の変化から車両の通過を検知する地磁気センサ（３）と、地磁気センサ（３）による車両の検知を無線通信により外部機器（後述する表示装置等）に伝達する無線通信器（４）と、振動センサ（１）からの出力をトリガとして起動して地磁気センサ（３）及び無線通信器（４）を駆動する制御部（５）を備えている。
振動センサ（１）と制御部（５）、制御部（５）と磁気センサ（３）及び無線通信器（４）は、夫々配線により電気的に接続されている。

地磁気センサ（３）は、磁性体である車両が地磁気センサ（３）上の道路を通過した時に発生する地磁気の強度変化を読み取ることにより、地磁気センサ（３）上の道路を車両が通過したことを検知することができる。地磁気センサ（３）としては、例えばホール素子や磁気抵抗素子等が使用される。

無線通信器（４）としては、４００ＭＨｚ帯（３００〜４７０ＭＨｚ）の特定小電力無線を用いた無線通信器が好適に使用される。
４００ＭＨｚ帯（３００〜４７０ＭＨｚ）の特定小電力無線を用いることにより、混信を少なくすることができ、更に回折による回り込みが生じることにより中山間地域等でも確実に通信を行うことが可能となるためである。
但し、無線通信器（４）の構成はこれに限定されず、例えば２．４ＧＨｚ帯の無線を用いた無線通信器を使用してもよい。

制御部（５）は、振動センサ（１）からの出力（圧電素子からの出力電圧）をトリガとして起動して、地磁気センサ（３）及び無線通信器（４）を駆動するものであり、所要のプログラムが記憶されたマイクロコンピュータからなる。

車両の通過が無い時は、振動センサ（１）から起動トリガとなる出力が無く、センサ本体（２）（制御部（５）、地磁気センサ（３）、無線通信器（４））はスリープ（休止）状態となる（図２の上図参照）。この状態での消費電力は数十μＡ以下である。
車両の通過があると、振動センサ（１）が車両通過による振動を検知して起動トリガとなる出力を発生し、これにより制御部（５）が起動し、制御部（５）によって地磁気センサ（３）及び無線通信器（４）が駆動される（図２の下図参照）。

トリガとなる振動センサ（１）からの出力レベル（出力電圧値）は、振動センサ（１）の種類、性能、設置場所、設置深さ等に応じて適当に設定することができる。つまり、制御部（５）は、振動センサ（圧電素子）からの出力電圧値が設定値を超えたときにこれをトリガとして起動する。

センサ本体（２）には、内蔵バッテリー（図示略）が備えられている。
内蔵バッテリーは、地磁気センサ（３）、無線通信器（４）、制御部（５）を駆動するための電力を貯蔵しており、制御部（５）に電力を供給するとともに、制御部（５）による制御に基づいて地磁気センサ（３）及び無線通信器（４）に対して駆動電力を供給する。つまり、制御部（５）が起動していない時には地磁気センサ（３）及び無線通信器（４）への電力供給は行われない。

以上の構成を有する車両検知センサによれば、車両が振動センサ（１）により検知されない状態（待機状態）においては、センサ本体（２）をスリープ（休止）状態とすることができるため、待機状態の消費電力を従来のものに比べて９０％以上削減することができ、内蔵バッテリーのみで長期間動作させることが可能となる。具体的には、内蔵バッテリーを単三電池４本程度とした場合でも４〜５年程度動作させることが可能となる。

図３は本考案に係る車両検知システムを適用した道路の一例を示す概略平面図である。
本考案に係る車両検知システムは、図示のような視認距離が確保できない見通しが悪い山間地の急カーブ等に好適に適用される。
本考案に係る車両検知システムは、上記した構成からなる車両検知センサを用いたものであり、振動センサ（１）及びセンサ本体（２）は同一のケース（例えば100mm×100mm×100mmの大きさの箱）に収納されて道路下に埋設される。このとき、振動センサ（１）が車両（Ａ）の進行方向（矢印方向）の上流側に配置され、センサ本体（２）が車両進行方向の下流側に配置されるようにする。

車両検知システムは、センサ本体（２）の無線通信器（４）により無線通信される車両の検知信号を受信する表示装置（６）を備えている。
無線通信器（４）は、地磁気センサ（３）により車両が検知された時に検知信号を無線通信により表示装置（６）に送信し、検知信号を受信した表示装置（６）は車両（Ｂ）に対向車（Ａ）の接近を報知するための情報を表示する。

表示装置（６）の種類は特に限定されず、例えば「対向車注意」等の運転者の注意を喚起する文字を表示する電光掲示板等を用いてもよいが、多数の整列配置された発光体（ＬＥＤ等）から構成され、発光体の発光位置が一定時間経過ごとに変化する動的画面となるピクトグラム表示装置を用いることが好ましい。

図４は表示装置（６）としてピクトグラム表示装置を用いた場合の表示の一例を示す図である。
図４では、四角形状に整列配置された複数の発光体からなる表示装置において、発光位置が黒く塗り潰されて示されている。左から右の順に発光体の発光位置が一定時間（０．５〜１秒程度）毎に変化することにより、車両が遠方から段々接近している様子を表している。
このようなピクトグラム表示装置を使用することにより、対向車が接近していることを視覚的に容易に理解させることができる。

本考案に係る車両検知システムは、内蔵バッテリーに蓄える電力を発電するための太陽電池を備えていることが好ましい。
太陽電池を備えることによって、内蔵バッテリーから消費された電力を補充することができ、内蔵バッテリーのみでより長時間動作させることが可能となるためである。

本考案は、例えばカーブのために視認距離が確保できない狭隘区間が多く存在する中山間地域において運転者に対向車の接近を報知するために好適に利用することができる。

１ 振動センサ
２ センサ本体
３ 地磁気センサ
４ 無線通信器
５ 制御部
６ 表示装置
Ａ 対向車
Ｂ 車両

Claims (5)

1. 車両通過により生じる振動を検知して検知信号を出力する振動センサと、
   地磁気の変化から車両の通過を検知する地磁気センサと、前記振動センサからの出力をトリガとして起動して前記地磁気センサを駆動する制御部を備えたセンサ本体と、
   を備えていることを特徴とする車両検知センサ。
2. 前記振動センサが圧電素子からなることを特徴とする請求項１記載の車両検知センサ。
3. 前記センサ本体が、前記制御部により駆動されて前記地磁気センサによる車両の検知を無線通信により外部機器に伝達する無線通信器を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両検知センサ。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の車両検知センサを用いた車両検知システムであって、
   前記車両検知センサが、前記振動センサが車両進行方向の上流側、前記センサ本体が車両進行方向の下流側に夫々配置されるように、道路下に埋設されていることを特徴とする車両検知システム。
5. 前記外部機器として、対向車の接近を車両の運転者に報知するための情報を表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項４記載の車両検知システム。

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