JP3776143B2 - 超音波式車両通過検知システム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、駐車場の天井等に設置され、駐車場の監視空間内に超音パルスを送波し、監視空間内の車両と路面からの反射パルスを検出することにより、監視空間内の車両の通過を検知する超音波式車両通過検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、超音波式車両通過検知システムは、超音波センサに設けられた超音波振動子から所定間隔で超音波パルスを、駐車場の監視空間内に送波し、監視空間内に存在する車両からの反射波パルスを超音波振動子で受波することによって車両の通過を検知するようにしたものである。
【０００３】
ところで、この種の従来のシステムでは、超音波センサの直下の車両の通過検知を実施する場合、車両反射のみの検出では、車両のフロントガラス、リアガラスが超音波センサの直下に存在しているときには車両からの反射波パルスが受信できず正常な反射波が受波できないので、路面からの反射波パルスを検出し、路面からの反射波パルスが検出することができない場合には、超音波センサの直下に車両が通過しているものと判断しており、図５（ａ）に示すように、超音波センサａを複数の列状に配列することによって、車両ｅの通過台数と、その進行方向を検出していた。
【０００４】
図５（ｂ）を参照しつつ、従来の超音波式車両通過検知システムの構成について更に説明すると、前列側の各子器ｂと後列側の各子器ｃの超音波センサａからパルス列の超音波を送波し、超音波センサａの直下に車両等の障害物が存在しないときに路面ｄまでの到達距離を計測して記憶しておき、その後に前記の記憶された距離に路面ｄの反射信号がない場合に、超音波センサａの直下に車両ｅが通過したと判断し、その検知信号を親器ｅに伝送しており、親器ｅは各超音波センサａの路面検知判断信号によって、車両通過台数と車両通過方向を認識する機能を備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の車両通過検知システムでは、超音波の特性により超音波センサａが比較的凹凸の少ない路面ｄからの反射波を検出可能な領域は車両からの反射波パルスを検出する領域より小さくなり、路面検出情報を超音波センサａの直下の車両存在情報として使用する場合、車両ｅが通過する領域をすべて検知するためには、車両ｅの進行方向に対し超音波センサａの設置個数を、車両ａの反射波のみを検出する場合よりも増加しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、超音波センサの直下を通過する車両の識別と車両の台数を確実に判断でき、しかも超音波センサの個数を減少できる超音波式車両通過検知システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、請求項１の超音波式車両通過検知システムは、検知対象物となる車両の進行方向に直交する方向に、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を前、後の２列に配置し、これらの２列の超音波センサ列の超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無を判別して、超音波センサ列の直下を通過する車両を識別するようにした超音波式車両通過検知システムであって、上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサの各々より所定の時間間隔で、超音波パルスを一斉に出力させ、その反射パルスを受信する超音波パルス送波／受波制御部と、上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する路面からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する路面反射検知回路と、上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する車両からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する車両検知回路と、上記路面反射検知回路と、上記車両検知回路とによって検知された、上記前、後の超音波センサ列の各超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無の組合せ結果より、上記一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信せず、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは車両からの反射パルスを受信している場合、あるいは上記一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していない場合には、車両の通過を判断する判別回路とを備えたものである。
【０００８】
請求項２の超音波式車両通過検知システムは、上記前、後２列の超音波センサ列が、一方の超音波センサ列に属する超音波センサの間に、他方の超音波センサ列に属する超音波センサを配置した構成となっている。
請求項３の超音波式車両通過検知システムは、検知対象物となる車両の進行方向に直交する方向に、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を３以上の複数列に配置し、これらの複数列の超音波センサ列の超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無を判別して、超音波センサ列の直下を通過する車両台数を識別するようにした超音波式車両通過検知システムであって、上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサの各々より所定の時間間隔で、超音波パルスを一斉に出力させ、その反射パルスを受信する超音波パルス送波／受波制御部と、上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する路面からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する路面反射検知回路と、上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する車両からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する車両検知回路と、上記路面反射検知回路と、上記車両検知回路とによって検知された、上記３以上の超音波センサ列の各超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無の組合せ結果より、上記少なくとも一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信せず、かつその他の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは車両からの反射パルスを受信している場合、あるいは上記少なくとも一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していない場合には、車両の通過を判断する判別回路とを備えたものである。
【０００９】
請求項４の超音波式車両通過検知システムは、路面反射距離の自動登録設定スイッチを備え、この登録スイッチが操作されたときには、上記超音波パルス列の超音波センサより超音波パルスを発射して、路面からの反射パルスを受信し、そのときの反射伝幡時間を登録する記憶回路を更に備えたものである。
【００１０】
【作用】
請求項１の超音波式車両通過検知システムによれば、超音波送波／受波制御部を作動し、前、後の超音波センサ列の超音波センサより超音波パルスを一斉に発射する。これに対して、反射パルスを超音波送波／受波制御部で受信し、路面反射検知回路では、路面からの反射パルスの有無が判別され、車両検知回路では、車両からの反射パルスの有無が判別される。
【００１１】
一方、判別回路では、路面反射検知回路と、車両検知回路とによって検知された反射パルスの有無の組み合わせにより次のような判断がなされる。すなわち、一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信せず、かつ他方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは他方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信している場合に、車両の通過が判断され、または一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していない場合には、車両の通過が判断される。
【００１２】
本発明では、このような方法で車両の通過を検知し判断しているので、車両のフロントガラス、リアガラスなどが超音波センサの直下に存在し、反射パルスが受信できないときにも、超音波センサの直下を通過する車両の識別と車両の台数を確実に判断することができる。請求項２の超音波式車両通過検知システムによれば、前、後列の超音波センサ列が、一方の超音波センサ列に属する超音波センサの間に、他方の超音波センサ列に属する超音波センサを配置した構成となっているので、従来のように前、後列の超音波センサを複数並設したものに比べて、超音波センサの個数を減少させることができる。
【００１３】
請求項３の超音波式車両通過検知システムによれば、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を３以上の複数列に配置したので、この複数列のうち、車両幅に相当する列数の超音波センサで検知したときに、車両の通過を検知したものと判断し、１つもしくは２つの超音波センサのみで検知したときには、人あるいは自転車等の軽車両等を検知したものと判断することによって、車両の通過のみを検知することができ、正確に車両の通過の検知を行うことができる。
【００１４】
請求項４の超音波式車両通過検知システムによれば、天井面に設置したときに、自動登録設定スイッチを操作すれば、登録モードに入って、超音波センサ列の超音波センサは超音波パルスを出力し、路面からの反射パルスを受けて、超音波センサから路面までの伝播時間として記憶回路に登録する。登録後は、記憶回路に格納された伝播時間を路面検出のための基準情報とし、この基準情報の伝播の時間と車両通過時の反射パルスの伝播時間とを比較することによって、車両の通過を確実に判断することができる。
【００１５】
このようにすることによって、超音波センサの設置場所が違って路面から超音波センサまで距離が異なる場合でも、その設置場所で自動登録設定スイッチを操作することによって、設置場所の路面から超音波センサまでの距離に応じた超音波センサから路面までの伝播時間を記憶回路に登録することができ、ユーザー側で予め伝播時間を記憶回路に登録する必要がなく、超音波センサを設置した場所に応じた車両の通過の検知を正確に判断することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係る超音波センサを用いた車両通過検知システムの実施例について、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施例の超音波センサを用いた車両検知システムの基本構成を示すものであって、この車両通過検知システムには、検知対象物となる車両の進行方向に直行する方向に、前、後２列それぞれ複数配置された超音波センサ１と、トーンバース状の超音波パルスを超音波センサ１の各々から所定の時間間隔で一斉に出力させ、その反射パルスを受信する超音波パルス送波／受波制御部２と、超音波センサ１の直下に車両等の障害物が無いときに操作される路面反射距離の自動設定登録スイッチ３と、この登録スイッチ３が操作されたときに、超音波センサ１より超音波パルスを発射して、路面からの反射パルスを受信し、そのときの反射伝播時間を登録する記憶回路４と、超音波センサ１の各々から発射された超音波パルスに対する路面からの反射パルスの有無を判別する路面反射検知回路５と、超音波センサ１の各々から発射された超音波パルスに対する車両からの反射パルスの有無を判別する車両検知回路６と、路面反射検知回路５と車両検知回路６とによって検知された反射パルスの有無の組み合わせ結果により、車両の通過を判断する判別回路７とが設けられている。
【００１７】
判別回路７では、上記路面反射検知回路５と車両検知回路６とによって検知された反射パルスの有無の組み合わせについて次のような組み合わせ条件が成立したときに、車両の通過を判断している。
すなわち、一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサ１が路面からの反射パルスを受信せず、かつ他方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサ１が路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは他方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサ１が車両からの反射パルスを受信している場合、または一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサ１が車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサ１が路面からの反射パルスを受信していない場合とがあり、これらの場合には、いずれも判別回路７によって、車両の通過が判断される。
【００１８】
図２（ａ）（ｂ）は、上記の基本構成を備えた車両通過検知システムの第一例を示すものであって、超音波センサ１を駐車場の天井等における車両Ｃの上部に前、後の２列にそれぞれ３つの超音波センサ１を列設したものである。超音波センサ１の車両検知領域ＣＫは路面検知領域ＲＫよりも外側に所定幅だけ広がっている。
【００１９】
次に、図１，図２を参照しつつ、実施例の車両通過検知システムの基本動作について説明する。まず、駐車場の天井等に列設された超音波センサ１の直下に車両Ｃ等の障害物がないときに、自動設定登録スイッチ３を操作し、その後直ちに超音波パルス送波／受波制御部２から超音波パルスを送波し、超音波センサ１から超音波を路面Ｒに向けて発射し、路面Ｒからの反射パルスを受信し、そのときの反射伝播時間を記憶回路４に記憶する。
【００２０】
その後、超音波送波／受波制御部２を作動し、前、後の超音波センサ列の超音波センサ１より超音波パルスを一斉に発射する。
これに対して、反射パルスを超音波送波／受波制御部２で受信し、路面反射検知回路５では、路面Ｒからの反射パルスの有無が判別され、車両検知回路６では、車両Ｃからの反射パルスの有無が判別される。
【００２１】
一方、判別回路７では、路面反射検知回路５と、車両検知回路６とによって検知された反射パルスの有無の組み合わせにより、判別回路７で上記したような判断がなされる。
図３（ａ）は、超音波センサ１より発射され、受信された反射パルスＳ，Ｔ，Ｕを示し、図３（ｂ）はこれらの反射パルスＳ，Ｔ，Ｕが車両検知であるかどうかを判断するゲート信号Ｘを示し、図３（ｃ）は反射パルスＳ，Ｔ，Ｕが路面検知であるかどうかを判断するゲート信号Ｙを示すものであり、反射パルスＴが車両検知用のゲート信号Ｘ内にある場合には、この反射パルスＴが車両を検知したものと判断し、反射パルスＵが路面検知用のゲート信号Ｙ内にある場合には、この反射パルスＵが路面を検知したものと判断する。
【００２２】
路面検知のゲート信号Ｙは、路面からの反射の場合にその伝播時間を想定した時間に応じて生成され、車両検知のゲート信号Ｘは、車両からの反射の場合に、その伝播時間を想定した時間に応じて生成される。
尚、路面検知用のゲート信号Ｙは、超音波センサ１を天井面に設置するときに、自動設定登録スイッチ３を操作することによって、予め生成される。車両の高さは予想できるため、路面からの反射パルスの反射伝播時間を基にすれば、車両検知用のゲート信号Ｘも、容易に生成できるので、登録スイッチ３を操作して路面検知用のゲード信号を生成するときに同時に生成すればなおよい。
【００２３】
この第一例の車両通過検知システムによれば、超音波センサ１の直下を車両Ｃが通過したときに、車両のフロントガラス、リアガラス等のために反射パルスが受信されず車両Ｃの超音波反射信号が検出されなくても、確実に車両通過台数を検出でき、かつ従来の車両通過検知システムよりも超音波センサの個数を増やすことなく車両の通過台数を確実に判断することができる。
【００２４】
図４（ａ）（ｂ）は、図１に示す基本構成を備えた車両通過検知システムの第二例を示すものであって、駐車場の天井等における車両の上部に前、後２列の超音波センサ列か、一方の超音波センサ列に属する超音波センサ１の間に、他方の超音波センサ列に属する超音波センサ１を配置したものである。このように、超音波センサ１を千鳥状に配列したことによって、従来のように前、後列の超音波センサを複数並設したものに比べて、超音波センサ１の個数を減少させることができる。
【００２５】
尚、この車両通過検知システムの基本動作は、上記第一例の車両通過検知システムの基本動作とほぼ同様なので、説明を省略する。また、検知対象物となる車両の進行方向に直交する方向に、複数の超音波センサ１を配設した超音波センサ列を３以上の複数列に配置した構成としてもよい。尚、この場合のシステムにおける各センサ列の基本構成は、図１に示す構成と同様なので、説明を省略する。
【００２６】
このように構成した場合、複数列の超音波センサ１のうち、車両幅に相当する列数の超音波センサで検知したときに、車両の通過を検知したものと判断し、１つもしくは２つの超音波センサのみで検知したときには、人あるいは自転車等の軽車両等を検知したものと判断することによって、車両の通過のみを検知することができ、正確に車両の通過の検知を行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の超音波式車両通過検知システムでは、作用で説明したように、判別回路で、路面反射検知回路と、車両検知回路とによって検知された反射パルスの有無の組み合わせによって、車両の通過が判断されるので、車両のフロントガラス、リアガラスなどが超音波センサの直下に存在し、反射パルスが検知出来ないときにも、超音波センサの直下を通過する車両の識別と車両の台数を確実に判断することができる。
【００２８】
請求項２の超音波式車両通過検知システムでは、前、後列の超音波センサ列が、一方の超音波センサ列に属する超音波センサの間に、他方の超音波センサ列に属する超音波センサを配置した構成となっているので、従来のように前、後列の超音波センサを複数並設したものに比べて、超音波センサの個数を減少させることができる。
【００２９】
請求項３の超音波式車両通過検知システムでは、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を３以上の複数列に配置したので、複数列の超音波センサ１のうち、車両幅に相当する列数の超音波センサで検知したときに、車両の通過を検知したものと判断し、１つもしくは２つの超音波センサのみで検知したときには、人あるいは自転車等の軽車両等を検知したものと判断することによって、車両の通過のみを検知することができ、正確に車両の通過の検知を行うことができる。
【００３０】
請求項４の超音波式車両通過検知システムでは、超音波センサの直下に車両等の障害物が存在しない状態で、自動登録設定スイッチを操作して、超音波センサから超音波パルスを出力し、路面からの反射パルスを受けて、超音波センサから路面までの伝播時間として記憶回路に予め登録しておき、この伝播時間を基準情報として、車両通過時の反射パルスの伝播時間とを比較することによって、車両の通過を確実に判断することができる。
【００３１】
このようにすることによって、超音波センサの設置場所が違って路面から超音波センサまで距離が異なる場合でも、その設置場所で自動登録設定スイッチを操作することによって、設置場所の路面から超音波センサまでの距離に応じた超音波センサから路面までの伝播時間を記憶回路に登録することができ、ユーザー側で予め伝播時間を記憶回路に登録する必要がなく、超音波センサを設置した場所に応じた車両の通過の検知を正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波センサを用いた車両検知システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】第１例の車両検知システムにおける超音波センサの設置状態を示す説明図であって、（ａ）は超音波センサの配列状態を示し、（ｂ）は超音波センサの検知領域を示している。
【図３】反射パルスと車両検知用のゲート信号と路面検知用のゲート信号を示すタイムチャートであって、（ａ）は各反射パルスの立ち上がり状態を示し、（ｂ）は車両検知用のゲート信号を示し、（ｃ）は路面検知用のゲート信号を示している。
【図４】第２例の車両検知システムにおける超音波センサの設置状態を示す説明図であって、（ａ）は超音波センサの配列状態を示し、（ｂ）は超音波センサの検知領域を示している。
【図５】従来の車両検知システムにおける超音波センサの設置状態を示す説明図であって、（ａ）は超音波センサの配列状態を示し、（ｂ）は超音波センサの検知領域を示している。
【符号の説明】
Ｒ 路面
Ｃ 車両
１ 超音波センサ
２ 超音波パルス送波／受波制御部
３ 自動登録設定スイッチ
４ 記憶回路
５ 路面反射検知回路
６ 車両検知回路
７ 判別回路
２

Claims (4)

1. 検知対象物となる車両の進行方向に直交する方向に、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を前、後の２列に配置し、これらの２列の超音波センサ列の超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無を判別して、超音波センサ列の直下を通過する車両を識別するようにした超音波式車両通過検知システムであって、
   上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサの各々より所定の時間間隔で、超音波パルスを一斉に出力させ、その反射パルスを受信する超音波パルス送波／受波制御部と、
   上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する路面からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する路面反射検知回路と、
   上記前、後の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する車両からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する車両検知回路と、
   上記路面反射検知回路と、上記車両検知回路とによって検知された、上記前、後の超音波センサ列の各超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無の組合せ結果より、
   上記一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信せず、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは車両からの反射パルスを受信している場合、
   あるいは上記一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していない場合には、車両の通過を判断する判別回路とを備えたことを特徴とする超音波式車両通過検知システム。
2. 上記前、後２列の超音波センサ列が、一方の超音波センサ列に属する超音波センサの問に、他方の超音波センサ列に属する超音波センサを配置した構成とした請求項１に記載の超音波式車両通過検知システム。
3. 検知対象物となる車両の進行方向に直交する方向に、複数の超音波センサを配設した超音波センサ列を３以上の複数列に配置し、これらの複数列の超音波センサ列の超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無を判別して、超音波センサ列の直下を通過する車両台数を識別するようにした超音波式車両通過検知システムであって、
   上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサの各々より所定の時間間隔で、超音波パルスを一斉に出力させ、その反射パルスを受信する超音波パルス送波／受波制御部と、
   上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する路面からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する路面反射検知回路と、
   上記３以上の超音波センサ列に配設された超音波センサより発射された超音波パルスに対する車両からの反射伝幡時間帯における反射パルスの有無を判別する車両検知回路と、
   上記路面反射検知回路と、上記車両検知回路とによって検知された、上記３以上の超音波センサ列の各超音波センサより発射された超音波パルスに対する反射パルスの有無の組合せ結果より、上記少なくとも一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが路面からの反射パルスを受信せず、かつその他の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していないか、あるいは車両からの反射パルスを受信している場合、
   あるいは上記少なくとも一方の超音波センサ列のいずれかの超音波センサが車両からの反射パルスを受信し、かつ他方の超音波センサ列の超音波センサが路面からの反射パルスを受信していない場合には、車両の通過を判断する判別回路とを備えたことを特徴とする超音波式車両通過検知システム。
4. 路面反射距離の自動登録設定スイッチを備え、
   この登録スイッチが操作されたときには、上記超音波パルス列の超音波センサより超音波パルスを発射して、路面からの反射パルスを受信し、そのときの反射伝幡時間を登録する記憶回路を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波式車両通過検知システム。

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