JP5414338B2

JP5414338B2 - 物体検知センサ

Info

Publication number: JP5414338B2
Application number: JP2009104271A
Authority: JP
Inventors: 和巳本荘; 篤岡副
Original assignee: 竹中電子工業株式会社
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: JP2010256086A

Description

本発明は、床面に向かって照射した照射波に対する当該床面からの反射波に基づいて、当該床面との間に物体が存在しているか否かを検知する物体検知センサに関する。

自走式の駐車設備においては、従来から、各駐車エリアの天井に物体検知センサが備えられ、その駐車エリアに車が停まっているか否かが検知されるようになっている。

例えば、図８に示す駐車設備では、天井Ｃに物体検知センサ１ａ、１ｂ、１ｃを含む複数の物体検知センサが備えられ、それぞれの真下（駐車エリア）に車が停まっているか否かが検知される。そして、各物体検知センサからは、検知結果に応じたセンサ出力信号が出力される。例えば、物体検知センサ１ａの真下には車２０が停まっているので、物体検知センサ１ａからは“物体が存在している”旨のセンサ出力信号Ｓａが出力される。また、物体検知センサ１ｂと床面Ｆとの間には何も物体が存在しないので、物体検知センサ１ｂからは“物体が存在していない”旨のセンサ出力信号Ｓｂが出力される。

各物体検知センサからのセンサ出力信号は、制御部１０に入力される。そして、制御部１０は、各センサ出力信号に基づいて、空きエリア等に関する情報を表示部１１に表示させたり、満車の場合には入口ゲート１２が開くのを制限したりする。

物体検知センサとしては、光、超音波等の照射波を床面Ｆに向かって照射し、その反射波を検出することによって、床面Ｆとの間に物体が存在しているか否かを検知できるタイプのものが多用されている（例えば、特許文献１参照）。このタイプの物体検知センサによれば、反射波の位相、強度等に基づいて、床面Ｆからの高さが所定のセンサ閾値を超える物体が存在しているか否かを検知することができる。

なお、前述のセンサ閾値は、車を天井Ｃ側から見た場合に床面Ｆからの高さが最も低くなる部分（例えば、助手席のフロア面）の高さを考慮して、３０ｃｍ程度に設定される。

特願２００８−００６７２９号

ところで、図８に示す駐車設備において、来客やメンテナンス（清掃等）の予定があるために特定の駐車エリアを確保しておきたい場合は、ロードコーン２１等をその駐車エリアの物体検知センサ１ｃの真下に配置する必要がある。これにより、物体検知センサ１ｃを検知状態とし、空きエリアがある旨の誤った表示が表示部１１にされるのを防いでいる。また、他の駐車設備利用者は、その駐車エリアが確保されていることを認識することができる。

しかしながら、一般に、物体検知センサの検知領域はφ３０ｃｍ程度と非常に狭いので、物体検知センサを検知状態にするためには、ロードコーン２１等の正確な位置合わせが必要であり、非常に面倒であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、擬似的にかつ簡単に検知状態とすることができる物体検知センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る物体検知センサは、床面に向かって照射した照射波に対する当該床面からの反射波に基づいて、当該床面との間に物体が存在しているか否かを検知するセンサであって、前記照射波を照射する照射部と、前記反射波を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記反射波に基づいて前記物体が存在しているか否か判定し、当該判定結果に応じた物体検知信号を出力する検知制御部と、外部からの指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて、検知モードを通常検知モードと強制検知モードとに切り替えるためのモード切替信号を出力する受信部と、前記通常検知モードにおいては前記物体検知信号に基づいて前記物体が存在しているか否かを示すセンサ出力信号を出力し、前記強制検知モードにおいては前記物体検知信号とは無関係に前記物体が存在していることを示すセンサ出力信号を出力する出力部とを備え、前記強制検知モードにおいて、前記物体検知信号が、前記物体が存在していないことを示す信号から前記物体が存在していることを示す信号に変化し、その後、再び前記物体が存在していないことを示す信号に変化すると、前記モード切替信号とは無関係に、前記検知モードが前記通常検知モードに切り替わることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る物体検知センサは、床面に向かって照射した照射波に対する当該床面からの反射波に基づいて、当該床面との間に物体が存在しているか否かを検知するセンサであって、前記照射波を照射する照射部と、前記反射波を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記反射波に基づいて前記物体が存在しているか否か判定し、当該判定結果に応じた物体検知信号を出力する検知制御部と、外部からの指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて、検知モードを通常検知モードと強制検知モードとに切り替えるためのモード切替信号を出力する受信部と、前記通常検知モードにおいては前記物体検知信号に基づいて前記物体が存在しているか否かを示すセンサ出力信号を出力し、前記強制検知モードにおいては前記物体検知信号とは無関係に前記物体が存在していることを示すセンサ出力信号を出力する出力部とを備え、前記検知制御部は、前記検出部が検出した前記反射波に関する一定時間おきの離散データを平均化し、当該平均化後の前記反射波に基づいて前記物体の有無を判定するよう構成されており、前記検知モードが前記通常検知モードから前記強制検知モードに切り替わると、前記平均化する前記離散データの個数が減らされ、センサとしての応答速度が高められることを特徴とする。

上記のように構成された本発明に係る物体検知センサによれば、指令信号を入力するだけで、擬似的にかつ簡単に検知状態（強制検知モード）とすることができるので、駐車エリアを確保したいような場合に、面倒なロードコーン等の位置合わせ行う必要がない。

また、本発明に係る物体検知センサは、指令信号を改めて入力することなく自動的に強制検知モードが解除されるよう構成することもできるので、非常に使い勝手がよい。

実施例１に係る物体検知センサであって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は回路構成を示すブロック図である。実施例１に係る物体検知センサの動作の一例を示すタイムチャートである。実施例２に係る物体検知センサの回路構成を示すブロック図である。実施例２に係る物体検知センサの動作の一例を示すタイムチャートである。実施例３に係る物体検知センサの回路構成を示すブロック図である。実施例３に係る物体検知センサの動作の一例を示すタイムチャートである。実施例３に係る物体検知センサを備えた駐車設備の平面図である。物体検知センサを備えた駐車設備を概説するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る物体検知センサの好ましい実施形態について説明する。なお、以下では、駐車設備において車の有無を検知するための光学式のセンサを一例に挙げて説明する。

図１（Ａ）に、実施例１に係る物体検知センサを示す。この図に示すように、物体検知センサ１Ａは、駐車エリアの天井Ｃに取り付けられるベース部２と、ベース部２に取り付けられたセンサ本体部３及び受信部６と、センサ本体部３及び受信部６を覆う透光性のカバー７とから構成される。また、センサ本体部３は、投光素子からなる照射部４と、受光素子からなる検出部５と、不図示の検知制御部８及び出力部９とを備える。

図１（Ｂ）に、この物体検知センサ１Ａのブロック図を示す。照射部４は、検知制御部８の制御下で、床面Ｆに向かって光を照射する。検出部５は、当該光に対する床面Ｆからの反射光を検出し、適当な電気信号に変換する。床面Ｆとの間に何らかの物体がある場合、検出部５は、その物体からの反射光を検出する。

検知制御部８は、検出部５が検出した反射光に関する電気信号に基づいて、床面Ｆとの間に物体が存在しているか否かを判定する。この判定は、例えば、反射光（電気信号）の位相や強度（電圧値）に基づいて行われる。物体が存在すると判定した場合、検知制御部８は、その旨（例えば、Ｈレベル）の物体検知信号を出力する。一方、物体が存在しないと判定した場合、検知制御部８は、その旨（例えば、Ｌレベル）の物体検知信号を出力する。

検知制御部８が出力した物体検知信号は、出力部９に入力される。

受信部６は、外部からの指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて、検知モードを通常検知モードと強制検知モードとに切り替えるためのモード切替信号を出力する。本実施例において、受信部６は、リモコンからの指令信号を受信するＩＣである。

受信部６が出力したモード切替信号は、出力部９に入力される。

出力部９は、モード切替信号と物体検知信号とに基づいてセンサ出力信号を生成し、出力する。詳しくは、通常検知モードに設定されている場合、出力部９は、物体検知信号に基づいて物体が存在しているか否かを示すセンサ出力信号を出力する。物体検知信号がＨレベル（物体が存在する）の場合、出力部９からは、Ｈレベルのセンサ出力信号が出力され、物体検知信号がＬレベル（物体が存在しない）の場合は、Ｌレベルのセンサ出力信号が出力される。

一方、強制検知モードに設定されている場合、出力部９は、物体検知信号とは無関係に物体が存在していることを示すＨレベルのセンサ出力信号を出力する。つまり、このモードにおいて、物体検知センサ１Ａは、床面Ｆとの間に実際に物体が存在しているか否かにかかわらず、物体が存在していることを検知し続けているかのように振舞う。

以上のように、本実施例に係る物体検知センサ１Ａによれば、リモコンからの指令信号で強制検知モードに設定するだけで、ロードコーン等を当該物体検知センサ１Ａの真下に配置したのと同等の効果を得ることができる（図８参照）。そして、特定の駐車エリアを容易に確保しておくことができる。

図２は、本実施例に係る物体検知センサ１Ａの動作の一例を示すタイムチャートである。時間ｔ_０において、強制検知モードに設定するための指令信号が入力されると、物体検知信号とは無関係にセンサ出力信号はＨレベルとなる。その後、時間ｔ_１において通常検知モードに設定するための指令信号（強制検知モードを解除するための指令信号）が入力されると、センサ出力信号は物体検知信号に応じたものに切り替わる。この図に示す一例では、物体が存在せず、物体検知信号がＬレベルなので、時間０〜ｔ_０及び時間ｔ_１以降は、Ｌレベルのセンサ出力信号が出力される。

図３に、実施例２に係る物体検知センサ１Ｂのブロック図を示す。この図に示すように、出力部９は解除判定部９ａを含んでいる。その他の構成については、実施例１に係る物体検知センサ１Ａと同じなので、ここでは説明を省略する。

解除判定部９ａは、強制検知モードに設定されている際の物体検知信号を監視する。そして、物体検知信号が所定の変化をしたと判定すると、強制検知モードを解除して検知モードを通常検知モードに切り替える。そして、出力部９からは、物体検知信号に応じたセンサ出力信号が出力されるようになる。

具体的には、図４に示すように、時間ｔ_１において物体検知信号がＬレベル（物体が存在しない）からＨレベル（物体が存在する）に変化し、その後、時間ｔ_２において再びＬレベルに変化すると、強制検知モードは自動的に解除され、通常検知モードに切り替えられる。

以上のように、本実施例に係る物体検知センサ１Ｂでは、確保していた駐車エリアに車が停車（時間ｔ_１）し、その後、その車が当該駐車エリアから出ると（時間ｔ_２）、強制検知モードが自動的に解除される。つまり、本実施例に係る物体検知センサ１Ｂによれば、強制検知モードを解除するためにリモコン等で指令信号を入力する必要がないので、解除する手間が省け、解除忘れの心配がない。

図５に、実施例３に係る物体検知センサ１Ｃのブロック図を示す。この図に示すように、物体検知センサ１Ｃは閾値変更部８ａを含み、単に車が通過するだけで、強制検知モードを自動的に解除することができる。閾値変更部８ａを含んでいること以外のその他の構成については、実施例２に係る物体検知センサ１Ｂと同じなので、ここでは説明を省略する。

一般に、物体検知センサの検知制御部８は、検出部５が検出した反射波に関する一定時間おきの離散データを平均化し、当該平均化後の反射波に基づいて物体の有無を判定するよう構成されている。

また、前述の通り、物体検知センサのセンサ閾値は、オープンカーのような車高が低い車の存在を確実に検知するために、３０ｃｍ程度とかなり低く設定されている。センサ閾値が低い場合、床面Ｆからの反射光と床面Ｆから当該閾値分だけ離れた位置にある物体からの反射光には顕著な差異は見られない。すなわち、物体が存在していると判定すべき反射光と、物体が存在していないと判定すべき反射光との間に顕著な差異はない。したがって、センサ閾値を低くする場合は、誤検知及び検知漏れを防ぐために、上記平均化する離散データの個数を多めに設定し、検知精度を向上させる必要がある。

具体的には、本実施例に係る物体検知センサ１Ｃでは、７ｍ秒おきの離散データ２００個を平均化することにより、３０ｃｍのセンサ閾値を実現している。この場合、物体検知センサ１Ｃのセンサとしての応答時間は、７ｍ秒×２００＝１．４秒である。つまり、物体が存在しない状態または存在する状態が１．４秒の間継続した後に、センサ出力信号が変化する。

しかしながら、この応答時間では、車が物体検知センサ１Ｃの真下を通過する僅かな時間の間に、物体が存在していることを検知することができない。そこで、本実施例に係る物体検知センサ１Ｃでは、強制検知モードに設定されると、閾値変更部８ａが平均化する離散データの個数を減らし、センサ閾値を上昇させる。そして、これにより、応答速度が高められる。

図７は、本実施例に係る物体検知センサ１Ｃの動作の一例を示すタイムチャートである。この図に示すように、時間０〜ｔ_０までの通常検知モードにおいては、センサ閾値は３０ｃｍ、センサ応答時間は１．４秒（＝７ｍ秒×２００個）である。時間ｔ_１において、強制検知モードに設定されると、閾値変更部８ａは平均化する離散データの個数を３０個に減らし、センサ閾値を６０ｃｍに変更する。このとき、センサ応答時間は０．２１秒（＝７ｍ秒×３０個）となり、応答速度は通常検知モードの場合と比べて約７倍に高められる。その後、時間ｔ_２において強制検知モードが解除されると、閾値変更部８ａはセンサ閾値を３０ｃｍに戻す。

なお、車の通過を検知する場合は、車の一部分がセンサ閾値を超える高さを有していればよいので、センサ閾値を高くしても差し支えない。一方、車の停止状態を検知する場合は、車の最も低い部分の高さに合わせてセンサ閾値を設定する必要があるので、誤検知及び検知漏れを確実に防ぐという観点から、センサ閾値を３０ｃｍよりも高く設定することはできない。

本実施例に係る物体検知センサ１Ｃは、例えば、以下の状況での使用に適している。

すなわち、図７に示す店舗の駐車設備３０では、柱３１があるために使い勝手の悪い駐車エリアＰｂ、Ｐｃを従業員用駐車エリアとし、その他の駐車エリアをお客様用駐車エリアとする場合、先に駐車エリアＰａに車が停められてしまうと、従業員は駐車エリアＰｂ、Ｐｃに車を停めることができない。

これを防ぐために、この駐車設備３０では、リモコン等を用いて駐車エリアＰａの天井に備えられた実施例３に係る物体検知センサ１ａを強制検知モードに設定し、駐車エリアＰａの確保がなされる。そして、従業員が駐車エリアＰｂ、Ｐｃに車を停める際に、車が物体検知センサ１ａの真下を通過すると、物体検知センサ１ａの強制検知モードが解除される。そして、その後は駐車エリアＰａを自由に使うことができる。

つまり、物体検知センサ１ａの強制検知モードは、リモコン等を用いて解除しなくても、従業員が車を駐車エリアＰｂ、Ｐｃに停める際に自動的に解除されるので、解除する手間が省け、解除忘れの心配がない。

以上、本発明に係る物体検知センサの好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではない。
例えば、センサの方式は光学式に限らず、超音波式にすることができる。
また、上記各信号は一例であり、ＨレベルとＬレベルを入れ替えてもよいし、所望の情報を伝達できる全く別の種類の信号に変更してもよい。
また、受信部６はリモコンからの指令信号を受信するＩＣに限定されず、指令信号の入力形式は有線であっても無線であってもよい。
また、実施例３では、強制検知モードに設定された場合に、平均化する離散データの個数を減らしてセンサとしての応答速度を高めているが、必要に応じて、平均化する離散データの個数を増やして応答速度を低くすることもできる。

１Ａ，Ｂ，Ｃ物体検知センサ
２ベース部
３センサ本体部
４照射部
５検出部
６受信部
７カバー
８検知制御部
８ａ閾値変更部
９出力部
９ａ解除判定部
１０制御部
１１表示部
１２入口ゲート
３０駐車設備
Ｃ天井
Ｆ床面

Claims

床面に向かって照射した照射波に対する当該床面からの反射波に基づいて、当該床面との間に物体が存在しているか否かを検知するセンサであって、
前記照射波を照射する照射部と、
前記反射波を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記反射波に基づいて前記物体が存在しているか否か判定し、当該判定結果に応じた物体検知信号を出力する検知制御部と、
外部からの指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて、検知モードを通常検知モードと強制検知モードとに切り替えるためのモード切替信号を出力する受信部と、
前記通常検知モードにおいては前記物体検知信号に基づいて前記物体が存在しているか否かを示すセンサ出力信号を出力し、前記強制検知モードにおいては前記物体検知信号とは無関係に前記物体が存在していることを示すセンサ出力信号を出力する出力部と、
を備え、
前記強制検知モードにおいて、
前記物体検知信号が、前記物体が存在していないことを示す信号から前記物体が存在していることを示す信号に変化し、その後、再び前記物体が存在していないことを示す信号に変化すると、前記モード切替信号とは無関係に、前記検知モードが前記通常検知モードに切り替わることを特徴とする物体検知センサ。
床面に向かって照射した照射波に対する当該床面からの反射波に基づいて、当該床面との間に物体が存在しているか否かを検知するセンサであって、
前記照射波を照射する照射部と、
前記反射波を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記反射波に基づいて前記物体が存在しているか否か判定し、当該判定結果に応じた物体検知信号を出力する検知制御部と、
外部からの指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて、検知モードを通常検知モードと強制検知モードとに切り替えるためのモード切替信号を出力する受信部と、
前記通常検知モードにおいては前記物体検知信号に基づいて前記物体が存在しているか否かを示すセンサ出力信号を出力し、前記強制検知モードにおいては前記物体検知信号とは無関係に前記物体が存在していることを示すセンサ出力信号を出力する出力部と、
を備え、
前記検知制御部は、前記検出部が検出した前記反射波に関する一定時間おきの離散データを平均化し、当該平均化後の前記反射波に基づいて前記物体の有無を判定するよう構成されており、
前記検知モードが前記通常検知モードから前記強制検知モードに切り替わると、前記平均化する前記離散データの個数が減らされ、センサとしての応答速度が高められることを特徴とする物体検知センサ。