JP5891606B2 - 車両の監視方法及び監視装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、車両のボディによる区画毎に、エバネセント波を区画されたボディに励起して、このエバネセット波が放射伝搬しないことを利用して、車両内部や周囲における局在された空間内だけに限定して通信を行うことが開示されている。
また、特許文献3には、電磁波環境が安定している時の電磁波を受信して、その平均などにより受信信号の振幅と位相とから成る基準受信ベクトルを求め、その後に、一定時間間隔毎に電磁波を受信して、受信ベクトルが基準受信ベクトルに対して所定量変化している場合に、環境への侵入と判断することが開示されている。
また、特許文献4には、マルチパス環境におけるパルス信号の反射遅延プロファイルの変化を検出して、電磁波環境への侵入を検出することが開示されている。
また、特許文献5には、マルチパス環境における複数の受信信号の位相相関を求めることで、電磁波環境における侵入を検出することが開示されている。
その他、車両に関する盗難防止装置として、各種のシステムが知られている。
本発明は従来にない原理を用いるものである。本発明は、車両の周辺を監視する方法及び装置において、より簡便で、正確な検出を行うことができる新規な原理を用いた監視方法及び監視装置を提供することを目的とする。
本発明において、送信装置によるボディの励振は、車両のボディに直接、励振電流が供給されても良い。この場合に、送信装置は車両内部に設けても、ボディの外面に取り付けても良い。
また、送信装置による車両のボディの励振は、車両の内部空間に設けられたアンテナにより放射された電磁波により行われても良い。すなわち、車両の内部にアンテナから放射された電磁波により間接的に車両のボディを励振する。
この場合には、受信装置は、通常、送信装置と共に車両の内部に設けられる。返信装置は、監視信号を受信して、異なる周波数に変換した後、受信装置に送信する。したがって、送信装置、返信装置、受信装置の経路が、マルチパス環境となるため、より精度の高い監視が可能となる。この場合においても送受信装置はボディの外面に設けても良い。この場合には、送受信装置と返信装置とはボディを励振する電磁波を送受信することになる。
この発明は、上記の方法発明に対応する装置発明である。
この発明において、送信装置によるボディの励振は、車両のボディに直接、励振電流が供給されることにより行われても良い。
また、送信装置は、車両の内部空間に設けられ、車両のボディを励振する電磁波を放射するアンテナを有していても良い。すなわち、車両のボディは、アンテナにより放射された電磁波により励振されて、ボディによるマルチパス環境が形成される。
方法発明において説明したことは、本装置発明についても適用される。
この場合には、受信装置は、通常、送信装置と共に車両の内部に設けられる。返信装置は、監視信号を受信して、受信信号とは異なる周波数に変換した後、受信装置に送信する。したがって、送信装置、返信装置、受信装置の経路が、マルチパス環境となるため、より精度の高い監視が可能となる。また、送受信装置はボディの外面に設けても良く、この場合には、送受信装置と返信装置とはボディを励振する電磁波を送受信することになる。
マルチパス環境を伝搬した監視信号が受信装置により受信されて、時間の経過に対する位相変化量が測定される。この位相変化量が所定の閾値以上となった場合に、警報音を出力したり、警報信号が車両から離れた位置に居る所有者に伝送される。これにより、車両への人の接近などを検出することができ、車両の盗難を防止することができる。
警報装置には、警報信号を無線で送信する送信装置、この警報信号を受信して、警報を、光、音、画面で表示する出力装置が含まれる。また、警報信号を無線で送信する代わりに、車両に取り付ける受信装置に設けられた、直接、光、音などで警報を出力する出力装置であっても良い。
本発明において、制御信号は、目標周波数及び目標位相を単位量づつ増減させる加減算パルスであり、基準信号発振器は、ディジタルシンセサイザであり、目標周波数設定レジスタ及び目標位相設定レジスタは、加減算パルスに基づいて、目標周波数及び目標位相を増減するレジスタとすることができる。この装置では、監視信号の受信期間において、微小量づつ、基準信号の周波数と位相とを変化させつつ、常時、フィードバック制御により、基準信号の周波数と位相が、受信した監視信号の周波数と位相に一致するように追従制御されている。周波数と位相の同期がかかった状態の目標周波数と目標位相は記憶されている。
本発明においては、監視信号が検出されている期間において、目標位相設定レジスタに設定されている目標位相を、異なる時刻で検出し、その目標位相の変動量が所定値以上か否かが判定される。すなわち、車両の環境の状態が変化すると、車両周囲の電磁場が変化することになり、受信装置で受信した監視信号の位相が変化することになる。この位相が、異なる時刻で検出されて、所定時間の経過に対する位相変化量が、所定値よりも大きい場合に、車両に対する部外者の接近、車両への接触、ドアの開放などの車両の環境状態が変化したことを検出している。そして、位相変化量判定手段により位相の変動量が所定値以上であると判定された場合には、車両の周辺に異常が発生したとして、警報している。
この発明では、送信監視信号と受信監視信号との位相差が検出される。車両への人の接近などにより、マルチパス環境が変化した場合には、この位相差が時間的に変化する。この位相差の変化量が所定の閾値以上の場合に、マルチパス環境の変化、すなわち、人の接近と判定できる。この場合に、警報音を出力したり、警報信号を車両から離れた位置に居る所有者に伝送させて、人の車両への接近などを知らせることができる。これにより車両の盗難などを効果的に防止することができる。
本発明において、送信監視信号、受信監視信号は、上述した監視信号と同一であり、励振する電磁波が変調されている場合には、ベースバンド信号を意味する。
この場合も、返信装置は、受信信号を他の周波数に周波数変換する場合と、受信信号が変調されている場合にベースバンド信号に復調した後、波形整形して、この波形により送信時の搬送波の周波数と異なる周波数の搬送波を変調して、返信する場合とを含む。
このような周波数と位相のフィードバック制御により、周波数差ω(t)と位相差θ(t)が零に収束するように、動作することになる。
以上の動作により、目標周波数設定レジスタ61、目標位相設定レジスタ66には、受信した第1パルス信号S1の現時刻での周波数と位相が、リアルタイムで保持されることになる。この目標位相設定レジスタ66に保持されている値は、一定時間間隔T毎に、CPU70により読み取られて、図6に示す処理が実行される。
基準信号発振器である周波数固定発振器10から、固定周波数fの正弦波が出力される。固定周波数発振器10の出力する基準信号は、第1位相比較器11及び第2位相比較器18、並びに第1高周波生成器14に入力される。
車両のボディに取り付けられた第2受信アンテナA2Rで受信された周波数Nf付近の両側帯波(DSB(Nf))(励振された電磁波)は、帯域濾波器262で周波数Nf付近のみ透過され、第2同期復調器27により同期復調され、帯域濾波器263を透過して周波数fの正弦波が受信監視信号として復調される。復調された周波数fの正弦波は混合器25(第2変調器)に入力される。第2同期復調器27としては詳細を示していないが、コスタスループの他、公知の任意の同期復調器を採用することができる。
固定周波数発振器23から周波数fの正弦波が出力され、第2高周波生成器24により周波数Mf(M≫1且つM≠N)の高周波が生成されて混合器25に入力される。こうして、混合器25の出力は帯域濾波器261で周波数Mf付近のみの両側帯波(DSB(Mf))が透過され、第2送信アンテナAT2から送受信装置100に送信される。尚、周波数Mfの搬送波は、完全に抑圧されていても、抑圧されずに共存していても良い。第2高周波生成器24は、詳細を図示していないが、例えば位相比較器、低域濾波器、電圧制御発振器、分周器とから成るフェーズロックドループ(PLL)により構成できる。なお、第2送信アンテナAT2からの送信信号は、電磁波として、送受信装置100に送信しても良いし、車両のボディを電磁波で励振して送信するようにしても良い。
第1受信アンテナA1Rで受信された周波数Mf付近の両側帯波(DSB(Mf))は、帯域濾波器162で周波数Mf付近のみ透過され、第1同期復調器17により同期復調され、帯域濾波器163を透過して周波数fの正弦波、すなわち、ベースバンドの受信監視信号が復調される。復調された周波数fの正弦波である受信監視信号は第1位相比較器11に入力される。第1同期復調器17としては詳細を示していないが、コスタスループ他、公知の任意の同期復調器を採用することができる。
また、周波数fの正弦波により周波数Nf又は周波数Mfの高周波を変調した、両側帯波(DSB(Nf)及びDSB(Mf))を用いるので、占有する帯域が極めて狭い。
このようにして、送受信装置と返信装置との間のマルチパス環境における状況の変化を検出することができる。
比較器313の出力信号は、電圧制御発振器317(送信監視信号発信器)の制御端子に入力している。位相差Δθが正の場合には、電圧制御発振器317の出力する送信ベースバンド信号B2の位相を進めて、比較器313の出力Δθが0となるようにフィードバック制御される。また、Δθが負の場合には、電圧制御発振器317の出力する送信ベースバンド信号B2の位相を遅らせて、比較器313の出力Δθが0となるようにフィードバック制御される。このようにして、比較器313の出力である位相差Δθが、常に、0となるように、送信ベースバンド信号B2の位相は制御されることになる。すなわち、送受信装置102と返信装置200との間で、ベースバンド信号に関してPLL同期が確立したことになる。
すなわち、第1位相差θ1と第2位相差θ2の絶対値は等しくなる。
図12において、基準信号発振器10の出力する基準信号が送信監視信号となる。この送信監視信号により搬送波が変調(周波数変換)されて、励振信号として出力される。位相比較器11には、受信信号を復調して得られた受信監視信号と、基準信号である送信監視信号とが入力している。そして、位相比較器11の出力は、受信監視信号と送信監視信号との位相差を示す。この位相差は、送受信装置、返信装置、送受信装置の一巡の経路による伝搬遅延時間により生じたものである。この位相差が、A/Dコンバータ19によりディデタル値に変換されて、CPU70に読み取られる。CPU70の処理手順は、図6に示す実施例1の場合と同一である。
また、車両のボディを60MHzの電磁波で励振した場合の電磁場のシミュレーョン結果を図15に示す。この場合には、電磁場は車両のボディに拘束れており、周辺にはほとんど存在しないことが分かる。これにより、60MHzでボディを励振した場合には、周辺に伝搬しないエバネセット波が励起されていることが分かる。このエバネセット波は、受信装置、送受信装置により検出することができ、人などが車両に接近するとエバネセット波による電磁場が影響を受けて変化することになる。この電磁場の変化を、送信監視信号と受信監視信号との位相差の時間的変化として検出することができる。
20…検出導体
30…直交復調器
32…位相比較器
40…周波数差演算回路
42、46…比較器
43、44…AND回路
60…パルス発振器
66…目標位相設定レジスタ
11…第1位相比較器
18…第2位相比較器
Claims (15)
- 車両の周辺を監視する監視方法において、
前記車両のボディを送信装置の出力する監視信号による電磁波で励振させて、前記送信装置と受信装置との間に、前記電磁波のマルチパスを形成し、前記受信装置により受信された監視信号の位相を検出し、該位相が変化した場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報する監視方法であって、
前記ボディの外面には、前記電磁波による前記監視信号を受信し、周波数の変換された監視信号を送信する返信装置が設置されており、
前記受信装置は前記返信装置から送信された周波数の変換された監視信号を受信する
ことを特徴とする車両の監視方法。 - 前記送信装置による前記ボディの励振は、前記車両のボディに直接、励振電流が供給されることにより行われることを特徴とする請求項1に記載の車両の監視方法。
- 前記送信装置による前記車両のボディの励振は、前記車両の内部空間に設けられたアンテナにより放射された電磁波により行われることを特徴とする請求項1に記載の車両の監視方法。
- 車両の周辺を監視する監視装置において、
前記車両のボディを監視信号による電磁波で励振させる送信装置と、
前記送信装置との間で、前記車両のボディを介在させた電磁波のマルチパスが形成される位置に配設され、前記監視信号を受信し、該監視信号の位相が変化した場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報を出力する受信装置と、
前記ボディの外面に設置され、前記電磁波による前記監視信号を受信し、周波数の変換された監視信号を送信する返信装置を、
有し、
前記受信装置は、前記返信装置から送信された周波数の変換された監視信号を受信する ことを特徴とする車両の監視装置。 - 前記送信装置による前記ボディの励振は、前記車両のボディに直接、励振電流が供給されることにより行われることを特徴とする請求項4に記載の車両の監視装置。
- 前記送信装置は、前記車両の内部空間に設けられ、前記車両のボディを励振する電磁波を放射するアンテナを有する
ことを特徴とする請求項4に記載の車両の監視装置。 - 前記受信装置は、
受信した前記監視信号の位相を検出する位相検出器と、
前記位相検出器の時間の経過に対する位相の変化量が閾値以上か否かを判定する位相変化量判定手段と、
前記位相変化量判定手段により、位相の変化量が閾値以上と判定された場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報を出力する警報装置と、
を有することを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れか1項に記載の車両の監視装置。 - 前記受信装置は、
制御信号を入力して、その制御信号に応じて、目標周波数を設定すると共に記憶保持する目標周波数設定レジスタと目標位相を設定すると共に記憶保持する目標位相設定レジスタとを有し、前記目標周波数設定レジスタに設定されている目標周波数と前記目標位相設定レジスタに設定されている目標位相とに一致した周波数と位相の基準信号を出力する基準信号発振器と、
前記監視信号と、前記基準信号発振器の出力する前記基準信号との位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相比較器の出力する前記位相差信号の時間変動からその時の前記監視信号と前記基準信号との周波数差をもとめ、その周波数差に基づいて、前記基準信号発振器の前記目標周波数を制御する周波数制御装置と、
前記位相比較器の出力する前記位相差信号の示す前記位相差に基づいて、前記基準信号発振器の前記目標位相を制御する位相制御装置と、
を有し、
前記位相検出器は、前記監視信号が検出されている期間において、前記目標位相設定レジスタに設定される前記目標位相を、前記監視信号の位相として検出する
ことを特徴とする請求項7に記載の車両の監視装置。 - 前記受信装置は、
前記送信装置と共に送受信装置を構成し、
前記送信装置の出力する送信監視信号と、前記返信装置からの送信信号を受信し、復調して得られる受信監視信号との位相差を検出する位相差検出器と、
前記位相差検出器の出力する前記位相差の時間の経過に対する変化量が閾値以上か否かを判定する位相差変化量判定手段と、
前記位相差変化量判定手段により、前記位相差の変化量が閾値以上と判定された場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報を出力する警報装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の車両の監視装置。 - 前記受信装置は前記送信装置と共に送受信装置を構成し、
前記送受信装置は、
基準信号を発振する基準信号発振器と、
前記基準信号発振器の出力する前記基準信号と、前記返信装置からの送信信号を受信し、復調して得られる受信監視信号との間の第1位相差を検出する第1位相差検出器と、
前記第1位相差検出器の出力する前記第1位相差が零となるように、前記送信装置の出力する送信監視信号の周波数及び位相を制御する送信監視信号発振器と、
前記基準信号発振器の出力する基準信号と前記送信監視信号発振器の出力する前記送信監視信号との間の第2位相差を検出する第2位相差検出器と、
前記第2位相差検出器の出力する前記第2位相差の時間の経過に対する変化量が閾値以上か否かを判定する位相差変化量判定手段と、
前記位相差変化量判定手段により、前記第2位相差の変化量が閾値以上と判定された場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報を出力する警報装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の車両の監視装置。 - 前記受信装置は前記送信装置と共に送受信装置を構成し、
前記送受信装置は、
基準信号を発振する基準信号発振器と、
前記基準信号発振器の出力する前記基準信号と、前記返信装置からの送信信号を受信し、復調して得られる受信監視信号との間の第1位相差を検出する第1位相差検出器と、
前記基準信号発振器の出力する前記基準信号と、前記送信装置の出力する送信監視信号との間の第2位相差を検出する第2位相差検出器と、
前記第1位相差と前記第2位相差との絶対値の差を出力する比較器と、
前記比較器の出力が零となるように、前記送信監視信号の周波数及び位相を制御する送信監視信号発振器と、
前記第1位相差検出器の出力する前記第1位相差又は前記第2位相差検出器の出力する前記第2位相差の時間の経過に対する変化量が閾値以上か否かを判定する位相差変化量判定手段と、
前記位相差変化量判定手段により、前記第1位相差又は前記第2位相差の変化量が閾値以上と判定された場合に、前記車両の周辺に異常が発生したとして、警報を出力する警報装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の車両の監視装置。 - 前記制御信号は、前記目標周波数及び前記目標位相を単位量づつ増減させる加減算パルスであり、前記基準信号発振器は、ディジタルシンセサイザであり、前記目標周波数設定レジスタ及び前記目標位相設定レジスタは、前記加減算パルスに基づいて、前記目標周波数及び前記目標位相を増減するレジスタであることを特徴とする請求項8に記載の監視装置。
- 前記制御信号は、前記目標周波数及び前記目標位相の絶対値を示す信号であり、前記基準信号発振器は、ディジタルシンセサイザであり、前記目標周波数設定レジスタ及び前記目標位相設定レジスタは、前記制御信号を入力する毎に、制御信号の示す絶対値を、前記目標周波数及び前記目標位相として設定するレジスタを有することを特徴とする請求項8に記載の監視装置。
- 前記送信装置による前記車両のボディを励振する前記電磁波の周波数は、前記ボディの表面にエバネセット波を励振する周波数であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の車両の監視方法。
- 前記送信装置による前記車両のボディを励振する前記電磁波の周波数は、前記ボディの表面にエバネセット波を励振する周波数であることを特徴とする請求項4乃至請求項13の何れか1項に記載の車両の監視装置。
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