JP6401679B2 - 衝突回避システムおよび回避装置 - Google Patents

Description

本発明は、高い衝突回避の精度を有する衝突回避システムに関する。

近年において高齢者などが利用する電動アシストカーは、便利であるが不便なこともある。
例えば、車や歩行者などが突然現れると、電動アシストカーの使用者は反射的にレバーを操作する。この場合、電動アシストカーが意図していない方向に進み、壁などに衝突してしまう場合がある。このような事情から、衝突回避システムが求められている。

図２９は、従来の衝突回避システムの例を示す図である。
電動アシストカーには電動アシストカー用衝突回避装置を搭載し、自動車には自動車用衝突回避装置を搭載する。

各衝突回避装置はＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ情報により現在位置を測定し、現在位置を含む車両情報を通信機により近隣の車両に搭載される別の衝突回避装置に送信するとともに、その衝突回避装置からその現在位置を含む車両情報を受信し、距離を測定し、衝突の危険があると判断されるときに双方の運転者に危険性を知らせる。

図３０は、衝突回避の動作原理を示す図である。
車いすＡは電動アシストカーであり、図２９の電動アシストカー用衝突回避装置を搭載を搭載する。自動車Ｂは図２９の自動車用衝突回避装置を搭載する。双方が車両情報を受信し、衝突の危険があると判断されるときに双方の運転者に危険性を知らせる。

特開２０１３−１２５９９１号公報

室田修男、酒井昌夫、山本光男、「電動車いす用衝突警報装置の開発」［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２７年８月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aichi-inst.jp/sangyou/research/report/kougyo_2006_09.pdf＞

従来において、上記のようにＧＰＳを使って衝突回避を実現する場合、精度が数ｍ程度であることや、ビルなどの建物及び搭乗者本人の影響により電波の反射及び回折が発生して、精度がさらに悪化する場合があることから、衝突回避の精度が悪かった。
また、障害物は前後左右上下どの方向にも存在するが、従来の方法ではＧＰＳによる平面的な位置座標を用いてシステムを実現していたため、上下方向の衝突回避の精度が悪かった。

図３１は、電波の伝搬特性を示す平面図である。
図は、電動アシストカーに電波送信装置を設置し、歩行者に電波受信装置を保持させたときの電波の伝搬特性を示す。
電波は壁で反射し、且つ透過しにくいため、壁や柱の陰にある電波受信装置（＃１）は電波送信装置から電波を受信できず、電波受信装置（＃２）は電波を受信できる場合がある。

電波の強度は20dB/decの減衰特性になる。このため、受信回路のばらつきや反射に起因して、また、電波が想定より長距離が飛ぶ等の影響により、電波の通信範囲の境界は不明瞭になる。従って、通信範囲外の電波受信装置（＃３）も電波を受信する場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高い衝突回避の精度を有する衝突回避システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の衝突回避システムは、電動アシストカーに設けられる回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置とを備える衝突回避システムであって、前記回避装置は、磁界を放射するアンテナと、前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する通信部と、前記通信部が前記被検知装置と通信したなら、前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制御する衝突回避制御部とを備え、前記被検知装置は、前記磁界を入射するアンテナと、前記アンテナからの信号により磁界を検知する検知部と、前記検知部が磁界を検知したなら、前記回避装置の通信部と通信する通信部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、高い衝突回避の精度を有する衝突回避システムを提供することができる。

図１は、実施例１における衝突回避システムの例を示す図である。 図２は、実施例１における回避装置のブロック図である。 図３は、実施例１における被検知装置のブロック図である。 図４は、被検知装置のフローチャートの例を示す図である。 図５は、受信電力の閾値の例を示す図である。 図６は、磁界の伝搬特性を示す平面図である。 図７は、実施例２における球状のエリアの例を示す図である。 図８は、実施例２における球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図である。 図９は、実施例２における球状のエリアの磁界分布の例を示す図である。 図１０は、実施例２における半球状のエリアの例を示す図である。 図１１は、実施例２における半球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図である。 図１２は、実施例２における半球状のエリアの磁界分布の例を示す図である。 図１３は、実施例２における四半球状のエリアの例１を示す図である。 図１４は、実施例２における四半球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図である。 図１５は、実施例２における四半球状のエリアの磁界分布の例１を示す図である。 図１６は、実施例２における四半球状のエリアの例２を示す図である。 図１７は、実施例２における四半球状のエリアの磁界分布の例２を示す図である。 図１８は、実施例４におけるループコイルアンテナ（通常型のループコイルアンテナ）の例を示す図である。 図１９は、実施例４におけるループコイルアンテナ（共鳴型のループコイルアンテナ）の例を示す図である。 図２０は、実施例５におけるループコイルアンテナ（逆相型のループコイルアンテナ）の例を示す図である。 図２１は、実施例７における磁界の放射タイミングを示す図である。 図２２は、実施例７における磁界の放射地点でのレベルの設定例を示す図である。 図２３は、実施例７におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの一例を示す平面図である。 図２４は、実施例８におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの一例を示す平面図である。 図２５は、実施例７におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアと実施例８におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの側面図である。 図２６は、実施例１０において互いに異なる平面にそれぞれアンテナを設置した場合に放射される磁界の例を示す図である。 図２７は、実施例１０における回避装置のブロック図である。 図２８は、実施例１０に係る衝突回避システムの例を示す図である。 図２９は、従来の衝突回避装置の例を示す図である。 図３０は、衝突回避の動作原理を示す図である。 図３１は、電波の伝搬特性を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［実施例１］
図１は、実施例１における衝突回避システムの例を示す図である。
衝突回避システムは、電動アシストカーに設けられる回避装置１と、電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置２とを備える。回避装置１は、図では電動アシストカーと離れているが、実際は電動アシストカーに設けられている。
電動アシストカーを中心として、例えば、半径１ｍ程度の球体の通信範囲が設定される。被検知装置２は、例えば、設置型障害物、壁、吊下型障害物などといった、電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる。回避装置１はアンテナから磁界を放射し、磁界は被検知装置２のアンテナに入射する。これにより、回避装置１と被検知装置２が通信を行い、これを契機に回避装置１は、電動アシストカーと対象物との衝突を回避する。

図２は、実施例１における回避装置のブロック図である。
回避装置１は、アンテナ１１、信号生成部１２、マイコン１３、通信部１４、アンテナ１５、衝突回避制御部１６を備える。
アンテナ１１は平面アンテナであり、実施例１では、アンテナ１１の数は１であり、すなわち、回避装置１は、１軸アンテナの構成である。

アンテナ１１は、磁界を放射するものであり、信号生成部１２は、磁界の基になる信号を生成するものである。マイコン１３は、信号生成部１２と通信部１４と衝突回避制御部１６に指示を与えるものである。通信部１４は、被検知装置２と通信するものであり、アンテナ１５は、その通信に使用する電波を送受信するものである。衝突回避制御部１６は、通信部１４が被検知装置２と通信したなら、電動アシストカーが対象物に衝突しないように電動アシストカーを制御するものである。

アンテナ１１は、磁界を放射するものであればよく、例えば、ループコイルアンテナを使用するとよい。また、磁界のエネルギーの伝達方式に限定はなく、磁界を電波のように放射する磁界放射方式、RFID等で使われる電磁誘導を使う電磁誘導方式、非接触給電等で使われる磁界共鳴方式などが適用できる。磁界は無変調波でも変調波でもよく、波形の種類は問わない。
アンテナ１１が放射した磁界を被検知装置が検知したなら、被検知装置から電波が到来し、アンテナ１５がこれを受信する。これにより、通信部１４が電波用のアンテナ１５を使用して被検知装置と通信する。なお、通信の手段は電波に限らず、電界、磁界、電波のいずれかによる通信でもよい。また、通信におけるプロトコル及びデータは何でもよく、認証、ID送信等の情報の送受や、単に自らの存在をアピールするだけの低ビットの情報の片方向通信であってもよい。

衝突回避制御部１６は、このように通信部１４が被検知装置と通信したなら、電動アシストカーが対象物に衝突しないように電動アシストカーを制御する。衝突回避制御部１６は、例えば、ブザーを鳴らす。または、電動アシストカーを制動し、停止させる。または、電動アシストカーの進行方向を変える。

図３は、実施例１における被検知装置のブロック図である。
被検知装置２は、アンテナ２１、検知部２２、マイコン２３、通信部２４、アンテナ２５を備える。
アンテナ２１は平面アンテナであり、実施例１では、アンテナ２１の数は１であり、すなわち、被検知装置２は、１軸アンテナの構成である。

アンテナ２１は、回避装置が放射した磁界を入射するものであり、検知部２２は、アンテナ２１からの信号により磁界を検知するものである。マイコン２３は、通信部２４に指示を与えるものである。通信部２４は、検知部２２が磁界を検知したなら、回避装置と通信するものであり、アンテナ２５は、その通信に使用する電波を送受信するものである。

アンテナ２１に磁界が入射すると、アンテナ２１は磁界エネルギーを電気エネルギー（無変調波もしくは変調波）に変換し、電気エネルギーの信号（無変調波もしくは変調波）を検知部２２に送信する。
アンテナ２１は、磁界を入射できればよく、例えばループコイルアンテナを使うとよい。また、磁界のエネルギーの伝達方式に限定はなく、磁界を電波のように放射する磁界放射方式、RFID等で使われる電磁誘導を使う電磁誘導方式、非接触給電等で使われる磁界共鳴方式などが適用できる。磁界は無変調波でも変調波でもよく、波形の種類は問わない。

検知部２２は、アンテナ２１から無変調波もしくは変調波を受信したなら、つまり、磁界を検出したなら、マイコン２３に通知する。
通知を受けたマイコン２３の指示により、通信部２４は、アンテナ２５を用いて、回避装置との電波による通信を開始する。なお、通信の手段は電波に限らず、電界、磁界、電波のいずれかによる通信でもよい。また、通信におけるプロトコル及びデータは何でもよく、認証、ID送信等の情報の送受や、単に自らの存在をアピールするだけの低ビットの情報の片方向通信であってもよい。

図４は、被検知装置のフローチャートの例を示す図である。
磁界をアンテナで受信信号に変換し（Ｓ１）、受信信号のレベルを予め設定された閾値と比較する（Ｓ３）。受信信号のレベルが閾値以下なら、ステップＳ１に戻る。受信信号のレベルが閾値より高いなら、通信を開始し（Ｓ５）、これにて判定を終える。

図５は、受信電力の閾値の例を示す図である。
図５において、受信信号のレベルとは、実際の受信信号のレベルをデシベル表示したものである。z／a1は、Ｚ軸上での原点からの距離zをループアンテナの半径a1で除した値である。
受信信号のレベルは、z／a1が大きくなるにしたがって低下する。よって、例えば、z／a1＝10の位置を通信可能なエリアの限界とする場合は、閾値を60dBとすればよい。すなわち、被検知装置は、受信信号のレベルが60dB以上なら、回避装置と通信を開始する。従って、z／a1＝10の位置またはそれより回避装置に近い通信エリアに限り通信を行うことができる。

なお、受信信号のレベルは、同じ位置でも、周囲の影響で多少変動するので、閾値は、受信信号のレベルの傾きが大きい箇所に設定するのが望ましい。つまり、図５において、受信信号のレベルの傾きが大きい箇所に閾値が設定されるように、半径a1や電流値を定めるのが望ましい。こうすることで、受信信号のレベルが多少変動しても、受信信号のレベルが閾値に等しくなる位置つまり通信エリアの外縁の位置はさほど変わらない。つまり、通信エリアの大きさの変動（通信エリアの外縁の位置の変動）の抑制を図ることができる。

図６は、磁界の伝搬特性を示す平面図である。
図は、電動アシストカーに回避装置を設置し、歩行者に被検知装置を保持させた衝突回避システムにおける電波の伝搬特性を示す。
磁界は壁で反射せずに透過するので、回避装置は、壁や柱の陰にある被検知装置（＃１）と通信できる。
通常型のループアンテナを使うと磁界の強度は60dB/decの減衰特性になる。このため、受信回路のばらつきの影響を受けにくく、磁界の通信範囲の境界は明瞭になる。従って、通信範囲外の被検知装置（＃２）が磁界を受信するのを防止できる。

効果：磁界を使う方式は、検出エリアを明確化でき、且つ障害物による遮蔽・反射の影響が少ないので、GPS・電波による相互通信をする従来の方法と比べて、衝突の可能性のある対象物を精度よく検知できる。さらに、天井から吊り下がる対象物（障害物、立体的な危険物）を認識することもできる。よって、衝突回避の精度を高めることができる。
次に実施例２以降について説明するが、各実施例ではその実施例の特徴となる点のみを説明する。その他の点については、他の実施例の特徴を組み合わせることができる。

［実施例２］
図７は、実施例２における球状のエリアの例を示す図であり、図８は、球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図であり、図９は、球状のエリアの磁界分布の例を示す図である。
図８に示す円状のループコイルアンテナ（回避装置のアンテナ１１）を図７の電動アシストカーの前後方向（Ｘ軸方向）に開口部が向くように設置する。設置場所は、例えば座面下や背もたれがよい。アンテナ１１には、例えばキャパシタを挿入してもよい。

このときの磁界分布は図９のようになる。図は円状の等磁界線だが、実空間においては球状の等磁界面となる。
被検知装置は、磁界が一定レベル以上のエリア境界の内側に侵入すると、磁界を検知し、通信を開始する。

効果：電動アシストカーを中心とする球状の磁界が一定レベル以上のエリアになるので、電動アシストカーを中心に前後左右上下方向にある対象物（障害物）との衝突を回避できる。

図１０は、実施例２における半球状のエリアの例を示す図であり、図１１は、半球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図であり、図１２は、半球状のエリアの磁界分布の例を示す図である。

図１１に示す半円状のループコイルアンテナ（回避装置のアンテナ１１）と、磁性体パネルＰを設置する。アンテナ１１は、図１０の電動アシストカーの前後方向（Ｘ軸方向）に開口部が向くように設置する。アンテナ１１には、例えばキャパシタを挿入してもよい。半円状のループコイルアンテナを使って、半球状のエリアを作るためには、アンテナ１１の下部に、それよりも一回り大きい磁性体パネルＰを配置し、図１２に示すように下に放射される磁束がパネルに吸収されるようにするとよい。アンテナ及び磁性体のパネルを配置する場所は、例えば座面下や背もたれがよい。磁性体のパネルは、その中に磁束を引き込むが、その磁束が通り抜けない特性を有し、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、アモルファス磁性合金を適用できる。

このときの磁界分布は図１２のようになる。図は半円状の等磁界線だが、実空間においては半球状の等磁界面となる。
被検知装置は、磁界が一定レベル以上のエリア境界の内側に侵入すると、磁界を検知し、通信を開始する。

なお、図では、半円状のループコイルアンテナを前後方向に開口部が向くように設置し、地面と水平方向に断面をもつ半球状の磁界エリアを形成しているが、ループコイルアンテナはどの向きを向いていてもよい。
磁性体の配置方法は、例えばhttp://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/201301/index2.htmに記載のワイヤレス給電と同様の方法を適用できる。

一般的に、磁性体を貫通する磁束による磁界エリアを形成する場合があるが、磁性体の厚みが磁束を引き込むのに必要十分であれば、磁性体に遮られた場所での磁界強度は非常に弱く、図５の閾値以下となるため、誤検知を防止できる。
効果：球体の場合と比べて、例えば下方向の磁界の放射が無く、地中などに入り込んでいた磁界エネルギーを減らすことができるので、エネルギー効率を高めることができる。

図１３は、実施例２における四半球状のエリアの例１を示す図であり、図１４は、四半球状のエリアを作るループコイルアンテナの例を示す図であり、図１５は、四半球状のエリアの磁界分布の例１を示す図である。

図１４に示す半円状のループコイルアンテナ（回避装置のアンテナ１１）と、磁性体パネルＰ１、Ｐ２を設置する。
アンテナ１１は、図１３の電動アシストカーの前後方向（Ｘ軸方向）に開口部が向くように設置する。アンテナ１１には、例えばキャパシタを挿入してもよい。

磁性体パネルＰ１は、アンテナ１１と平行となるように、アンテナ１１の後方（電動アシストカーの前方）に配置する。
磁性体パネルＰ２は、アンテナ１１と垂直になるように、アンテナ１１の下方に配置する。
アンテナ及び磁性体のパネルを配置する場所は、例えば座面下や背もたれがよい。

このときの磁界分布は図１５のようになる。図は四半円状の等磁界線だが、実空間においては四半球状の等磁界面となる。
磁性体のパネル（裏面）を配置した後方には磁界が放射せず、磁性体パネルの端部と、開口部が開いている前方に磁界が放射する。
磁性体のパネルは、その中に磁束を引き込むが、その磁束が通り抜けない特性を有し、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、アモルファス磁性合金を適用できる。
被検知装置は、磁界が一定レベル以上のエリア境界の内側に侵入すると、磁界を検知し、通信を開始する。

なお、図では、半円状のループコイルアンテナを前後方向に開口部が向くように設置し、且つ磁性体を平行に設置することにより、前方に磁界を放射する四半球状の磁界エリアを形成しているが、ループコイルアンテナはどの向きを向いていてもよい。
磁性体の配置方法は、例えばhttp://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/201301/index2.htmに記載のワイヤレス給電と同様の方法を適用できる。

一般的に、磁性体を貫通する磁束による磁界エリアを形成する場合があるが、磁性体の厚みが磁束を引き込むのに必要十分であれば、磁性体に遮られた場所での磁界強度は非常に弱く、図５の閾値以下となるため、誤検知を防止できる。
効果：四半球体の磁界エリアを形成し、前進する際に前方のみ磁界を放射し、半球体の場合と比べてさらにエネルギー効率を高めることができる。

図１６は、実施例２における四半球状のエリアの例２を示す図であり、図１７は、四半球状のエリアの磁界分布の例２を示す図である。
図１４と同様な半円状のループコイルアンテナ（回避装置のアンテナ）と、磁性体パネルＰ１、Ｐ２を設置する。

アンテナ１１は、図１３の電動アシストカーの前後方向（Ｘ軸方向）に開口部が向くように設置する。アンテナ１１には、例えばキャパシタを挿入してもよい。
磁性体パネルＰ１は、アンテナ１１と平行となるように、アンテナ１１の前方（電動アシストカーの前方）に配置する。
磁性体パネルＰ２は、アンテナ１１と垂直になるように、アンテナ１１の下方に配置する。

このときの磁界分布は図１７のようになる。図は四半円状の等磁界線だが、実空間においては四半球状の等磁界面となる。
磁性体パネルを配置した前方には磁界が放射せず、磁性体パネルの端部と、開口部が開いている後方に磁界が放射する。
磁性体のパネルは、その中に磁束を引き込むが、その磁束が通り抜けない特性を有し、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、アモルファス磁性合金を適用できる。
被検知装置は、磁界が一定レベル以上のエリア境界の内側に侵入すると、磁界を検知し、通信を開始する。

なお、図では、半円状のループコイルアンテナを前後方向に開口部が向くように設置し、且つ磁性体を平行に設置することにより後方に磁界を放射する四半球状の磁界エリアを形成しているが、ループコイルアンテナはどの向きを向いていてもよい。
磁性体の配置方法は、例えばhttp://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/201301/index2.htmに記載のワイヤレス給電と同様の方法を適用できる。

一般的に、磁性体を貫通する磁束による磁界エリアを形成する場合があるが、磁性体の厚みが磁束を引き込むのに必要十分であれば、磁性体に遮られた場所での磁界強度は非常に弱く、図５の閾値以下となるため、誤検知を防止できる。
効果：四半球体の磁界エリアを形成し、後退する際に後方のみ磁界を放射するので、半球体の場合と比べてさらにエネルギー効率を高めることができる。

［実施例３］
実施例２における四半球状のエリアの例１では前方のみの磁界放射、実施例２における四半球状のエリアの例２では後方のみの磁界放射であったが、電動アシストカーの前進時は前者、後退時は後者というように、磁界の放射方向を切り替えるとよい。これにより、電動アシストカーの進行方向によらず、衝突を回避できる。

このように、複数の方向のいずれかを選択し、該方向に磁界を放射可能とすることで、利便性が高まる。例えば、対象物が電動アシストカーの上方にある領域では、磁界を上方に放射し、対象物が電動アシストカーの下方にある領域では、磁界を下方に放射することで、衝突回避の確実性を高めることができる。
なお、回避装置のアンテナとして３軸のアンテナを適用すると、被検知装置を１軸のアンテナとした場合であっても、その１軸のアンテナに磁界が入射する可能性が高まる。よって、衝突回避の確実性が高まる。

［実施例４］
図１８は、実施例４におけるループコイルアンテナの例（通常型のループコイルアンテナ）を示す図であり、図１９は、実施例４におけるループコイルアンテナ（共鳴型のループコイルアンテナ）の例を示す図である。これらのループコイルアンテナは、回避装置のアンテナとしても、被検知装置のアンテナとしても使用できる。

ループコイルアンテナは１巻のものをループアンテナ、多巻のものをコイルアンテナとも言う。
ループコイルアンテナの形状には依存しない。同心円状、楕円状、矩形上、雲形を含め、任意の形状が可能である。
通常型のループコイルアンテナは、例えば、回避装置の信号生成部１２に接続され、磁界を放射する。通常型のループコイルアンテナを使うと、減衰特性が60dB/decの磁界を放射することができる。

共鳴型のループコイルアンテナを構成する一方のループアンテナは、例えば、回避装置の信号生成部１２に接続され、他方のループアンテナは接続されず、一方のループアンテナの近傍に配置される。
共鳴型のループコイルアンテナを使うと、磁界共鳴が発生し、回避装置の信号生成部１２からアンテナに給電するエネルギーが同じレベルであっても、共鳴型は通常型よりも通信距離を伸ばすことができる。
効果：ループコイルアンテナを使うと、磁界を効率的に放射できる。

［実施例５］
図２０は、実施例５におけるループコイルアンテナ（逆相型ループコイルアンテナ）の例を示す図である。
逆相型のループコイルアンテナを構成する一方のループアンテナ（正相用）には信号生成部１２から正相の信号が与えられ、他方のループアンテナ（逆相用）には逆相の信号が与えられる。これにより、減衰特性が100dB/decの磁界を放射することができる。
効果：通常型、共鳴型とくらべて、より減衰特性が大きく、磁界の通信範囲の境界をより明瞭にできる。

［実施例６］
実施例６では、回避装置の衝突回避制御部１６が、電動アシストカーのブレーキを作動させる、電動アシストカーの進行方向を変える、電動アシストカーを減速する、電動アシストカーを停止させる、電動アシストカーのアラームを鳴動させる、電動アシストカーのライトを点灯させる、電動アシストカーのライトを点滅させる、のいずれか１つ以上を実行させる。これにより、電動アシストカーが対象物に衝突するのを確実に回避できる。

［実施例７］
図２１は、実施例７における磁界の放射タイミングを示す図である。
実施例７では、図に示すように、回避装置が時間間隔を空けて周期的に磁界を放射する。時間間隔は説明の便宜上、０．１秒とする。
被検知装置の通信部は、検知部が予め定めたレベルＴＨ以上の磁界を検知したなら通信を行うこととする。

図２２は、実施例７における磁界の放射地点でのレベルの設定例を示す図である。
実施例７では、対象物は静止物であり、対象物（被検知装置）は、横軸で１．２ｍの位置にあることとする。
また、電動アシストカー（回避装置）は０．１秒（時間間隔）の間に０．２ｍ進むこととする。
また、上記速度の電動アシストカー（回避装置）の制動距離を１ｍとする。

制動距離Lは以下のように計算される。
電動アシストカーの減速度bと制動距離Lの関係を有する。
b=v²/2L
ここで、bは、減速度[m/s²]
vは、制動初速度[m/s]
Lは、制動距離[m]である。
bを5.0km/h/s=1.39m/s²
vを6.0km/h=1.67m/sとすると、
Lは1.0mとなる。
例えば、回避装置が電動アシストカーとともに、横軸でプラス方向に走行することを考える。

磁界のレベルは電動アシストカー（回避装置）の位置でのものが最大であり、回避装置から離れるにしたがって低下する。例えば、横軸で０ｍの位置での磁界のレベルがＡであり、この場合の横軸で１．２ｍの位置での磁界のレベルがＴＨだとする。
例えば、電動アシストカー（回避装置）が横軸で０ｍの位置を走行するタイミングが磁界の放射タイミングに一致し、磁界が放射されたとする。

対象物（被検知装置）は、横軸で１．２ｍの位置にあるので、レベルＴＨ（以上）の磁界を検知して通信が行われ、例えば、電動アシストカー（回避装置）の制動が始まる。電動アシストカー（回避装置）は、横軸で０ｍの位置から１ｍ（制動距離）離れた位置、つまり、横軸で１．０ｍの位置で停止する。よって、対象物（静止物）との衝突を回避できる。

なお、電動アシストカー（回避装置）が横軸で０ｍの位置を走行するタイミングが磁界の放射タイミングに一致するとは限らない。
一致しない場合、電動アシストカー（回避装置）は、横軸で０ｍの位置よりもプラス方向寄りの位置から制動を開始することになる。例えば、横軸で０．２ｍの位置よりもプラス方向寄りの位置から制動を開始した場合、制動距離が１ｍなので、対象物（静止物）に衝突してしまう。

しかし、横軸で０ｍの位置を走行するタイミングが放射タイミングに一致しない場合であっても、その後、０．１秒（磁界放射の時間間隔）が経過するまで、つまり、電動アシストカー（回避装置）が横軸で０．２ｍの一致に達する前までには磁界が放射される。
例えば、横軸で０．１ｍの位置で磁界が放射される。当然ながら、横軸で１．２ｍの位置での磁界のレベルはレベルＴＨより高いので、制動が始まる。電動アシストカー（回避装置）は、横軸で０．１ｍの位置から１ｍ（制動距離）離れた位置、つまり、横軸で１．１ｍの位置で停止する。よって、対象物（静止物）との衝突を回避できる。

よって、回避装置が時間間隔を空けて周期的に磁界を放射し、対象物が静止物であり、且つ、検知部が予め定めたレベル（ＴＨ）以上の磁界を検知したなら被検知装置の通信部が通信を行う場合においては、以下のように定めるのが好ましい。
つまり、レベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの外縁（横軸で１．２ｍの位置）と電動アシストカー（回避装置）の間の距離が、電動アシストカーの制動距離（１ｍ）と電動アシストカーが時間間隔に等しい時間（０．１秒）の間に進む距離（０．２ｍ）との合計距離（１．２ｍ）に等しくなるように回避装置（電動アシストカー）の位置での磁界のレベルを定めるのが好ましい。この磁界のレベルを後述の説明では第１のレベルという。

図２３は、実施例７におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの一例を示す平面図である。
電動アシストカー（回避装置）が符号１０５の位置を矢印１０１の方向に走行している。符号１０２は、レベル（ＴＨ）以上の磁界のエリア（ただし進行方向側の部分のみ）の外縁を示す。矢印１０１は、電動アシストカー（回避装置）が直進した場合の軌跡を示しており、長さは１．２ｍである。矢印１０３、１０４は、電動アシストカーが最小回転半径１．０ｍでまがった場合の軌跡を示しており、長さは１．２ｍである。つまり、各矢印はその先端を外縁１０２に接している。エリア１０２の横幅は、例えば、０．６ｍである。

［実施例８］
実施例８では、実施例７と同様に回避装置が時間間隔（０．１秒）を空けて周期的に磁界を放射することとする。
また、対象物が別の電動アシストカーであり、且つ、被検知装置が衝突回避制御部（図示せず）を備え、検知部が予め定めたレベル（ＴＨ）以上の磁界を検知したなら被検知装置の通信部が通信を行うこととする。

また、回避装置の衝突回避制御部と被検知装置の衝突回避制御部が電動アシストカーを制動させることとする。
対象物が別の電動アシストカーであるから、この電動アシストカーについても制動距離１ｍと、０．１秒（磁界放射の時間間隔）の間に進む距離０．２ｍを足して、停止するまでの距離は１．２ｍとなる。
すなわち、レベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの外縁と電動アシストカー（回避装置）の間の距離が、制動距離（１．０ｍ）と電動アシストカーが磁界放射の時間間隔に等しい時間（０．１秒）の間に進む距離（０．２ｍ）との合計距離（１．２ｍ）の２倍（２．４ｍ）となるように回避装置（電動アシストカー）の位置での磁界のレベルを定めるのが好ましい。この磁界のレベルを後述の説明では第２のレベルという。

図２４は、実施例８におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの一例を示す平面図である。
電動アシストカー（回避装置）が符号１０５の位置を矢印１０１の方向に走行している。符号１０２は、対象物が静止物の場合におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリア（ただし進行方向側の部分のみ）の外縁を示す。矢印１０１は、電動アシストカー（回避装置）が直進した場合の軌跡を示しており、長さは１．２ｍである。矢印１０３、１０４は、電動アシストカーが最小回転半径１．０ｍでまがった場合の軌跡を示しており、長さは１．２ｍである。つまり、各矢印はその先端を外縁１０２に接している。エリア１０６の横幅は、例えば、３．０ｍである。

符号１０６は、対象物が別の電動アシストカーの場合における、つまり、実施例８におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリア（ただし進行方向側の部分のみ）の外縁を示す。
矢印１０７、１０８は、別の電動アシストカー（被検知装置）の軌跡の例を示しており、長さは１．２ｍである。矢印１０７、１０８は、外縁１０６に基部を接し、外縁１０２に先端を接する。
すなわち、対象物が別の電動アシストカーの場合は、レベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの外縁と電動アシストカー（回避装置）の間の距離を２倍にすることで、一方の電動アシストカー（回避装置）と他方の電動アシストカー（被検知装置）との衝突を回避できる。

図２５は、実施例７におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアと実施例８におけるレベル（ＴＨ）以上の磁界のエリアの側面図である。
例えば、符号１０５の位置は、床から０．５ｍである。レベル（ＴＨ）以上の磁界のエリア１０２、１０６の上端は床から２．０ｍである。

［実施例９］
実施例９では、回避装置が、実施例７で説明した第１のレベルと、実施例８で説明した第２のレベル（共に（回避装置（電動アシストカー）の位置での磁界のレベル）を切り替え可能となっている。すなわち、（１）対象物が静止物の場合は第１のレベルとし、一方、（２）被検知装置が衝突回避制御部を備え、検知部が予め定めたレベル以上の磁界を検知したなら被検知装置の通信部が通信を行い、且つ、回避装置の衝突回避制御部と被検知装置の衝突回避制御部が電動アシストカーを制動させる場合において第２のレベルとすることが可能である。

実施例９によれば、相手側の電動アシストカーがいないような場所では第１のレベルとすることで磁界のエリアを狭くできる。例えば、磁界のエリアを広くすると、遠くに対象物があり、これと衝突する可能性が低くても衝突回避制御部が動作してしまう可能性があるが、磁界のエリアは狭いので、このような誤検知を少なくできる。
一方、相手側の電動アシストカーがいるような場所では第２のレベルとすることで磁界のエリアを広くできる。こうすることで、遠くにある相手側の電動アシストカーを検出でき、衝突を回避できる。

例えば、第１のレベルとした場合は例えばブザー、第２のレベルとした場合はブレーキというように、回避方法を別にしてもよい。
例えば、レベルの切り替えは、電動アシストカーが静止している時にスイッチ等で行ってもよいし、移動中に切り替えを繰り返す制御をしてもよい。
効果：誤検知を減らしつつ、互いに電動アシストカーの場合にも衝突を回避することができる。

［実施例１０］
図２６は、実施例１０において互いに異なる平面にそれぞれアンテナを設置した場合に放射される磁界の例を示す図である。
図のように、アンテナをＸＺ平面とＹＺ平面に配置する。
仮に、回避装置及び被検知装置ともに１個のループコイルアンテナを使用する場合、互いの角度によっては回避装置で放射した磁束が被検知装置のループコイルアンテナに入射しない場合がある。これは被検知装置が磁気エネルギーから電気エネルギーに変換できず、検知ができないことを意味する。

被検知装置の角度によらず、同じ位置であれば常に検知できるようにするために、回避装置は複数のループコイルアンテナによって磁界を放射するとよい。特にアンテナは互いに直交していると有効である。また、アンテナを配置する平面数も制約はなく、３平面以上であってもよい。

図２７は、実施例１０における回避装置のブロック図である。
図は、互いに直交する２平面上に配置される平面アンテナで磁界を放射し、電波による通信を開始するための回避装置のブロック図の例である。
回避装置１は、２個のアンテナ１１と、信号生成部１２と、マイコン１３と、通信部１４と、衝突回避制御部１６を備える。すなわち、回避装置１は、２軸アンテナの構成である。
アンテナ１１はＸＹ平面、ＸＺ平面にそれぞれ配置する。アンテナは横から見て記載したものである。
信号生成部１２が信号を生成し、信号により各アンテナ１１から磁界を放射する。これを被検知装置が検知すると 検知を契機に、通信部１４が、例えばアンテナ１５を用いて、電波によって通信をする。

なお、通信部１４は電波によらず、電界、磁界、電波のいずれかによる通信を開始することができる。磁界の通信を行う場合は、アンテナ１１は磁界の通信にも使用される。
通信が開示されると、衝突回避制御部１６が動作し、その結果、この回避装置を設けた電動アシストカーと対象物の衝突が回避される。
なお、アンテナ１１は、ＹＺ平面にも設け、３軸のアンテナとしてもよい。

図２８は、実施例１０に係る衝突回避システムの例を示す図である。
図は、実施例１０の衝突回避システム、すなわち、２個のアンテナ１１を使用する回避装置１を電動アシストカーに設け、１個のアンテナ２１を使用する被検知装置２を壁や設置型障害物に設けた衝突回避システムを示すものである。
回避装置１は、例えば、磁界を周期的に放射し、被検知装置に磁界が入射すると、電波により通信を行う。これを契機に電動アシストカーと壁や設置型障害物の衝突を回避するように制御が実行される。

なお、アンテナ１１は、例えば、ＹＺ平面にも設け、３軸構成としてもよい。また、アンテナ１１は更に多くてもよい。また、アンテナ１１を設ける平面を直交させなくてもよい。アンテナ１１は多いほど衝突回避の確実性を高めることができる。

１ 回避装置
２ 被検知装置
１１、１５、２１、２５ アンテナ
１２ 信号生成部
１３、２３ マイコン
１４、２４ 通信部
１６ 衝突回避制御部
２２ 検知部

Claims (11)

1. 電動アシストカーに設けられる回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置とを備える衝突回避システムであって、
   前記回避装置は、
   磁界を放射する第１のアンテナと、前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する第１の通信部と、前記第１の通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制御する衝突回避制御部とを備え、
   前記被検知装置は、
   前記磁界を入射する第２のアンテナと、前記第２のアンテナからの信号により前記磁界を検知する検知部と、前記検知部が前記磁界を検知すると前記第１の通信部と通信する第２の通信部とを備え、
   前記回避装置は、
   複数の方向のいずれかを選択し、該方向に前記磁界を放射することが可能である
   ことを特徴とする衝突回避システム。
2. 前記衝突回避制御部は、
   前記電動アシストカーのブレーキを作動させる、前記電動アシストカーの進行方向を変える、前記電動アシストカーを減速する、前記電動アシストカーを停止させる、前記電動アシストカーのアラームを鳴動させる、前記電動アシストカーのライトを点灯させる、前記電動アシストカーのライトを点滅させる、のいずれか１つ以上を実行させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の衝突回避システム。
3. 電動アシストカーに設けられる回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置とを備える衝突回避システムであって、
   前記回避装置は、
   磁界を放射する第１のアンテナと、前記第１のアンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する第１の通信部と、前記第１の通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
   前記被検知装置は、
   前記磁界を入射する第２のアンテナと、前記第２のアンテナからの信号により前記磁界を検知する検知部と、前記検知部が予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記第１の通信部と通信する第２の通信部とを備え、
   前記対象物が静止物である場合において、
   前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離に等しくなるように前記回避装置の位置での前記磁界のレベルが定められている
   ことを特徴とする衝突回避システム。
4. 電動アシストカーに設けられる回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置とを備える衝突回避システムであって、
   前記回避装置は、
   磁界を放射する第１のアンテナと、前記第１のアンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する第１の通信部と、前記第１の通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
   前記被検知装置は、
   前記磁界を入射する第２のアンテナと、前記第２のアンテナからの信号により前記磁界を検知する検知部と、前記検知部が予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記第１の通信部と通信する第２の通信部とを備え、
   前記対象物が別の電動アシストカーであり、且つ、前記被検知装置が第２の衝突回避制御部を備え、前記検知部が前記レベル以上の磁界を検知すると前記第２の衝突回避制御部が前記別の電動アシストカーを制動させる場合において、
   前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離の２倍に等しくなるように前記回避装置の位置での前記磁界のレベルが定められている
   ことを特徴とする衝突回避システム。
5. 電動アシストカーに設けられる回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられる被検知装置とを備える衝突回避システムであって、
   前記回避装置は、
   磁界を放射する第１のアンテナと、前記第１のアンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する第１の通信部と、前記第１の通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
   前記被検知装置は、
   前記磁界を入射する第２のアンテナと、前記第２のアンテナからの信号により前記磁界を検知する検知部と、前記検知部が予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記第１の通信部と通信する第２の通信部とを備え、
   前記対象物が静止物である場合において、
   前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離に等しくなるような前記回避装置の位置での前記磁界のレベルを第１のレベルとし、
   前記対象物が別の電動アシストカーであり、且つ、前記被検知装置が第２の衝突回避制御部を備え、前記検知部が前記レベル以上の磁界を検知すると前記第２の衝突回避制御部が前記別の電動アシストカーを制動させる場合において、
   前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離の２倍に等しくなるような前記回避装置の位置での前記磁界のレベルを第２のレベルとした場合、
   前記回避装置は前記第１のレベルと前記第２のレベルを切り替え可能である
   ことを特徴とする衝突回避システム。
6. 前記磁界のエリアの形状が球状、半球状または四半球状である
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の衝突回避システム。
7. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方はループコイルアンテナまたは共鳴型のループコイルアンテナである
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の衝突回避システム。
8. 電動アシストカーに設けられ、磁界を放射する回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられ、前記磁界を検知すると前記回避装置と通信する被検知装置とを備える衝突回避システムにおける前記回避装置であって、
   前記磁界を放射するアンテナと、前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する通信部と、前記通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制御する衝突回避制御部とを備え、
   複数の方向のいずれかを選択し、該方向に前記磁界を放射することが可能である
   ことを特徴とする回避装置。
9. 電動アシストカーに設けられ、磁界を放射する回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられ、予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記回避装置と通信する被検知装置とを備える衝突回避システムにおける前記回避装置であって、
   前記磁界を放射するアンテナと、前記アンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する通信部と、前記通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
   前記対象物が静止物である場合において、
   前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離に等しくなるように自装置の位置での前記磁界のレベルが定められている
   ことを特徴とする回避装置。
10. 電動アシストカーに設けられ、磁界を放射する回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられ、予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記回避装置と通信する被検知装置とを備える衝突回避システムにおける前記回避装置であって、
    前記磁界を放射するアンテナと、前記アンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する通信部と、前記通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
    前記対象物が別の電動アシストカーであり、且つ、前記被検知装置が前記レベル以上の磁界を検知すると前記別の電動アシストカーを制動させる場合において、
    前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離の２倍に等しくなるように自装置の位置での前記磁界のレベルが定められている
    ことを特徴とする回避装置。
11. 電動アシストカーに設けられ、磁界を放射する回避装置と、前記電動アシストカーとの衝突を回避すべき対象物に設けられ、予め定めたレベル以上の前記磁界を検知すると前記回避装置と通信する被検知装置とを備える衝突回避システムにおける前記回避装置であって、
    前記磁界を放射するアンテナと、前記アンテナに時間間隔を空けて周期的に前記磁界を放射させるように前記磁界の基になる信号を生成する信号生成部と、前記被検知装置と通信する通信部と、前記通信部が前記被検知装置と通信すると前記電動アシストカーが前記対象物に衝突しないように前記電動アシストカーを制動させる衝突回避制御部とを備え、
    前記対象物が静止物である場合において、
    前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離に等しくなるような自装置の位置での前記磁界のレベルを第１のレベルとし、
    前記対象物が別の電動アシストカーであり、且つ、前記被検知装置が前記レベル以上の磁界を検知すると前記別の電動アシストカーを制動させる場合において、
    前記レベル以上の磁界のエリアの外縁と前記電動アシストカーの間の距離が、前記電動アシストカーの制動距離と前記電動アシストカーが前記時間間隔に等しい時間の間に進む距離との合計距離の２倍に等しくなるような自装置の位置での前記磁界のレベルを第２のレベルとした場合、
    前記第１のレベルと前記第２のレベルを切り替え可能である
    ことを特徴とする回避装置。

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