JP6624773B2 - 車両検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、駐車場における駐車車両を検知する車両検知装置に関する。

従来、この種の車両検知装置としては、シャーシが金属（鋼板）でできていることから、地中にループコイルを埋設し、コイルのインダクタンスの変化から車両の有無を検知するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−７２４３７号公報

ところで、近年は、環境問題、特にＣＯ_２の排出削減のために車両の軽量化が望まれており、炭素繊維複合材料等のシャーシが考えられている。また、車両に非金属の部品が多用されるようになってきている。このように、車両の非金属部品が増加すると、ループコイルのような金属センサでは車両を検知し難くなる恐れがある。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、非金属部品が増加した車両であっても検知できる車両検知装置を提供することにある。

本発明の車両検知装置は、電波を用いて駐車場における駐車車両を検知する車両検知装置であって、車室内に車両が存在しない状態の受信強度、及び、車室内に車両が存在しない状態から車室内に車両が介在される状態となったことにより生ずる、車両のサイズや高さによる受信強度の変化を考慮にいれた受信強度の変化量に基づき車両の有無を判定する基準値、並びに、受信強度が前記基準値以下の状態を継続する継続時間を求め、車室内に駐車した車両が、電波の送信機と受信機間の通信経路に介在されることにより生ずる電波の受信強度と、前記基準値と、前記継続時間とに基づき駐車車両の有無を検知し、駐車車両が無いことを検出した状態、あるいは駐車車両が無いことが明らかな状態で前記電波を取得し直し、取得し直した電波の受信強度と予め記憶した受信強度と比較し、所定値以上大きく変化した場合に前記基準値を変更する、ことを特徴とする。

本発明によれば、車室内に駐車した車両が、電波の送信機と受信機間の通信経路に介在されることにより、電波が遮断、あるいは電波の電界強度が低下したのを検知して、駐車車両の有無を検知するので、車両に非金属部品が増加した車両であっても検知できる。

本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示した車両検知装置による検知動作について説明するための側面図である。 図２の各検知動作に対応する電波の受信強度を示す波形図である。 図１に示した車両検知装置における初期化動作を示すフローチャートである。 図１に示した車両検知装置における駐車車両の有無の判定処理動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置について説明するためのもので、駐車場システムの概略構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置について説明するためのもので、駐車場システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置を示しており、駐車場の車室（駐車区画）の各々に一組の電波の送信機と受信機が設ける場合の構成例を示すブロック図である。駐車場の車室１内の路面、例えば車輪止め２内に、車室１内に向かって電波（微弱電波）を発信する送信機３が設けられている。また、駐車場内の比較的高い位置（例えば地上３ｍ）に、送信機３から送信された微弱電波を受信する受信機４が設置されている。

送信機３は、電源回路５、送信部６、ＭＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９及びＥＥＰＲＯＭ１０等を含んで構成されている。電源回路５は、電源線１１に接続され、送信機３内の各回路に電源を供給する。送信部６は、ＭＰＵ７の制御に基づき受信機４に向かって微弱電波を発信する。ＲＯＭ８にはＭＰＵ７の動作を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ９は、ＭＰＵ７の作業領域を提供するもので、演算に用いられる変数や演算結果などを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ１０は、種々の情報を不揮発性に記憶するものであり、例えば駐車場内の車室１の位置または番号を特定する車室情報、隣接する車室１と識別するための送信機３のＩＤコードや送信電波パターンなどの識別情報、送信部６から発信する電波の周波数及び送信時間間隔等が記憶されている。

一方、受信機４は、電源回路１２、受信部１３、Ａ／Ｄ変換器１４、ＭＰＵ１５、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７、緑色灯１８及び赤色灯１９等を含んで構成されている。電源回路１２は、電源線１１に接続され、受信機４内の各回路に電源を供給する。受信部１３で受信された微弱電波の受信強度（電界強度）のデータ（アナログデータ）は、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタルデータに変換されてＭＰＵ１５に供給される。ＲＯＭ１６にはＭＰＵ１５の動作を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ１７は、ＭＰＵ１５の作業領域を提供するもので、例えば車室１内に車両２０が存在しない場合の電波の受信強度、車両２０の有無を判定するしきい値などを一時的に記憶する。このＲＡＭ１７の記憶データを、ＭＰＵ１５で処理することにより車両２０の有無を判断するようになっている。そして、車室１内に車両２０の入庫を許可するとき、すなわち当該車室１が空の場合には、ＭＰＵ１５の制御により緑色灯１８を点灯させ、車室１に駐車車両２０が有り、入庫を禁止するときには赤色灯１９を点灯させる。

図２は、図１に示した車両検知装置による検知動作について説明するためのもので、（ａ）図は車室に車両が存在しない場合、（ｂ）図は車両が入庫中の場合、（ｃ）図は車両が入庫した状態をそれぞれ示す側面図である。また、図３は、図２の各検知動作に対応する電波の受信強度を示す波形図である。図２（ａ）に示すように、駐車車両２０が車室１内に存在しない状態では、送信機３から発信された電波が直接受信機４に到達する。よって、受信機４の電波の受信強度は、図３（ａ）に示すように比較的高いレベルＶＤＥＴ１となる。

これに対し、図２（ｂ）に示すように、車両２０が入庫中は、送信機３から発信された電波の一部が車両２０で遮られるため受信強度が変化（減衰）する。この状態では、受信機４の電波の受信強度は、図３（ｂ）に示すようにレベルＶＤＥＴ１から少し低下したレベルＶＤＥＴ２となる。続いて、図２（ｃ）に示すように車両２０が車室１内に入庫すると、車室１内の駐車車両２０が、送信機３と受信機４間の通信経路３０に介在され、電波が遮断されるため受信強度が更に低下する。ここで、受信機４の電波の受信強度は、図３（ｃ）に示すようにレベルＶＤＥＴ２から更に低下したレベルＶＤＥＴ３となる。

従って、車室１内に車両２０が存在しない状態での受信強度（ＶＤＥＴ１）を受信機４のＲＡＭ１７に記憶しておき、駐車車両２０が存在しない場合の基準の受信強度とする。また、しきい値−ΔＶｔｈを設定し、車両２０の有無の判断基準となる「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」（所定値）をＲＡＭ１７に記憶しておく。この所定値は、切り返しなどで車両２０が一時的に車室１に進入した場合には検知せず、駐車のために入庫した場合に検知するように、受信強度の変化量とその継続時間を設定する。そして、車両２０が車室１に入庫し始めることで電波強度が低下し（ＶＤＥＴ２）、電波強度が判断基準である「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」以下になったときに、ＭＰＵ１５で車両２０が有ると判断する。ここで、「ＶＤＥＴ２＞ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ＞ＶＤＥＴ３」である。

図４は、図１に示した車両検知装置における初期化動作を示すフローチャートである。まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示したように、駐車車両２０が存在しない状態で、所定のＩＤを有する送信機３（ここではＩＤｘとする）からの電波を、対応する受信機４で受信し、受信強度ＶＤＥＴ１を取得する（ステップＳ１）。続いて、取得した電波の受信強度ＶＤＥＴ１をＲＡＭ１７に記憶する（ステップＳ２）。これによって、車室１の周辺環境（背景）を含めた電波の受信強度が記憶される。

次に、車両２０の有無を判定する基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」を求めるために、ＭＰＵ１５でしきい値ΔＶｔｈを算出する（ステップＳ３）。この基準値は、切り返しなどで車両２０が一時的に車室１に進入した場合には検知せず、駐車のために入庫した場合に検知するように、受信強度の変化量とその継続時間を考慮し、所定レベルの受信強度の低下が所定時間継続したときに検知するようにしきい値ΔＶｔｈを設定する。また、様々な種類の車両に対応できるように、車両のサイズや高さによる受信強度の変化も考慮にいれたしきい値ΔＶｔｈにする。そして、算出したＩＤｘの基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」をＲＡＭ１７に記憶する（ステップＳ４）。この際、受信強度ＶＤＥＴ２及びＶＤＥＴ３の少なくとも一方を取得してＲＡＭ１７に記憶し、ＭＰＵ１５でしきい値ΔＶｔｈを算出する際に、受信強度ＶＤＥＴ１とともにＲＡＭ１７から読み出して計算に用いても良い。このように、しきい値ΔＶｔｈは様々な手法を用いてＭＰＵ１５により算出できる。上述した動作を駐車場内の各車室１に対して行い、予め駐車場内の全体の車両検知装置を初期化しておく。

また、初期化終了後における駐車場の利用中において、駐車車両２０が無いことを検出した状態、あるいは駐車車両２０が無いことが明らかな状態で、受信強度ＶＤＥＴ１を取得し直し、予めＲＡＭ１７に記憶した受信強度と比較し、所定値以上大きく変化した場合に、ＭＰＵ１５でしきい値ΔＶｔｈを再演算するようにしても良い。この再演算したしきい値ΔＶｔｈに基づきＩＤｘの基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」を算出し、ＲＡＭ１７に記憶して基準値を変更する。このように、基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」を再設定することで、周辺環境の変化や経時変化に追従させることができ、より高精度な検出が可能となる。

図５は、図１に示した車両検知装置における駐車車両の有無の判定処理動作を示すフローチャートである。所定のＩＤを有する送信機３（ここではＩＤｘ）からの電波を、対応する受信機４で受信して受信強度ＶＤＥＴｘを取得する（ステップＳ１１）。続いて、取得した受信強度ＶＤＥＴｘとＲＡＭ１７に記憶されている基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」とをＭＰＵ１５で比較し（ステップＳ１２）、受信強度ＶＤＥＴｘが基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」以下か否かを判定する（ステップＳ１３）。受信強度ＶＤＥＴｘが基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」以下であれば駐車車両２０有りと判定し（ステップＳ１４）、赤色灯１９を点灯させる（ステップＳ１５）。一方、受信強度ＶＤＥＴｘが基準値「ＶＤＥＴ１−ΔＶｔｈ」より高いときには駐車車両２０無しと判定し（ステップＳ１６）、緑色灯１８を点灯させる（ステップＳ１７）。

上記のような構成によれば、車室１内に駐車した車両２０が、電波の送信機３と受信機４間の通信経路３０に介在されることにより生ずる電波の受信状態の変化に基づき、駐車車両２０の有無を検知するので、非金属部品が増加しても車両２０を安定して検知できる。また、送信機３と受信機４が１対１の関係であるので、各々に指向性の高いアンテナを用いることで検知精度を高めることができる。加えて、駐車車両２０の有無を検知する際に、車両２０が一時的に車室１に進入した場合には検知しないように基準値や受信強度の変化の継続時間を設定することにより、誤検知を低減して正確な判定が可能となる。

なお、送信部３から送信する電波は、連続的に発信しても良いが、一定の時間間隔で間欠的に送信するようにしても良い。そして、一定の時間間隔以外のタイミングで送信された電波は、故障、いたずら、あるいは不正行為であると判定する。更に、送信する電波の周波数、送信間隔及びＩＤコードの少なくともいずれか一つを所定時間毎、あるいは任意のタイミングで変更することにより、いたずらや不正行為をより効果的に抑制できる。

また、車輪止め２内に送信機３を設け、駐車場内の高い位置に受信機４を設置したが、車輪止め２内に受信機４を設け、駐車場内の高い位置に送信機３を設置しても同様に車両２０を検知できる。送信機３を車室１内に設ける例を示したが、送信機３と受信機４は必ずしも車室１内に設ける必要もなく、車両２０が送信機３と受信機４間の通信経路３０に介在されることで、電波を遮断あるいは受信機４で受信している電波の電界強度が低下するのを検出できればいかなる配置でも構わない。

更に、送信機３と受信機４に電源線１１から電源を供給するようにしたが、それぞれにバッテリ等の電源を内蔵しても良い。車輪止め２内に送信機３とバッテリを内蔵して一体化すれば、電源線１１への配線工事が不要となり、車輪止め２をアンカーボルトなどで固定するだけで良いので、施工工事を容易化し、工期を短縮できる。受信機側にバッテリを内蔵して一体化しても同様であり、いずれか一方にバッテリを内蔵しても良い。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置について説明するためのもので、駐車場システムの概略構成図である。電波の見通しなどの周囲の環境によって異なるが、本例では、一台の受信機で５台の送信機からの電波を受信して駐車車両を検出するようになっている。これら５台の送信機を一つのグループに設定しており、グループ毎に使用する周波数帯を分けることでグループ間の混信を抑制している。また、５台の送信機から時分割でＩＤコードを含む電波を送信することで、同一グループ内の送信機間での混信を抑制している。

すなわち、駐車場４０における各車室１−１ａ〜１−５ａ，１−１ｂ〜１−５ｂ，１−１ｃ〜１−５ｃ，１−１ｄ〜１−５ｄ内の、例えば車輪止め２−１ａ〜２−５ａ，２−１ｂ〜２−５ｂ，２−１ｃ〜２−５ｃ，２−１ｄ〜２−５ｄ内にそれぞれ、各々の車室内に向かって電波（微弱電波）を発信する送信機３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄが設けられている。駐車場４０内の比較的高い位置には、微弱電波を受信する受信機４Ａ〜４Ｄが設置され、各々の駐車車両の判定結果を管理装置５０に供給するようになっている。

受信機４Ａは送信機３−１ａ〜３−５ａのグループに対応し、これらの送信機からの電波を受信する。受信機４Ｂは送信機３−１ｂ〜３−５ｂのグループに対応し、これらの送信機からの電波を受信する。受信機４Ｃは送信機３−１ｃ〜３−５ｃのグループに対応し、これらの送信機からの電波を受信する。更に、受信機４Ｄは送信機３−１ｄ〜３−５ｄのグループに対応し、これらの送信機からの電波を受信する。各々の送信機３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄは、対応する受信機４Ａ〜４Ｄで、どの送信機から送信された電波であるかを識別可能にするために、異なるＩＤコードやパターンなどの識別情報を含む電波を時分割で送信するようになっている。ここで、受信機４Ａ〜４Ｄの設置高さは、車高の高い車と低い車が並んだ場合でも検知できるように、十分に余裕を持った高さ（約３ｍ）に設定されている。また、これらの受信機４Ａ〜４Ｄには管理装置５０から電源が供給され、送信機３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄにも管理装置５０から電源が供給される。

上記のような構成において、送信機３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄから所定の時間間隔で送信された微弱電波を対応する受信機４Ａ〜４Ｄで受信している場合は、駐車車両無しと判断する。車両２０が車室１−１ａ〜１−５ａ，１−１ｂ〜１−５ｂ，１−１ｃ〜１−５ｃ，１−１ｄ〜１−５ｄ内に駐車していると電波を遮り、対応する受信機に電波が届かなくなるので駐車車両有りと判定する。この判定は、受信電波の電界強度でも判定し、所定値以下になったときに駐車車両有りと判断する。そして、各受信機４Ａ〜４Ｄの駐車車両の判定結果を管理装置５０に供給し、満空情報などの管理を行うようになっている。

このような構成によれば、車両２０に非金属部品が多用されても駐車車両を安定して検知できる。しかも、各々の受信機４Ａ〜４Ｄを複数の送信機３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄでそれぞれ共用するので、駐車場システムのコストダウンが図れる。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置について説明するためのもので、駐車場システムの概略構成図である。本第３の実施形態は、第２の実施形態における送信機と受信機の位置を入れ替えたもので、一台の送信機に対して複数台の受信機を設けたシステムになっている。駐車場４０における各車室１−１ａ〜１−５ａ，１−１ｂ〜１−５ｂ，１−１ｃ〜１−５ｃ，１−１ｄ〜１−５ｄ内の、例えば車輪止め２−１ａ〜２−５ａ，２−１ｂ〜２−５ｂ，２−１ｃ〜２−５ｃ，２−１ｄ〜２−５ｄ内にそれぞれ、電波（微弱電波）を受信する受信機４−１ａ〜４−５ａ，４−１ｂ〜４−５ｂ，４−１ｃ〜４−５ｃ，４−１ｄ〜４−５ｄが設けられている。これらの受信機は、それぞれ異なるＩＤコードを有している。

また、駐車場４０内の比較的高い位置には、微弱電波を送信する送信機３Ａ〜３Ｄが設置され、電源線１１から電源が供給されるようになっている。ここで、送信機３Ａ〜３Ｄの設置高さは、車高の高い車と低い車が並んだ場合でも隣接する車室内の駐車車両により電波が遮られることがないように、十分に余裕を持った高さ（約３ｍ）に設定されている。

電波の見通しなどの周囲の環境によって異なるが、本例では、一台の送信機の電波を５台程度の受信機で受信して駐車車両を検出するようになっている。ここでは５台の受信機を一つのグループに設定しており、グループ毎に使用する周波数帯を分けることでグループ間の混信を抑制している。また、４台の送信機から時分割でＩＤコードを含む電波を送信する。

上記のような構成において、送信機３Ａ〜３Ｄから所定の時間間隔で送信された微弱電波を受信機４−１ａ〜４−５ａ，４−１ｂ〜４−５ｂ，４−１ｃ〜４−５ｃ，４−１ｄ〜４−５ｄで受信している場合は、駐車車両無しと判断する。車両２０が車室１−１ａ〜１−５ａ，１−１ｂ〜１−５ｂ，１−１ｃ〜１−５ｃ，１−１ｄ〜１−５ｄ内に駐車していると電波を遮り、対応する受信機に電波が届かなくなるので駐車車両有りと判定する。この判定は、受信電波の電界強度でも判定し、所定値以下になったときに駐車車両有りと判断する。そして、各受信機４−１ａ〜４−５ａ，４−１ｂ〜４−５ｂ，４−１ｃ〜４−５ｃ，４−１ｄ〜４−５ｄの駐車車両の判定結果を管理装置５０に供給し、満空情報の管理を行うようになっている。

このような構成によれば、車両２０に非金属部品が多用されても駐車車両を安定して検知できる。しかも、送信機３Ａ〜３Ｄを複数の受信機４−１ａ〜４−５ａ，４−１ｂ〜４−５ｂ，４−１ｃ〜４−５ｃ，４−１ｄ〜４−５ｄでそれぞれ共用するので、第２の実施形態と同様に、駐車場システムのコストダウンが図れる。

なお、上記第２、第３の実施形態において、上述した第１の実施形態と同様な変形が可能なのは勿論である。
また、車両の検知に光を用いる場合と異なり、一台の送信機から発信した電波を複数台の受信機で受信することも容易にでき、地面に設置しても汚れなどで誤検知の問題が起こる可能性が低い。しかも、車輪止めなどに送信機とバッテリを内蔵して一体化すれば、施工は車輪止めをアンカーボルトで固定すれば良いので、工事が容易となる。

更に、上記第２、第３の実施形態では、受信機４Ａ〜４Ｄ及び送信機３Ａ〜３Ｄのアンテナが無指向性のものを例に取って説明したが、指向性の高いものを用いて受信あるいは送信方向を変更することで駐車車両のより正確な検知が可能となる。この場合には、送信機から時分割で送信される電波を受信しやすいように、アンテナの指向性の高い方向を移動させると良い。また、５台の送信機または受信機を一つのグループに設定する場合を例に取って説明したが、５台に限られるものではないことは言うまでもない。

以上、第１乃至第３の実施形態とその変形例を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は上記第１乃至第３の実施形態とその変形例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記第１乃至第３の実施形態及びその変形例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば第１乃至第３の実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…車室（駐車区画）、２，２−１ａ〜２−５ａ，２−１ｂ〜２−５ｂ，２−１ｃ〜２−５ｃ，２−１ｄ〜２−５ｄ…車輪止め、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３−１ａ〜３−５ａ，３−１ｂ〜３−５ｂ，３−１ｃ〜３−５ｃ，３−１ｄ〜３−５ｄ…送信機、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４−１ａ〜４−５ａ，４−１ｂ〜４−５ｂ，４−１ｃ〜４−５ｃ，４−１ｄ〜４−５ｄ…受信機、１１…電源線、２０…車両（駐車車両）、３０…通信経路、４０…駐車場、５０…管理装置

Claims (5)

1. 電波を用いて駐車場における駐車車両を検知する車両検知装置であって、
   車室内に車両が存在しない状態の受信強度、及び、車室内に車両が存在しない状態から車室内に車両が介在される状態となったことにより生ずる、車両のサイズや高さによる受信強度の変化を考慮にいれた受信強度の変化量に基づき車両の有無を判定する基準値、並びに、受信強度が前記基準値以下の状態を継続する継続時間を求め、
   車室内に駐車した車両が、電波の送信機と受信機間の通信経路に介在されることにより生ずる電波の受信強度と、前記基準値と、前記継続時間とに基づき駐車車両の有無を検知し、
   駐車車両が無いことを検出した状態、あるいは駐車車両が無いことが明らかな状態で前記電波を取得し直し、取得し直した電波の受信強度と予め記憶した受信強度と比較し、所定値以上大きく変化した場合に前記基準値を変更する、ことを特徴とする車両検知装置。
2. 前記駐車車両の有無の検知は、電波の受信強度が前記基準値以下となり、前記受信強度の低下が所定時間継続したときに、駐車車両が有ると判断するものである、ことを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
3. 前記送信機は前記駐車場の車室毎に設けられ、各々が車室に対応する識別情報を送信し、前記受信機は複数の前記送信機で共用される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両検知装置。
4. 前記受信機は前記駐車場の車室毎に設けられ、前記送信機は複数の前記受信機で共用される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両検知装置。
5. 前記送信機から送信される電波の周波数、送信間隔及びＩＤコードの少なくともいずれか１つを任意のタイミングで変更する、ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の車両検知装置。