JP7073469B2 - 物体検出システムおよび物体検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、検出精度を向上させた物体検出システムおよび物体検出方法に関するものである。

金属の物体は、磁気を帯びているため、物体が発生する磁界を磁気センサで検出することができる。例えば、特許文献１には、車両を検出するために、図１に示すように、駐車場の地面に磁気センサ１０を設ける技術が提案されている。この技術では、車両の長手方向（ｘ方向）に磁界検出感度を持つ磁界検出素子と、地面に垂直な方向（ｚ方向）に磁界検出感度を持つ磁界検出素子と、を含む磁気センサにより、当該２方向における外部磁界の強度変化を計測し、車両のない状態を基準として、当該２方向における外部磁界の強度変化の絶対値の和が所定の閾値を越えるか否かにより車両の検出を行う。

特開平９－２１１１４４号公報

上述した技術では、車両が横方向に連続して駐車している場合、例えば、図１において、隣接した３つの配置エリアＡ１、Ｂ１、Ｃ１のうち両側Ａ１、Ｃ１に車両が駐車され、中央の配置エリアＢ１に車両が駐車されていない場合であっても、配置エリアＢ１に設けられた磁気センサ１０が、配置エリアＢ１に車両が存在すると誤って検出する場合があった。
そこで、本発明の目的は、検出精度を向上させた物体検出システムおよび物体検出方法を提供することにある。

本発明は、金属の物体が発生する磁界を検出する物体検出システムであって、
前記物体の配置エリアに対応して設けられた複数の磁気センサと、
各磁気センサがｘｙｚの３方向の磁界検出素子により測定した外部磁界強度を、前記各磁気センサから受信する管理サーバと、
を備え、
前記管理サーバは、受信した測定データに基づき、前記配置エリアのそれぞれについて前記物体の有無を仮判定し、
前記管理サーバは、少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
前記管理サーバは、前記少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、少なくとも１つの配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定する。

本発明では、前記管理サーバは、３つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
前記管理サーバは、前記３つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、中央の配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定することが好ましい。

本発明では、前記物体は、車両であり、
前記物体検出システムは、前記車両を検出する駐車検出システムであり、
前記磁気センサは、駐車場の地面に設けられていることが好ましい。

本発明は、金属の物体が発生する磁界を検出する物体検出方法であって、
前記物体の配置エリアに対応して設けられた各磁気センサは、ｘｙｚの３方向の磁界検出素子により、外部磁界強度を測定し、測定した前記外部磁界強度を管理サーバに送信し、
前記管理サーバは、受信した測定データに基づき、前記配置エリアのそれぞれについて前記物体の有無を仮判定し、
前記管理サーバは、少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
前記管理サーバは、前記少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、少なくとも１つの配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定する。

本発明により、検出精度を向上させた物体検出システムおよび物体検出方法を提供することができる。さらに、磁気センサを追加で設ける必要がないため、コストアップを抑制することもできる。

磁気センサが地面に設けられた駐車場を示す図である。 本発明の一実施形態に係る物体検出システムの構成を示す図である。 本発明の物体検出方法を示すフローチャートである。 本発明の物体検出方法を説明するために用いられる車両の有無マップである。 本発明の他の物体検出方法を示すフローチャートである。

図２は、本発明の一実施形態に係る物体検出システムの構成を示す図である。
物体検出システム１は、磁気センサ１０と、管理サーバ２０と、を備える。物体検出システム１は、例えば、駐車検出システムであり、磁気センサ１０は、図１に示すように、車両の配置エリアＡ１～Ｆ１に対応して、屋外の駐車場の地面に設けられてもよい。この場合、磁気センサ１０は、車両のエンジンルームの下の地面において、車両から所定距離以内に存在する。
磁気センサ１０は、ｘ方向（車両の長手方向）に磁界検出感度を有するｘ方向磁界検出素子と、ｙ方向（車両の幅方向）に磁界検出感度を有するｙ方向磁界検出素子と、ｚ方向（地面に垂直な方向）に磁界検出感度を有するｚ方向磁界検出素子と、を備える。
ｘｙｚの３方向の磁界検出素子により、車両がない状態と車両がある状態とにおいて異なる外部磁界（地磁気）の強度を測定する。

磁気センサ１０は、通信ネットワーク（図示しないゲートウェイ）およびインターネット回線を介して、管理サーバ２０に接続されており、測定データを管理サーバ２０に送信し、管理サーバ２０から制御情報等を受信する。
磁気センサ１０は、通信ネットワークにおいて、無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、例えば、６ＬｏＷＰＡＮ（ＩＰｖ６ ｏｖｅｒ Ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によりゲートウェイと通信する。複数の磁気センサ１０同士もまた、無線ＰＡＮにより通信する。複数のゲートウェイが設けられている場合には、ゲートウェイ同士は、無線ＬＡＮまたは有線ＬＡＮにより通信する。

磁気センサ１０は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、検出部１４と、を備える。
通信部１１は、例えば、６ＬｏＷＰＡＮに従って無線通信を行うネットワークインタフェースカードにより実現される。
記憶部１２は、例えば、メモリ等の記憶装置により実現される。記憶部１２には、制御部１３により実行される各種のプログラムおよびデータが記憶されている。
制御部１３は、ＣＰＵ等のプロセッサにより実現される。制御部１３は、磁気センサ１０全体を制御する。制御部１３は、記憶部１２に記憶された各種のプログラムを読み取り、読み取ったプログラムを実行することで、各種の処理を実行する。
検出部１４は、上述したｘｙｚの３方向の磁界検出素子により実現される。
検出部１４からの測定データは、制御部１３によりリアルタイムに管理サーバ２０に送信されてもよいし、記憶部１２に記憶され、所定期間が経過する毎に管理サーバ２０に送信されてもよいし、管理サーバ２０からの要求に応じて管理サーバ２０に送信されてもよい。

管理サーバ２０は、複数の磁気センサ１０から測定データを収集し、複数の磁気センサ１０が設けられた配置エリアのそれぞれに車両が存在するか否かの判定を行う。
管理サーバ２０は、通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３と、を備える。
通信部２１は、インターネット回線および通信ネットワークのゲートウェイを介して磁気センサ１０と通信し、例えば、ネットワークインタフェースカードにより実現される。
記憶部２２は、例えば、メモリ等の記憶装置により実現される。記憶部２２には、制御部２３により実行される各種のプログラムおよびデータが記憶されている。
制御部２３は、ＣＰＵ等のプロセッサにより実現される。制御部２３は、管理サーバ２０全体を制御する。制御部２３は、記憶部２２に記憶された各種のプログラムを読み取り、読み取ったプログラムを実行することで、各種の処理を実行する。

図３は、本発明の物体検出方法を示すフローチャートであり、図４に示す駐車場において車両を検出する場合を一例として説明する。

ステップＳ１において、配置エリアＡ１～Ｆ２に設けられた各磁気センサ１０は、ｘｙｚの３方向の磁界検出素子により、外部磁界強度Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚを測定し、管理サーバ２０に送信する。

ステップＳ２において、管理サーバ２０は、受信した測定データに基づき、配置エリアＡ１～Ｆ２について車両の有無を仮判定する。例えば、管理サーバ２０は、（１）式に基づいて合成した外部磁界強度Ｂが所定の第１の閾値より大きい場合には、車両ありと仮判定する。

α、β、γは、それぞれｘｙｚ方向の磁界強度の重み付け係数であり、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚは、今回測定された外部磁界強度であり、Ｂｘ０、Ｂｙ０、Ｂｚ０は、予め測定された車両なしの場合の外部磁界強度、または、所定時間前に測定された外部磁界強度である。
Ｂｘ０、Ｂｙ０、Ｂｚ０が車両なしの場合の外部磁界強度である場合、外部磁界強度Ｂが変化した場合には、当該外部磁界強度Ｂが変化した配置エリアに車両があると推定される。
Ｂｘ０、Ｂｙ０、Ｂｚ０が所定時間前に測定された外部磁界強度である場合、外部磁界強度Ｂが変化した場合には、所定時間の間に、当該外部磁界強度Ｂが変化した配置エリアにおいて、車両なしの状態から車両ありの状態に変化したか、車両ありの状態から車両なしの状態に変化したと推定される。
管理サーバ２０は、図４に示す車両の有無マップを作成することにより、配置エリアＡ１～Ｆ２について車両の有無を仮判定する。例えば、管理サーバ２０は、配置エリアＢ１～Ｄ１、Ｆ１、Ｆ２については、外部磁界強度Ｂが所定の第１の閾値より大きく、配置エリアＡ１、Ｅ１、Ａ２～Ｅ２については、外部磁界強度Ｂが所定の第１の閾値以下であったため、図４において灰色部分に示す配置エリアＢ１～Ｄ１、Ｆ１、Ｆ２に車両があると仮判定している。

ステップＳ３において、管理サーバ２０は、３つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定する。図４の場合、配置エリアＢ１、Ｃ１、Ｄ１が、３つ連続して車両ありと仮判定されているので（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。
一方、ステップＳ３において、３つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在しない場合（ＮＯ）、処理を終了する。

ステップＳ４において、管理サーバ２０は、３つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアのうち、中央の配置エリア、すなわち、図４の場合、配置エリアＣ１について、車両の有無を再判定する。
ここで、（１）式において、ｚ方向の磁界強度の重み付け係数γを大きくする、および／または、ｘｙ方向の磁界強度の重み付け係数α、βを小さくすることにより、外部磁界強度Ｂを計算し、外部磁界強度Ｂが所定の第２の閾値（第１の閾値と同一でも異なってもよい）より大きい場合には、車両ありと判定する。
ｚ方向の磁界強度の重み付け係数γは、例えば、ｘｙ方向の磁界強度の重み付け係数α、βの２倍程度とすることができるが、各重み付け係数の大きさは、任意に設定可能である。

このように、管理サーバ２０は、複数の磁気センサ１０から測定データを収集し、３つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在する場合には、中央の配置エリアについて、ｚ方向の磁界強度の重み付けを大きくして再判定することにより、両側の車両の影響を低減し、検出精度を向上させることができる。

図５は、本発明の他の物体検出方法を示すフローチャートであり、図４に示す駐車場において車両を検出する場合を一例として説明する。図５において、図３と同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略する。

ステップＳ３’において、管理サーバ２０は、２つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定する。図４の場合、配置エリアＢ１、Ｃ１と、配置エリアＣ１、Ｄ１と、配置エリアＦ１、Ｆ２と、が２つ連続して車両ありと仮判定されているので（ＹＥＳ）、ステップＳ４’に進む。
一方、ステップＳ３’において、２つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在しない場合（ＮＯ）、処理を終了する。

ステップＳ４’において、管理サーバ２０は、２つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアの少なくとも一方について、好ましくは両方について、車両の有無を再判定する。
ここで、（１）式において、ｚ方向の磁界強度の重み付け係数γを大きくする、および／または、ｘｙ方向の磁界強度の重み付け係数α、βを小さくすることにより、外部磁界強度Ｂを計算し、外部磁界強度Ｂが所定の第２の閾値（第１の閾値と同一でも異なってもよい）より大きい場合には、車両ありと判定する。

このように、管理サーバ２０は、複数の磁気センサ１０から測定データを収集し、２つ連続して車両ありと仮判定した配置エリアが存在する場合には、両方の配置エリアについて、ｚ方向の磁界強度の重み付けを大きくして再判定することにより、隣の車両の影響を低減し、検出精度を向上させることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変更が可能である。
例えば、物体検出システム１は、駐車検出システムの他、港で船舶の有無を検出するシステム、倉庫等で荷物やコンテナの有無を検出するシステム等も考えられる。
磁気センサ１０は、地面の他、検出物体から所定距離以内であれば、屋根や壁等に設けられてもよい。

１…物体検出システム、１０…磁気センサ、１１…通信部、１２…記憶部、１３…制御
部、１４…検出部、２０…管理サーバ、２１…通信部、２２…記憶部、２３…制御部

Claims (4)

1. 金属の物体が発生する磁界を検出する物体検出システムであって、
   前記物体の配置エリアに対応して設けられた複数の磁気センサと、
   各磁気センサがｘｙｚの３方向の磁界検出素子により測定した外部磁界強度を、前記各磁気センサから受信する管理サーバと、
   を備え、
   前記管理サーバは、受信した測定データに基づき、前記配置エリアのそれぞれについて前記物体の有無を仮判定し、
   前記管理サーバは、少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
   前記管理サーバは、前記少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、少なくとも１つの配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定する、
   物体検出システム。
2. 前記管理サーバは、３つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
   前記管理サーバは、前記３つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、中央の配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定する、
   請求項１に記載の物体検出システム。
3. 前記物体は、車両であり、
   前記物体検出システムは、前記車両を検出する駐車検出システムであり、
   前記磁気センサは、駐車場の地面に設けられている、
   請求項１または２に記載の物体検出システム。
4. 金属の物体が発生する磁界を検出する物体検出方法であって、
   前記物体の配置エリアに対応して設けられた各磁気センサは、ｘｙｚの３方向の磁界検出素子により、外部磁界強度を測定し、測定した前記外部磁界強度を管理サーバに送信し、
   前記管理サーバは、受信した測定データに基づき、前記配置エリアのそれぞれについて前記物体の有無を仮判定し、
   前記管理サーバは、少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアが存在するか否かを判定し、
   前記管理サーバは、前記少なくとも２つ連続して物体ありと仮判定した配置エリアのうち、少なくとも１つの配置エリアについて、ｘｙ方向の磁界強度の重み付けを小さくすることにより、前記物体の有無を再判定する、
   物体検出方法。

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