JPH0219911Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は天井に設置した超音波ヘツドから路面
に向けて放射した超音波の反射波を利用して車両
の存在を検出する超音波式車両感知器に関し、ビ
ルの地下駐車場の如く天井スペースに制限があ
り、しかも多重反射エコーの発生しやすい環境下
においても、車両の存在を確実に検出しうるこの
種車両感知器の提供を目的とするものである。 （従来の技術） 従来、駐車場に駐車している車両の在車検知手
段として赤外線遮断式、超音波式のものが知られ
ている。第１図は赤外線遮断式の車両感知器の１
例を示し、駐車場の天井１又は梁に赤外光の投受
光器２を設置すると共に、駐車場の路面３に反射
板４を設置したものである。車両が存在しない場
合には、投受光器２は常時反射板４からの反射光
を受光しているが、車両５が駐車すると反射光が
遮断されるので、これにより車両５の存在を検知
することができる。しかし、このような赤外光を
利用した車両感知器は、駐車路面に反射板４を設
置しなければならず、また投受光器２と反射板４
の汚れを定期的に除去清掃する保守作業が必要で
ある。このため、一般的には前記反射板及び保守
作業の不要な超音波式車両感知器が用いられるこ
とが多い。 超音波式車両感知器には、その原理の違いによ
つて反射方式と遮断方式のものがある。第２図及
び第３図によりこれら超音波式車両感知器の原理
を簡単に説明すれば、天井１に設けた超音波ヘツ
ド６から、例えば40KHz程度の超音波を第３図ａ
に示すパルス状の送信波Ｐとして路面３に向けて
垂直に放射する。そして、反射方式の場合には、
車両５で反射した第３図ｂに示す車両反射波Ｒが
第３図ｃに示す車両反射波ゲートパルスGrの発
生している間に受信されたとき車両有りとして判
断するものであり、他方、遮断方式の場合には、
常時第３図ｄに示す路面３で反射した路面反射波
Ｓを第３図ｅに示す路面反射波ゲートパルスGr
内で受信しておき、車両５によつてこの路面反射
波Ｓが遮断されて無くなつたとき車両有りとして
判断するものである。 （考案が解決しようとする課題） 上述せる反射方式及び遮断方式のいずれかを採
用した従来の超音波車両感知器は、いずれも天井
スペースに制限のない場所、例えば青空駐車場等
においては何らの問題も生ずることなく車両の存
在を確実に検出することができる。しかし、例え
ばビルの地下駐車場の如き天井スペースに制限が
あり、しかもその構造上超音波の多重反射エコー
の発生しやすい場所では、以下に述べるような問
題を生じ、そのままでは実用に供することができ
ない。 即ち、ビルの地下駐車場等は第２図中にL₁〜
L₃で示すように、超音波ヘツド６と車両５との
最少距離L₁、路面３からの車高最小距離L₂、超
音波ヘツド６と路面３との距離L₃が構造的に制
限されてしまう。例えば、実際の仕様の一例を挙
げれば、L₁＝50cm、L₂＝70cm、L₃＝2.5〜3.5ｍ程
度である。ところで、一般に超音波ヘツド６に使
われている超音波振動子は残響特性を有してお
り、第４図ａに示すようにパルス状の送信波Ｐを
送信しても残響波Peを生じ、一定時間の減衰振
動の後零レベルに復帰する。 一方、前記反射方式の車両感知器を用いた場
合、第４図ｂに示すように車両反射波ゲートパル
スGrは超音波ヘツド６と車両５との最小距離L₁
に相当するT₁位置で立ち上がり、かつ路面３か
らの車高最小距離L₂に相当するT₂位置で立ち下
がるようにその時間関係が予め設定されている。
しかしながら、図示するところから明らかなよう
に、L₁が天井１から近いために車両反射波ゲー
トパルスGr内に残響波Peが存在し、該残響波Pe
のレベルが感知器の検知スレツシヨルドレベル
Vsh以上であれば車両ありと判断することにな
り、正常な車両検知を行なえないという問題を生
ずる。特に、駐車場においては車両の駐車区分位
置毎に超音波ヘツド６を設置する必要があるため
低価格が要求され、超音波ヘツド６を構成する超
音波振動子も汎用性のものを用いなければならな
いという制約があり、上記残響波Peの残響時間
も大きくなり、その影響は更に顕著なものとな
る。具体的な数字を挙げて説明すれば、超音波振
動子のＱと残響時定数τとは τ＝Ｑ／π・ …… （但し、：超音波直列共振周波数）の関係が
ある。いま、Ｑ＝100，ｒ＝40KHzとすると、τ
≒1msecとなり、２〜３倍見込んでも振動子自体
の残響は２〜3msecである。しかし、実際には振
動子を取付ける付属品並びにケース等が共振をお
こし、汎用の超音波ヘツドでは７〜8msecにも達
する。ここにおいて、超音波の伝播速度ｖは、 ｖ＝331＋0.6t …… 但し、ｔ：温度（℃） であり、前記残響時間７〜8msecに相当するL₁
は、L₁≒1.2m程度に相当する。このことは、超
音波ヘツド６と車両５との最小距離L₁は約1.2m
以上ないと検知不可能であることを示し、前述し
たL₁＝50cmとなる如き仕様の地下駐車場等では
反射方式の車両感知器は使用不可能となる。 他方、ビルの地下駐車場等は音の反響がよいた
めに超音波ヘツド６から放射されたパルス状の超
音波は天井１と路面２との間、或は天井１と車両
５との間で反射を繰り返し、多重反射エコーを生
ずる。従つて、遮断方式の車両感知器を用いた場
合、第２図に示すように車両５が存在する状態で
超音波ヘツド６から送信波Ｐを送信すると、第５
図に示すように車両５による正規の車両反射波Ｒ
を生ずる外に、該反射波Ｒが天井１と車両５との
間で次々と反射を繰り返し、第５図ａに示すよう
に多重反射波R₁，R₂……を生ずる。このため、
路面反射波ゲートパルスGs内に位置する多重反
射波R₂のレベルが検知スレツシヨルドレベルVsh
よりも大きいと、感知器はこの多重反射波R₂を
路面３から正規に反射した路面反射波Ｓとして誤
検出し、実際には車両５が存在するにも拘らず車
両無しと判断してしまう。 （課題を解決するための手段） 本考案は、超音波ヘツド６と、超音波送信回路
Ａと、超音波受信回路Ｂと、第１の受信ゲート１
４と、第２の受信ゲート１５と、論理回路１６
と、タイミングコントローラ１８とを有する超音
波式車両感知器であつて、前記超音波ヘツド６
は、上方から路面に向けて超音波を放射し、反射
波を受信するものであり、前記第１の受信ゲート
１４と、第２の受信ゲート１５とは、前記超音波
受信回路Ｂの後段に接続され、前記タイミングコ
ントローラ１８により、送信波の残響波がなくな
つた所定の時間位置から所定の時間だけゲートを
開いて、第１の受信ゲート１４が車両反射波を入
力させ、第２の受信ゲート１５が路面反射波を入
力させるものであり、前記論理回路16は、第１の
受信回路14と、第２の受信ゲート１５との後段に
接続され、第１の受信ゲート１４の出力信号が無
く、かつ第２の受信ゲート１５の出力信号の有る
ときには車両無しの、その他の時には車両有りの
出力信号を発生するものである超音波式車両感知
器である。 （作 用） 本考案の超音波式車両感知器は、論理回路が、
超音波ヘツドから放射された送信波の残響波がな
くなつた所定の時間位置から所定の時間だけゲー
トを開いて、車両からの反射波を受信する受信ゲ
ートと、路面反射波を受信する受信ゲートとの２
つの受信ゲートからの出力信号を入力し、それら
の出力信号の有無を組み合わせて車両の有無を判
断するので、従来の超音波式車両感知器のよう
に、残響波または多重反射波の影響を受けること
がなく、車両の有無を確実に検出することができ
る。 （実施例） 以下、本考案の実施例を図面について説明す
る。 第６図は本考案車両感知器の構成の１例を示
し、図中、符号６は超音波を送受信する超音波ヘ
ツド、Ａは送信用増幅器７、送信ゲート８および
発振器９からなる超音波送信回路、Ｂは選択フイ
ルタ１０、受信用増幅器１１、整流回路１２およ
び検知スレツシヨルドレベルVshを設定するコン
パレータ１３からなる超音波受信回路、１４は車
両反射波受信ゲート、１５は路面反射波受信ゲー
ト、１６は前記ゲート１４，１５の検知出力から
後述する論理判断を行ない車両存在の有無を判断
する論理回路、１７は出力端子、１８は各ゲート
８，１４，１５をコントロールするタイミングコ
ントローラである。本考案は、上図中、車両反射
波受信ゲート１４、路面反射波受信ゲート１５、
論理回路１６の部分に考案としての特徴を有する
もので、その余の部分の構成は従来の超音波式感
知器と同様である。 前記送信ゲート８はタイミングコントローラ１
８によつて周期的に開閉制御され、発振器９の出
力を送信用増幅器７を通じて超音波ヘツド６へ送
り、超音波ヘツド６から第７図ａ中の送信波Ｐと
して周期的に路面３へ向けて放射する。 路面反射波受信ゲート１４はタイミングコント
ローラ１８によつて開閉制御され、第７図ｂに示
すように、送信波Ｐの残響波Peがなくなつた
T₁′位置においてゲートONされ、かつ路面３か
らの車高最小距離L₂に相当するT₂位置において
ゲートOFFされるものである。また、路面反射
波受信ゲート１５はタイミングコントローラ１８
によつて開閉制御され、第７図ｃに示すように、
超音波ヘツド６と路面３との距離L₃に相当する
T₃位置において所定の時間だけゲートONされる
ものである。 そして、前記車両反射波受信ゲート１４と路面
反射波受信ゲート１５の検知出力を入力信号とす
る論理回路１６は、下表に示す論理判断を行な
い、その結果を出力端子１７に出力するよう構成
されている。

【表】 以上の如く超音波式車両感知器を構成すると、
送信波Ｐの残響波Pe及び多重反射波R₁，R₂等に
影響されることなく、仕様通りのL₁〜L₂の範囲
で車両の存在の有無を確実に検知できる。即ち、 （） 超音波ヘツド６の前方T₁′（L₁′）〜T₂
（L₂）の範囲 T₁′〜T₂の範囲内に車両５が存在すると、正
規の車両反射波Ｒが車両反射波ゲートパルス
Gr内に受信される。従つて、この範囲は通常
の反射方式によつて車両の有無が検出される
（モードに相当）。 （） 超音波ヘツド６の前方T₁（L₁）〜
T₁′（L₁′）の範囲 (i) T₁〜T₁′の範囲内に車両５が存在し、しか
もこのとき正規の車両反射波Ｒ以外に多重反
射波R₁，R₂……が発生する場合には、該多
重反射波R₁，R₂……のいずれかが車両反射
波ゲートパルスGr内と路面反射波ゲートパ
ルスGs内の両方に受信されるので、これに
より車両“有り”と判断する（モードに相
当）。 (ii) 超音波ヘツド６の取付場所の構造等により
多重反射波R₁，R₂……が発生しない場合、
車両の斜め部分（フロントガラス等）に超音
波が当り、反射波が得られない場合、T₁〜
T₁′の範囲内に車両が存在する場合等には、
車両反射波Ｒが車両反射波ゲートパルスGr
内に受信されず、しかも車両に遮ぎられてい
るために路面反射波Ｓも発生しない。従つ
て、これにより車両“有り”と判断する（モ
ードに相当）。 （） 車両反射波ゲートパルスGr内に何らも
受信されず、他方、路面反射波ゲートパルス
Gs内に路面反射波Ｓが受信されるときは、車
両“無し”と判断する（モードに相当）。 上記論理回路１６の具体的回路構成の１例を第
８図に示す。図示例は、２つのＤ型フリツプフロ
ツプ１９，２０と、ANDゲート２１と、Ｎ進カ
ウンタ２２とから構成される。フリツプフロツプ
１９，２０は、タイミングパルスTPによつて車
両反射波受信ゲート１４及び路面反射波受信ゲー
ト１５から送られてくる検知信号をそれぞれラツ
チするようになつていると共に、超音波送信周期
に同期した周期パルスSPによつてリセツトされ
るよう構成されている。他方、Ｎ進カウンタ２２
は周期パルスSPをカウントし、Ｎまで歩進して
カウントアツプすると出力端子１７に出力“１”
を発生し、またANDゲート２１からリセツト信
号たる出力“１”を受けた場合に強制的にリセツ
トされるよう構成されている。 上記回路は、車両反射波受信ゲート１４の出力
が“０”で、かつ路面反射波受信ゲート１５の出
力が“１”の場合、即ち前記モードの場合にの
みフリツプフロツプ１９の＝“１”、フリツプフ
ロツプ２０のＱ＝“１”となつてANDゲート２１
の出力“１”となり、Ｎ進カウンタ２２は強制的
にリセツトされる。従つて、Ｎ進カウンタ２２は
モードのときのみカウントアツプすることがで
きず、出力端子１７には車両無しを示す出力
“０”の信号が出力される。 その他のモード〜の場合には、ANDゲー
ト２１は出力“０”状態を維持するので、Ｎ進カ
ウンタ２２は途中でリセツトされることがない。
従つて、Ｎ進カウンタ２２は周期パルスSPをＮ
までカウントアツプし、出力端子１７には車両有
りを示す出力“１”（モード〜）の信号が出
力されるのである。 以上の如く、本考案によるときは車両反射波受
信ゲートと路面反射波受信ゲートとを備え、これ
らの出力状態によつて車両の有無を判断するの
で、目的の範囲内における車両検知を確実に行な
うことができる。なお、本考案においては遮断方
式も採用しているので、超音波ヘツド６の路面３
に対する設置角は90゜±5゜以内程度に押えること
が望ましい。また、駐車場のように感知器を隣接
して設ける場合には、隣りの感知器との干渉を防
ぐために異なる周波数の超音波を用いる必要があ
るが、超音波のビームを絞る等して感知エリアを
狭め、各感知器間で同期をとつて駆動すれば、同
一周波数の超音波でも隣設して使用可能である。
更に、上述説明ではビルの地下駐車場を例にとつ
て述べたが、天井スペースに制限があり、しかも
超音波の多重反射エコーの発生し易い場所（例え
ば、トンネル内等）であれば、本考案は適用可能
である。更にまた、上記説明は停車した車両の検
知について述べたが、本考案は原理的に走行車両
の検知も可能である。 （考案の効果） 本考案は以上述べた如き構成、作用になるもの
であるから、ビルの地下駐車場等の天井スペース
に制限があり、しかも超音波の多重反射エコーの
発生しやすい環境下においても、超音波振動子の
残響振動や多重反射エコーに影響を受けることが
なくなり、超音波ヘツドの前方近距離位置から所
望の範囲まで広い範囲に亘つて車両の存在の有無
を確実に検出しうるという優れた効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外光遮断式車両感知器の原理
説明図、第２図は超音波式車両感知器の原理説明
図、第３図は同上タイムチヤート、第４図は、反
射方式を利用した従来の超音波式車両感知器の動
作説明のためのタイムチヤート、第５図は遮断方
式を利用した従来の超音波式車両感知器の動作説
明のためのタイムチヤート、第６図は本考案にな
る超音波式車両感知器の１実施例を示すブロツク
回路図、第７図は同上回路の動作説明のためのタ
イムチヤート、第８図は論理回路の１実施例図で
ある。 １……天井、３……路面、５……車両、６……
超音波ヘツド、１４……車両反射波受信ゲート、
１５……路面反射波受信ゲート、１６……論理回
路、１７……出力端子、１８……コントローラ、
Ａ……超音波送信回路、Ｂ……超音波受信回路、
Ｐ……送信波、Pe……残響波、Ｒ……車両反射
波、R₁，R₂……多重反射波、Ｓ……路面反射波、
Gr……車両反射波ゲートパルス、Gs……路面反
射波ゲートパルス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 超音波ヘツド６と、超音波送信回路Ａと、超音
   波受信回路Ｂと、第１の受信ゲート１４と、第２
   の受信ゲート１５と、論理回路１６と、タイミン
   グコントローラ１８とを有する超音波式車両感知
   器であつて、 前記超音波ヘツド６は、上方から路面に向けて
   超音波を放射し、反射波を受信するものであり、 前記第１の受信ゲート１４と、第２の受信ゲー
   ト１５とは、前記超音波受信回路Ｂの後段に接続
   され、前記タイミングコントローラ１８により、
   送信波の残響波がなくなつた所定の時間位置から
   所定の時間だけゲートを開いて、第１の受信ゲー
   ト１４が車両反射波を入力させ、第２の受信ゲー
   ト１５が路面反射波を入力させるものであり、 前記論理回路16は、第１の受信回路14と、第２
   の受信ゲート１５との後段に接続され、第１の受
   信ゲート１４の出力信号が無く、かつ第２の受信
   ゲート１５の出力信号の有るときには車両無し
   の、その他の時には車両有りの出力信号を発生す
   るものである超音波式車両感知器。