JPH09115089A - 超音波センサユニットを用いた検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害物からの反射波があっても検出対象物の
有無を精度よく判定できる信頼性の高い超音波センサユ
ニットを用いた検出装置を提供する。 【解決手段】 制御手段８に備えた設定手段１７ａと、
判定手段１７ｂとからなる判別手段１７と、フォトカプ
ラ１１、１２と、６進カウンタ１３と、順送りパルス発
生回路１４と、超音波送信部１５と、超音波受信部１６
とからなる超音波センサユニット２ａとを備えた超音波
センサユニットを用いた検出装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、検出対象物の有
無や車両の通過などを正確に検出する超音波センサユニ
ットを用いた検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人が特開平６−２６６９９９号
公報に開示した従来の超音波センサユニットを用いた検
出装置は、センサの送信部と受信部を一体に構成し、送
信した超音波が検出対象物で反射した反射波を受信し、
受信した反射波に応じた反射波信号に基づいて検出対象
物の有無を検出するよう構成されている。

【０００３】従来の超音波センサユニットを用いた検出
装置において、検出対象物の検出は、超音波の送信から
反射波の受信までの時間あるいは検出対象物までの距離
を演算し、演算した時間（距離）と予め設定した基準時
間（基準距離）とを比較して基準時間（基準距離）より
も下回れば検出対象物であると判定してなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波センサユ
ニットを用いた検出装置は、超音波を送信してからの最
初の反射波を受信して検出対象物の有無を判定するた
め、例えば、駐車場ゲートの天井に配置して車両を検知
する場合に、駐車場ゲートにある蛍光燈や駐車料金精算
ブースなどの窓枠等からの反射波であっても、最初の反
射波であれば車両と判定してしまう課題がある。

【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は障害物からの反射波があ
っても検出対象物の有無を精度よく判定できる信頼性の
高い超音波センサユニットを用いた検出装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る超音波センサユニットを用いた検出装置
は、送信した超音波の基準とする反射面からの反射波に
応じた反射波信号に基づいて検出対象物の有無を判別す
る判別手段を備え、超音波受信部が障害物からの反射波
を受信しても、超音波を送信してから基準時間後に反射
波を受信したならば基準とする反射面からの反射波とみ
なし、この反射波の有無判定に基づいて検出対象物の有
無を判別することを特徴とする。

【０００７】送信した超音波の基準とする反射面からの
反射波に応じた反射波信号に基づいて検出対象物の有無
を判別する判別手段を備え、超音波受信部が障害物から
の反射波を受信しても、超音波を送信してから基準時間
後に反射波を受信したならば基準とする反射面からの反
射波とみなし、この反射波の有無判定に基づいて検出対
象物の有無を判別することができるので、検出対象物の
形状に拘らず検出対象物の有無判定が確実で、検出対象
物間の距離が短くても正確に判別ができる。

【０００８】また、請求項２に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置は、判別手段に、送信した超音波の
基準とする反射面からの反射波を受信するまでの時間に
相当する基準時間を予め設定する設定手段と、この設定
手段に設定した基準時間と受信した反射波に応じた反射
波信号とに基づいて基準とする反射面からの反射波の有
無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】判別手段に、送信した超音波の基準とする
反射面からの反射波を受信するまでの時間に相当する基
準時間を予め設定する設定手段と、この設定手段に設定
した基準時間と受信した反射波に応じた反射波信号とに
基づいて基準とする反射面からの反射波の有無を判定す
る判定手段とを備えたので、超音波センサユニットを用
いた検出装置の設置の自由度が広がると共に、基準とす
る反射面からの反射波の正確な判定ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る超
音波センサユニットを用いた検出装置のブロック構成図
である。図１において、超音波センサユニットを用いた
検出装置１０は、フォトカプラ１１および１２と、カウ
ンタ１３と、順送りパルス発生回路１４と、超音波送信
部１５と、超音波受信部１６とからなる超音波センサユ
ニット２ａと、判別手段１７とを備える。

【００１１】フォトカプラ１１および１２は、後述する
制御装置８から順送りパルスａ（一例として３０ｍＳ周
期）、同期パルスｂ（一例として５ｍＳ周期）をそれぞ
れ受信し、６進カウンタ（例えば６進カウンタ）１３に
送る。また、フォトカプラ１２は同期パルスｂと同一の
同期パルスｂ１を送出する。

【００１２】なお、超音波センサユニット２ａは、複数
の超音波センサユニットを互いに縦続接続するように構
成しており、超音波センサユニット２ａの出力側は、例
えば他の超音波センサユニット２ｂの入力側に接続し、
順送りパルスａ１および同期パルスｂ１は、超音波セン
サユニット２ｂのフォトカプラ１１、１２にそれぞれ入
力するよう構成し、以下同様に、順に縦続接続する。

【００１３】カウンタ１３は、例えば６進カウンタで構
成し、順送りパルスａで起動され、同期パルスｂのパル
ス数をカウントしてカウント数に対応した出力を発生す
る。また、カウンタ１３の出力信号ｃは、同期パルスｂ
の２番目のパルスに対応する出力パルスであり超音波送
信部１５の送信変調部１５Ｂに送り、出力信号ｄは同期
パルスｂの３番目〜６番目に対応する出力パルスであり
超音波受信部１６のゲート１６Ｄに送る。

【００１４】さらに、カウンタ１３（６進）は、同期パ
ルスｂの７番目には順送りパルス発生回路１４を駆動
し、フォトカプラ１１で受信した順送りパルスａと同一
の順送りパルスａ１を発生する。

【００１５】超音波送信部１５は、発振器１５Ａ、送信
変調部１５Ｂ、増幅器１５Ｃ、送信トランスジューサ１
５Ｄを備え、発振器１５Ａはパルス信号（例えば４０Ｋ
Ｈｚ）ｅを送信変調部１５Ｂに送り、カウンタ１３（６
進）からの同期パルスｂの２番目のパルス信号ｃで変調
され、増幅器１５Ｃは変調波信号を送信トランスジュー
サ１５Ｄに送り（信号ｆ）、電気―音響変換して超音波
を発射する。

【００１６】超音波受信部１６は、受信トランスジュー
サ１６Ａ、増幅器１６Ｂ、フィルタ部１６Ｃ、ゲート１
６Ｄを備え、送信トランスジューサ１５Ｄが発射し、対
象物から反射して戻ってくる超音波反射波を受信トラン
スジューサ１６Ａで受け音響―電気変換し、この電気信
号ｇを増幅器１６Ｂおよびフィルタ１６Ｃを介して、信
号ｈをゲート１６Ｄに供給する。

【００１７】ゲート１６Ｄは、カウンタ１３（６進）か
らの同期パルスｂの３番目〜６番目に対応する出力信号
ｄの間ゲートを開放し、フィルタ部１６Ｃからの反射波
信号ｈが存在する場合には、この信号ｈに対応したセン
サ情報ｊを判別手段１７に送出する。

【００１８】判別手段１７は、設定手段１７ａと判定手
段１７ｂを備え、ゲート１６Ｄから供給されるセンサ情
報ｊに基づいて基準とする反射面からの反射波に応じた
反射波信号の有無を表す比較情報ｌを発生する。

【００１９】設定手段１７ａは、数値設定器とプリセッ
トカウンタを備え、超音波を送信してから基準とする反
射面からの反射波を検出するまでの時間に相当する判定
基準時間Ｔｓを予め設定すると共に、判定ゲート信号ｋ
を判定手段１７ｂに提供する。なお、予め設定する判定
基準時間Ｔｓは、超音波センサユニットから基準とする
反射面までの距離と超音波の伝搬速度から演算して決定
する。

【００２０】判定ゲート信号ｋは、超音波を送信するパ
ルス信号ｃで起動して予め設定した判定基準時間Ｔｓま
でをプリセットカウンタで計数し、超音波信号を送信し
てから基準とする反射面からの反射波を検出するまでの
時間に相当するタイミングを演算して生成される。

【００２１】また、判定ゲート信号ｋは、基準とする反
射面からの反射波に応じた反射波信号と同等のパルス幅
が確保されていればよい。

【００２２】判定手段１７ｂは、論理機能を備え、ゲー
ト１６Ｄから供給されるセンサ情報ｊと設定手段１７ａ
から供給される判定ゲート信号ｋとに基づいて比較情報
ｌを発生する。

【００２３】また、判定手段１７ｂは、超音波受信部１
６で受信した反射波に基づいた反射波信号列であるセン
サ情報ｊと判定ゲート信号ｋとの論理積をとり、センサ
情報ｊの中に基準とする反射面からの反射波に相当する
反射波信号の有無を判定し、判定結果を比較情報ｌとし
て判定ゲート信号ｋと同期して生成する。

【００２４】図２は超音波センサユニットを用いた検出
装置を駐車場ゲートの天井に設置した場合の超音波反射
状態説明図であり、図（ａ）は駐車場ゲート出口周辺を
正面から見た超音波反射の様子、また同様に、図（ｂ）
は駐車場ゲート周辺を側面から見た超音波反射の様子を
表す。

【００２５】図２（ａ）（ｂ）において、送信した超音
波が駐車場ゲート周辺のさまざまな固定障害物で反射
し、超音波センサユニットはそれぞれの反射波を受信す
る。

【００２６】例えば、反射波（Ｒｗ、Ｒｇ）は、駐車料
金精算ブースの窓枠、出口ゲートからの反射であり、ま
た反射波（Ｒｌ、Ｒｓ、Ｒｆ）は、蛍光燈、スプリンク
ラ、床面からの反射である。この他にも、自動化された
駐車場であれば駐車料金の精算機や入口の発券機などか
らの反射も考えられる。

【００２７】また、車両の出入りに伴って車両の天井は
もとよりバンパやボンネットなどからの反射波（Ｒｃ、
Ｒｂ、Ｒｖ）があり、さらに、車両以外にも人や犬など
がゲートを通過することも考えられ、これら予期しない
移動障害物からの反射も有り得る。

【００２８】図３はこの発明に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置の各部信号波形図である。図中の記
号（ａ）、（ａ１）〜（ｌ）は、それぞれ図１の超音波
センサユニットを用いた検出装置１０の各部の信号ａ、
ａ１〜ｌに対応する。例えば、超音波信号（ｆ）が超音
波送信部１５の送信トランスジューサ１５Ｄから送信さ
れてから、超音波受信部１６の受信トランスジューサ１
６Ａが、さまざまな反射波（ｇ）のうち反射波Ｒｖを受
信するまでの時間は、同期パルス（ｂ）の３周期分（５
ｍＳ／周期×３周期＝１５ｍＳ）であることを示す。

【００２９】また、反射波（ｇ）の反射波（Ｒｌ、Ｒ
ｃ、Ｒｗ、Ｒｖ、Ｒｆ、Ｒｇ）はさまざまな反射物体か
らの反射波を表し、図２に示した駐車場ゲートの反射波
の状態を例にとると、例えば反射波Ｒｆは床面からの反
射波を表すと共に、ここでは基準とする反射面からの反
射波であるとして表すと共に、判定ゲート信号（ｋ）で
判定して比較情報（ｌ）を生成することを表している。

【００３０】さらに、反射波（ｇ）で、反射波Ｒｃある
いは反射波Ｒｖと床面からの反射波Ｒｆが同一の超音波
センサユニットで検出される状況は、駐車場ゲートでは
殆ど起らないと考えられるが、ここでは説明の都合上こ
のように表した。

【００３１】次に、駐車場ゲートの天井にこの発明に係
る超音波センサユニットを用いた検出装置１０を設置
し、車両の存在の有無を判定する方法について図２に基
づいて説明する。

【００３２】図２において、駐車場ゲートに車両１００
が無い状態では、超音波センサユニット２ａから送信し
た超音波Ｓｇは、床面９ｆを含む駐車場ゲートのさまざ
まな固定障害物で反射し、例えば、反射波（Ｒｗ、Ｒ
ｇ、Ｒｌ、Ｒｓ、Ｒｆ）などが超音波センサユニット２
ａで受信される。なお、超音波センサユニット２ａ、２
ｂは同じ動作を行う一対構成で、一定時間間隔を経て作
動して互いの送信波を受信することはない。

【００３３】超音波センサユニット２ａが受信した反射
波に対応した反射波信号に基づき、超音波センサユニッ
ト２ａが超音波Ｓｇを送信してから、それぞれの固定障
害物からの反射波を超音波センサユニット２ａが受信す
るまでの時間を検出することができる。

【００３４】さまざまな固定障害物からの反射波の内か
ら床面９ｆの反射波Ｒｆに着目し、床面９ｆを基準とす
る反射面として超音波Ｓｇを送信してから反射波Ｒｆの
受信までの時間を基準に採り、判定基準時間Ｔｓとして
設定する。なお、判定基準時間Ｔｓは、超音波センサユ
ニット２ａから床面９ｆまでの距離と超音波の伝搬速度
から演算して決定してもよい。

【００３５】一方、駐車場ゲートに車両が存在している
状態では、超音波センサユニット２ａが送信した超音波
Ｓｇは床面９ｆに到達せずに車両１００の各部で反射さ
れ、例えば、反射波（Ｒｃ、Ｒｖ、Ｒｂ）などとその他
の固定障害物からの反射波が超音波センサユニット２ａ
で受信される。

【００３６】超音波センサユニット２ａが受信した反射
波（ｇ）とこれに対応した反射波信号（ｈ）には、床面
９ｆからの反射はないので床面９ｆからの反射波Ｒｆと
これに対応した反射波信号は存在しない。

【００３７】超音波Ｓｇを送信する度に、超音波センサ
ユニット２ａが受信した反射波（ｇ）に対応した反射波
信号（ｈ）の中に、超音波を送信してから判定基準時間
Ｔｓ後、床面９ｆからの反射波Ｒｆに対応した反射波信
号（ｈ）の有無で車両の存在の有無を判定する。判定基
準時間Ｔｓ後に反射波信号（ｈ）が検出されなければ
“車両有り”と判定し、判定基準時間Ｔｓ後に反射波信
号（ｈ）が検出されれば“車両無し”と判定する。

【００３８】床面９ｆの反射波Ｒｆは、超音波の送信を
完全に閉ざさなければ必ず得られるので、人や動物など
が駐車場ゲートを通過しても超音波の送信を完全に閉ざ
すものでない限り反射波Ｒｆは存在し、車両の存在と誤
認することはない。

【００３９】このように、請求項１に係る超音波センサ
ユニットを用いた検出装置は、送信した超音波の基準と
する反射面からの反射波に応じた反射波信号に基づいて
検出対象物の有無を判別する判別手段を備え、超音波受
信部が障害物からの反射波を受信しても、超音波を送信
してから基準時間後に反射波を受信したならば基準とす
る反射面からの反射波とみなし、この反射波の有無判定
に基づいて検出対象物の有無を判別することができるの
で、検出対象物の形状に拘らず検出対象物の有無判定が
確実で、検出対象物間の距離が短くても正確に判別がで
きる。

【００４０】また、請求項２に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置は、判別手段に、送信した超音波の
基準とする反射面からの反射波を受信するまでの時間に
相当する基準時間を予め設定する設定手段と、この設定
手段に設定した基準時間と受信した反射波に応じた反射
波信号とに基づいて基準とする反射面からの反射波の有
無を判定する判定手段とを備えたので、超音波センサユ
ニットを用いた検出装置の設置の自由度が広がると共
に、基準とする反射面からの反射波の正確な判定ができ
る。

【００４１】次に、この発明に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置１０を、ゲート車両管理装置に適用
した実施の形態を添付図に基づいて説明する。図４はゲ
ート車両管理装置の全体構成図である。図４において、
ゲート車両管理装置１は、駐車場の入り口側の天井に配
置された超音波センサユニット２ａ〜２ｆと、駐車場の
出口側の天井に配置された超音波センサユニット３ａ〜
３ｆと、駐車券の発券機４と、入口ゲート５と、駐車料
金の精算機６と、出口ゲート７と、駐車場の隠れた場所
に設置した制御装置８とから構成する。

【００４２】超音波センサユニット２ａ〜２ｆ、３ａ〜
３ｆは、それぞれ２ａと２ｂ、２ｃと２ｄ、２ｅと２
ｆ、３ａと３ｂ、３ｃと３ｄ、３ｅと３ｆを２個１組と
し、２ａと２ｂは発券機４の近傍、２ｃと２ｄ、２ｅと
２ｆは各々入口ゲート５の前後に配置する。一方、３ａ
と３ｂは精算機６の近傍、３ｃと３ｄ、３ｅと３ｆは各
々出口ゲート７の前後に配置する。

【００４３】発券機４は、超音波センサユニット２ａと
２ｂが同時に車両１００を検出した場合、超音波センサ
ユニット２ａと２ｂから同時に出力されるセンサ情報に
基づいて制御装置８が発生する制御情報を受取って駐車
券の発券を行う。また、発券機４は、駐車券が抜取られ
た場合に発券情報を制御装置８に供給する。

【００４４】入口ゲート５は、運転者が発券機４から駐
車券を抜取ると、超音波センサユニット２ａと２ｂから
のセンサ情報および発券機４からの発券情報に基づいて
制御装置８が提供する開放情報により開放し、車両１０
０が超音波センサ２ｃと２ｄ、２ｅと２ｆの順に通過し
た場合、センサ情報に基づいて制御装置８から送られて
くる閉結情報により閉じるよう構成する。

【００４５】精算機６は、超音波センサユニット３ａと
３ｂが同時に車両１００を検出して駐車券が挿入された
場合に駐車料金を表示し、規定の駐車料金が精算される
と精算情報を制御装置８に送出する。また、精算機６
は、例えば音声ガイダンス回路等を備え、超音波センサ
ユニット３ａと３ｂにより車両を検出すると、例えば
「駐車券をお入れください。」等のメッセージを音声出
力するよう構成する。

【００４６】出口ゲート７は、超音波センサユニット３
ａと３ｂからのセンサ情報および精算機６からの精算情
報に基づいて制御装置８が提供する開放情報により開放
し、車両１００が超音波センサユニット３ｃと３ｄ、３
ｅと３ｆの順に通過した場合、センサ情報に基づいて制
御装置８から送られてくる閉結情報により閉じるよう構
成する。

【００４７】図５はこの発明に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置のゲート車両管理装置における超音
波センサユニットの配置図である。図５において、駐車
場入口には発券機４の近傍に２個１組の超音波センサユ
ニット２ａおよび２ｂを設け、２ａと２ｂの間隔Ｗｏを
車両の幅Ｗ１より短く（Ｗｏ＜Ｗ１）なるよう配置す
る。

【００４８】車両の検出は、２個の超音波センサユニッ
ト２ａおよび２ｂが同時に所定回数検出した場合とし、
２個の超音波センサユニットからのセンサ情報の論理積
に基づいて行うよう制御装置８を構成する。

【００４９】超音波センサユニット２ｃおよび２ｄ、２
ｅおよび２ｆは、それぞれ入口ゲート５の前後に配置
し、車両が通過した場合に入口ゲート５を閉じるよう構
成する。また、車両通過の検出は、まず超音波センサユ
ニット２ｄまたは２ｅのセンサ情報の論理和に基づいて
車両を検出し、続いて２ｅまたは２ｆのセンサ情報の論
理和に基づいて検出した後、２ｃおよび２ｄ、２ｅおよ
び２ｆの順に４個の超音波センサユニット全てが検出し
なくなった場合を通過と判断するよう制御装置８を構成
して入口ゲート５を閉じる。

【００５０】車両の検出を超音波センサユニット２ａお
よび２ｂからのセンサ情報の論理積で行い、車両の通過
を超音波センサユニット２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆからの
センサ情報の論理和で行うよう構成することにより、車
両以外の２輪車や人間を検出して発券機４が駐車券を発
券することを防止し、車両通過直後に２輪車や人間が入
口ゲート５の下にいる場合に入口ゲート５が閉じること
を防止する。

【００５１】超音波センサユニット３ａ〜３ｆの配置、
車両の検出および車両の通過検出についても超音波セン
サユニット２ａ〜２ｆと同様に構成し、超音波センサユ
ニット３ａおよび３ｂを精算機６の近傍に配置し、超音
波センサユニット３ｃおよび３ｄ、３ｅおよび３ｆをそ
れぞれ出口ゲートの前後に配置する。

【００５２】図６はゲート車両管理装置の制御装置のブ
ロック構成図である。図６において、制御装置８はマイ
クロプロッセッサを基本として各種演算回路、メモリ、
制御回路等で構成し、判別手段１７、同期パルス発生回
路２４、順送りパルス発生回路２５、車両判定手段３
０、タイマ部Ａ３６、タイマ部Ｂ３７、制御部４０、入
口ゲート駆動部４１、出口ゲート駆動部４２を備える。

【００５３】判別手段１７は、設定手段１７ａと判定手
段１７ｂを備え、超音波センサユニット２ａのゲート１
６Ｄから供給されるセンサ情報ｊに基づき、基準とする
反射面からの反射波に応じた反射波信号の有無を表す比
較情報ｌを発生する。

【００５４】設定手段１７ａは、数値設定器とプリセッ
トカウンタを備え、超音波を送信してから基準とする反
射面からの反射波を検出するまでの時間に相当する判定
基準時間Ｔｓを予め設定すると共に判定ゲート信号ｋを
判定手段１７ｂに提供する。なお、予め設定する判定基
準時間Ｔｓは、超音波センサユニットから基準とする反
射面までの距離と超音波の伝搬速度から演算して決定す
る。

【００５５】判定ゲート信号ｋは、超音波を送信するパ
ルス信号ｃで起動して予め設定した判定基準時間Ｔｓま
でをプリセットカウンタで計数し、超音波信号を送信し
てから基準とする反射面からの反射波を検出するまでの
時間に相当するタイミングを演算して生成され、基準と
する反射面からの反射波に応じた反射波信号と同等のパ
ルス幅が確保されていればよい。

【００５６】判定手段１７ｂは、論理機能を備え、超音
波センサユニット２ａのゲート１６Ｄから供給されるセ
ンサ情報ｊと設定手段１７ａから供給される判定ゲート
信号ｋとに基づいて比較情報ｌを発生し、車両判定手段
３０に提供する。

【００５７】また、判定手段１７ｂは、超音波受信部１
６で受信した反射波に基づいた反射波信号列であるセン
サ情報ｊと判定ゲート信号ｋとの論理積をとり、センサ
情報ｊの中に基準とする反射面からの反射波に相当する
反射波信号の有無を判定し、判定結果を比較情報ｌとし
て判定ゲート信号ｋと同期して生成する。

【００５８】同期パルス発生回路２４、順送りパルス発
生回路２５は、それぞれ同期パルスｂ、順送りパルスａ
を超音波センサユニット２ａのフォトカプラ１２、１１
に提供する。

【００５９】車両判定手段３０は、データ記憶部３１、
計数部３２、直列―並列変換部３３、論理演算部３４、
シーケンス部３５を備え、判別手段１７から供給される
比較情報ｌを所定の回数カウントして検出対象物の存在
を確実に判定すると共に、各超音波センサユニット（２
ａ〜２ｆ、３ａ〜３ｆ）が検出した情報に対応した比較
情報ｌに基づいて予め設定された順序で論理演算を行
い、駐車券の発券、料金の精算、出入口ゲートの開閉等
に必要な演算情報Ｄｏを制御部４０に提供する。

【００６０】データ記憶部３１は、超音波センサユニッ
ト（２ａ〜２ｆ、３ａ〜３ｆ）の各々が検出したセンサ
情報ｊに対応してデータ比較部２３から提供されるシリ
アルの比較情報ｌを、それぞれ割当てられた記憶領域に
記憶し、比較情報ｌが連続して予め計数部３２に設定さ
れた所定回数Ｎｋに達した場合、記憶データＤｍを直列
―並列変換部３３に出力する。

【００６１】直列―並列変換部３３は、シリアルな記憶
データＤｍを１２個の超音波センサユニット（２ａ〜２
ｆ、３ａ〜３ｆ）に対応したパラレルなデータＤｔに変
換し、データＤｔを論理演算部３４に出力する。

【００６２】論理演算部３４は複数の論理積および論理
和回路等で構成し、直列―並列変換部３３からのパラレ
ルデータＤｔを入力とし、シーケンス部３５に予め設定
された順序に従って論理演算を行い、演算情報Ｄｏを制
御部４０に提供する。また、論理演算部３４は、制御部
４０を介して発券機４からの発券情報Ｋａ、または精算
情報Ｋｂに応じた情報Ｋａｏ、Ｋｂｏを受取り、パラレ
ルデータＤｔと共に論理演算を行い、再度演算情報Ｄｏ
として制御部４０に提供する。

【００６３】シーケンス部３５は、予め設定された順序
のシーケンス情報Ｓｋを論理演算部３４に送り、ゲート
車両管理装置１に必要な演算の順序を制御する。

【００６４】図７は制御装置の論理演算部の一実施例で
ある。論理演算部３４は、同一構成の入口側論理演算回
路３４Ａおよび出口側論理演算部３４Ｂから構成し、入
口側論理演算回路３４Ａは、例えば論理積回路３４ａ、
３４ｂおよび論理和回路３４ｃ、３４ｄを備える。

【００６５】入口側論理演算回路３４Ａは、図６の直列
―並列変換部３３からのパラレルデータＤｔ（Ｄｔ１〜
Ｄｔ６）を入力として論理演算を行い、演算情報Ｄｏ
（Ｄｏ１〜Ｄｏ４）を出力し、同様に、出口側論理演算
部３４ＢもパラレルデータＤｔ（Ｄｔ７〜Ｄｔ１２）を
入力とし、演算情報Ｄｏ（Ｄｏ５〜Ｄｏ８）を出力す
る。なお、データＤｔ１〜Ｄｔ６は図５の超音波センサ
ユニット２ａ〜２ｆ、データＤｔ７〜Ｄｔ１２は超音波
センサユニット３ａ〜３ｆが検出するセンサ情報に対応
する。

【００６６】論理演算部３４の動作を説明する。なお、
論理はＨレベルアクティブで構成したものとする。デー
タＤｔ１およびＤｔ２が同時に入力されると（センサユ
ニット２ａ、２ｂが車両同時検出状態）、入口側論理演
算回路３４Ａは演算情報Ｄｏ１を出力し、制御部４０を
介して発券情報Ｋｃを発券機４に出力し、発券機４から
駐車券が発券される。

【００６７】駐車券が発券機４から抜取られると、抜取
り情報Ｋａが制御部４０を介して情報Ｋａｏとして論理
積回路３４ｂに入力され、論理積回路３４ｂが論理積を
演算して演算情報Ｄｏ２を出力し、制御部４０を介して
ゲート開放情報Ｇａを入口ゲート駆動部４１に提供す
る。ゲート駆動部４１はゲート開放情報Ｇａに基づいて
ゲート開駆動情報Ｇｅを出力して入口ゲート５を開く。

【００６８】次に、データＤｔ３またはＤｔ４が入力さ
れると（センサユニット２ｃ、２ｄが車両検出状態）、
入口側論理演算回路３４Ａは演算情報Ｄｏ３を制御部４
０に出力し、続いてデータＤｔ５またはＤｔ６が入力さ
れると（センサユニット２ｅ、２ｆが車両検出状態）、
入口側論理演算回路３４Ａは演算情報Ｄｏ４を制御部４
０に出力し、制御部４０は車両の通過状態を監視し、演
算情報Ｄｏ３、演算情報Ｄｏ４の順にＬレベルになると
（車両通過検出状態）、制御部４０からゲート閉結情報
Ｇａを入口ゲート駆動部４１に提供し、入口ゲート駆動
部４１からゲート閉駆動情報Ｇｅを出力して入口ゲート
５を閉じる。

【００６９】なお、車両が通過した後の所定時間内に演
算情報Ｄｏ３または演算情報Ｄｏ４がある場合、制御手
段４０は入口ゲート５付近に検出対象物（二輪車、人間
等）があると判断して入口ゲート５を開いた状態に保つ
よう構成する。

【００７０】出口側論理演算回路３４Ｂについても入口
側論理演算回路３４Ａと同様の動作を行うが、精算機６
で料金精算が完了した場合に出口ゲート５を開く点のみ
が異なる。

【００７１】なお、シーケンス部３５は、図６の順送り
パルス発生回路２５の順送りパルスａに同期してデータ
Ｄｔ１〜Ｄｔ１２の取込み、演算情報Ｄｏ１〜Ｄｏ８を
送出するよう論理演算部３４の動作順序を決定する。

【００７２】図６の制御部４０は、論理演算部３４の演
算情報Ｄｏに基づいて発券機４、精算機６の駆動を制御
したり、入口ゲート駆動部４１、出口ゲート駆動部４２
を制御して入口ゲート５、出口ゲート７の開閉を制御す
ると共に、図５の出庫警報灯９の点滅を制御する。ま
た、制御部４０は、発券機４から抜取り情報Ｋａを受取
った場合、または精算機６から精算終了情報Ｋｂを受取
った場合、それぞれタイマ部Ａ３６、タイマ部Ｂ３７に
起動情報Ｔａ、Ｔｂを送ってタイマを駆動し、所定時間
Ｔｕ経過後に出力されるタイムアップ情報Ｔｅ、Ｔｏに
基づいてそれぞれ入口ゲート５、出口ゲート７を閉じる
よう制御する。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る超
音波センサユニットを用いた検出装置は、送信した超音
波の基準とする反射面からの反射波に応じた反射波信号
に基づいて検出対象物の有無を判別する判別手段を備
え、超音波受信部が障害物からの反射波を受信しても、
超音波を送信してから基準時間後に反射波を受信したな
らば基準とする反射面からの反射波とみなし、この反射
波の有無判定に基づいて検出対象物の有無を判別するこ
とができるので、検出対象物の形状に拘らず検出対象物
の有無判定が確実で、検出対象物間の距離が短くても正
確に判別ができるので、障害物の誤認や検出対象物の誤
認あるいは検出ミスが減少し、ゲート車両管理業務で
は、ゲート車両管理精度が向上すると共に駐車場出入口
の渋滞緩和が図れる。

【００７４】また、請求項２に係る超音波センサユニッ
トを用いた検出装置は、判別手段に、送信した超音波の
基準とする反射面からの反射波を受信するまでの時間に
相当する基準時間を予め設定する設定手段と、この設定
手段に設定した基準時間と受信した反射波に応じた反射
波信号とに基づいて基準とする反射面からの反射波の有
無を判定する判定手段とを備え、超音波センサユニット
を用いた検出装置の設置の自由度が広がると共に、基準
とする反射面からの反射波の正確な判定ができるので、
検出対象物の有無判別を確実に行うことができる。

【００７５】よって、障害物からの反射波があっても検
出対象物の有無を精度よく判定できる信頼性の高い超音
波センサユニットを用いた検出装置を提供することがで
きると共に、駐車場ゲートに用いて新設および既設の駐
車場に適用できて施行も容易で自由度が高く拡張性にも
優れ、信頼性および安全性の高いゲート車両管理装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る超音波センサユニットを用いた
検出装置１０のブロック構成図

【図２】超音波センサユニットを用いた検出装置を駐車
場ゲートの天井に設置した場合の超音波反射状態説明図

【図３】この発明に係る超音波センサユニットを用いた
検出装置の各部信号波形図

【図４】ゲート車両管理装置の全体構成図

【図５】この発明に係る超音波センサユニットを用いた
検出装置のゲート車両管理装置における超音波センサユ
ニットの配置図

【図６】ゲート車両管理装置の制御装置のブロック構成
図

【図７】制御装置の論理演算部の一実施例

【符号の説明】

１…ゲート車両管理装置、２ａ〜２ｆ，３ａ〜３ｆ…超
音波センサユニット、４…発券機、５…入口ゲート、６
…精算機、７…出口ゲート、８…制御装置、９…出庫警
報灯、９ａ…駐車料金精算ブース、９ｂ…蛍光燈、９ｃ
…スプリンクラ、９ｄ…バンパ、９ｅ…ボンネット、９
ｆ…床面、１０…超音波センサユニットを用いた検出装
置、１１，１２…フォトカプラ、１３…６進カウンタ、
１４…順送りパルス発生器、１５…超音波送信部、１５
Ａ…発振器、１５Ｂ…送信変調部、１５Ｃ，１６Ｂ…増
幅器、１５Ｄ，１６Ａ…トランスジューサ、１６…超音
波受信部、１６Ｃ…フィルタ部、１６Ｄ…ゲート、１７
…判別手段、１７ａ…設定手段、１７ｂ…判定手段、２
４…同期パルス発生回路、２５…順送りパルス発生回
路、３０…車両判定手段、３１…データ記憶部、３２…
計数部、３３…直列―並列変換部、３４…論理演算回
路、３４Ａ…入口側論理演算回路、３４Ｂ…出口側論理
演算部、３４ａ，３４ｂ…論理積回路、３４ｃ，３４ｄ
…論理和回路、３５…シーケンス部、３６…タイマ部
Ａ、３７…タイマ部Ｂ、４０…制御部、４１…入口ゲー
ト駆動部、４２…出口ゲート駆動部、１００…車両、ｋ
…判定ゲート信号、ｌ…比較情報、Ｒｃ、Ｒｗ、Ｒｇ、
Ｒｌ、Ｒｓ、Ｒｂ、Ｒｆ、Ｒｖ…反射波、Ｓｇ…超音
波、Ｔｓ…判定基準時間、Ｔｘ…車両検知時間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を送信する超音波送信部と、反射
   波を受信する超音波受信部と、を備え、送信した超音波
   が物体で反射した反射波を受信して物体の有無を検出す
   る超音波センサユニットを用いた検出装置において、 送信した超音波の基準とする反射面からの反射波に応じ
   た反射波信号に基づいて検出対象物の有無を判別する判
   別手段を備え、 前記超音波受信部が障害物からの反射波を受信しても、
   超音波を送信してから基準時間後に反射波を受信したな
   らば基準とする反射面からの反射波とみなし、この反射
   波の有無判定に基づいて検出対象物の有無を判別するこ
   とを特徴とする超音波センサユニットを用いた検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、送信した超音波の基準
   とする反射面からの反射波を受信するまでの時間に相当
   する基準時間を予め設定する設定手段と、この設定手段
   に設定した基準時間と受信した反射波に応じた反射波信
   号とに基づいて基準とする反射面からの反射波の有無を
   判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の超音波センサユニットを用いた検出装置。