JPS61120077A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 致亘立互 本発明は、障害物などの物体を検知する物体検知装置に
関する。

盗米伎折 従来９例えば自動車走行時における障害物検知などに用
いられる物体検知装置としては、送信器から指向性をも
った電波または超音波などを発射させて物体からの反射
波を受信器により受信することにより障害物などの物体
検知をなすようにしているが、一対の送、受信器を必要
として装置が複雑なものになってしまうとともに、指向
性を有しているがために至近部での不感帯を生ずるもの
になってしまっている。

また従来、一対のアンテナを設けてそれぞれに同一周波
数の高周波信号を与え、検知対象となる物体が一対のア
ンテナに対向したときの各アンテナと物体との間におけ
る静電容量の不平衡に起因する発振周波数の差に応じて
物体を検知するようにしたものが開発されているが（特
公昭４７−７８５２号公報参照）、このようなものにあ
ってはアンテナおよび発振器を２系統必要として装にか
複雑なものになってしまうとともに、物体が一対のアン
テナに対して均等に位置して各アンテナと物体との間に
おける静電容量に不平衡を生じないときには物体がある
にもかかわらずそれが検知されないものとなっている。

ｌ］領 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡単な構
成によって接近する障害物などの物体を確実に検知する
とともに、装置が正常に動作するか否かのチェック機能
をもった物体検知装置を提供するものである。

韮 本発明による物体検知装置はその目的達成のため、電極
部材からなるセンサと検知対象となる物体との間におけ
る浮遊容量の変化に基く周波数信号の変化に応じて物体
を検知してその旨の報知を行なわせるようにしたもので
ある。

その際特に本発明では、装置のメインスイッチがオンさ
れたときにタイマにより予め設定された一定時間だけ周
波数信号の変化を強制的に生じさせて物体検知状態を疑
似的に作り出し、それにより装置が正常に動作するか否
かのチェックを自動的に行なわせるようにしたことを特
徴としている。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第２図は本発明に係る物体検知の基本原理を示す回路図
で、電極部材１に分割抵抗からなるネットワーク３を介
して周波数信号を印加したとき。

電極部材１と物体Ｑとの距離に応じてその間の浮遊容量
Ｃが変化してネットワーク３の分圧点における交流出力
電圧が変動することに着目して、その電極部材１をセン
サとして用いることによりそれに物体０が接近したとき
の出力電圧の下降伏態を検出して物体○の接近状態を検
知するようにしている。

第１＠は前記基本原理にもとずいて構成された本発明に
よる物体検知装置の一実施例を示すもので、一定の周波
数信号を発生する発振器２と、その発振器２の出力側に
並列的に設けられた抵抗Ｒ１、Ｒ２による抵抗分割回路
からなるネットワーク３と、そのネットワーク３の抵抗
分割点ａに接続されたセンサ（電極部材）１と、そのネ
ットワーク３からの高周波出力電圧のノイズ除去および
増幅の処理を行なわせる帯域ろ波増幅器４と、その増幅
出力信号の検波を行なう検波器５と、その検波された電
圧信号の下降伏態をみて物体の接近状態を検出して予め
設定された条件を越える電圧下降があればそれを検出す
る電圧変動検出回路６と、その電圧変動検出回路６の検
知出力信号に応じて報知器８の動作を制御するドライバ
７と、前記ネットワーク３の抵抗分割点ａにスイッチン
グ用トランジスタＱを介して抵抗Ｒ３を接続した抵抗接
地回路と、装置のメインスイッチのオン信号Ｓｏｎに応
じて内部に設けられたタイマに予め設定された一定時間
だけ前記トランジスタＱにオン指令を与えるチェック回
路９とによって構成されている。

しかしてこのように構成されたものにあっては、発振器
２から一定周波数をもった高周波数信号がネットワーク
３に与えられると、センサ１に対向する物体の接近度に
比例して適宜減衰された高周波出力電圧が帯域ろ波増幅
器４に送られ、そこでセンサ１などに誘導されたノイズ
が除去されて一定周波数の高周波数成分のみの増幅が行
なわれる。

そしてその所定に増幅された周波数信号が検波器５にお
いて検波され、その入力周波数信号の振幅に対応した直
流電圧信号が電圧変動検出回路６に送られる。電圧変動
検出回路６は、その与えられた直流電圧信号の下降伏態
をそれぞれ検出して、その電圧下降の程度が予め設定さ
れた基準値以下になったときに物体の接近状態を検知し
、その検知出力を報知指令としてドライバ７に与える。

それにより報知器８は、鳴動または点灯駆動されるなど
して物体検知の報知をなすことになる。

また装置のメインスイッチがオンされたとき、そのオン
信号Ｓｏｎに応じてチェック回ｗ！９におけるタイマが
動作して予め設定された一定時間（数秒間）だけチェッ
ク回路９からトランジスタＱにオン指令が出され、それ
によりトランジスタＱが導通状態となってネットワーク
３に抵抗Ｒ３が接続され、それによりネットワーク３に
おけるその抵抗分割点ａの電位が所定に降下してその分
ネットワーク３の高周波出力電圧が強制的に減衰される
。しかしてこの場合にあっても前述の物体検知時と同様
に、電圧変動検出回路６からドライバ７に報知指令が出
されて報知器８が動作することになる。またチェック回
路９におけるタイマの設定時間の経過後にトランジスタ
Ｑがオフし、それにより装置は実際の物体検知の待機状
態となる。

したがって、メインスイッチのオン時に一定時間のあい
だ報知器８が動作することによって装置が正常に動作す
ることをチェックすることができ、またそのとき何ら報
知器８が動作しないことによって装置の異常発生を知る
ことができる。

第３図は電圧変動検出回路６の具体的な構成例を示すも
ので、検波器５の出力電圧ｖＯを増幅する第１の増幅器
ＡＭＰ１と、同じくその出力電圧ｖＯを一定の遅れ要素
をもって増幅する第２の増幅器ＡＭＰ２と、それぞれ増
幅された出力電圧Ｖ１、ｖ２を比較する比較器ＧＯＭＰ
と、その比較出力信号Ｓの時間幅が予め設定された時間
幅以上あるか否かを判定する判定回路ＤＥＣとからなっ
ている。なお、増幅器ＡＭＰＩ、ＡＭＰ２はその各ゲイ
ンが同一となるように設定されている。また比較器ＣＯ
ＭＰは、Ｖ１≧ｖ２でローレベル出力を生じ、Ｖｌ＜Ｖ
２でハイレベル出力を生ずるようにオフセット電圧が調
整されている。

このように構成されたものでは、第４図に示すように、
入力電圧ｖＯがＴの期間で下降すると、増幅器ＡＭＰＩ
の出力電圧ｖ１が同一期間Ｔで下降するが、増幅器ＡＭ
Ｐ２の出力電圧ｖ２が一定の遅れＴｄをもって下降する
ことになり、その結果Ｔ＋Ｔｄの期間Ｖｌ＜Ｖ２となっ
て比較器ＣＯＭＰの出力Ｓがハイレベルとなる。しかし
て、入力電圧Ｖｏの下降期間Ｔはセンサ１に対する物体
の接近度によって変化するものであるため、比較出力Ｓ
の時間幅が所定以上になったとき判定回路ＤＥＣにおい
て物体が一定範囲内の接近状態にあると判断してドライ
バ７に警報指令を与えるようにする。なお、センサ１に
対する物体の位置が変化せずに入力電圧ｖＯが一定とな
ったときにはＶ１＝■２となり、またセンサ１に対して
物体が遠ざかるときにはＶｌ＞Ｖ２となってそれぞれ比
較器ＣＯＭＰの出力がローレベルとなり、そのときには
何ら報知指令が出されることはない。

第５図は本発明による物体検知装置を用いて自動車後退
時における障害物検知を行なわせるようにしたときの適
用例を示すもので、この場合は自動車１３における誘電
率の低い絶縁材からなるリアバンパー１４部分の前面に
センサ１１，１２を図示のように並列的に設け、各セン
サ１１，１２に対してほぼ等距離にある前方の障害物の
みを検知してその障害物が危険領域内に入ったとして運
転者に警報を与え、その上下方向における外乱。

例えばバンパー１４の上側に溜った雨滴、路面の凹凸な
どによる誤警報の発生を有効に防止することができるよ
うにしている。

第６図にそのときの物体検知装置の構成例を示している
。ここでは各センサ１１，１２にそれぞ対応して物体検
知系統を２系統設け、その各系統における電圧変動検出
回路６　（６１，６２）の出力信号をアンド回路１０に
より論理積処理したうえで、そのアンド信号を報知指令
としてドライバ７に与えるようにしている。しかしてこ
のように構成されたものでは、センサｔｔ、ｔ２に対し
てほぼ等距離にある前方障害物が検知されて各電圧変動
検出回路６１，６２の出力信号がともにハイレベルとな
ったときにドライバ７に報知指令が出されることになる
。またセンサ１１，１２に対してそれぞれ異なる距離に
ある上、下方向の物体にあっては、その物体に近い方の
センサ系統によって物体検知がなされるが、他方の物体
に遠い方のセンサ系統によっては物体検知がなされるこ
とがなく、したがってドライバ７に報知指令が何ら出さ
れることがない。

第７図に、２つのセンサ系統を設けて自動車後退時にお
ける障害物を検知させるようにしたときの本発明による
物体検知装置の具体的な回路構成例を示している。図中
、第６図と同一符号は同一構成によるものを示している
。

ここでは電圧変動検出回路６　（６１，６２）における
比較器ＧＯＭＰとしてその一入力端にツェナダイオード
ＺＤＩを介してバイアス電圧Ｖｃｃｌを加え、またその
十入力側をツェナダイオードＺＤ２を介して接地させる
ことにより２人力信号Ｖ１．ｖ２の比較に上、下限を設
け、２人力信号Ｖ１、ｖ２がその比較範囲内にあるとき
には通常の比較動作を行ない、その比較範囲外にあると
きには必ず一定のハイレベル出力を生ずるように構成さ
れている。しかしてこのような比較器ＣＯＭ　Ｐを用い
ることにより、物体の接近による電圧変動の微少変化分
をも良好に検出することができるようになる。第８図に
比較器ＣＯＭＰの一側および＋側の各入力特性をそれぞ
れ示している。図中■ｂはｂ点の電位を、Ｖｃは０点の
電位をそれぞれ示している。ここで比較範囲は、ＶｚＤ
２とＶｃｃｌ　−Ｖｚｏｌとの間の領域となる。

装置の電源回路１５におけるメインスイッチＳＷをオン
するとバッテリＢＡＴＴが接続されて一定のバイアス電
圧Ｖｃｃｌ、　Ｖｃｃ２　（ＶｃｃＬ＞　Ｖｃｃ２）が
各部に印加されるようになっている。なお、図中■Ｓは
電圧安定回路を示している。いまメインスイッチＳＷが
オンされて装置の各部にバイアス電圧が印加されると、
パワーチェック用のタイマ回路ＴＭＬが働いてドライバ
７にタイマ設定時間だけ報知指令が出され、それにより
報知器８が発振回路ｏＳＣの発振周波数に同期して断続
動作し、それにより報知器８系統の動作が正常に行なわ
れるか否かのチェックをすることができるようになって
いる。なお、図中ＣＭＰＩは比較回路を示している。

またチェック回路９にあっては、メインスイッチＳＷが
オンされてからパワーチェックタイマ回路ＴＭＩにおけ
るタイマ設定時間の経過後に自動車のギヤがバックに入
れられると、そのときのバックランプの点灯信号ＢＬが
ハイレベルになることにより、異常チェック用タイマ回
路ＴＭ２の出力信号がそのタイマ設定時間のあいだロー
レベルとなり、その聞咎センサｌ　　（１１，１２）系
統におけるトランジスタＱ　（Ｑｌ、Ｑ２）をオン状態
にして各ネットワーク３　（３１，３２）の電位を強制
的に降下させる。それにより各センサ系統が物体検知の
疑似状態となって各電圧変動検出回路６の出力がハイレ
ベルとなればドライバ７に報知指令が与えられ、それに
より報知器８が発振回路Ｏ８Ｃの発振周波数に同期して
断続動作して各センサ系統が正常に動作していることを
チェックをすることができるようになっている。なお、
図中ＣＭＰ２は比較回路を示している。

肱釆 以上１本発明による物体検知装置にあっては。

電極部材からなるセンサと検出対象となる物体との間に
おける浮遊容量の変化をそれぞれ周波数信号の変化に置
換する手段と、その周波数信号の減衰に応じて物体の接
近状態を検知してその旨の報知をなす手段と、タイマに
より予め設定された一定時間だけ周波数信号の減衰を強
制的に生じさせる手段とによって構成されたもので、Ｕ
単な構成によって接近する障害物などの物体を確実に検
知するとともに、装置が正常に動作するか否かのチェッ
クを有効に行なわせることができるという優れた利点を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による物体検知装置の一実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は本発明に係る物体検知の基本原
理を示す回路構成図、第３図は同実施例における電圧変
動検出回路の具体的な構成例を示すブロック図、第４図
は電圧変動検出回路における各部信号のタイムチャート
、第５図は自動車におけるセンサの具体的な設程例を示
す図、第６図は２つのセンサ系統を設けたときの本発明
による物体検知装置の構成例を示すブロック図、第７図
は２つのセンサ系統を設けて自動車後退時における障害
物を検知させるようにしたときの本発明による物体検知
装置の具体的な回路構成例を示す電気的結線図、第８図
は第７図中における比較器ＣＯＭＰの一側および＋側の
入力特性をそれぞれ示す図である。 ■・・・センサ（電極部材）　　２・・・発振器　３・
・ネットワーク　４・・・帯域ろ波増幅器　５・・検波
器　６・・・電圧変動検出回路　７・・ドライバ　８　
・報知器９・・・チェック回路 第　ｌ　図 第２図 １７＋７ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極部材からなるセンサと検出対象となる物体との間に
   おける浮遊容量の変化を周波数信号の変化に置換する手
   段と、その周波数信号の減衰に応じて物体の接近状態を
   検知してその旨の報知をなす手段と、タイマにより予め
   設定された一定時間だけ周波数信号の減衰を強制的に生
   じさせる手段とによって構成された物体検知装置。