JPS6130788A - 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】 滋１す［匹 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。

従米妓皇 従来、例えは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系統必要として装置が
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一物体との
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ず、さらに方向性を
もって物体の検知を行なわせることができないものとな
っている。

１咋 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、方向性をもって物体の検知を行なわせること
ができるようにした物体検出装置を提供するものである
。

１戊 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交流信号の変化に応じて物体を
検知するようにしたものである。

その際特に本発明では、方向性をもって複数のセンサを
設け、各センサによる物体の検知感度の差を利用して物
体検知に方向性をもたせるマルチセンサ方式をとるよう
にしたことを特徴としている。

以下、添ｆｄ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２を介
して交流信号を印加したとき、電極部材１と物体０　（
０１，０２）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２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Ｏが接近したときの出力
電圧の下降状態を検出して物体Ｏの接近状態を検知する
ようにしている。

その際、センサ（電極部材）１が図示のように棒状のも
のである場合には、例えばそのセンサ１に対して水平方
向にある物体０１および垂直方向にある物体０２をそれ
ぞれ検知してしまうことになる。

そのため特に本発明では、例えば垂直方向にある物体ｏ
２が検知対象外のものであるようなときに、目的とする
センサｌの水平方向にある物体０１のみを選択的に検知
することができるように。

第３図に示すように少なくとも２つのセンサ１１゜１２
を並列的に設けるとともに、電気的には第４図に示すよ
うに各センサ１１．］、２のネットワーク２１．２２を
緩衝増幅器３を介して直列接続させて、各センサ１１，
１２にそれぞれ対する各物体０１，０２の位置に応じた
検知感度差を利用して物体検知に方向性をもたせるよう
にしている。

すなわち、センサ１１，１２と大地との間にはそれぞれ
浮遊容量ＣＩ、Ｃ２があり、物体０がセンサ１１，１２
に接近すると、浮遊容量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ増大して
各ネットワーク２１．２２における交流信号の減衰量が
増えることになる。そのときの出力点Ｐにおける出力信
号の振幅を測定すると、物体○がセンサ１１，１２に接
近する前に比べてその振幅が小さくなる。しかして交流
信号はネットワーク２１．２２において２段階に減衰し
、出力点Ｐにはそれぞれの減衰量の積に応した振幅をも
った出力信号が得られることになる。

また、前述のようにネットワーク２１．２２を直列に接
続して積処理による各ネットワーク２１゜２２の出力信
号の合成を行なわせる代わりに、ネットワーク２１．２
２を並列に接続し、各ネッ１−ワーク２］、２２におい
て減衰した交流信号を直流信号に変換したうえで重畳さ
せてそれぞれの減衰量の和に応した出力信号を得るよう
にした加算処理による合成手段をとるようにしてもよい
。ただしこのような加算処理による合成手段をとる場合
には、積処理による合成手段をとる場合に比して、セン
サ１１，１２に対する物体Ｏの接近状態に応じた出力信
号の変化分が小さくなる。

いま３図の関係にあって、２つのセンサ１１゜１２に対
して物体０１が水平方向から、また物体０２が垂直方向
からそれぞれ接近する場合を考えると、物体０１にあっ
ては各センサ１１，１．２に対してほぼ等距離にあるの
でその浮遊容量の変化がほぼ等しくなり、出力信号の振
幅減少が大きくなって物体０１の検知感度が高くなるの
に対して、物体０２にあってはセンサ１２との距離が遠
いためにネットワーク２２における減衰量が少なくなり
、その分出力信号の振幅減少が小さくなって物体０２の
検知感度が低くなる。したがって、物体○の検知感度の
差すなわち出力信号の振幅減少が大きいか小さいかをみ
ることによって方向性をもって物体検知をなすことがで
きるようになる。このとき、出力信号の振幅減少が大き
いことをもって所定の方向にある物体０１の接近状態が
検知される。

第１図は前記基本原理にもとす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
数をもった交流信号を発生する発振器４と、その発振器
４の出力側に直列に設けられたセンサ１１のネットワー
ク２１、緩衝増幅器３およびセンサ１２のネットワーク
２２と、ネットワーク２２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減増幅器５
と、その増幅出力信号の検波を行なう検波器６と、その
検波された電圧信号の下降状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
警報器９のドライバ８に警報指令を与える電圧変動検出
回路７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
４から一定周波数ＦＯをもった交流信号が前述のように
ネットワーク２１．２２に直列的に与えられると、セン
サ１１．１２に対向する物体の接近度にそれぞれ比例す
る交流信号の減衰量の積に応じた高周波出力電圧が帯域
ろ減増幅器５に送られ、そこでセンサ１１，１．２など
に誘導されたノイズが除去されて周波数Ｆｏ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６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７に送られる。電圧変動検出回路７は、その与え
られた直流電圧信号の下降状態を検出して、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
体が危険領域内に入ったとしてドライバ８に警報指令を
与える。

それにより警報器９は、鳴動または点灯駆動されるなど
してその旨の警報を発する。

第５図は電圧変動回路７の具体的な構成例を示すもので
、検波器６の出力電圧■０を増幅する第１の増幅器７１
と、同じくその出力電圧■０を一定の遅れ要素をもって
増幅する第２の増幅器７２と、その同増幅された出力電
圧Ｖｌ、Ｖ２を比較する比較器７３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７４とからなっている。なお、増幅器
７１．７２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７３は、ｖ１≧■２でローレベル出
力を生じ、Ｖｌ＜Ｖ２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６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７１の出
力電圧Ｖｌが同一の期間Ｔで下降するか、増幅器７３の
出力電圧■２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＋Ｔ　ｄ　（７［間Ｖ　１　＜Ｖ　２
となって比較器７３の出力Ｓがハイレベルとなる。しか
して、入力電圧■０の下降期間Ｔは前記センサ１１，１
２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の時間幅か所定以上になったとき判定回
路７４において物体が危険領域内に入ったと判断してド
ライバ８に警報指令を与えるようにする。

なお、センサ］］、１２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Ｖ】＝ｖ２とな
り、またセンサ１．ｉ、１２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６３の出力が
口〜レベルとなり、そのときには何ら警報指令が出され
ることはない。

このように本発明による物体検知装置では、全体の構成
が簡単であるために故障が少なく、また至近部での不感
帯がなくなって物体が接近するほどその検知状態が良い
ものとなり、さらに方向性をもって物体の検知をなして
その接近度に応じた最適な警報を発することができるた
め、自動車走行時における障害物の検知などにおいて有
利なものとなる。例えば第７図に示すように、自動車１
０における誘電率の低い絶縁材からなるバンパー１３部
分にセンサ１１．１２を図示のように平行に設けるよう
にすれば、前方の障害物のみを検知して、その上下方向
における外乱、例えば路面の凹凸による影響などをなく
すことができるようになる。

以す」 以上、本発明による物体検知装置にあっては、方向性を
もって設けられた電極板からなる複数のセンサと検出対
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、それぞれ置換された交流信
号の変化を合成する手段と、その合成された信号の減衰
に応じで物体の接近状態を検知する手段とからなるもの
において、特にセンサに対して検知対象外となる方向に
静電シールド部材を設けるようにしたもので、簡単な構
成によって物体の接近状態を確実に検知することができ
るとともに、所定の方向における物体のみを検知して外
乱の影響を除去す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図はセンサの設置例を示す
図、第４図は直列接続による各センサ信号の積処理をな
すようにしたときの回路構成を示す側、第５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６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７図は自動車におけるセンサの具体的な設置
例を示す図である。 １１、ｊ２・・・センサ（電極部材）　　２１．２２・
・・ネットワーク　３・・・緩衝増幅器　４・・・発振
器　５・・・帯域ろ減増幅器　６・・・検波器　７・・
電圧変動検出回路　８・・・ドライバ　９・・・警報器
第３図 ＣＩ”−’−Ｃ２ Ｔ 刀ア　六 第４図 第５図 第６図 手続補正書 昭和５９年１０月１７日 特許庁長官　志　賀　　学　　　殿 １、事件の表示　　　　　　　　　　　　　過昭和５９
年特許願第１５２６７７号 ２、発明の名称 物体検知装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東基部渋谷区神宮前６丁目２７番８号 ４、代理人 昭和　　年　　月　　日 （発送日昭和　　年　　月　　日） ６、補正により　　　する発明の数 ７、補正の対象 特許請求の範囲 釦装置。 ３、交流信号の変化を合成する内容が直列的な積処理で
あることを特徴とする前記第１項の記載による物体検知
装置。 ４、交流信号の変化を合成する内容が並列的な加算処理
であることを特徴とする前記第１項の記載による物体検
知装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、方向性をもって設けられた電極部材からなる複数の
   センサと検出対象となる物体との間における各浮遊容量
   の変化をそれぞれ交流信号の変化に置換する手段と、そ
   れぞれ置換された交流信号の変化を合成する手段と、そ
   の合成された信号の減衰に応じて物体の接近状態を検知
   する手段とによって構成された物体検知装置。 ２、交流信号の変化を合成する手段の内容が直列的な積
   処理であることを特徴とする前記第１項の記載による物
   体検知装置。 ３、交流信号の変化を合成する手段の内容が並列的な加
   算処理であることを特徴とする前記第１項の記載による
   物体検知装置。