(57)【要約】  本発明の物体検出装置は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用して、物体によるこの受信電波の遮蔽前後にわたる、時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて物体の有無を検出するので、簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる。また、無線伝送用の電波を利用するので、屋外だけでなく屋内でも当該電波は伝播するから、特に屋内駐車場における駐車車両のような物体の有無の検出が可能となる。
2011010629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を常時伝播している無線伝送用の電波を受信する電波受信モジュールと、物体による受信電波の遮蔽により物体の有無を検出する検出制御部とがケース内に収納された物体検出装置であって、
前記検出制御部は、物体による受信電波の遮蔽前後にわたる、前記電波受信モジュールで受信された時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて、物体の有無を検出する、
物体検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出制御部は、前記物体による受信電波の遮蔽前後にわたる、前記時系列の受信信号のＳ／Ｎ比の差分およびＳ／Ｎ比平均を演算する解析部と、このＳ／Ｎ比の差分値およびＳ／Ｎ比平均値とそれぞれの所定基準値との比較に基づいて物体の有無を判定する判定部とを有する、物体検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ケース内に、前記電波受信モジュール内のアンテナの延びる方向と略平行に延びて、前記アンテナによる側方からの電波の受信を遮蔽する、少なくとも１つのシールド板が設けられている、物体検出装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記無線伝送用の電波が携帯電話用または放送用の受信電波である、物体検出装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
駐車場の駐車区画内に配置されて、物体である駐車車両の有無を検出する、物体検出装置。
【請求項６】
請求項５の物体検出装置が、駐車場の駐車区画内に配置されて、物体である駐車車両の有無の検出に基づいて、少なくとも駐車車両の鎖錠管理を行う、物体管理システム。
【請求項７】
請求項１または２に記載の物体検出装置を、物体の移動方向に沿って複数設けて、各物体検出装置による物体有無の検出に基づき少なくとも物体の移動方向を検出する、物体検出システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、日本国で２００９年７月２１日に出願した特願２００９−１６９８１３の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用して、車両などの物体の有無を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、物体の有無を検出する物体検出装置に使用されるセンサでは、赤外線センサ、超音波センサおよび光電センサなどのほかに、駐車車両のような移動する物体（金属体）の有無を検出するセンサとして、ループコイルを用いた磁界センサ（例えば、特許文献１）などが知られている。【０００４】
また、物体の動きによってアンテナ周辺に発生している電磁波による誘導ノイズ信号が変動するので、該アンテナから入力した誘導ノイズ信号を増幅し、ローパスフィルタを通すことで、物体の動きに対応した電気信号を得ることにより、物体の動きを検出するパッシブ（受動型）センサが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０５０１８号
【特許文献２】特開平４−５５９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の各装置では、赤外線センサや超音波センサの場合、周辺温度の影響やセンサの汚れなどにより物体の有無を誤検出するおそれがある。また、特許文献１のような磁界センサの場合、センサの埋設工事を伴うので設置のための費用が高コストになる。その一方、特許文献２のパッシブセンサでは、電磁波が特定されておらず、使用する電磁波の如何によっては物体の有無の検出が不安定となるおそれがある。【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決して、簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる物体検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の一構成に係る物体検出装置は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を受信する電波受信モジュールと、物体による受信電波の遮蔽により物体の有無を検出する検出制御部とがケース内に収納されており、前記検出制御部は、物体による受信電波の遮蔽前後にわたる、前記電波受信モジュールで受信された時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて、物体の有無を検出する。
ここで、無線伝送用の電波とは、空間を常時伝播している電波であって、この電波を受信した受信信号の信号レベル（強度）等を測定したり、該測定データを使用等することが一般に可能な電波で、また利用が容易な電波を意味し、携帯電話用の受信電波、テレビ放送用またはラジオ放送用の受信電波を含むものである。【０００９】
この構成によれば、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用して、物体によるこの受信電波の遮蔽前後にわたる、時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて物体の有無を検出するので、簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる。【００１０】
好ましくは、前記検出制御部は、前記物体による受信電波の遮蔽前後にわたる、前記時系列の受信信号のＳ／Ｎ比の差分およびＳ／Ｎ比平均を演算する解析部と、このＳ／Ｎ比の差分値およびＳ／Ｎ比平均値とそれぞれの所定基準値との比較に基づいて物体の有無を判定する判定部とを有する。したがって、より簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる。【００１１】
好ましくは、前記ケース内に、前記電波受信モジュール内のアンテナの延びる方向と略平行に延びて、前記アンテナによる側方からの電波の受信を遮蔽する、少なくとも１つのシールド板が設けられている。したがって、アンテナの指向性を高めて受信能力を向上させることができる。【００１２】
好ましくは、前記無線伝送用の電波が携帯電話用または放送用の受信電波である。したがって、汎用性が高いので、無線伝送用の電波の利用がより容易となる。また、好ましくは、駐車場の駐車区画内に配置されて、移動する物体である駐車車両の有無を検出する。したがって、無線伝送用の電波を利用するので、屋外だけでなく屋内でも当該電波は伝播するから、特に屋内駐車場における駐車車両のような物体の有無の検出が可能となる。【００１３】
本発明の他の構成に係る移動物体管理システムは、前記物体検出装置が、駐車場の駐車区画内に配置されて、移動する物体である駐車車両の有無の検出に基づいて、少なくとも駐車車両の鎖錠管理を行う。したがって、物体検出装置が簡単な構成で、駐車車両の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができるので、当該駐車車両の管理を容易に行うことができる。また、上記と同様に、特に屋内駐車場における駐車車両の管理に適用することが可能となる。【００１４】
本発明のさらに他の構成に係る物体検出システムは、前記物体検出装置を、物体の移動方向に沿って複数設けて、各物体検出装置による物体有無の検出に基づき少なくとも物体の移動方向を検出する。したがって、物体検出装置が簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができるので、物体の移動方向の検出も容易となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の物体検出装置は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用して、物体によるこの受信電波の遮蔽前後にわたる、時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて物体の有無を検出するので、簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付のクレーム（請求の範囲）によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品符号は同一部分を示す。
【図１】本発明に係る物体検出装置を有する移動物体（駐車）管理システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る物体検出装置を示す概略側面図である。
【図３】図２の物体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】電波受信モジュールのシールド構造を示す概略斜視図である。
【図５】時系列で検出された受信信号における各Ｓ／Ｎ比の一例を示すタイムチャートである。
【図６】携帯電話用の受信電波を利用したもので、（Ａ）は駐車車両なし、（Ｂ）は駐車車両ありの検出状態を示す特性図である。
【図７】本発明に係るラジオ放送用のＦＭ波の受信電波を利用した変形例によるもので、（Ａ）は駐車車両なし、（Ｂ）は駐車車両ありの検出状態を示す特性図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の他の実施形態にかかる物体検出システムを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る物体検出装置１を有する移動物体（駐車）管理システムを示す概略構成図である。本システムは、例えば屋内駐車場を管理するもので、管理装置２１のほかに、各駐車スペース（区画）内に設置される車両ロック装置（ロック板）２２および移動物体である駐車する車両Ｍの有無を検出する物体検出装置１を備えている。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る物体検出装置１を示す概略側面図、図３はその構成を示すブロック図である。図２のように、本装置１は、例えば携帯電話用の受信電波を利用して駐車する車両Ｍの有無を検出するもので、携帯電話／基地局が発信する電波を受信する電波受信モジュール２と、車両（物体）Ｍによる受信電波の遮蔽（遮断）により車両Ｍを検出する検出制御部３と、各部へ電源を供給する電源部５と、を有する。本装置１は、また、検出結果を前記管理装置２１のような外部に通信するための、ＺｉｇＢｅｅ（家電向けの短距離無線通信規格）９などを用いた無線方式および／またはＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）１０などを用いた有線（Ｗｉｒｅ）方式の通信ユニットを有する。
【００１９】
本装置１は、上記の各部がケースＣ内に収納されており、このケースＣは、車両などの重量物が載っても破損しない程度の堅牢性をもち、扁平な外形を有している。ケースＣの上部は、電波受信モジュール２による電波受信が可能で耐衝撃性の高いポリカーボネート樹脂や強化ガラスなどで作製されている。
【００２０】
本装置１は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用するものであり、屋内外のこれらの電波の受信が可能な場所に設置される。またこの例では装置内部に設けられた電源部５から電源を供給しているが、それに代えて、外部電源からの配線による供給でもよい。
【００２１】
電波受信モジュール２は、主として屋内用で、例えば携帯電話用の８００ＭＨｚ帯の受信電波を利用して車両Ｍの有無を検出するパッシブセンサで、携帯電話／基地局が発信する電波を受信するホイップアンテナや受信専用の内蔵アンテナのようなアンテナ１１と、アンテナ１１からの受信信号を検出する受信器１２とを備えている。受信器１２は、例えば、市販の携帯電話用レシーバが使用される。受信信号は、一定の時間間隔で、つまり時系列で測定されたものである。
【００２２】
図４に示すように、電波受信モジュール２は、例えば前記アンテナ（アンテナパターン）１１と受信器（ＩＣチップ）１２とが基板Ｋ上に搭載され、一対のシールド板１３、１３がアンテナ１１の延びる方向と直交する方向に離間した状態で基板Ｋの両側縁に立設されている。このシールド板１３はアンテナ１１による側方からの電波の受信を遮蔽するもので、アンテナ１１の指向性を高めるために設けているが、受信状態が良好な場合などその必要性に応じて、片側だけに設けてよいし、全く省略してもよい。
【００２３】
携帯電話用の受信電波は、空間を常時伝播し、屋外でも屋内でも当該電波は伝播するから、屋外駐車場だけでなく屋内駐車場における駐車車両Ｍのような物体の有無の検出にも使用可能となり、また汎用性が高いので、容易に利用できる。この例では、携帯電話用の電波として、８００ＭＨｚ帯であるが、この周波数帯域に限定されるものではなく、例えばＵＨＦ帯以上の電波（極超短波）が使用される。
【００２４】
図３の検出制御部（制御ユニット）３は、解析部６、判定部７および出入力部８を備えている。出入力部８では、電波受信モジュール２から受信信号（データ）が入力され、制御信号が電波受信モジュール２へ出力される。解析部６は、出入力部８より入力されたデータから、例えば車両Ｍによる受信電波の遮蔽前後にわたる、時系列の受信信号のＳ／Ｎ比の差分およびＳ／Ｎ比平均を演算して解析する。判定部７は、このＳ／Ｎ比の差分値およびＳ／Ｎ比平均値とそれぞれの所定基準値との比較に基づいて車両Ｍの有無を判定する。
【００２５】
前記解析部６は、受信信号のＳ／Ｎ比の差分およびＳ／Ｎ比平均を演算する演算器および演算結果を記憶するメモリを有し（図示せず）、複数の時系列の受信信号のデータについて、まず、時間ｔｉ−１に受信されたＳ／Ｎ比のＲｉ−１（ｄＢ）と、次の時間ｔｉに受信されたＳ／Ｎ比のＲｉ（ｄＢ）との変化の差分値Ｒｉ／Ｒｉ−１を演算する。判定部７は、この差分値とその所定基準値とを比較することにより、受信信号のＳ／Ｎ比に急激な変化があったか否かを判定する。
【００２６】
また、解析部６は、複数の受信信号のＳ／Ｎ比平均を求めるため、例えば５個のデータによる相加（移動）平均（図５）を演算し、受信信号のＳ／Ｎ比平均値およびその推移を時系列的に検出する。判定部７は、これら複数の受信信号のＳ／Ｎ比の差分値と、Ｓ／Ｎ比平均値およびその推移とに基づいて、駐車車両Ｍの有無を判定する。例えば、受信信号のＳ／Ｎ比に急激な変化があってもＳ／Ｎ比平均値が所定基準値以上に高く推移する場合には、前記急激な変化は一時的なものとされて、駐車車両なしと判定される。
【００２７】
図５は、時系列で検出された受信信号における各Ｓ／Ｎ比の一例を示す。図示αは、Ｓ／Ｎ比の下落（ゲイン下落）の差分値が大きいが、相加（移動）平均によるＳ／Ｎ比平均値が所定基準値以上に高く推移しているので、この急激な変化は一時的なものであるから、この差分の変化はキャンセルされ「駐車車両なし」と判定される。図示βは、Ｓ／Ｎ比の下落の差分が大きく、かつ相加（移動）平均によるＳ／Ｎ比平均値が所定基準値未満に低く推移するので、「駐車車両有り」と判定される。図示γは、Ｓ／Ｎ比の上昇の差分値が大きく、かつ相加（移動）平均によるＳ／Ｎ比平均値が所定基準値以上に高く推移するので、駐車車両の出庫によって再び「駐車車両なし」と判定される。
【００２８】
図６は、例えば約８８０ＭＨｚの携帯電話用の電波を使用したもので、（Ａ）は駐車車両なし、（Ｂ）は駐車車両ありのＳ／Ｎ比（ｄＢ）データを示す。受信信号のＳ／Ｎ比は（Ａ）の方が（Ｂ）よりも高くなっており、駐車車両Ｍの遮蔽による受信信号のＳ／Ｎ比（ｄＢ）値と所定の基準値（ｄＢ）との比較に基づいて、駐車車両Ｍの有無を判定することができる。前記基準値は、物体検出装置１が設置された電波受信環境に応じて所定の値に設定される。
【００２９】
この駐車管理システムでは、物体検出装置１が、上記した無線または有線による通信機能を有するので、判定部７で「駐車車両有り」と判断された場合には、出入力部８から例えば駐車オン信号が、図１の管理装置２１へ送信されて車両ロック装置（ロック板）２２を起動し、車両ＭをロックＯＮして鎖錠管理が行われる。
【００３０】
また、判定部７で「駐車車両なし」と判断されて駐車オフ信号が図１の管理装置２１に送信されることにより、これに基づいて、駐車場における駐車スペースの空き状態を図示しない表示器に表示することができる。
【００３１】
こうして、本発明は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波を利用して、駐車車両のような物体によるこの受信電波の遮蔽前後にわたる、時系列の受信信号の信号レベルの変化に基づいて物体の有無を検出するので、簡単な構成で、物体の有無の検出処理を正確かつ容易に行うことができる。また、無線伝送用の電波を利用するので、屋外だけでなく屋内でも当該電波は伝播するから、特に屋内駐車場における駐車車両のような物体の有無の検出が可能となる。
【００３２】
図７は、本発明の物体検出装置の変形例を示すもので、無線伝送用の電波として、前記携帯電話用の受信電波に代えて、ラジオ放送用のＦＭ波（７６ＭＨｚ〜８５ＭＨｚ）の例えば、約８０ＭＨｚの受信電波を利用したものである。図７（Ａ）は駐車車両なし、（Ｂ）は駐車車両ありのＳ／Ｎ比（ｄＢ）データを示す。この場合、図４のアンテナ２にはラジオ放送のＦＭ波用の受信アンテナ、受信器１２には市販のＦＭ波用レシーバが使用される。その他の構成は上記と同様である。
【００３３】
図７において、図６と同様に、受信信号のＳ／Ｎ比は（Ａ）の方が（Ｂ）よりも高くなっており、駐車車両の遮蔽による受信信号のＳ／Ｎ比（ｄＢ）値と所定基準値との比較に基づいて、駐車車両の有無を判定することができる。
【００３４】
なお、この実施形態では、本装置を駐車場の駐車車両の有無検出に適用しているが、駐車場以外の不法駐車や無断駐車場所での駐車車両の有無検出などに適用してもよい。この場合、本装置が当該場所に設置されて、駐車オン信号に基づき駐車車両の有無が検出される。駐車車両有りと検出されたとき、音や光等で報知してもよく、駐車オン信号を当該場所の監視センタなどに通信してもよい。
【００３５】
図８は、他の実施形態にかかる物体検出システムを示す。この実施形態は、例えば工場内で空調効果を高めるなどの目的で取り付けられるシートシャッターのセンサ用のような車両（物体）の通過の検出に適用される。この場合、図８（Ａ）のように、例えば複数の物体検出装置１を平面上に配置することにより、（Ｂ）のように大きな車両（物体）の通過を検出した場合には大きくシャッターを開け、（Ｃ）のように小さな車両（物体）の通過を検出した場合には小さくシャッターを開けることができる。また時系列に検出結果を演算することにより、容易に物体の移動方向および移動速度を検出でき、停止した場合の位置検出も可能となる。
【００３６】
なお、受信電波は、空間を常時伝播している無線伝送用の電波であれば使用することができ、携帯電話用の受信電波に代えてＰＨＳ（Personal Handy-phone System）用の受信電波を利用してもよい。
【００３７】
また、テレビ放送用の受信電波を利用してもよく、さらに、ラジオ放送用の受信電波としては、前記したＦＭ波のほかに、長波（３０〜３００ｋＨｚ）よりも短波（３〜３０ＭＨｚ）および中波（３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）が好ましく利用される。例えば中波の場合には、フェライトバーのようなアンテナが使用される。また複数の物体検出装置を設置した場合、上記した携帯電話用の受信電波、テレビ放送用の受信電波、ラジオ放送用の受信電波およびその他の受信電波を利用した装置のいずれか２つ以上を組み合わせてもよい。
【００３８】
以上のとおり図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００３９】
１：物体検出装置
２：電波受信モジュール
３：検出制御部（制御ユニット）
６：解析部
７：判定部
８：出入力部
１１：アンテナ
１２：受信器
１３：シールド板
２１：管理装置
２２：車両ロック装置
Ｃ：ケース
Ｍ：物体（車両）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011010629.tif 000009
【図８】
2011010629.tif 000010
【国際調査報告】
2011010629.tif 000011
2011010629.tif 000012
2011010629.tif 000013