(57)【要約】【課題】自動車のような磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に且つ動きながらでも検知する。【解決手段】マイクロプロセッサ６０は、第１のフラックスゲート型磁気検出素子１０−１による第１の検出信号を読み込むと共に第２のフラックスゲート型磁気検出素子１０−２による第２の検出信号を読み込んで各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定する。【効果】自動車のような磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度（実用感度範囲１０ｍ以上）に且つ動きながらでも検知することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号をそれぞれ処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部とを具備したことを特徴とする磁性物体検知装置。
【請求項２】
磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号をそれぞれ処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部と、移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を電波または光または音波で送信する送信部と、前記各部に電力を供給する電池とを具備したことを特徴とする磁性物体検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の磁性物体検知装置において、前記判定部は、前記各検出信号の変化の大きさに基づいて磁性物体がどの方向の近傍に存在するかを判定することを特徴とする磁性物体検知装置。
【請求項４】
監視地域に分散させて複数設置した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁性物体検知装置と、各磁性物体検知装置での判定結果を受信し報知する管理装置とを具備したことを特徴とする地域監視装置。
【請求項５】
磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号を処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部とを具備した磁性物体検知装置を自動車に搭載し、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子を前記自動車の少なくとも左側および右側に設置し、前記判定部は、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化と前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化とが等しいか略等しいときは他の自動車が近傍に存在しないと判定し、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化と前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化の差が所定値以上に大きいときは近傍に他の自動車が存在すると判定し判定結果を出力することを特徴とする自動車検知装置。
【請求項６】
請求項５に記載の自動車検知装置において、前記判定部は、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化が前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化より所定値以上に大きいときは前記自動車の左側近傍に他の自動車が存在すると判定し、前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化が前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化より所定値以上の大きいときは前記自動車の右側近傍に他の自動車が存在すると判定し判定結果を出力することを特徴とする自動車検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性物体検知装置、地域監視装置および自動車検知装置に関し、さらに詳しくは、自動車のような磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に且つ動きながらでも検知することが出来る磁性物体検知装置および自動車検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの磁気センサを数ｍの距離を離して道路と平行に且つ自動車の高さに設置し、歩道と路肩数ｍの範囲の磁気センサを横切る車両の磁気を計測して、自動車が近傍を移動したか否かを検出する車両検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
他方、フラックスゲート型磁気検出素子を用いた磁気測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７４５８３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の車両検出装置では、磁気センサから放射する磁界を車両が横切ったときに磁気センサのインピーダンスが変化することを検出する方式であるため、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）から、感度範囲が実用上数ｍに限られる問題点がある。
他方、従来のフラックスゲート型磁気検出素子を用いた磁気測定装置は、ナビゲーションシステムの方位センサやテレビの地磁気補正用センサとして利用されているが、自動車のような磁性物体の検知には利用されていない。
そこで、本発明の目的は、自動車のような磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に且つ動きながらでも検知することが出来る磁性物体検知装置および自動車検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号をそれぞれ処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部とを具備したことを特徴とする磁性物体検知装置を提供する。
上記第１の観点による磁性物体検知装置では、フラックスゲート型磁気検出素子により地磁気を検出するが、磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。さらに、複数のフラックスゲート型磁気検出素子の検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定することにより自らの動きによる地磁気の変化をキャンセルするので、動きながらでも検知することが出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号をそれぞれ処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部と、移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を電波または光または音波で送信する送信部と、前記各部に電力を供給する電池とを具備したことを特徴とする磁性物体検知装置を提供する。
上記第２の観点による磁性物体検知装置では、フラックスゲート型磁気検出素子により地磁気を検出するが、磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。また、複数のフラックスゲート型磁気検出素子の検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定することにより自らの動きによる地磁気の変化をキャンセルするので、動きながらでも検知することが出来る。さらに、判定結果を電波または光または音波で送信するため、配線をしなくても遠隔で判定結果を受信し管理することが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記第１または上記第２の観点による磁性物体検知装置において、前記判定部は、前記各検出信号の変化の大きさに基づいて磁性物体がどの方向の近傍に存在するかを判定することを特徴とする磁性物体検知装置を提供する。
フラックスゲート型磁気検出素子の検出信号の変化は、磁性物体が近くに存在するときは、遠くに存在するときより、大きくなる。
そこで、上記第３の観点による磁性物体検知装置では、各検出信号の変化の大きさを比較することにより、磁性物体が存在する方向を判定できる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、監視地域に分散させて複数設置した上記第１から上記第３のいずれか１項の観点による磁性物体検知装置と、各磁性物体検知装置での判定結果を受信し報知する管理装置とを具備したことを特徴とする地域監視装置を提供する。
上記第４の観点による地域監視装置では、各磁性物体検知装置の感度範囲で監視地域を覆うように複数の磁性物体検知装置を分散配置し、各磁性物体検知装置での判定結果を集中管理することにより、監視地域に磁性物体が存在するか否かを監視することが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えた複数のフラックスゲート型磁気検出素子と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子の各検出用コイルに誘起される信号を処理して各検出信号を出力する信号処理部と、前記各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し前記各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力する判定部とを具備した磁性物体検知装置を自動車に搭載し、前記複数のフラックスゲート型磁気検出素子を前記自動車の少なくとも左側および右側に設置し、前記判定部は、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化と前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化とが等しいか略等しいときは他の自動車が近傍に存在しないと判定し、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化と前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化の差が所定値以上に大きいときは近傍に他の自動車が存在すると判定し判定結果を出力することを特徴とする自動車検知装置を提供する。
上記第５の観点による自動車検知装置では、フラックスゲート型磁気検出素子により地磁気を検出するが、他の自動車が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から他の自動車が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。さらに、複数のフラックスゲート型磁気検出素子の検出信号の変化が等しいか略等しいときは他の自動車が近傍に存在しないと判定することにより自らの走行による地磁気の変化をキャンセルするので、走行しながらでも検知することが出来る。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記第５の観点による自動車検知装置において、前記判定部は、前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化が前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化より所定値以上に大きいときは前記自動車の左側近傍に他の自動車が存在すると判定し、前記自動車の右側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化が前記自動車の左側に設置したフラックスゲート型磁気検出素子に対応する検出信号の変化より所定値以上の大きいときは前記自動車の右側近傍に他の自動車が存在すると判定し判定結果を出力することを特徴とする自動車検知装置を提供する。
フラックスゲート型磁気検出素子の検出信号の変化は、磁性物体が近くに存在するときは、遠くに存在するときより、大きくなる。
そこで、上記第６の観点による自動車検知装置では、各検出信号の変化の大きさを比較することにより、他の自動車が存在する方向を判定できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の磁性物体検知装置、地域監視装置および自動車検知装置によれば、自動車のような磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度（実用感度範囲１０ｍ以上）に且つ動きながらでも検知することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１にかかる磁性物体検知装置１００を示す構成図である。
この磁性物体検知装置１００は、第１のフラックスゲート型磁気検出素子１０−１と、第１のフラックスゲート型磁気検出素子１０−１の励磁用コイルに励磁電流を通電する第１の励磁部５０−１と、第１のフラックスゲート型磁気検出素子１０−１の検出用コイルに誘起される信号を処理して第１の検出信号を出力する第１の信号処理部２０−１と、第１の検出信号をアナログ／デジタル変換する第１のＡ／Ｄ変換器４０−１と、第２のフラックスゲート型磁気検出素子１０−２と、第２のフラックスゲート型磁気検出素子１０−２の励磁用コイルに励磁電流を通電する第２の励磁部５０−２と、第２のフラックスゲート型磁気検出素子１０−２の検出用コイルに誘起される信号を処理して第２の検出信号を出力する第２の信号処理部２０−２と、第２の検出信号をアナログ／デジタル変換する第２のＡ／Ｄ変換器４０−２と、第１のＡ／Ｄ変換器４０−１を介して第１の検出信号を読み込むと共に第２のＡ／Ｄ変換器４０−２を介して第２の検出信号を読み込んで各検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定し各検出信号の変化の大きさに所定値以上の差があるときに磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力するマイクロプロセッサ６０と、判定結果を表示する表示部６１とを具備している。
【００１４】
図２は、フラックスゲート型磁気検出素子１０（１０−１，１０−２）と、励磁部５０（５０−１，５０−２）と、信号処理部２０（２０−１，２０−２）を示す構成図である。
【００１５】
フラックスゲート型磁気検出素子１０は、例えばパーマロイまたはセンダストなどの軟磁気特性（保持力が小さく、透磁率が大きい。）を有する材料を環状に成形した磁心１１に励磁用コイル１２および検出用コイル１３を設けた構造である。なお、棒状の磁心に励磁用コイルと検出用コイルとを付設した構造でもよい。
【００１６】
励磁部５０は、周波数ｆ０（例えばｆ０＝２ｋＨｚ）の矩形波を発振する発振器５１と、発振器５１が発振した矩形波を分周し周波数ｆ０／２の交流電流を励磁用コイル１２に通電するコイル駆動回路５２とを含んでおり、フラックスゲート型磁気検出素子１０の励磁用コイル１２に交流電流を通電する。
【００１７】
信号処理部２０は、検出用コイル１３に誘起される検出信号Ｉｓに帰還信号Ｉｂを重畳する帰還回路２６と、フラックスゲート型磁気検出素子１０の励磁移相から移相をずらせた同期信号を出力する移相器３１と、帰還信号Ｉｂを重畳した検出信号Ｉｓを増幅する前置増幅器３２と、遮断周波数ｆc1（＞ｆ０／２）で励磁信号成分を遮断するためのハイパスフィルタ３３と、ハイパスフィルタ３３からの出力信号を同期信号で位相検波する位相検波器３４と、遮断周波数ｆc2（≪ｆ０）で所望帯域の出力信号Ｖｐを取り出すローパスフィルタ３５と、出力信号Ｖｐを時定数τ１で積分し第１の積分信号Ｖi1を出力する第１の積分器４１と、第１の積分信号Ｖi1を時定数τ２（＞τ１）で積分し第２の積分信号Ｖi2を出力する第２の積分器４２と、第２の積分信号Ｖi2を時定数τ３（＞τ２）で積分し第３の積分信号Ｖi3を出力する第３の積分器４３と、第１〜第３の積分信号Ｖi1〜Ｖi3を減衰／増幅する第１〜第３の積分信号調整器２０１〜２０３と、積分信号調整器２０１〜２０３を経た第１〜第３の積分信号Ｖi1’〜Ｖi3’を加算して加算信号Ｖｄを出力する加算器２１と、感度を調整するべく加算信号Ｖｄを減衰／増幅する帰還量調整器２２と、帰還量調整器２２を経た加算信号Ｖｄ’にバイアス信号Ｖａを加えて帰還信号Ｉｂを出力するバイアス調整器２３とを具備している。
【００１８】
バイアス信号Ｖａは、磁性物体が近傍に存在しないときに加算信号Ｖｄが０になるように（つまり、ノイズ磁気の直流成分を打ち消すように）調整しておく。
【００１９】
各積分器４１，４２，４３の時定数τ１，τ２，τ３やフィードバック特性を積分信号調整器２０１〜２０３で調整することで、出力信号Ｖｐから抽出される信号成分の帯域を積分器ごとに変えることが可能となり、異なる複数の帯域の信号成分をそれぞれ検出信号として同時に得ることが出来る。すなわち、第１〜第３の積分信号Ｖi1〜Ｖi3のいずれか適当なものを検出信号として選べばよい。
【００２０】
図３は、マイクロプロセッサ６０の動作を示すフロー図である。
ステップＳ１では、第１の検出信号および第２の検出信号を読み込む。
ステップＳ２では、第１の検出信号と第２の検出信号の差が所定値より小さいならステップＳ３へ進み、差が所定値以上ならステップＳ４へ進む。
【００２１】
ステップＳ３では、磁性物体が近傍に存在しないと判定する。そして、ステップＳ６へ進む。
【００２２】
ステップＳ４では、磁性物体が近傍に存在すると判定する。
ステップＳ５では、第１の検出信号および第２の検出信号を比較して磁性物体が存在する方向を推定する。例えば図４に示すように磁性物体検知装置１００を自動車７００に搭載し、第１のフラックスゲート型磁気検出素子１０−１をボディの左側に設置し、第２のフラックスゲート型磁気検出素子１０−２をボディの右側に設置した場合、第１の検出信号の変化が第２の検出信号の変化より大きいときは自動車７００の左側近傍に他の自動車が存在すると判定し、第２の検出信号の変化が第１の検出信号の変化より大きいときは自動車７００の右側近傍に他の自動車Ａが存在すると判定する。そして、ステップＳ６へ進む。
【００２３】
ステップＳ６では、判定結果を表示部６１に表示する。例えば図４に示すように磁性物体検知装置１００を自動車７００に搭載しているなら、運転席前に設けた液晶パネルに「他の自動車が左側にいます」のメッセージを表示する。そして、ステップＳ１に戻る。
【００２４】
実施例１の磁性物体検知装置１００によれば、フラックスゲート型磁気検出素子１０−１，１０−２により地磁気を検出するが、磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、第１の検出信号および第１の検出信号の変化から磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。さらに、第１の検出信号および第１の検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定することにより自らの動きによる地磁気の変化をキャンセルするので、動きながらでも検知することが出来る。例えば図４に示すように磁性物体検知装置１００を自動車７００に搭載して自動車検知装置として利用した場合、走行しながらでも他の自動車Ａを検知することが出来る。
【実施例２】
【００２５】
図５は、実施例２の磁性物体検知装置２００を示す構成図である。
この磁性物体検知装置２００は、図１における表示部６１の代わりに、判定結果を電波で送信する送信部６２とし、電源を電池６５とした構成である。
【００２６】
図６に示すように、複数の磁性物体検知装置２００−１〜２００−９をそれぞれ浮標に付けて海上の監視地域に分散して浮遊させておく。そして、磁性物体検知装置２００−１〜２００−９から送信される電波を航空機８１に搭載した管理装置８０で受信し集中管理する。
【００２７】
なお、電波の送信は、近傍に船舶Ｂが存在すると判定したときは直ちに行い、近傍に船舶が存在しないと判定したときは電池６５の消耗を防ぐため間欠的（例えば３分毎）に行う。
【００２８】
実施例２の磁性物体検知装置２００によれば、フラックスゲート型磁気検出素子１０−１，１０−２により地磁気を検出するが、磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、第１の検出信号および第１の検出信号の変化から磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、磁界を放射しないので、電池６５の消耗が少なく、長時間の可動が可能になる。さらに、第１の検出信号および第１の検出信号の変化が等しいか略等しいときは磁性物体が近傍に存在しないと判定することにより自らの動きによる地磁気の変化をキャンセルするので、動きながらでも検知することが出来る。例えば図６に示すように磁性物体検知装置２００を浮標に付けて海上に浮かべた場合、波や海流により動いていても船舶Ｂを検知することが出来る。
【実施例３】
【００２９】
実施例２の磁性物体検知装置２００にＧＰＳ（Global Positioning System）を付加し、自分の位置をも送信するようにすれば、検知した磁性物体の位置を知ることも可能になる。
【実施例４】
【００３０】
フラックスゲート型磁気検出素子は、３個以上でもよい。例えば８個を八角形に並べれば、磁性物体の存在する方向を正確に推定できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
自動車や船舶のような磁性物体の存在を検知するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の磁性物体検知装置を示す構成図である。
【図２】フラックスゲート型磁気検出素子と励磁部と信号処理部を示す構成図である。
【図３】マイクロプロセッサ（判定部）の動作を示すフロー図である。
【図４】実施例１の磁性物体検知装置を自動車検知装置として利用した場合の説明図である。
【図５】実施例２の磁性物体検知装置を示す構成図である。
【図６】実施例２の磁性物体検知装置を地域監視装置として利用した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０−１，１０−２        フラックスゲート型磁気検出素子
１１                            磁心
１２                            励磁用コイル
１３                            検出用コイル
２０，２０−１，２０−２        信号処理部
５０，５０−１，５０−２        励磁部
６０                            マイクロプロセッサ
６１                            表示部
６２                            送信部
６５                            電池
７０                            自動車
８０                            管理装置
１００，２００                  磁性物体検知装置
【図１】
2006120052.tif 000003
【図２】
2006120052.tif 000004
【図３】
2006120052.tif 000005
【図４】
2006120052.tif 000006
【図５】
2006120052.tif 000007
【図６】
2006120052.tif 000008