(57)【要約】【課題】マイクロ波を使用し、駐車エリアのセンサ設置条件に柔軟に対応できるとともに、雨の影響を可及的に少なくできる車両検出センサを提供する。【解決手段】車両検出センサ１は、マイクロ波モジュール４と、レドーム５とを備え、マイクロ波の送信信号と駐車車両Ｃに反射した受信信号とのビート周波数信号に基づいて駐車車両までの距離を演算するＦＭＣＷ方式で、所定の駐車エリア３における駐車車両の有無を検出する。センサ１の位置と駐車エリアの大きさに応じて、マイクロ波による検出範囲角度を制限するように、モジュールの左右両側、上下両側または上下左右両側に、マイクロ波の送信方向に突出する遮断部材１０を設け、モジュールとレドームの表面との間の離間距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように、モジュールを配置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を送受信するマイクロ波モジュールと、マイクロ波モジュールにおける送信方向の前面を覆うレドームとを備え、マイクロ波の送信信号と測定対象物に反射した受信信号とのビート周波数信号に基づいて測定対象物までの距離を演算するＦＭＣＷ方式で、所定の駐車エリアにおける駐車車両の有無を検出する車両検出センサであって、
前記センサの位置と前記エリアの大きさに応じて、マイクロ波による検出範囲角度を可変するように、前記モジュールの左右両側、上下両側または上下左右両側に、マイクロ波の送信方向に突出する遮断部材を設け、
前記モジュールとマイクロ波が通過する前記レドームとの間の離間距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように、前記モジュールを配置した、
車両検出センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記センサが前記エリアの外側近傍またはエリア上方に配置された支持体に取り付けられている、車両検出センサ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記レドームの表面に降水による水滴が付着することを防ぐように、前記レドームを覆う降水遮蔽体が設けられている、車両検出センサ。
【請求項４】
請求項３において、
屋外駐車場に設置されて降水の影響を受けやすい、車両検出センサ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、
前記レドームは樹脂で形成されており、これを通過するマイクロ波が影響しないように、マイクロ波の波長と樹脂の誘電率を考慮した厚みに設けられている、車両検出センサ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、
前記遮断部材は、前記マイクロ波の送信方向に突出し、かつ前記レドームの後方に位置する、車両検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を使用したＦＭＣＷ方式で駐車車両の有無を検出する車両検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、駐車場における駐車車両の有無を検出する車両検出センサとしては、駐車場の天井に取り付けて、駐車エリアの床面に向けて超音波を発射し、下方の駐車車両や床面から反射する反射波に基づき駐車車両を検出する超音波センサ（例えば、特許文献１）や、駐車エリアの床面にループコイルを埋設して上方の駐車車両を検知するループコイルセンサ（例えば、特許文献２）が知られている。
【０００３】
ループコイルセンサでは、通常、ループコイルの埋設工事が必要であり、工事が煩雑であり設置コストも高くなる。一方、天井に設置する超音波センサでは、屋外（青空）駐車場に対して適用できない。屋外のポールや既存の壁などに超音波センサを設置する場合は、床面埋設に比べて設置が容易となるが、雨やみぞれなどの降水の影響を受けて誤動作する場合がある。もちろん降水の影響を回避するためだけに屋外駐車場に屋根を設けることは現実的でない。
【０００４】
近年、超音波モジュール自体を防滴構造として、車載用の衝突防止に使用する超音波センサが知られている。これを駐車車両の検出に使用する場合、図８（Ａ）のように駐車車両Ｃの側面側の中央位置に超音波センサ５１を設置するのは特に問題とならない。
【０００５】
ところで、超音波の検出角度範囲が広いため、図８（Ｂ）ではセンサ５１が駐車車両Ｃの側面側の前方または後方に、図８（Ｃ）では駐車車両Ｃの前側または後側に、図８（Ｄ）では斜め駐車の前側または後側に位置している場合、隣接の駐車エリアの駐車車両Ｃを誤検出するおそれがある。これを防止するために、検出エリアを狭めるように外部に突出するホーンを取り付けることが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０６１６０７号公報
【特許文献２】特開平９−０２６４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、検出エリアを狭めるホーン構造では、外部に突出するホーンが破損したりイタズラされたりする可能性がある。その一方、赤外線を投光する投光器と受光器を有し、赤外線が遮断されることにより物体を検知するＡＩＲ（能動型赤外線）方式を使用することが考えられるが、屋外用に不適であるとともに、相対検出方式であるので反転現象（物体が長く一定状態にあると、それを背景と誤って記憶して非検出となり、物体が移動すると逆に検出となる現象）があり、誤検出する可能性がある。
【０００８】
他方、マイクロ波（MW）センサを使用し、距離を演算するＦＭＣＷ方式にすることも考えられる。距離による判定であるため絶対検出方式であり、反転現象は起こらないが、雨などの降水の影響を受ける場合がある。
【０００９】
本発明は、前記の問題点を解決して、マイクロ波を使用し、駐車エリアのセンサ設置条件に柔軟に対応できるとともに、降水の影響を可及的に少なくできる車両検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明にかかる車両検出センサは、マイクロ波を送受信するマイクロ波モジュールと、マイクロ波モジュールにおける送信方向の前面を覆うレドームとを備え、マイクロ波の送信信号と駐車車両に反射した受信信号とのビート周波数信号に基づいて測定対象物までの距離を演算するＦＭＣＷ方式で、所定の駐車エリアにおける駐車車両の有無を検出する。前記センサの位置と前記駐車エリアの大きさに応じて、マイクロ波による検出範囲角度を可変するように、前記モジュールの左右両側、上下両側または上下左右両側に、マイクロ波の送信方向に突出する遮断部材を設け、前記モジュールとマイクロ波が通過する前記レドームとの間の離間距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように、前記モジュールを配置している。
ここで、離間距離とは、マイクロ波モジュールの送受信面とレドームのマイクロ波透過面との中心間距離である。また、近傍とは、マイクロ波の半波長とその±１５％以内、好ましくは±１０％以内、さらに好ましくは±５％以内である。
【００１１】
この構成によれば、駐車エリアに対するセンサ設置位置に応じて遮断部材を選択することで、マイクロ波の検出範囲角度を制限できることと、センサから駐車エリア内の任意の距離よりも短い物体を駐車車両と判定できることにより、容易に駐車エリア外にある車両などによる誤検出を防止できる。しかも、モジュールとマイクロ波が通過するレドームとの間の離間距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように配置しているので、レドーム表面に付着した水滴の影響を受けにくくなるから、降水の影響を可及的に少なくできる。
【００１２】
本発明では、前記センサは、前記エリアの外側近傍または上方に配置された支持体に取り付けられていることが好ましい。したがって、センサをエリアの外方や上方などに配置されたポールのような支持体にＵ字金具などで固定できるので、センサの取付方向を駐車エリアに向けることが容易となるため、設置がより容易となる。
【００１３】
また、本発明では、前記レドームの表面に降水による水滴が付着することを防ぐように、前記レドームを覆う降水遮蔽体が設けられていることが好ましい。この場合、降水遮蔽体によって、レドーム表面への水滴の付着が少なくなり、雨のような降水の影響をより少なくできる。
【００１４】
前記車両検出センサは、屋外駐車場に設置されて降水の影響を受けやすくてもよい。この場合、降水の影響をより少なくする必要性が高い。また、前記レドームは樹脂で形成されており、これを通過するマイクロ波が影響しないように、マイクロ波の波長と樹脂の誘電率を考慮した厚みに設けられてもよい。この場合、マイクロ波は樹脂の厚みの影響を受けないようにできる。前記遮断部材は、前記マイクロ波の送信方向に突出し、かつ前記レドームの後方に位置するのが好ましい。この場合、遮蔽部材はレドームの外方に突出しないために、従来のホーン構造と異なって破損したりイタズラされたりする可能性も少ない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、駐車エリアに対するセンサ設置位置に応じて遮断部材を選択することで、マイクロ波の検出範囲角度を制限できることと、センサから駐車エリア内の任意の距離よりも短い物体を駐車車両と判定できることにより、容易に駐車エリア外にある車両などによる誤検出を防止できる。しかも、モジュールとレドーム表面間の距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように、当該本体ケース内に前記モジュールを配置しているので、降水の影響を可及的に少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る車両検出センサの設置状態を示す平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両検出センサを示す斜視図である。
【図３】車両検出センサを示す概略平面図である。
【図４】車両検出センサのマイクロ波モジュールを示すブロック図である。
【図５】マイクロ波モジュールとレドームとの離間距離と、水滴付着時の信号変化量との関係を示す特性図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はマイクロ波モジュールとレドームとの離間距離による駐車車両の検出距離を示す特性図である。
【図７】（Ａ）は車両検出センサの他例の設置状態を示す平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）はセンサの設置状態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（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る車両検出センサ１の設置状態を示す平面図、図１（Ｂ）は側面図である。センサ１は、例えば屋外駐車場に使用されるものであり、図１（Ａ）のように、駐車車両Ｃが駐車する複数の駐車エリア３の外側近傍に垂直方向Ｚに立設されたポールや壁のような支持体２に取り付けられている。図１（Ｂ）のように、センサ１は、支持体２における例えば駐車車両Ｃの車高に近い高さ位置に配置されており、駐車車両Ｃを長手方向Ｙから検出する。従来の床面埋設に比べてセンサ１の設置が容易となる。
【００１８】
センサ１は、駐車エリア３における床面のような駐車車両Ｃの下方向の位置を除いて、駐車車両Ｃの外周囲である長手方向Ｙや幅方向Ｘの位置または上方の位置に配置されるものであり、斜め上方または斜め下方の位置に配置される場合もある。つまり、駐車車両Ｃの長手方向Ｙまたは幅方向Ｘばかりでなく、図１（Ｂ）の垂直方向Ｚに沿ってセンサ位置を変更して配置されることをも含む。
【００１９】
図２は、車両検出センサ１を示す斜視図である。この車両検出センサ１は、マイクロ波を送受信するマイクロ波モジュール４と、マイクロ波モジュールにおける送信方向の前面を覆うレドーム５および本体ケース６とを備えている。レドーム５は例えば樹脂により形成される。この例ではレドーム５は平板で形成されているが、曲板であってもよい。レドーム５の厚みは通過するマイクロ波が影響しないよう、マイクロ波の波長と樹脂の誘電率を考慮した厚みに設けられている。遮断部材１０は、後述するように、マイクロ波による検出範囲角度を制限するために適宜設けられている。
【００２０】
センサ１は、マイクロ波の送信信号と測定対象物に反射した受信信号とのビート周波数信号に基づいて測定対象物までの距離を演算するＦＭＣＷ方式で、所定の駐車エリア３における駐車車両Ｃまでの演算距離から、その有無が検出される。
【００２１】
図３のように、マイクロ波モジュール４は、公知の構成からなる。すなわち、マイクロ波モジュール４は、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２、ＦＭＣＷ信号を発生する信号発生器１３、ＦＭＣＷ信号を送信アンテナ１２へ出力する送信器１４、送信器１４の出力信号の一部を分岐する方向性結合器１５、方向性結合器１５からの信号と受信アンテナ１１を経由してきた信号とのビート周波数信号を取り出すミキサ１６、ビート周波数信号を解析して駐車車両Ｃを検知する信号処理部１７、および信号処理部１７の解析により、駐車車両Ｃまでの距離を演算する距離演算部１８を有している。この演算された検出距離に基づいて、駐車車両Ｃの有無が検出される。
【００２２】
そして、センサ１は、センサ１の位置と駐車エリア３の大きさに応じて、マイクロ波による検出範囲角度を可変するように、本体ケース６内でモジュール４の少なくとも幅方向Ｘの両側に、マイクロ波の送信方向に突出する遮断部材１０を設けている。この遮断部材１０により、図４に示すように、センサ１の本来の検出範囲角度Ｗがこれよりも狭い検出範囲角度Ｗ１に制限される。
【００２３】
この場合、図８（Ａ）〜（Ｄ）のように、センサ１の位置と駐車エリア３の大きさに応じて、遮断部材１０によりマイクロ波による検出範囲角度を制限するので、どのようなセンサ設置環境であっても、これに合わせて容易に誤検出を防止できる。
【００２４】
ここで、図４のように、モジュール４とマイクロ波が通過するレドーム５との間の離間距離Ｌがマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように、当該本体ケース６内にモジュール４を配置している。離間距離Ｌは、モジュール４の送受信面（外面）４ａとレドーム５のマイクロ波透過面（内面）との中心間距離である。モジュール４の送受信面４ａの中心線ＣＥはレドーム５のマイクロ波透過面の中心線ＣＥと合致している。この中心線付近ではマイクロ波の密度が周辺部よりも高いため、検出機能上支配的な役割を果たす。送受信面４ａの中心からレドーム５までの距離Ｌ１はレドーム５上の点が中心から離れるほど大きくなる。中心線ＣＥ上の距離Ｌが半波長のｎ倍の近傍であっても、前記周辺部では距離Ｌ１が半波長のｎ倍の近傍から若干ずれることがある。図４の例では、モジュール４の送受信面４ａとレドーム５は平坦面で形成されており、互いに平行であるが、送受信面４ａまたはレドーム５は湾曲していてもよい。
【００２５】
図５は、モジュール４とレドーム５との間の離間距離Ｌを変化させた場合に対して、レドーム５表面に水滴が付着した時の信号変化量を示している。水滴の付着は、屋外駐車場における駐車エリアで雨やみぞれなどの降水があることによる。また、濃霧や結露の発生により水滴が付着する場合もある。図５のように、例えば２４Ｇｈｚ帯のモジュール４を使用した場合、その半波長は約６ｍｍであり、離間距離Ｌがマイクロ波の半波長のｎ倍近傍ではゼロクロス付近になるので、信号変化が少ないことが分かる。逆に言えば離間距離Ｌがｎ倍と異なるような位置関係にある時は、例えば駐車エリア内に車両がなくともレドーム５表面に水滴が付いただけで、信号が変化するためセンサとしては不安定な状態になり、誤った距離を演算することを意味している。こうして、離間距離Ｌをマイクロ波の半波長のｎ倍近傍にすることで水滴の影響を受けにくくし、これにより、センサ１は雨のような降水の影響を可及的に少なくできる。
【００２６】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、マイクロ波モジュール４とレドーム５の離間距離Ｌによる駐車車両Ｃの検出距離を示す特性図である。例えば、図６（Ａ）は離間距離Ｌが半波長のｎ倍の場合、図６（Ｂ）はｎ倍に相当しない場合である。図６（Ｂ）では、降雨時およびその後の水滴付着時に、レドーム５表面の水滴の影響を受けて駐車車両Ｃまでの検出距離が不正確かつ不安定となることで車両があるにも関わらず演算距離が実際より長く判定され非検出になる不具合が発生したり、あるいは車両がないにも拘わらず演算距離が短く判定され検出になる不具合が発生する。このような誤動作は雨が上がった後もレドーム表面に水滴が付着している状態ではしばらく継続することがあるが、図６（Ａ）では、降雨時でレドーム５表面に水滴があっても、駐車車両Ｃまでの検出距離が、図６（Ｂ）と比較して正確かつ安定していた。
【００２７】
図１（Ｂ）のように、この例では、支持体２に取り付けられたセンサ１の本体ケース６の例えば上方に降水遮蔽体８が設けられている。この場合、降水遮蔽体８によってレドーム５が覆われることにより、レドーム５表面への水滴の付着が少なくなって、雨のような降水の影響をより少なくできる。
【００２８】
図７（Ａ）は、車両検出センサ１の他例の設置状態を示す平面図、図７（Ｂ）は側面図である。センサ１は、例えば屋内駐車場に使用されるものであり、図７（Ａ）のように駐車枠の上部にある天井に設けられたポールのような支持体２に取り付けられて、駐車エリア３の上方に配置され、図７（Ｂ）のようにセンサ１は駐車車両Ｃを垂直方向Ｚから検出する。
【００２９】
これにより、センサの設置位置の高さ距離よりも任意の短い距離を駐車車両Ｃと判定できること、および遮断部材１０の形状の選択により検出範囲角度を可変して駐車エリア３の外にある車両などによる誤検出を防止できることにより、従来の天井設置における超音波センサと同様の場所でも使用可能となるので、同一のセンサで幅広い設置対応が可能となる。
【００３０】
なお、センサ１の位置は上記した駐車エリア３の上方向（垂直方向Ｚ）の位置に何ら限定されず、図７（Ａ）のＸ方向またはＹ方向に若干ずれた方向の位置も含まれる。
【００３１】
このように、本発明は、駐車エリア３に対するセンサ設置位置に応じて遮断部材１０の形状を選択することで、マイクロ波の検出範囲角度を制限できることと、センサ１から駐車エリア３内の任意の距離よりも短い物体を駐車車両Ｃと判定できることにより、容易に駐車エリア３外にある車両などによる誤検出を防止できる。しかも、モジュール４とマイクロ波が通過するレドーム５との間の離間距離がマイクロ波の半波長のｎ倍近傍となるように配置しているので、レドーム５表面に付着した水滴の影響を受けにくくなるから、雨のような降水の影響を可及的に少なくできる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、駐車車両の有無を検出する車両検出センサに適用しているが、これに何ら限定されるものではなく、例えば、駅ホームに進入する電車の車両検出に適用してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、センサ１の上方に降水遮蔽体８が設けられているが、必要に応じて、これを省略してもよい。
【００３４】
なお、上記実施形態では、マイクロ波の送信方向に突出する遮断部材を設けているが、必要に応じて、これを省略してもよい。
【００３５】
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】
【００３６】
１：車両検出センサ
２：支持体（ポール）
３：駐車エリア
４：マイクロ波モジュール
５：レドーム
６：本体ケース
８：降水遮蔽体
１０：遮断部材
Ｃ：駐車車両
Ｌ：離間距離
Ｘ：幅方向
Ｙ：長手方向
Ｚ：垂直方向
【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】
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【図８】
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