(57)【要約】【課題】車両検知に用いる装置を地中に埋設することなく、地上に設置するものであって、かつ、誤作動を防止し、設置及び撤去を繰り返すことができる構造を備えた、安価で再利用可能な車両検知装置を提供する。【解決手段】所望の周波数の信号を発生する発振器と、前記信号の周波数に共振して導電体を励振する送信用励振器と、前記送信用励振器が接続され、一端が上下方向に可動な導電体のフラップ板と、前記フラップ板の一端が下方に下がったときに接触する鉄板と、前記フラップ板に接続された前記信号の周波数に共振する受信用励振器と、前記受信用励振器により受信される信号を直流電圧に変換して、前記フラップ板が前記鉄板に接触していないときの電圧レベルと、前記フラップ板が前記鉄板に接触しているときの電圧レベルとを比較する検出手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の周波数の信号を発生する発振器と、
前記信号の周波数に共振して導電体を励振する送信用励振器と、
前記送信用励振器が接続され、一端が上下方向に可動な導電体のフラップ板と、
前記フラップ板の一端が下方に下がったときに接触する鉄板と、
前記フラップ板に接続された前記信号の周波数に共振する受信用励振器と、
前記受信用励振器により受信される信号を直流電圧に変換して、前記フラップ板が前記鉄板に接触していないときの電圧レベルと、前記フラップ板が前記鉄板に接触しているときの電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴とする車両検知装置。
【請求項２】
前記検出手段は、バンドパスフィルタと、検波回路と、コンパレータと、前記コンパレータの一方の入力端子に入力される基準電圧を調整する回路と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
【請求項３】
所望の周波数の信号を発生し増幅する送信器と、
前記送信器により増幅された前記信号を電磁波として空間に放出する送信アンテナと、
前記電磁波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信した信号を直流電圧に変換し、前記送信アンテナの略垂直方向に導電体が存在するときとの電圧レベルと、前記送信アンテナの略垂直方向に導電体が存在しないときの電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴とする車両検知装置。
【請求項４】
前記検出手段は、バンドパスフィルタと、検波回路と、コンパレータと、コンパレータの一方の入力にされる基準電圧を調整する回路と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両検知装置。
【請求項５】
前記受信アンテナと前記送信アンテナとを一つのアンテナで共用し、送信回路と受信回路を切り換えることが可能なスイッチ回路を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両検知装置。
【請求項６】
交流信号を発振する発振器と、
駐車場において車両が駐車するときに車両のタイヤが位置するスペースに設置されて前記発振器から出力される交流信号が印加される平板導電体と、
前記平板導電体に車両の加重が加わったときの前記交流信号電圧レベルと、前記平板導電体に車両の加重が加わらないときの前記交流信号電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴とする車両検知装置。
【請求項７】
前記平板導電体は、駐車場において車両が駐車するときに車両のタイヤが位置する４箇所のうち少なくとも１箇所以上に設置される
ことを特徴とする請求項６に記載の車両検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車場等において車両の駐車や在庫の状態を検知（感知）する機能を備える車両検知器に関し、エバネセント波を利用し、あるいは、無線方式により、あるいは、車両の加重の有無を電気信号のレベル変化として車体を検出する車両検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外の遊休地を利用して設置される時間貸し駐車場では、車両の駐車や在車を検知することができる車両検知器に関して、図１０（ａ）に示すように地中に埋設した電磁誘導センサを用いたものや、図１０（ｂ）に示すような地中に埋設した
ループコイルを用いたループコイル式の車両検知装置が用いられている。
【０００３】
図１１は、従来から使用されていたループコイル式の車両検知装置のブロック図である。図１１に示す従来の車両検知装置は、ループコイル１１０１と、配線１１０２と、トランス１１０３と、発振回路１１０４と、波形成形回路１１０５と、ＣＰＵ１１０６と、設定回路１１０７によって構成されている。
【０００４】
ループコイル式の車両検知装置は、図１１に示すようにループコイル１１０１自体を発振回路１１０４の共振周波数を決定する素子として用い、そのインダクタンスにより発振周波数が決まる。ループコイル１１０１の上を車両が通過することによってインダクタンスが変化すると、それに対応して発振回路１１０４から出力される発振周波数が変化するため、この変化を波形成形回路１１０５で波形整形し（デジタル化を含む）、ＣＰＵ１１０６においてその変化を検出することにより、車両を検出（感知）する仕組に成っている。
【０００５】
しかし、時間貸し駐車場は、屋外の遊休地を利用して設置されることが多いため、駐車場としての利用期間が比較的短く、ビルやホテルなどの建築工事をする場合、埋設したループコイルを撤去する必要が生じる。ループコイル式の車両検知装置は、これを設置、撤去するために工事費用が掛かると共に、再利用することができないので、高価な車両検知装置が使い捨てとなっていた。
【０００６】
また、ループコイルを地中に埋設することなく、地上に設置されたケースの中に収納する形態の車両検知装置も存在する。地上に設置した場合、例えば、鉄粉などの導電性を有する汚れがケースのカバー上に堆積し、渦電流が発生している状態で、犬、猫などの小動物や人などが触れた場合には、受信側コイルの検出レベルが急峻に変動し誤検出の原因となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３３８８３３号公報
【特許文献２】特開平９−２５１０８１号公報
【特許文献３】特開２００４−２９５５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、車両感知に用いる装置を地中に埋設することなく、地上に設置するものであって、かつ、誤作動を防止し、設置及び撤去を繰り返すことができる構造を備えた、安価で再利用可能な車両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】
【０００９】
本発明の第１のものに係る車両検知装置は、
所望の周波数の信号を発生する発振器と、
前記信号の周波数に共振して導電体を励振する送信用励振器と、
前記送信用励振器が接続され、一端が上下方向に可動な導電体のフラップ板と、
前記フラップ板の一端が下方に下がったときに接触する鉄板と、
前記フラップ板に接続された前記信号の周波数に共振する受信用励振器と、
前記受信用励振器により受信される信号を直流電圧に変換して、前記フラップ板が前記鉄板に接触していないときの電圧レベルと、前記フラップ板が前記鉄板に接触しているときの電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明の第２のものに係る車両検知装置は、
所望の周波数の信号を発生し増幅する送信器と、
前記送信器により増幅された前記信号を電磁波として空間に放出する送信アンテナと、
前記電磁波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信した信号を直流電圧に変換し、前記送信アンテナの略垂直方向に導電体が存在するときとの電圧レベルと、前記送信アンテナの略垂直方向に導電体が存在しないときの電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の第３のものに係る車両検知装置は、
交流信号を発振する発振器と、
駐車場において車両が駐車するときに車両のタイヤが位置するスペースに設置されて前記発振器から出力される交流信号が印加される平板導電体と、
前記平板導電体に車両の加重が加わったときの前記交流信号電圧レベルと、前記平板導電体に車両の加重が加わらないときの前記交流信号電圧レベルとを比較する検出手段と
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１のものによれば、車両感知に用いる装置を地中に埋設することなく、地上に設置するものであって、アンテナを使用することもなく、かつ、誤作動を防止し、設置及び撤去を繰り返すことができる構造を備えた、安価で再利用可能な車両検知装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の第２のものによれば、本発明の第１のものと同様に、車両感知に用いる装置を地中に埋設することなく、地上に設置するものであって、かつ、誤作動を防止し、設置及び撤去を繰り返すことができる構造を備えた、安価で再利用可能な車両検知装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の第３のものによれば、本発明の第１及び第２のものと同様に、車両感知に用いる装置を地中に埋設することなく、地上に設置することができる。また、本発明の第３のものは、単純な構成であため製造コストが安価で済み、かつ、設置工事及び撤去工事を簡易かつ安価に行うことが可能である。仮に露出あるいは強固なケースに収納した平板導電体が、その上に頻繁に車のタイヤが乗り上げることよって磨耗しても低コストのため、交換が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１６】
以下に示す本発明の各実施形態の回路、ブロック、部品等の各構成要素が屋外の駐車場に設置される場合において、設置状態について記載のない場合は、防水のために、既存のフラップ板、収納スペース、あるいは別途作成された筐体に収納されているものとする。
【００１７】
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置のブロック図である。この車両検知装置は、発振器１０１と、励振器１０２と、一端が上下方向に可動なフラップ板１０３と、鉄板１０４と、受信用の励振器１０５と、検出器１０６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７とから構成される。なお、検出器１０６には、検波回路、コンパレータなどの回路が含まれている。
【００１８】
発振器１０１と励振器１０２とはフラップ板１０３と隣接する一方のスペースに設置され、受信用の励振器１０５と検出器１０６及びＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は、フラップ板１０３と隣接する他方のスペースに設置される。
【００１９】
発振器１０１は、高周波信号を発振する。次に発信用の励振器１０２は、発振器１０１により発振された高周波信号の発振周波数に共振して、鉄製のフラップ板１０３を励振させ、高周波信号をフラップ板１０３に伝達する。
【００２０】
励振器１０２によって、発振器１０１で発生された高周波の電磁波が導電体を伝わることになる。この導電体としては、電線、鉄骨、金属壁、鉛管、又はそれらの組合せがあり、励振器１０２は、導電体を励振する機能を有している。本発明の第１の実施形態においては、フラップ板１０３がこの導電体に相当する。
【００２１】
エバネセント波とは、鉄骨などの導体に電流を流したときに、導体の近傍にできる電磁場で形成された波である。この電磁場は、鉄骨から離れるに従って大きく減衰するものの、位相は変わらないという特徴がある。
【００２２】
鉄製のフラップ板１０３に流れる信号は、フラップ板１０３の出力側に接続された受信用の励振器１０５を通じて検出器１０６に入力される。検出器１０６に入力された信号は、検波されて交流信号から直流電圧に変換される。この直流電圧を基準値とし、このときのフラップ板１０３の状態を「待機状態」と呼称する。
【００２３】
駐車する車のタイヤがフラップ板１０３に乗り上げると、フラップ板１０３が下がり、フラップ板１０３の下部が、その下に設置された鉄板１０４に接触する。このときのフラップ板１０３の状態を「車乗入れ状態」と呼称する。
【００２４】
車乗入れ状態において鉄製のフラップ板１０３に流れる信号レベルは、待機状態において鉄製のフラップ板１０３に流れる信号レベルより減衰する。この信号レベルの減衰を検出して駐車する車の存在の有無を把握する。
【００２５】
図２は、図１に示した本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置の概略回路図である。発振器１０１は、発振器１０１１と増幅器１０１２とから構成される。
【００２６】
送信用の励振器１０２は、コイル１０２１、１０２２とコンデンサ１０２３、１０２４とから構成される。受信用の励振器も同様の構成であり、コイル１０５１、１０５２とコンデンサ１０５３、１０５４とから構成される。
【００２７】
検出器１０６は、バンドパスフィルタ１０６１とローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０６２により、その後の回路へ不要な信号を除去し、受信信号を増幅し、検波ダイオード１０６３とコンデンサ１０６５とによって平滑化し交流信号を直流電圧に変換して検出電圧とする。
【００２８】
まず、上記した待機状態の検出電圧を記憶する。この電圧値に応じてコンパレータ１０６７の基準電圧１０６６設定する。次に車のタイヤがフラップ板１０３に乗り上げると、フラップ板１０３が下がり、フラップ板１０３の下部が、その下に設置された鉄板１０４に接触する。この車乗入れ状態の検出電圧は、上記基準電圧１０６７よりも低い値となるので、コンパレータ１０６７の出力電圧は、反転する。
【００２９】
この反転した信号を捉えて精算機に内蔵された内部回路（図示せず）により、車が駐車しているか否かを判断する。なお、検出器１０６と精算機１１２との間の伝送は、無線通信手段を使用するようにしてもよい。
【００３０】
なお、発信器１０１および検出器１０６の駆動電源は、精算機で生成した直流電源をＤＣ−ＤＣコンバ−タで３．３Ｖまたは５Ｖに変換したものを使用する。
【００３１】
図３（ａ）は、車が駐車していないときの、フラップ板１０３の待機状態を示す図である。これに対し、図３（ｂ）は、駐車する車のタイヤがフラップ板に乗り上げたときの状態を示した図である。図３（ｂ）は、フラップ板の下部が、その下に設置された鉄板１０４に接触している状態を示している。
【００３２】
フラップ板１０３の下部が鉄板１０４に接触することにより、送信用励振器１０２から送信されフラップ板１０３を通じて受信用励振器１０５に伝送される信号の振幅が変化する。この変化を捉えるべく、検出器１０６に入力された信号は、検波されて交流信号から直流電圧に変換される。この直流電圧をコンパレータにより前記した基準値と比較して、基準と一定以上の差が生じたときに、コンパレータの出力が反転する。反転した電圧を精算機１１２が確認することで、駐車する車が入ってきたか否かを検知する。
【００３３】
図４は、励振器１０２から励振器１０６へ伝送する信号の伝送利得を示した図である。３０１が前記待機状態の信号利得であり、３０２が車のタイヤがフラップ板に乗り上げて、フラップ板と鉄板が接触したときの信号利得を示している。５０ＭＨｚ前後の周波数を使用すると、待機状態の信号利得３０１と車乗入れ時３０２との利得差が約５ｄＢ程度と大きく、その差異を検出しやすい。
【００３４】
次に車が駐車した状態について説明する。図１に示すブロック図で説明すると、車乗入れ時に検出器１０６から出力される反転信号が、精算機１１２に伝達されると精算機１１２からフラップ板駆動部１１１へフラップ板を駆動する電圧が供給される。フラップ板駆動部１１１に電圧が供給されることで、フラップ板１０３が作動し、フラップ板の端部が上に上がって、車のストッパーとしての機能を果たす。
【００３５】
以上に示した流れで車が駐車されているか否かを検出する。本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置によれば、フラップ板１０３にエバネセント波を伝播させる方法を採用しているので、従来のようなコイルを地中に埋設する必要がない。また、フラップ板１０３に車が乗り上げたことによって、フラップ板１０３と鉄板１０４とが接触し、フラップ板１０３に伝播されるエバネセント波の利得が変化することを検出する方法を採用しているので、従来のような、犬、猫などの小動物や人などが触れたことによる誤検出を防止することができる。
【００３６】
[第２の実施形態]
図５は、本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置のブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置は、無線方式によるものであって、電磁波を送信し、反射して来る電磁波を受信し、その受信電力の差を検出することによって、車が駐車されているか否かを検出する実施形態である。
【００３７】
図５に示した本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置は、外部に設置された精算機１１２と、フラップ板１０３内に設置された、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７と、送信器１２１と、送信アンテナ１２２と、受信アンテナ１２３と、受信器１２４と、検出回路（検出器）１２５とから構成される。
【００３８】
送信器１２１で発振された高周波信号を送信アンテナ１２２で常時電磁波として放出する。反射して戻ってくる電磁波（反射波）は、受信アンテナ１２３を介して受信器で受信され検出器に伝送される。なお、この送信アンテナ１２２と受信アンテナ１２３とを一つのアンテナで共用し、高周波スイッチあるいで送信、受信を切り替えるようにしてもよい。
【００３９】
この反射波は、車体に反射して戻ってくるときと、そうでないときとで受信される信号レベルが異なる。車体に反射して戻ってくるときの方が受信される信号レベルは高い。このレベル差を検出して駐車する車の有無を判断する。
【００４０】
本発明の第２の実施形態も、上記した本発明の第１の実施形態と同様にして、駐車する車がない待機状態の受信信号を検出器で検波し交流信号を直流電圧に変換しこれを基準値とする。
【００４１】
次に、車が駐車している駐車状態では、車体から反射される受信信号を検出器１２５に内蔵される検波回路で検波し交流信号を直流電圧に変換し、これと前記待機状態の基準値とを比較する。そうすると駐車状態と待機状態とでは、検波された電圧値が異なるので、検出器１２５から出力される信号は反転する。この反転信号を精算機１１２へ送り、精算機１１２は、車が駐車されたことを認識する。なお、検出器１２５と精算機１１２との間の伝送は、無線通信手段を使用するようにしてもよい。
【００４２】
精算機１１２は、上記した反転信号が入力されて車が駐車されたことを認識すると、フラップ板に供給する駆動電圧をフラッパ板駆動部１１１に供給する。これにより、フラップ板１０３が作動し、フラップ板の端部が上に上がって、車のストッパーとしての機能を果たし、車をブロックする。
【００４３】
送信器１２１、受信器１２４および検出器１２５の駆動電源は、精算機からの直流電源をＤＣ−ＤＣコンバ−タ１０７で３．３Ｖまたは５Ｖに変換したものを使用する。
【００４４】
次に、図６に待機状態（待機時）と駐車状態（車体検出時）の受信器１２４の周波数対受信電力特性の実験結果を示す。この図６に示す実験結果は、図７に示すように、実際の自動車体下面の鉄板に見立てた鉄板と、送受信アンテナ１２２との間隔を３０ｃｍにして設置したときと、４０ｃｍにして設置したときの各受信電力特性と、待機時（鉄板がない時）の受信電力特性を評価したものである。なお、送信アンテナ１２２と受信アンテナ１２３との間隔は４０ｃｍにした。
【００４５】
図６の横軸は、周波数であり、実験では８００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚを測定した。図６の縦軸は、受信電力値（単位はｄＢｍ）である。測定条件は、鉄板がない状態１３１、送信アンテナ１２２と鉄板との間隔が４０ｃｍの状態１３２、送信アンテナ１２２と鉄板との間隔が３０ｃｍの状態１３３の３つの条件とした。
【００４６】
車体の検出は、待機時受信電力１３１と鉄板からの反射電力の差が大きいほど検出が容易である。この実験結果から、周波数８００〜１０００ＭＨｚの間のいずれの周波数においても実用的に検出は可能となる。
【００４７】
本発明の第２の実施形態によれば、無線装置による電磁波の反射波のレベルを検出して車両の存在を検出する方法を採用しているので、従来のようなコイルを地中に埋設する必要がない。また、送信波を反射する対象物は、鉄など電磁波を反射する材質であるため、犬、猫などの小動物や人などが触れたことによる誤検出を防止することができる。
【００４８】
[第３の実施形態]
図８は、本発明の第３の実施形態に係る車両検出装置を駐車場に設置したときの概略図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置のブロック図である。本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置は、高周波信号を発振する発振回路９５と平板導電体９１〜９４と負荷９６とレベル検出器９７とそれぞれを接続するケーブルとから構成される。ただし、発振回路９５と負荷９６との間に接続される平板導電体は望ましくは４個であるが、少なくとも１個接続されていればよい。
【００４９】
平板導電体９１〜９４は、露出した形態でも良いが、車両の重量に耐えうる防水性のケースに収納される形態であることが望ましい。また、発振回路９５、負荷９６及びレベル検出器９７は、既存の収納スペース９０を利用して設置してもよく、フラップ板駆動部１１１に設置してもよく、別途防水性の筐体を設けて設置してもよい。
【００５０】
本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置は、まず、発振回路９５で高周波信号を発振し、平板導電体９１〜９４を通じて負荷９６に対して信号を送出する。
【００５１】
レベル検出器９７は、負荷９６の信号レベルを検出する。駐車する車がない待機状態の負荷９６の信号レベルを直流電圧に変換しこれを基準値とする。
【００５２】
駐車場に車が駐車している駐車状態では、車両のタイヤが平板導電体９１〜９４の上部に位置するので、平板導電体９１〜９４には車両の重量が掛かる。平板導電体９１〜９４に流れる高周波信号レベルは、この車両の重量が加わったときに減衰することになる。
【００５３】
車両のタイヤが平板導電体９１〜９４の上部に位置し車両の重量が掛かっているときの負荷９６の高周波信号を直流電圧に変換し、これと前記待機状態の基準値とを比較する。そうすると駐車状態と待機状態とでは、検出された電圧値が異なるので、レベル検出器９７から出力される信号は反転する。この反転信号を精算機１１２へ送り、精算機１１２は、車が駐車されたことを認識する。
【００５４】
次に、第２の実施形態と同様に、精算機１１２は、上記した反転信号が入力されて車が駐車されたことを認識すると、フラップ板に供給する駆動電圧をフラッパ板駆動部に供給する。これにより、フラップ板１０３が作動し、フラップ板の端部が上に上がって、車のストッパーとしての機能を果たし、車をブロックする。
【００５５】
本発明の第３の実施形態は、単純な構成であため製造コストが安価で済み、かつ、設置工事及び撤去工事を簡易かつ安価に行うことが可能である。仮に露出あるいは強固なケースに収納した平板導電体が、その上に頻繁に車のタイヤが乗り上げることよって磨耗しても低コストのため、交換が容易である。
【００５６】
以上、本発明の第１の実施形態乃至第３の実施形態により、本発明の車両検知器について説明したが、本発明の車両検知器は、前記第１の実施形態乃至第３の実施形態に特に限定されるものではなく、各種の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置のブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置の概略回路図。
【図３】図３（ａ）は、車が駐車していないときの、フラップ板１０３の待機状態を示す図。図３（ｂ）は、駐車する車のタイヤがフラップ板に乗り上げたときの状態を示した図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置の信号の伝送利得を示した図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置のブロック図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置の待機状態と駐車状態の受信器の周波数対受信電力特性の実験結果を示した図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置の待機状態と駐車状態の受信器の周波数対受信電力特性の実験方法を示した図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置を示した図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る車両検知装置の概略回路図。
【図１０】図１０（ａ）は、従来の電磁誘導センサを地中に埋め込んだ車両検知装置を示した図。図１０（ｂ）は、従来のループコイルを地中に埋め込んだ車両検知装置を示した図。
【図１１】従来のループコイルを地中に埋め込んだ車両検知装置のブロック図。
【符号の説明】
【００５８】
９１〜９４  平板導電体
９５、１０１  発振器
９６  負荷
９７  レベル検出器
１０２、１０５  励振器
１０３  フラップ板
１０４  鉄板
１０６  検出器
１０７  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１１  フラップ板駆動部
１１２  精算機
１２１  送信器
１２２  送信アンテナ
１２３  受信アンテナ
１２４  受信器
１２５  検出器
３０１  待機状態
３０２  車乗り入れ状態
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図４】
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