(57)【要約】【課題】アンテナなどの微少部分が延出される被検出対象物において、被検出対象物とそれ以外の部分との判定を正確に行う。【解決手段】車両形状認識装置は、複数の投光素子１１を備える投光器３２と、複数の受光素子１２を備える受光器３３が設けられており、各光軸ごとに遮光状態であるか否かの判定を行うように構成されている。そして、この複数の光軸において、所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせて設定するようにしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象物の上下方向に並んで配置され、複数の光軸を構成する複数の投光素子を備える投光器と、
前記複数の投光素子と対向して配置される複数の受光素子を備える受光器と、各投光素子を所定のタイミングに基づいて投光動作させると共に、各投光素子の投光動作に同期して、対応する受光素子から出力される受光信号を有効化させる制御手段と、
この制御手段によって有効化された受光素子の受光信号レベルに基づいて、この有効化された受光素子とこれに対向配置される投光素子との間で生じる光軸が遮光状態であるか否かの判定を行う判定手段とを備える多光軸光電センサにおいて、
前記複数の光軸において前記所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせるように設定する感度設定手段を備えたことを特徴とする多光軸光電センサ。
【請求項２】
前記感度設定手段は、前記投光器及び前記受光器の少なくともいずれか一方に配置されて前記複数の光軸の少なくとも一部光軸を部分的に遮る遮光部材を有してなり、
この遮光部材は、前記所定光軸数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
【請求項３】
前記遮光部材の前面には表面がフラットな光透過性の前面カバーが設けられたことを特徴とする請求項２に記載の多光軸光電センサ。
【請求項４】
前記遮光部材は、前記複数の光軸において１光軸おきに遮光面積を異ならせるように構成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の多光軸光電センサ。
【請求項５】
被検出対象物の上下方向に並んで配置され、複数の光軸を構成する複数の投光素子を備える投光器と、
前記複数の投光素子と対向して配置される複数の受光素子を備える受光器と、各投光素子を所定のタイミングに基づいて投光動作させると共に、各投光素子の投光動作に同期して、対応する受光素子から出力される受光信号を有効化させる制御手段と、
前記制御手段によって有効化された受光素子の受光信号レベルに基づいて、この有効化された受光素子とこれに対向配置される投光素子との間で生じる光軸が遮光状態であるか否かの判定を行う判定手段と、
前記投光器及び受光器と前記車両とを当該車両の長手方向に沿って相対移動させたときの前記判定手段の判定結果にもとづいて前記車両の形状を認識する車両形状認識手段とを備える車両形状認識装置において、
前記複数の光軸において所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせて設定する感度設定手段を備え、
前記前記車両形状認識手段は、
前記判定手段によって遮光状態と判定される光軸が前記所定光軸数を超える数だけ連続する遮光連続領域については車両と認識し、
前記判定手段によって入光状態と判定される光軸が、前記所定光軸数を超える数だけ連続する入光連続領域については非車両と認識し、
さらに、前記判定手段による判定において遮光状態もしくは入光状態と判定される光軸が、前記所定光軸数を超える数だけ連続しない非連続領域については、その非連続領域が前記遮光連続領域と隣接する場合は車両と認識し、前記入光連続領域と隣接する場合は非車両と認識することを特徴とする車両形状認識装置。
【請求項６】
前記感度設定手段は、前記投光器及び前記受光器の少なくともいずれか一方に配置されて前記複数の光軸の少なくとも一部光軸を部分的に遮る遮光部材を有してなり、
この遮光部材は、前記所定光軸数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成されることを特徴とする請求項５に記載の車両形状認識装置。
【請求項７】
前記遮光部材の前面には表面がフラットな光透過性の前面カバーが設けられたことを特徴とする請求項６に記載の車両形状認識装置。
【請求項８】
前記遮光部材は、前記複数の光軸において１光軸おきに遮光面積を異ならせるように構成されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の車両形状認識装置。
【請求項９】
車両に対してその前後方向に相対的に移動するとともに、洗浄ブラシを昇降移動可能に備えた洗車機であって、
請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の車両形状認識装置を備え、その車両形状認識装置による車両形状認識結果に基づいて前記洗浄ブラシの昇降制御を行うことを特徴とする洗車機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多光軸光電センサ、車両形状認識装置、及び洗車機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多光軸光電センサは様々な用途に適用されており、例えば、ガソリンスタンドなどに設置された、車両を自動で洗浄する洗車機などに用いられている。この洗車機としては、洗浄ブラシを昇降移動可能に備えた本体が車両に対して前後方向に相対的に移動するような構成が一般的であり、本体には、上記車両を被検出対象物としてその形状（車高等）を認識するために、上記多光軸光電センサを有してなる車両形状認識装置が備えられており、この車両形状認識装置により認識された当該車両の形状（詳しくは上面形状）に応じて洗浄ブラシの昇降制御を行うようになっている。
【０００３】
ここで、上記車両形状認識装置は、被検出対象物たる車両の上下方向に一列状に並ぶ複数の投光素子を有する投光部と、各投光素子と上記車両を挟んで対向配置されやはり上下方向に一列状に並ぶ複数の受光素子を有する受光部とを備えている。そして、例えば投光素子を上から順に１回ずつ投光動作をさせるとともに、各投光素子の投光動作に同期してそれに正対する受光素子からの受光信号を順次有効化させて、その有効化された受光信号レベルを所定の基準レベルと比較することにより、対向する投光素子及び受光素子が形成する各光軸について入光状態にあるかどうかを判定していく。複数の光軸のうち車両形状に応じた高さの光軸までが当該車両によって遮光状態となるから、各光軸が入光状態にあるか否かに基づき車両の各部の高さ（車両の上面形状の変位）を認識することが可能になる。そして、洗浄機の本体の各移動位置において上記車両形状認識装置により認識される車両の上面形状の変位に応じて洗浄ブラシを昇降制御するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１６５０２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような被検出対象物について、形状を精度高く認識するためには、検出しやすい部分のみならず検出し難い微少部分（アンテナ部などの細い形状のもの等）についても全体形状として正確に認識することが望まれる。そのため、車両の形状を検出するものにおいては、スリットを投光部もしくは受光部（または両方）に装備して受光量を減少させ、アンテナによる遮光によって生じるわずかな受光量の変化を精度良く検出できるようにすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、遮光を精度高く検出しようとするとノイズが増大する問題が懸念される。特に、車両形状を検出する必要がある洗車機は、屋外において水滴や泥などが付着する場合があるため、このように精度を高めたものを使用するとこれら水滴や泥などがノイズとして誤検出され易い。車両の形状検出を行う場合には、水滴などによって光軸が遮られると車両による遮光と区別できないのでその部分を車両として誤判別してしまい、車両の形状を正しく認識できないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、被検出対象物の形状検出を行う際に、当該被検出対象物とそれ以外の部分との判定を正確に行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、
被検出対象物の上下方向に並んで配置され、複数の光軸を構成する複数の投光素子を備える投光器と、
前記複数の投光素子と対向して配置される複数の受光素子を備える受光器と、各投光素子を所定のタイミングに基づいて投光動作させると共に、各投光素子の投光動作に同期して、対応する受光素子から出力される受光信号を有効化させる制御手段と、
この制御手段によって有効化された受光素子の受光信号レベルに基づいて、この有効化された受光素子とこれに対向配置される投光素子との間で生じる光軸が遮光状態であるか否かの判定を行う判定手段とを備える多光軸光電センサにおいて、
前記複数の光軸において前記所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせるように設定する感度設定手段を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記感度設定手段は、
前記投光器及び前記受光器の少なくともいずれか一方に配置されて前記複数の光軸の少なくとも一部光軸を部分的に遮る遮光部材を有してなり、この遮光部材は、前記所定光軸数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成されるところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記遮光部材の前面において表面がフラットな光透過性の前面カバーが設けられたところに特徴を有する。
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のものにおいて、前記遮光部材は、前記複数の光軸において１光軸おきに遮光面積を異ならせるように構成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の多光軸光電センサ。
【００１０】
請求項５の発明は、被検出対象物の上下方向に並んで配置され、複数の光軸を構成する複数の投光素子を備える投光器と、前記複数の投光素子と対向して配置される複数の受光素子を備える受光器と、各投光素子を所定のタイミングに基づいて投光動作させると共に、各投光素子の投光動作に同期して、対応する受光素子から出力される受光信号を有効化させる制御手段と、前記制御手段によって有効化された受光素子の受光信号レベルに基づいて、この有効化された受光素子とこれに対向配置される投光素子との間で生じる光軸が遮光状態であるか否かの判定を行う判定手段と、前記投光器及び受光器と前記車両とを当該車両の長手方向に沿って相対移動させたときの前記判定手段の判定結果にもとづいて前記車両の形状を認識する車両形状認識手段とを備える車両形状認識装置において、
前記複数の光軸において所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせて設定する感度設定手段を備え、
前記前記車両形状認識手段は、
前記判定手段によって遮光状態と判定される光軸が前記所定光軸数を超える数だけ連続する遮光連続領域については車両と認識し、
前記判定手段によって入光状態と判定される光軸が、前記所定光軸数を超える数だけ連続する入光連続領域については非車両と認識し、
さらに、前記判定手段による判定において遮光状態もしくは入光状態と判定される光軸が、前記所定光軸数を超える数だけ連続しない非連続領域については、その非連続領域が前記遮光連続領域と隣接する場合は車両と認識し、前記入光連続領域と隣接する場合は非車両と認識するところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記感度設定手段は、前記投光器及び前記受光器の少なくともいずれか一方に配置されて前記複数の光軸の少なくとも一部光軸を部分的に遮る遮光部材を有してなり、この遮光部材は、前記所定光軸数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成されるところに特徴を有する。
請求項７の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記遮光部材の前面において表面がフラットな光透過性の前面カバーが設けられたところに特徴を有する。
請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載のものにおいて、前記遮光部材は、前記複数の光軸において１光軸おきに遮光面積を異ならせるように構成されるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項９の発明は、車両に対してその前後方向に相対的に移動するとともに、洗浄ブラシを昇降移動可能に備えた洗車機であって、
請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の車両形状認識装置を備え、その車両形状認識装置による車両形状認識結果に基づいて前記洗浄ブラシの昇降制御を行うところに特徴を有する。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の構成によれば、所定光軸数おきに検出感度を異ならせるようにしているため、検出感度が高められた光軸と、それより検出感度の低い光軸が設けられることとなり、その複数の検出感度の設定により、被検出対象物の本体領域の検出パターン（本体領域における判定結果の並び）と微小部分領域の検出パターン（微少部分領域における判定結果の並び）を異ならせることができ、もって被検出対象物の全体形状を正確に検出することが可能なセンサ構成となる。
【００１４】
＜請求項２の発明＞
請求項２の構成によれば、感度設定を遮光部材の遮光面積を異ならせることで実現でき、被検出対象物の微小部分（例えば車両について検出する場合にはアンテナ等）の検出を行う際に、微小部分を検出するのに必要な受光量に調整できるので、他の感度設定方法（増幅率可変、基準レベル可変など）にくらべてＳ／Ｎ比を向上させることができ、安定した検出が実現できる。
【００１５】
＜請求項３の発明＞
請求項３の構成によれば、水滴や泥などのノイズ可能性物体が当該多光軸センサに付着しやすい環境下であっても、前面において表面がフラットな前面カバーが設けられているので、水滴、泥等のふき取りが容易に行え、メンテナンス作業を簡素化できるセンサ構成となる。
【００１６】
＜請求項４の発明＞
請求項４の構成によれば、被検出対象物において１光軸おきに被検出対象物とそうでない部分（即ち、被検出対象物以外の部分）との区別ができるので、検出パターンを精度高く取得することができるセンサ構成が実現する。
【００１７】
＜請求項５の発明＞
請求項５の構成によれば、所定光軸数おきに検出感度を異ならせるようにしているため、検出感度が高められた光軸と、それより検出感度の低い光軸が設けられることとなり、その複数の検出感度の設定により、車両の本体領域の検出パターン（車両本体領域における判定結果の並び）と微小部分領域の検出パターン（アンテナ等の微少部分領域における判定結果の並び）を異ならせることができる。さらに、アンテナ等の車両の一部として構成される微小部分と、水滴、泥などからなるノイズとしての微小物体とを、検出パターンが車両本体の検出パターンと連続するか否かによって識別するようにしているため、車両の一部が微小なものであっても水滴等のノイズと正確に区別でき、ノイズの影響を受けることなく車両形状を確実に認識できるようになる。
【００１８】
＜請求項６の発明＞
請求項６の構成によれば、請求項２の構成と同様に、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、安定した検出を行いうる車両形状認識装置が実現する。
＜請求項７の発明＞
請求項７の構成によれば請求項３の構成と同様に、水滴、泥等のふき取りが容易に行え、メンテナンス作業を簡素化できる車両形状認識装置となる。
＜請求項８の発明＞
請求項８の構成によれば、請求項４とほぼ同様の効果が得られ、１光軸おきに車両と非車両との区別ができるので、アンテナ部等の微小部分についての形状認識の精度を高めることができる車両形状認識装置となる。
【００１９】
＜請求項９の発明＞
請求項９のように車両形状認識装置を洗車機に適用すれば、車両形状が水滴等の影響を受けることなく高精度に認識され、これにより洗浄ブラシを車両形状に応じて正確に昇降制御を行うことが可能になり、洗浄ブラシの衝突による車両の損傷を確実に防止することができる。
【００２０】
さらに、請求項１ないし請求項９に記載のものにおいて、以下のような手段を付加してもよい。
＜手段１＞
請求項１に記載の多光軸光電センサ、又は請求項５に記載の車両形状認識装置、若しくは請求項９に記載の洗車機において、検出感度設定手段は、前記複数の受光素子において前記所定光軸数おきに前記受光素子に入射する入射量を異ならせる入射量設定手段を備えた構成とすることができる。
このようにすれば、受光素子側の電気的構成について特別な構成を用いずとも入射量の設定により安定した感度設定を行うことができる。
【００２１】
前記入射量設定手段は、例えば、請求項２又は請求項６に記載のもののように、前記投光器及び前記受光器の少なくともいずれか一方に配置されて前記複数の光軸の少なくとも一部光軸を部分的に遮る遮光部材を備えた構成とすることができ、この遮光部材により前記所定光軸数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成できる。この場合、遮光面積を異ならせることにより受光素子への入射量が調整されることとなる。また、後述する手段２のように構成して入射量の調整を行うようにしてもよい。
【００２２】
＜手段２＞
手段１に記載のものにおいて、入射量設定手段は、前記複数の投光素子において、前記所定光軸数おきの投光素子からの投光量を、それ以外の投光素子からの投光量と異ならせるように設定する投光量設定手段を備えたものとして構成できる。このようにすれば、例えば投光量を設定し易い装置構成をなすものにおいて有効な構成となる。
【００２３】
＜手段３＞
また、請求項１に記載の多光軸光電センサ、若しくは請求項５に記載の車両形状認識装置、若しくは請求項９に記載の洗車機における検出感度設定手段は、前記複数の受光素子において、前記所定光軸数おきの受光素子の受光信号に対する信号処理条件を、それ以外の受光素子に対する信号処理条件と異ならせる信号処理条件設定手段を設けるようにして構成してもよい。このようにすれば、例えば検出感度の設定を入光量の調整によって行い難いものにおいて有効な構成となる。
【００２４】
＜手段４＞
手段３に記載のものにおいて、信号処理条件設定手段は、前記所定光軸数おきの受光信号における遮光判定に用いる基準レベルを、それ以外の受光信号に用いる基準レベルと異ならせるように設定する基準レベル設定手段を備えたものとして構成できる。このようにすれば、信号処理条件の設定により検出感度を定めることのできる好適構成となる。
【００２５】
＜手段５＞
手段３に記載のものにおいて、前記信号処理条件設定手段は、前記所定光軸数おきの受光信号の増幅率を、それ以外の受光信号の増幅率と異ならせるように設定する増幅率設定手段を備えたものとして構成できる。このようにすれば、手段４と同様に、信号処理条件の設定により検出感度を定めることのできる好適構成となる。
【００２６】
＜手段６＞
なお、請求項１ないし請求項９のいずれか、又は手段１ないし手段５のいずれかに記載のものにおいて、前記複数の光軸において、各光軸の感度を、車両本体から延出されたアンテナ、キャリア等の延出部を検出可能な延出部検出可能感度と、この延出部を検出不能な延出部検出不能感度のうちのいずれかの感度に設定するように前記感度設定手段を構成し、さらにこの感度設定手段により、前記延出部検出可能感度、又は前記延出部検出不能感度のいずれかの感度が前記所定光軸数おきに設定されるように構成してもよい。
このようにすれば、延出部を検出した場合には所定のパターンが得られることとなり、車両本体と延出部とを確実に区別することができる。
【００２７】
＜手段７＞
手段６に記載のものにおいて、前記延出部検出可能感度を、前記車両本体から延びるアンテナ部が検出可能な感度とする一方、前記延出部検出不能感度を、前記アンテナ部が検出不能な感度とすることができる。
このようにすれば、車両において最も微少な延出物の一つであるアンテナ部が検出可能となり、極めて高精度な装置構成となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図９を参照しつつ説明する。図１は洗車機１の要部構成を正面より概念的に示す概念図、図２はその側面図である。また、図３は洗車機の制御構成を説明するブロック図、図４は多光軸光電センサの電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係る洗車機１は、洗浄対象となる車両Ｗ（車両Ｗが被検出対象物に相当）に対して前後方向に相対移動しつつ、前記車両の上面形状の変位に応じて洗浄ブラシを昇降移動させるようになっている。なお、本明細書中において、「前後方向」とは車両の後退方向、前進方向を意味している。ここでは洗車時においては車両の前方側が洗車機１の後方側へ相対的に進入するように構成されており、車両の前後の向きと洗車機１の前後の向きは逆とされている。なお、車両の進入方向は逆であってもよい。
【００２９】
（１）洗車機の構成
ここでの洗車機本体２は、図１に示すように、洗車時において車両Ｗを左右に挟むように配される一対の脚部２ａ，２ａとそれらの上端を連結する連結部２ｂとからなり、全体として門型形状をなしている。また、一対の脚部２ａ，２ａの内面側において後端側（図１において紙面奥側、図２では紙面右側）には、互いに対向する投光器３２及び受光器３３が設けられている。具体的には、図１左側の脚部２ａの内面側の後端側には複数の投光素子１１が上下方向に所定の間隔で配列されてなる投光器３２が設けられている、一方、図１右側脚部２ａにおける内面側の後端側には、投光素子１１に対応した受光素子１２が上記各投光素子１１のそれぞれと高さを同じくして対向して配列されてなる受光器３３が設けられている（図２では投光器側のみ図示している）。これらの投光器３２及び受光器３３は後述する車両形状認識装置１３（図３参照）の構成要素とされている。ここでは、投光素子１１及び受光素子１２の個数を８としているが、複数の素子を概念的に例示するものであり、個数や配置間隔は、図７や図８にて例示するように様々に設定できる。また、一方の脚部２ａ（図１において右側の脚部２ａ）の前面には、洗車内容の設定や洗車開始の入力操作等を行うための入力手段（キーボード７）が設けられている。
【００３０】
さらに、図２にも示すように、両脚部２ａ，２ａの下方には車両Ｗの前後方向に沿って平行に並ぶ１対のレールＬ，Ｌが敷設されている。各脚部２ａの下部には前後方向に並ぶ１対の走行輪８，８がそれぞれ設けられ、前方の走行輪８は図示しない移動用のモータによって回転されるようになっている。他方、後方の走行輪８に対応して、単位角度回転毎にパルス信号Ｐを出力して洗車機本体２の走行位置を検知するエンコーダ９が設置されている。そして、これらの走行輪８が敷地に設置された上記レールＬ，Ｌ上に配置され、洗車機本体２が車両Ｗに対して前後方向に相対的に移動できるように構成されている。
【００３１】
次いで、図２に示すように、各脚部２ａの内面側において上記投光器３２及び受光器３３の前方には、水、シャンプー、ワックス等の洗浄液を噴射する複数の洗浄ノズル３を上下方向に沿って並設してなる１対の洗浄ユニットが互いに対向した状態で設けられている。さらに、両脚部２ａ，２ａ内面における洗浄ユニットの前方には、上下方向に延びるガイド溝５、５がそれぞれ設けられ、車両Ｗの上面を洗浄するための円柱状のトップブラシ６の中心を通る支持軸６ａの両端が、後述する昇降モータ３１（図３参照）によって上記ガイド溝５，５に沿って昇降されるようになっている。
【００３２】
更に、ガイド溝５，５の前方には、上下方向の図示しない軸を回転中心として回転可能に設けられ、車両Ｗの側面を洗浄するように略円柱状の左右１対のサイドブラシ４（図２では一方側のサイドブラシ４を例示）が設けられている。
【００３３】
（２）洗車機の制御
図３は、洗車機１を制御するための構成を示したブロック図である。
キーボード７にて洗車開始の入力操作を行うことにより出力される開始信号と、車両形状認識装置１３からの車高信号Ｔと、及びエンコーダ９からのパルス信号Ｐは制御装置２１に入力される。記憶手段２２には、車両形状認識装置１３（投光器３２及び受光器３３）とトップブラシ６との水平方向の距離Ｘが予め記憶されている。そして、制御装置２１は、この距離Ｘ、車高信号Ｔ及びパルス信号Ｐに基づいてトップブラシ６の支持軸６ａを昇降させる昇降モータ３１に昇降信号を出力する。また、キーボード７からの開始信号に基づいて洗浄ノズル３、トップブラシ６及びサイドブラシ４に駆動信号を出力する。
【００３４】
（３）車両形状認識装置の構成
次に車両形状認識装置について図４を主として参照しつつ説明する。
まず、車両形状認識装置の概要について説明する。車両形状認識装置１３は、図４に示すような多光軸光電センサ３０を備えた構成をなしており、この多光軸光電センサ３０は上述したように上下方向に並んで配置される複数の投光素子１１を備える投光器３２と、複数の投光素子１１と対向配置される複数の受光素子１２を備える受光器３３とが設けられ、各投光素子１１を所定のタイミングに基づいて投光動作させると共に各投光素子１１の投光動作に同期して対応する受光素子１２から出力される受光信号を有効化させる制御手段を備えた構成をなしている。本実施形態では受光側ＣＰＵ１９が制御手段として機能している。なお、図４では、説明上、光軸数が４のものを例示しているが、当然これより光軸数を多くすることができる。
【００３５】
そして、この制御手段によって有効化された受光素子１２の受光信号レベルに基づいて、この有効化された受光素子１２とこれに対向配置される投光素子１１との間で生じる光軸が遮光状態であるか否かの判定を判定手段により行い、投光器３２及び受光器３３と車両Ｗとを、当該車両Ｗの長手方向に沿って相対移動させたときの判定手段の判定結果に基づいて車両Ｗの形状を車両形状認識手段により認識する。受光側ＣＰＵ１９はこれら判定手段及び車両形状認識手段としての機能をも果たしている。
【００３６】
さらに、車両形状認識装置１３は、複数の投光素子１１と複数の受光素子１２との間で上下に並んで生じる複数の光軸において、所定光軸数おきの光軸の検出感度を、それ以外の光軸の検出感度と異ならせて設定する感度設定手段を備えている。本実施形態では、図５に示す遮光部材４１が感度設定手段として機能している。
【００３７】
遮光部材４１は、受光素子１２への入光量を設定する入光量設定手段として機能するものであり、投光器３２及び受光器３３のうち少なくともいずれか一方に配置されて複数の光軸のうちの少なくとも一部の光軸を部分的に遮るように構成される。この遮光部材４１は所定数おきの光軸の遮光面積を、それ以外の光軸の遮光面積と異ならせるよう構成することができ、本実施形態では、複数の光軸において１光軸おきに遮光面積を異ならせている。遮光部材４１は、各受光素子１２に対応した開口部４２を複数備えており、開口部４２は、図５（Ａ）に示すように開口の径が小さい径小開口部４２Ｂと、径の大きい径大開口部４２Ａとが交互に配置されている。
【００３８】
図６にて概念的に示すように遮光部材４１の前面側において、表面（即ち、車両側に面する外面５０Ａ）がフラットな光透過性の前面カバー５０が設けられている。前面カバー５０は、例えば図６（Ａ）に示すように遮光部材４１の遮光部４１Ａと別体のものとして構成することができる。具体的には例えば、遮光部材４１の遮光部４１Ａから離れた位置に前面カバー５０を配置してもよく、遮光部材４１の遮光部４１Ａと前面カバー５０を互いに接触させて配置してもよい。この場合、遮光部４１Ａに対し前面カバー５０を着脱可能に構成してもよい。また、図６（Ｂ）に示すように遮光部４１Ａと一体的に構成してもよい。一体的に構成する方法としては、遮光部４１Ａと前面カバー５０を一体成型したり、遮光部４１Ａに対し接着剤、溶接、その他の固定手段により固定する方法が挙げられる。
【００３９】
次に電気的構成及び動作について説明する。
図４に示すように、投光側には上述した複数の投光素子１１（図４では１１ａ〜１１ｄ）をそれぞれ点灯させるための駆動回路１５ａ〜１５ｄが備えられ、各駆動回路１５ａ〜１５ｄはＡＮＤ回路１６ａ〜１６ｄからの出力信号Ｐ１〜Ｐ４を受けるとそれに連なる投光素子１１ａ〜１１ｄにそれぞれ駆動電流を供給する。各ＡＮＤ回路１６ａ〜１６ｄは、その一方の入力端子が投光側ＣＰＵ１８に接続され、投光側ＣＰＵ１８から所定のタイミング（以下、「投光タイミング」という）で順次出力される投光タイミング信号Ｐ０が入力される。また、他方の入力端子はシフトレジスタ１７の４つの出力端子にそれぞれ接続されている。シフトレジスタ１７は投光側ＣＰＵ１８からのシフト信号Ｓ０を受ける毎に、信号出力をさせる出力端子を切り換えて、上記ＡＮＤ回路１６ａ〜１６ｄに順番にシフト出力信号Ｓ１（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を与えるよう動作する。
【００４０】
以上のような構成により、各ＡＮＤ回路１６ａ〜１６ｄの両入力端子が同時に上記投光タイミング信号Ｐ０及びシフト出力信号Ｓ１（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を受けたときに、それに対応する駆動回路１５ａ〜１５ｄに出力信号Ｐ１〜Ｐ４を与えてそれに連なる投光素子１１ａ〜１１ｄに投光動作を行わせる。
【００４１】
一方、受光側には、上述した受光素子１２ａ〜１２ｄからのそれぞれの信号を増幅して受光量に応じた受光信号Ｅ１〜Ｅ４を出力する受光回路２７ａ〜２７ｄが備えられている。各受光回路２７ａ〜２７ｄの出力はスイッチ素子２６ａ〜２６ｄを介して信号線に共通接続されており、その信号線はコンパレータ２８の入力側に接続される。各スイッチ素子２６ａ〜２６ｄはそれぞれＡＮＤ回路２５ａ〜２５ｄからの出力信号Ｇ１〜Ｇ４を受けることによりオン動作をして、受光回路２７ａ〜２７ｄからの受光信号Ｅ１〜Ｅ４を有効化させる。
【００４２】
ＡＮＤ回路２５ａ〜２５ｄは、一方の入力端子が受光側ＣＰＵ１９に接続され、受光側ＣＰＵ１９から所定のタイミング（以下、「受光タイミング」という）で順次出力される受光タイミング信号Ｇ０を入力する。また、他方の入力端子はシフトレジスタ２４の４つの出力端子にそれぞれ接続されている。シフトレジスタ２４は受光側ＣＰＵ１９からのシフト信号Ｔ０を受ける毎に、信号出力をさせる出力端子を切り換えて、上記ＡＮＤ回路２５ａ〜２５ｄに順番にシフト出力信号Ｔ１（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を与えるよう動作する。
【００４３】
以上のような構成により、各ＡＮＤ回路２５ａ〜２５ｄの両入力端子が同時に上記受光タイミング信号Ｇ０及びシフト出力信号Ｔ１（Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を受けたときに、それに対応する受光回路２７ａ〜２７ｄからの受光信号Ｅ１（Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）が順次コンパレータ２８に与えられる。そして、コンパレータ２８は、受けた受光信号Ｅ１〜Ｅ４を予め設定された所定の基準値と比較し、その基準値を上回ったときに受光側ＣＰＵ１９に入光検出信号（ハイレベル）を出力する。
【００４４】
（４）車両形状認識装置の動作
本実施形態に係る車両形状認識装置１３は以下のような動作をなす。
即ち、車両形状認識装置１３は、上記のように感度設定された状態において、判定手段によって遮光状態と判定される光軸が所定光軸数を超えた数だけ連続する遮光連続領域については車両と認識し、判定手段によって入光状態と判定される光軸が所定光軸数を超えた数だけ連続する入光連続領域については非車両と認識する。図７は多光軸光電センサによる検出の際の、受光素子１２と車両Ｗの位置関係について例示しており、ここでの所定光軸数は１である。即ち、ここでは１光軸毎に検出感度が異なっており、遮光状態が２光軸分連続する領域については車両と認識し、入光が２光軸分連続する領域については非車両と認識するようにしている。図８には判定結果の一例を示しており、遮光状態が２光軸以上連続する遮光連続領域Ｐにおいては車両本体と判定される。また、入光状態が２光軸分連続する入光連続領域Ｒについては非車両と判定されるようになっている（ここでは空間と判定される）。
【００４５】
さらに、判定手段による判定において遮光状態もしくは入光状態と判定される光軸が所定光軸数連続しない非連続領域については、その非連続領域が遮光連続領域と隣接する場合は車両と認識し、入光連続領域と隣接する場合は非車両と認識するようになっている。より具体的には、どちらでもない領域であって、かつ遮光連続領域に隣接せず、入光連続領域に隣接する領域については非車両と認識するようにしている。ここでは、遮光連続領域でも、入孔連続領域でもない、○、×が交互に繰り返される領域Ｑが存在しており、この領域は車両本体の領域と隣接しているため車両の一部と判定される。一方、領域Ｓは車両本体の領域（即ち入光連続領域）に隣接しておらずノイズとして非車両判定される。
【００４６】
また、ここでは、以下のように感度調整される。即ち、複数の光軸において、各光軸の感度を、車両本体から延出されたアンテナ、キャリア等の延出部を検出可能な延出部検出可能感度と、この延出部を検出不能な延出部検出不能感度のうちのいずれかの感度に設定する。具体的には、延出部検出可能感度、又は延出部検出不能感度のいずれかの感度が所定光軸数おきに規則性をもって設定されるように構成する。ここでは、径大開口部４２Ａにおいては延出部検出不能感度として設定（開口面積を調整）されており、他方、径小開口部４２Ｂにおいては延出部検出可能感度として設定（開口面積を調整）されている。例えば、延出部検出可能感度としては、車両本体から延びるアンテナ部が検出可能な感度とすることができ、一方、延出部検出不能感度については、このアンテナ部が検出不能な感度として設定することができる。これにより、図５（Ｂ）のように延出部（ここではアンテナ６０）を検出した際には遮光される部分と、遮光されない部分とが交互に生じることとなり、車両本体領域とは異なる独特の検出結果パターンとなる。
【００４７】
（５）洗車機全体の動作
次に、洗車機全体の動作について図３及び図９を参照しつつ説明する。
まず車両Ｗを上記１対のレールＬ，Ｌ間に停車させて、キーボード７にて洗車内容を選択して洗浄開始の入力操作が行われると、図９において初期位置Ｂ１にあるトップブラシ６が回転し始めるとともに、洗車機本体２が後進駆動する（同図において白抜き矢印方向）。そして、洗車機本体２の移動にともないエンコーダ９から出力されるパルス信号Ｐを受信した制御装置２１は、このパルス信号Ｐに基づいて車両形状認識装置１３の位置を検出する。
【００４８】
そして、このまま洗車機本体２が後進して上記投光器３２及び受光器３３が車両Ｗのボンネット部を挟む位置にくると、当該ボンネット部によって下からある高さまで遮光状態と判定され、それより上の光軸が入光状態と判定される。車両形状認識装置１３の受光側ＣＰＵ１９は受光タイミングに同期して順次コンパレータ２８からの入光検出信号の有無を判断（コンパレータ２８からの出力信号のハイローレベルを判断）する。これにより、各光軸について入光状態かどうかを判定し、この判定結果から車両Ｗのボンネット部の高さを知ることができ、これに応じた車高信号Ｔを制御装置２１に与える。
【００４９】
制御装置２１は、車両形状認識装置１３からの車高信号Ｔと、そのときの走行位置でのエンコーダ９からのパルス信号Ｐとを読み込んで、当該車高信号Ｔに対応付けてこのときの洗車機本体２の走行位置を記憶手段２２に記憶する。そして、記憶手段２２に記憶された走行位置から距離Ｘ（車両形状認識装置１３（投光器３２及び受光器３３）とトップブラシ６との水平方向の距離）だけ洗車機本体２が後進したときにそれに対応付けられて記憶された車高信号Ｔ（上記ボンネット部の高さに応じた信号）に応じた昇降信号を昇降モータ３１に与える。これにより、トップブラシ６は車両Ｗのボンネット部の高さ（図９の位置Ｂ３）に位置するよう移動される。
【００５０】
同様に、投光器３２及び受光器３３が車両Ｗのルーフ部を挟む位置にきたときには、当該ルーフ部の高さ以下の光軸は遮光状態と判定され、それより上の光軸は入光状態と判定されて、その判定結果に基づくルーフ部の高さに応じた車高信号Ｔが制御装置２１に与えられる。そして、その時点から距離Ｘだけ洗車機本体２が後進したときに当該車高信号Ｔ（ルーフ部の高さに応じた信号）に応じた昇降信号を昇降モータ３１に与えて、トップブラシ６を車両Ｗのルーフ部の高さ（図９の位置Ｂ４）に移動させる。以下、車両Ｗの後端部についても同様にしてトップブラシ６が当該後端部の高さ（図９の位置Ｂ５）に移動する。
【００５１】
そして、洗車機本体２が更に後進して投光器３２及び受光器３３が車両Ｗの後方へと抜けると、全光軸Ｍ，Ｎが入光状態となる。そこで、例えば全光軸が所定時間入光状態になったことを条件として、その時点から洗車機本体２が距離Ｘ更に後進したときに洗車機本体２を一旦停止させる。そして、洗車機本体２が今度は前進して上述の一連の動作とは逆の動作を行う。洗車機本体２が初期位置に戻ると、洗車機本体２が停止してトップブラシ６及びサイドブラシ４等の洗車具も初期位置に戻る。
【００５２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成をなす遮光部材について説明する。図１０の例では、２光軸おきに検出感度が異なるように遮光部材４１の形状が設定されている。ここでは、径大開口部４２Ａに隣接して２光軸分の径小開口部４２Ｂが続く構成をなしている。なお、これに限らず、３光軸以上おきに検出感度を異ならせるようにしてもよい。また、所定光軸数おきに検出精度を高めるように構成してもよい（即ち、所定光軸数おきに（２光軸おき、あるいは３光軸以上おきに）径小開口部を配置するように構成してもよい）。
【００５３】
また、図１１では、円形状以外の開口形状のものを例示しており、矩形形状からなる径大開口部４２Ａ、径小開口部４２Ｂが設けられている。また、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、径大開口部４２Ａと径小開口部４２Ｂが連続的に構成されていてもよい。このように開口部が連続する構成の場合にも、開口部の形状は、円形又は略円形（図１２（Ａ）参照）、矩形又は略矩形（図１２（Ｂ）参照）等様々のものに構成できる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
上記実施形態では、遮光部材を用いて受光素子への入射量を設定する構成を例示したが、投光量設定手段を設けるようにしてもよい。例えば、複数の投光素子において、所定光軸数おきの投光素子からの投光量を、それ以外の投光素子からの投光量と異ならせるように設定することができる。この場合、図４に示す駆動回路１５ａないし駆動回路１５ｄにおいて、所定光軸数おきの投光量が、他の光軸の投光量と異なるようにパワー調整することができる。
【００５５】
＜第４実施形態＞
上記第１実施形態ないし第３実施形態では入射量を異ならせるようにして検出感度を設定したが、受光素子の受光信号に対する信号処理条件を設定するようにして検出感度を異ならせてもよい。即ち、複数の受光素子１２において、所定光軸数おきの受光素子１２の受光信号に対する信号処理条件を、それ以外の受光素子１２に対する信号処理条件と異ならせる信号処理条件設定手段を設けるようにしてもよい。
【００５６】
たとえば、図１３に示すように、所定光軸数おき（ここでは１光軸おき）の受光信号における遮光判定に用いる基準レベルを、それ以外の受光信号に用いる基準レベルと異ならせるように設定することができる。具体的には１光軸おきの受光信号がコンパレータ２８Ａにおいて第１基準レベルに基づいて判定が行われ、それ以外の光軸の受光信号はコンパレータ２８Ｂにおいて第２基準レベルに基づいて判定が行われるようになっている。ここではコンパレータ２８Ａ，２８Ｂが基準レベル設定手段として機能しており、この場合、基準レベル設定手段が信号処理条件設定手段としての役割を果たすこととなる。
【００５７】
また、所定光軸数おきの受光信号の増幅率を、それ以外の受光信号の増幅率と異ならせるように設定する増幅率設定手段を備えた構成とすることもできる。具体的には受光回路２７ａないし２７ｄにおいて、所定光軸数おきの増幅率（例えば１光軸おきの増幅率）をそれ以外の光軸の増幅率と異ならせるように構成できる。この場合、増幅率設定手段が、信号処理条件設定手段としての役割を果たすこととなる。
【００５８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）  上記実施形態では、８程度の光軸を構成する例を示したが、この光軸数はあくまで説明上のものであり、８以上、又は８未満の光軸数であっても勿論よい。
（２）  上記実施形態では、微少部分としてアンテナを例示したがこれ以外のものであってもよい。例えば、エンブレム、キャリア、その他の延出物であってもよい。
（３）  上記実施形態では、遮光部材を受光素子側に配置したが、投光素子側に配置してもよい。
（４）  上記実施形態では、多光軸光電センサの対象となる被検出対象物として車両を例に挙げたが、これ以外のものを対象としてもよい。特に、検出しやすい部分と、検出し難い微少部分とを有するもの（例えば、本体部から何らかの微少部分が延出されるようなもの）を対象とするとよい。
【図面の簡単な説明】
【０００１】
【図１】洗車機の要部構成を正面より概念的に示す概念図
【図２】洗車機の要部構成を側面より概念的に示す概念図
【図３】洗車機の制御構成を説明するブロック図
【図４】多光軸光電センサの電気的構成を示すブロック図
【図５】遮蔽部材について概念的に説明する概念図
【図６】前面カバーの構成について例示する図
【図７】車両検出の際の位置関係について例示する図
【図８】検出されたパターンについて例示する図
【図９】洗車時の動作について説明する説明図
【図１０】第２実施形態に係る遮光部材について例示する図
【図１１】図１０とは異なる遮光部材の構成について示す図
【図１２】開口部が連続した構成の遮光部材について例示する図
【図１３】第４実施形態に係る多光軸光電センサの電気的構成を示すブロック図
【符号の説明】
１…洗車機
１１…投光素子
１２…受光素子
１３…車両形状認識装置
１９…受光側ＣＰＵ（制御手段、判定手段、車両形状認識手段）
３０…多光軸光電センサ
３２…投光器
３３…受光器
４１…遮光部材（感度設定手段）
５０…前面カバー
Ｗ…車両（被検出対象物）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004336177.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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