(57)【要約】【課題】駐車ロットに入庫および出庫する車両の存在および移動状態を検出することを目的とする。【解決手段】各駐車ロットに埋設された車両検出装置３１からマイクロ波が放射され、車両に反射した反射マイクロ波が所定レベル以上であることを検出することにより、車両の存在を判断する。また、送信したマイクロ波と車両によって反射したマイクロ波の周波数の差を算出し、そのドップラー周波数の変化から車両の移動状態を判断する。さらに、車両が出庫を開始したにもかかわらず、駐車料金の精算が完了していない場合、異常な出庫であると判定する。【選択図】　図３
2004116173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車場に配置された各駐車ロットにおける車両の存在を検出する車両検出装置において、
マイクロ波を前記車両に対して放射する送信機および前記車両に反射した前記マイクロ波を受信する受信機からなる送受信手段と、
前記受信機において受信した前記マイクロ波の受信電力が予め定める電力以上であるとき車両の存在を判断する演算手段と、
から構成されることを特徴とする車両検出装置。
【請求項２】
前記マイクロ波は、ほぼ１０ギガヘルツまたはほぼ２４ギガヘルツの周波数を有することを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項３】
前記マイクロ波は、前記送信機から１０ミリワット以下の電力で送信されることを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項４】
前記マイクロ波は、大地面に対しほぼ垂直方向に放射されることを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記送信機から放射される前記マイクロ波の周波数と前記受信機によって受信された前記マイクロ波の周波数との差の周波数から、前記車両の移動状態を検出することを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記差の周波数がゼロから増加する場合前記車両は発進したと判断し、かつ、前記差の周波数がほぼゼロへ減少する場合前記車両は停止すると判断することを特徴とする請求項５記載の車両検出装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記差の周波数がゼロから予め定める周波数に達したとき前記車両のエンジンが始動したと判断することを特徴とする請求項５記載の車両検出装置。
【請求項８】
駐車場に配置された各駐車ロットにおける車両の入庫および出庫を管理する駐車場管理装置において、
前記駐車ロットへの前記車両の進入および退出を可能にする倒伏位置と前記駐車ロットからの前記車両の進入および退出を阻止する起立位置との間で一方端を軸に回転するロック板を駆動するロック板駆動手段と、
マイクロ波を前記車両に対して放射するとともに前記車両に反射した前記マイクロ波を受信し、受信した前記マイクロ波の受信電力が予め定める電力以上であるとき車両の存在を判断する車両検出手段と、
前記車両検出手段により前記駐車ロットに前記車両が存在すると判断したことに応答して前記駐車ロットに車両が入庫したと判断した場合前記ロック板駆動手段における前記ロック板を前記起立位置へ制御し、駐車料金の精算が完了したことに応答して前記ロック板を前記倒伏位置へ制御する制御手段と、
から構成されることを特徴とする駐車場管理装置。
【請求項９】
駐車場の駐車ロット毎に車両を検出する車両検出方法において、
マイクロ波を大地面に対し上方に向かって放射する段階と、
前記マイクロ波を受信する段階と、
前記受信した前記マイクロ波の受信電力が予め定める電力以上である場合、前記駐車ロットに車両が存在すると判断する段階と、
から構成されることを特徴とする車両検出方法。
【請求項１０】
前記放射された前記マイクロ波の周波数と前記受信された前記マイクロ波の周波数との差の周波数がゼロから増加する場合前記車両は発進を始めたと判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の車両検出方法。
【請求項１１】
前記放射された前記マイクロ波の周波数と前記受信された前記マイクロ波の周波数との差の周波数がほぼゼロへ減少する場合前記車両は停止したと判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の車両検出方法。
【請求項１２】
前記放射された前記マイクロ波の周波数と前記受信された前記マイクロ波の周波数との差の周波数がゼロから予め定める周波数に達したとき前記車両のエンジンが始動したと判断することを特徴とする請求項９記載の車両検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車車両の入出庫を検出する装置に関し、さらに詳しくは、マイクロ波を使用して駐車ロットにおける車両の存在および移動状態を検出する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、駐車場に駐車する車両を駐車ロット毎に検出する様々な手段、例えば、ループコイル方式、光方式、磁気干渉コイル方式などが提案されている。ループコイルを用いた方式では、地中に埋設したセンサであるループコイル上に車両が到来した場合、ループコイルが有する特性、例えばコイルのインダクタンスが変化し、その変化を検出することにより車両の有無を判断する。また、光方式では、車両によって反射した発光器からの光を受光器で受け、その反射光が一定のレベルを超える場合車両が存在すると判断する。さらに、磁気干渉コイル方式では、車両が接近するとコイル中を流れる信号が車両の金属によって干渉され、その干渉の程度を検出することにより車両の有無を判断する。磁束の変化に基づいて車両を検出する方式として、特開２０００−２００３７２号がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のループコイル方式および磁気干渉コイル方式では、車両とセンサとの間における相互干渉によりコイルの特性が変化するので、車両・センサ間の距離が大きくなる場合、例えば、車高の高い車などは干渉の程度が低くなり、車両を検出することができなくなる可能性がある。車体がアルミニウムのような非磁性体で構成される場合、コイルに対する干渉がなく車両の検出ができなくなる。
【０００４】
また、光方式では、発光器や受光器の光通過窓に異物、例えば、葉や紙などで塞がれると正常な動作が保障できなくなる。車両検出装置は、駐車場の各駐車ロットの地面上に設置されるので、このような異物が誤動作の原因となる。
【０００５】
さらに、上記の方式では車両の存在有無を検出することはできるものの、車両の移動状態を検出することはできない。
【０００６】
そこで、本願発明は、駐車場の駐車ロット毎に車両の存在の有無を検出することを目的とする。
【０００７】
また、本願発明は、駐車場の駐車ロット毎に車両の移動状態を検出することを目的とする。
【０００８】
さらに、本願発明は、駐車場の駐車ロット毎に車両の移動状態を検出することにより、車両の不正あるいは異常な出庫を検出することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両検出装置は駐車ロットに駐車した車両の存在を検出する。車両検出装置はマイクロ波を放射する送信機およびマイクロ波を受信する受信機からなる送受信手段を有し、車両によって反射したマイクロ波の受信電力が予め定める電力以上であるとき車両が駐車していると判断する。また、受信したマイクロ波と送信したマイクロ波の周波数を比較し、車両の移動速度を検出する。この移動速度から、車両の発進および停止を判断する。
【００１０】
【実施例】
駐車場に駐車された車両の入庫および出庫を管理する様々な駐車場管理システムが提案されており、またその駐車場管理システムに使用される車両検出装置が多様な方式を用いて開発されている。車両検出装置は、マイクロ波を使用して車両の存在の有無を検出するとともに、送信周波数と受信周波数の差からドップラー周波数を算出することができる。本願発明に係る車両検出装置は、駐車ロットに駐車した車両の移動をロック板によって阻止するロック板駆動装置および駐車料金の精算やその他の演算・制御処理を行う精算器とともに駐車場管理システムを構成するが、各機能は駐車場管理システムを構成するにあたりこれらの装置の名称にこだわる必要はない。
【００１１】
ロック板駆動装置は、一般に、車両の下部または周辺の地面中に埋設され、車両の移動を阻止するためのロック板と、ロック板を駆動するロック板駆動部から構成される。ロック板は車両が駐車ロットへ入庫するのを許容する倒伏位置と、車両が駐車ロットから出庫するのを阻止する起立位置との間で、ロック板駆動部によってロック板の一方端を軸に電気モータ等によって回転制御される。倒伏位置は、ロック板が地平面に平行な状態に伏臥し、車両が自由に駐車ロットへ入庫および駐車ロットから出庫できる位置をいい、起立位置は、車両が駐車ロットから退出するのを阻止する位置をいい、ロック板が地平面から突出した状態をいう。
【００１２】
図１は、車両１１が駐車ロット１２内に駐車し、ロック板１３が起立位置に制御された状態を示す。ロック板駆動装置１４は、その内部に設けられたロック板駆動部によってロック板１３を制御し、ロック板１３の位置を起立位置と倒伏位置の間で制御する。車両検出装置１５は、またマイクロ波送受信部を内蔵し（図示せず）、車両１１の存在を検出する。車両検出装置１５の筐体部に設けられた送信アンテナ１６からマイクロ波１７が上方へ放射され、それが車両１１の下部で反射されて反射マイクロ波１８として受信アンテナ１９によって受信される。この車両検出装置によって用いられるマイクロ波は、１０．５２５ＧＨｚあるいは２４．１５ＧＨｚの周波数が使用され、出力電力として１０ｍＷ以下のものが使用されるが、これら以外の周波数を用いても、また他の出力電力を採用しても車両検出には影響がなく、このことは当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１３】
図２は、他の形式のロック板駆動装置２１を使用し、ロック板２２を起立状態に制御した状態を示す。図１は車両検出装置を車両下部の地面上に設置されるが、図２では車両の前部あるいは後部に埋設した場合を示す。図１に示される場合と異なる点は、マイクロ波２３が、車両の方向である斜め上方に向けられて、車両検出装置の送信部から放射されることである。反射されたマイクロ波２４は斜め上方から到来するので、受信部のアンテナはその方向が最も高い利得を示すように車両検出装置に設置される。車両に放射されるマイクロ波は、図１の場合と同様に、１０．５２５ＧＨｚあるいは２４．１５ＧＨｚの周波数が使用され、出力電力として１０ｍＷ以下のものが使用されるが、これら以外の周波数や出力電力を使用できることは上述したとおりである。
【００１４】
次に、地中に埋設された車両検出装置を用いる駐車場管理装置について説明する。図３は、車両検出装置３１、ロック板駆動装置３２および駐車料金精算器３３から構成される駐車場管理装置３０の全体ブロック図を示す。車両検出装置３１は、送受信部３４、演算制御部３５および送受信アンテナ部３６から構成される。図３では、送受信部３４、演算制御部３５および送受信アンテナ部３６を車両検出装置３１として図示するが、単に説明の便宜のためで、それらの機能の一部がロック板駆動装置３２の内部に設置されていてもよく、また駐車料金精算器３３の内部に設けられてもよい。例えば、送受信部３４および送受信アンテナ部３６がロック板駆動装置３２内に設けられてもよく、演算制御部３５は料金精算器３３の内部に設置されてもよい。ロック板駆動装置３２は、図１において説明したように、ロック板３２ａを有し、ロック板３２ａがその一方端を軸に回転するように取り付けられ、図３では起立状態を示す。ロック板３２ａの回転を制御するロック板駆動部（図示せず）は、ロック板駆動装置３２の内部に設けられ、その回転は電気モータ等によって制御される。
【００１５】
車両検出装置３１の送受信アンテナ部３６は、マイクロ波を送受信するための送信アンテナ３６ａおよび受信アンテナ３６ｂを有する。アンテナ３６ａ、３６ｂは、１０ＧＨｚあるいは２４ＧＨｚ帯のマイクロ波の送受信に適した形状が選択され、当業者には既知であるが、一般的にホーン型が用いられる。異物がホーン中に混入しないようにマイクロ波の伝播に影響がない樹脂が充填される。
【００１６】
アンテナ３６ａ、３６ｂは、信号線３７ａ、３７ｂを介してそれぞれ送信部３４ａ、受信部３４ｂに接続される。したがって、送信部３４ａから信号線３７ａを経てアンテナ３６ａの給電点へ伝送されたマイクロ波は、図１に示すマイクロ波１７のように上方へ放射され、車両１１に反射してマイクロ波１８として、図３の受信アンテナ３６ｂによって受信される。受信されたマイクロ波は、受信部３４ｂによって信号処理され、演算制御部３５へ送られる。演算制御部３５は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、その場合マイクロコンピュータの動作は内蔵するプログラムに依存する。演算制御部３５は、受信したマイクロ波の強度、たとえばマイクロ波の平均電力を求め、それを予め定める値と比較する。受信マイクロ波の強度が予め定める値より大きい場合、受信マイクロ波は、車体により反射したマイクロ波と判断し、車両検出装置３１上に車両が存在すると判断する。また、受信マイクロ波の強度が予め定める値より小さい場合、車両検出装置３１上に車両が存在しないと判断する。車両の存在不存在を表す信号は、信号線３８ａを介して駐車料金精算器３３へ伝送され、駐車料金の精算やロック板の制御に使用される。
【００１７】
演算制御部３５は、さらに、反射されたマイクロ波の強度を比較するばかりでなく、送信されたマイクロ波と受信したマイクロ波の周波数を比較し、それらの差周波数であるドップラー周波数を算出することができる。すなわち、演算制御部３５は、送信部３４ａから送信されたマイクロ波の周波数Ｆｔと受信部３４ｂで受信したマイクロ波の周波数Ｆｒとの差の周波数ΔＦを、ΔＦ＝Ｆｒ−Ｆｔから算出することができる。このドップラー周波数ΔＦを求めることにより、車両と車両検出装置との間の相対関係を推定することができる。例えば、１０ＧＨｚ帯のマイクロ波を使用し、７０Ｈｚのドップラー周波数ΔＦを得た場合、相対速度は３．６Ｋｍ／ｈとなる。一般的に、ドップラー効果の特性から、差周波数ΔＦが正の場合、車両が車両検出装置に接近していることを示し、負の場合、車両が車両検出装置から遠ざかっている状態であると判断できる。ドップラー周波数ΔＦは、正・負の記号とともに信号線３８ｂを経由して駐車料金精算器３３へ伝送される。これら正・負の記号は、本願発明の駐車場管理装置においては、それぞれ入庫および出庫状態を表す。したがって、車両の入庫および出庫状態を検出することにより、単に車両が駐車ロットに位置しているのかどうかを判断するばかりではなく、駐車ロットにおける車両の移動状態を検出することが可能になる。この車両の移動状態を検出することより、駐車料金の適正な精算が完了したかどうかも判断することができる。この点については、さらに後述する。
【００１８】
図３に戻り、車両が駐車ロットに入庫する場合および出庫する場合における駐車場管理装置３０の処理手順について説明する。送信部３４ａは、送信アンテナ３６ａからマイクロ波を放射し、演算制御部３５は、受信部３４ｂから送られる信号強度を計測する。この信号強度が予め定める値を超えると、駐車ロットに車両が進入し駐車したと判断し、駐車料金精算器３３へ車両の存在信号を伝送する。この時点で、駐車料金精算器３３はロック板制御手順に従って、ロック板駆動部へ信号線３９を介してロック板起立信号を送る。ロック板起立信号の受信に応答して、ロック板駆動部はロック板３２ａが起立状態となるようにロック板３２ａの回転軸を駆動し、図３に示すような起立状態に設定する。この状態により、車両は駐車ロットから退出することができなくなる。
【００１９】
次に、駐車料金精算器３３の、例えば表示部３３ａに表示された駐車料金をコイン・スロット３３ｂから挿入し、所定の駐車料金が支払われると、支払われた料金が表示部３３ａに表示されるとともに領収書がスロット３３ｃから排出される。所定の駐車料金が支払われ、精算が完了すると、駐車料金精算器３３からロック板倒伏信号が信号線３９を介してロック板駆動部へ送られる。ロック板倒伏信号を受信すると、ロック板駆動部はロック板３２ａを倒伏位置となるようにロック板３２ａの回転軸を駆動し、ロック板３２ａをほぼ水平状態に設定する。この状態で、駐車ロット上の車両は、出庫することが可能となる。その後、受信マイクロ波の強度は低下し、車両が完全に退出したことが判断される。
【００２０】
次に、車両が駐車ロットから出庫する場合および駐車ロットへ入庫する場合をドップラー周波数から判別する方法について述べる。まず、図４を参照して、車両が駐車ロットから出庫する場合のドップラー周波数の変化を表す。図４において、縦軸はドップラー周波数の絶対値を示し、横軸は時間を表す。時刻ｔ１でエンジンを始動し発進が開始する。車両の速度が増すとドップラー周波数は上昇する（期間Ｐ１）。所定の時間が経過した時刻ｔ２において、演算制御部３３は車両が発進を開始したと判定する。さらに時間が経過すると、速度は増し、ドップラー周波数も上昇し、その後車両の速度がほぼ一定となるとドップラー周波数は一定となる（期間Ｐ２）。その後車両が遠ざかるにつれ信号強度が低下し、最終的に信号は消失する。
【００２１】
次に、図５に示すように車両が駐車ロットに入庫する場合について検討する。図５において、縦軸はドップラー周波数の絶対値を示し、横軸は時間を表す。図５において、車両が一定速度で駐車ロットに進入すると、進入する車両速度に対応するドップラー周波数が検出される（期間Ｐ３）。車両がほぼ駐車ロットに進入を完了し始めると、車両速度は低下を開始する（期間Ｐ４）。速度の低下を検出した時刻ｔ３を経過し、ドップラー周波数がほぼゼロになる時刻ｔ４で、車両は停止し入庫が完了したと判断する。
【００２２】
図６は、駐車ロットに駐車した車両の出庫時における駐車料金精算器３３における制御フローを示す。判断ブロック６０において、駐車料金が精算されると、ブロック６１に進む。ブロック６１において、駐車料金の精算が完了するとロック板倒伏信号が生成され、ロック板駆動装置へ送信される。ロック板倒伏信号を受信したロック板駆動部は、ブロック６２において、ロック板を倒伏位置へ駆動する。ロック板が倒伏位置へ駆動されたことにより、駐車ロット上の車両は発進が可能となる。ブロック６３において、エンジンが始動し車体が振動するとこの振動に応答してドップラー周波数信号の検出が開始され、車両が発進を開始するとドップラー周波数が増大して受信される。ドップラー周波数信号が継続して受信されると判断ブロック６４へ進み、反射マイクロ波の受信電力が予め定める所定値より大きいかどうかが判断される。受信電力が予め定める値より依然として大きい場合、ブロック６４において繰り返し受信電力と所定値とが比較される。反射マイクロ波の受信電力が所定値より低くなると、ブロック６５へ進み、車両が出庫を完了したと判断する。
【００２３】
判断ブロック６０において、精算が完了していない場合、判断ブロック６６へ進み、ドップラー周波数信号が受信されているかどうかが判断される。この時点で、ドップラー周波数信号が検出され始めると、エンジンが始動され、発進を開始したものと判断される。通常、精算が完了し、ロック板が倒伏位置に設定されてから、車両の移動が開始されるのが正常な動作である。これに反し、駐車料金の精算が完了していない段階で、発進が検出される場合、異常な出庫が開始したものと判断される。この場合、駐車料金精算器３３は、警報信号を生成し、異常出庫の開始を警告する。この警報信号は、例えば、車両の発進を停止させるための警報音を鳴らすために利用することができる。また、異常出庫を開始した車両の動きをビデオ録画装置に記憶するためのスタート信号として用いることもできるとともに無線や電話回線を介して遠隔地へ警報信号を送信してもよい。
【００２４】
なお、図３においては、送信用のホーン・アンテナと受信用のホーン・アンテナが別個に設けられた場合を示すが、１つのホーン・アンテナ内に送信部３４ａからの給電点と受信部３４ｂへの給電点を設けるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明は、駐車ロット毎に埋設された車両検出装置から放射されるマイクロ波によって車両の有無を検出することができ、特に車高の高い車両に対しても確実に車両の有無を検出することができる。また、アルミ製の車体の車両に対しても、車両の有無検出を確実に検出することができる。さらに、送信および受信マイクロ波の周波数差からドップラー周波数を求め、それにより駐車ロットへ入庫する車両なのか、駐車ロットから出庫する車両なのかを検出することができ、駐車ロット毎に駐車車両の移動状態を把握することができる。また、駐車料金を領収する精算器と組み合わせることにより、駐車料金の精算を行わないで出庫しようとする異常な出庫を自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両が駐車ロット内に駐車し、ロック板が起立位置に制御された状態を示す。
【図２】他の形式の車両検出装置を使用し、ロック板を起立状態に制御した状態を示す。
【図３】本願発明に係る車両検出装置を使用する駐車場管理装置の全体ブロック図を示す。
【図４】車両が駐車ロットに出庫する場合のドップラー周波数の変化を示すグラフである。
【図５】車両が駐車ロットに入庫する場合のドップラー周波数の変化を示すグラフである。
【図６】駐車ロットに駐車した車両の出庫時における演算制御部３３の制御フローを示す。
【符号の説明】
１１：車両
１２：駐車ロット
１３：ロック板
１４：ロック板駆動装置
１５：車両検出装置
１６：送信アンテナ
１７：送信マイクロ波
１８：反射マイクロ波
１９：受信アンテナ
２１：車両検出装置
２２：ロック板
２３：送信マイクロ波
２４：反射マイクロ波
３０：駐車場管理装置
３１：車両検出装置
３２：ロック板駆動装置
３２ａ：ロック板
３３：駐車料金精算器
３３ａ：表示部
３３ｂ：コイン・スロット
３３ｃ：スロット
３４：送受信部
３４ａ：送信部
３４ｂ：受信部
３５：演算制御部
３６：送受信アンテナ
３６ａ：送信アンテナ
３６ｂ：受信アンテナ
３８ａ，３８ｂ，３９：信号線
【図１】
2004116173.tif 000003
【図２】
2004116173.tif 000004
【図３】
2004116173.tif 000005
【図４】
2004116173.tif 000006
【図５】
2004116173.tif 000007
【図６】
2004116173.tif 000008