(57)【要約】【課題】移動体下方の略全域で物体の存在を確実に検出し、発進の際に乗員による移動体下方の点検を省略できるようにする。【解決手段】自動車１の底部における導電性のシャーシ部品をアンテナ２に利用し、アンテナ２の入力インピーダンス変化に基づいて判定部３で、アンテナ２と地面５との間の物体の有無を判定する。物体が存在する場合、判定部３から物体有りの判定出力を発生し、警告装置４で警報音や警告表示により乗員に対して物体の存在を知らせる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体下方の物体を検出する物体検出装置であって、移動体底部の導電性部品をアンテナとすると共に、該アンテナの入力インピーダンス変化に基づいてアンテナ下方の物体の有無を判定する判定部を備えて構成したことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記判定部が物体有りと判定したときに警告する警告手段を備える構成である請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記判定部が物体有りと判定したときに、移動体の発進を禁止する発進禁止手段を備える構成である請求項１又は２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記導電性部品は、移動体のシャーシである請求項１〜３のいずれか１つに記載の物体検出装置。
【請求項５】
移動体下方の物体を検出する物体検出装置であって、前記移動体の予め決められた場所の地上に設けたアンテナの入力インピーダンス変化に基づいてアンテナ上方に移動体が存在するときの物体の有無を判定する判定部を備えて構成したことを特徴とする物体検出装置。
【請求項６】
前記判定部が物体有りと判定したときに警告する警告手段を備える構成である請求項５に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記移動体が鉄道車両であるとき、前記鉄道車両の走行レールをアンテナとする請求項５又は６に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体検出装置に関し、特に、停車中の移動体の下方に存在する物体を確実に検出できるようにした物体検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体、例えば自動車の停車中、ドライバの知らない間に車両の下方に猫や犬などの小動物や子供等が潜り込む場合がある。このとき、ドライバがそれに気付かず車両を発進させると事故に至る場合がある。従って、車両発進時には、車両周囲だけではなく車両下方の安全確認を行うことは重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現実として、自動車を発進させる際に車両の下方の安全確認作業を行うドライバは少ない。このために、車両下方の安全確認作業をドライバが行わなくとも、小動物や子供などの潜り込みに起因する事故を防止できるようにすることが望まれる。ドライバによる車両下方の安全確認作業を省略できるようにするには、車両下方の略全域について物体の存在を検出できることが必要である。
【０００４】
尚、車両下方に存在する物体を検出する物体検出装置として、例えば特開平１１−２１３２９７号公報等で開示されたものがある。この物体検出装置は、自動車の底部の例えば前部に、センサ電極と回路部からなる物体検出用のセンサ電極ユニットを取付け、物体の有無によるセンサ電極の入力インピーダンス変化を回路部により検出して、物体の存在を検出したときにドライバに通報する構成であるが、この従来装置では、センサ電極ユニットから離れた車両下方の領域では物体を検出できない虞れがあり、車両下方の全域で物体が検出できる保証はない。
【０００５】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、移動体下方の略全域について物体の存在を確実に検出できる物体検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、移動体下方の物体を検出する物体検出装置であって、移動体底部の導電性部品をアンテナとすると共に、該アンテナの入力インピーダンス変化に基づいてアンテナ下方の物体の有無を判定する判定部を備えて構成した。
【０００７】
かかる構成では、移動体と地上との間に物体が存在すると、移動体底部の導電性部品を利用したアンテナの入力インピーダンスが変化する。判定部は、アンテナの入力インピーダンスが変化したときに物体有りと判定する。このように、移動体底部の既存部品をアンテナに利用することにより、移動体底部の略全域について物体の存在を検出でき、移動体下方の物体を確実に検出できるようになる。
【０００８】
請求項２のように、前記判定部が物体有りと判定したときに警告する警告手段を備える構成とすれば、移動体の乗員に対して移動体下方に物体が存在することを確実に知らせることができるようになる。
請求項３のように、前記判定部が物体有りと判定したときに、移動体の発進を禁止する発進禁止手段を備える構成とすれば、移動体の下方に物体が存在するときには、移動体を発進できないようになる。
【０００９】
前記導電性部品は、具体的には請求項４のように、移動体のシャーシとするとよい。
請求項５の発明は、移動体下方の物体を検出する物体検出装置であって、前記移動体の予め決められた場所の地上に設けたアンテナの入力インピーダンス変化に基づいてアンテナ上方に移動体が存在するときの物体の有無を判定する判定部を備えて構成した。
【００１０】
かかる構成では、アンテナ上方に移動体が存在する場合のインピーダンス変化に比べて、小動物や人間等の生体が存在する場合のインピーダンス変化は格段に大きいので、移動体と生体を区別できる。判定部は、移動体が存在する状態で生体による大きな入力インピーダンス変化があると移動体とアンテナ間に物体有りと判定する。
【００１１】
請求項６のように、前記判定部が物体有りと判定したときに警告する警告手段を備える構成とすれば、移動体の乗員に対して移動体下方に物体が存在することを確実に知らせることができるようになる。
請求項７の発明のように、前記移動体が鉄道車両であるとき、前記鉄道車両の走行レールをアンテナとするとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に本発明の第１実施形態の構成図を示す。
図１において、本実施形態の物体検出装置は、移動体である自動車１の底部の導電性部品を利用したアンテナ２と、アンテナ２の入力インピーダンス変化に基づいて自動車１下方の物体の有無を判定する判定部３と、判定部３からの物体検出出力により警告を発する警告手段である警告装置４とを備え、自動車１の底部と地面５との間に存在する物体を検出するものである。
【００１３】
アンテナ２は、自動車１の底部に配置されるシャーシ部品（フロアパネルを含む）を利用する。アンテナ２に利用するシャーシ部品は導電性を有すればよく、その形状は凹凸状でも棒状でもよいが、自動車１の底部の略全域にわたって設けられる部品が望ましい。また、アンテナ２は、自動車の他の部品と絶縁されていることが望ましいが、電気的に繋がっている場合でも、自動車１下方に電界が集中するので物体の検出は可能である。
【００１４】
判定部３は、図２に示すように、アンテナ２と配線で電気的に接続しアンテナ２の入力インピーダンス変化を検出する検出回路３Ａと、検出回路３Ａの検出出力に基づいて物体の有無を判定する判定回路３Ｂとを備える。前記検出回路３Ａは、例えば図３に示すように、交流信号を発生する信号発生器１１と、３つのインピーダンス素子１２〜１４及びアンテナ２で構成したブリッジ回路１５とを備える。前記ブリッジ回路１５は、物体が存在しない通常状態ではインピーダンス素子１２〜１４とアンテナ２のインピーダンスが平衡して出力端電圧ＶがＶ＝０となるように、前記インピーダンス素子１２〜１４のインピーダンスが設定される。尚、検出回路３Ａは、本実施形態の交流ブリッジ回路に限らずインピーダンス変化を検出できる構成であればよい。
【００１５】
判定回路３Ｂは、検出回路３Ａの出力端電圧Ｖが平衡状態（Ｖ＝０）から変化したときに物体有りの判定出力を発生する。
前記警告装置４は、車室内に設けられ、図２に示すように警報音を発生する警報装置４Ａと警告表示する警告表示灯４Ｂからなる。尚、警報装置と警告表示灯のどちらか一方だけでもよい。
【００１６】
尚、本発明の物体検出装置は、停車中の自動車下方の物体を検出する必要があるので、自動車の停車状態を検出して自動的に物体検出装置の動作電源が投入される構成とすることが望ましい。本実施形態では、図示しないが、例えばパーキングブレーキが引かれパーキングブレーキスイッチがＯＮしたら自動車１が停車したものと見なして検出回路３Ａの信号発生器１１から交流信号が発生して物体検出動作が開始される構成である。
【００１７】
次に動作を説明する。
自動車１の下方に物体が存在しない場合のアンテナ２の入力インピーダンスをＺ０とする。自動車１の下方に物体が存在する場合、アンテナ２の入力インピーダンスは、図４に示すように、アンテナ２と物体６との間のインピーダンスＺ１と物体６の持つインピーダンスＺ２の和Ｚ１＋Ｚ２に変化する。特に、物体６が人間や小動物のような生体の場合、インピーダンスの変化量は大きい。
【００１８】
このように、自動車１の下方に物体６が存在するとアンテナ２の入力インピーダンスが変化するので、検出回路３Ａのブリッジ回路１５が不平衡状態となり、その出力端電圧Ｖが０から変化して電圧が発生する。判定回路３Ｂは検出回路３Ａの出力端電圧Ｖが変化したことを検出して物体有りの判定出力を警報装置４Ａと警告表示灯４Ｂに出力する。これにより、警報装置４Ａから警報音が発生すると共に、警告表示灯４Ｂが物体有りを示す表示となり、ドライバ等の自動車１の乗員に物体６の存在を知らせる。
【００１９】
かかる第１実施形態の構成によれば、アンテナ２として自動車１底部のシャーシ部品を利用しているので、自動車１下方の略全域で物体検出が可能となり、自動車１下方の物体の存在を確実に検出できる。また、アンテナ２として自動車１の既存部品を利用するので、アンテナを自動車１底部に別途取付ける必要がなく、地上の障害物に対するアンテナの保護や脱落などの対策を考慮する必要がない。
【００２０】
図５に、本発明の第２実施形態を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態は、第１実施形態の判定部３に送信部３Ｃを付加し、物体有りの判定情報を無線或いは有線等で外部に送信可能な構成としたものである。
本実施形態では、判定回路３Ｂが物体有りと判定したときに、物体有りの判定出力を警報装置４Ａと警告表示灯４Ｂに出力すると同時に、送信部３Ｃにも出力する。送信部３Ｃは、入力した物体有りの判定出力に基づいて物体検出情報を、例えば自動車１に搭載したカーナビゲーション（図示せず）に送信する。物体検出情報を受信したカーナビゲーションでは、画面に警告メッセージを表示したり或いは音声で乗員に警告したりする。また、送信部３Ｃに電話機能を設け、判定回路３Ｂから物体検出情報が入力したときに送信部３Ｃにより自動的にドライバ等の携帯電話に電話がかかり、携帯電話の所有者に物体検出情報を通知するようにしてもよい。携帯電話を利用して物体検出情報を乗員に通知する構成とすれば、乗員が自動車１から離れていても自動車１下方の物体の存在を乗員に知らせることができるので、自動車１の停車場所に戻った乗員に自動車１下方の点検を促すことができる。
【００２１】
図６に本発明の第３実施形態を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
図６において、本実施形態の物体検出装置は、第１実施形態の構成に、判定回路３Ｂから物体有りの判定出力が入力したときにエンジン２１の始動を禁止し自動車１の発進を禁止する発進禁止手段としてのエンジン始動制御部２２を付加したものである。２３は、アクセサリー位置、ＯＮ位置、イグニッション位置を有するエンジンキースイッチ、２４はバッテリーである。尚、本実施形態では、第１実施形態のパーキングブレーキスイッチに代えて、エンジンキースイッチ２３をアクセサリー位置にしたときに検出回路３Ａの信号発生器１１から交流信号が発生して物体検出動作が開始される構成である。
【００２２】
エンジン始動制御部２２は、判定回路３Ｂから物体有りの判定出力が入力しない通常時では、エンジンキースイッチ２３のイグニッション操作（エンジンキースイッチ２３をイグニッション位置に操作する）に基づいてエンジン２１を始動制御する一方、判定回路３Ｂから物体有りの判定出力が入力した場合は、エンジンキースイッチ２３のイグニッション操作に基づくエンジン始動制御を禁止する構成である。
【００２３】
次に第３実施形態の動作を説明する。
エンジンキースイッチ２３をアクセサリー位置に操作すると、バッテリー２４からの電源供給により検出回路３Ａが動作してアンテナ２の入力インピーダンス変化を検出する。入力インピーダンス変化がなければ判定回路３Ｂからは物体有りの判定出力が発生しない。この場合、エンジン始動制御部２３は、エンジンキースイッチ２３でイグニッション操作が行われると通常通りエンジン２１を始動する。一方、自動車１の下方に物体が存在してアンテナ２の入力インピーダンスが変化すると、判定回路３Ｂから物体有りの判定出力が発生する。これにより、警報装置４Ａ及び警告表示灯４Ｂにより自動車１の下方に物体が存在することをドライバ等に知らせると共に、エンジン始動制御部２３は、エンジンキースイッチ２３でイグニッション操作が行われたとしてもエンジン２１の始動制御を行わない。
【００２４】
かかる構成によれば、自動車１の下方に物体が検出されたときにはエンジン２１がかからず自動車１は発進できないので潜り込みに起因する事故を未然に防止できる。
次に、アンテナを地上の予め決められた場所に設置する場合の実施形態について説明する。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図７において、地上の予め決められた場所、例えば駐車場の駐車スペースに、アンテナ３１と、前述の判定部３及び警告装置４（図示せず）を内部に収納した柱状の筐体３２を設置する。アンテナ３１は、地面５と絶縁するために絶縁カバーの内部にアンテナとなる導電性部材を設けて構成される。アンテナ３１は配線３３で筐体３２内の判定部３の検出回路３Ａに接続する。本実施形態の判定回路３Ｂは、検出回路３Ａからの出力端電圧Ｖのレベルを閾値検定する構成であり、予め設定した閾値Ｖｔｈを有し、検出回路３Ａから入力する出力端電圧Ｖが閾値Ｖｔｈより高いときに物体有りと判定する構成である。
【００２６】
次に動作を説明する。
アンテナ３１上方に自動車が存在する場合、人や小動物などの生体が存在する場合、自動車と生体が同時に存在する場合におけるアンテナ３１の入力インピーダンス変化状態は、図８に示すように、自動車に比べて生体の方が格段に大きいので、生体と自動車を識別できる。
【００２７】
判定回路３Ｂの閾値Ｖｔｈを、生体だけが存在する場合の入力インピーダンス変化に基づく検出回路３Ａの出力端電圧Ｖレベルと生体と自動車が共に存在する場合の入力インピーダンス変化に基づく出力端電圧Ｖレベルとの間に設定する。これにより、自動車１が存在するときに人などの生体が自動車１下方に存在すれば、検出回路３Ａの出力端電圧Ｖのレベルが判定回路３Ｂの閾値Ｖｔｈより大きくなり、判定回路３Ｂから物体有りの判定出力が発生する。これにより、警報装置４Ａ及び警告表示灯４Ｂが動作してドライバに自動車１の下方に物体が存在することを通報する。一方、自動車１だけが存在する場合及び生体だけが存在する場合には、検出回路３Ａの出力端電圧Ｖは判定回路３Ｂの閾値Ｖｔｈより低く物体有りの判定出力は発生しない。
【００２８】
かかる構成でも、自動車１下方の全域で物体検出ができ、自動車１下方における物体の存在を確実に検出できる。
尚、図７の場合も、図５の実施形態のように判定部３内に送信部３Ｃを設け、物体有りの情報を携帯電話やカーナビゲーションに送信する構成としてもよい。上述の各実施形態では、移動体として自動車の例で説明したが、鉄道車両のような移動体にも適用できる。
【００２９】
図９及び図１０に鉄道車両に適用した場合の実施形態を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
図９は、鉄道車両側にアンテナを設ける場合の実施形態である。
図９において、本実施形態は、鉄道車両４１の車体４２を載せる台車４３をアンテナ２として利用する構成である。図中、４４は車輪、４５は走行レール、４６は枕木である。
【００３０】
かかる実施形態において、台車４３、車輪４４、走行レール４５が電気的に繋がった状態にある場合、台車４３の入力インピーダンスが０とならないような工夫が必要である。例えば、車輪４４の材質によっては高い周波数の信号電流が遮断されるので、車輪４４の材質により検出回路３Ａの信号発生器１１から発生する交流信号周波数を高くすることで、車輪４４で台車４３と走行レール４５間を擬似的に絶縁できる。
【００３１】
かかる構成によれば、例えば保守・点検などのために操車場等に停車中の鉄道車両４１の下方略全域で物体の存在を検出できるようになる。
図１０は、地上側にアンテナを設ける場合の実施形態である。
図１０において、本実施形態は、走行レール４５をアンテナ２として利用する構成である。この場合も、筐体４７内に収納した判定部３の検出回路３Ａにおける信号発生器１１から発生する交流信号周波数を高くすることで、車輪４４で台車４３と走行レール４５間を擬似的に絶縁できる。
【００３２】
この場合、枕木４６が導体であれば走行レール４５と枕木４６でメッシュ状のアンテナとなり検出感度が向上する利点がある。尚、走行レール４５及び枕木４６は、図示しないが敷石などにより地面５と絶縁されているものとする。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、移動体底部の既存の導電性部品をアンテナに利用して移動体下方の物体を検出する構成としたので、移動体下方の略全域で物体検出が可能であり、移動体下方の物体を確実に検出できる。従って、発進する際にドライバによる移動体下方の点検を省略することが可能となる。また、アンテナを別途移動体に取付ける必要がなく、アンテナの保護及び脱落の対策を考慮する必要がない。
【００３４】
また、物体が存在するときに移動体の発進を禁止する構成とすれば、潜り込みに起因する事故を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る物体検出装置の第１実施形態を示す構成図
【図２】第１実施形態の判定部及び警告装置の構成図
【図３】第１実施形態の判定部内の検出回路の回路図
【図４】本発明による物体検出動作の原理の説明図
【図５】本発明の第２実施形態の構成図
【図６】本発明の第３実施形態の構成図
【図７】地上側にアンテナを設置する場合の実施形態の構成図
【図８】自動車だけ場合、生体だけの場合、生体と自動車が共に存在する場合の入力インピーダンス変化状態を示す図
【図９】鉄道車両の台車をアンテナに利用した実施形態の構成図
【図１０】鉄道車両の走行レールをアンテナに利用した実施形態の構成図
【符号の説明】
１　　自動車
２、３１　　アンテナ
３　　判定部
３Ａ　　検出回路
３Ｂ　　判定回路
４　　警告装置
５　　地面
６　　物体
２２　　エンジン始動制御部
４１　　鉄道車両
４３　　台車（アンテナ）
４５　　走行レール（アンテナ）
【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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