(57)【要約】【課題】車両用侵入検知装置の誤動作を低減する。【解決手段】車室内への物体侵入検知を連続的に行う車両用侵入検知装置は、超音波送信部（送信側超音波センサ２０）と、物体からの反射波を受信する超音波受信部（受信側超音波センサ３０）と、警報発信部（警報器４０）と、超音波受信部からの信号に基づいて警報発信部を制御する検知処理部（装置本体１０）を備え、検知処理部は超音波受信部から出力される信号を半波整流、バンドパスフィルタリング、および波形整形して得られるパルス信号における、パルス幅が所定以上のパルスのパルス数に応じて上記検知を行う。【選択図】図１
2017165299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のサンプリング期間の車室内への物体の侵入の有無の検知を連続的に行う車両用侵入検知装置であって、
超音波を送信する超音波送信部と、
上記超音波送信部から送信された超音波の物体からの反射波を受信する超音波受信部と、
所定の警報を発する警報発信部と、
上記超音波受信部から出力される信号に基づいて上記警報発信部を制御する検知処理部と、
を備え、上記検知処理部は、上記超音波受信部から出力される信号を半波整流、バンドパスフィルタリング、および波形整形して得られるパルス信号における、パルス幅が所定以上のパルスについてカウントしたパルス数に応じて、上記検知を行うように構成されていることを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項２】
請求項１の車両用侵入検知装置であって、
上記パルス幅に応じた、カウントするパルスの判別、パルス数のカウント、および上記パルス数に応じた上記検知が、コンピュータによって行われるように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の車両用侵入検知装置であって、
上記検知処理部が、
上記パルス信号に基づいて物体の移動距離を算出する移動距離計算部と、
上記移動距離計算部で計算した物体の移動距離を累積した累積移動距離が所定値以上である場合、又は、所定値より長い場合に上記警報発信部に警報を発させる警報発信制御部と、
を備え、
上記パルス信号に基づいて、物体の移動距離が、所定の最小移動距離以上又は最小移動距離よりも長く、且つ、所定の最大移動距離以下又は最大移動距離より短いと判断される場合には、上記移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積し、また、この条件を満たさず、物体の移動距離が、所定の最小移動距離よりも短い又は最小移動距離以下と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積する一方、物体の移動距離が、所定の最大移動距離よりも長い又は最大移動距離以上と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を０として累積しないように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項４】
請求項１の検知処理部に設けられたコンピュータに、
上記パルス幅に応じて、カウントするパルスを判別する手順と、
判別されたパルスの数をカウントする手順と、
上記パルス数に応じた上記検知を行う手順と、
を実行させるために用いられるコンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載されたコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内に人が侵入したことを検知する車両用侵入検知装置、それに用いられるコンピュータプログラム、及びそれを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車両用防犯装置として、超音波を送信する超音波送信部と、送信された超音波の物体からの反射波を受信する超音波受信部とを備えた車両用侵入検知装置が知られている。また、例えば、車室内の飾り物の揺れ等を侵入者と誤認することによる誤動作を防止するために、超音波受信部で一定のサンプリング期間に受信した反射波から物体の移動距離を算出し、さらにその移動距離を累積した累積移動距離を算出して侵入検知をする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波受信部から出力される信号には、種々のノイズが混入することがある。その場合、上記のように累積移動距離を算出したとしても、その累積移動距離の精度自体が低下しがちであるため、やはり誤動作を生じることがあった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両用侵入検知装置における誤動作を容易に低減できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、
一定のサンプリング期間の車室内への物体の侵入の有無の検知を連続的に行う車両用侵入検知装置であって、
超音波を送信する超音波送信部と、
上記超音波送信部から送信された超音波の物体からの反射波を受信する超音波受信部と、
所定の警報を発する警報発信部と、
上記超音波受信部から出力される信号に基づいて上記警報発信部を制御する検知処理部と、
を備え、上記検知処理部は、上記超音波受信部から出力される信号を半波整流、バンドパスフィルタリング、および波形整形して得られるパルス信号における、パルス幅が所定以上のパルスについてカウントしたパルス数に応じて、上記検知を行うように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、所定よりもパルス幅の広いパルスだけがパルス数としてカウントされ、そのパルス数に基づいて、車室内への物体の侵入の有無の検知が行われるので、ノイズパルスの影響などによる警報が抑制され、侵入者があったと誤認することによる誤動作を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、車両用侵入検知装置における誤動作を容易に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用侵入検知装置を示すブロック図である。
【図２】増幅された受信信号波形を示すグラフである。
【図３】整流、バンドパス、及び増幅された信号波形を示すグラフである。
【図４】パルス化された信号波形を示すグラフである。
【図５】マイコンの制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の車両用侵入検知装置Ａの構成を示す。この車両用侵入検知装置Ａは、自動車の防犯用として車室内に取り付けられるものである。
【００１２】
この車両用侵入検知装置Ａは、装置本体１０（検知処理部）と、それにそれぞれ接続された送信側超音波センサ２０（超音波送信部）、受信側超音波センサ３０（超音波受信部）及び警報器４０（警報発信部）とを備えている。装置本体１０及び警報器４０は、例えば、インストルメントパネルの裏側等に設置され、送信側超音波センサ２０及び受信側超音波センサ３０は、ダッシュボード上の両側等にそれぞれ車室内側を向くように設置される。
【００１３】
装置本体１０は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略す。）１１を有している。送信側超音波センサ２０は、センサ駆動回路１２を介してマイコン１１のＡ端子１１ａに接続されている。受信側超音波センサ３０は、フィルタ回路を介してマイコン１１のＢ端子１１ｂに接続されている。フィルタ回路は、受信側超音波センサ３０側からマイコン１１側に向かって、第１増幅回路１３、半波整流回路１４、バンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」という。）＋第２増幅回路１５、波形整形回路１６が順に接続された構成となっている。警報器４０は、警報吹鳴回路１７を介してマイコン１１のＣ端子１１ｃに接続されている。なお、警報器４０は、発音や発光をするものであっても、また、外部に信号を発信するものであってもよい。
【００１４】
次に、この車両用侵入検知装置Ａの動作について説明する。
【００１５】
自動車がエンジンオフ状態でドアロックされることにより車両用侵入検知装置Ａのスイッチがオン状態となる。そして、ドアロックが解除されることにより車両用侵入検知装置Ａのスイッチがオフ状態となる。
【００１６】
車両用侵入検知装置Ａがオン状態となると、マイコン１１は、Ａ端子１１ａから例えば周波数４０ｋＨｚの方形波信号を出力する。送信側超音波センサ２０は、センサ駆動回路１２を介して受け取ったマイコン１１からの方形波信号を超音波パルスに変換して車室内に向けて送信する。
【００１７】
受信側超音波センサ３０は、送信側超音波センサ２０から送信された超音波パルスの車室内の内壁等の静止物体に反射した反射波、及び、車室内に侵入者等の移動物体があった場合にその移動物体に反射した反射波が合わさった微小な信号を受信する。ここで、静止物体に反射した反射波は、送信側超音波センサ２０から送信された超音波パルスと同一の周波数の超音波パルスである。また、移動物体に反射した反射波は、下記式（１）で示されるドップラー周波数ｆの超音波パルスである。
【００１８】
【数１】
2017165299.tif 000003
【００１９】
第１増幅回路１３は、受信側超音波センサ３０で受信した微小な信号をそのまま増幅して図２に示すように出力する。
【００２０】
半波整流回路１４は、第１増幅回路１３で増幅した信号のうち基準値以下（又は以上）の信号だけを取り出して出力する。
【００２１】
ＢＰＦ＋第２増幅回路１５は、半波整流回路１４の出力を必要周波数（例えば、１００Ｈｚ）をピークに通過するようにフィルタリングし、下記式（２）で示されるドップラーシフト周波数ｆｒの信号を増幅して図３に示すように出力する。なお、送信側超音波センサ２０から送信された超音波パルスと同一の周波数の信号はフィルタリングされるので、車室内に侵入者等の移動物体がない場合には、図３に示すような信号は出力されず、変化のない一定値の信号が出力される。
【００２２】
【数２】
2017165299.tif 000004
【００２３】
波形整形回路１６は、ＢＰＦ＋第２増幅回路１５の出力である必要周波数成分が通過した信号から、スレッシュ電圧を超えたもののみを取り出してパルス化（２値化）して図４に示すように出力する。
【００２４】
以上により、マイコン１１には、車室内の移動物体の移動に基づくパルス信号が入力される。
【００２５】
マイコン１１は、内蔵されたＲＯＭに制御プログラムが記憶されており、波形整形回路１６からのパルス信号に基づいて、その制御プログラムの処理を実行する。制御プログラムは、マイコン１１に、受信側超音波センサ３０で一定のサンプリング期間（例えば、１００ｍｓ）に受信した反射波から物体の移動距離Ｌを算出する移動距離計算手順と、移動距離計算手順で計算した物体の移動距離Ｌを累積した累積移動距離Ｌｔが所定のＬｍｉｎ以上である場合（或いは、所定のＬｍｉｎより長い場合）に警報器４０に警報を発させる警報発信手順と、を実行させるものである。従って、マイコン１１が移動距離計算部及び警報発信制御部を構成する。
【００２６】
以下、その詳細な制御内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
（ステップＳ１）  まず、スタート後、一定のサンプリング期間が経過したか否かを判断し、ＹＥＳの場合には続く（ステップＳ２）に進み、ＮＯの場合には（ステップＳ１）に戻る。
【００２８】
（ステップＳ２）  サンプリング期間のパルス数Ｐをカウントし、続く（ステップＳ３）に進む。ここで、受信側超音波センサ３０から出力され、第１増幅回路１３で増幅された信号に、例えば図２に符号ＮＰで示すようなノイズパルスが含まれていたとすると、そのようなノイズパルスは、ＢＰＦを通過したとしても必ずしも除去されず、図３に示すようにＢＰＦ＋第２増幅回路１５から出力される信号にも含まれることがある。その場合、波形整形回路１６によって波形整形された信号には、図４に示すようなパルス幅Ｗの狭いパルスが含まれるので、これがパルス数Ｐとしてカウントされると、後述する移動距離Ｌが、適切な検出長さよりも長く検出されて、侵入者があったと誤認する可能性が高くなる。そこで、本実施形態の車両用侵入検知装置Ａでは、上記パルス幅Ｗが所定よりも広い場合にだけ、パルス数Ｐとしてカウントすることにより、上記のようなノイズパルスによる誤動作を容易に低減できるようになっている。
【００２９】
（ステップＳ３）  パルス数Ｐが所定のＰｍｉｎ（例えば、Ｐｍｉｎ＝４）以上であるか否か（或いは、所定のＰｍｉｎより多いか否か）を判断し、ＹＥＳの場合には（ステップＳ４）に進み、ＮＯの場合には（ステップＳ１０）に進む。
【００３０】
（ステップＳ４）  パルス数Ｐが所定のＰｍａｘ（例えば、Ｐｍａｘ＝２５）以下であるか否か（或いは、所定のＰｍａｘより少ない否か）を判断し、ＹＥＳの場合には（ステップＳ５）に進み、ＮＯの場合には（ステップＳ１１）に進む。
【００３１】
ここで、車室内の移動物体が侵入者であるとして、その移動速度Ｖについて、下記式（３）が実験的に求められる。つまり、人間の通常の移動可能な速度である。なお、この式（３）において、例えば、Ｖｍｉｎ＝０．１７ｍ／ｓであり、Ｖｍａｘ＝１．０８ｍ／ｓである。
【００３２】
【数３】
2017165299.tif 000005
【００３３】
一方、上記式（２）を変形すると、移動物体の移動速度Ｖについて下記式（４）が得られる。
【００３４】
【数４】
2017165299.tif 000006
【００３５】
式（４）を式（３）に代入して変形すると、ドップラーシフト周波数ｆｒについての下記式（５）が得られる。なお、この式（５）において、例えば、ｆｍｉｎ＝４０Ｈｚであり、ｆｍａｘ＝２５０Ｈｚである。
【００３６】
【数５】
2017165299.tif 000007
【００３７】
そして、ｆｍｉｎからＰｍｉｎが、また、ｆｍａｘからＰｍａｘがそれぞれ求められる。
【００３８】
従って、（ステップＳ３）及び（ステップＳ４）では、移動物体が人間の通常の移動可能な速度で移動しているか否かを判断する。つまり、（ステップＳ３）及び（ステップＳ４）のいずれにおいてもＹＥＳの判断がなされる場合には、移動物体が人間である可能性が高いと判断できる。
【００３９】
（ステップＳ５）  タイマーのカウントをリセットし、続く（ステップＳ６）に進む。
【００４０】
（ステップＳ６）  パルス数Ｐを移動距離Ｌに換算し、続く（ステップＳ７）に進む。
【００４１】
ここで、単位サンプリング期間における移動物体の移動距離Ｌについて、下記式（６）が実験的に求められる。なお、この式（６）において、例えば、ａ＝０．４３ｍｍ／個である。
【００４２】
【数６】
2017165299.tif 000008
【００４３】
（ステップＳ７）  移動距離Ｌを累積移動距離Ｌｔに加算し、続く（ステップＳ８）に進む。
【００４４】
（ステップＳ８）  累積移動距離Ｌｔが所定のＬｍｉｎ（例えば、Ｌｍｉｎ＝１５〜３０ｃｍ）以上であるか否か（或いは、所定のＬｍｉｎより長いか否か）を判断し、ＹＥＳの場合には（ステップＳ９）に進み警報器４０に警報を発させ、ＮＯの場合には（ステップＳ１）に戻る。
【００４５】
累積移動距離Ｌｔが所定のＬｍｉｎ以上である場合には、移動物体が車室内の飾り物等ではなく、人間、つまり侵入者である可能性が極めて高いと判断される。
【００４６】
（ステップＳ１０）  パルス数Ｐを移動距離Ｌに換算し、（ステップＳ１２）に進む。ここで、（ステップＳ３）においてＮＯの判断がなされる場合に（ステップＳ１０）に進むが、これは、移動物体の移動速度が遅く、移動物体が人間である可能性が低いと判断されるものの、検出回路及びサンプル周期によるパルス抜けの可能性を考慮してパルス数Ｐを移動距離Ｌに換算するようにしたものである。
【００４７】
（ステップＳ１１）  移動距離Ｌ＝０とし、（ステップＳ１２）に進む。ここで、（ステップＳ４）においてＮＯの判断がなされる場合に（ステップＳ１１）に進むが、これは、移動物体の移動速度が速く、移動物体が人間である可能性が低いと判断されるので、パルス数Ｐを移動距離Ｌに換算して累積移動距離Ｌｔに加算することを回避するようにしたものである。
【００４８】
（ステップＳ１２）  前回タイマーがリセットされてからの経過時間が一定時間Ｔ（例えば、５００ｍｓ）を経過していない否かを判断し、ＹＥＳの場合には（ステップＳ７）に進み、ＮＯの場合には（ステップＳ１３）に進む。
【００４９】
（ステップＳ１３）  タイマーのカウントをリセットし、続く（ステップＳ１４）に進む。
【００５０】
（ステップＳ１４）  累積移動距離Ｌｔをリセットして（ステップＳ１）に戻る。ここで、（ステップＳ１２）においてＮＯの判断がなされる場合に（ステップＳ１３）及び（ステップＳ１４）に進んで（ステップＳ１）に戻るが、これは、人間と思われる移動物体の検知が一定時間Ｔの間連続しない場合にはタイマー及び累積移動距離Ｌｔをリセットし、それまでの移動距離が累積されないようにしたものである。
【００５１】
このような車両用侵入検知装置Ａによれば、波形整形された信号における所定よりもパルス幅の広いパルスだけがパルス数Ｐとしてカウントされ、パルス数Ｐに基づいて得られた移動物体の累積移動距離Ｌｔが所定のＬｍｉｎ以上である場合に（或いは、所定のＬｍｉｎより長い場合に）警報を発し、しかも、移動物体が人間の通常の移動可能な速度で移動している場合の移動距離Ｌを累積するので、警報が発される場合には、移動物体が人間の侵入者である可能性が極めて高く、一方、車室内の飾り物の揺れのような物体の小さい移動がある場合やノイズパルスの影響がある場合などには警報が抑制され、従って、それらの場合に侵入者があったと誤認することによる誤動作を防止することができる。
【００５２】
なお、上記の例では、パルス数Ｐを移動距離Ｌに換算して、累積移動距離Ｌｔを求める例を示したが、これに限らず、例えばパルス数Ｐの累積を求めるなど、実質的に移動距離や累積移動距離に対応する値についての演算が行われればよい。
【００５３】
また、上記のように、波形整形回路１６から出力される信号に基づいて、マイコン１１がパルス幅Ｗが所定よりも広いパルスのパルス数Ｐをカウントする場合には、カウントするパルスを判別するパルス幅の設定を比較的容易にしやすくなるが、これに限らず、例えばアナログ回路でカウントするパルスの判別をするようにしてもよく、また、受信側超音波センサ３０からマイコン１１までで行われる処理の全部または一部をディジタル処理するなどしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０      装置本体
１１      マイコン
１１ａ    Ａ端子
１１ｂ    Ｂ端子
１１ｃ    Ｃ端子
１２      センサ駆動回路
１３      第１増幅回路
１４      半波整流回路
１５      ＢＰＦ＋第２増幅回路
１６      波形整形回路
１７      警報吹鳴回路
２０      送信側超音波センサ
３０      受信側超音波センサ
４０      警報器
【図１】
2017165299.tif 000009
【図２】
2017165299.tif 000010
【図３】
2017165299.tif 000011
【図４】
2017165299.tif 000012
【図５】
2017165299.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月26日(2017.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のサンプリング期間の車室内への物体の侵入の有無の検知を連続的に行う車両用侵入検知装置であって、
超音波を送信する超音波送信部と、
上記超音波送信部から送信された超音波の物体からの反射波を受信する超音波受信部と、
所定の警報を発する警報発信部と、
上記超音波受信部から出力される信号に基づいて上記警報発信部を制御する検知処理部と、
を備え、上記検知処理部は、上記超音波受信部から出力される信号を半波整流、バンドパスフィルタリング、および波形整形して得られるパルス信号に含まれるパルスのうち、パルス幅が所定以上のパルスについてカウントしたパルス数に応じて、上記検知を行うように構成されていることを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項２】
請求項１の車両用侵入検知装置であって、
上記パルス幅に応じた、カウントするパルスの判別、パルス数のカウント、および上記パルス数に応じた上記検知が、コンピュータによって行われるように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の車両用侵入検知装置であって、
上記検知処理部が、
上記パルス信号に基づいて物体の移動距離を算出する移動距離計算部と、
上記移動距離計算部で計算した物体の移動距離を累積した累積移動距離が所定値以上である場合、又は、所定値より長い場合に上記警報発信部に警報を発させる警報発信制御部と、
を備え、
上記パルス信号に基づいて、物体の移動距離が、所定の最小移動距離以上又は最小移動距離よりも長く、且つ、所定の最大移動距離以下又は最大移動距離より短いと判断される場合には、上記移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積し、また、この条件を満たさず、物体の移動距離が、所定の最小移動距離よりも短い又は最小移動距離以下と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積する一方、物体の移動距離が、所定の最大移動距離よりも長い又は最大移動距離以上と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を０として累積しないように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項４】
請求項１の検知処理部に設けられたコンピュータに、
上記パルス幅に応じて、カウントするパルスを判別する手順と、
判別されたパルスの数をカウントする手順と、
上記パルス数に応じた上記検知を行う手順と、
を実行させるために用いられるコンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載されたコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月25日(2017.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のサンプリング期間の車室内への物体の侵入の有無の検知を連続的に行う車両用侵入検知装置であって、
超音波を送信する超音波送信部と、
上記超音波送信部から送信された超音波の物体からの反射波を受信する超音波受信部と、
所定の警報を発する警報発信部と、
上記超音波受信部から出力される信号に基づいて上記警報発信部を制御する検知処理部と、
を備え、上記検知処理部は、上記超音波受信部から出力される信号を半波整流、バンドパスフィルタリング、および波形整形して得られるパルス信号に含まれるパルスのうち、パルス幅が所定以上のパルスについてカウントしたパルス数に応じて、上記検知を行うように構成され、
上記パルス幅に応じた、カウントするパルスの判別、パルス数のカウント、および上記パルス数に応じた上記検知が、コンピュータによって行われるように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項２】
請求項１の車両用侵入検知装置であって、
上記検知処理部が、
上記パルス信号に基づいて物体の移動距離を算出する移動距離計算部と、
上記移動距離計算部で計算した物体の移動距離を累積した累積移動距離が所定値以上である場合、又は、所定値より長い場合に上記警報発信部に警報を発させる警報発信制御部と、
を備え、
上記パルス信号に基づいて、物体の移動距離が、所定の最小移動距離以上又は最小移動距離よりも長く、且つ、所定の最大移動距離以下又は最大移動距離より短いと判断される場合には、上記移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積し、また、この条件を満たさず、物体の移動距離が、所定の最小移動距離よりも短い又は最小移動距離以下と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を累積する一方、物体の移動距離が、所定の最大移動距離よりも長い又は最大移動距離以上と判断される場合には、該移動距離計算部が算出した物体の移動距離を０として累積しないように構成されたことを特徴とする車両用侵入検知装置。
【請求項３】
請求項１の検知処理部に設けられたコンピュータに、
上記パルス幅に応じて、カウントするパルスを判別する手順と、
判別されたパルスの数をカウントする手順と、
上記パルス数に応じた上記検知を行う手順と、
を実行させるために用いられるコンピュータプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載されたコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。