移動磁性物体検知装置、交差点監視装置および地域監視装置

【課題】自動車のような移動磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に検知する。
【解決手段】マイクロプロセッサ６０は、フラックスゲート型磁気検出素子１０による検出信号を読み込んで検出信号の変化が小さいときは移動磁性物体が近傍に存在しないと判定し検出信号の変化が大きいときは移動磁性物体が近傍に存在すると判定する。
【効果】自動車のような移動磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度（実用感度範囲１０ｍ以上）に検知することが出来る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動磁性物体検知装置、交差点監視装置および地域監視装置に関し、さらに詳しくは、自動車のような移動磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に検知しうる移動磁性物体検知装置、交差点監視装置および地域監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの磁気センサを数ｍの距離を離して道路と平行に且つ自動車の高さに設置し、歩道と路肩数ｍの範囲の磁気センサを横切る車両の磁気を計測して、自動車が近傍を移動したか否かを検出する車両検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
他方、フラックスゲート型磁気検出素子を用いた磁気測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７４５８３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の車両検出装置では、磁気センサから放射する磁界を車両が横切ったときに磁気センサのインピーダンスが変化することを検出する方式であるため、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）から、実用上の感度範囲が数ｍに限られる問題点がある。
他方、従来のフラックスゲート型磁気検出素子を用いた磁気測定装置は、ナビゲーションシステムの方位センサやテレビの地磁気補正用センサとして利用されているが、自動車のような移動磁性物体の検知には利用されていない。
そこで、本発明の目的は、磁気検出素子を用いて自動車のような移動磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度に検知しうる移動磁性物体検知装置、交差点監視装置および地域監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えたフラックスゲート型磁気検出素子と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の検出用コイルに誘起される信号を処理して検出信号を出力する信号処理部と、前記検出信号の変化に基づいて移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定し出力する判定部とを具備したことを特徴とする移動磁性物体検知装置を提供する。
上記第１の観点による移動磁性物体検知装置では、フラックスゲート型磁気検出素子により地磁気を検出するが、移動磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えたフラックスゲート型磁気検出素子と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の検出用コイルに誘起される信号を処理して検出信号を出力する信号処理部と、前記検出信号の変化に基づいて移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定し出力する判定部と、移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を電波または光または音波で送信する送信部と、前記各部に電力を供給する電池とを具備したことを特徴とする移動磁性物体検知装置を提供する。
上記第２の観点による移動磁性物体検知装置では、フラックスゲート型磁気検出素子により地磁気を検出するが、移動磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。さらに、判定結果を電波または光または音波で送信するため、配線をしなくても遠隔で判定結果を受信し管理することが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、交差点に設置した上記第１または上記第２の観点による移動磁性物体検知装置と、前記移動磁性物体検知装置で移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を光または音で報知する報知装置とを具備したことを特徴とする交差点監視装置を提供する。
上記第３の観点による交差点監視装置では、交差点に自動車が接近したときにその旨を光または音で報知するので、安全性を向上することが出来る。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、監視地域に分散させて複数設置した上記第１から上記第３の観点による移動磁性物体検知装置と、前記各移動磁性物体検知装置での判定結果を受信し報知する管理装置とを具備したことを特徴とする地域監視装置を提供する。
上記第４の観点による地域監視装置では、各移動磁性物体検知装置の感度範囲で監視地域を覆うように複数の移動磁性物体検知装置を分散配置し、各移動磁性物体検知装置での判定結果を集中管理することにより、監視地域に移動磁性物体が存在するか否かを監視することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の移動磁性物体検知装置、交差点監視装置および地域監視装置によれば、自動車のような移動磁性物体が近傍に存在するか否かを高感度（実用感度範囲１０ｍ以上）に検知することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１にかかる移動磁性物体検知装置１００を示す構成図である。
この移動磁性物体検知装置１００は、フラックスゲート型磁気検出素子１０と、フラックスゲート型磁気検出素子１０の励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部５０と、フラックスゲート型磁気検出素子１０の検出用コイルに誘起される信号を処理して検出信号を出力する信号処理部２０と、検出信号をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器４０と、Ａ／Ｄ変換器４０を介して検出信号を読み込んで検出信号の変化が所定値より大きくない場合に磁性物体が近傍に存在しないと判定し検出信号の変化が所定値より大きい場合に磁性物体が近傍に存在すると判定し判定結果を出力するマイクロプロセッサ６０と、判定結果を表示する表示部６１とを具備している。
【００１２】
図２は、フラックスゲート型磁気検出素子１０と励磁部５０と信号処理部２０を示す構成図である。
【００１３】
フラックスゲート型磁気検出素子１０は、例えばパーマロイまたはセンダストなどの軟磁気特性（保持力が小さく、透磁率が大きい。）を有する材料を環状に成形した磁心１１に励磁用コイル１２および検出用コイル１３を設けた構造である。なお、棒状の磁心に励磁用コイルと検出用コイルとを付設した構造でもよい。
【００１４】
励磁部５０は、周波数ｆ０（例えばｆ０＝２ｋＨｚ）の矩形波を発振する発振器５１と、発振器５１が発振した矩形波を分周し周波数ｆ０／２の交流電流を励磁用コイル１２に通電するコイル駆動回路５２とを含んでおり、フラックスゲート型磁気検出素子１０の励磁用コイル１２に交流電流を通電する。
【００１５】
信号処理部２０は、検出用コイル１３に誘起される検出信号Ｉｓに帰還信号Ｉｂを重畳する帰還回路２６と、フラックスゲート型磁気検出素子１０の励磁移相から移相をずらせた同期信号を出力する移相器３１と、帰還信号Ｉｂを重畳した検出信号Ｉｓを増幅する前置増幅器３２と、遮断周波数ｆc1（＞ｆ０／２）で励磁信号成分を遮断するためのハイパスフィルタ３３と、ハイパスフィルタ３３からの出力信号を同期信号で位相検波する位相検波器３４と、遮断周波数ｆc2（≪ｆ０）で所望帯域の出力信号Ｖｐを取り出すローパスフィルタ３５と、出力信号Ｖｐを時定数τ１で積分し第１の積分信号Ｖi1を出力する第１の積分器４１と、第１の積分信号Ｖi1を時定数τ２（＞τ１）で積分し第２の積分信号Ｖi2を出力する第２の積分器４２と、第２の積分信号Ｖi2を時定数τ３（＞τ２）で積分し第３の積分信号Ｖi3を出力する第３の積分器４３と、第１〜第３の積分信号Ｖi1〜Ｖi3を減衰／増幅する第１〜第３の積分信号調整器２０１〜２０３と、積分信号調整器２０１〜２０３を経た第１〜第３の積分信号Ｖi1’〜Ｖi3’を加算して加算信号Ｖｄを出力する加算器２１と、感度を調整するべく加算信号Ｖｄを減衰／増幅する帰還量調整器２２と、帰還量調整器２２を経た加算信号Ｖｄ’にバイアス信号Ｖａを加えて帰還信号Ｉｂを出力するバイアス調整器２３とを具備している。
【００１６】
バイアス信号Ｖａは、磁性物体が近傍に存在しないときに加算信号Ｖｄが０になるように（つまり、ノイズ磁気の直流成分を打ち消すように）調整しておく。
【００１７】
各積分器４１，４２，４３の時定数τ１，τ２，τ３やフィードバック特性を積分信号調整器２０１〜２０３で調整することで、出力信号Ｖｐから抽出される信号成分の帯域を積分器ごとに変えることが可能となり、異なる複数の帯域の信号成分をそれぞれ検出信号として同時に得ることが出来る。すなわち、第１〜第３の積分信号Ｖi1〜Ｖi3のいずれか適当なものを検出信号として選べばよい。
【００１８】
図３は、マイクロプロセッサ６０の動作を示すフロー図である。
ステップＳ１では、検出信号を読み込む。
ステップＳ２では、検出信号の変化（移動磁性物体が近傍に存在しない時の検出信号のレベルと現在の検出信号のレベルの差）が所定値より大きくないならステップＳ３へ進み、所定値より大きいならステップＳ４へ進む。
【００１９】
ステップＳ３では、移動磁性物体が近傍に存在しないと判定する。そして、ステップＳ５へ進む。
【００２０】
ステップＳ４では、移動磁性物体が近傍に存在すると判定する。
【００２１】
ステップＳ５では、判定結果を表示部６１に表示する。そして、ステップＳ１に戻る。
【００２２】
実施例１の移動磁性物体検知装置１００によれば、フラックスゲート型磁気検出素子１０により地磁気を検出するが、移動磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、放射可能な磁界の強さのハードウエア的制限やソフトウエア的制限（法的制限や周囲への磁界の悪影響防止上の制限）がないため、実用上の感度範囲を１０ｍ以上に出来る。
【実施例２】
【００２３】
図４は、実施例２の交差点監視装置を示す説明図である。
この交差点監視装置では、４台の実施例１の移動磁性物体検知装置１００−１〜１００−４を交差点への各侵入口に埋設する。また、各移動磁性物体検知装置１００−１〜１００−４が埋設されている進路と交差する２つの進路からの各侵入口に表示部６１−１〜６１−４をそれぞれ設置する。各表示部６１−１〜６１−４は、例えば赤色ＬＥＤとし、道路面に露出しておく。なお、各表示部６１−１〜６１−４は、それらが設置されている進路と交差する２つの進路からは見えない（又は見えにくい）ような配置や構造とする。
【００２４】
図４で、自動車Ａ−１が交差点に侵入しようとすると、それを移動磁性物体検知装置１００−４が検知し、表示部６１−４を点滅させる。
これにより、自動車Ａ−１の進路と交差する進路から交差点に接近している自動車Ａ−２は、自動車Ａ−１が見えなくても、表示部６１−４の点滅で自動車Ａ−１の存在を知ることが出来る。なお、自動車Ａ−１には、表示部６１−４の点滅が見えない（見えにくい）ため、自分で自分に警告するようなことはない。
【実施例３】
【００２５】
図５は、実施例３の移動磁性物体検知装置２００を示す構成図である。
この移動磁性物体検知装置２００は、図１における表示部６１の代わりに判定結果を電波で送信する送信部６２とし、電源を電池６５とした構成である。
【００２６】
図６に示すように、複数の移動磁性物体検知装置２００−１〜２００−９をそれぞれ監視地域に分散して設置しておく（空中から散布してもよい）。そして、移動磁性物体検知装置２００−１〜２００−９から送信される電波を航空機８１に搭載した管理装置８０で受信し集中管理する。
【００２７】
なお、電波の送信は、近傍に車両Ｔが存在すると判定したときは直ちに行い、近傍に車両が存在しないと判定したときは電池６５の消耗を防ぐため間欠的（例えば３分毎）に行う。
【００２８】
実施例３の移動磁性物体検知装置２００によれば、フラックスゲート型磁気検出素子１０により地磁気を検出するが、磁性物体が近傍に存在するときと存在しないときとで地磁気が変化するので、検出信号の変化から磁性物体が近傍に存在するか否かを判定することが出来る。そして、磁界を放射しないので、電池６５の消耗が少なく、長時間の可動が可能になる。
【実施例４】
【００２９】
実施例３の移動磁性物体検知装置２００にＧＰＳ（Global Positioning System）を付加し、自分の位置をも送信するようにすれば、検知した磁性物体の位置を知ることも可能になる。
【実施例５】
【００３０】
図７に示すように、フラックスゲート型磁気検出素子は２個以上でもよい。マイクロプロセッサ６０で各フラックスゲート型磁気検出素子による検出信号の大きさを比較すれば、移動磁性物体の存在する方向を推定できる（検出信号が最も大きいフラックスゲート型磁気検出素子が設置してある方向に存在している）。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
自動車のような磁性物体の存在を検知するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の移動磁性物体検知装置を示す構成図である。
【図２】フラックスゲート型磁気検出素子と励磁部と信号処理部を示す構成図である。
【図３】マイクロプロセッサ（判定部）の動作を示すフロー図である。
【図４】実施例２の交差点監視装置を示す説明図である。
【図５】実施例３の移動磁性物体検知装置を示す構成図である。
【図６】実施例３の移動磁性物体検知装置を地域監視装置として利用した場合の説明図である。
【図７】実施例５の移動磁性物体検知装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０−１，１０−２フラックスゲート型磁気検出素子
１１磁心
１２励磁用コイル
１３検出用コイル
２０信号処理部
５０励磁部
６０マイクロプロセッサ
６１表示部
６２送信部
６５電池
８０管理装置
１００，１００−１〜１００−４，２００，３００移動磁性物体検知装置
Ａ−１，Ａ−２自動車
Ｔ車両

【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えたフラックスゲート型磁気検出素子と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の検出用コイルに誘起される信号を処理して検出信号を出力する信号処理部と、前記検出信号の変化に基づいて移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定し出力する判定部とを具備したことを特徴とする移動磁性物体検知装置。
【請求項２】
磁心及び励磁用コイル及び検出用コイルを備えたフラックスゲート型磁気検出素子と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の励磁用コイルに励磁電流を通電する励磁部と、前記フラックスゲート型磁気検出素子の検出用コイルに誘起される信号を処理して検出信号を出力する信号処理部と、前記検出信号の変化に基づいて移動磁性物体が近傍に存在するか否かを判定し出力する判定部と、移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を電波または光または音波で送信する送信部と、前記各部に電力を供給する電池とを具備したことを特徴とする移動磁性物体検知装置。
【請求項３】
交差点に設置した請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の移動磁性物体検知装置と、前記移動磁性物体検知装置で移動磁性物体が近傍に存在すると判定した時にその旨を光または音で報知する報知装置とを具備したことを特徴とする交差点監視装置。
【請求項４】
監視地域に分散させて複数設置した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の移動磁性物体検知装置と、前記各移動磁性物体検知装置での判定結果を受信し報知する管理装置とを具備したことを特徴とする地域監視装置。

【図１】