車両侵入検知システムおよび方法
【課題】誤検知の可能性を低減しつつ、侵入位置を特定可能とした車両侵入検知システムを提供することである。
【解決手段】提案する車両侵入検知システムは、送受信機１５と、該送受信機１５からの信号に応答して、自タグのＩＤ情報を含む反射波を送信する無線タグ４０とを有する。送受信機１５は、無線タグ４０から受信されたＩＤ情報を含む反射波から、該ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部２８と、前記受信された反射波の電波強度を測定する電波強度測定部３１と、前記測定された反射波の電波強度の、電波強度の基準値からの変化の度合いにより、内部への侵入の有無を検知する侵入検知部３２と、を有する。
【解決手段】提案する車両侵入検知システムは、送受信機１５と、該送受信機１５からの信号に応答して、自タグのＩＤ情報を含む反射波を送信する無線タグ４０とを有する。送受信機１５は、無線タグ４０から受信されたＩＤ情報を含む反射波から、該ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部２８と、前記受信された反射波の電波強度を測定する電波強度測定部３１と、前記測定された反射波の電波強度の、電波強度の基準値からの変化の度合いにより、内部への侵入の有無を検知する侵入検知部３２と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両への人などの不正侵入を検知するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物、車両（乗用車、バス等）等に窓ガラスを破るなどして人が不正に侵入することがある。その不正侵入を検知するための技術が各種知られている。
第１の従来技術として非特許文献１等では、車両内に設置された送受信機から電波が送信される。そして、その電波が障害物により反射したり、周辺ノイズと干渉したりして生じた反射波を受信している。受信された反射波の変化の度合いにより、外部からの侵入の有無を検知している。
【０００３】
また、第２の従来技術として特許文献１には、車両中央部に設置された発信機からの電波を、各ドア内部に組み込まれた検知機で受信し、その受信した電波の電波強度を予め定められた閾値と比較することにより侵入の有無を検知する侵入検知システムが示されている。
【０００４】
しかし、第１の従来技術では、人が侵入したことを検知できても、侵入位置までは特定できない。また、周辺ノイズが大きい環境等に車両がある場合、ノイズの変化などを人の侵入と誤検知する可能性があり、十分な検知精度が得られない。
【０００５】
また、第２の従来技術では、発信機からの電波の受信強度を閾値と比較して侵入検知を行っているが、侵入位置までは特定できない。
なお、この他に、関連技術として、特許文献２では、窓ガラス部材の損壊による不正侵入を検知し、警備会社等に通報する侵入検知システムが示されている。このシステムでは、ガラス部材に電子回路（ＩＣタグ等）を印刷し、そのＩＣタグにおいて、損壊したガラス部材のインピーダンスや誘電率の、非損壊時の値からの変化により侵入検知を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１００６０２号公報
【特許文献２】特開２００７−３２８３８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】富士通テン技報３４号（１９９９年１１月）、車両盗難防止用侵入検知センサの開発
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の問題点を考慮してなされたものであり、誤検知の可能性を低減しつつ、侵入位置を特定可能とした車両侵入検知システムおよび方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
提案する第１の車両侵入検知システムは、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムである。この第１の車両侵入検知システムにおいて、前記送受信機は、受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、を有する。これらにより、誤検知の発生を低減でき、侵入位置を特定することができる。
【００１０】
提案する第２の車両侵入検知システムは、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する複数の送受信機と、前記複数の送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記複数の送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムである。この第２の車両侵入検知システムにおいて、前記複数の送受信機は、それぞれの通信エリア内にある無線タグから受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの前記自装置との間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、をそれぞれ有する。これにより、通信可能範囲が制限されている場合でも、大型車両にも本システムを適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤検知の可能性が低く且つ侵入位置を特定することが可能な侵入検知システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の車両侵入検知システムが搭載された車の外観図である。
【図２】車内への侵入の一例を示した図である。
【図３】図１の車を上方から見た図である。
【図４】第１実施形態の車両に搭載される車両侵入検知システムの詳細を示すブロック図である。
【図５】電波強度基準値情報のデータ構造を示す図である。
【図６】第１実施形態の検知結果情報のデータ構造を示す図である。
【図７】図４の無線タグの変形例を示す図である。
【図８】侵入検知処理のフローチャートである。
【図９】第２実施形態における車両侵入検知システムが搭載されたバスを上方から見た図である。
【図１０】第２実施形態の検知結果情報のデータ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図１は、第１実施形態の車両侵入検知システムが搭載された車の外観図である。
図１に示すように、車の天井の中央部に送受信機１が設置されるとともに、前方ドアの内部上方に無線タグ（ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identify Device）タグ）３−１、後方ドアの内部上方に無線タグ４−１、後部の窓の中央下方側に無線タグ５が設置されている。
【００１４】
窓ガラスを破って車内への不正な侵入が行われるものとする。この場合、侵入位置によって、いずれかの無線タグと、送受信機１との間の電波が人体により遮られ、送受信機１側で測定される受信電波強度が変化する（弱まる）。
【００１５】
例えば図２では、人体の一部（人の手）が車内への侵入時に、後方ドアの内部上方に設置された無線タグ４−１と、送受信機１との間にきて、送受信機１に受信される無線タグ４−１からの電波強度が弱められる。なお、以下では、応答としての無線タグからの送信波のことを“反射波”と呼ぶ。
【００１６】
各無線タグは、送受信機からの信号に応答して、ＩＤ情報を含む反射波を変調し送信するタグである。そこで、受信電波強度の変化の度合いを送受信機１側で見るとともに、反射波を復調して無線タグのＩＤ情報を抽出することで、変化の度合いが大きい無線タグを特定することができ、侵入位置（特定された無線タグと送受信機の間のどこか）を知ることができる。
【００１７】
図３は、図１の車を上方から見た図である。
図３に示すように、車は、前方窓ガラス８、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２、天井中央部の送受信機１、を有している。
【００１８】
車内への侵入が、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２、を通して、例えば窓ガラスを破ってドアを開けることで行われることを想定していることから、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２の近辺に、無線タグ５、３−１、３−２、４−１、４−２がそれぞれ設置されている。
【００１９】
図４は、第１実施形態の車両に搭載される車両侵入検知システムの詳細を示すブロック図である。
図４では、送受信機１５と無線タグ４０が１台ずつしか示されていないが、実際には、送受信機１５と複数台の無線タグ（図３では５台）とを車両侵入検知システムは有する。
【００２０】
図４に示すように、送受信機１５は、発振回路１６、変調回路１８、送信回路２１、アンテナ２２、受信回路２４、復調回路２６、ＩＤ抽出回路２８、電波強度測定回路３１、侵入検知回路３２、メモリ３３、を有する。
【００２１】
また、無線タグ４０は、アンテナ４１、電源生成部４２、検波回路４３、復号回路４４、論理回路４５、変調回路４６、を有する。
送受信機１５の発振回路１６は、搬送波を発振する。変調回路１８は、搬送波を変調して送信データ信号として送信回路２１を通してアンテナ２２に供給する。
【００２２】
送受信機１５からの送信データ信号はアンテナ２２から電磁界として放出（電波として送信）される。
送受信機１５からの送信データ信号（電波）は、アンテナ４１を通して無線タグ４０に受信される。電源生成部４２は、受信電力を整流することで電力を取り出し、各部に供給する。また、受信された電波は検波回路４３により検波され、復号回路４４により復号される。そして、復号されたデータを基に論理回路４５において、自装置（無線タグ）のＩＤ情報が送信データに付加されるとともに、後段の変調回路４６にＩＤ情報が付加された送信信号を出力するタイミングを生成し、生成されたタイミングで、変調回路４６にＩＤ情報が付加された送信信号（処理結果の信号）が出力され、変調回路４６において、処理結果の信号を搬送波にのせることで変調が行われ、アンテナ４１を通してバックスキャッタ信号（反射波）として送信される。ここでは、変調方式が振幅変位（ＡＳＫ）の場合を想定していて、スイッチ４７の導通、非導通を、「０」、「１」あるいは「１」、「０」に対応させて変調を行っている。
【００２３】
なお、このように、論理回路４５にタイミング発生機能を設け、無線タグ側で送信タイミングをずらすことで、混信を防ぐこともできるし、送受信機１５からの送信データ信号に無線タグのＩＤ情報を含め、復調結果から取り出されたそのＩＤ情報が自装置のＩＤ情報に一致するかどうかを判別する機能を論理回路４５にタイミング発生機能の代わりに設け、取り出されたＩＤ情報が自装置のＩＤ情報に一致した場合のみ返信するようにして混信を防ぐこともできる。また、それ以外の方法で混信を防いでもよい。
【００２４】
無線タグ４０からの反射波は、アンテナ２２、受信回路２４を通して送受信機１５に受信される。そして、受信回路２４から復調回路２６および電波強度測定回路３１に出力される。
【００２５】
電波強度測定回路３１は反射波の電波強度を測定し、測定された反射波の電波強度値を侵入検知回路３２に出力する。
復調回路２６は反射波を復調し、復調結果の信号をＩＤ抽出回路２８に出力する。
【００２６】
ＩＤ抽出回路２８は、復調結果の信号から反射波の送信元のＩＤ情報を抽出し、抽出したＩＤ情報を侵入検知回路３２に出力する。
侵入検知回路３２は、電波強度測定回路３１から測定された反射波の電波強度値を受け取るとともに、ＩＤ抽出回路２８から抽出したＩＤ情報を受け取る。そして、メモリ３３内の電波強度基準値情報３４から電波強度基準値を取得し、測定された反射波の電波強度の、その取得した電波強度基準値からの変化の度合いにより、上記抽出したＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機１５との各設置位置の間の空間への侵入の有無を検知する。そして、検知結果をメモリ３３内の検知結果情報３５に書き込む。なお、測定された反射波の電波強度が電波強度基準値よりも所定値以上低いかどうか、測定された反射波の電波強度の電波強度基準値に対する割合が所定割合より低いかどうか等により、上記“変化の度合い”を判別する。
【００２７】
続いて、電波強度基準値情報３４および検知結果情報３５について説明する。
電波強度基準値情報３４は無線タグからの反射波の電波強度基準値を記憶したテーブルである。そのデータ構造としては、次の２つが考えられる。
【００２８】
・無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する
・無線タグ（のＩＤ）にかかわらず、基準値を一律に設定する（精度が許す場合）
無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する場合の電波強度基準値情報３４のデータ構造を図５に示した。
【００２９】
無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する場合でも、固定値を予めメモリに記憶しておく方法や、車両（車など）が停止し本システムが起動してから最初の所定期間の間のみ（あるいは、任意の時刻において、直近の所定期間の）各無線タグの反射波の電波強度の測定値を保持し、無線タグ毎に、その所定期間で時間平均をとって基準値を決める方法などがある。
【００３０】
基準値を一律に設定する場合も同様であり、固定値を予めメモリに記憶しておく方法や、車両（車など）が停止し本システムが起動してから最初の所定期間の間のみ（あるいは、任意の時刻において、直近の所定期間の）各無線タグの反射波の電波強度の測定値を保持し、各無線タグおよびその所定期間で平均をとって基準値を決める方法などがある。
【００３１】
また、検知結果情報３５のデータ構造は、図６に示すように、無線タグ（のＩＤ）と、検知結果の項目を有する。検知結果は、ＯＫ（侵入がないことを示す）と、ＮＧ（侵入の疑いがあることを示す）の２つの値を持つフラグ情報である。例えば検知結果の値は“ＯＫ”に初期化されている。侵入検知回路３２は、測定された反射波の電波強度の、電波強度基準値からの変化の度合いが大きい場合に、ＩＤ抽出回路２８から受け取ったＩＤ情報を持つ検知結果情報３５のレコード（行）の“検知結果”の値を“ＮＧ”に設定する。
【００３２】
なお、無線タグとしては、図４に示すパッシブ型のタグの他に、図７に示すようなセミパッシブ型のタグも使用可能である。セミパッシブ型のタグにおいては、図７に示すように、電源生成部の代わりに電池５１を有し、この電池５１から各部に電源を供給している。
【００３３】
図８は、侵入検知処理のフローチャートである。このフローチャートの処理は無線タグから反射波を受信する毎に送受信機により実行される。
始めに、無線タグ４０からの反射波が、アンテナ２２、受信回路２４を通して送受信機１５に受信される。そして、図８のステップＳ１で、受信した反射波が受信回路２４から復調回路２６および電波強度測定回路３１に出力される。
【００３４】
ステップＳ１に続くステップＳ２では、復調回路２６により反射波が復調され、復調結果の信号がＩＤ抽出回路２８に出力される。続くステップＳ３では、ＩＤ抽出回路２８により、復調結果の信号から反射波の送信元のＩＤ情報が抽出され、抽出されたＩＤ情報が侵入検知回路３２に出力され、ステップＳ５に進む。
【００３５】
一方、ステップＳ１に続くステップＳ４では、電波強度測定回路３１により、反射波の電波強度が測定され、測定された反射波の電波強度値が侵入検知回路３２に出力され、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ３およびステップＳ４から制御を渡されたステップＳ５では、侵入検知回路３２は、電波強度測定回路３１から測定された反射波の電波強度値を受け取るとともに、ＩＤ抽出回路２８から抽出したＩＤ情報を受け取る。そして、メモリ３３内の電波強度基準値情報３４から電波強度基準値を取得し、測定された反射波の電波強度の、その取得した電波強度基準値からの変化の度合いにより、上記抽出したＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機１５との各設置位置の間の空間への人などの侵入の有無を検知する。
【００３７】
そして、続くステップＳ６で、侵入検知回路３２は、検知結果をメモリ３３内の検知結果情報３５に書き込む。すなわち、侵入検知回路３２は、測定された反射波の電波強度の、電波強度基準値からの変化の度合いが大きい場合に、ＩＤ抽出回路２８から受け取ったＩＤ情報を持つ検知結果情報３５のレコード（行）の“検知結果”の値を“ＮＧ”に設定する。そして、一連の処理を終了する。
【００３８】
なお、図４の送受信機１５に設置するアンテナの数は１つである必要はなく複数個でもよい。
上記した一連の処理によって、侵入位置を示す情報である検知結果情報が設定され、人の侵入位置が判明する。人の侵入位置が判明すれば、写真、ビデオ撮影等の対策が可能となる。
【００３９】
第１実施形態によれば、変調された反射波について、ＩＤ情報を抽出し、電波強度を測定している。変調された反射波を使用していることから誤検知の発生を低減できる。また、侵入検知部において、測定された反射波の電波強度の、電波強度の基準値からの変化の度合いにより、抽出されたＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機との各設置位置の間の空間への侵入の有無を検知している。よって、侵入位置を特定することができる。また、無線タグの配置、数を自由に変えられるため、車種毎の対応が容易に行える。また、無線タグとしては、配線により他ユニットから電源を供給されることをなくし、配置の自由度を高めるために、電池レス（パッシブ型ＲＦＩＤ）、あるいは、電池あり（セミパッシブ型ＲＦＩＤ）を採用している。
【００４０】
なお、送受信機と無線タグとの間での通信に、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯以上の電波を使用することにより、電波の直線性を増すことができ、検知精度を高めることができる。また、バックスキャッタ信号を用いた通信の場合、通信可能距離が問題となることが多い。一般に各国の電波利用に関する法律に定められた電波出力強度では、通信可能距離が２〜３ｍ程度であり、乗用車のような中・小型車の場合は、１台の送受信機で車内をカバーできるが、バス等の大型車となると、車内をカバーするために複数台の送受信機が必要となる。
【００４１】
以下に説明する第２実施形態では、本システムの搭載対象の車両としてバスを想定する。
図９は、第２実施形態における車両侵入検知システムが搭載されたバスを上方から見た図である。
【００４２】
図９に示すように、バスは、天井中央部前寄りに設置された送受信機６１−１と、天井中央部後ろ寄りに設置された送受信機６１−２、との２台の送受信機を有している。
図９において、円Ａは、出力する信号の電波強度に応じた送受信機６１−１の通信可能範囲を示しており、円Ｂは、出力する信号の電波強度に応じた送受信機６１−２の通信可能範囲を示している。
【００４３】
車内への侵入が窓ガラスを通して行われることを想定していることから、無線タグ６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６は、窓ガラスの下部近傍のバスのボディー内部に組み込まれている。円Ａおよび円Ｂが示す通信可能範囲との関係から、送受信機６１−１は無線タグ６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２と通信可能であり、送受信機６１−２は無線タグ６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６と通信可能であることが分かる。
【００４４】
図９において、送受信機６１−１および送受信機６１−２が互いの存在を認識せずに独立に動作したとしても、システムとして車内の侵入検知動作は実現できる。
使用環境によっては、検知結果情報を図４に示すように各送受信機で保持するよりも、外部の共通メモリに記憶させた方が好ましい場合もある。
【００４５】
図９のメモリ６７は、各送受信機の外部に設けられたメモリである。本実施形態のシステムは、選択的にメモリ６７を備えることができる。メモリ６７に記憶される検知結果情報６８は、図１０に示すように、送受信機ＩＤ、無線タグＩＤ、検知結果の各項目を有する。
【００４６】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、複数の送受信機および複数の無線タグを車内に設置することにより、通信可能範囲が制限されている場合でも、大型車両にも本システムを適用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１、１５、６１−１、６１−２ 送受信機
３−１、３−２、４−１、４−２、５、４０、５０、６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６ 無線タグ
６−１、６−２、７−１、７−２、８、９ 車の窓ガラス
１６ 発振回路
１８、４６ 変調回路
２１ 送信回路
２２、４１ アンテナ
２４ 受信回路
２６、４４ 復調回路
２８ ＩＤ抽出回路
３１ 電波強度測定回路
３２ 侵入検知回路
３３、６７ メモリ
３４ 電波強度基準値情報
３５、６８ 検知結果情報
４２ 電源生成部
４３ 検波回路
４５ 論理回路
５１ 電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両への人などの不正侵入を検知するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物、車両（乗用車、バス等）等に窓ガラスを破るなどして人が不正に侵入することがある。その不正侵入を検知するための技術が各種知られている。
第１の従来技術として非特許文献１等では、車両内に設置された送受信機から電波が送信される。そして、その電波が障害物により反射したり、周辺ノイズと干渉したりして生じた反射波を受信している。受信された反射波の変化の度合いにより、外部からの侵入の有無を検知している。
【０００３】
また、第２の従来技術として特許文献１には、車両中央部に設置された発信機からの電波を、各ドア内部に組み込まれた検知機で受信し、その受信した電波の電波強度を予め定められた閾値と比較することにより侵入の有無を検知する侵入検知システムが示されている。
【０００４】
しかし、第１の従来技術では、人が侵入したことを検知できても、侵入位置までは特定できない。また、周辺ノイズが大きい環境等に車両がある場合、ノイズの変化などを人の侵入と誤検知する可能性があり、十分な検知精度が得られない。
【０００５】
また、第２の従来技術では、発信機からの電波の受信強度を閾値と比較して侵入検知を行っているが、侵入位置までは特定できない。
なお、この他に、関連技術として、特許文献２では、窓ガラス部材の損壊による不正侵入を検知し、警備会社等に通報する侵入検知システムが示されている。このシステムでは、ガラス部材に電子回路（ＩＣタグ等）を印刷し、そのＩＣタグにおいて、損壊したガラス部材のインピーダンスや誘電率の、非損壊時の値からの変化により侵入検知を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１００６０２号公報
【特許文献２】特開２００７−３２８３８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】富士通テン技報３４号（１９９９年１１月）、車両盗難防止用侵入検知センサの開発
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の問題点を考慮してなされたものであり、誤検知の可能性を低減しつつ、侵入位置を特定可能とした車両侵入検知システムおよび方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
提案する第１の車両侵入検知システムは、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムである。この第１の車両侵入検知システムにおいて、前記送受信機は、受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、を有する。これらにより、誤検知の発生を低減でき、侵入位置を特定することができる。
【００１０】
提案する第２の車両侵入検知システムは、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する複数の送受信機と、前記複数の送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記複数の送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムである。この第２の車両侵入検知システムにおいて、前記複数の送受信機は、それぞれの通信エリア内にある無線タグから受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの前記自装置との間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、をそれぞれ有する。これにより、通信可能範囲が制限されている場合でも、大型車両にも本システムを適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤検知の可能性が低く且つ侵入位置を特定することが可能な侵入検知システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の車両侵入検知システムが搭載された車の外観図である。
【図２】車内への侵入の一例を示した図である。
【図３】図１の車を上方から見た図である。
【図４】第１実施形態の車両に搭載される車両侵入検知システムの詳細を示すブロック図である。
【図５】電波強度基準値情報のデータ構造を示す図である。
【図６】第１実施形態の検知結果情報のデータ構造を示す図である。
【図７】図４の無線タグの変形例を示す図である。
【図８】侵入検知処理のフローチャートである。
【図９】第２実施形態における車両侵入検知システムが搭載されたバスを上方から見た図である。
【図１０】第２実施形態の検知結果情報のデータ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図１は、第１実施形態の車両侵入検知システムが搭載された車の外観図である。
図１に示すように、車の天井の中央部に送受信機１が設置されるとともに、前方ドアの内部上方に無線タグ（ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identify Device）タグ）３−１、後方ドアの内部上方に無線タグ４−１、後部の窓の中央下方側に無線タグ５が設置されている。
【００１４】
窓ガラスを破って車内への不正な侵入が行われるものとする。この場合、侵入位置によって、いずれかの無線タグと、送受信機１との間の電波が人体により遮られ、送受信機１側で測定される受信電波強度が変化する（弱まる）。
【００１５】
例えば図２では、人体の一部（人の手）が車内への侵入時に、後方ドアの内部上方に設置された無線タグ４−１と、送受信機１との間にきて、送受信機１に受信される無線タグ４−１からの電波強度が弱められる。なお、以下では、応答としての無線タグからの送信波のことを“反射波”と呼ぶ。
【００１６】
各無線タグは、送受信機からの信号に応答して、ＩＤ情報を含む反射波を変調し送信するタグである。そこで、受信電波強度の変化の度合いを送受信機１側で見るとともに、反射波を復調して無線タグのＩＤ情報を抽出することで、変化の度合いが大きい無線タグを特定することができ、侵入位置（特定された無線タグと送受信機の間のどこか）を知ることができる。
【００１７】
図３は、図１の車を上方から見た図である。
図３に示すように、車は、前方窓ガラス８、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２、天井中央部の送受信機１、を有している。
【００１８】
車内への侵入が、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２、を通して、例えば窓ガラスを破ってドアを開けることで行われることを想定していることから、後方窓ガラス９、左前方ドアの窓ガラス６−１、右前方ドアの窓ガラス６−２、左後方ドアの窓ガラス７−１、右後方ドアの窓ガラス７−２の近辺に、無線タグ５、３−１、３−２、４−１、４−２がそれぞれ設置されている。
【００１９】
図４は、第１実施形態の車両に搭載される車両侵入検知システムの詳細を示すブロック図である。
図４では、送受信機１５と無線タグ４０が１台ずつしか示されていないが、実際には、送受信機１５と複数台の無線タグ（図３では５台）とを車両侵入検知システムは有する。
【００２０】
図４に示すように、送受信機１５は、発振回路１６、変調回路１８、送信回路２１、アンテナ２２、受信回路２４、復調回路２６、ＩＤ抽出回路２８、電波強度測定回路３１、侵入検知回路３２、メモリ３３、を有する。
【００２１】
また、無線タグ４０は、アンテナ４１、電源生成部４２、検波回路４３、復号回路４４、論理回路４５、変調回路４６、を有する。
送受信機１５の発振回路１６は、搬送波を発振する。変調回路１８は、搬送波を変調して送信データ信号として送信回路２１を通してアンテナ２２に供給する。
【００２２】
送受信機１５からの送信データ信号はアンテナ２２から電磁界として放出（電波として送信）される。
送受信機１５からの送信データ信号（電波）は、アンテナ４１を通して無線タグ４０に受信される。電源生成部４２は、受信電力を整流することで電力を取り出し、各部に供給する。また、受信された電波は検波回路４３により検波され、復号回路４４により復号される。そして、復号されたデータを基に論理回路４５において、自装置（無線タグ）のＩＤ情報が送信データに付加されるとともに、後段の変調回路４６にＩＤ情報が付加された送信信号を出力するタイミングを生成し、生成されたタイミングで、変調回路４６にＩＤ情報が付加された送信信号（処理結果の信号）が出力され、変調回路４６において、処理結果の信号を搬送波にのせることで変調が行われ、アンテナ４１を通してバックスキャッタ信号（反射波）として送信される。ここでは、変調方式が振幅変位（ＡＳＫ）の場合を想定していて、スイッチ４７の導通、非導通を、「０」、「１」あるいは「１」、「０」に対応させて変調を行っている。
【００２３】
なお、このように、論理回路４５にタイミング発生機能を設け、無線タグ側で送信タイミングをずらすことで、混信を防ぐこともできるし、送受信機１５からの送信データ信号に無線タグのＩＤ情報を含め、復調結果から取り出されたそのＩＤ情報が自装置のＩＤ情報に一致するかどうかを判別する機能を論理回路４５にタイミング発生機能の代わりに設け、取り出されたＩＤ情報が自装置のＩＤ情報に一致した場合のみ返信するようにして混信を防ぐこともできる。また、それ以外の方法で混信を防いでもよい。
【００２４】
無線タグ４０からの反射波は、アンテナ２２、受信回路２４を通して送受信機１５に受信される。そして、受信回路２４から復調回路２６および電波強度測定回路３１に出力される。
【００２５】
電波強度測定回路３１は反射波の電波強度を測定し、測定された反射波の電波強度値を侵入検知回路３２に出力する。
復調回路２６は反射波を復調し、復調結果の信号をＩＤ抽出回路２８に出力する。
【００２６】
ＩＤ抽出回路２８は、復調結果の信号から反射波の送信元のＩＤ情報を抽出し、抽出したＩＤ情報を侵入検知回路３２に出力する。
侵入検知回路３２は、電波強度測定回路３１から測定された反射波の電波強度値を受け取るとともに、ＩＤ抽出回路２８から抽出したＩＤ情報を受け取る。そして、メモリ３３内の電波強度基準値情報３４から電波強度基準値を取得し、測定された反射波の電波強度の、その取得した電波強度基準値からの変化の度合いにより、上記抽出したＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機１５との各設置位置の間の空間への侵入の有無を検知する。そして、検知結果をメモリ３３内の検知結果情報３５に書き込む。なお、測定された反射波の電波強度が電波強度基準値よりも所定値以上低いかどうか、測定された反射波の電波強度の電波強度基準値に対する割合が所定割合より低いかどうか等により、上記“変化の度合い”を判別する。
【００２７】
続いて、電波強度基準値情報３４および検知結果情報３５について説明する。
電波強度基準値情報３４は無線タグからの反射波の電波強度基準値を記憶したテーブルである。そのデータ構造としては、次の２つが考えられる。
【００２８】
・無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する
・無線タグ（のＩＤ）にかかわらず、基準値を一律に設定する（精度が許す場合）
無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する場合の電波強度基準値情報３４のデータ構造を図５に示した。
【００２９】
無線タグ（のＩＤ）毎に基準値を設定する場合でも、固定値を予めメモリに記憶しておく方法や、車両（車など）が停止し本システムが起動してから最初の所定期間の間のみ（あるいは、任意の時刻において、直近の所定期間の）各無線タグの反射波の電波強度の測定値を保持し、無線タグ毎に、その所定期間で時間平均をとって基準値を決める方法などがある。
【００３０】
基準値を一律に設定する場合も同様であり、固定値を予めメモリに記憶しておく方法や、車両（車など）が停止し本システムが起動してから最初の所定期間の間のみ（あるいは、任意の時刻において、直近の所定期間の）各無線タグの反射波の電波強度の測定値を保持し、各無線タグおよびその所定期間で平均をとって基準値を決める方法などがある。
【００３１】
また、検知結果情報３５のデータ構造は、図６に示すように、無線タグ（のＩＤ）と、検知結果の項目を有する。検知結果は、ＯＫ（侵入がないことを示す）と、ＮＧ（侵入の疑いがあることを示す）の２つの値を持つフラグ情報である。例えば検知結果の値は“ＯＫ”に初期化されている。侵入検知回路３２は、測定された反射波の電波強度の、電波強度基準値からの変化の度合いが大きい場合に、ＩＤ抽出回路２８から受け取ったＩＤ情報を持つ検知結果情報３５のレコード（行）の“検知結果”の値を“ＮＧ”に設定する。
【００３２】
なお、無線タグとしては、図４に示すパッシブ型のタグの他に、図７に示すようなセミパッシブ型のタグも使用可能である。セミパッシブ型のタグにおいては、図７に示すように、電源生成部の代わりに電池５１を有し、この電池５１から各部に電源を供給している。
【００３３】
図８は、侵入検知処理のフローチャートである。このフローチャートの処理は無線タグから反射波を受信する毎に送受信機により実行される。
始めに、無線タグ４０からの反射波が、アンテナ２２、受信回路２４を通して送受信機１５に受信される。そして、図８のステップＳ１で、受信した反射波が受信回路２４から復調回路２６および電波強度測定回路３１に出力される。
【００３４】
ステップＳ１に続くステップＳ２では、復調回路２６により反射波が復調され、復調結果の信号がＩＤ抽出回路２８に出力される。続くステップＳ３では、ＩＤ抽出回路２８により、復調結果の信号から反射波の送信元のＩＤ情報が抽出され、抽出されたＩＤ情報が侵入検知回路３２に出力され、ステップＳ５に進む。
【００３５】
一方、ステップＳ１に続くステップＳ４では、電波強度測定回路３１により、反射波の電波強度が測定され、測定された反射波の電波強度値が侵入検知回路３２に出力され、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ３およびステップＳ４から制御を渡されたステップＳ５では、侵入検知回路３２は、電波強度測定回路３１から測定された反射波の電波強度値を受け取るとともに、ＩＤ抽出回路２８から抽出したＩＤ情報を受け取る。そして、メモリ３３内の電波強度基準値情報３４から電波強度基準値を取得し、測定された反射波の電波強度の、その取得した電波強度基準値からの変化の度合いにより、上記抽出したＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機１５との各設置位置の間の空間への人などの侵入の有無を検知する。
【００３７】
そして、続くステップＳ６で、侵入検知回路３２は、検知結果をメモリ３３内の検知結果情報３５に書き込む。すなわち、侵入検知回路３２は、測定された反射波の電波強度の、電波強度基準値からの変化の度合いが大きい場合に、ＩＤ抽出回路２８から受け取ったＩＤ情報を持つ検知結果情報３５のレコード（行）の“検知結果”の値を“ＮＧ”に設定する。そして、一連の処理を終了する。
【００３８】
なお、図４の送受信機１５に設置するアンテナの数は１つである必要はなく複数個でもよい。
上記した一連の処理によって、侵入位置を示す情報である検知結果情報が設定され、人の侵入位置が判明する。人の侵入位置が判明すれば、写真、ビデオ撮影等の対策が可能となる。
【００３９】
第１実施形態によれば、変調された反射波について、ＩＤ情報を抽出し、電波強度を測定している。変調された反射波を使用していることから誤検知の発生を低減できる。また、侵入検知部において、測定された反射波の電波強度の、電波強度の基準値からの変化の度合いにより、抽出されたＩＤ情報を持つ無線タグと、送受信機との各設置位置の間の空間への侵入の有無を検知している。よって、侵入位置を特定することができる。また、無線タグの配置、数を自由に変えられるため、車種毎の対応が容易に行える。また、無線タグとしては、配線により他ユニットから電源を供給されることをなくし、配置の自由度を高めるために、電池レス（パッシブ型ＲＦＩＤ）、あるいは、電池あり（セミパッシブ型ＲＦＩＤ）を採用している。
【００４０】
なお、送受信機と無線タグとの間での通信に、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯以上の電波を使用することにより、電波の直線性を増すことができ、検知精度を高めることができる。また、バックスキャッタ信号を用いた通信の場合、通信可能距離が問題となることが多い。一般に各国の電波利用に関する法律に定められた電波出力強度では、通信可能距離が２〜３ｍ程度であり、乗用車のような中・小型車の場合は、１台の送受信機で車内をカバーできるが、バス等の大型車となると、車内をカバーするために複数台の送受信機が必要となる。
【００４１】
以下に説明する第２実施形態では、本システムの搭載対象の車両としてバスを想定する。
図９は、第２実施形態における車両侵入検知システムが搭載されたバスを上方から見た図である。
【００４２】
図９に示すように、バスは、天井中央部前寄りに設置された送受信機６１−１と、天井中央部後ろ寄りに設置された送受信機６１−２、との２台の送受信機を有している。
図９において、円Ａは、出力する信号の電波強度に応じた送受信機６１−１の通信可能範囲を示しており、円Ｂは、出力する信号の電波強度に応じた送受信機６１−２の通信可能範囲を示している。
【００４３】
車内への侵入が窓ガラスを通して行われることを想定していることから、無線タグ６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６は、窓ガラスの下部近傍のバスのボディー内部に組み込まれている。円Ａおよび円Ｂが示す通信可能範囲との関係から、送受信機６１−１は無線タグ６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２と通信可能であり、送受信機６１−２は無線タグ６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６と通信可能であることが分かる。
【００４４】
図９において、送受信機６１−１および送受信機６１−２が互いの存在を認識せずに独立に動作したとしても、システムとして車内の侵入検知動作は実現できる。
使用環境によっては、検知結果情報を図４に示すように各送受信機で保持するよりも、外部の共通メモリに記憶させた方が好ましい場合もある。
【００４５】
図９のメモリ６７は、各送受信機の外部に設けられたメモリである。本実施形態のシステムは、選択的にメモリ６７を備えることができる。メモリ６７に記憶される検知結果情報６８は、図１０に示すように、送受信機ＩＤ、無線タグＩＤ、検知結果の各項目を有する。
【００４６】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、複数の送受信機および複数の無線タグを車内に設置することにより、通信可能範囲が制限されている場合でも、大型車両にも本システムを適用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１、１５、６１−１、６１−２ 送受信機
３−１、３−２、４−１、４−２、５、４０、５０、６２、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２、６５−１、６５−２、６６ 無線タグ
６−１、６−２、７−１、７−２、８、９ 車の窓ガラス
１６ 発振回路
１８、４６ 変調回路
２１ 送信回路
２２、４１ アンテナ
２４ 受信回路
２６、４４ 復調回路
２８ ＩＤ抽出回路
３１ 電波強度測定回路
３２ 侵入検知回路
３３、６７ メモリ
３４ 電波強度基準値情報
３５、６８ 検知結果情報
４２ 電源生成部
４３ 検波回路
４５ 論理回路
５１ 電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムにおいて、
前記送受信機は、
受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、
受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、
前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、
を有することを特徴とする車両侵入検知システム。
【請求項２】
１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する複数の送受信機と、前記複数の送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記複数の送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムにおいて、
前記複数の送受信機は、
それぞれの通信エリア内にある無線タグから受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、
受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、
前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの前記自装置との間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、をそれぞれ有することを特徴とする車両侵入検知システム。
【請求項３】
車両に設置された、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、が実行する車両への不正侵入検知方法において、
前記送受信機は、前記１以上の無線タグから返信される前記反射変調信号を受信したときに受信された前記反射変調信号の復調結果から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出ステップと、
前記送受信機が受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出ステップと、
前記送受信機が検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知ステップと、を有することを特徴とする車両侵入検知方法。
【請求項１】
１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムにおいて、
前記送受信機は、
受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、
受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、
前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、
を有することを特徴とする車両侵入検知システム。
【請求項２】
１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記１以上の無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する複数の送受信機と、前記複数の送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記複数の送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、を備えた車両侵入検知システムにおいて、
前記複数の送受信機は、
それぞれの通信エリア内にある無線タグから受信した前記反射変調信号を復調し、復調された信号から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出部と、
受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出部と、
前記電波強度検出部により検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの前記自装置との間への侵入の有無を検知する侵入検知部と、をそれぞれ有することを特徴とする車両侵入検知システム。
【請求項３】
車両に設置された、１以上の無線タグへ無線信号を送信する送信手段と、前記無線タグから返ってくる反射変調信号を受信する受信手段とを有する送受信機と、前記送受信機から送信される前記無線信号を受信し、各無線タグのＩＤ情報で前記無線信号を変調して得られる前記反射変調信号を前記送受信機へ返信する前記１以上の無線タグと、が実行する車両への不正侵入検知方法において、
前記送受信機は、前記１以上の無線タグから返信される前記反射変調信号を受信したときに受信された前記反射変調信号の復調結果から前記ＩＤ情報を抽出するＩＤ情報抽出ステップと、
前記送受信機が受信した前記反射変調信号の電波強度を検出する電波強度検出ステップと、
前記送受信機が検出された前記反射変調信号の電波強度から、抽出された前記ＩＤ情報に対応する無線タグとの間への侵入の有無を検知する侵入検知ステップと、を有することを特徴とする車両侵入検知方法。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２８０３３６（Ｐ２０１０−２８０３３６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３６６０４（Ｐ２００９−１３６６０４）
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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