車両検知装置およびこの車両検知装置を用いたフラップ式駐車装置と車両検知システム
【課題】 駐車車両の底部の形状によっては車両検知できない場合があるといった問題を解決し、安定した車両検知性能を確保できる車両検知装置を安価に提供する。
【解決手段】 駐車エリアＰＡ内に配置された送信コイル２２と、この送信コイル２２から隔てた位置に互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３とを一定距離を隔てた状態で配置し、前記送信コイル２２を一定周波数の交流で発振し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３において検知された磁気信号の前記一定周波数成分のみを抽出し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの方向およびベクトルの大きさの変化によって駐車車両ＣＲの有無を判定する。
【解決手段】 駐車エリアＰＡ内に配置された送信コイル２２と、この送信コイル２２から隔てた位置に互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３とを一定距離を隔てた状態で配置し、前記送信コイル２２を一定周波数の交流で発振し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３において検知された磁気信号の前記一定周波数成分のみを抽出し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの方向およびベクトルの大きさの変化によって駐車車両ＣＲの有無を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車エリアに進入する車両を検知する駐車場用の車両検知装置と、この車両検知装置を内蔵するフラップ式駐車装置および複数の駐車エリアを総合的に監視する車両検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駐車場の車両駐車エリア毎に駐車車両の退出阻止手段を設けると共に、これ等各退出阻止手段の駆動を管理するように構成したフラップ式の駐車装置等においては、駐車車両の在車の有無を検知する車両検知装置として、駐車エリア内の地面にループコイル若しくは磁気センサーを埋設した方式が一般的であったが、昨今では、駐車車両の退出を阻止するフラップ装置と一体的に車両検知装置を装備することが実施されており、この方式は、車両検知装置がフラップ装置と一体であるために、設置工事が簡単に行える、工場出荷段階で車両検知装置を含めて検査して品質を管理できるなどのメリットがあり、今後はさらに普及するものと予想されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の発明では、駐車車両の前後タイヤ間に起立して車両を鎖錠する鎖錠装置（フラップ装置）内に、車両検知の確実性が向上できるように車両検知センサを組み込む様にした駐車車両の退出阻止装置として、鎖錠装置（フラップ装置）の駐車区画の中央に向けて延設される鎖錠部（フラップ板）の延設端部側に、回転軸の軸受部をカバーで覆ったカバー部を設け、このカバー部内に送信コイルを含む送信ユニットと受信コイルを含む受信ユニットからなる車両検知センサを収納配置する構成としている。
【０００４】
さらに、本出願人は特許文献２に示すように、車両の構造や車種に関係無く正確な検知が得られるように工夫した車両検知方法とその装置を提供するために、二つのセンサーの夫々に、車両の長手方向と地面に垂直な方向、及び、車幅方向に磁界検知感度を持つ各磁気検知素子を設け、これ等各センサー２セットをある程度の距離を隔てて連接配置して、上記各磁気検知素子が検知した磁気出力の差分を合成し、この合成値がしきい値を超えているか否かにより車両の有無を検知する技術を発明している。
【特許文献１】特開２００７−２０５０１８
【特許文献２】特開２００６−１６４１４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来の駐車車両の退出阻止装置においては、駐車車両の底部の形状と駐車した位置に依っては、駐車車両の底部の凸部と軸受部の周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などに、車両検知センサの送信コイルから送信された磁束が駐車車両の底部の凸部と軸受部の周辺構造物を経由してしまうため、適切に受信コイルに到達せず、その結果、車両を検知できない場合があるといった問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の発明においては、高価な磁気センサーを３軸方向の検知に用い、さらにそのセンサーを２セット連接して配置するため、センサー素子の材料費が嵩んでしまい、設備コストが高騰するという問題があった。
【０００７】
ところで昨今のＭＲ素子、ＭＩ素子やフラックスゲートなどの磁気検知素子は、センサー素子の小型化と性能向上により、従来では周波数応答特性に問題があって実現できなかった微弱な磁気レベルの高周波磁気成分の検知も可能になっており、今後の産業上の有効活用が期待されてきている。
【０００８】
上記従来の構成を図面と共に更に詳しく説明すると、図１３は従来のフラップ式駐車装置１００の構成を説明した斜視図であって、図１３において、フラップ式駐車場の駐車エリアＰＡの幅を示す枠線ＬＸ上には、フラップ板１０１を駆動する駆動部１１０が位置し、車両の進入時にフラップ板１０１にタイヤが乗り上げ易くするためのスロープ部１０２と、その反対側にはフラップ板１０１がそれぞれ平行に駐車エリアＰＡの長手方向中央付近に位置していて、フラップ板１０１の先端部には、端部軸受け構造部１０３が樹脂製のカバー部１０４の内部に位置する状態で配置されている。さらにその最端部のカバー部１０４の内部には、送信コイル１０５と受信コイル１０６よりなる符号１００Ｘで全体的に示した車両検知装置が配置されている。車両検知装置１００Ｘにはベース板１０７上にお互いに一定角度向き合う方向に傾斜するように、上記の送信コイル１０５と受信コイル１０６が固定されており、送信コイル１０５及び受信コイル１０６は図示しない配線によってスロープ部１０２の内部を通って駆動部１１０に接続され、駆動部１１０の中にやはり図示しない制御回路が搭載されている。
【０００９】
送信コイル１０５及び受信コイル１０６を用いた車両検知装置１００Ｘの原理については周知の技術であり、基本的には送信コイル１０５と受信コイル１０６とベース板１０７間で磁気ループを形成し、その周辺に駐車車両ＣＲ等の磁性体が位置した場合に、磁気ループの状態が変化することで受信コイル１０６の磁束の状態の変化を検出するものであるが、ベース板１０７の役割としては磁束の漏洩を防止して検出距離を増加する目的に加えて、駐車エリアＰＡの地面内部にあるかもしれない構造物、配線、鉄筋などにより車両検出性能が左右されることを防止する目的もある。また、特に寒冷地においてロードヒーティング用のヒートパイプやヒータは、磁気式の車両検知装置を安定的に動作させる上では、確実にその影響を排除する必要がある。その様な目的で使用されるベース板１０７は軟磁性体が好適であり、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の比透磁率が高い材料が用いられている。
【００１０】
次に、図１４の記載に基づいて上記従来の車両検知装置１００Ｘの動作を説明する。
図１４（１）には、駐車車両ＣＲが無い場合の車両検知装置１００Ｘの状態を示し、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣをモデル的に示しており、この状態での磁力線ＭＣは受信コイル１０６の近傍では低レベルであり、受信コイル１０６で磁気検知がされていない状態である。また、送信コイル１０５と受信コイル１０６の間には前述した端部軸受け構造部１０３があるが、図面上奥側に位置しており、送信コイル１０５と受信コイル１０６の中心位置を結ぶ面上からは隔たっているため、通常はこの端部軸受け構造部１０３の影響は無い。
【００１１】
図１４（２）は駐車車両が有る場合の車両検知装置１００Ｘの状態を示し、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣをモデル的に示している。磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの磁性体により磁気ループを形成するために、受信コイル１０６にも到達することになり、受信コイル１０６で磁気の検知がなされている。この図の様に平坦な車両底部ＣＸであれば、このモデル的な磁束の状態となって確実に車両検知が可能であるが、実際の駐車車両は平坦な底部を有しているとは限らず、車両によって複雑な形状をしていることは容易に想像がつくが、基本的にはいくら凹凸があったとしても、その表面を磁束が通過してベース板１０７の範囲内でループが形成されることになるため、車両が無い状態との差異は、受信コイル１０６で確実に検知が可能であるとされている。
【００１２】
図１４（３）の（イ）と（ロ）は、車両の底部に突起ＣＺが路面に向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、図示の状態であっても、確実に車両が検知されている状態を示す。
【００１３】
図１４（４）の（イ）と（ロ）は、車両の底部に突起ＣＺが駐車エリアＰＡの路面ＰＸに向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、その突起ＣＺの近傍に端部軸受け構造部１０３が位置している状態を示す。この様な位置関係にあると、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの突起ＣＺに引き寄せられた後、端部軸受け構造部１０３を通ってベース板１０７に戻るといった磁気ループを形成することがある。この場合、当初図１４（１）で示した状態での受信コイル１０６上の磁気検出状態と同等な検出状態となってしまい、駐車車両が有るのに無いという車両検知出力のままで、要するに車両検知ミスを引き起こすことがある。
【００１４】
これを回避するためには、送信コイル１０５と受信コイル１０６の中心を結ぶ面に対して、端部軸受け構造部１０３が車両底部ＣＸの凹凸によって影響されないよう距離を遠くに隔たて構成すればよいが、そうすると車両検知装置１００Ｘの横幅が大きくなってしまい、装置がコストアップしてしまうという問題点もある。
【００１５】
車両検知装置１００Ｘを単独でフラップ装置１００の端部軸受け構造部１０３から離して取り付けてもよいが、配線を埋設する必要があり、取り付け部も単独で設けることになると、取り付け用のナットなどが磁気ループに影響する不具合も別途考慮しなければならない。
【００１６】
従って本発明の技術的課題は、駐車車両の底部の形状によっては、車両検知装置の送信コイルから送信された磁力線が適切に受信コイルに到達せず、車両検知できない場合があるといった問題を解消し、安定した車両検知性能を確保できると共に、比較的安価にて提供できる車両検知装置と、この車両検知装置を用いたフラップ式駐車装置および車両検知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両検知装置は、駐車エリアに進入した駐車車両を検知する車両検知装置であって、上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するしている。
【００１８】
（２） また、本発明の請求項２に係る車両検知装置は、前記送信コイルと前記磁気検知素子とから成る車両検知装置を複数連接して使用する場合に、前記一定周波数の交流発振周波数が、隣接する駐車エリアの車両検知装置間において、異なる周波数に設定されていることを特徴としている。
【００１９】
（３） また、本発明の請求項３に係る車両検知装置は、前記３つの検知軸を有する前記磁気検知素子が、１軸の検知軸を３ケ、若しくは、２軸の検知軸を含めて複数の検知軸を用いて構成されていることを特徴としている。
【００２０】
（４） また、本発明の請求項４に係るフラップ式駐車装置は、駐車車両の料金精算以前の退出を阻止するために、駐車エリアに設けたフラップ装置がフラップ板を駐車車両の底部側で起立回動させるか、若しくは、起立回動させたフラップ板を駐車車両の底部に当接させるように構成したフラップ式駐車装置であって、上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するように構成した車両検知装置を、上記フラップ装置に隣接、若しくは、内蔵して設け、上記フラップ板の起動による上記車両検知装置の出力変化を予め記憶させて、上記フラップ板の起動による信号の変化をノイズとして除去することを特徴としている。
【００２１】
（５） 更に、本発明の請求項５に係る車両検知システムは、複数の駐車エリアに進入する駐車車両を検知する車両検知システムであって、送信コイルを上記複数の駐車エリアの近傍に配置し、上記複数の駐車エリアの各々の略中央部分には、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子を用いて構成した車両検知装置を、各駐車エリアに単独で配置するか、若しくは二組を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置すると共に、上記各送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記各駐車エリアに設置した車両検知装置の３つの検知軸を有する磁気検知素子が検知した磁気信号の一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、各駐車エリアにおける車両の有無を判定するか、又は、上記二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することを特徴としている。
【００２２】
次に、上記各手段の作用に付いて説明すると、上記（１）で述べた請求項１に係る車両検知装置によれば、駐車車両の底部の形状と駐車した位置に依って、駐車車両の底部の凸部と周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などでも、送信コイルから送信された磁束の大きさと方向の変化を監視することで、確実に車両検知が可能となる。
【００２３】
上記（２）で述べた請求項２に係る車両検知装置によれば、隣接する駐車エリアの車両有無や送信コイルからの磁束の影響を排除でき、複数の駐車エリアが密接した駐車場においても、確実に車両検知が可能となる。
【００２４】
上記（３）で述べた請求項３に係る車両検知装置によれば、受信コイルを複数配置して構成するよりも小型化が可能であり、車両検知装置を送信コイルと合体させてコンパクトに収納可能であり、スペース効率が良く車両検知装置として汎用性のある構成となる。
【００２５】
上記（４）で述べた請求項４に係るフラップ式駐車装置によれば、フラップ装置の近傍若しくは内蔵してフラップ板の動作によって磁気検知状態が変化する場合であっても、確実に車両の有無を検知でき、フラップ装置がコンパクトに構成できる。
【００２６】
上記（５）で述べた請求項５に係る車両検知システムによれば、一つの送信コイルに対して複数の駐車エリア毎の車両検知装置の組み合わせで車両検知が可能な車両検知システムが構成可能であり、物理的に大きな送信コイルを駐車エリアの外部に配置し、小型の車両検知素子で構成された車両検知装置を駐車エリアに配置することで、既存の駐車場に車両検知装置の埋設などの工事を行わずとも駐車エリア毎の車両検知が可能となり、汎用性の高い車両検知システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上述べた次第で、本発明によれば、駐車車両の底部の形状によっては、車両検知装置の送信コイルから送信された磁力線が適切に受信部に到達せずに車両検知できない場合があるとといった問題を解消して、安定した車両検知性能を確保できる車両検知装置が安価に実現できると共に、この車両検知装置を用いることによって、安定した車両検知性能を備えたフラップ式駐車装置と車両検知システムを、比較的低コストにて実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明に係るフラップ式駐車場に用いる車両検知装置の実施例を図面と共に詳細に説明するが、ここで説明する実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に最良と思われる数々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に請求範囲において本発明を限定する記載がない限りはこれらの態様に限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明の実施例の車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の実施例を示すものであって、図１（１）は平面図、図１（２）は側面図、図１（３）は背面図を示す。これ等の図面において、駐車エリアＰＡは駐車場敷地内に所定の大きさで区画分けされていることを白線ペイント等のラインＬＸで示され、駐車エリアＰＡの車両進入方向奥側には車止めＰＶが設置され、駐車エリアＰＡの車両進入方向のほぼ中央には、符号１０にて全体的に示したフラップ式駐車装置が設置され、図の様に後進で駐車エリアＰＡに進入して駐車した駐車車両ＣＲの前後のタイヤＣＳ、ＣＴの間に、フラップ式駐車装置１０のフラップ板１１が位置する様に配置されている。
【００３０】
また、図１においてフラップ式駐車装置１０のフラップ板１１の端部には、図示しない端部軸受け構造部が構成されているが、それに隣接してフラップ式駐車装置１０の最先端部には、符号２０にて示した車両検知装置が連接されている。車両検知装置２０は駐車エリアＰＡの幅方向でほぼ中央に位置しており、駐車車両ＣＲの底部ＣＸを検知する様になっている。更に図中、３０は上記フラップ式駐車装置１０の根端部に取り付けた駆動部であって、内部には上記のフラップ板１１を倒せ状態から起立状態に回動作動する作動機構（図示省略）が収められている。
【００３１】
図１において例示した駐車車両ＣＲは例えばオフロード仕様の４輪駆動車であり、駐車車両ＣＲの底部ＣＸには複雑な機構が配置されているが、特徴的なものとしてセンターデフＣＺがあり、これは前後のタイヤＣＳ、ＣＴの回転数を制御するためのデフであるが、構造的に車両底部ＣＸのほぼ中央で、路面方向にかなり突出した形状をしていることが多い。この様に車両底部ＣＸに著しく突出した構造物がある場合であっても、車両検知装置２０は正常に車両ＣＲの有無を検出する必要がある。
【００３２】
図２（１）は、本発明に係る車両検知装置が実施されたフラップ式駐車装置１０の実施例を示した外観図であって、図面に示すように、フラップ式駐車装置１０が設置される駐車エリアＰＡの幅を示すラインＬＸ上には、フラップ板１１を駆動する駆動部３０が位置し、車両の進入時にフラップ板１１にタイヤが乗り上げ易くするためのスロープ板１２と、その反対側にはフラップ板１１がそれぞれ平行に駐車エリアＰＡの長手方向中央付近に位置すると共に、フラップ板１１の一方の端部に突設した支持軸１１Ａを支持する端部軸受構造部１３が、樹脂製のカバー部２０Ｐの内部に配置されている。さらにその最端部のカバー部２０Ｐの内部には、送信コイル２２と受信手段としての磁気検知素子２３よりなる車両検知装置２０が配置されている。車両検知装置２０には、ベース板２１上にカバー部２０Ｐの内側方向に傾斜した送信コイル２２と磁気検知素子２３が固定されており、送信コイル２２及び磁気検知素子２３は図示しない配線によってスロープ板１２の内部を通って駆動部３０に接続され、その中にやはり図示しない制御回路が搭載されている。
【００３３】
一般的な送信コイル及び受信手段を用いた車両検知装置の原理については周知の技術であり、基本的には送信コイルと受信手段とベース板２１間で磁気ループを形成し、その周辺に駐車車両ＣＲ等の磁性体が位置した場合に、磁気ループの状態が変化することで受信手段の磁束の状態の変化を検知するものであるが、ベース板２１の役割としては磁束の漏洩を防止して検知距離を増加する目的に加えて、駐車エリアＰＡの地面内部にあるかもしれない構造物、配線、鉄筋などにより車両検知性能が左右されることを防止する目的もある。また、特に寒冷地においてロードヒーティング用のヒートパイプやヒータは磁気式の車両検知装置２０を安定的に動作させる上では、確実にその影響を排除する必要がある。その様な目的で使用されるベース板２１は軟磁性体が好適であり、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の比透磁率が高い材料が用いられている。
【００３４】
また、本発明では特に、前述した図１４に示す従来の受信コイル１０６に変えて、上述した図２（１）および要部の拡大図である図２（２）に示すように、プリント基板２３Ｐ上に前記送信コイル２２から一定距離を隔てた位置に、互いに直交する３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する受信手段としての磁気検知素子２３が近接して実装されて、ベース板２１上に配置されている。上記の送信コイル２２は一定周波数の交流で発振し、上記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３において検知された磁気信号の前記一定周波数成分のみを抽出し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさおよびベクトルの方向の変化によって、駐車車両ＣＲの有無を判定する構成となっている。（請求項１の特徴）
【００３５】
まず図４（１）の（イ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲが無い状態を示した正面図と側面図で、プリント基板２３Ｐ上の磁気検知素子２３の近傍では、磁力線ＭＣの検知状態が低レベルであるが、ある程度の磁束密度とある方向に向いた磁束が存在している。図４（２）のイ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲが有る状態を示した正面図と側面図で、駐車車両ＣＲが車両検知装置２０の上方に位置した場合、送信コイル２２から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの磁性体により（ロ）の如く磁気ループを形成するために、磁気検知素子２３近傍にも到達することになり、磁気検知素子２３で磁気の検知量が増加されている。この図の様に平坦な車両底部ＣＸであれば、磁力線ＭＣはこのモデル的な磁束の状態となって確実に車両検知が可能であるが、実際の駐車車両ＣＲは平坦な底部を有しているとは限らず、車両によって複雑な形状をしていることは容易に想像がつくが、基本的にはいくら凹凸があったとしても、その表面を磁束が通過してベース板２１の範囲内でループが形成されることになるため、駐車車両ＣＲが無い状態との差異は、磁気検知素子２３で確実に検知が可能である。
【００３６】
図４（３）の（イ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲの底部ＣＸに突起ＣＺが駐車エリアＰＸの路面に向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、その突起ＣＺの近傍に前述した端部軸受け構造部１３が位置している状態を示す。この様な位置関係にあると、送信コイル２２から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの突起ＣＺに引き寄せられた後、端部軸受け構造部１３を通ってベース板２１に戻るといった磁気ループを形成することがある。この場合、図４（１）の（ロ）で示した状態での磁気検知素子２３上の磁気検出状態と同等な磁束密度のままの場合もあるが、当初の磁束の方向とは異なる方向に磁束が傾いたことを検出することで、駐車車両ＣＲが有るのに無いといった車両検知ミスを防止することが出来る。
【００３７】
これは、従来は受信コイル１ヶにて磁力線が受信コイル近傍を通過するために発生する起電力で車両の検知有無を判断していたものとは異なり、３つの方向の検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３で各々の磁気検知信号を演算することにより、磁気検知素子２３上に発生する磁力線ＭＣの磁束密度と磁束の方向を得ることが出来るためである。
【００３８】
図５は本発明の実施例に係る車両検知装置２０の構成を説明したブロック図を示し、実施例の車両検知装置２０では基本的には数ｋＨｚの発振周波数で送信コイル２２から交流磁束を送信し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚから成る磁気検知素子２３の夫々に、受信回路４４、増幅回路４５、バンドパスフイルタ４６、検出部４７、Ａ／Ｄコンバータ４８の構成を有しているが、図５では簡略化のために磁気検知素子２３のＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚをまとめて示している。なお、図６は本発明の他の実施例に係る車両検知装置２０の構成を説明したブロック図であるが、その詳細な構成は後述する。
【００３９】
図５において、符号２０で全体的に示したのは本発明に係る車両検知装置であって、当該車両検知装置２０の制御部の中心を構成するＣＰＵ４１、このＣＰＵ４１に接続したバス４１Ｓには、各種のプログラム手段を実現するソフトウエアーを格納したＲＯＭ４２と、各種データを格納するＲＡＭ４２と、上述したＡ／Ｄ コンバータ４８及びＩ／Ｏインターフェース５１が接続されている。
【００４０】
更に、上記のＡ／Ｄコンバータ４８には、仮に駐車エリアＰＡの長手方向に磁界検知感度を持つＸ軸磁気検知軸２３Ｘと、地面に対して垂直な方向に磁界検知感度を持つＺ軸磁気検知軸２３Ｚと、更には、駐車エリアＰＡの幅方向に磁界検知感度を持つＹ軸磁気検知軸２３Ｙ（これ等各検知軸はいずれも図示省略）と、方向を定義した３つの磁気検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを夫々具備した磁気検知素子部、即ち、図５では右端のＸＹＺ磁気検知素子２３が、受信回路４４、増幅回路４５、バンドパスフィルタ４６、検出部４７等を介して接続され、更に上記のＩ／Ｏインターフェース５１には、上記の送信コイル２２の発振回路５０が接続されており、さらに複数の磁気検知装置２０…間での同期動作にも利用可能な様に、外部装置との通信回路も搭載されている。
【００４１】
更に前記ＲＡＭ４３には、上記各磁気検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚにて検知される各磁気信号を、夫々Ａ／Ｄコンバータ４８を通してデジタル変換した信号の段階で、それらを合成することで、駐車エリアＰＡ内で車両検知装置２０が配置された座標上でいかなる方向に信号が発生し、且つ、その信号の大きさがどれくらいあるのかを演算し、信号の大きさが所定のしきい値を超えていれば、車両有りと判定する車両有無判定手段を備え、且つ、信号の大きさが所定しきい値に満たない場合でも、その信号の方向が当初の駐車車両ＣＲが無い状態に比較して所定のしきい値以上の変化角度を有していた場合に、車両有りと判定する車両有無判定手段や、上記当初の駐車車両ＣＲが無い状態の状態を初期値として設定する初期値設定手段等を実現するためのソフトウエアー（プログラム）が格納されている。
【００４２】
上述した本発明の実施例において、送信コイル２２はベース板２１に対して垂直状態から２０°程度傾斜させ、その傾斜姿勢が維持できるように図示しない保持部材によって送信コイル２２をベース板２１に対して固定しているが、上記ＸＹＺの各磁気検知素子２３は前述の通り駐車エリアＰＡを想定してそれにＸＹＺ軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚが沿う様に配置され、プリント基板２３Ｐ上では整然とＸＹＺ方向に配置され、特に傾斜させる必要はない。
【００４３】
この手段によれば、駐車車両ＣＲの底部ＣＸの形状と駐車した位置に依って、駐車車両ＣＲの底部ＣＸの凸部ＣＺと周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などで、車両検知装置２０の送信コイル２２から出力された磁束が駐車車両ＣＲの底部ＣＸの凸部ＣＺから他の構造物を経由した場合でも、ＸＹＺの３軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３においては、微弱な磁束（磁気力線）の量と方向が検知できることで、確実に駐車車両ＣＲの有無の検知が可能となる。
【００４４】
なお、図４においてベース板２１を含む車両検知装置２０の全体は、樹脂製のカバー室２１Ｐで覆われ、カバー室２１Ｐ内部の空間の送信コイル２２および磁気検知素子２３周辺に樹脂充填材で充填することで、強度ならびに防水性を確保することが出来る。その場合、充填樹脂はエポキシ樹脂や、一般的なグルーガンで使われているエチレン塩化ビニールや酢酸塩アセテート樹脂などが望ましい。
【００４５】
次に、図３は前記図２に示したフラップ式駐車装置１０が設置された駐車場の平面レイアウト図を示す。図３において、車両検知装置２０はフラップ式駐車装置１０の軸受構造部１３に隣接して、一体的にカバー部２０Ｐ内に収納されており、フラップ式駐車装置１０と車両検知装置２０が一体化されたユニット構造となっている。このユニットを配置した図３でわかるとおり、車両検知装置２０は駐車エリアＰＡのほぼ中央に位置するように設置される。
【００４６】
この際に、駐車エリアＡ、Ｂ、Ｃ（ＰＡ…）において、前記図５の発振回路５０で生成される送信コイル２２の発振周波数は、個々の車両検知装置２０内のＲＡＭ４３上の設定値で可変することが可能となっており、各駐車エリア毎に異なる周波数で発振する様にし、隣接する駐車エリアＰＡ…での信号の干渉を防止することが可能となっている。（請求項２の特徴）
【００４７】
具体的には、予め好適な発振周波数を２つ以上設定で保存しておき、駐車エリアＰＡ毎にその設定を選択すればよく、例えば、駐車エリアＡでは第１の周波数、駐車エリアＢでは第２の周波数、駐車エリアＣでは第１の周波数、といった様に、隣接する駐車エリアＰＡ…でのみ周波数を異なるようにしてもよい。もちろん、好適な発振周波数は３種類でも４種類でも設定可能であるが、送信コイル２２での出力が１つ駐車エリアＰＡを隔てた距離においても検知可能な程度でなければ、最低２種類の周波数でよい。
【００４８】
若しくは、複数の車両検知装置２０…間をネットワークで接続し、複数の車両検知装置２０…間で同期をとり、時分割で各駐車エリアＰＡ…毎に駐車車両ＣＲの有無を判定する手法なども有効であり、本発明の応用例として実現可能な手段である。
【００４９】
また、図２の車両検知装置２０内部のプリント基板２３Ｐ上に実装された磁気検知素子２３は、図２（２）の拡大図では３軸の検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する夫々が同一の磁気検知素子２３を、それぞれ異なる方向に向けて実装した状態を示したが、実際の磁気検知素子２３はプリント基板２３Ｐに実装が容易な様に、パッケージされた素子で供給されることが多く、その際に使い勝手から鑑みて２軸センサーと１軸センサーという形態での供給が多い。この２軸センサーをＸＹ軸方向の磁気検知素子２３として用い、１軸センサーをＺ軸方向の磁気検知素子２３として用いるのが一般的である。もちろん、２軸センサーを２種類用いて、そのなかの３軸分のみを使用してもよく、この様な小型パッケージされて基板実装しやすい素子としては、磁気抵抗素子：ＭＲ素子や磁気インピーダンス素子：ＭＩ素子等があり、これらの素子ではかなり微弱な磁気まで検知できるため、本発明の実施の形態に使用するには最適なものである。（請求項３の特徴）
【００５０】
図８〜図１１は本発明の実施例の車両検知装置２０の信号処理を説明する図である。図８（１）は車両が無い状態での磁気検知素子２３の３軸各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力を示す。ＸＹＺとも幅をもった信号に見えるが拡大すると一定周波数のサイン波の振幅が幅を持った太い線で示されており、全体的に大きくうねっている様子がわかる。この様に全体がうねるのは、周辺環境によって磁気検知素子２３にＤＣ成分が検知されるからであり、代表的なものには地磁気がある。図８（１）の状態では、駐車車両ＣＲが無いために周辺の環境のノイズを受けながらも、各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ出力の高周波成分の振幅は一定に保たれている。
【００５１】
図８（２）はこの状態で駐車車両ＣＲが駐車エリアＰＡに入場してきて停車し、そのまま駐車状態を維持している状態を示す。各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚとも駐車車両ＣＲの入場にともなって高周波成分の振幅が変化しだしており、駐車状態になった時点で、高周波成分の振幅は安定する。なお、通常の受信コイルを用いた車両検知装置ではこの３軸のうちの１軸だけを検知することしか出来ず、通常一番効果の表れ易いＺ軸周辺で受信コイルの検知方向を調整する様になっている。また３軸出力の違いを精査すると、図８（２）のＸ軸２３Ｘの出力では、駐車車両ＣＲなしの状態よりも高周波成分の振幅が若干減少している様に見受けられるが、この様な挙動は特別なものではない。
【００５２】
図９は図５のブロック図の検出部４７の出力を示し、（１）は駐車車ＣＲ両無しの状態で図８（１）の処理結果を示し、（２）は駐車車両ＣＲ有りの状態で図８（２）の処理結果を示す。（１）で駐車車両ＣＲが無い状態では高周波成分の振幅の変化が無かったため、検出部４７の各軸出力は一定値となっている。（２）では駐車車両ＣＲの入場にともなって、振幅が変化したことで、検出部４７の各軸出力も変化しだし、駐車状態にともなって安定するが、振幅が変化したために検出部４７の出力も各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚとも当初よりも変化している。
【００５３】
図１０は図５のブロック図ではＡ／Ｄコンバータ４８を通してＣＰＵ４１で演算した結果を示し、（１）は合成出力としては変化無く、ベクトルのＸ−Ｙ角度、ベクトルのＸＹ−Ｚ角度とも変化が無い。（２）では合成出力として「合成出力の変化」で示した様な変化があり、この変化値が予め設定したしきい値よりも大きい場合には、車両有りと判定する様にプログラムされている。この判定は通常の受信コイル１つで送信コイルからの磁束を検知する手法と類似であり、単に合成した最大の出力の検知が可能となっただけである。
【００５４】
図１１には、同様の検知状態であるが、図４（３）に示した様な特殊なケースの場合を示す。図１１（１）の場合、各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの検知出力は駐車車両ＣＲ無しに比べて個々に若干の変化はしているが、大きく変化しているものはない。これを前述の様に信号処理を行ない、ＣＰＵ４１で演算した結果を（２）に示す。合成出力は駐車車両ＣＲ無しに比べてマイナス方向に変化し、この変化量も予め設定したしきい値よりも小さい場合、通常であれば車両有りの検知は不可能である。ところがベクトルのＸ−Ｙ角度とベクトルのＸＹ−Ｚ角度によれば、特にＸ−Ｙ角度が大きく変化していることがわかる。これは微弱なレベルながらも送信コイルの周辺の車両の構造物によって磁束の状態が変化したことを示している。本発明ではこのベクトル方向の変化角度を予め設定した角度以上の変化であった場合に、車両ありと判定する様にプログラムされている。
【００５５】
図１２には、本発明の実施例の車両検知フローを示す。この例は図５のＡ／Ｄコンバータ４８以降でＣＰＵ４１で演算して判定するフローとして示しており、まずステップＳ１ではＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚでの初期値は別途設置されてメモリーに保存されている。これをＸ０、Ｙ０、Ｚ０とし、次のステップＳ２でＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力を読み込み（すでにバンドパスフィルタ４６、検出部４７を通してＤＣレベルで検出された出力）、次のステップＳ３で初期値との差を演算し、次のステップＳ４ではベクトルの大きさＶを演算し、次のステップＳ５ではベクトル方向１演算でαの角度、次のステップＳ６ではさらにベクトル方向２演算でβの角度を演算する。その後、これらの出力値と演算値より、まず、ステップＳ７で各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの変化量のみでしきい値を以上の場合には駐車車両ＣＲ有りとし、ＮＯの場合は次のステップＳ８でベクトルの大きさで判定し、ＮＯの場合には次のステップＳ９でベクトル方向１の角度で判定し、ＮＯの場合には次のステップＳ１０でベクトル方向２の角度で判定する。これらは予めしきい値を設定して記憶させておき、ＮＯの場合はステップＳ１１に進んで駐車車両ＣＲ無しと判定し、その値に比較して演算値が大きかった場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ１２で駐車車両ＣＲ有りと判定する様にプログラムされている。
【００５６】
他の実施例として、前述の車両判定プログラムを応用することによって、フラップ式駐車装置から不正に退場する駐車車両ＣＲを即座に検知することが出来る。すなわち、フラップ板１１が上昇して、且つ、駐車車両ＣＲが無い状態の各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力から演算した合成出力やベクトル角度を予めＲＡＭ４３に保存しておく。当然、駐車車両ＣＲが無く、フラップ板１１が下降した状態も別途保存されている。駐車車両ＣＲがフラップ式駐車装置１０の上部に停車し、車両検知装置２０が駐車車両ＣＲ有りと判定した場合、フラップ板１１が上昇する様になっているが、フラップ板１１は駐車車両ＣＲの底部ＣＸに当接した状態で停止する。従来は、この変化に伴って受信コイルにおける信号の変化が無い様、フラップ板１１と車両検知装置２０の特に受信コイルとは距離を隔てて設置されており、フラップ式駐車装置１０に車両検知装置２０を内蔵したとしても、フラップ板１１から離れて配置したために全体が大きくなってしまうという問題があった。
【００５７】
そこで本発明においては、予めフラップ板１１のの下降・上昇とその過程における変化も数段階に分けて合成値変化量とベクトル角度変化として、ＲＡＭ４３に保存できるように構成されている。（請求項４の特徴） これは前述の図１２のフローにおいて単純にしきい値と比較するだけでなく、ベクトルの大きさによっては角度のしきい値を変化させるなどの手法も適宜可能であり、この特徴を利用して請求項４に示したフラップ板１１の動作の状態を検出し、その影響を考慮することが可能となる。
【００５８】
さらに本発明を応用して、前記図７に示す実施例の様に複数の駐車エリアＰＡ…の車両検知装置２０…として、３軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの磁気検知素子２３で構成した車両検知装置２０を各駐車エリアＰＡ…のほぼ中央部に配置し、駐車エリアＰＡの外に送信コイル２２を配置し、複数の駐車エリアＰＡ…に対して１つの送信コイル２２からの磁束を受信して車両車両ＣＲの有無を判断することが可能である。（請求項５の特徴）
【００５９】
この発明においては、比較的小型化が困難で省電力化が困難な送信コイル２２を駐車エリアＰＡの外に設け、小型で省電力化の可能な磁気検知素子２３を駐車エリアＰＡ内に設置することで、駐車エリアＰＡ内の車両検知装置２０を小型で薄型に製作可能となり、また、駐車エリアＰＡ内に大きな突起物が必要なくなるため、駐車エリアＰＡ内での躓きの事故などの解消に役立つ。また、省電力化によって電池駆動が可能となり、さらに信号伝達を無線モジュールと合体させて無線で行えば、膨大な数の駐車エリアＰＡ毎に配線を引き回す必要がなくなり、非常に設置コストが安くなる。さらに送信コイル２２には無線の中継装置（図示省略）を隣接して配置することで、配線が必要な装置が集約され、さらに設置コストの低減に役立つ利点を備えている。
【００６０】
前記図６にはこの実施例として、コイル部は有していない磁気検知装置２０のブロック図が示されている。この場合、無線通信回路５３が設けられ、さらに図示しないが全体的に電池駆動によって動作する様になっている。なお、図６において前記図５に示されている部材と同じ部材は、図５に記載の符号と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
以上の様に構成した本発明の実施例であるが、磁気検知素子としてはＭＲ素子やＭＩ素子でなくとも、フラックスゲートや、単に受信コイルを複数配置することでも可能であり、従来の１つの受信コイルだけでの検知に比較して、格段に検知性能が向上する利点を備えている。
【００６２】
さらに、前記図７で示した複数の駐車エリアＰＡ毎に磁気検知素子２３を配置した技術の応用として、各駐車エリアに二組の磁気検出素子２３を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置し、駐車エリア外の送信コイル２２からの磁束を検出し、その際に二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することも可能である。この手段によれば、車両の進入によって変化する磁束の検知状態の差分は、隣接する駐車エリアに出入りする車両の影響をあまり受けずに済み、周辺の磁気ノイズに対してもロバストな車両検知システムが実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の使用例を説明したもので、（１）は平面図、（２）は側面図、（３）は背面図である。
【図２】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の外観図。
【図３】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置のレイアウト図。
【図４】本発明の実施例に係る車両検知装置の動作説明図であって、（１）は駐車車両が無い場合、（２）は駐車車両が有る場合、（３）は駐車車両に突起物が有る場合を示す。。
【図５】本発明の実施例に係る車両検知装置のブロック図。
【図６】本発明の他の実施例のブロック図。
【図７】本発明の他の実施例に係る車両検知システムのレイアウト図。
【図８】本発明の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図９】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１０】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１１】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１２】本発明における車両検知のフロー図。
【図１３】従来のフラップ式駐車装置に使用されている車両検知装置の外観図。
【図１４】従来の車両検知装置の動作説明図。
【符号の説明】
【００６４】
ＰＡ 駐車エリア
ＣＲ 駐車車両
１０ フラップ式駐車装置
１１ フラップ板
１３ 端部軸受構造部
２０ 車両検知装置
２１ ベース板
２２ 送信コイル
２３ 磁気検知素子
２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ ＸＹＺの各検知軸
２３Ｐ カバー室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車エリアに進入する車両を検知する駐車場用の車両検知装置と、この車両検知装置を内蔵するフラップ式駐車装置および複数の駐車エリアを総合的に監視する車両検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駐車場の車両駐車エリア毎に駐車車両の退出阻止手段を設けると共に、これ等各退出阻止手段の駆動を管理するように構成したフラップ式の駐車装置等においては、駐車車両の在車の有無を検知する車両検知装置として、駐車エリア内の地面にループコイル若しくは磁気センサーを埋設した方式が一般的であったが、昨今では、駐車車両の退出を阻止するフラップ装置と一体的に車両検知装置を装備することが実施されており、この方式は、車両検知装置がフラップ装置と一体であるために、設置工事が簡単に行える、工場出荷段階で車両検知装置を含めて検査して品質を管理できるなどのメリットがあり、今後はさらに普及するものと予想されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の発明では、駐車車両の前後タイヤ間に起立して車両を鎖錠する鎖錠装置（フラップ装置）内に、車両検知の確実性が向上できるように車両検知センサを組み込む様にした駐車車両の退出阻止装置として、鎖錠装置（フラップ装置）の駐車区画の中央に向けて延設される鎖錠部（フラップ板）の延設端部側に、回転軸の軸受部をカバーで覆ったカバー部を設け、このカバー部内に送信コイルを含む送信ユニットと受信コイルを含む受信ユニットからなる車両検知センサを収納配置する構成としている。
【０００４】
さらに、本出願人は特許文献２に示すように、車両の構造や車種に関係無く正確な検知が得られるように工夫した車両検知方法とその装置を提供するために、二つのセンサーの夫々に、車両の長手方向と地面に垂直な方向、及び、車幅方向に磁界検知感度を持つ各磁気検知素子を設け、これ等各センサー２セットをある程度の距離を隔てて連接配置して、上記各磁気検知素子が検知した磁気出力の差分を合成し、この合成値がしきい値を超えているか否かにより車両の有無を検知する技術を発明している。
【特許文献１】特開２００７−２０５０１８
【特許文献２】特開２００６−１６４１４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来の駐車車両の退出阻止装置においては、駐車車両の底部の形状と駐車した位置に依っては、駐車車両の底部の凸部と軸受部の周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などに、車両検知センサの送信コイルから送信された磁束が駐車車両の底部の凸部と軸受部の周辺構造物を経由してしまうため、適切に受信コイルに到達せず、その結果、車両を検知できない場合があるといった問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の発明においては、高価な磁気センサーを３軸方向の検知に用い、さらにそのセンサーを２セット連接して配置するため、センサー素子の材料費が嵩んでしまい、設備コストが高騰するという問題があった。
【０００７】
ところで昨今のＭＲ素子、ＭＩ素子やフラックスゲートなどの磁気検知素子は、センサー素子の小型化と性能向上により、従来では周波数応答特性に問題があって実現できなかった微弱な磁気レベルの高周波磁気成分の検知も可能になっており、今後の産業上の有効活用が期待されてきている。
【０００８】
上記従来の構成を図面と共に更に詳しく説明すると、図１３は従来のフラップ式駐車装置１００の構成を説明した斜視図であって、図１３において、フラップ式駐車場の駐車エリアＰＡの幅を示す枠線ＬＸ上には、フラップ板１０１を駆動する駆動部１１０が位置し、車両の進入時にフラップ板１０１にタイヤが乗り上げ易くするためのスロープ部１０２と、その反対側にはフラップ板１０１がそれぞれ平行に駐車エリアＰＡの長手方向中央付近に位置していて、フラップ板１０１の先端部には、端部軸受け構造部１０３が樹脂製のカバー部１０４の内部に位置する状態で配置されている。さらにその最端部のカバー部１０４の内部には、送信コイル１０５と受信コイル１０６よりなる符号１００Ｘで全体的に示した車両検知装置が配置されている。車両検知装置１００Ｘにはベース板１０７上にお互いに一定角度向き合う方向に傾斜するように、上記の送信コイル１０５と受信コイル１０６が固定されており、送信コイル１０５及び受信コイル１０６は図示しない配線によってスロープ部１０２の内部を通って駆動部１１０に接続され、駆動部１１０の中にやはり図示しない制御回路が搭載されている。
【０００９】
送信コイル１０５及び受信コイル１０６を用いた車両検知装置１００Ｘの原理については周知の技術であり、基本的には送信コイル１０５と受信コイル１０６とベース板１０７間で磁気ループを形成し、その周辺に駐車車両ＣＲ等の磁性体が位置した場合に、磁気ループの状態が変化することで受信コイル１０６の磁束の状態の変化を検出するものであるが、ベース板１０７の役割としては磁束の漏洩を防止して検出距離を増加する目的に加えて、駐車エリアＰＡの地面内部にあるかもしれない構造物、配線、鉄筋などにより車両検出性能が左右されることを防止する目的もある。また、特に寒冷地においてロードヒーティング用のヒートパイプやヒータは、磁気式の車両検知装置を安定的に動作させる上では、確実にその影響を排除する必要がある。その様な目的で使用されるベース板１０７は軟磁性体が好適であり、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の比透磁率が高い材料が用いられている。
【００１０】
次に、図１４の記載に基づいて上記従来の車両検知装置１００Ｘの動作を説明する。
図１４（１）には、駐車車両ＣＲが無い場合の車両検知装置１００Ｘの状態を示し、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣをモデル的に示しており、この状態での磁力線ＭＣは受信コイル１０６の近傍では低レベルであり、受信コイル１０６で磁気検知がされていない状態である。また、送信コイル１０５と受信コイル１０６の間には前述した端部軸受け構造部１０３があるが、図面上奥側に位置しており、送信コイル１０５と受信コイル１０６の中心位置を結ぶ面上からは隔たっているため、通常はこの端部軸受け構造部１０３の影響は無い。
【００１１】
図１４（２）は駐車車両が有る場合の車両検知装置１００Ｘの状態を示し、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣをモデル的に示している。磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの磁性体により磁気ループを形成するために、受信コイル１０６にも到達することになり、受信コイル１０６で磁気の検知がなされている。この図の様に平坦な車両底部ＣＸであれば、このモデル的な磁束の状態となって確実に車両検知が可能であるが、実際の駐車車両は平坦な底部を有しているとは限らず、車両によって複雑な形状をしていることは容易に想像がつくが、基本的にはいくら凹凸があったとしても、その表面を磁束が通過してベース板１０７の範囲内でループが形成されることになるため、車両が無い状態との差異は、受信コイル１０６で確実に検知が可能であるとされている。
【００１２】
図１４（３）の（イ）と（ロ）は、車両の底部に突起ＣＺが路面に向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、図示の状態であっても、確実に車両が検知されている状態を示す。
【００１３】
図１４（４）の（イ）と（ロ）は、車両の底部に突起ＣＺが駐車エリアＰＡの路面ＰＸに向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、その突起ＣＺの近傍に端部軸受け構造部１０３が位置している状態を示す。この様な位置関係にあると、送信コイル１０５から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの突起ＣＺに引き寄せられた後、端部軸受け構造部１０３を通ってベース板１０７に戻るといった磁気ループを形成することがある。この場合、当初図１４（１）で示した状態での受信コイル１０６上の磁気検出状態と同等な検出状態となってしまい、駐車車両が有るのに無いという車両検知出力のままで、要するに車両検知ミスを引き起こすことがある。
【００１４】
これを回避するためには、送信コイル１０５と受信コイル１０６の中心を結ぶ面に対して、端部軸受け構造部１０３が車両底部ＣＸの凹凸によって影響されないよう距離を遠くに隔たて構成すればよいが、そうすると車両検知装置１００Ｘの横幅が大きくなってしまい、装置がコストアップしてしまうという問題点もある。
【００１５】
車両検知装置１００Ｘを単独でフラップ装置１００の端部軸受け構造部１０３から離して取り付けてもよいが、配線を埋設する必要があり、取り付け部も単独で設けることになると、取り付け用のナットなどが磁気ループに影響する不具合も別途考慮しなければならない。
【００１６】
従って本発明の技術的課題は、駐車車両の底部の形状によっては、車両検知装置の送信コイルから送信された磁力線が適切に受信コイルに到達せず、車両検知できない場合があるといった問題を解消し、安定した車両検知性能を確保できると共に、比較的安価にて提供できる車両検知装置と、この車両検知装置を用いたフラップ式駐車装置および車両検知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両検知装置は、駐車エリアに進入した駐車車両を検知する車両検知装置であって、上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するしている。
【００１８】
（２） また、本発明の請求項２に係る車両検知装置は、前記送信コイルと前記磁気検知素子とから成る車両検知装置を複数連接して使用する場合に、前記一定周波数の交流発振周波数が、隣接する駐車エリアの車両検知装置間において、異なる周波数に設定されていることを特徴としている。
【００１９】
（３） また、本発明の請求項３に係る車両検知装置は、前記３つの検知軸を有する前記磁気検知素子が、１軸の検知軸を３ケ、若しくは、２軸の検知軸を含めて複数の検知軸を用いて構成されていることを特徴としている。
【００２０】
（４） また、本発明の請求項４に係るフラップ式駐車装置は、駐車車両の料金精算以前の退出を阻止するために、駐車エリアに設けたフラップ装置がフラップ板を駐車車両の底部側で起立回動させるか、若しくは、起立回動させたフラップ板を駐車車両の底部に当接させるように構成したフラップ式駐車装置であって、上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するように構成した車両検知装置を、上記フラップ装置に隣接、若しくは、内蔵して設け、上記フラップ板の起動による上記車両検知装置の出力変化を予め記憶させて、上記フラップ板の起動による信号の変化をノイズとして除去することを特徴としている。
【００２１】
（５） 更に、本発明の請求項５に係る車両検知システムは、複数の駐車エリアに進入する駐車車両を検知する車両検知システムであって、送信コイルを上記複数の駐車エリアの近傍に配置し、上記複数の駐車エリアの各々の略中央部分には、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子を用いて構成した車両検知装置を、各駐車エリアに単独で配置するか、若しくは二組を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置すると共に、上記各送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記各駐車エリアに設置した車両検知装置の３つの検知軸を有する磁気検知素子が検知した磁気信号の一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、各駐車エリアにおける車両の有無を判定するか、又は、上記二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することを特徴としている。
【００２２】
次に、上記各手段の作用に付いて説明すると、上記（１）で述べた請求項１に係る車両検知装置によれば、駐車車両の底部の形状と駐車した位置に依って、駐車車両の底部の凸部と周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などでも、送信コイルから送信された磁束の大きさと方向の変化を監視することで、確実に車両検知が可能となる。
【００２３】
上記（２）で述べた請求項２に係る車両検知装置によれば、隣接する駐車エリアの車両有無や送信コイルからの磁束の影響を排除でき、複数の駐車エリアが密接した駐車場においても、確実に車両検知が可能となる。
【００２４】
上記（３）で述べた請求項３に係る車両検知装置によれば、受信コイルを複数配置して構成するよりも小型化が可能であり、車両検知装置を送信コイルと合体させてコンパクトに収納可能であり、スペース効率が良く車両検知装置として汎用性のある構成となる。
【００２５】
上記（４）で述べた請求項４に係るフラップ式駐車装置によれば、フラップ装置の近傍若しくは内蔵してフラップ板の動作によって磁気検知状態が変化する場合であっても、確実に車両の有無を検知でき、フラップ装置がコンパクトに構成できる。
【００２６】
上記（５）で述べた請求項５に係る車両検知システムによれば、一つの送信コイルに対して複数の駐車エリア毎の車両検知装置の組み合わせで車両検知が可能な車両検知システムが構成可能であり、物理的に大きな送信コイルを駐車エリアの外部に配置し、小型の車両検知素子で構成された車両検知装置を駐車エリアに配置することで、既存の駐車場に車両検知装置の埋設などの工事を行わずとも駐車エリア毎の車両検知が可能となり、汎用性の高い車両検知システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上述べた次第で、本発明によれば、駐車車両の底部の形状によっては、車両検知装置の送信コイルから送信された磁力線が適切に受信部に到達せずに車両検知できない場合があるとといった問題を解消して、安定した車両検知性能を確保できる車両検知装置が安価に実現できると共に、この車両検知装置を用いることによって、安定した車両検知性能を備えたフラップ式駐車装置と車両検知システムを、比較的低コストにて実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明に係るフラップ式駐車場に用いる車両検知装置の実施例を図面と共に詳細に説明するが、ここで説明する実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に最良と思われる数々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に請求範囲において本発明を限定する記載がない限りはこれらの態様に限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明の実施例の車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の実施例を示すものであって、図１（１）は平面図、図１（２）は側面図、図１（３）は背面図を示す。これ等の図面において、駐車エリアＰＡは駐車場敷地内に所定の大きさで区画分けされていることを白線ペイント等のラインＬＸで示され、駐車エリアＰＡの車両進入方向奥側には車止めＰＶが設置され、駐車エリアＰＡの車両進入方向のほぼ中央には、符号１０にて全体的に示したフラップ式駐車装置が設置され、図の様に後進で駐車エリアＰＡに進入して駐車した駐車車両ＣＲの前後のタイヤＣＳ、ＣＴの間に、フラップ式駐車装置１０のフラップ板１１が位置する様に配置されている。
【００３０】
また、図１においてフラップ式駐車装置１０のフラップ板１１の端部には、図示しない端部軸受け構造部が構成されているが、それに隣接してフラップ式駐車装置１０の最先端部には、符号２０にて示した車両検知装置が連接されている。車両検知装置２０は駐車エリアＰＡの幅方向でほぼ中央に位置しており、駐車車両ＣＲの底部ＣＸを検知する様になっている。更に図中、３０は上記フラップ式駐車装置１０の根端部に取り付けた駆動部であって、内部には上記のフラップ板１１を倒せ状態から起立状態に回動作動する作動機構（図示省略）が収められている。
【００３１】
図１において例示した駐車車両ＣＲは例えばオフロード仕様の４輪駆動車であり、駐車車両ＣＲの底部ＣＸには複雑な機構が配置されているが、特徴的なものとしてセンターデフＣＺがあり、これは前後のタイヤＣＳ、ＣＴの回転数を制御するためのデフであるが、構造的に車両底部ＣＸのほぼ中央で、路面方向にかなり突出した形状をしていることが多い。この様に車両底部ＣＸに著しく突出した構造物がある場合であっても、車両検知装置２０は正常に車両ＣＲの有無を検出する必要がある。
【００３２】
図２（１）は、本発明に係る車両検知装置が実施されたフラップ式駐車装置１０の実施例を示した外観図であって、図面に示すように、フラップ式駐車装置１０が設置される駐車エリアＰＡの幅を示すラインＬＸ上には、フラップ板１１を駆動する駆動部３０が位置し、車両の進入時にフラップ板１１にタイヤが乗り上げ易くするためのスロープ板１２と、その反対側にはフラップ板１１がそれぞれ平行に駐車エリアＰＡの長手方向中央付近に位置すると共に、フラップ板１１の一方の端部に突設した支持軸１１Ａを支持する端部軸受構造部１３が、樹脂製のカバー部２０Ｐの内部に配置されている。さらにその最端部のカバー部２０Ｐの内部には、送信コイル２２と受信手段としての磁気検知素子２３よりなる車両検知装置２０が配置されている。車両検知装置２０には、ベース板２１上にカバー部２０Ｐの内側方向に傾斜した送信コイル２２と磁気検知素子２３が固定されており、送信コイル２２及び磁気検知素子２３は図示しない配線によってスロープ板１２の内部を通って駆動部３０に接続され、その中にやはり図示しない制御回路が搭載されている。
【００３３】
一般的な送信コイル及び受信手段を用いた車両検知装置の原理については周知の技術であり、基本的には送信コイルと受信手段とベース板２１間で磁気ループを形成し、その周辺に駐車車両ＣＲ等の磁性体が位置した場合に、磁気ループの状態が変化することで受信手段の磁束の状態の変化を検知するものであるが、ベース板２１の役割としては磁束の漏洩を防止して検知距離を増加する目的に加えて、駐車エリアＰＡの地面内部にあるかもしれない構造物、配線、鉄筋などにより車両検知性能が左右されることを防止する目的もある。また、特に寒冷地においてロードヒーティング用のヒートパイプやヒータは磁気式の車両検知装置２０を安定的に動作させる上では、確実にその影響を排除する必要がある。その様な目的で使用されるベース板２１は軟磁性体が好適であり、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の比透磁率が高い材料が用いられている。
【００３４】
また、本発明では特に、前述した図１４に示す従来の受信コイル１０６に変えて、上述した図２（１）および要部の拡大図である図２（２）に示すように、プリント基板２３Ｐ上に前記送信コイル２２から一定距離を隔てた位置に、互いに直交する３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する受信手段としての磁気検知素子２３が近接して実装されて、ベース板２１上に配置されている。上記の送信コイル２２は一定周波数の交流で発振し、上記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３において検知された磁気信号の前記一定周波数成分のみを抽出し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさおよびベクトルの方向の変化によって、駐車車両ＣＲの有無を判定する構成となっている。（請求項１の特徴）
【００３５】
まず図４（１）の（イ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲが無い状態を示した正面図と側面図で、プリント基板２３Ｐ上の磁気検知素子２３の近傍では、磁力線ＭＣの検知状態が低レベルであるが、ある程度の磁束密度とある方向に向いた磁束が存在している。図４（２）のイ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲが有る状態を示した正面図と側面図で、駐車車両ＣＲが車両検知装置２０の上方に位置した場合、送信コイル２２から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの磁性体により（ロ）の如く磁気ループを形成するために、磁気検知素子２３近傍にも到達することになり、磁気検知素子２３で磁気の検知量が増加されている。この図の様に平坦な車両底部ＣＸであれば、磁力線ＭＣはこのモデル的な磁束の状態となって確実に車両検知が可能であるが、実際の駐車車両ＣＲは平坦な底部を有しているとは限らず、車両によって複雑な形状をしていることは容易に想像がつくが、基本的にはいくら凹凸があったとしても、その表面を磁束が通過してベース板２１の範囲内でループが形成されることになるため、駐車車両ＣＲが無い状態との差異は、磁気検知素子２３で確実に検知が可能である。
【００３６】
図４（３）の（イ）と（ロ）は、駐車車両ＣＲの底部ＣＸに突起ＣＺが駐車エリアＰＸの路面に向けて出っ張っている状態を示した正面図と側面図であって、その突起ＣＺの近傍に前述した端部軸受け構造部１３が位置している状態を示す。この様な位置関係にあると、送信コイル２２から送信された磁力線ＭＣは車両底部ＣＸの突起ＣＺに引き寄せられた後、端部軸受け構造部１３を通ってベース板２１に戻るといった磁気ループを形成することがある。この場合、図４（１）の（ロ）で示した状態での磁気検知素子２３上の磁気検出状態と同等な磁束密度のままの場合もあるが、当初の磁束の方向とは異なる方向に磁束が傾いたことを検出することで、駐車車両ＣＲが有るのに無いといった車両検知ミスを防止することが出来る。
【００３７】
これは、従来は受信コイル１ヶにて磁力線が受信コイル近傍を通過するために発生する起電力で車両の検知有無を判断していたものとは異なり、３つの方向の検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３で各々の磁気検知信号を演算することにより、磁気検知素子２３上に発生する磁力線ＭＣの磁束密度と磁束の方向を得ることが出来るためである。
【００３８】
図５は本発明の実施例に係る車両検知装置２０の構成を説明したブロック図を示し、実施例の車両検知装置２０では基本的には数ｋＨｚの発振周波数で送信コイル２２から交流磁束を送信し、前記３つの検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚから成る磁気検知素子２３の夫々に、受信回路４４、増幅回路４５、バンドパスフイルタ４６、検出部４７、Ａ／Ｄコンバータ４８の構成を有しているが、図５では簡略化のために磁気検知素子２３のＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚをまとめて示している。なお、図６は本発明の他の実施例に係る車両検知装置２０の構成を説明したブロック図であるが、その詳細な構成は後述する。
【００３９】
図５において、符号２０で全体的に示したのは本発明に係る車両検知装置であって、当該車両検知装置２０の制御部の中心を構成するＣＰＵ４１、このＣＰＵ４１に接続したバス４１Ｓには、各種のプログラム手段を実現するソフトウエアーを格納したＲＯＭ４２と、各種データを格納するＲＡＭ４２と、上述したＡ／Ｄ コンバータ４８及びＩ／Ｏインターフェース５１が接続されている。
【００４０】
更に、上記のＡ／Ｄコンバータ４８には、仮に駐車エリアＰＡの長手方向に磁界検知感度を持つＸ軸磁気検知軸２３Ｘと、地面に対して垂直な方向に磁界検知感度を持つＺ軸磁気検知軸２３Ｚと、更には、駐車エリアＰＡの幅方向に磁界検知感度を持つＹ軸磁気検知軸２３Ｙ（これ等各検知軸はいずれも図示省略）と、方向を定義した３つの磁気検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを夫々具備した磁気検知素子部、即ち、図５では右端のＸＹＺ磁気検知素子２３が、受信回路４４、増幅回路４５、バンドパスフィルタ４６、検出部４７等を介して接続され、更に上記のＩ／Ｏインターフェース５１には、上記の送信コイル２２の発振回路５０が接続されており、さらに複数の磁気検知装置２０…間での同期動作にも利用可能な様に、外部装置との通信回路も搭載されている。
【００４１】
更に前記ＲＡＭ４３には、上記各磁気検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚにて検知される各磁気信号を、夫々Ａ／Ｄコンバータ４８を通してデジタル変換した信号の段階で、それらを合成することで、駐車エリアＰＡ内で車両検知装置２０が配置された座標上でいかなる方向に信号が発生し、且つ、その信号の大きさがどれくらいあるのかを演算し、信号の大きさが所定のしきい値を超えていれば、車両有りと判定する車両有無判定手段を備え、且つ、信号の大きさが所定しきい値に満たない場合でも、その信号の方向が当初の駐車車両ＣＲが無い状態に比較して所定のしきい値以上の変化角度を有していた場合に、車両有りと判定する車両有無判定手段や、上記当初の駐車車両ＣＲが無い状態の状態を初期値として設定する初期値設定手段等を実現するためのソフトウエアー（プログラム）が格納されている。
【００４２】
上述した本発明の実施例において、送信コイル２２はベース板２１に対して垂直状態から２０°程度傾斜させ、その傾斜姿勢が維持できるように図示しない保持部材によって送信コイル２２をベース板２１に対して固定しているが、上記ＸＹＺの各磁気検知素子２３は前述の通り駐車エリアＰＡを想定してそれにＸＹＺ軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚが沿う様に配置され、プリント基板２３Ｐ上では整然とＸＹＺ方向に配置され、特に傾斜させる必要はない。
【００４３】
この手段によれば、駐車車両ＣＲの底部ＣＸの形状と駐車した位置に依って、駐車車両ＣＲの底部ＣＸの凸部ＣＺと周辺構造物が極めて接近した位置関係になった場合などで、車両検知装置２０の送信コイル２２から出力された磁束が駐車車両ＣＲの底部ＣＸの凸部ＣＺから他の構造物を経由した場合でも、ＸＹＺの３軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する磁気検知素子２３においては、微弱な磁束（磁気力線）の量と方向が検知できることで、確実に駐車車両ＣＲの有無の検知が可能となる。
【００４４】
なお、図４においてベース板２１を含む車両検知装置２０の全体は、樹脂製のカバー室２１Ｐで覆われ、カバー室２１Ｐ内部の空間の送信コイル２２および磁気検知素子２３周辺に樹脂充填材で充填することで、強度ならびに防水性を確保することが出来る。その場合、充填樹脂はエポキシ樹脂や、一般的なグルーガンで使われているエチレン塩化ビニールや酢酸塩アセテート樹脂などが望ましい。
【００４５】
次に、図３は前記図２に示したフラップ式駐車装置１０が設置された駐車場の平面レイアウト図を示す。図３において、車両検知装置２０はフラップ式駐車装置１０の軸受構造部１３に隣接して、一体的にカバー部２０Ｐ内に収納されており、フラップ式駐車装置１０と車両検知装置２０が一体化されたユニット構造となっている。このユニットを配置した図３でわかるとおり、車両検知装置２０は駐車エリアＰＡのほぼ中央に位置するように設置される。
【００４６】
この際に、駐車エリアＡ、Ｂ、Ｃ（ＰＡ…）において、前記図５の発振回路５０で生成される送信コイル２２の発振周波数は、個々の車両検知装置２０内のＲＡＭ４３上の設定値で可変することが可能となっており、各駐車エリア毎に異なる周波数で発振する様にし、隣接する駐車エリアＰＡ…での信号の干渉を防止することが可能となっている。（請求項２の特徴）
【００４７】
具体的には、予め好適な発振周波数を２つ以上設定で保存しておき、駐車エリアＰＡ毎にその設定を選択すればよく、例えば、駐車エリアＡでは第１の周波数、駐車エリアＢでは第２の周波数、駐車エリアＣでは第１の周波数、といった様に、隣接する駐車エリアＰＡ…でのみ周波数を異なるようにしてもよい。もちろん、好適な発振周波数は３種類でも４種類でも設定可能であるが、送信コイル２２での出力が１つ駐車エリアＰＡを隔てた距離においても検知可能な程度でなければ、最低２種類の周波数でよい。
【００４８】
若しくは、複数の車両検知装置２０…間をネットワークで接続し、複数の車両検知装置２０…間で同期をとり、時分割で各駐車エリアＰＡ…毎に駐車車両ＣＲの有無を判定する手法なども有効であり、本発明の応用例として実現可能な手段である。
【００４９】
また、図２の車両検知装置２０内部のプリント基板２３Ｐ上に実装された磁気検知素子２３は、図２（２）の拡大図では３軸の検知軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを有する夫々が同一の磁気検知素子２３を、それぞれ異なる方向に向けて実装した状態を示したが、実際の磁気検知素子２３はプリント基板２３Ｐに実装が容易な様に、パッケージされた素子で供給されることが多く、その際に使い勝手から鑑みて２軸センサーと１軸センサーという形態での供給が多い。この２軸センサーをＸＹ軸方向の磁気検知素子２３として用い、１軸センサーをＺ軸方向の磁気検知素子２３として用いるのが一般的である。もちろん、２軸センサーを２種類用いて、そのなかの３軸分のみを使用してもよく、この様な小型パッケージされて基板実装しやすい素子としては、磁気抵抗素子：ＭＲ素子や磁気インピーダンス素子：ＭＩ素子等があり、これらの素子ではかなり微弱な磁気まで検知できるため、本発明の実施の形態に使用するには最適なものである。（請求項３の特徴）
【００５０】
図８〜図１１は本発明の実施例の車両検知装置２０の信号処理を説明する図である。図８（１）は車両が無い状態での磁気検知素子２３の３軸各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力を示す。ＸＹＺとも幅をもった信号に見えるが拡大すると一定周波数のサイン波の振幅が幅を持った太い線で示されており、全体的に大きくうねっている様子がわかる。この様に全体がうねるのは、周辺環境によって磁気検知素子２３にＤＣ成分が検知されるからであり、代表的なものには地磁気がある。図８（１）の状態では、駐車車両ＣＲが無いために周辺の環境のノイズを受けながらも、各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ出力の高周波成分の振幅は一定に保たれている。
【００５１】
図８（２）はこの状態で駐車車両ＣＲが駐車エリアＰＡに入場してきて停車し、そのまま駐車状態を維持している状態を示す。各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚとも駐車車両ＣＲの入場にともなって高周波成分の振幅が変化しだしており、駐車状態になった時点で、高周波成分の振幅は安定する。なお、通常の受信コイルを用いた車両検知装置ではこの３軸のうちの１軸だけを検知することしか出来ず、通常一番効果の表れ易いＺ軸周辺で受信コイルの検知方向を調整する様になっている。また３軸出力の違いを精査すると、図８（２）のＸ軸２３Ｘの出力では、駐車車両ＣＲなしの状態よりも高周波成分の振幅が若干減少している様に見受けられるが、この様な挙動は特別なものではない。
【００５２】
図９は図５のブロック図の検出部４７の出力を示し、（１）は駐車車ＣＲ両無しの状態で図８（１）の処理結果を示し、（２）は駐車車両ＣＲ有りの状態で図８（２）の処理結果を示す。（１）で駐車車両ＣＲが無い状態では高周波成分の振幅の変化が無かったため、検出部４７の各軸出力は一定値となっている。（２）では駐車車両ＣＲの入場にともなって、振幅が変化したことで、検出部４７の各軸出力も変化しだし、駐車状態にともなって安定するが、振幅が変化したために検出部４７の出力も各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚとも当初よりも変化している。
【００５３】
図１０は図５のブロック図ではＡ／Ｄコンバータ４８を通してＣＰＵ４１で演算した結果を示し、（１）は合成出力としては変化無く、ベクトルのＸ−Ｙ角度、ベクトルのＸＹ−Ｚ角度とも変化が無い。（２）では合成出力として「合成出力の変化」で示した様な変化があり、この変化値が予め設定したしきい値よりも大きい場合には、車両有りと判定する様にプログラムされている。この判定は通常の受信コイル１つで送信コイルからの磁束を検知する手法と類似であり、単に合成した最大の出力の検知が可能となっただけである。
【００５４】
図１１には、同様の検知状態であるが、図４（３）に示した様な特殊なケースの場合を示す。図１１（１）の場合、各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの検知出力は駐車車両ＣＲ無しに比べて個々に若干の変化はしているが、大きく変化しているものはない。これを前述の様に信号処理を行ない、ＣＰＵ４１で演算した結果を（２）に示す。合成出力は駐車車両ＣＲ無しに比べてマイナス方向に変化し、この変化量も予め設定したしきい値よりも小さい場合、通常であれば車両有りの検知は不可能である。ところがベクトルのＸ−Ｙ角度とベクトルのＸＹ−Ｚ角度によれば、特にＸ−Ｙ角度が大きく変化していることがわかる。これは微弱なレベルながらも送信コイルの周辺の車両の構造物によって磁束の状態が変化したことを示している。本発明ではこのベクトル方向の変化角度を予め設定した角度以上の変化であった場合に、車両ありと判定する様にプログラムされている。
【００５５】
図１２には、本発明の実施例の車両検知フローを示す。この例は図５のＡ／Ｄコンバータ４８以降でＣＰＵ４１で演算して判定するフローとして示しており、まずステップＳ１ではＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚでの初期値は別途設置されてメモリーに保存されている。これをＸ０、Ｙ０、Ｚ０とし、次のステップＳ２でＸＹＺ各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力を読み込み（すでにバンドパスフィルタ４６、検出部４７を通してＤＣレベルで検出された出力）、次のステップＳ３で初期値との差を演算し、次のステップＳ４ではベクトルの大きさＶを演算し、次のステップＳ５ではベクトル方向１演算でαの角度、次のステップＳ６ではさらにベクトル方向２演算でβの角度を演算する。その後、これらの出力値と演算値より、まず、ステップＳ７で各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの変化量のみでしきい値を以上の場合には駐車車両ＣＲ有りとし、ＮＯの場合は次のステップＳ８でベクトルの大きさで判定し、ＮＯの場合には次のステップＳ９でベクトル方向１の角度で判定し、ＮＯの場合には次のステップＳ１０でベクトル方向２の角度で判定する。これらは予めしきい値を設定して記憶させておき、ＮＯの場合はステップＳ１１に進んで駐車車両ＣＲ無しと判定し、その値に比較して演算値が大きかった場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ１２で駐車車両ＣＲ有りと判定する様にプログラムされている。
【００５６】
他の実施例として、前述の車両判定プログラムを応用することによって、フラップ式駐車装置から不正に退場する駐車車両ＣＲを即座に検知することが出来る。すなわち、フラップ板１１が上昇して、且つ、駐車車両ＣＲが無い状態の各軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの出力から演算した合成出力やベクトル角度を予めＲＡＭ４３に保存しておく。当然、駐車車両ＣＲが無く、フラップ板１１が下降した状態も別途保存されている。駐車車両ＣＲがフラップ式駐車装置１０の上部に停車し、車両検知装置２０が駐車車両ＣＲ有りと判定した場合、フラップ板１１が上昇する様になっているが、フラップ板１１は駐車車両ＣＲの底部ＣＸに当接した状態で停止する。従来は、この変化に伴って受信コイルにおける信号の変化が無い様、フラップ板１１と車両検知装置２０の特に受信コイルとは距離を隔てて設置されており、フラップ式駐車装置１０に車両検知装置２０を内蔵したとしても、フラップ板１１から離れて配置したために全体が大きくなってしまうという問題があった。
【００５７】
そこで本発明においては、予めフラップ板１１のの下降・上昇とその過程における変化も数段階に分けて合成値変化量とベクトル角度変化として、ＲＡＭ４３に保存できるように構成されている。（請求項４の特徴） これは前述の図１２のフローにおいて単純にしきい値と比較するだけでなく、ベクトルの大きさによっては角度のしきい値を変化させるなどの手法も適宜可能であり、この特徴を利用して請求項４に示したフラップ板１１の動作の状態を検出し、その影響を考慮することが可能となる。
【００５８】
さらに本発明を応用して、前記図７に示す実施例の様に複数の駐車エリアＰＡ…の車両検知装置２０…として、３軸２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚの磁気検知素子２３で構成した車両検知装置２０を各駐車エリアＰＡ…のほぼ中央部に配置し、駐車エリアＰＡの外に送信コイル２２を配置し、複数の駐車エリアＰＡ…に対して１つの送信コイル２２からの磁束を受信して車両車両ＣＲの有無を判断することが可能である。（請求項５の特徴）
【００５９】
この発明においては、比較的小型化が困難で省電力化が困難な送信コイル２２を駐車エリアＰＡの外に設け、小型で省電力化の可能な磁気検知素子２３を駐車エリアＰＡ内に設置することで、駐車エリアＰＡ内の車両検知装置２０を小型で薄型に製作可能となり、また、駐車エリアＰＡ内に大きな突起物が必要なくなるため、駐車エリアＰＡ内での躓きの事故などの解消に役立つ。また、省電力化によって電池駆動が可能となり、さらに信号伝達を無線モジュールと合体させて無線で行えば、膨大な数の駐車エリアＰＡ毎に配線を引き回す必要がなくなり、非常に設置コストが安くなる。さらに送信コイル２２には無線の中継装置（図示省略）を隣接して配置することで、配線が必要な装置が集約され、さらに設置コストの低減に役立つ利点を備えている。
【００６０】
前記図６にはこの実施例として、コイル部は有していない磁気検知装置２０のブロック図が示されている。この場合、無線通信回路５３が設けられ、さらに図示しないが全体的に電池駆動によって動作する様になっている。なお、図６において前記図５に示されている部材と同じ部材は、図５に記載の符号と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
以上の様に構成した本発明の実施例であるが、磁気検知素子としてはＭＲ素子やＭＩ素子でなくとも、フラックスゲートや、単に受信コイルを複数配置することでも可能であり、従来の１つの受信コイルだけでの検知に比較して、格段に検知性能が向上する利点を備えている。
【００６２】
さらに、前記図７で示した複数の駐車エリアＰＡ毎に磁気検知素子２３を配置した技術の応用として、各駐車エリアに二組の磁気検出素子２３を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置し、駐車エリア外の送信コイル２２からの磁束を検出し、その際に二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することも可能である。この手段によれば、車両の進入によって変化する磁束の検知状態の差分は、隣接する駐車エリアに出入りする車両の影響をあまり受けずに済み、周辺の磁気ノイズに対してもロバストな車両検知システムが実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の使用例を説明したもので、（１）は平面図、（２）は側面図、（３）は背面図である。
【図２】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置の外観図。
【図３】本発明の実施例に係る車両検知装置を含むフラップ式駐車装置のレイアウト図。
【図４】本発明の実施例に係る車両検知装置の動作説明図であって、（１）は駐車車両が無い場合、（２）は駐車車両が有る場合、（３）は駐車車両に突起物が有る場合を示す。。
【図５】本発明の実施例に係る車両検知装置のブロック図。
【図６】本発明の他の実施例のブロック図。
【図７】本発明の他の実施例に係る車両検知システムのレイアウト図。
【図８】本発明の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図９】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１０】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１１】本発明の他の実施例に係る車両検知装置の信号処理の説明図。
【図１２】本発明における車両検知のフロー図。
【図１３】従来のフラップ式駐車装置に使用されている車両検知装置の外観図。
【図１４】従来の車両検知装置の動作説明図。
【符号の説明】
【００６４】
ＰＡ 駐車エリア
ＣＲ 駐車車両
１０ フラップ式駐車装置
１１ フラップ板
１３ 端部軸受構造部
２０ 車両検知装置
２１ ベース板
２２ 送信コイル
２３ 磁気検知素子
２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚ ＸＹＺの各検知軸
２３Ｐ カバー室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車エリアに進入した駐車車両を検知する車両検知装置であって、
上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、
上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、
上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定することを特徴とする車両検知装置。
【請求項２】
前記送信コイルと前記磁気検知素子とから成る車両検知装置を複数連接して使用する場合に、前記一定周波数の交流発振周波数が、隣接する駐車エリアの車両検知装置間において、異なる周波数に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
【請求項３】
前記３つの検知軸を有する前記磁気検知素子が、１軸の検知軸を３ケ、若しくは、２軸の検知軸を含めて複数の検知軸を用いて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両検知装置。
【請求項４】
駐車車両の料金精算以前の退出を阻止するために、駐車エリアに設けたフラップ装置がフラップ板を駐車車両の底部側で起立回動させるか、若しくは、起立回動させたフラップ板を駐車車両の底部に当接させるように構成したフラップ式駐車装置であって、
上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するように構成した車両検知装置を、上記フラップ装置に隣接、若しくは、内蔵して設け、
上記フラップ板の起動による上記車両検知装置の出力変化を予め記憶させて、上記フラップ板の起動による信号の変化をノイズとして除去することを特徴とするフラップ式駐車装置。
【請求項５】
複数の駐車エリアに進入する駐車車両を検知する車両検知システムであって、
送信コイルを上記複数の駐車エリアの近傍に配置し、
上記複数の駐車エリアの各々の略中央部分には、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子を用いて構成した車両検知装置を、各駐車エリアに単独で配置するか、若しくは二組を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置すると共に、
上記各送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記各駐車エリアに設置した車両検知装置の３つの検知軸を有する磁気検知素子が検知した磁気信号の一定周波数成分のみを抽出して、
上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、各駐車エリアにおける車両の有無を判定するか、又は、上記二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することを特徴とする車両検知システム。
【請求項１】
駐車エリアに進入した駐車車両を検知する車両検知装置であって、
上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、
上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、
上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定することを特徴とする車両検知装置。
【請求項２】
前記送信コイルと前記磁気検知素子とから成る車両検知装置を複数連接して使用する場合に、前記一定周波数の交流発振周波数が、隣接する駐車エリアの車両検知装置間において、異なる周波数に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
【請求項３】
前記３つの検知軸を有する前記磁気検知素子が、１軸の検知軸を３ケ、若しくは、２軸の検知軸を含めて複数の検知軸を用いて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両検知装置。
【請求項４】
駐車車両の料金精算以前の退出を阻止するために、駐車エリアに設けたフラップ装置がフラップ板を駐車車両の底部側で起立回動させるか、若しくは、起立回動させたフラップ板を駐車車両の底部に当接させるように構成したフラップ式駐車装置であって、
上記駐車エリア内に、送信コイルと、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子とを、一定距離を隔てた状態で配置すると共に、上記送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記３つの検知軸を有する磁気検知素子において検知された磁気信号の上記一定周波数成分のみを抽出して、上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、上記駐車エリア内における駐車車両の有無を判定するように構成した車両検知装置を、上記フラップ装置に隣接、若しくは、内蔵して設け、
上記フラップ板の起動による上記車両検知装置の出力変化を予め記憶させて、上記フラップ板の起動による信号の変化をノイズとして除去することを特徴とするフラップ式駐車装置。
【請求項５】
複数の駐車エリアに進入する駐車車両を検知する車両検知システムであって、
送信コイルを上記複数の駐車エリアの近傍に配置し、
上記複数の駐車エリアの各々の略中央部分には、互いに直交し、且つ、近接する３つの検知軸を有する磁気検知素子を用いて構成した車両検知装置を、各駐車エリアに単独で配置するか、若しくは二組を各駐車エリアの車両進入方向に対して距離を隔てて配置すると共に、
上記各送信コイルを一定周波数の交流で発振することによって、上記各駐車エリアに設置した車両検知装置の３つの検知軸を有する磁気検知素子が検知した磁気信号の一定周波数成分のみを抽出して、
上記３つの検知軸毎に抽出された一定周波数成分を合成したベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化によって、各駐車エリアにおける車両の有無を判定するか、又は、上記二組の磁気検知素子間での上記ベクトルの大きさ、及び、ベクトルの方向の変化の差分によって、車両の有無を判定することを特徴とする車両検知システム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【公開番号】特開２０１０−６１６０７（Ｐ２０１０−６１６０７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２９３９９（Ｐ２００８−２２９３９９）
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１０１６１７）アマノ株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１０１６１７）アマノ株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
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