JPH09237399A - 車両検知方法、車両検知装置、及び車両検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の複数個の磁気検出素子からなる磁気セ
ンサーを使用して車両の磁気的な検知を高精度に行なえ
信頼性の高い車両検知方法、装置、及びシステムを提供
する。 【解決手段】 車両の通過幅内の地面もしくは地中に、
地面に垂直な方向に磁界検出感度を持つ磁気検出素子１
１Ａ〜１１Ｎを車両長手方向に沿って複数個並べた磁気
センサー１２を設置する。制御部１９は、セレクター２
１、タイマーカウンタ２０、及び外部磁界強度の初期値
を記憶したＲＡＭ２６を用いて、各磁気検出素子により
検出される外部磁界強度に基づいて、各磁気検出素子に
対する車両が無い状態を基準としての外部磁界強度変化
のそれぞれを計測する。そして計測値のそれぞれの絶対
値の総和が所定の結合しきい値Ｓを越えるか否かにより
車両検知の判定を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両か
ら発生する磁界を磁気センサーで検出して磁気的に車両
を検知する、すなわち車両の有無ないし通過を検知する
車両検知方法、車両検知装置、及び車両検知システムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両を検知するセンサ
ーは、駐車場の管理システムにおける駐車の有無の判別
や交通管理システムにおける車両の交通量を計測する等
の用途において使用されている。

【０００３】通常、自動車等の車両は鋼板等磁気を帯び
やすい金属材料を使用して磁気を帯びているため、磁気
センサーにより車両から発生する磁界を検出する事で、
車両の存在または通過を認識することが可能である。

【０００４】従来、駐車場等ではループコイル型磁気セ
ンサーを地中に埋めて車両検知に使用してきた。ループ
コイル型磁気センサーは、コイルに流す交流電流に対し
て車両の車体の金属部分で渦電流により磁界を発生させ
るか、又は車体自身の磁化からの磁界がループコイルと
鎖交することで、コイル自身のインダクタンスが変化
し、それを発振周波数又は振幅の変化として回路で変換
し、その変化の有無で車両検知を行う。

【０００５】しかし、ループコイル型磁気センサーは車
両の検知で普及はしているものの、以下の問題がある。

【０００６】・ループコイルは車両とは少し間隔を開け
て設置されるので、車両有無でのインダクタンス変化を
検出するためには、感度確保上コイルのサイズを大きく
する（１ｍ×１ｍ程度）必要がある。

【０００７】・鉄筋等の金属物体が近くにあるとＳ／Ｎ
が十分とれない。

【０００８】・ループコイルが大きく消費電力が大きい
ため、連続通電使用に向かない。

【０００９】・コイルが１ｍ×１ｍ程度の大きさであ
り、地中設置において工事費用の負担が大きい。

【００１０】そこで、小型の磁気センサーを使用して、
その代替を検討してみたが、車両底部から発生する磁界
を計測する場合、車体部品個々の持つ局所的な磁化によ
り、磁界強度の分布にかなりの凹凸ができ、磁界極性の
反転するゼロクロスポイント付近では車両検知の判定に
必要なしきい値を越えないデッドポイントが生じてしま
う事が判った。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、小型の複数個の磁気検出素子からなる磁気センサー
を使用して車両の磁気的な検知を高精度に行なえ信頼性
の高い車両検知方法、及び同方法により車両検知を行な
う車両検知装置であって小型化が図れ低消費電力の車両
検知装置、ならびに、この車両検知装置を用いて駐車車
両の管理に有効に利用できる車両検知システムを提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、車両から発生する磁界を磁気セン
サーにより検出して車両を磁気的に検知する車両検知方
法において、車両の通過幅内の地面もしくは地中に、地
面に垂直な方向に磁界検出感度を持つ磁気検出素子を車
両長手方向に沿って複数個並べた磁気センサーを設置
し、前記複数個の磁気検出素子のそれぞれにより外部磁
界強度を検出して車両の無い状態を基準としての外部磁
界強度変化を計測し、該計測結果の複数の計測値の絶対
値の総和が所定の結合しきい値Ｓを越えるか否かの判定
により車両の検知を行う方法を採用した。

【００１３】このような車両検知方法によれば、車両底
部から発生する磁界を計測する場合の磁界強度の分布に
見られる磁界極性の反転するゼロクロスポイントの影響
を回避し、高精度で信頼性の高い車両検知を行うことが
できる。

【００１４】また、本発明によれば、車両から発生する
磁界を磁気センサーにより検出して車両を磁気的に検知
する車両検知装置であって、地面に垂直な方向に磁界検
出感度を持ち、車両の通過幅内の地面もしくは地中に車
両長手方向に沿って並ぶように配置される複数個の磁気
検出素子からなる磁気センサーと、前記複数個の磁気検
出素子のそれぞれにより検出される外部磁界強度に基づ
いて、各磁気検出素子に対する車両の無い状態を基準と
しての外部磁界強度変化のそれぞれを計測する計測手段
と、該計測手段により計測された外部磁界強度変化の計
測値のそれぞれの絶対値の総和が所定の結合しきい値Ｓ
を越えるか否かにより車両検知の判定を行なう判定手段
とを有する車両検知装置の構成を採用した。

【００１５】このような構成によれば、本発明の車両検
知方法により高精度で信頼性の高い車両検知を行なえる
とともに、磁気センサーは、例えば磁気インピーダンス
素子を用いて構成された小型の磁気検出素子の複数個か
らなる小型で低消費電力の磁気センサーとして構成でき
る。

【００１６】さらに、本発明によれば上記本発明による
車両検知装置を用いて車両検知を行なう車両検知システ
ムであって、前記車両検知装置の判定手段による車両検
知の判定結果に基づいて、車両が磁気センサー上に進入
したか否か、磁気センサー上で停車したか否か、及び磁
気センサー上から退出したか否か判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に基づいて、車両が磁気センサー
上で停車している旨の在車情報、及び車両が磁気センサ
ー上から退出した旨の退車情報を出力する出力手段を有
し、前記在車情報と退車情報の出力により駐車車両の管
理を行なえるようにした車両検知システムの構成を採用
した。

【００１７】このような構成によれば、本発明の車両検
知装置の利点を享受でき、高精度で信頼性の高い車両検
知に基づいて正確な在車情報、退車情報を出力でき、駐
車車両の管理に有効に利用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１９】［車両検知方法の実施形態］まず、本発明
による車両検知方法の実施形態について、図１〜３によ
り説明する。

【００２０】本実施形態では、図１に示すように、車両
（自動車）１０が通過する幅内の地面１４もしくは地中
に、地面に垂直な方向（Ｚ方向）に磁界検出感度を持つ
複数個の磁気検出素子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを車両１
０の長手方向に沿って並ぶように配置した磁気センサー
１２を設置し、車両検知を行う。

【００２１】磁気センサー１２の各磁気検出素子により
外部磁界強度を検出して車両１０の無い状態を基準とし
ての外部磁界強度変化を計測し、計測された複数の磁界
強度変化の絶対値の総和が所定の結合しきい値を越える
か否かの判定により車両の検知を行う。

【００２２】この方法は以下の検討結果より導き出され
た。

【００２３】まず、図２に示すように、車両１０が通過
する幅内の地面１４上に、地面１４に対し垂直な方向で
あるＺ方向に磁界検出感度を持つ磁気検出素子１個で構
成された磁気センサー１２を配置し、そのセンサー１２
上で車両１０を移動させ、磁気センサー１２により外部
磁界強度を検出して外部磁界強度変化を計測し、その変
化の様子を調べた。外部磁界強度の変化量は車両１０の
無い状態での計測値を基準となる初期値とし、それから
の変化分を表示した。また、磁気検出素子には、後述す
る磁気インピーダンス素子を磁気感知手段として用いた
素子を使用した。サンプリングは複数台の車両で行なっ
た。その中で特徴的な例の実測データを図２（ａ）〜
（ｄ）に４例示す。

【００２４】一般的には棒磁石の幅方向の磁界分布は、
図３の様に棒磁石１６の両端で逆極性のピークを持ち、
中央部でゼロクロスする傾向を持つ。これに対して図２
の実測データの特に（ｃ），（ｄ）では、磁界変化の両
端付近に注目すると、図３の磁界分布の両端ピーク付近
の裾の引き方と一致していることより、自動車の車体は
車両長手方向で大まかには大きな棒磁石を構成している
ことが推測できる。ただし、全体的な磁界強度分布でピ
ークの出方にかなりばらつきがあり、棒磁石のようにき
れいな形にならないのは、車体底部の部品個々で局所的
な着磁が存在しているためである。

【００２５】車両の検知は、例えば駐車車両の検知を考
慮すると、車体中央部の磁界を検知するので、図２の各
実測データの図中Ｈ印の範囲に示す車体の半分の長さの
幅で車体の中央の磁界に注目してみる。Ｈ印の長さが異
なるのは、個々の車体の長さの違いと計測時の車体の移
動速度にばらつきがあったことによる。

【００２６】４例のデータともＨ印の範囲内で磁界強度
変化に凹凸が見られ、ゼロクロスが存在する場合もある
ことで、１個の磁気検出素子では計測値の絶対値がしき
い値ｓを下回るデットポイントに入る可能性があり、車
両検知には十分でない。

【００２７】１個の磁気検出素子のしきい値ｓは磁気検
出素子の分解能や回路のＳ／Ｎを考えると、下限は０．
０５ガウスが限界であり、上限は車両による磁界変化の
最大値が図２（ｃ）の様に０．１ガウス程度の車両があ
ることを考えると０．１ガウスを越えて設定するのは難
しい。

【００２８】そこで、磁気検出素子を車両長手方向に沿
って複数個配置し、どれかがしきい値ｓを越えるか否か
で車両検知すれば検知確率は上がる。

【００２９】しかし、図２（ｄ）の車両のケースでは、
図中のａ，ｂ，ｃ，ｄの４点に対応する位置のそれぞれ
に４つの磁気検出素子を配置した場合、いずれの素子に
よる計測値も０．０５ガウスを下回ることになる。この
ようなケースを考慮すると、さらに検知確率を上げる工
夫が必要である。

【００３０】そこで、複数の磁気検出素子のそれぞれに
より外部磁界強度を検出して計測された複数の磁界強度
変化の計測値の絶対値を加算し、一方、単独の磁気検出
素子での検知時のしきい値ｓに、前記加算した磁気検出
素子の数（計測値の加算数）ｎの平方根を掛けた積の値
を結合しきい値Ｓとして設定し、前記絶対値の加算結果
の総和が結合しきい値Ｓを越えるか否かで車両検知の判
定を行なえば、高確率で検知できる。

【００３１】これは、各磁気検出素子の出力の加算に対
し、ノイズ成分は二乗平均となり、それぞれ同じ大きさ
のノイズ成分とすれば、１素子分のノイズと加算数ｎの
平方根との積が結合時のノイズとなることを利用し、全
体のＳ／Ｎを稼ごうとするものである。

【００３２】例えば、図２（ｄ）の車両の実測データの
ａ，ｂ，ｃ，ｄの４点の磁界強度変化は、０．０３Ｇ，
０．０４Ｇ，０．０２Ｇ，０．０３Ｇであり、これらを
加算すると０．１２Ｇであり、単独検知のしきい値ｓを
０．０５Ｇとすれば、０．０５×√４＝０．１ガウスが
結合しきい値Ｓとなり、出力の加算結果の総和が結合し
きい値Ｓを上回り、検知が可能となる。

【００３３】従って、車両から発生する磁界の地面に垂
直な方向の磁界成分を複数ｎ個の磁気検出素子で検出し
車両有無による磁界強度変化を計測する場合、ｎ個の磁
気検出素子の検出結果に基づいて計測した磁界強度変化
の絶対値のそれぞれを加算した結果の総和が、単独での
しきい値ｓ×√ｎとしての結合しきい値Ｓを越えるか否
かで車両検知を行うことが適していることが判った。

【００３４】ところで、複数個の磁気検出素子で上記の
ように検出する際に、ある素子で磁界検出出力がゼロク
ロス付近になって、上記加算結果の総和が低くなってし
まう場合があるので、さらに車両検知効率を上げる方法
として、以下に説明する方法も選択できる。

【００３５】すなわち、上述した磁気センサーの複数個
の磁気検出素子により外部磁界強度を検出して計測した
初期値からの外部磁界強度変化の計測値のそれぞれの絶
対値を大きい順に並べて｜ΔＨ（ｋ）｜（ｋ＝１，２，
…の序数）とし、この値と、磁気検出素子１個の場合の
しきい値ｓと、前記加算数ｎとを以下の数式

【００３６】

【数２】

【００３７】においてｋ＝１から順次代入して上記数式
が満足されるか否か比較し、上記数式が満足された時点
で車両を検知したと判定する。

【００３８】この方法によれば、複数の外部磁界強度変
化の計測値を順次大きい順に加算して車両検知の判定に
用いることにより、車両検知効率を上げることができ
る。

【００３９】なお、上述の説明において、１４の「地
面」は大地の地面、道路の路面、屋外駐車場の地面に限
らず、立体駐車場の建物内の床面など車両が走行ないし
駐車する面全部を含み、「地中」はそれらの面内を意味
することは勿論である。

【００４０】［車両検知装置の実施形態］次に、上述し
た車両検知方法を具体的に実施して車両検知を行なう車
両検知装置の実施形態について説明する。

【００４１】まず、車両検知装置に用いられる磁気セン
サーの磁気検出素子について説明する。この磁気検出素
子に要求されるのは、 （１）磁界検出感度が１０ミリガウス以上有ること。

【００４２】（２）複数個使用のため素子の性能のばら
つきが少ないこと。

【００４３】（３）地面設置を考えると素子の高さが数
ミリであること。

【００４４】（４）素子の検出回路は耐ノイズ，温度特
性に優れ、低消費電力であること。

【００４５】（１）の条件を満足するものとしてフラッ
クスゲート型磁気検出素子が有るが、この素子では検出
感度を上げようとすると素子の長さが数１０ミリ必要と
なり、（３）の条件を満足しない。

【００４６】また、フラックスゲート型磁気検出素子は
性能のばらつきが出やすいため、（２）の条件でも問題
が生ずる。

【００４７】そこで、最適と思われるのが磁気インピー
ダンス素子を用いて構成される磁気検出素子である。

【００４８】磁気インピーダンス素子は、特開平７−１
８１２３９号に開示されており、アモルファスワイヤや
最近では磁性薄膜等により磁性体としての素子本体が構
成される。この素子本体にＭＨｚ帯域の高周波電流を印
加すると、磁気インピーダンス効果により、外部磁界に
応じて素子本体のインピーダンスが数１０％変化し、こ
れを利用して外部磁界を検出できる。

【００４９】磁気インピーダンス素子の感度は、１０^-5
ガウス台の感度があり、磁気検出素子の回路に接続した
場合での実用的な分解能でも数ミリガウスは確保でき、
（１）の条件は満足される。

【００５０】また、反磁界の影響が少ないことより、素
子の長さを５ｍｍ以下にすることは容易であり、（３）
の条件もクリアする。

【００５１】また、性能のばらつきについては、アモル
ファスワイヤーで供給される場合はワイヤーの径のばら
つきが少ないこと、磁性膜では膜厚を制御するのが容易
であることから、素子本体の磁性体の外形寸法に起因す
る性能のばらつきは押さえられ、（２）の条件も満足す
る。

【００５２】（４）の条件については、コルピッツ発振
回路を使用した磁界検出について学会等で報告された内
容で応用を考えたが、実用上は問題が有る。

【００５３】例えば、第１８回日本応用磁気学会学術講
演会（１４ｐＢ−７）で発表された「アモルファスワイ
ヤＭＩコルピッツ発振形マイクロ磁気センサー」では方
位センサーとしての磁界センサーの応用例が示されてい
る。

【００５４】この方位センサーの構成では、アモルファ
スワイヤーをコルピッツ型の発振器に組み込み、外部磁
界の変化が発振振幅の変化となって現れるため、検波回
路を通し出力を得る。なお、素子のワイヤーに直接巻き
付けたコイルに直流電流を流し、直流バイアス磁界をか
け、感度の高い領域で動作させるとともに、南北方向の
極性をわかるようにしている。

【００５５】しかし、この方法による地磁気（０．３ガ
ウス程度）等の微小磁界検出では、検波回路後の出力の
変化が数％と小さく、また、発振振幅の絶対値変化をそ
のまま出力として扱うために、電源電圧の変動や素子の
温度特性等により振幅変動の影響を受けやすいことから
十分なＳ／Ｎが得られず、信頼性が低い。

【００５６】そこで、本実施形態では、図４に示す磁気
検出素子の回路構成を採用した。

【００５７】図４に示す磁気検出素子の回路構成は、コ
ルピッツ発振器と検波回路とコンパレータからなり、上
述した磁気インピーダンス素子１がコルピッツ発振器に
組み込まれており、磁気インピーダンス素子１に直接巻
回または近接してバイアス用コイル２が設けられてい
る。

【００５８】この構成において、コイル２に交流バイア
ス電流Ｉｂを流し±１〜±２ガウス程度の交流バイアス
磁界を磁気インピーダンス素子１に印加する。これによ
り、磁気インピーダンス素子１に印加される検出対象の
外部磁界Ｈexの強度に応じて後述のようにコルピッツ発
振器の図中Ａ点に現れる発振出力が（ａ）のように振幅
変調され、これを検波回路で検波することにより、Ｂ点
に（ｂ）のように外部磁界Ｈexの強度に対応した隣り合
うピークの高低差を有するバイアス磁界に対応したリッ
プル波形が得られ、コンパレータで前記リップルの電圧
波形にクロスする比較電圧Ｖrefでコンパレートするこ
とにより、Ｃ点に外部磁界Ｈexの強度に対応したパルス
幅変調出力を得ることができる。

【００５９】なお、交流バイアス電流Ｉｂの信号は、後
述するマイコン判定部からクロックを分周し、ローパス
フィルターで正弦波又は三角波状にし投入するか、ある
いは個別に発振器を設けて投入してもよい。

【００６０】次に、上述した図４の磁気検出素子の回路
構成の動作の詳細を説明する。

【００６１】磁気インピーダンス素子の特性は、図５に
示すように外部磁界Ｈexに対し数ガウスの範囲では、＋
−方向に対称なおおむねＶ字状のインピーダンス変化を
示す。図４の磁気インピーダンス素子１の動作原理とし
て、図５（ａ）に示すように外部磁界が無い場合は交流
バイアス磁界が＋−対称にふれ、それに対するインピー
ダンスの変化は交流バイアス磁界の倍の周波数でリップ
ル上でピークどうしに高低差の無いインピーダンス変化
が起きる。

【００６２】そこへ、外部磁界が磁気インピーダンス素
子１の長手方向に印加されると、図５（ｂ）のように、
磁気インピーダンス素子１には交流バイアス磁界と外部
磁界が重畳した非対称な磁界が掛かるため、インピーダ
ンス変化上で交互にピークの高さの異なるインピーダン
ス変化（リップル波形）が生ずる。

【００６３】このインピーダンスの変化は、図４（ａ）
に示すようにコルピッツ発振器の発振振幅特性で振幅変
調として現れ、その発振出力を検波回路で検波した図４
（ｂ）の検波後の出力は図５（ｂ）で示したようなイン
ピーダンス変化でのリップル波形と相似の信号が得られ
る。その信号をコンパレータにおいて図６に示すように
リップル波形にクロスするような比較電圧Ｖrefでコン
パレートすることにより、外部磁界の大きさがパルス幅
変調されたディジタル信号の出力に変換される。すなわ
ち、外部磁界強度に応じてパルス幅が異なる２種類のパ
ルスが交互に現れるパルス幅変調出力が得られる。

【００６４】このように交互に現れる２種類のパルスの
パルス幅Ａ，Ｂをマイコンのタイマーカウンタを用いて
計測して数値化し、その後パルス幅の差Ａ−Ｂの数値デ
ータを演算により求めることで、外部磁界強度を示す数
値データを得ることができる。実際の外部磁界に対する
パルス幅の測定データを図７に示すが、±０．５ガウス
の範囲ではほぼ直線的な変化を示している。このデータ
を元に磁気検出素子単独でのしきい値ｓの磁界強度をパ
ルス幅の数値演算値に置き換え、それに磁気検出素子の
数ｎの平方根を掛けることにより、前述した結合しきい
値Ｓの数値入力値を決める事ができる。

【００６５】そして、車両の検知では、車両の無い状態
で計測したパルス幅の差Ａ−Ｂの数値データを基準とな
る外部磁界強度の初期値のデータとして記憶しておき、
その後、計測した外部磁界強度に応じたパルス幅の差Ａ
−Ｂと初期値との差の絶対値を外部磁界の強度変化の絶
対値に対応するデータとして求め、さらに複数個の磁気
検出素子で求められる前記絶対値のデータの総和を求
め、その数値が結合しきい値Ｓの数値を越えたか否かで
車両の有無を判断することができる。

【００６６】次に、図４の磁気検出素子を用いた車両検
知装置の構成を図８により説明する。

【００６７】図８に示した車両検知装置の構成におい
て、１２は磁気センサーであり、前述したバイアス用コ
イル２を巻回した磁気インピーダンス素子１を組み込ん
だコルピッツ発振器３と、検波回路４及びコンパレータ
５からなる図４の磁気検出素子を符号１１Ａ，１１Ｂ…
１１Ｎで示すようにＮ個設けて構成されている。磁気検
出素子１１Ａ，１１Ｂ…１１Ｎは前述のように車両の通
過幅内の地面もしくは地中に車両の長手方向に沿って並
ぶように配置され、各素子は地面に垂直な方向に磁界検
出感度を持たされている。

【００６８】また、１８はマイクロコンピュータから構
成され、磁気センサー１２の各磁気検出素子のパルス幅
変調出力を分析して車両の有無を判定するマイコン判定
部である。マイコン判定部１８は、全体の制御及び各種
演算処理を行なう制御部１９、前述したパルス幅変調出
力のパルス幅Ａ，Ｂをカウントするタイマーカウンタ２
０、磁気検出素子１１Ａ〜１１Ｎのいずれかを選択して
その出力パルスをタイマーカウンタ２０に入力するセレ
クター２１、及びクロック発振器２２、クロック分周器
２３、ローパスフィルタ２４、バイアス回路（アンプ）
２５からなる。

【００６９】この構成において、クロック発振器２２が
発振するクロック信号がクロック分周器２３により１ｋ
Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲になるように分周され、この
分周された信号がローパスフィルタ２４，バイアス回路
２５に通されて正弦波または三角波状の交流バイアス電
流の信号が形成され、磁気センサー１２の各磁気検出素
子１１Ａ〜１１Ｎのバイアス用コイル２に印加される。
なお、このバイアス電流の供給部は磁気センサー１２側
に設けてもよい。

【００７０】次に、図８の構成による車両検知動作を説
明する。まず、車両のない状態で外部磁界強度変化を求
めるための基準となる外部磁界強度の初期値を計測す
る。このため磁気センサー１２で、前述のように、複数
の磁気検出素子１１Ａ〜１１Ｎにより外部磁界強度を検
出してパルス幅変調したパルス信号を出力し、マイコン
判定部１８のセレクター２１へ送る。

【００７１】制御部１９からの命令により、セレクター
２１はタイマーカウンタ２０に対し送るべき複数の磁気
検出素子１１Ａ〜１１Ｎの出力パルス信号を順次選択し
て送るとともに、さらに前述した２種類のパルスＡ，Ｂ
を選択して送る。

【００７２】タイマーカウンタ２０では、順次送られて
くる複数の磁気検出素子の前記２種類のパルスＡ，Ｂの
パルス幅をカウントして数値化し、そのデータを制御部
１９へ送る。

【００７３】制御部１９では、タイマーカウンタ２０で
数値化されたＡパルスとＢパルスのパルス幅データの差
Ａ−Ｂを各磁気検出素子ごとに算出し、外部磁界強度の
測定値を求める。測定されたデータは、基準となる初期
値データとして制御部１９内のＲＡＭ２６などの記憶装
置に記録される。

【００７４】その後、車両を検知するために、上記と同
様の手順で各磁気検出素子による外部磁界強度の検出と
計測を行ない、制御部１９において前記計測データと初
期値データの差を外部磁界強度変化データとして個々に
求めて絶対値化し、その総和を求め、その総和が前述し
た所定の結合しきい値Ｓを越えているか否かにより車両
の有無を判定する。そして後述する車両検知システムの
場合、前記判定の結果に基づいて在車情報等を出す。

【００７５】以上のような本実施形態の装置の利点とし
て、まず図４の磁気検出素子の回路構成においてコルピ
ッツ発振器の振幅を絶対値として扱わず、振幅の変化分
を扱うために、電源電圧の変動や温度特性等による周波
数の低い変動は無視できる。

【００７６】また、磁気センサー１２における外部磁界
強度の検出出力はコンパレータによるパルス幅変調によ
りディジタル出力化されるため、磁気センサー１２とマ
イコン判定部１８とは隔離しての設置もでき、設置の自
由度が得られるとともに、複数の磁気センサー１２をマ
イコン判定部１８に接続して複数の磁気センサー１２に
対してマイコン判定部１８を共用化できる。

【００７７】さらに、磁気検出素子をごく小型に構成し
て磁気センサー１２を小型に構成でき、マイコン判定部
１８を含めた装置全体を小型にできるので、設置コスト
の負担が小さく、また、低消費電力であって、従来のル
ープコイル型の装置が不得手だった長時間通電使用が可
能であるので、車両検知の用途を拡大することができ
る。

【００７８】［車両検知システムの実施形態］次に、上
述した図８の車両検知装置を用いた駐車場における駐車
車両管理のための車両検知システムの実施形態を図９，
図１０により説明する。この車両検知システムは、図８
の車両検知装置の少なくとも磁気センサー１２の部分を
駐車場の地面もしくは地中に設けて実施されるのは勿論
である。

【００７９】図９は本実施形態の車両検知システムの機
能的構成を示すブロック図である。図９中で磁気センサ
ー１２以外の構成は具体的には図８のマイコン判定部１
８のハードウェアとソフトウェアにより実現される。

【００８０】図９において、計測手段２７は図８の制御
部１９とタイマーカウンタ２０，セレクター２１から実
現され、前述のように磁気センサー１２の磁気検出素子
１１Ａ〜１１Ｎによる外部磁界強度の検出結果に基づい
て車両が無い状態を基準としての外部磁界強度変化を計
測する。この計測手段２７は、車両の無い状態で磁気検
出素子１１Ａ〜１１Ｎにより検出された外部磁界強度の
値を基準となる初期値として記憶する初期値記憶手段２
８を有し、この記憶手段２８に記憶した初期値を基準と
して外部磁界強度変化の計測を行なう。記憶手段２８は
具体的には図８のＲＡＭ２６として構成される。

【００８１】車両検知判定手段２９は、制御部１９の機
能として実現され、計測手段２７の計測結果に基づいて
前述のように車両検知の判定を行なう。

【００８２】進入・停車・退車判定手段３０は制御部１
９による後述の図１０のステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９の処
理の機能として実現され、車両検知判定手段２９による
車両検知の判定結果に基づいて、車両が駐車場内に進入
したか否か、駐車場内で停車したか否か、及び駐車場か
ら退出したか否か、すなわち車両が駐車場に設けられた
磁気センサー１２上に進入したか否か、磁気センサー１
２上で停車したか否か、及び磁気センサー１２上から退
出したか否かを判定する。

【００８３】在車・退車情報出力手段３１は、制御部１
９による図１０のステップＳ７，Ｓ１０の処理の機能と
して実現され、進入・停車・退車判定手段３０の判定結
果に基づいて、車両が駐車場で停車している、すなわち
車両が磁気センサー１２上で停車している旨の在車情
報、及び車両が駐車場から退出した、すなわち車両が磁
気センサー１２上から退出した旨の退車情報を出力す
る。

【００８４】このような構成のもとに、磁気センサー１
２の磁気検出素子１１Ａ〜１１Ｎにより外部磁界強度が
検出され、その検出結果に基づいて計測手段２７により
車両が無い状態を基準とする外部磁界強度変化が計測さ
れ、その計測結果に基づいて車両検知判定手段２９によ
り車両検知の判定が行なわれる。そして、車両検知の判
定結果に基づいて駐車場における車両の進入、停車、退
車が判定手段３０により判定され、その判定結果に基づ
いて在車情報ないし退車情報が出力手段３１により出力
される。

【００８５】次に、本システムの車両検知動作の詳細を
図１０により説明する。図１０は図９の各手段２７，２
９，３０，３１を実現する図８の制御部１９による車両
検知処理の手順を示すフローチャートである。

【００８６】車両検知処理において、制御部１９は、ま
ず図１０のステップＳ１において、車両のない状態で前
述のように磁気センサー１２の各磁気検出素子による外
部磁界強度の検出を行なわせ、その検出結果に基づいて
前述したＡ−Ｂの外部磁界強度の測定データを求め、こ
れを外部磁界強度変化を求める基準となる初期値データ
として設定し、ＲＡＭ２６等の記録装置に記憶する。な
お、このとき駐車場内には車両は無いため、制御部１９
は退車情報を確認する。

【００８７】次に、駐車場内への車両の進入、すなわち
駐車場の地面もしくは地中に設けられた磁気センサー１
２上への車両の進入を判定するために、前述した手順で
各磁気検出素子による車両からの外部磁界強度の検出と
計測を行い（ステップＳ２）、それぞれの測定データＡ
−Ｂと初期値データとの差を個々に求め絶対値化し、そ
の総和が所定の結合しきい値Ｓを越えていた場合、車両
が駐車場内に進入したと判定して次の手順に進み、越え
ていない場合はステップＳ２に戻る（ステップＳ３）。

【００８８】前の手順までで車両が駐車場内に入った場
合そのことを判定できるが、そのまま停車せずに通過す
る場合なども考えられるため、ステップＳ３で車両の進
入を判定した後に再度各磁気検出素子による車両からの
外部磁界強度の検出と計測を行い（ステップＳ４）、前
回測定したデータＡ−Ｂの絶対値の総和と比較する（ス
テップＳ５）。今回の計測値が前回の計測値から変化し
ていた場合、車両が駐車場内を移動中であると判定し、
ステップＳ４に戻る。

【００８９】測定値の変化が無くなれば車両が駐車場内
で停車したか、又は通過車両がそのまま駐車場内から出
た場合のどちらかなので、そのいずれであるかの判定を
するために全磁気検出素子で初期値と測定値データＡ−
Ｂとの差を個々に求め絶対値化し、その総和を前述の所
定の結合しきい値Ｓと比較し、総和が結合しきい値Ｓを
越えた場合は車両が駐車場内に停止している（すなわち
磁気センサー１２上で停車している）在車状態であると
判定し（ステップＳ６）、在車情報を出す（ステップＳ
７）。一方、前記の差Ａ−Ｂの絶対値の総和が結合しき
い値Ｓを越えていない場合は、通過車両がそのまま駐車
場内から出たと判定し、ステップＳ２に戻る。

【００９０】次に、駐車していた車両の退車を検出する
ために、各磁気検出素子による車両の磁界の検出、計測
を行い（ステップＳ８）、個々に計測データＡ−Ｂと初
期値のデータとの差を求め絶対値化し、その総和が所定
の結合しきい値Ｓを越えていた場合、車両は継続して駐
車中と判定し、ステップＳ８に戻り測定を繰り返し、越
えていなかった場合、車両は駐車場内から退出した（す
なわち磁気センサー１２上から退出した）と判定して退
車情報を出し（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻っ
て再度車両の進入の検出から繰り返す。

【００９１】このように、車両からの磁界の検出結果に
基づいて駐車場における車両の進入、移動中、停車、退
車を判定し、在車情報と退車情報を出力することができ
る。しかも本発明の車両検知装置の利点を享受して高精
度で信頼性の高い車両検知により正確に車両の進入、移
動中、停車、退車を判定し、正確な在車情報、退車情報
を出力することができる。したがって、本実施形態の車
両検知システムは、駐車車両の管理として例えば駐車時
間の管理や大規模駐車場における空きエリア表示、車両
誘導等のために有効に利用可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の車両検知方法によれば、車両の通過幅内の地面もしく
は地中に、地面に垂直な方向に磁界検出感度を持つ磁気
検出素子を車両長手方向に沿って複数個並べた磁気セン
サーを設置し、磁気検出素子のそれぞれにより外部磁界
強度を検出して車両の無い状態を基準としての外部磁界
強度変化を計測し、この計測結果の複数の計測値の絶対
値の総和が所定の結合しきい値Ｓを越えるか否かの判定
により車両の検知を行うようにしたので、車両底部から
発生する磁界を計測する場合の磁界強度の分布に見られ
る磁界極性の反転するゼロクロスポイントの影響を回避
し、高精度で信頼性の高い車両検知を行うことができ
る。

【００９３】また、本発明の車両検知装置によれば、本
発明の車両検知方法により高精度で信頼性の高い車両検
知を行なえるとともに、磁気センサーは、例えば磁気イ
ンピーダンス素子を用いて構成された小型の磁気検出素
子の複数個からなる小型で低消費電力の磁気センサーと
して構成でき、従来のループコイル型センサーを用いた
装置に比べ長時間の連続使用が可能であり、設置も簡単
に低コストで行なえ、車両検知の用途を拡大できる。

【００９４】さらに、本発明の車両検知装置を用いた車
両検知システムによれば、本発明の車両検知装置の利点
を享受して、高精度で信頼性の高い車両検知により正確
な在車情報、退車情報を出力することができ、駐車車両
の管理として例えば駐車時間の管理や大規模駐車場にお
ける空きエリア表示、車両誘導等のために有効に利用可
能であるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両検知方法の実施形態における
磁気センサーの磁気検出素子の車両に対する配置及び磁
界検出方向を示す説明図である。

【図２】磁気検出素子１個で構成された磁気センサーに
より検出した車両の移動による外部磁界強度変化の様子
を示す説明図およびグラフ図である。

【図３】棒磁石の幅方向の磁界分布を示す説明図及びグ
ラフ図である。

【図４】本発明による車両検知装置の実施形態に用いら
れる磁気センサーの磁気検出素子の回路構成を示す回路
図である。

【図５】図４中の磁気インピーダンス素子の交流バイア
ス磁界と外部磁界によるインピーダンス変化を示すグラ
フ図である。

【図６】図４中のバイアス電流Ｉｂと検波回路の検波後
出力とコンパレータ出力を示す波形図である。

【図７】外部磁界に対するコンパレータ出力のパルス幅
が異なる２種類のパルスのパルス幅とその差のカウント
数を示すグラフ図である。

【図８】車両検知装置の実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図９】本発明による車両検知システムの実施形態の機
能的構成を示すブロック図である。

【図１０】同車両検知システムにおける車両検知処理手
順を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 磁気インピーダンス素子 ２ バイアス用コイル ３ コルピッツ発振器 ４ 検波回路 ５ コンパレータ １０ 車両 １１Ａ〜１１Ｎ 磁気検出素子 １２ 磁気センサー １４ 地面 １８ マイコン判定部 １９ 制御部 ２０ タイマーカウンタ ２１ セレクター ２２ クロック発振器 ２３ クロック分周器 ２４ ローパスフィルタ ２５ バイアス回路 ２６ ＲＡＭ ２７ 外部磁界強度変化の計測手段 ２８ 初期値記憶手段 ２９ 車両検知判定手段 ３０ 進入・停車・退車判定手段 ３１ 在車・退車情報出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｖ 3/10 Ｇ０１Ｖ 3/10 Ｄ // Ｇ０１Ｃ 21/00 Ｇ０１Ｃ 21/00 Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両から発生する磁界を磁気センサーに
   より検出して車両を磁気的に検知する車両検知方法にお
   いて、 車両の通過幅内の地面もしくは地中に、地面に垂直な方
   向に磁界検出感度を持つ磁気検出素子を車両長手方向に
   沿って複数個並べた磁気センサーを設置し、 前記複数個の磁気検出素子のそれぞれにより外部磁界強
   度を検出して車両の無い状態を基準としての外部磁界強
   度変化を計測し、 該計測結果の複数の計測値の絶対値の総和が所定の結合
   しきい値Ｓを越えるか否かの判定により車両の検知を行
   うことを特徴とする車両検知方法。
2. 【請求項２】 前記結合しきい値Ｓは、磁気検出素子１
   個の場合のしきい値ｓと、前記総和を求めるために加算
   した前記計測値の加算数ｎの平方根とを掛けた積の値に
   設定することを特徴とする請求項１に記載の車両検知方
   法。
3. 【請求項３】 前記外部磁界強度変化の計測結果の複数
   の計測値の絶対値を大きい順に並べ、｜ΔＨ（ｋ）｜
   （ｋ＝１，２，…の序数）とし、この値と、磁気検出素
   子１個の場合のしきい値ｓと、前記加算数ｎの平方根と
   を以下の数式 【数１】 においてｋ＝１から順次代入して上記数式が満足される
   か否か比較し、上記数式が満足された時点で車両を検知
   したと判定することを特徴とする請求項２に記載の車両
   検知方法。
4. 【請求項４】 前記磁気検出素子１個の場合のしきい値
   ｓを０．０５〜０．１ガウスの範囲に設定することを特
   徴とする請求項２または３に記載の車両検知方法。
5. 【請求項５】 車両から発生する磁界を磁気センサーに
   より検出して車両を磁気的に検知する車両検知装置であ
   って、 地面に垂直な方向に磁界検出感度を持ち、車両の通過幅
   内の地面もしくは地中に車両長手方向に沿って並ぶよう
   に配置される複数個の磁気検出素子からなる磁気センサ
   ーと、 前記複数個の磁気検出素子のそれぞれにより検出される
   外部磁界強度に基づいて、各磁気検出素子に対する車両
   の無い状態を基準としての外部磁界強度変化のそれぞれ
   を計測する計測手段と、 該計測手段により計測された外部磁界強度変化の計測値
   のそれぞれの絶対値の総和が所定の結合しきい値Ｓを越
   えるか否かにより車両検知の判定を行なう判定手段とを
   有することを特徴とする車両検知装置。
6. 【請求項６】 前記計測手段は、車両の無い状態で前記
   複数個の磁気検出素子により検出された外部磁界強度の
   値を基準となる初期値として記憶する記憶手段を有し、
   該記憶手段に記憶した初期値を基準として前記外部磁界
   強度変化の計測を行なうことを特徴とする請求項５に記
   載の車両検知装置。
7. 【請求項７】 前記磁気検出素子は、コイルを付設した
   磁気インピーダンス素子を組み込んだコルピッツ発振器
   と、該発振器の出力を検波する検波回路と、該検波回路
   の出力を所定の比較電圧と比較するコンパレータから構
   成され、 前記コイルにより前記磁気インピーダンス素子に交流バ
   イアス磁界をかけて外部磁界強度を検出することによ
   り、前記コンパレータの出力に外部磁界強度に応じてパ
   ルス幅が異なる２種類のパルスが交互に現れるパルス幅
   変調出力が得られるようにし、 前記計測手段は前記２種類のパルスのパルス幅の差のデ
   ータを外部磁界強度データとして求め、該データに基づ
   いて前記車両の無い状態を基準としての外部磁界強度変
   化を計測することを特徴とする請求項５または６に記載
   の車両検知装置。
8. 【請求項８】 請求項５から７までのいずれか１項に記
   載の車両検知装置を用いて車両検知を行なう車両検知シ
   ステムであって、 前記車両検知装置の判定手段による車両検知の判定結果
   に基づいて、車両が磁気センサー上に進入したか否か、
   磁気センサー上で停車したか否か、及び磁気センサー上
   から退出したか否か判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果に基づいて、車両が磁気センサー
   上で停車している旨の在車情報、及び車両が磁気センサ
   ー上から退出した旨の退車情報を出力する出力手段を有
   し、 前記在車情報と退車情報の出力により駐車車両の管理を
   行なえるようにしたことを特徴とする車両検知システ
   ム。