JP7526609B2 - Scratch detection device - Google Patents
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Description
本発明は、複数人で利用される自動車の傷を検知するために有用な傷検知装置に関する。 The present invention relates to a scratch detection device that is useful for detecting scratches on a vehicle used by multiple people.
カーシェアリングの自動車は、各利用者がスマートホンなどのアプリケーション・プログラムで予約して利用され、利用の開始、終了時に事業者による自動車の外観チェックはなされない。また、自動車を傷つけたことを申告しない利用者も存在するから、事業者の定期的な確認により自動車の傷や凹みが発見されることが多かった。カーシェアリングでは比較的短い時間で自動車が利用されることが多く、自動車を傷つけた可能性のある利用者が複数存在し、傷などが生じた責任の所在が曖昧になるという問題があった。このため、カーシェアリング用の自動車に傷がついた場合、その傷がいつ生じたのかを明らかにできる傷検知装置が望まれている。 Car sharing cars are reserved by each user using an application program on a smartphone or other device, and the operator does not inspect the car's exterior when the user begins or ends use. Also, some users do not report any damage to the car, so scratches and dents on the car are often discovered during regular checks by the operator. In car sharing, cars are often used for a relatively short period of time, and there are multiple users who may have damaged the car, which creates the problem of unclear responsibility for scratches, etc. For this reason, there is a demand for a scratch detection device that can determine when a scratch occurred on a car sharing car.
特許文献１には、物体に対する衝突を検知可能であり、衝突の位置を少ないセンサ数で検知するための圧電センサとして、被測定体近傍に少なくとも１本の線状圧電素子を配置し、各線状圧電素子で発生した電気信号に基づいて、被測定体に応力が印加されたことを検知する圧電センサが記載されている。 Patent Document 1 describes a piezoelectric sensor capable of detecting a collision with an object and detecting the position of the collision with a small number of sensors. At least one linear piezoelectric element is disposed near the object to be measured, and the sensor detects the application of stress to the object to be measured based on the electrical signal generated by each linear piezoelectric element.
しかし、特許文献１には、応力が印加されたことを効果的に検知するための、線状圧電素子の形状や配置については記載されていない。また、自動車に実際に傷が生じたことの検知に適した構成についても記載されていない。
本発明は、自動車に傷がついたことを効率よく検知できる傷検知装置の提供を目的としている。
However, Patent Document 1 does not describe the shape or arrangement of the linear piezoelectric element for effectively detecting the application of stress, nor does it describe a configuration suitable for detecting an actual scratch on a vehicle.
An object of the present invention is to provide a scratch detection device capable of efficiently detecting scratches on an automobile.
本発明は、自動車の外装に傷がついたか否か検知する傷検知装置において、前記外装へ加えられた力を検出する検出部と、前記検出部からの検出結果に基づいて前記外装に傷がついたか否かを判定する判定部と、を備えており、前記検出部は、前記外装に沿って配置され、短冊状かつフィルム状である圧電センサからの出力に基づいて、前記外装へ加えられた力を検出し、前記判定部は、前記検出部により検出された前記圧電センサからの前記出力が所定の閾値を超えたときに、前記外装に傷がついたと判定する、傷検知装置を提供する。
傷検知装置は、短冊状かつフィルム状の圧電センサを用いることにより、自動車に傷づいた際に生じる外装の変形を効率よく検知できる。
The present invention provides a scratch detection device that detects whether the exterior of an automobile has been scratched, comprising a detection unit that detects force applied to the exterior, and a judgment unit that judges whether the exterior has been scratched based on the detection result from the detection unit, wherein the detection unit detects the force applied to the exterior based on output from a strip-shaped, film-shaped piezoelectric sensor that is arranged along the exterior, and the judgment unit judges that the exterior has been scratched when the output from the piezoelectric sensor detected by the detection unit exceeds a predetermined threshold value.
The scratch detection device uses a rectangular, film-like piezoelectric sensor to efficiently detect deformation of the exterior that occurs when the car is scratched.
前記圧電センサは、前記短冊状の長手方向が、前記外装の検出容易方向に沿って配置されていることが好ましい。
上記構成により、傷によって生じる振動や変形に対する圧電センサの感度がよくなるから、少ない圧電センサを用いて外装の傷を検知することができる。
It is preferable that the piezoelectric sensor is arranged such that the longitudinal direction of the rectangular shape is aligned with the direction in which detection is easy on the exterior.
With the above-described configuration, the sensitivity of the piezoelectric sensor to vibrations and deformations caused by scratches is improved, so that scratches on the exterior can be detected using a smaller number of piezoelectric sensors.
傷検知装置は、加速度センサをさらに備えており、前記検出部は、前記圧電センサの前記出力および前記加速度センサからの加速度出力を検出し、前記判定部は、前記出力および前記加速度出力が、それぞれ所定の閾値を超えたときに、前記外装に傷がついたと判定してもよい。
判定部が、圧電センサからの出力に加えて加速度出力を判定に用いることにより、自動車の外装の傷を検知する際の正確性が向上する。
The scratch detection device may further include an acceleration sensor, and the detection unit may detect the output of the piezoelectric sensor and the acceleration output from the acceleration sensor, and the determination unit may determine that the exterior is scratched when the output and the acceleration output each exceed a predetermined threshold value.
The determination unit uses the acceleration output in addition to the output from the piezoelectric sensor for determination, thereby improving accuracy in detecting scratches on the exterior of the automobile.
前記圧電センサが複数であり、複数の前記圧電センサはそれぞれ、前記外装の異なる箇所に配置された複数の部品に配置されており、前記加速度センサは、平面視した場合に、複数の前記部品で囲まれた内側に一つ配置されていてもよい。
また、複数の前記圧電センサそれぞれの前記加速度センサに対する方向を記録した位置記録部をさらに備えており、前記判定部は、前記加速度センサが検知した加速度の方向と、出力のあった前記圧電センサの前記位置記録部に記録された前記加速度センサに対する方向とを比較し、前記加速度の方向と出力のあった前記圧電センサの前記加速度センサに対する方法とが一致した場合に、出力のあった前記圧電センサが配置された前記部品に傷がついたと判定してもよい。
上記の構成により、加速度センサの出力と圧電センサの出力から、外装を構成する複数の部品のうちの、どの部品に傷がついたかを判定することができる。
The piezoelectric sensors may be multiple, and the multiple piezoelectric sensors may be arranged on multiple components arranged in different locations on the exterior, and the acceleration sensor may be arranged inside the multiple components when viewed in a plan view.
The device may further include a position recording unit which records the direction of each of the multiple piezoelectric sensors relative to the acceleration sensor, and the determination unit may compare the direction of acceleration detected by the acceleration sensor with the direction relative to the acceleration sensor recorded in the position recording unit of the piezoelectric sensor which has output, and determine that the part on which the piezoelectric sensor which has output is located is damaged if the direction of acceleration matches the direction of the acceleration of the piezoelectric sensor which has output relative to the acceleration sensor.
With the above configuration, it is possible to determine which of the multiple parts constituting the exterior is damaged, based on the output of the acceleration sensor and the output of the piezoelectric sensor.
傷検知装置は、前記判定部が前記外装に傷がついたと判定した時刻を記録する時刻記録部をさらに備えていてもよい。
上記の構成により、時刻記録部に記録された時刻に基づいて、シェアカーやレンタカーなどにおいて、どの利用者が使用しているときに外装に傷がついたのかを特定することができる。
The scratch detection device may further include a time recording unit that records the time when the determination unit determines that the exterior is scratched.
With the above configuration, it is possible to identify which user was using a shared car or rental car when the exterior was scratched, based on the time recorded in the time recording unit.
傷検知装置は、前記判定部により判定された前記傷の大きさを推定する傷推定部をさらに備えていていもよい。
上記の構成により、傷推定部より推定された傷の大きさと、実際に外装に生じた傷の大きさを比較して、判定部により判定された傷と実際に生じた傷との対応関係をより明確にすることができる。
The scratch detection device may further include a scratch estimation unit that estimates a size of the scratch determined by the determination unit.
With the above configuration, the size of the scratch estimated by the scratch estimation unit can be compared with the size of the scratch that actually occurred on the exterior, making it possible to clarify the correspondence between the scratch judged by the judgment unit and the scratch that actually occurred.
本発明は、短冊状かつフィルム状の圧電センサを用いることにより、自動車の外装に傷がついたことを効率よく検知できる。 By using rectangular and film-shaped piezoelectric sensors, the present invention can efficiently detect scratches on the exterior of a vehicle.
以下、図面を参照して、本発明を実施する態様について説明する。各図面において、同じ部材・工程には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る傷検知装置１０を備えた自動車１００の斜視図である。同図に示すように、傷検知装置１０は、圧電センサ１１を備えており、圧電センサ１１からの出力を用いて、自動車１００の外装１０１に傷がついたか否かを判定する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same members and steps are denoted by the same reference numerals, and the description will be omitted as appropriate.
1 is a perspective view of an automobile 100 equipped with a scratch detection device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the scratch detection device 10 is equipped with a piezoelectric sensor 11, and determines whether or not an exterior 101 of the automobile 100 is scratched using an output from the piezoelectric sensor 11.
図２は、傷検知装置１０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、傷検知装置１０は、圧電センサ１１、加速度センサ１２、速度センサ１３、演算部１４および記録部１５を備えている。圧電センサ１１は、外装１０１に力が加えられたこと、および加えられた力の大きさを検知する。加速度センサ１２は、外装１０１に加わった衝撃の方向・加速度の大きさを検知する。なお、加速度センサ１２は三軸方向の加速度を計測できるものが好ましいが、一軸方向の加速度を計測できるものを、その感度軸方向がそれぞれ直交するように３つ配置してもよい。演算部１４は、検出部１６、判定部１７、タイマー１８および傷推定部１９を備えている。検出部１６は、外装１０１に衝撃が加わり、変形したことを検出し、判定部１７は、検出部１６の検出結果に基づいて外装１０１に傷がついたか否か判定する。 2 is a functional block diagram showing the configuration of the scratch detection device 10. As shown in the figure, the scratch detection device 10 includes a piezoelectric sensor 11, an acceleration sensor 12, a speed sensor 13, a calculation unit 14, and a recording unit 15. The piezoelectric sensor 11 detects that a force has been applied to the exterior 101 and the magnitude of the applied force. The acceleration sensor 12 detects the direction of the impact and the magnitude of the acceleration applied to the exterior 101. Note that it is preferable that the acceleration sensor 12 is capable of measuring acceleration in three axial directions, but three acceleration sensors capable of measuring acceleration in one axial direction may be arranged so that their sensitivity axes are perpendicular to each other. The calculation unit 14 includes a detection unit 16, a determination unit 17, a timer 18, and a scratch estimation unit 19. The detection unit 16 detects that the exterior 101 has been subjected to an impact and has been deformed, and the determination unit 17 determines whether the exterior 101 has been scratched based on the detection result of the detection unit 16.
圧電センサ１１は、短冊状かつフィルム状であり、図１に示すように、自動車１００の外装１０１に沿って配置される。なお、短冊状とは、例えば、４つの内角がほぼ直角である矩形（長方形）、楕円形、細長い帯状等をいう。図１に示す圧電センサ１１のように、短辺（短手方向）の長さと長辺（長手方向）の長さとの比率を比較したときに、短辺の長さに対する長辺の長さの比率、すなわち長手方向の長さ／短手方向の長さが非常に大きい細長い長方形状のフィルムが好ましい。ただし、短辺の長さと長辺の長さとが同程度の矩形や、短軸と長軸とが同程度の楕円形のフィルムであっても圧電センサ１１として使用可能である。 The piezoelectric sensor 11 is strip-shaped and film-shaped, and is arranged along the exterior 101 of the automobile 100 as shown in FIG. 1. A strip-shaped shape refers to, for example, a rectangle with four internal angles that are nearly right angles, an ellipse, a long and thin strip, etc. When comparing the ratio of the length of the short side (short side direction) to the length of the long side (longitudinal direction), a long and thin rectangular film is preferable, as in the piezoelectric sensor 11 shown in FIG. 1, in which the ratio of the length of the long side to the length of the short side, i.e., the length in the long direction/length in the short side direction, is very large. However, a rectangular film with the short side and long side lengths approximately equal, or an elliptical film with the short axis and long axis approximately equal can also be used as the piezoelectric sensor 11.
圧電センサ１１は、形状が変化すると電圧を発生するため、外装１０１に沿って配置することにより、外装１０１が傷ついたときに生じる振動や衝撃を検出して、電圧として出力する。より具体的には、圧電センサ１１は、圧電センサ１１の一方の面と外装１０１の裏面とが接触した状態で、外装１０１に沿って固着されている。なお、外装１０１の裏面とは、外装１０１が自動車の車体に取り着けられた際に車室内に向いた面を言う。また、外装１０１の裏面に薄膜状のシート部材が張り付けられている場合には、シート部材の面に圧電センサ１１を接触させて固着してもよい。判定部１７は、圧電センサ１１により検出された出力が所定の閾値を超えたときに、外装１０１に傷がついたと判定する。なお、圧電センサ１１は、一般に、外装１０１の内側面に配置される。 The piezoelectric sensor 11 generates a voltage when its shape changes, and is arranged along the exterior 101 to detect vibrations and impacts that occur when the exterior 101 is damaged and output the voltage. More specifically, the piezoelectric sensor 11 is fixed along the exterior 101 with one side of the piezoelectric sensor 11 in contact with the back side of the exterior 101. The back side of the exterior 101 refers to the side that faces the interior of the vehicle when the exterior 101 is attached to the body of the vehicle. In addition, if a thin-film sheet member is attached to the back side of the exterior 101, the piezoelectric sensor 11 may be fixed by contacting the surface of the sheet member. The determination unit 17 determines that the exterior 101 is damaged when the output detected by the piezoelectric sensor 11 exceeds a predetermined threshold value. The piezoelectric sensor 11 is generally arranged on the inner side of the exterior 101.
検出部１６は、圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２からの出力（加速度出力）を検出する。判定部１７は、検出部１６により検出された圧電センサ１１からの出力が所定の閾値を超えたときに、外装１０１に傷がついたと判定する。判定部１７は、圧電センサ１１からの出力に加えて加速度センサ１２からの出力を判定に用いることが好ましい。加速度センサ１２からの出力を用いる場合、判定部１７は、検出部１６により検出された圧電センサ１１からの出力および加速度センサ１２からの出力がそれぞれ所定の閾値を超えたときに外装１０１が傷づいたと判定する。圧電センサ１１からの出力および加速度センサ１２からの出力の整合性をとることで、外装１０１に傷がついたことの検出精度が向上する。すなわち、圧電センサ１１からの出力に加えて、加速度センサ１２からの出力を用いることにより、加速度が大きな衝撃が最初に生じるという、外装１０１が傷つくときに特有の現象を捉えることができる。したがって、例えば外装１０１が手で押されたときのように、傷がつかない場合に誤って傷ついたと検知することを防ぎ、傷の検知精度が向上する。 The detection unit 16 detects the output of the piezoelectric sensor 11 and the output (acceleration output) from the acceleration sensor 12. The determination unit 17 determines that the exterior 101 is damaged when the output from the piezoelectric sensor 11 detected by the detection unit 16 exceeds a predetermined threshold. It is preferable that the determination unit 17 uses the output from the acceleration sensor 12 in addition to the output from the piezoelectric sensor 11 for the determination. When the output from the acceleration sensor 12 is used, the determination unit 17 determines that the exterior 101 is damaged when the output from the piezoelectric sensor 11 and the output from the acceleration sensor 12 detected by the detection unit 16 exceed a predetermined threshold, respectively. By making the output from the piezoelectric sensor 11 and the output from the acceleration sensor 12 consistent, the detection accuracy of the exterior 101 being damaged is improved. In other words, by using the output from the acceleration sensor 12 in addition to the output from the piezoelectric sensor 11, it is possible to capture a phenomenon that is unique to when the exterior 101 is damaged, that is, an impact with a large acceleration occurs first. This prevents the exterior 101 from being mistakenly detected as damaged when there is no damage, for example when the exterior 101 is pressed by hand, improving the accuracy of damage detection.
速度センサ１３は、自動車１００の速度を検出するものであり、通常、自動車１００が備えている。このため、傷検知装置１０は、自動車１００の速度センサ１３からの出力を用いてもよい。圧電センサ１１および加速度センサ１２に加えて、速度センサ１３の出力を用いることにより、外装１０１に付いた傷の大きさを推定することができる。判定部１７によって外装１０１に傷がついたと判定されたときに、傷推定部１９は判定された傷の大きさを推定し、記録部１５に記録する。 The speed sensor 13 detects the speed of the automobile 100, and is usually provided on the automobile 100. For this reason, the scratch detection device 10 may use the output from the speed sensor 13 of the automobile 100. By using the output of the speed sensor 13 in addition to the piezoelectric sensor 11 and the acceleration sensor 12, it is possible to estimate the size of the scratch on the exterior 101. When the determination unit 17 determines that the exterior 101 is scratched, the scratch estimation unit 19 estimates the size of the determined scratch and records it in the recording unit 15.
図３は、傷検知装置１０を備えた自動車１００の平面図である。同図に示すように、自動車１００の外装１０１は、個々に独立した複数の部品（パーツ）からなっている。一般に、外装１０１は、ボンネット、ルーフ、ピラー、フロントバンパー、フェンダー、サイドシル、リアバンパーおよびドア等の複数の部品から構成されている。 Figure 3 is a plan view of an automobile 100 equipped with a scratch detection device 10. As shown in the figure, the exterior 101 of the automobile 100 is made up of multiple individual, independent parts. In general, the exterior 101 is made up of multiple parts such as a hood, roof, pillars, a front bumper, fenders, side sills, a rear bumper, and doors.
図３では、複数の圧電センサ１１Ａ～１１Ｄ（以下では、特定の圧電センサを示さない場合は圧電センサ１１と記す）がそれぞれ異なる部品に配置されている。加速度センサ１２は、平面視した場合に、複数の部品で囲まれた内側に位置している。このため、加速度センサ１２を基準（原点）とした場合、圧電センサ１１の方向（位置）が重ならない。したがって、加速度センサ１２が検知した加速度の方向と、記録部（位置記録部）１５に記録された各圧電センサ１１Ａ～１１Ｄの方向とを比較して、加速度の方向に最も近い位置にある圧電センサ１１を容易に特定できる。したがって、判定部１７は、加速度センサ１２の出力（加速度出力）の加速度の方向と記録部１５に記録された各圧電センサ１１Ａ～１１Ｄの方向を比較することにより、外装１０１を構成する部品のうちのどれが傷ついたかについて、容易に判断することができる。本実施形態では、自動車１００を上から下方向（図３のＹ２からＹ１方向）へ見た場合を平面視という場合がある。加速度センサ１２から見た圧電センサ１１の方向を特定する場合、圧電センサ１１の位置として短冊形（矩形）の対角線の交点の位置を用いる。楕円形の場合、長軸と短軸との交点の位置を用いる。 In FIG. 3, multiple piezoelectric sensors 11A to 11D (hereinafter, when a specific piezoelectric sensor is not shown, it will be referred to as piezoelectric sensor 11) are arranged in different components. When viewed from above, acceleration sensor 12 is located inside the area surrounded by multiple components. Therefore, when acceleration sensor 12 is used as the reference (origin), the direction (position) of piezoelectric sensor 11 does not overlap. Therefore, by comparing the direction of acceleration detected by acceleration sensor 12 with the directions of each piezoelectric sensor 11A to 11D recorded in recording unit (position recording unit) 15, it is possible to easily identify the piezoelectric sensor 11 located closest to the direction of acceleration. Therefore, by comparing the direction of acceleration of the output (acceleration output) of acceleration sensor 12 with the directions of each piezoelectric sensor 11A to 11D recorded in recording unit 15, determination unit 17 can easily determine which of the components constituting exterior 101 is damaged. In this embodiment, the case where automobile 100 is viewed from above in the downward direction (Y2 to Y1 direction in FIG. 3) is sometimes referred to as a planar view. When determining the direction of the piezoelectric sensor 11 as viewed from the acceleration sensor 12, the intersection of the diagonals of the rectangular shape is used as the position of the piezoelectric sensor 11. In the case of an ellipse, the intersection of the major and minor axes is used.
同図では、圧電センサ１１Ａをボンネット１０１Ａに、圧電センサ１１Ｂを右ドア１０１Ｂに、圧電センサ１１Ｃを左ドア１０１Ｃに、圧電センサ１１Ｄを後部ドア１０１Ｄに、それぞれ配置している。そして、加速度センサ１２から見て、圧電センサ１１が配置された、ボンネット１０１Ａ、右ドア１０１Ｂ、左ドア１０１Ｃおよび後部ドア１０１Ｄは、この順にＸ１方向、Ｚ１方向、Ｚ２方向およびＸ２方向に位置している。このため、判定部１７は、圧電センサ１１Ａ～１１Ｄに対して、加速度センサ１２から見た部品の変形を検出し、信号を出力した圧電センサ１１の方向と、加速度センサ１２により検知された加速度の方向とが、一致するか否かを容易に判断できる。 In the figure, piezoelectric sensor 11A is disposed on bonnet 101A, piezoelectric sensor 11B on right door 101B, piezoelectric sensor 11C on left door 101C, and piezoelectric sensor 11D on rear door 101D. As viewed from acceleration sensor 12, bonnet 101A, right door 101B, left door 101C, and rear door 101D, on which piezoelectric sensor 11 is disposed, are located in the X1 direction, Z1 direction, Z2 direction, and X2 direction, in that order. Therefore, determination unit 17 can easily determine whether or not the direction of piezoelectric sensor 11 that detected the deformation of piezoelectric sensors 11A to 11D as viewed from acceleration sensor 12 and outputs a signal matches the direction of acceleration detected by acceleration sensor 12.
圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の加速度出力が閾値以上で、加速度センサ１２から見た出力のあった圧電センサ１１が配置された方向と加速度の方向とが一致した場合に、当該圧電センサ１１が配置された外装１０１に傷がついたと判定する。加速度センサ１２から見た圧電センサ１１が配置された方向と加速度の方向とが一致するとは、圧電センサ１１が配置された方向から印加された加速度が検知されたことをいう。また、加速度センサ１２から見た出力のあった圧電センサ１１が配置された方向、すなわち圧電センサ１１の加速度センサに対する方向と加速度の方向とが概ね同じ方向であれば、２つの方向が一致していると判断する。例えば、判定部１７は、加速度センサ１２から見て、加速度の方向に最も近い位置に配置された圧電センサ１１から出力があった場合に、当該圧電センサ１１が配置された外装１０１に傷がついたと判定してもよい。 When the output of the piezoelectric sensor 11 and the acceleration output of the acceleration sensor 12 are equal to or greater than a threshold value, and the direction in which the piezoelectric sensor 11 that produced the output is arranged coincides with the direction of acceleration as viewed from the acceleration sensor 12, it is determined that the exterior 101 in which the piezoelectric sensor 11 is arranged is scratched. The fact that the direction in which the piezoelectric sensor 11 is arranged coincides with the direction of acceleration as viewed from the acceleration sensor 12 means that acceleration applied from the direction in which the piezoelectric sensor 11 is arranged is detected. In addition, if the direction in which the piezoelectric sensor 11 that produced the output is arranged as viewed from the acceleration sensor 12, i.e., the direction of the piezoelectric sensor 11 relative to the acceleration sensor, and the direction of acceleration are approximately the same direction, it is determined that the two directions coincide. For example, the determination unit 17 may determine that the exterior 101 in which the piezoelectric sensor 11 is arranged is scratched when an output is generated from the piezoelectric sensor 11 that is arranged at a position closest to the direction of acceleration as viewed from the acceleration sensor 12.
記録部１５は、判定部１７が外装１０１に傷がついたと判定した時刻をタイマー１８から取得して、記録部（時刻記録部）１５に記録する。これにより、記録部１５の記録に基づいて外装１０１に傷が生じた時刻が分かる。傷ついた時刻を記録することにより、自動車１００をシェアカーやレンタカーに用いた場合、どの利用者の使用中に外装１０１に傷がついたかの特定が容易になる。 The recording unit 15 obtains from the timer 18 the time when the determination unit 17 determines that the exterior 101 has been scratched, and records this in the recording unit (time recording unit) 15. This makes it possible to know the time when the exterior 101 was scratched based on the record in the recording unit 15. By recording the time when the scratch occurred, when the automobile 100 is used for car sharing or rental, it becomes easy to identify which user was using the automobile 100 when the exterior 101 was scratched.
傷推定部１９は、判定部１７により判定された外装１０１についた傷の大きさを推定し、記録部１５に記録する。傷推定部１９より推定された傷の大きさと、実際に外装１０１に生じた傷の大きさを比較することにより、判定された傷と実際に生じた傷との関係がより明確になる。また、外装１０１の同じ領域に複数の傷がついた場合に、記録された傷の大きさを用いて、どの傷がどの利用者によるものか特定することができる。 The damage estimation unit 19 estimates the size of the damage on the exterior 101 determined by the determination unit 17, and records it in the recording unit 15. By comparing the size of the damage estimated by the damage estimation unit 19 with the size of the damage that actually occurred on the exterior 101, the relationship between the determined damage and the damage that actually occurred becomes clearer. Furthermore, when multiple scratches are made in the same area of the exterior 101, it is possible to identify which damage was made by which user using the recorded size of the scratches.
図４は自動車１００の外装１０１が傷ついたことを傷検知装置１０が検知する態様を説明する平面図である。同図に示すように、自動車１００のボンネット１０１Ａ、右ドア１０１Ｂ、左ドア１０１Ｃおよび後部ドア１０１Ｄに、それぞれ圧電センサ１１Ａ～１１Ｄを配置し、平面視した場合に自動車１００の略中央となる位置に加速度センサ１２を配置する。左ドア１０１Ｃを障害物２００で擦って傷つけた場合、検出部１６は、左ドア１０１Ｃに配置した圧電センサ１１Ｃからの出力のみを検出する。 Figure 4 is a plan view illustrating how the scratch detection device 10 detects that the exterior 101 of the automobile 100 has been scratched. As shown in the figure, piezoelectric sensors 11A to 11D are disposed on the bonnet 101A, right door 101B, left door 101C, and rear door 101D of the automobile 100, respectively, and an acceleration sensor 12 is disposed at a position that is approximately the center of the automobile 100 when viewed from above. If the left door 101C is scratched by rubbing against an obstacle 200, the detection unit 16 detects only the output from the piezoelectric sensor 11C disposed on the left door 101C.
外装１０１が傷ついた際、加速度センサ１２は加速度Ａを検知して出力する。加速度センサ１２から出力された加速度Ａにより、Ｚ２方向からＺ１方向への衝撃が加えられたことが分かる。加速度センサ１２から見た、圧電センサ１１Ｃの方向（Ｚ２方向）と、加速度Ａから分かる衝撃が加えられた方向Ｚ２とが一致する場合、判定部１７は、圧電センサ１１Ｃが配置された左ドア１０１Ｃに傷がついたと判定する。 When the exterior 101 is damaged, the acceleration sensor 12 detects and outputs acceleration A. The acceleration A output from the acceleration sensor 12 indicates that an impact was applied from the Z2 direction to the Z1 direction. If the direction of the piezoelectric sensor 11C (Z2 direction) as seen from the acceleration sensor 12 coincides with the direction Z2 in which the impact was applied, which is indicated by the acceleration A, the determination unit 17 determines that the left door 101C in which the piezoelectric sensor 11C is located has been damaged.
検出部１６は、加速度センサ１２から閾値以上の出力を検出した場合、検出された加速度Ａの方向を求め、加速度Ａの方向に最も近い位置にある圧電センサ１１の出力を確認する。なお、加速度Ａの方向に最も近い位置ある圧電センサ１１とは、圧電センサ１１と加速度センサ１２と結んだ直線に沿った方向と加速度Ａの方向とのズレを各圧電センサ１１毎に求め、そのズレが最も小さい圧電センサ１１である。圧電センサ１１の位置に代えて、または圧電センサ１１の位置に加えて、検出された加速度Ａの方向に相対している面を備えた外装１０１を構成する部品（パーツ）に配置された圧電センサ１１の出力を確認してもよい。そして、圧電センサ１１からの出力が閾値を超えていれば、圧電センサ１１が配置された外装１０１が傷ついたと判定する。なお、加速度Ａの方向に相対している面とは、圧電センサ１１が配置された外装１０１を構成する部品（パーツ）の面のうち当該面の法線方向が加速度Ａの方向に最も近いもの、すなわちＸＺ平面に投影した法線方向と加速度Ａの方向により形成される角が最も小さいものをいう。各外装１０１において最も割合の大きな面の法線方向は、記録部１５に記録されている。検出部１６は、加速度Ａの方向を、加速度Ａのベクトル方向として求めてもよい。 When the detection unit 16 detects an output from the acceleration sensor 12 that is equal to or greater than the threshold, it determines the direction of the detected acceleration A and checks the output of the piezoelectric sensor 11 located closest to the direction of acceleration A. The piezoelectric sensor 11 located closest to the direction of acceleration A is the piezoelectric sensor 11 with the smallest deviation between the direction along the line connecting the piezoelectric sensor 11 and the acceleration sensor 12 and the direction of acceleration A for each piezoelectric sensor 11. Instead of or in addition to the position of the piezoelectric sensor 11, the output of the piezoelectric sensor 11 located in a component (part) constituting the exterior 101 having a surface facing the direction of the detected acceleration A may be checked. If the output from the piezoelectric sensor 11 exceeds the threshold, it is determined that the exterior 101 on which the piezoelectric sensor 11 is located is damaged. The surface facing the direction of acceleration A refers to the surface of the component (part) constituting the exterior 101 on which the piezoelectric sensor 11 is located that has the normal direction of the surface closest to the direction of acceleration A, that is, the surface that has the smallest angle formed by the normal direction projected onto the XZ plane and the direction of acceleration A. The normal direction of the surface that accounts for the largest proportion of each exterior 101 is recorded in the recording unit 15. The detection unit 16 may obtain the direction of acceleration A as the vector direction of acceleration A.
また、上述した説明においては、検出部１６は、加速度センサ１２から閾値以上の出力を検出した場合、加速度Ａの方向に最も近い位置にある圧電センサ１１の出力を確認する、としたが、閾値以上の出力を検出する対象は、圧電センサ１１の出力であってもよい。例えば、検出部１６は、圧電センサ１１から閾値以上の出力を検出した場合に、加速度センサ１２の出力および加速度Ａの方向を確認して外装１０１に傷がついたかを判断してもよい。あるいは、閾値以上の出力を検出する対象を圧電センサ１１および加速度センサ１２の両方とし、いずれか一方から閾値以上の出力を検出したときに他方の出力を確認してもよい。 In the above description, when the detection unit 16 detects an output from the acceleration sensor 12 that is equal to or greater than the threshold, it checks the output of the piezoelectric sensor 11 that is closest in the direction of acceleration A. However, the detection unit 16 may also detect the output of the piezoelectric sensor 11 as the output for which it detects an output that is equal to or greater than the threshold. For example, when the detection unit 16 detects an output from the piezoelectric sensor 11 that is equal to or greater than the threshold, it may check the output of the acceleration sensor 12 and the direction of acceleration A to determine whether the exterior 101 is damaged. Alternatively, the detection unit 16 may detect an output that is equal to or greater than the threshold from both the piezoelectric sensor 11 and the acceleration sensor 12, and check the output of the other sensor when it detects an output that is equal to or greater than the threshold from either one of them.
図５（ａ）は圧電センサ１１の形状および配置を模式的に示す側面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ－Ａ断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図５（ａ）に示すように、圧電センサ１１の形状は短冊状（帯状、矩形状）である。短冊状とすることで、自動車１００の外装１０１が傷ついたときに生じる変形を、一つの圧電センサ１１によって効率よく検知することができる。圧電センサ１１は、図５（ｂ）に示す圧電センサ１１Ｃｙのように、外装１０１の断面が凸状（円弧状）となる切断線に平行な検出容易方向に沿って、すなわち検出容易方向と平行にその長手方向を配置することが好ましい。ただし、図５（ｃ）に示す圧電センサ１１Ｃｘのように、外装１０１の断面が直線状となる切断線に沿うようにすなわち凸状の同じ高さの部分を結んだ直線に沿ってその長手方向を配置してもよい。なお、図５（ａ）では、圧電センサ１１の配置態様を示すために、圧電センサ１１Ｃｘおよび圧電センサ１１Ｃｙを示したが、外装１０１（左ドア１０１Ｃ）には、圧電センサ１１を一つ配置すればよい。効率よく傷を検知する観点から、図５（ｂ）に示す圧電センサ１１Ｃｙのように、検出容易方向に沿って圧電センサ１１の長手方向を配置することが好ましい。 Figure 5(a) is a side view showing the shape and arrangement of the piezoelectric sensor 11, Figure 5(b) is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 5(a), and Figure 5(c) is a cross-sectional view taken along line B-B of Figure 5(a). As shown in Figure 5(a), the shape of the piezoelectric sensor 11 is a strip (strip, rectangular). By making it strip-shaped, deformation that occurs when the exterior 101 of the automobile 100 is damaged can be efficiently detected by one piezoelectric sensor 11. It is preferable that the piezoelectric sensor 11 is arranged along a direction that is easy to detect parallel to a cutting line along which the cross section of the exterior 101 is convex (arc-shaped), that is, parallel to the direction that is easy to detect, as in the piezoelectric sensor 11Cy shown in Figure 5(b). However, as in the piezoelectric sensor 11Cx shown in Figure 5(c), the longitudinal direction may be arranged along a cutting line along which the cross section of the exterior 101 is linear, that is, along a straight line connecting parts of the same height of the convex shape. In FIG. 5(a), piezoelectric sensor 11Cx and piezoelectric sensor 11Cy are shown to show the arrangement of piezoelectric sensor 11, but only one piezoelectric sensor 11 is required to be arranged on exterior 101 (left door 101C). From the viewpoint of efficiently detecting scratches, it is preferable to arrange the length of piezoelectric sensor 11 along the easy-to-detect direction, as in piezoelectric sensor 11Cy shown in FIG. 5(b).
圧電センサ１１は、できるだけ少ない数で外装１０１の傷を検知できる、形状および配置とすることが好ましい。外装１０１が傷ついたとき、圧電センサ１１は外装１０１全体に生じるたわみ（変形）を検知する。図５（ａ）に示すように、細長い短冊状のものを検出容易方向に沿って配置することで、外装１０１（左ドア１０１Ｃ）の全体に生じた変形を一つの圧電センサ１１で検知することができる。検出容易方向とは、短冊状の圧電センサ１１の長手方向をその線に沿って配置することにより、外装１０１全体としての変形を最も効率よく検出できる方向をいう。すなわち、検出容易方向は、外装１０１の圧電センサ１１が配置されていない箇所にたわみ（第１たわみ）が発生したときに、当該第１たわみに起因する、圧電センサ１１によって検知可能な第２たわみが発生しやすい方向である。 It is preferable that the piezoelectric sensors 11 are shaped and arranged so that they can detect damage to the exterior 101 with as few sensors as possible. When the exterior 101 is damaged, the piezoelectric sensors 11 detect the deflection (deformation) that occurs in the entire exterior 101. As shown in FIG. 5(a), by arranging the long and thin strips along the easy-to-detect direction, the deformation that occurs in the entire exterior 101 (left door 101C) can be detected by one piezoelectric sensor 11. The easy-to-detect direction is the direction in which deformation of the exterior 101 as a whole can be most efficiently detected by arranging the longitudinal direction of the strip-shaped piezoelectric sensor 11 along that line. In other words, the easy-to-detect direction is the direction in which, when a deflection (first deflection) occurs in a place of the exterior 101 where the piezoelectric sensor 11 is not arranged, a second deflection that is caused by the first deflection and can be detected by the piezoelectric sensor 11 is likely to occur.
検出容易方向は外装１０１の形状ごとに異なるが、外装１０１が自動車１００のドアであるとき、鉛直方法（Ｙ１Ｙ２方向）が検出容易方向であることが多い。図５（ｂ）に示すように、ドアの外装１０１をＹＺ平面で切断した断面は、上下方向の中央部付近が凸となること、すなわち中央部付近が外側（左ドア１０１ＣではＺ２方向）に向かって凸出する円弧状の形状である場合が多い。対して、図５（ｃ）に示すように、ドアの外装１０１をＸＺ平面で切断した断面は、前後方向の中央部付近が凸出せず、略直線状の形状である場合が多いからである。 The direction that is easy to detect varies depending on the shape of the exterior 101, but when the exterior 101 is a door of the automobile 100, the vertical direction (Y1Y2 direction) is often the easy to detect direction. As shown in FIG. 5(b), a cross section of the door exterior 101 cut in the YZ plane often has a convex shape near the center in the up-down direction, that is, an arc shape that convexes outward (Z2 direction for the left door 101C) near the center. In contrast, as shown in FIG. 5(c), a cross section of the door exterior 101 cut in the XZ plane often has a substantially straight shape near the center in the front-to-rear direction that does not convex.
模式的に言うと、ドアの外装１０１の形状は、円筒を基準軸に平行な平面で切断したような形状といえる。そこで、半円筒形のもの（以下、半円筒という）を外側から押圧したときに生じる変形について、以下に説明する。半円筒を外側から押圧した時、押圧した箇所における円筒の基準軸に直交する平面で、半円筒の伸長方向に直交する方向が切断線となるように切断した円弧状の断面形状は、押圧した箇所が凹み撓んだ形状となり、撓みによって円弧状の断面の全体が変形する。同様に、押圧していない箇所を円筒の軸に直交する平面で切断した断面形状は、押圧した箇所における断面と似た形状となる。すなわち、半円筒の伸長方向に直交する方向に切断した円弧状の断面の変形は、押圧した箇所から押圧していない箇所にも伝わる。したがって、押圧されていない箇所における円弧状の形状の変化に基づいて、押圧を検知することができる。 Schematically speaking, the shape of the exterior 101 of the door can be said to be a shape of a cylinder cut by a plane parallel to the reference axis. Hereinafter, the deformation that occurs when a semi-cylindrical object (hereinafter referred to as a semi-cylinder) is pressed from the outside will be described. When a semi-cylinder is pressed from the outside, the arc-shaped cross-section cut by a plane perpendicular to the reference axis of the cylinder at the pressed point, so that the cutting line is a direction perpendicular to the extension direction of the semi-cylinder, has a shape in which the pressed point is concave and bent, and the entire arc-shaped cross-section is deformed by the bending. Similarly, the cross-sectional shape of an unpressed point cut by a plane perpendicular to the axis of the cylinder has a shape similar to the cross-section at the pressed point. In other words, the deformation of the arc-shaped cross-section cut in a direction perpendicular to the extension direction of the semi-cylinder is transmitted from the pressed point to the unpressed point. Therefore, the pressing can be detected based on the change in the arc-shaped shape at the unpressed point.
これに対して、押圧した箇所における円筒の軸に平行な平面で、半円筒の伸長方向と平行な方向が切断面となるように切断した断面形状は、押圧した箇所が中心に多少撓んだ形状になるかもしれないが、直線的な形状となる。このため、円弧状の形状のように、撓みによって断面の全体に変形が生じるのではなく、変形は押圧した箇所の周辺にとどまる。同様に、押圧していない箇所を円筒の軸に平行な平面で切断した断面形状は、より撓みが小さく直線的な形状となる。すなわち、半円筒の伸長方向に平行な面で切断した直線状の断面の変形は、押圧した箇所の周辺にとどまる。したがって、押圧されていない箇所における直線状の形状の変化に基づいて、押圧を検知することは困難である。実際のドアの外装１０１の場合は固定されているので変形の挙動は上述とは異なるが、傾向としては上述した変形に近しい変形が発生するものと考えられる。 In contrast, the cross-sectional shape of the pressed part cut with a plane parallel to the axis of the cylinder so that the cut surface is parallel to the direction of extension of the semicylinder may be slightly warped around the pressed part, but it will be a linear shape. Therefore, unlike an arc-shaped shape, deformation due to bending does not occur throughout the cross section, but the deformation is limited to the periphery of the pressed part. Similarly, the cross-sectional shape of the unpressed part cut with a plane parallel to the axis of the cylinder will be a linear shape with less bending. In other words, the deformation of the linear cross section cut with a plane parallel to the direction of extension of the semicylinder will be limited to the periphery of the pressed part. Therefore, it is difficult to detect the pressing based on the change in the linear shape at the unpressed part. In the case of an actual door exterior 101, it is fixed, so the behavior of the deformation will be different from the above, but it is thought that the tendency is similar to the deformation described above.
例えば、外装１０１の直線ＬAよりもＸ１方向側でかつ直線ＬBよりもＹ１方向側の受傷位置Ｄにおいて、受傷に起因するたわみが発生したとする。この時、圧電センサ１１Ｃｙが配置された外装１０１の直線ＬA上でも、受傷位置Ｄを通り直線ＬAに平行な直線ＬAD上に発生する第１たわみに起因する第２たわみが生じる。図５（ｂ）に示す圧電センサ１１Ｃｙの様に、断面が円弧状となる縦方向（Ｙ１Ｙ２方向、鉛直方向）に沿って圧電センサ１１Ｃｙを配置すると、受傷位置Ｄから離れていても、第２のたわみによって圧電センサ１１Ｃｙには圧電センサ１１Ｃｙを折り曲げるような力がかかるため、第２のたわみを検知しやすい。したがって、その長手方向を縦方向に配置した圧電センサ１１Ｃｙによって、外装１０１が傷ついたことを容易に検出できる。 For example, assume that a deflection due to damage occurs at a damaged position D on the exterior 101, which is on the X1 side of the straight line L A and on the Y1 side of the straight line L B. At this time, a second deflection due to a first deflection occurring on a straight line L AD that passes through the damaged position D and is parallel to the straight line L A also occurs on the straight line L A of the exterior 101 on which the piezoelectric sensor 11Cy is arranged. If the piezoelectric sensor 11Cy is arranged along the vertical direction (Y1Y2 direction, vertical direction) in which the cross section is arc-shaped, as in the piezoelectric sensor 11Cy shown in FIG. 5(b), even if the piezoelectric sensor 11Cy is away from the damaged position D, a force that bends the piezoelectric sensor 11Cy due to the second deflection is applied to the piezoelectric sensor 11Cy, making it easy to detect the second deflection. Therefore, the piezoelectric sensor 11Cy arranged with its longitudinal direction in the vertical direction can easily detect that the exterior 101 has been damaged.
これに対して、圧電センサ１１Ｃｘが配置された直線ＬB上でも、受傷位置Ｄを通りＢ－Ｂ線に平行な直線ＬBD上に発生する第１たわみに起因する第２たわみは生じている。このため、受傷位置Ｄが直線ＬBに比較的近い位置である場合には、長手方向を横方向に配置した圧電センサ１１Ｃｘによって、外装１０１が傷ついたことを検出できるが、受傷位置Ｄが直線ＬBから離れるにつれて、外装１０１の受傷を圧電センサ１１Ｃｘで検出することが困難になる。これは、以下のような理由からである。まず、受傷位置Ｄが直線ＬBに比較的近い位置である場合には、圧電センサ１１Ｃｘに検出される変形の要素では、その長手方向のたわみ（圧電センサ１１Ｃｘを折り曲げる）成分の占める割合が大きいため、圧電センサＣｘで第２のたわみを検出することができる。これに対して、受傷位置Ｄから離れている直線ＬB上に配置された圧電センサ１１Ｃｘに検出される変形の要素では、その長手方向のたわみ成分よりも、直線ＬBに平行な仮想直線を中心軸とした回動させる成分が占める割合の方が大きい。そのため、第２のたわみを検出しにくく、外装１０１の受傷を圧電センサ１１Ｃｘで検出することが困難になる。 In contrast, even on the straight line L B on which the piezoelectric sensor 11Cx is disposed, a second deflection occurs due to the first deflection occurring on the straight line L BD that passes through the damaged position D and is parallel to the line B-B. For this reason, when the damaged position D is relatively close to the straight line L B , the piezoelectric sensor 11Cx disposed with its longitudinal direction in the horizontal direction can detect that the exterior 101 has been damaged. However, as the damaged position D moves away from the straight line L B , it becomes difficult for the piezoelectric sensor 11Cx to detect the damage to the exterior 101. This is for the following reasons. First, when the damaged position D is relatively close to the straight line L B , the component of the deflection in the longitudinal direction (bending the piezoelectric sensor 11Cx) accounts for a large proportion of the deformation elements detected by the piezoelectric sensor 11Cx, so that the piezoelectric sensor Cx can detect the second deflection. In contrast, the deformation elements detected by the piezoelectric sensor 11Cx disposed on the straight line L B away from the damaged position D are dominated by a rotation component about a virtual straight line parallel to the straight line L B as a central axis, rather than a bending component in the longitudinal direction. Therefore, it is difficult to detect the second bending, and it becomes difficult for the piezoelectric sensor 11Cx to detect the damage to the exterior 101.
このように、圧電センサ１１を外装１０１の中心点（前後：Ｘ１Ｘ２方向および上下：Ｙ２Ｙ１方向の中心点、前後：Ｘ１Ｘ２方向および左右：Ｚ２Ｚ１方向の中心点、または上下：Ｙ２Ｙ１方向および左右：Ｚ２Ｚ１方向の中心点）が配置された部分から離れた場所（例えば、外装１０１の下端部）において受傷したことにより発生したたわみの検出感度が最もよくなるように、圧電センサ１１を貼り付けたときのその長手方向が検出容易方向である。 In this way, the longitudinal direction of the piezoelectric sensor 11 when attached is the easiest direction to detect, so that the sensitivity to detect deflection caused by injury at a location (for example, the lower end of the exterior 101) away from the portion where the piezoelectric sensor 11 is located (the center point of the front-back: X1X2 direction and the up-down: Y2Y1 direction, the center point of the front-back: X1X2 direction and the left-right: Z2Z1 direction, or the center point of the up-down: Y2Y1 direction and the left-right: Z2Z1 direction) is highest.
検出容易方向に沿って配置するとは、短冊状の圧電センサ１１の長手方向と検出容易方向とのなす角αが、外装１０１の対角線ＬEと検出容易方向とのなす角度β以下であることをいう。なお、外装１０１の対角線とは、外装１０１において最も遠い位置にある二つの角を結んだ直線をいう。外装１０１が左ドア１０１Ｃである場合、対角線は、前（Ｘ１）側・上（Ｙ２）側の角と後ろ（Ｘ２）側・下（Ｙ１）側の角を結んだ直線、または、前（Ｘ１）側・下（Ｙ１）側の角と後ろ（Ｘ２）側・上（Ｙ２）側の角を結んだ直線である。 "Arranged along the easy detection direction" means that the angle α between the longitudinal direction of the rectangular piezoelectric sensor 11 and the easy detection direction is equal to or smaller than the angle β between the diagonal line L E of the exterior 101 and the easy detection direction. The diagonal line of the exterior 101 means a straight line connecting the two corners located at the farthest positions on the exterior 101. When the exterior 101 is the left door 101C, the diagonal line is a straight line connecting a corner on the front (X1) side and upper (Y2) side and a corner on the rear (X2) side and lower (Y1) side, or a straight line connecting a corner on the front (X1) side and lower (Y1) side and a corner on the rear (X2) side and upper (Y2) side.
例えば、検出容易方向がＹ１Ｙ２方向である場合、長手方向が直線ＬA方向に配置された圧電センサ１１Ｃｙは検出容易方向に沿って配置されており、長手方向が直線ＬB方向に配置された圧電センサ１１Ｃｘは検出容易方向に沿って配置されていない。圧電センサ１１Ｃｙのように検出容易方向とのなす角αが略０°となる配置により、長手方向の長さが短い圧電センサ１１を用いたときでも外装１０１の受傷を精度よく検出できる。このため、角αが略０°となるように圧電センサ１１を配置することが最も好ましい。ただし、圧電センサ１１の長手方向が検出容易方向から多少傾いて配置されていてもよい。圧電センサ１１の長手方向が検出容易方向に対して傾いて配置される場合、圧電センサ１１に求められる検出精度や外装１０１の形状に応じて、適切な大きさの角αとすればよい。角αの一例として、３０°以下や、１５°以下などが挙げられる。 For example, when the easy-to-detect direction is the Y1Y2 direction, the piezoelectric sensor 11Cy whose longitudinal direction is arranged in the direction of the straight line L A is arranged along the easy-to-detect direction, and the piezoelectric sensor 11Cx whose longitudinal direction is arranged in the direction of the straight line L B is not arranged along the easy-to-detect direction. By arranging the piezoelectric sensor 11Cy such that the angle α with the easy-to-detect direction is approximately 0°, damage to the exterior 101 can be detected with high accuracy even when a piezoelectric sensor 11 having a short longitudinal length is used. For this reason, it is most preferable to arrange the piezoelectric sensor 11 so that the angle α is approximately 0°. However, the longitudinal direction of the piezoelectric sensor 11 may be arranged to be slightly inclined from the easy-to-detect direction. When the longitudinal direction of the piezoelectric sensor 11 is arranged to be inclined from the easy-to-detect direction, the angle α may be set to an appropriate value according to the detection accuracy required of the piezoelectric sensor 11 and the shape of the exterior 101. Examples of the angle α include 30° or less and 15° or less.
図６は、傷検知装置１０による傷検知方法を示すフローチャートである。同図に示すように、演算部１４の検出部１６は、圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の出力を検出する（Ｓ１）。圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の加速度出力が同時に検知された場合（Ｓ１のＹＥＳ）、検出部１６は圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の加速度出力が、それぞれ閾値以上であるか否かを検査する（Ｓ２）。圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の加速度出力が、それぞれ閾値以上である場合（Ｓ２のＹＥＳ）、演算部１４の判定部１７は自動車１００の外装１０１（図１、図３参照）に傷がついたと判定する。 Figure 6 is a flowchart showing a scratch detection method by the scratch detection device 10. As shown in the figure, the detection unit 16 of the calculation unit 14 detects the output of the piezoelectric sensor 11 and the output of the acceleration sensor 12 (S1). If the output of the piezoelectric sensor 11 and the acceleration output of the acceleration sensor 12 are detected simultaneously (YES in S1), the detection unit 16 checks whether the output of the piezoelectric sensor 11 and the acceleration output of the acceleration sensor 12 are equal to or greater than their respective threshold values (S2). If the output of the piezoelectric sensor 11 and the acceleration output of the acceleration sensor 12 are equal to or greater than their respective threshold values (YES in S2), the determination unit 17 of the calculation unit 14 determines that the exterior 101 of the automobile 100 (see Figures 1 and 3) is scratched.
図７は、傷検知装置１０による傷検知方法の変形例を示すフローチャートである。Ｓ１からＳ３は、図６に示した各ステップと同様である。図７に示す傷検知方法では、判定部１７による傷がついたとの判定に続いて、記録部１５により傷がついた時刻を記録する。傷がついた時刻を記録することにより、外装１０１に傷をつけた利用者の特定が容易になる。 Figure 7 is a flowchart showing a modified example of the scratch detection method by the scratch detection device 10. Steps S1 to S3 are the same as the steps shown in Figure 6. In the scratch detection method shown in Figure 7, following the determination by the determination unit 17 that a scratch has occurred, the recording unit 15 records the time when the scratch occurred. By recording the time when the scratch occurred, it becomes easier to identify the user who scratched the exterior 101.
図８は、傷検知装置１０による傷検知方法の他の変形例を示すフローチャートである。Ｓ１およびＳ２は、図６および図７と同様である。圧電センサ１１の出力および加速度センサ１２の加速度出力が、それぞれ閾値以上である場合（Ｓ２のＹＥＳ）、検出部１６がどの方向からの加速度が加わったかを検査する（Ｓ５）。続いて、検出部１６は、Ｓ１において、閾値以上の加速度が加わった方向と、閾値以上の出力があると検知された圧電センサ１１が配置されている方向とが一致しているか否かを検査する（Ｓ６）。一致していない場合（Ｓ６のＮＯ）、Ｓ１に戻る。一致している場合（Ｓ６のＹＥＳ）、判定部１７は圧電センサ１１が配置されている周辺の外装１０１に傷がついたと判定する（Ｓ７）。続いて、記録部１５は、外装１０１において圧電センサ１１が配置された領域と、傷がついたと判定した時刻とを記録する（Ｓ８）。 Figure 8 is a flowchart showing another modified example of the scratch detection method by the scratch detection device 10. S1 and S2 are the same as those in Figures 6 and 7. If the output of the piezoelectric sensor 11 and the acceleration output of the acceleration sensor 12 are equal to or greater than the threshold (YES in S2), the detection unit 16 checks from which direction the acceleration was applied (S5). Next, the detection unit 16 checks whether the direction in which the acceleration equal to or greater than the threshold was applied in S1 matches the direction in which the piezoelectric sensor 11 is located and in which the output detected as being equal to or greater than the threshold is located (S6). If they do not match (NO in S6), the process returns to S1. If they match (YES in S6), the determination unit 17 determines that the exterior 101 around the piezoelectric sensor 11 is scratched (S7). Next, the recording unit 15 records the area in the exterior 101 in which the piezoelectric sensor 11 is located and the time when it was determined that the scratch was caused (S8).
図８のように、閾値以上の加速度が加わった方向と、閾値以上の出力が検知された圧電センサ１１が配置されている方向とが一致する場合に、閾値以上の出力が検知された圧電センサ１１が配置されている周辺に傷がついたと判定することで、精度よく傷を検知できる。 As shown in FIG. 8, when the direction in which acceleration equal to or greater than the threshold is applied coincides with the direction in which the piezoelectric sensor 11 that detects an output equal to or greater than the threshold is located, it is determined that a scratch has occurred in the vicinity of the piezoelectric sensor 11 that detects an output equal to or greater than the threshold is located, thereby enabling accurate scratch detection.
図９（ａ）～図９（ｃ）は、実施例における圧電センサの形状および配置の概略を示す側面図であり、図９（ａ）が下記（縦・短冊状、矩形）の圧電センサ１１ａ、図９（ｂ）が下記（円形状）の圧電センサ１１ｂ、図９（ｃ）が下記（横・短冊状、矩形）の圧電センサ１１ｃ、それぞれを自動車１００の右ドア１０１Ｂの内側に配置した態様について模式的に示している。 Figures 9(a) to 9(c) are side views showing the outline of the shape and arrangement of the piezoelectric sensors in the embodiment, with Figure 9(a) showing the piezoelectric sensor 11a (vertical strip, rectangular) described below, Figure 9(b) showing the piezoelectric sensor 11b (circular) described below, and Figure 9(c) showing the piezoelectric sensor 11c (horizontal strip, rectangular) described below, each of which is shown diagrammatically as being arranged on the inside of the right door 101B of the automobile 100.
（縦・短冊状）
短冊状（幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）の圧電センサ１１ａを長手方向がＹ１Ｙ２方向になるように、右ドア１０１Ｂの中央に配置した。
（円形状）
円形状（φ１５ｍｍ）の圧電センサ１１ｂを右ドア１０１Ｂの中央に配置した。
（横・短冊状）
短冊状（幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）の圧電センサ１１ｃを長手方向がＸ１Ｘ２方向になるように、右ドア１０１Ｂの中央に配置した。
(Vertical, rectangular)
A rectangular piezoelectric sensor 11a (width 10 mm, length 200 mm) was disposed at the center of the right door 101B with its longitudinal direction aligned in the Y1-Y2 direction.
(Circular)
A circular (φ15 mm) piezoelectric sensor 11b was disposed in the center of the right door 101B.
(Horizontal, rectangular)
A rectangular piezoelectric sensor 11c (width 10 mm, length 200 mm) was disposed at the center of the right door 101B with its longitudinal direction aligned with the X1X2 directions.
圧電センサ１１の形状の違い、配置の仕方の違いにより圧電センサ１１の出力に違いがあるのかを確認するため、（ア）金槌を用いて右ドア１０１Ｂの中央をＺ方向に叩いた場合について、各圧電センサ１１ａ～ｃからの出力を測定した。また、同時に、車体中央部に配置した加速度センサ１２からの出力を測定した。 To confirm whether differences in the shape and placement of the piezoelectric sensor 11 result in differences in the output of the piezoelectric sensor 11, (a) a hammer was used to strike the center of the right door 101B in the Z direction, and the output from each of the piezoelectric sensors 11a-c was measured. At the same time, the output from the acceleration sensor 12 placed in the center of the vehicle body was also measured.
図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、金槌を用いて右ドア１０１Ｂの中央をたたいた場合における、圧電センサによる出力の違いを示すグラフであり、図１０（ａ）が縦・短冊状の圧電センサ１１ａの出力、図１０（ｂ）が円形状（φ１５ｍｍ）の圧電センサ１１ｂの出力、図１０（ｃ）が横・短冊状の圧電センサ１１ｃの出力を示している。図１０（ａ）に示すように、長手方向がＹ１Ｙ２方向になるように配置した短冊状の圧電センサ１１ａの出力が最大であった。 Figures 10(a) to 10(c) are graphs showing the difference in output from the piezoelectric sensors when a hammer is used to strike the centre of the right door 101B, with Figure 10(a) showing the output from vertical, strip-shaped piezoelectric sensor 11a, Figure 10(b) showing the output from circular (φ15mm) piezoelectric sensor 11b, and Figure 10(c) showing the output from horizontal, strip-shaped piezoelectric sensor 11c. As shown in Figure 10(a), the output from the strip-shaped piezoelectric sensor 11a, which was positioned so that its longitudinal direction was in the Y1Y2 direction, was the largest.
図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、金槌を用いて右ドア１０１Ｂの中央を叩いた場合における、加速度センサからの出力を示すグラフであり、図１１（ａ）がＸ方向の出力、図１１（ｂ）がＹ方向の出力、図１１（ｃ）がＺ方向の出力を示している。図１１（ａ）～図１１（ｃ）に示すように、加速度は金槌で叩いたＺ方向の出力が最も大きかった。この結果から、加速度の測定結果から、外装１０１が傷つく場合の最初の大きな衝撃を加速度センサにより検知し、その衝撃が加わった方向を特定できることが分かった。 Figures 11(a) to 11(c) are graphs showing the output from the acceleration sensor when the centre of the right door 101B is struck with a hammer, with Figure 11(a) showing the output in the X direction, Figure 11(b) showing the output in the Y direction, and Figure 11(c) showing the output in the Z direction. As shown in Figures 11(a) to 11(c), the acceleration output was greatest in the Z direction when the hammer was struck. From these results, it was found that the acceleration measurement results enable the acceleration sensor to detect the first large impact when the exterior 101 is damaged, and to identify the direction in which the impact was applied.
圧電センサ１１の形状の違い、配置の仕方の違いにより圧電センサ１１の出力に違いがあるのかを確認するため、（イ）ドライバを右ドア１０１Ｂに衝突させた後に押し当てたまま右ドア１０１Ｂの中央をＸ１Ｘ２方向（水平方向、前後方向）に傷つけた場合（水平方向に傷つけた実施例）、および（ウ）ドライバを右ドア１０１Ｂに衝突させた後に押し当てたまま右ドア１０１Ｂの中央をＹ２１Ｙ１方向（垂直方向、上下方向）に傷つけた場合（垂直方向に傷つけた実施例）、のそれぞれについて、各圧電センサ１１ａ～ｃからの出力を測定した。また、同時に、車体中央部に配置した加速度センサ１２からの出力を測定した。 To confirm whether there is a difference in the output of the piezoelectric sensor 11 due to differences in the shape and placement of the piezoelectric sensor 11, (a) a screwdriver is pressed against the right door 101B after colliding with it, and the center of the right door 101B is scratched in the X1X2 direction (horizontal direction, front-to-back direction) (an example of horizontal scratching), and (c) a screwdriver is pressed against the right door 101B after colliding with it, and the center of the right door 101B is scratched in the Y21Y1 direction (vertical direction, up-down direction) (an example of vertical scratching). At the same time, the output from the acceleration sensor 12 placed in the center of the vehicle body was also measured.
図１２は、右ドア１０１Ｂの中央を水平方向に傷つけた実施例における、加速度センサ１２および図９（ａ）に示すように配置した圧電センサ１１ａ（縦・短冊状）からの出力を示すグラフである。同図に示すように、圧電センサ１１ａからの出力と、加速度センサ１２からの出力により、右ドア１０１Ｂの傷を検出することができた。 Figure 12 is a graph showing the output from the acceleration sensor 12 and the piezoelectric sensor 11a (vertical, strip-shaped) arranged as shown in Figure 9(a) in an example where the center of the right door 101B was scratched horizontally. As shown in the figure, the scratch on the right door 101B could be detected from the output from the piezoelectric sensor 11a and the output from the acceleration sensor 12.
同図中に破線で示した、加速度の出力の閾値Ａ１および閾値Ａ２、ならびに圧電センサの出力の閾値Ｂ１および閾値Ｂ２を定めることにより、加速度センサ１２からの出力が閾値Ａ１またはＡ２を超えたこと、および、圧電センサ１１ａからの出力が閾値Ｂ１またはＢ２を超えたことが、同時に検出された時点として受傷開始時点Ｔ１が検出される。また、受傷開始時点Ｔ１に連続する圧電センサ１１ａからの出力において、圧電センサ１１ａからの出力が閾値Ｂ１またはＢ２となった最後の時点とし受傷終了時点Ｔ２が検出される。受傷開始時点Ｔ１から受傷終了時点Ｔ２までの時間と、そのときの自動車１００の速度を用いて傷の大きさを推定することができる。 By defining the acceleration output thresholds A1 and A2, and the piezoelectric sensor output thresholds B1 and B2, which are shown by dashed lines in the figure, the injury start time T1 is detected as the point in time when it is simultaneously detected that the output from the acceleration sensor 12 exceeds the threshold A1 or A2, and that the output from the piezoelectric sensor 11a exceeds the threshold B1 or B2. The injury end time T2 is detected as the last point in time at which the output from the piezoelectric sensor 11a following the injury start time T1 reaches the threshold B1 or B2. The size of the injury can be estimated using the time from the injury start time T1 to the injury end time T2, and the speed of the automobile 100 at that time.
図１３（ａ）～図１３（ｃ）は、右ドア１０１Ｂの中央を水平方向に傷つけた実施例における、形状および配置による圧電センサからの出力の違いを示すグラフであり、図１３（ａ）が縦・短冊状の圧電センサ１１ａ（図９（ａ）参照）の出力、図１３（ｂ）が円形状の圧電センサ１１ｂ（図９（ｂ）参照）の出力、（ｃ）横・短冊状の圧電センサ１１ｃ（図９（ｃ）参照）の出力を示している。ドア中央を水平方向に傷つけた場合も、ドアを叩いた場合同様、縦・短冊状の圧電センサ１１ａが最も検知感度がよかった。 Figures 13(a) to 13(c) are graphs showing the difference in output from piezoelectric sensors depending on the shape and arrangement in an example in which the center of the right door 101B was scratched horizontally, with Figure 13(a) showing the output of the vertical, strip-shaped piezoelectric sensor 11a (see Figure 9(a)), Figure 13(b) showing the output of the circular piezoelectric sensor 11b (see Figure 9(b)), and (c) the output of the horizontal, strip-shaped piezoelectric sensor 11c (see Figure 9(c)). When the center of the door was scratched horizontally, as in the case of a knock on the door, the vertical, strip-shaped piezoelectric sensor 11a had the best detection sensitivity.
図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、右ドア１０１Ｂの中央を水平方向に傷つけた実施例における、加速度センサからの出力を示すグラフであり、図１４（ａ）がＸ方向の出力、図１４（ｂ）がＹ方向の出力、図１４（ｃ）がＺ方向の出力を示している。図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示すように、水平方向に傷つけた場合も加速度の出力はＺ方向が最も大きかった。この結果から、水平方向に傷つけた場合も、外装１０１が傷つく場合の最初の大きな衝撃の方向を加速度の測定結果に基づいて特定できるといえる。 Figures 14(a) to 14(c) are graphs showing the output from the acceleration sensor in an example where the center of the right door 101B was damaged horizontally, with Figure 14(a) showing the output in the X direction, Figure 14(b) showing the output in the Y direction, and Figure 14(c) showing the output in the Z direction. As shown in Figures 14(a) to 14(c), even when the door was damaged horizontally, the acceleration output was greatest in the Z direction. From these results, it can be said that even when the door is damaged horizontally, the direction of the first major impact that causes damage to the exterior 101 can be identified based on the acceleration measurement results.
図１５は、右ドア１０１Ｂの中央を垂直方向に傷つけた実施例における、加速度センサ１２および圧電センサ１１ａ（縦・短冊状）からの出力を示すグラフである。同図に示すように、垂直方向に傷つけた場合も、図１２に示す水平方向に傷つけた場合と同様に、圧電センサ１１ａからの出力と加速度センサ１２からの出力を用いて、ドアの傷を検出することができた。 Figure 15 is a graph showing the output from the acceleration sensor 12 and the piezoelectric sensor 11a (vertical strip-shaped) in an example where the center of the right door 101B was scratched vertically. As shown in the figure, when the door was scratched vertically, the scratch on the door could be detected using the output from the piezoelectric sensor 11a and the output from the acceleration sensor 12, just as in the case of the scratch in the horizontal direction shown in Figure 12.
本発明の傷検知装置は、カーシェアリング、レンタカーなど、複数人が同じ自動車を使用する場合に、傷を生じさせた利用者を特定する装置として利用できる。 The scratch detection device of the present invention can be used as a device to identify the user who caused the scratch when multiple people use the same car, such as in car sharing or rental cars.
１０ ：傷検知装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｃｘ、１１Ｃｙ、１１Ｄ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：圧電センサ
１２ ：加速度センサ
１３ ：速度センサ
１４ ：演算部
１５ ：記録部（位置記録部、時刻記録部）
１６ ：検出部
１７ ：判定部
１８ ：タイマー
１９ ：傷推定部
１００ ：自動車
１０１ ：外装
１０１Ａ ：ボンネット
１０１Ｂ ：右ドア
１０１Ｃ ：左ドア
１０１Ｄ ：後部ドア
２００ ：障害物
Ｄ ：受傷位置
ＬA、ＬB、ＬAD、ＬBD：直線
ＬA ：検出容易方向
ＬE ：外装の対角線
α ：検出容易方向と圧電センサの長手方向との角度
β ：検出容易方向と外装の対角線との角度
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２：閾値
Ｔ１ ：受傷開始時点
Ｔ２ ：受傷終了時点
10: Scratch detection device 11, 11A, 11B, 11C, 11Cx, 11Cy, 11D, 11a, 11b, 11c: Piezoelectric sensor 12: Acceleration sensor 13: Speed sensor 14: Calculation unit 15: Recording unit (position recording unit, time recording unit)
16: Detection unit 17: Determination unit 18: Timer 19: Damage estimation unit 100: Automobile 101: Exterior 101A: Bonnet 101B: Right door 101C: Left door 101D: Rear door 200: Obstacle D: Damage position L A , L B , L AD , L BD : Straight line L A : Easy detection direction L E : Exterior diagonal α: Angle between the easy detection direction and the longitudinal direction of the piezoelectric sensor β: Angle between the easy detection direction and the exterior diagonal A1, A2, B1, B2: Threshold value T1: Damage start time T2: Damage end time
Claims (4)
加速度センサと、
前記加速度センサからの加速度出力および前記外装へ加えられた力を検出する検出部と、
前記検出部からの検出結果に基づいて前記外装に傷がついたか否かを判定する判定部と、を備えており、
前記検出部は、前記外装に沿って配置され、短冊状かつフィルム状である圧電センサからの出力に基づいて、前記外装へ加えられた力を検出し、
前記判定部は、前記圧電センサからの出力および前記加速度出力が、それぞれ所定の閾値を超えたときに、前記外装に傷がついたと判定し、
前記圧電センサが複数であり、
複数の前記圧電センサはそれぞれ、前記外装の異なる箇所に配置された複数の部品に配置されており、
前記加速度センサは、平面視した場合に、複数の前記部品で囲まれた内側に一つ配置されている、
傷検知装置。 A scratch detection device for detecting whether or not the exterior of an automobile is scratched,
An acceleration sensor;
a detection unit that detects an acceleration output from the acceleration sensor and a force applied to the exterior;
a determination unit that determines whether or not the exterior is damaged based on a detection result from the detection unit,
the detection unit is disposed along the exterior and detects a force applied to the exterior based on an output from a rectangular, film-like piezoelectric sensor ;
the determination unit determines that the exterior is scratched when the output from the piezoelectric sensor and the acceleration output exceed predetermined threshold values, respectively;
The piezoelectric sensor is a plurality of sensors,
The piezoelectric sensors are disposed on a plurality of components disposed at different positions on the exterior, respectively;
When viewed in a plan view, the acceleration sensor is disposed inside an area surrounded by the plurality of components.
Scratch detection device.
前記判定部は、前記加速度センサが検知した加速度の方向と、出力のあった前記圧電センサの前記位置記録部に記録された前記加速度センサに対する方向とを比較し、前記加速度の方向と出力のあった前記圧電センサの前記加速度センサに対する方向とが一致した場合に、出力のあった前記圧電センサが配置された前記部品に傷がついたと判定する、請求項１に記載の傷検知装置。 The piezoelectric sensor further includes a position recorder that records the orientation of each of the piezoelectric sensors relative to the acceleration sensor,
The scratch detection device of claim 1, wherein the determination unit compares the direction of acceleration detected by the acceleration sensor with the direction of the piezoelectric sensor that has produced an output relative to the acceleration sensor recorded in the position recording unit, and when the direction of the acceleration matches the direction of the piezoelectric sensor that has produced an output relative to the acceleration sensor, determines that the component in which the piezoelectric sensor that has produced an output is located is scratched.
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