JP2001101574A

JP2001101574A - レーザセンサを用いた車両検出装置

Info

Publication number: JP2001101574A
Application number: JP27272099A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shiomichi; 弘行塩道; Tsutomu Miyawaki; 努宮脇; Osamu Isa; 治伊佐
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】一台のレーザセンサによって複数の車両を検出
することを可能にする。【解決手段】車両検出装置２０は、レーザビーム投光部
と受光部を備え、さらに、レーザビーム２３をθ方向お
よびθ’方向に走査するレーザビーム走査部を含む。レ
ーザビームをθおよびθ’方向にスキャンしながら各駐
車エリアでのビームの伝搬時間を測定し、基準伝搬時間
と比較することによって車両有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザセンサを
用いて駐車場の車両や車道上の車両を検出する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】駐車場や車道上の車両の有無を検知する
従来の装置として、最も典型的には、各駐車スペースや
車線それぞれに対応して超音波センサやレーザセンサを
配置し、各センサの出力に基づいて車両有無を検知す
る。しかし、これらの車両検出装置では、一つのセンサ
で一台の車両の有無しか検知することができないため
に、例えば、駐車場では駐車エリアに対応した相当数の
センサを配置しなければならず設備が大掛りになると共
に、高コスト化を避けることができない。また、各セン
サは風雨にさらされることになるために環境変化の影響
を受けやすく、すべてのセンサを長期に渡って安定した
性能に保持するためのメンテナンスが大変という問題も
あった。

【０００３】上記の不都合を解決するために、画像セン
サを用いる車両検出装置も提案されている。この装置で
は、一台〜数台の画像カメラが検出エリア全体を撮像
し、撮像した画像を解析することにより各駐車エリアま
たは各車線上の車両有無を検知する。この場合、画像カ
メラは一台〜数台でよいためにメンテナンスが容易であ
り、また設備も小規模でよい利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記画像セン
サでは駐車場や車道を一定の照度に保つための照明設備
が必要であり、照明設備を設置しない場合には夜間に対
応することができない不都合がある。また、日中であっ
ても陰などの環境変化によって車両検知エラーを起こす
可能性があり、検知精度を高めようとすると画像カメラ
の設置台数を増やしたり複雑なソフトウェア処理を行う
必要があったりするなど、全体としての信頼性の低下と
高コスト化を免れないという問題点がある。

【０００５】この発明の目的は、一台のレーザセンサに
よって複数の車両を検出することのできる、レーザセン
サを用いた車両検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために以下の構成を備えている。

【０００７】（１）レーザビームを投光するレーザビ
ーム投光手段と、投光したレーザビームの反射光を受光
するレーザビーム受光手段と、前記投光するレーザビー
ムを所定の領域に走査させるレーザビーム走査手段と、
各走査点におけるレーザビームの投光から受光までの伝
搬時間に基づいて前記所定の領域においての車両有無を
検出する車両検出手段と、を備えている。

【０００８】この発明では、投光されたレーザビームを
スキャナを含むレーザビーム走査手段によって走査し、
各走査点におけるレーザビームの伝搬時間から車両有無
を検出する。このようにすると、例えば駐車場に適用し
た場合には、各駐車エリアに対応して個々のレーザセン
サを設ける必要がなくなる。また、レーザビーム走査に
よって所定の領域の車両有無を検出するために、レーザ
ビームを斜めに照射することが可能となり、このため装
置全体を屋内に設置することが可能となり、環境変化の
影響を受けにくくなる。

【０００９】（２）前記車両検出手段は、前記所定の
領域に車両がない場合の前記伝搬時間を基準伝搬時間と
して予め記憶しておき、その基準伝搬時間と測定伝搬時
間との差に基づいて車両有無を検出する。

【００１０】車両有無を検出するには、レーザビームの
伝搬時間に基づかせるのが最も正確で且つ容易である。
また、レーザビームとしては通常、レーザパルスを用い
る。そこで、伝搬時間の検出には、投光したレーザパル
スと受光したレーザパルスの時間間隔を測定する。この
値が短ければ車両があり、そうでない時には車両がない
と判断する。

【００１１】（３）前記レーザビーム走査手段はレー
ザビームを２軸でそれぞれ走査をする。

【００１２】レーザビームを２軸（例えばＸ軸およびＹ
軸）でそれぞれ個別に走査をすると、レーザビームを所
定の領域に対して斜め上方から走査することで一本のレ
ーザビームで所定の領域の平面全体をカバーすることが
できる。これにより、車両検出装置本体を駐車場から離
れた建物内に設置したり、車道から離れた建物や施設内
に設置することができ、環境の影響を受けないように、
且つ景観を悪くすることなく車両検出を行うことができ
る。

【００１３】（４）前記投光されたレーザビームを反
射する反射体を複数個設置し、レーザビーム走査手段
は、この反射体に向けてレーザビーム走査を行う。

【００１４】レーザビームの反射体を設置すると、レー
ザビームをどの方向に対しても投光することができる。
この場合、レーザビームは各反射体に向けて走査すれば
よいために、走査角は反射体がない場合の走査角に比較
して小さくすることが可能になる。

【００１５】（５）前記反射体は道路の各車線上に設
置する。

【００１６】反射体を道路の各車線上に設置することに
よって、一本のレーザビームで複数車線の各車線上の車
両を簡単に検出することができる。なお、反射体はレー
ザセンサに比較して極めて小さな構造体とすることがで
きるから、各車線上に設置される反射体は美観を大きく
損ねることがなく、また、反射体自体はミラーで構成さ
れるから環境の影響を受けることもほとんどない。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
る車両検出装置の構成図である。

【００１８】レーザビーム投光部は、投光回路１、レー
ザビームを発振出力する発光素子２、コリメートレンズ
３で構成され、レーザビーム受光部は、コンデンサレン
ズ４、受光素子５、および受光回路６で構成される。投
光回路１は、発光素子２からレーザパルスが出力される
ように該発光素子２を駆動する。また、受光回路６は、
受光素子５で受光された受光レーザパルスを処理して電
気信号を制御回路７に出力する。

【００１９】レーザビーム走査部は、ポリゴンミラー１
０と反射ミラー１１とで構成される。発光素子２から発
光されたレーザパルスはポリゴンミラー１０で反射し、
さらに反射ミラー１１で反射して投光される。同様に、
受光レーザパルスは反射ミラー１１で反射し、さらにポ
リゴンミラー１０で反射して受光素子５に入射する。ポ
リゴンミラー１０はパルスモータ１２によって反時計方
向に回転駆動され、このモータ１２はＹ軸走査回路１３
によって回転駆動制御される。ポリゴンミラー１０は正
八面体の形状にあるために、これを反時計方向に回転駆
動することによって発光素子２から発光されたレーザパ
ルスは繰り返し往復走査されることになる。また、パル
スモータ１２の回転角、すなわちポリゴンミラー１０の
回転角θはパルスモータ内部の位置センサまたは角速度
センサによって検出され、この信号が制御回路７に入力
される。これにより、制御回路７では、ポリゴンミラー
１０の回転角を常時監視することができる。

【００２０】また、上記反射ミラー１１は長方形の形状
をしており、長手方向の中心軸で回転自在に支持されて
いる。この反射ミラー１１も上記回転軸を中心にパルス
モータ１４によって回動（揺動）制御され、このモータ
１４はＸ軸走査回路１５によって駆動制御されると共
に、同モータ１４内の回転位置センサまたは角速度セン
サによって反射ミラー１１の回転位置θ′が検出されて
制御回路７に出力されるようになっている。

【００２１】上記のように、ポリゴンミラー１０はＸ軸
を中心に回転することによってレーザパルスをＹ軸方向
に走査し、反射ミラー１１はＹ軸を中心に回動すること
によってポリゴンミラー１０からのレーザパルスをＸ軸
方向に走査する。

【００２２】制御回路７は、上記ポリゴンミラー１０お
よび反射ミラー１１の回転位置を監視しながらＹ軸走査
回路１３およびＸ軸走査回路１５を制御し、且つ投光回
路１を駆動して、受光回路６から入力される信号を処理
する。すなわち、レーザパルスを走査することによっ
て、各走査点における投光レーザパルスと受光レーザパ
ルス間の間隔（伝搬時間）を測定し、この時間に光速を
乗じ、さらにこれを２で割ることによって、発光素子２
からレーザパルス反射点までの距離を求める。この距離
（測定距離）が予め車両がいない時に測定した距離（基
準距離）とほぼ等しければ、同位置に車両がいないと判
定し、測定距離が基準距離よりも一定長さ以上短ければ
同位置に車両がいると判定する。なお、この処理は、駐
車場の各駐車エリアの所定の位置（例えば中央位置）に
走査点が一致した時に行う。走査点が各駐車エリアの所
定の位置に一致しているかどうかは、ポリゴンミラー１
０および反射ミラー１１のそれぞれの回転位置、すなわ
ちパルスモータ１２、１４から出力されるθおよびθ’
の信号によって知ることができる。

【００２３】以上のようにして、各駐車エリアの駐車車
両の有無を検出し、その結果を表示器１６上に表示す
る。この例では、表示器１６上に各駐車エリアのナンバ
ーとそれに対応して○または×の表示を行って、どの駐
車エリアが空いているかを表示するようにしている。

【００２４】図２は、上記車両検出装置と駐車場との位
置関係を示している。２０は駐車場の車両検出装置であ
って、ここから、レーザビーム２３がポリゴンミラー１
０によってＹ軸方向にスキャンされ（角度がθ）、さら
に反射ミラー１１によってＸ軸方向にスキャンされる
（角度がθ’）。

【００２５】車両有無の検出は、上記のように基準距離
と測定距離とを比較することによって行う。すなわち、
基準距離と測定距離がほぼ等しい場合には車両なし、基
準距離よりも測定距離が一定の長さ以上短い場合には車
両ありと判断する。もちろん、距離ではなく時間の次元
で比較することも可能である。図３は、車両検出装置２
０と車両２１との位置関係を示している。図に示すよう
に、車両２１に対し、車両検出装置２０は斜め上方に位
置するために、車両２１が存在しない時の基準伝搬時間
（基準距離）の方が、車両２１が存在する時の測定伝搬
時間（測定距離）の方が短くなる。

【００２６】レーザビーム部はＸ軸方向およびＹ軸方向
に独立して走査することができるために、車両検出装置
２０の取付位置に制限を受けることがない。図４は、車
両検出装置２０を駐車場のほぼ中央の斜め上方に設置し
た場合の平面図を示している。このような場合には、レ
ーザビームを図示のように走査すればよい。なお、精度
を高くするために、１つの駐車エリアの複数ポイントの
測定を行い、各ポイントの測定結果に基づいて駐車有無
の確からしさを求め、これに基づいて判定してもよい。
確からしさを求める方法としては、最も単純にはしきい
値を利用する。すなわち、車両ありと判断したポイント
があるパーセント以上であれば、その駐車エリアに対し
ては駐車ありと判断し、そうでない場合には車両なしと
判断する。測定ポイントの位置は、望ましくは１つの駐
車エリアの中央位置を含むその周囲の複数の位置を含む
ものとする。各ポイントは、レーザビームが車の窓ガラ
スではなく天板となるように設定することも望ましい。

【００２７】図５は、この発明の他の実施形態を示して
いる。この実施形態では、道路交差点における車両検出
装置を示す。

【００２８】車両検出装置２０を交差点の周囲上方の任
意の箇所に設定し、レーザビームをθおよびθ’方向に
それぞれスキャンすることにより、交差点の各車線上に
位置する車両有無を検出することが可能になる。この情
報は、例えば、交差点における車両の混雑情報、渋滞情
報を作成するのに利用される。また、信号装置とリンク
することによって、信号無視、車速オーバー等の交通違
反者を監視することも可能である。

【００２９】以上の車両検出装置は、レーザビームの走
査軸をＸ軸とＹ軸の２軸としたが、１軸であっても、ミ
ラーなどの反射体と組み合わせることによって一台の車
両検出装置で複数位置の車両有無を検出することができ
る。図６は、レーザビーム走査軸が１軸の車両検出装置
を用いて駐車場に設置した場合を示し、図７は、車道に
設置した場合をそれぞれ示している。図６、図７共車両
検出装置２０はθ’方向（Ｘ軸方向）にレーザビームを
走査する。車両検出装置２０のビーム照射方向には、各
駐車エリアや車線に対向してミラー２２が配置されてい
る。レーザビームをθ’方向に走査することにより、各
駐車エリアや車線に対してレーザビームを照射すること
ができる。なお、ミラー２２の取付角度を工夫すること
により、車両検出装置２０を任意の位置に取り付けるこ
とができる。図８〜図１０は、車道周辺の複数の位置に
車両検出装置２０を配置した例を示す。図８では、車道
上に一直線に設けられているミラー２２に対し、同じ高
さで斜め左下方向に車両検出装置２０を設置している。
この構成では、車両検出装置２０から投光されたレーザ
ビームはミラー２２で紙面垂直方向に反射して車線上に
到達する。図９は、一直線上に配置されたミラー２２を
含む垂直面内でレーザビームを投光、反射させて車線上
に到達させる。図１０では、一直線上に配置されたミラ
ーを含む垂直面内で左上方からレーザビームを投光して
ミラーで反射させて車線上に到達させる。この場合、必
要に応じて図に示すように反射ミラーを複合ミラー構成
とする。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、一台の車両検出装置
で、複数の車両有無を簡単に、しかも環境の影響を受け
ることなく検出することができる。

【００３１】また、レーザビームの走査軸を２軸にした
り反射体を組み合わせることによって、車両検出装置の
取付位置に制限を受けることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である車両検出装置の構成
図

【図２】駐車場と車両検出装置の位置関係を示す図

【図３】車両の有無を検出する方法を説明する図

【図４】駐車場と車両検出装置との位置関係を示す平面
図

【図５】車両検出装置を交差点周辺に配置した実施形態
を示す図

【図６】レーザビーム走査軸を１軸とした車両検出装置
と駐車場との位置関係を示す図

【図７】レーザビーム走査軸を１軸とした車両検出装置
と車道の位置関係を示す図

【図８】車道周辺の車両検出装置の配置例を示す図

【図９】車両検出装置の他の配置例を示す図

【図１０】車両検出装置のさらに他の配置例を示す図

【符号の説明】

２０−車両検出装置２１−車両２３−レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮脇努京都府京都市下京区木津屋橋通西洞院東入ル東塩小路町606番地オムロンソフトウェア株式会社内 (72)発明者伊佐治京都府京都市下京区木津屋橋通西洞院東入ル東塩小路町606番地オムロンソフトウェア株式会社内Ｆターム(参考） 5H180 AA01 CC03 DD01 KK01 KK06 5J084 AA02 AA05 AA10 AB01 AD01 AD05 BA03 BA11 BB21 BB26 CA03 CA65 DA01 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを投光するレーザビーム投
光手段と、投光したレーザビームの反射光を受光するレ
ーザビーム受光手段と、前記投光するレーザビームを所
定の領域に走査させるレーザビーム走査手段と、各走査
点におけるレーザビームの投光から受光までの伝搬時間
に基づいて前記所定の領域においての車両有無を検出す
る車両検出手段と、を備えてなるレーザセンサを用いた
車両検出装置。
【請求項２】前記車両検出手段は、前記所定の領域に
車両がない場合の前記伝搬時間を基準伝搬時間として予
め記憶しておき、その基準伝搬時間と測定伝搬時間との
差に基づいて車両有無を検出する、請求項１記載のレー
ザセンサを用いた車両検出装置。
【請求項３】前記レーザビーム走査手段はレーザビー
ムを２軸でそれぞれ走査をする、請求項１または２記載
のレーザセンサを用いた車両検出装置。
【請求項４】前記投光されたレーザビームを反射する
反射体を複数個設置し、レーザビーム走査手段は、この
反射体に向けてレーザビーム走査を行う、請求項１〜３
のいずれかに記載のレーザセンサを用いた車両検出装
置。
【請求項５】前記反射体は道路の各車線上に設置し
た、請求項４記載のレーザセンサを用いた車両検出装
置。