JP2002277545A - 超音波式車両感知器とその計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感知精度を落とすこと無く、超音波の送信間
隔を短縮することができる超音波式車両感知器を提供す
る。 【解決手段】 送信間隔を空けて、前後の信号と異なる
形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波が受
信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感知器
において、送信信号の送信時間を可変する送信時間可変
手段29を設け、送信信号のパルス幅を先行または後続す
る送信信号と違えるように構成している。安定した感知
精度を保ちながら、送信信号の送信間隔を短縮すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上の走行車両
を検知する超音波式車両感知器と、その計測方法に関
し、特に、超音波を短い送信間隔で送信できるようにし
たものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波式車両感知器は、道路上に設置し
た超音波ヘッドから道路面に向けて一定周期で超音波を
送信し、その反射波を受信するまでの時間を計って、道
路上の車両の有無を判定する。

【０００３】従来の超音波式車両感知器は、標準的に
は、路面上の５．５ｍの位置から２ｍｓ間継続する超音
波の送信を８５ｍｓ間隔で繰り返している。音速は３４
３ｍ／ｓ（気温２０°Ｃ）であるため、超音波ヘッドの
送信器から送信された超音波は、路面で反射して３２ｍ
ｓ後に受信器で受信される。超音波ヘッドの下を車両が
通過している場合は、もっと短い時間で受信器に反射波
が戻るため、車両の存在が検知できる。

【０００４】図１１は、従来の超音波式車両感知器の構
成を示している。この装置は、道路脇のポール40から走
行路上に延びるアーム41に取り付けられた送信器43及び
受信器42から成る超音波ヘッドと、その制御器110とか
ら成る。

【０００５】制御器110は、送信信号を出力する送信回
路13と、受信信号を増幅する増幅器（アンプ）11と、受
信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ12
と、受信信号の周波数を計測する周波数測定回路14と、
超音波の直接反射による受信信号を識別するために設定
された閾値15と、制御部110の動作を制御するＣＰＵ200
とを備えている。

【０００６】ＣＰＵ200は、プログラムを実行すること
により、送信回路13の出力信号の継続的な送信時間を一
定（２ｍｓ）に制御する固定送信時間制御部240と、送
信回路13の出力周波数を一定に制御する固定周波数制御
部250と、受信信号の受信レベルを計測する受信レベル
計測部230と、受信レベルと閾値15とを比較する閾値比
較部270と、受信信号の周波数を計測する周波数計測部2
10と、タイマ220により受信信号の受信時間を計測する
受信時間計測部260と、各部の計測結果に基づいて車両
の有無を識別する感知判定部280とを実現している。

【０００７】図１２は、この装置の送信回路13の送信出
力に基づいて送信器43から送信される超音波信号の送信
波形（ａ）と、これが路面で反射して受信器42に達する
反射波形（ｂ）と、車両で反射したときの反射波形
（ｃ）とを示している。周波数ｆに固定された最初の送
信波（ｆ−１）が送信されてから８５ｍｓ後に２番目の
送信波（ｆ−２）が送信され、以後、同じ間隔で送信波
が繰り返し送信される。路面での反射波は、送信波が送
信されてから３２ｍｓ後に受信器42で受信され、車両で
の反射波は、例えば車高が３．４ｍの場合には、１２ｍ
ｓ後に受信器に受信される。従って、送信信号は、前回
の送信信号の反射波が受信器に戻った後に次の信号が送
信される。

【０００８】図１３は、この装置の動作を示している。 ステップ１：送信回路13は、固定周波数制御部250及び
固定送信時間制御部240の制御の基に、周波数ｆの送信
信号を２ｍｓ送信し、 ステップ２：次の送信開始まで待つ。 ステップ３：受信器42で受信された反射波Ｘは、アンプ
11で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ12でディジタルデータ
に変換された後、受信レベル計測部230に取り込まれ
る。 ステップ４：閾値比較部270は、反射波Ｘの受信レベル
と閾値15とを比較し、反射波Ｘの受信レベルが閾値15を
超えている場合に、感知判定部280に検知信号を出力す
る。

【０００９】ステップ５：感知判定部280は、周波数計
測部210を通じて周波数測定回路14が測定した受信信号
の周波数Ｘを取得し、 ステップ６：周波数Ｘがｆであるときは、 ステップ７：受信時間計測部260を通じて、送信開始か
ら受信時点までの受信時間Ｘを表すタイマ220の計測値
を取り込み、 ステップ８：受信時間Ｘから反射波Ｘが路面波または車
両波のいずれであるかを判定し、路面波の場合は非感
知、車両波の場合は感知信号を出力する。

【００１０】また、ステップ４において反射波Ｘの受信
レベルが閾値15以下の場合、及び、ステップ６において
反射波Ｘの周波数がｆで無い場合は、反射波Ｘが送信信
号に対する直接の反射波で無いと見做して、無視する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、８５ｍｓ間隔
での超音波の送信では、例えば車長４．５ｍの車両が１
００ｋｍ／ｈで走行した場合、超音波ヘッド直下の通過
時間が１６２ｍｓしかないため、１回か２回しか超音波
を当てることができない。

【００１２】近年、超音波式車両感知器の超音波をもっ
と短い周期で送信し、その反射波から、車両の有無だけ
で無く、車両の屋根形状を識別して車種の判別に利用し
ようとする方式の開発が進められている。例えば超音波
の送信周期を１０ｍｓに設定すれば、図１４に示すよう
に、車両のシルエットを観測することが可能になる。但
し、この場合、送信信号の送信間隔が路面波の受信時間
３２ｍｓより短くなるため、図１５に示すように、同一
の送信波を繰り返して送信したのでは、送信波（ｆ−
１）に対する反射波がどれかを認識することができなく
なる。

【００１３】そこで、発明者等は、図１６に示すよう
に、送信信号の周波数を違えることによって、送信波と
反射波との対応を取る計測方式の実験を行った。この実
験では、周波数ｆ１を３９ｋＨｚ、周波数ｆ２を４０ｋ
Ｈｚ、周波数ｆ３を４１ｋＨｚ、また、周波数ｆ４を４
２ｋＨｚに設定し、各送信信号の送信時間を２ｍｓ、送
信信号間隔を１０ｍｓに設定した。

【００１４】しかし、この場合、次のような問題点が明
らかになった。超音波の送信効率は送信周波数に依存
し、そのため、図１７（ａ）に示すように、超音波反射
波の受信レベルが周波数によって変化する。この実験で
は、周波数ｆ１からｆ４までの４ｋＨｚの範囲を、その
中央に周波数特性のピークが位置するように設定してい
るが、それでも、この４ｋＨｚの範囲の周辺の３９ｋＨ
ｚ及び４２ｋＨｚにおける受信レベルは、この４ｋＨｚ
の範囲の中央寄りの４０ｋＨｚ及び４１ｋＨｚの受信レ
ベルに比べて可成り低くなる。図１７（ｂ）は、周波数
が４０ｋＨｚの場合の受信信号の測定データを示し、図
１７（ｃ）は、周波数が４２ｋＨｚの場合の受信信号の
測定データを示している。これらの測定データから、両
者の受信レベルの違いは明らかである。

【００１５】こうした送信信号ごとの受信レベルのばら
つきは、車両感知器における感知誤差の発生原因にな
る。

【００１６】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、感知精度を落とすこと無く、超音波の送
信間隔を短縮することができる超音波式車両感知器を提
供し、その計測方法を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、送
信時間間隔を空けて、前後の信号と異なる形態の送信信
号を順次送信し、各送信信号の反射波が受信されるまで
の受信時間を識別する超音波式車両感知器において、送
信信号の送信時間を可変する送信時間可変手段を設け、
送信信号のパルス幅を先行または後続する送信信号と違
えるように構成している。

【００１８】また、この超音波式車両感知器での計測方
法において、送信信号のパルス幅を先行及び後続する送
信信号と違えて送信し、反射波の最大受信レベルの半分
の受信レベルでの受信信号幅を求め、前記受信信号幅と
一致するパルス幅の送信信号を前記反射波の基となった
送信信号として識別するようにしている。

【００１９】また、送信信号の周波数を２種類の周波数
のいずれかに設定するとともに、前記送信信号のパルス
幅または周波数の少なくとも一方を先行及び後続する送
信信号と違えて送信し、反射波の最大受信レベルの半分
の受信レベルでの受信信号幅を求め、パルス幅が前記受
信信号幅と一致し、且つ、周波数が前記反射波の周波数
と一致する送信信号を前記反射波の基となった送信信号
として識別するようにしている。

【００２０】そのため、安定した感知精度を保ちなが
ら、送信信号の送信間隔を短縮することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）第１の実施形
態の超音波車両感知器では、図２（ａ）に示すように、
送信信号の周波数を一定に保ち、そのパルス幅を違える
ことにより、各送信信号を区別できるようにしている。
このとき、反射波は、図２（ｂ）に示すように、送信波
のパルス幅に応じた信号幅を呈するため、送信信号との
対応を取ることが可能になる。

【００２２】図１は、この超音波式車両感知器の構成を
示している。この装置の制御部10は、送信信号を出力す
る送信回路13と、受信信号を増幅するアンプ11と、受信
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ12と、
受信信号の周波数を計測する周波数測定回路14と、超音
波の直接反射による受信信号を識別するために設定され
た閾値15と、制御部10の動作を制御するＣＰＵ20とを備
えており、ＣＰＵ20は、プログラムを実行することによ
り、送信回路13の出力周波数を一定に制御する固定周波
数制御部25と、送信回路13から送信する信号の送信信号
幅（パルス幅）を制御する送信時間可変制御部29と、受
信信号の受信レベルを計測する受信レベル計測部23と、
受信レベルと閾値15とを比較する閾値比較部27と、受信
信号の信号幅（受信信号幅）を判定する受信信号幅判定
部30と、受信信号の周波数を計測する周波数計測部21
と、タイマ22により受信信号の受信時間を計測する受信
時間計測部26と、各部の計測結果に基づいて車両の有無
を識別する感知判定部28とを実現している。

【００２３】図３は、この装置の動作手順を示してい
る。ここでは、送信信号幅Ｗをｗ１→ｗ２→ｗ３→ｗ４
の順に繰り返して変える場合を示している。 ステップ10：送信時間可変制御部29は、送信回路13の送
信信号の送信信号幅Ｗをｗ１に設定する。 ステップ11：送信回路13は、固定周波数制御部25により
設定された周波数ｆの送信信号を送信時間可変制御部29
により設定された送信信号幅Ｗで送信し、 ステップ12：次の送信開始まで待つ。

【００２４】ステップ13：次は、送信信号幅Ｗがｗ１の
場合はｗ２に、ｗ２の場合はｗ３に、ｗ３の場合はｗ４
に、また、ｗ４の場合はｗ１に変更して、ステップ11か
らの手順を繰り返す。 ステップ14：受信器42で受信された反射波Ｘは、アンプ
11で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ12でディジタルデータ
に変換された後、受信レベル計測部23に取り込まれる。

【００２５】ステップ15：閾値比較部27は、反射波Ｘの
受信レベルと閾値15とを比較し、反射波Ｘの受信レベル
が閾値15を超えている場合に、受信信号幅判定部30に反
射波Ｘの受信レベルを出力する。 ステップ16：受信信号幅判定部30は、反射波Ｘの受信信
号幅Ｘを求め、それを感知判定部28に出力する。この受
信信号幅Ｘの求め方については、後述する。 ステップ17：感知判定部28は、受信信号幅Ｘをｗ１、ｗ
２、ｗ３及びｗ４と比較し、受信信号幅Ｘがいずれかに
一致するときは、 ステップ18：周波数計測部21を通じて周波数測定回路14
が測定した受信信号の周波数Ｘを取得し、 ステップ19：周波数Ｘがｆであるときは、 ステップ20：受信信号幅Ｘがｗ１の場合には、受信時間
計測部26を通じてタイマ22より、ｗ１の送信信号を送信
した時刻からの受信時間を取り込み、受信信号幅Ｘがｗ
２の場合には、タイマ22よりｗ２の送信信号を送信した
時刻からの受信時間を取り込み、受信信号幅Ｘがｗ３の
場合には、タイマ22よりｗ３の送信信号を送信した時刻
からの受信時間を取り込み、また、受信信号幅Ｘがｗ４
の場合には、タイマ22よりｗ４の送信信号を送信した時
刻からの受信時間を取り込む。そして、受信時間から反
射波Ｘが路面波または車両波のいずれであるかを判定
し、路面波の場合は非感知、車両波の場合は感知信号を
出力する。

【００２６】また、ステップ15において反射波Ｘの受信
レベルが閾値15以下の場合、また、ステップ17において
受信信号幅Ｘがｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のいずれでもな
い場合、また、ステップ19において反射波Ｘの周波数が
ｆで無い場合は、反射波Ｘが送信信号に対する直接の反
射波で無いと見做して、無視する。

【００２７】図４は、送信信号幅が２ｍｓの送信信号を
送信したときに測定された受信信号の波形を示してい
る。この波形のピーク値の半分のレベルでの信号幅、即
ち、受信ピークから６ｄＢダウンしたレベルでの信号幅
が、丁度、送信信号幅の２ｍｓと同じ幅を示している。
この関係は、送信信号幅を変えた場合も同じであること
が実験によって確かめられている。つまり、受信波形の
ピーク値の半分のレベルでの信号幅を求めることによ
り、送信信号幅を検出することができる。

【００２８】受信信号幅判定部30は、この受信ピークか
ら６ｄＢダウンしたレベルでの受信信号幅を図５の手順
によって求める。この手順を、受信信号の受信レベルを
模式的に表示した図６を参照しながら説明する。

【００２９】ステップ21：受信レベル計測部23は、Ａ／
Ｄコンバータ12で変換された反射波Ｘのディジタル値を
順次取り込み、 ステップ22：閾値比較部27は、そのディジタル値が閾値
15より大きいとき、その値を受信信号幅判定部30に出力
する。このステップ21、ステップ22の手順が繰り返され
る。

【００３０】図６において、Ａ／Ｄコンバータ12からは
ｔ１、ｔ２、ｔ３、‥の各時点のディジタル値が出力さ
れ、閾値比較部27は、受信レベルが感知閾値を超えた時
刻Ａ（＝ｔ６）の時点の受信レベルＸ１を受信信号幅判
定部30に出力し、それ以降、受信レベルが感知閾値を超
えるｔ７、ｔ８、‥の各時点の受信レベルを順次受信信
号幅判定部30に出力する。

【００３１】ステップ23：受信信号幅判定部30は、デー
タ登録領域に、入力した受信レベルの値と受信時刻とを
登録する。例えば、時刻Ａ（＝ｔ６）の時点の受信レベ
ルＸ１が入力した時点では、回数１としてＸ１とｔ６と
を登録し、時刻ｔ７の時点の受信レベルＸ２が入力した
時点では、回数２としてＸ２とｔ７とを登録する。

【００３２】ステップ24：それまでの最大受信レベル
（反射波ＭＡＸ）と、入力した受信レベル（反射波Ｘ）
とを比較し、反射波Ｘが反射波ＭＡＸより大きいとき
は、 ステップ25：反射波ＭＡＸを反射波Ｘで更新する。従っ
て、時刻ｔ６の受信レベルＸ１が入力した時点では、Ｘ
１が反射波ＭＡＸであるが、時刻ｔ７の受信レベルＸ２
が入力すると、反射波ＭＡＸはＸ２に更新される。 ステップ26：時刻ｔ７の受信レベルＸ７が入力した後
は、次の時刻ｔ８の受信レベルの入力を待ち、 ステップ27：Ａ／Ｄコンバータ12で変換されたディジタ
ル値Ｘ８を取り込み、ステップ23以降の手順を繰り返
す。

【００３３】従って、データ登録領域には、受信レベル
が感知閾値を超えた時刻ｔ６以降の受信レベルが回数及
び受信時刻とともに登録される。また、反射波ＭＡＸ
は、受信レベルが上昇過程にあるときは、ディジタル値
を取り込むごとに更新される。しかし、受信レベルがピ
ークを迎える時刻Ｂのディジタル値が入力し、その値で
反射波ＭＡＸが更新された後は、入力する反射波Ｘの受
信レベルが反射波ＭＡＸ以下となる。そのため、ステッ
プ24の判定結果が“ｎｏ”となる。この場合、 ステップ28：６ｄＢダウンのチェックを行うため、反射
波Ｘの受信レベルと（反射波ＭＡＸ／２）とを比較し、
（反射波ＭＡＸ／２）＞反射波Ｘであるか否か、即ち、
反射波Ｘの受信レベルが（反射波ＭＡＸ／２）以下に低
下したかどうかを調べる。

【００３４】反射波Ｘの受信レベルが（反射波ＭＡＸ／
２）以下に低下していなければ、ステップ26に移行し、
次の受信レベルの入力を待つ。

【００３５】図６では、受信時刻Ｃにおいて始めて反射
波の受信レベルが６ｄＢ閾値（＝反射波ＭＡＸ／２）を
下回る。反射波Ｘの受信レベルが（反射波ＭＡＸ／２）
以下に低下すると、 ステップ29：タイマより受信時刻Ｃを取り込む。これに
より、反射波ＭＡＸから６ｄＢダウンの受信信号幅の後
端の時刻が得られたことになる。

【００３６】ステップ30：次に、この６ｄＢダウンの受
信信号幅の前端の時刻をデータ登録領域のデータから得
るために、回数を１にセットし、 ステップ31：回数１から順に、データ登録領域に記述し
た受信レベルを求め、 ステップ32：その受信レベルＸと（反射波ＭＡＸ／２）
とを比較し、（反射波ＭＡＸ／２）＜レベルＸであるか
否か、即ち、受信レベルＸが（反射波ＭＡＸ／２）を超
えているかどうかを調べる。

【００３７】図６では、回数２の受信時刻Ｄにおいて始
めて受信レベルが６ｄＢ閾値（＝反射波ＭＡＸ／２）を
上回る。（反射波ＭＡＸ／２）＜レベルＸになると、 ステップ33：その回数のデータ登録領域に記述された受
信時刻Ｄを取り込み、 ステップ34：受信時刻Ｃ−受信時刻Ｄにより受信信号幅
Ｘを求める。 図６では、受信時刻Ｄから受信時刻Ｃまでの信号幅が、
ピークから６ｄＢダウンの受信信号幅として得られるこ
とになる。

【００３８】このように、この超音波式車両感知器で
は、送信信号の信号幅を変えて各送信信号を区別し、受
信波の受信幅を計測して、対応する送信信号を識別して
いる。こうすることにより、送信間隔を短くしてサンプ
リング回数を上げることができる。ここでは、送信信号
の周波数を一定に保っているため、安定した感知精度で
計測回数の細密化を図ることができる。

【００３９】（第２の実施形態）第２の実施形態の超音
波車両感知器では、送信信号の周波数を二通りに変える
とともに、そのパルス幅を変えて、計測回数の細密化を
図っている。

【００４０】図１７で説明したように、受信波の受信レ
ベルは送信信号の周波数に依存するが、４０ｋＨｚから
４１ｋＨｚまでの周波数帯域では、大きな受信レベルを
得ることができる。また、図８に示すように、周波数特
性のピーク値を示す周波数ｆ０の前後には、同一受信レ
ベルを示す二つの周波数ｆ１、ｆ２が必ず存在してい
る。

【００４１】そこで、この装置では、送信信号の周波数
として、４０ｋＨｚから４１ｋＨｚの周波数帯域にあ
り、且つ、受信レベルが同一である周波数ｆ１と周波数
ｆ２とを選択し、図９に示すように、周波数がｆ１で送
信信号幅がｗ１の信号、周波数がｆ２で送信信号幅がｗ
１の信号、周波数がｆ１で送信信号幅がｗ２の信号、及
び、周波数がｆ２で送信信号幅がｗ２の信号の４種類を
使用して送信情報を生成している。

【００４２】この装置は、図７に示すように、送信回路
13から送信する信号の周波数をｆ１とｆ２とに切り替え
る周波数可変制御部31を備えている。その他の構成は第
１の実施形態（図１）と変わりがない。

【００４３】図１０は、この装置の動作手順を示してい
る。周波数ｆ１、信号幅ｗ１の送信信号を（ｆ１，ｗ
１）、周波数ｆ１、信号幅ｗ２の送信信号を（ｆ１，ｗ
２）、周波数ｆ２、信号幅ｗ１の送信信号を（ｆ２，ｗ
１）、また、周波数ｆ２、信号幅ｗ２の送信信号を（ｆ
２，ｗ２）とするとき、ここでは（ｆ１，ｗ１）→（ｆ
１，ｗ２）→（ｆ２，ｗ１）→（ｆ２，ｗ２）の順に繰
り返して信号を送信する場合を示している。

【００４４】ステップ41：周波数可変制御部31は、送信
回路13の送信信号の周波数Ｆをｆ１に設定し、送信時間
可変制御部29は、この送信信号の送信信号幅Ｗをｗ１に
設定する。 ステップ42：送信回路13は、周波数Ｆの送信信号を送信
信号幅Ｗで送信し、 ステップ43：次の送信開始まで待つ。 ステップ44：次は、送信情報が（ｆ１，ｗ１）の場合は
（ｆ１，ｗ２）に、送信情報が（ｆ１，ｗ２）の場合は
（ｆ２，ｗ１）に、送信情報が（ｆ２，ｗ１）の場合は
（ｆ２，ｗ２）に、また、送信情報が（ｆ２，ｗ２）の
場合は（ｆ１，ｗ１）に変更して、ステップ42からの手
順を繰り返す。

【００４５】ステップ45：受信器42で受信された反射波
Ｘは、アンプ11で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ12でディ
ジタルデータに変換された後、受信レベル計測部23に取
り込まれる。 ステップ46：閾値比較部27は、反射波Ｘの受信レベルと
閾値15とを比較し、反射波Ｘの受信レベルが閾値15を超
えている場合に、受信信号幅判定部30に反射波Ｘの受信
レベルを出力する。 ステップ47：受信信号幅判定部30は、図５の手順で反射
波Ｘの受信信号幅Ｘを求め、それを感知判定部28に出力
する。

【００４６】ステップ48：感知判定部28は、受信信号幅
Ｘをｗ１及びｗ２と比較し、受信信号幅Ｘがいずれかに
一致するときは、 ステップ49：周波数計測部21を通じて周波数測定回路14
が測定した受信信号の周波数Ｘを取得し、 ステップ50：周波数Ｘをｆ１及びｆ２と比較し、周波数
Ｘがいずれかに一致するときは、 ステップ51：受信波が（ｆ１，ｗ１）の場合には、受信
時間計測部26を通じてタイマ22より（ｆ１，ｗ１）の送
信信号を送信した時刻からの受信時間を取り込み、受信
波が（ｆ１，ｗ２）の場合には、タイマ22より（ｆ１，
ｗ２）の送信信号を送信した時刻からの受信時間を取り
込み、受信波が（ｆ２，ｗ１）の場合には、タイマ22よ
り（ｆ２，ｗ１）の送信信号を送信した時刻からの受信
時間を取り込み、また、受信波が（ｆ２，ｗ２）の場合
には、タイマ22より（ｆ２，ｗ２）の送信信号を送信し
た時刻からの受信時間を取り込む。そして、受信時間か
ら反射波Ｘが路面波または車両波のいずれであるかを判
定し、路面波の場合は非感知、車両波の場合は感知信号
を出力する。

【００４７】また、ステップ46において反射波Ｘの受信
レベルが閾値15以下の場合、また、ステップ48において
受信信号幅Ｘがｗ１、ｗ２のいずれでもない場合、ま
た、ステップ50において反射波Ｘの周波数がｆ１、ｆ２
のいずれでも無い場合は、反射波Ｘが送信信号に対する
直接の反射波で無いと見做して、無視する。

【００４８】このように、この超音波式車両感知器で
は、送信信号の周波数の変化と、その信号幅の変化とを
組み合わせているため、送信信号の信号幅のみを変える
場合に比べて、多様な送信情報を生成することができ
る。言い換えれば、信号幅のみを変えた送信信号と同じ
数の送信信号を生成する場合には、受信波の識別が容易
に実施できる。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の超音波式車両感知器及びその計測方法では、安定した
感知精度を保ちながら、送信信号の送信間隔を短縮し、
サンプリング回数を上げることができる。

【００５０】従って、高速車からも、より多くの反射情
報を得ることが可能になり、高速車両を確実に感知する
ことができる。

【００５１】また、多くの反射情報から車両シルエット
を精密に画くための詳細な車高情報を得ることができ、
この情報を基に高精度な車種判別が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における超音波式車両感知器の
構成を示すブロック図、

【図２】（ａ）第１の実施形態の計測方法での送信波形
を示す図、（ｂ）第１の実施形態の計測方法での路面か
らの反射波形を示す図、

【図３】第１の実施形態における超音波式車両感知器の
動作手順を示すフロー図、

【図４】パルス幅が２ｍｓの送信信号に対する受信波形
を示す図、

【図５】第１の実施形態の計測方法において受信信号幅
を求める手順を示すフロー図、

【図６】第１の実施形態の計測方法において受信信号幅
の求め方を説明する図、

【図７】第２の実施形態における超音波式車両感知器の
構成を示すブロック図、

【図８】第２の実施形態の計測方法において選択する送
信周波数を示す図、

【図９】第２の実施形態の計測方法における送信波形を
示す図、

【図１０】第２の実施形態における超音波式車両感知器
の動作手順を示すフロー図、

【図１１】従来の超音波式車両感知器の構成を示すブロ
ック図、

【図１２】従来の超音波式車両感知器の送信波形と受信
波形とを示す図、

【図１３】従来の超音波式車両感知器の動作手順を示す
フロー図、

【図１４】超音波式車両感知器の感知結果から得られる
車両シルエットを示す図、

【図１５】従来の超音波式車両感知器により間隔を短縮
した送信信号を送信したときの送信波形と受信波形とを
示す図、

【図１６】周波数のみを可変する計測方法での送信波形
を示す図、

【図１７】受信レベルの周波数依存性を示す図である。

【符号の説明】

10 制御部 11 アンプ 12 Ａ／Ｄコンバータ 13 送信回路 14 周波数測定回路 15 閾値 20 ＣＰＵ 21 周波数計測部 22 タイマ 23 受信レベル計測部 25 固定周波数制御部 26 受信時間計測部 27 閾値比較部 28 感知判定部 29 送信時間可変制御部 30 受信信号幅判定部 31 周波数可変制御部 40 ポール 41 アーム 42 受信器 43 送信器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信時間間隔を空けて、前後の信号と異
   なる形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波
   が受信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感
   知器において、 送信信号の送信時間を可変する送信時間可変手段を備
   え、送信信号のパルス幅を先行または後続する送信信号
   と違えることを特徴とする超音波式車両感知器。
2. 【請求項２】 前記送信信号の周波数を一定とし、前記
   送信信号のパルス幅を先行及び後続する送信信号と違え
   ることを特徴とする請求項１に記載の超音波式車両感知
   器。
3. 【請求項３】 前記送信信号の周波数を２種類の周波数
   に可変する送信周波数可変手段を備え、前記送信信号の
   パルス幅または周波数の少なくとも一方を先行及び後続
   する送信信号と違えることを特徴とする請求項１に記載
   の超音波式車両感知器。
4. 【請求項４】 反射波の最大受信レベルの半分の受信レ
   ベルでの受信信号幅を求める受信信号幅判定手段を備
   え、前記受信信号幅と送信信号のパルス幅とを照合して
   前記反射波の基となった送信信号を識別することを特徴
   とする請求項１に記載の超音波式車両感知器。
5. 【請求項５】 送信時間間隔を空けて、前後の信号と異
   なる形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波
   が受信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感
   知器での計測方法において、 送信信号のパルス幅を先行及び後続する送信信号と違え
   て送信し、反射波の最大受信レベルの半分の受信レベル
   での受信信号幅を求め、前記受信信号幅と一致するパル
   ス幅の送信信号を前記反射波の基となった送信信号とし
   て識別することを特徴とする計測方法。
6. 【請求項６】 送信時間間隔を空けて、前後の信号と異
   なる形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波
   が受信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感
   知器での計測方法において、 送信信号の周波数を２種類の周波数のいずれかに設定す
   るとともに、前記送信信号のパルス幅または周波数の少
   なくとも一方を先行及び後続する送信信号と違えて送信
   し、反射波の最大受信レベルの半分の受信レベルでの受
   信信号幅を求め、パルス幅が前記受信信号幅と一致し、
   且つ、周波数が前記反射波の周波数と一致する送信信号
   を前記反射波の基となった送信信号として識別すること
   を特徴とする計測方法。
7. 【請求項７】 送信信号の前記周波数を、受信レベルが
   ピークを示す周波数を中心とする、周波数特性上におけ
   る受信レベルが等しい２種類の周波数を選択することを
   特徴とする請求項６に記載の計測方法。
8. 【請求項８】 送信時間間隔を空けて、前後の信号と異
   なる形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波
   が受信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感
   知器の制御プログラムにおいて、 コンピュータを、 送信信号のパルス幅を先行及び後続する送信信号と違え
   るように制御する送信時間可変制御手段と、 反射波の最大受信レベルの半分の受信レベルでの受信信
   号幅を求める受信信号幅判定手段と、 前記受信信号幅と一致するパルス幅の送信信号が送信さ
   れた時点を基点として前記受信時間を求め、前記受信時
   間に基づいて車両の有無を感知する感知判定手段として
   機能させるためのプログラム。
9. 【請求項９】 送信時間間隔を空けて、前後の信号と異
   なる形態の送信信号を順次送信し、各送信信号の反射波
   が受信されるまでの受信時間を識別する超音波式車両感
   知器の制御プログラムにおいて、 コンピュータを、 送信信号のパルス幅を先行または後続する送信信号と違
   えるように制御する送信時間可変制御手段と、 送信信号の周波数を２種類の周波数のいずれかに設定す
   る周波数可変制御手段と、 反射波の最大受信レベルの半分の受信レベルでの受信信
   号幅を求める受信信号幅判定手段と、 パルス幅が前記受信信号幅と一致し、且つ、周波数が前
   記反射波の周波数と一致する送信信号が送信された時点
   を基点として前記受信時間を求め、前記受信時間に基づ
   いて車両の有無を感知する感知判定手段として機能させ
   るためのプログラム。