JP2003187381A - Vehicle detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、道路を走行する車
両を検知して交通流量を測定するための車両検知装置に
係り、特に、センサ近傍を走行する車両によって引き起
こされる磁気の変化を捉える磁界感応型の車両検知装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle detection device for detecting a vehicle traveling on a road and measuring a traffic flow rate, and more particularly to a magnetic field for detecting a change in magnetism caused by a vehicle traveling near the sensor. The present invention relates to a sensitive vehicle detection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】道路上のある地点で地磁気を計測した場
合、時間的にある一定の値が得られる。道路上を磁性体
の塊である車両が移動する場合には、車両に磁気が集中
するため、磁気の強度が時間的に変化する。また、車両
が磁化している場合には、その磁化の方向と地磁気の方
向が等しい場合には強め合い、反対の場合には弱め合う
ため、より大きく変化する。このような磁界感応型の従
来の車両検知装置が、例えば、特開平６−３２５２８８
号公報に開示されている。2. Description of the Related Art When the geomagnetism is measured at a certain point on a road, a certain value can be obtained in terms of time. When a vehicle, which is a mass of magnetic material, moves on the road, the magnetic field concentrates on the vehicle, so that the intensity of the magnetic field changes with time. Further, when the vehicle is magnetized, when the direction of the magnetization and the direction of the earth's magnetism are the same, they strengthen each other, and when they are opposite, they weaken each other, so that they change more greatly. Such a magnetic field-sensitive conventional vehicle detection device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-325288.
It is disclosed in the publication.
【０００３】この従来の車両検知装置では、車両が磁気
センサの設置点を通過していくと、磁気センサの出力が
変化する。このときの磁気センサの出力波形を捉えて車
両が通過したことを検出する。２つの磁気センサが道路
に沿って間隔をおいて設置されているので、１台の車両
の通過に対して２つの磁気センサから時間差のある車両
検知信号が生じる。この時間差のある車両検知信号によ
り、道路上を走行する車両の台数と速度を得ることがで
きる。In this conventional vehicle detection device, the output of the magnetic sensor changes as the vehicle passes through the installation point of the magnetic sensor. The passing waveform of the vehicle is detected by capturing the output waveform of the magnetic sensor at this time. Since the two magnetic sensors are installed at intervals along the road, a vehicle detection signal with a time difference is generated from the two magnetic sensors when one vehicle passes. The number and speed of vehicles traveling on the road can be obtained from the vehicle detection signals with the time difference.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両検知装置では、検知したい車両が走行する車線（自
車線）地中または橋梁部裏側に磁気センサを設置し、そ
の直上を走行する車両を検知しようとしたときに、大き
く磁化された車両や、鋼材を搭載した車両が隣接車線を
通行した場合、これらの車両が引き起こす磁気変化が大
きいため、隣接車線であっても、磁気センサで検知する
磁気が自車線と同様に変化してしまい、車両が自車線を
走行したと誤検知するという問題がある。However, in the conventional vehicle detection device, a magnetic sensor is installed in the lane (own lane) in which the vehicle to be detected travels (own lane) or on the back side of the bridge, and detects the vehicle traveling just above it. If a vehicle that is highly magnetized or a vehicle equipped with steel material passes through adjacent lanes when trying to do so, the magnetic change caused by these vehicles will be large, so even if it is in an adjacent lane, the magnetic field detected by the magnetic sensor Changes in the same way as the own lane, and there is a problem that the vehicle erroneously detects that the vehicle has traveled in the lane.
【０００５】したがって、実際の車両の通行量よりも多
くカウントしてしまい、車両を検知する精度が低くなっ
てしまうという問題がある。Therefore, there is a problem in that the traffic is counted more than the actual traffic of the vehicle and the accuracy of detecting the vehicle becomes low.
【０００６】そこで、本発明の目的は、検知したい車両
が走行する車線を決定でき、その車線を走行する車両の
みを検知できる車両検知装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle detection device which can determine the lane in which a vehicle desired to detect is traveling and can detect only the vehicle traveling in that lane.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために創案されたものであり、請求項１の発明は、
道路地中または橋梁裏側、もしくはガントリー上に設置
され、走行する車両による磁気の変化を計測すると共
に、隣接する車線の影響を除去して予め決められた車線
を走行する車両を検知する車両検知装置において、磁気
センサと、磁気センサの出力を微分し整流する演算装置
と、その演算装置の演算出力が予め設定した閾値以上の
ときパルスを出力する判定装置とを備えた車両検知装置
である。The present invention was devised to achieve the above object, and the invention of claim 1 is
A vehicle detection device that is installed on the ground of the road, behind the bridge, or on the gantry to measure the change in magnetism due to the traveling vehicle and to detect the vehicle traveling in a predetermined lane by removing the influence of the adjacent lane. In the vehicle detection device, a magnetic sensor, an arithmetic device that differentiates and rectifies the output of the magnetic sensor, and a determination device that outputs a pulse when the arithmetic output of the arithmetic device is equal to or greater than a preset threshold value.
【０００８】請求項２の発明は、少なくとも磁気センサ
を、車線の走行方向に一定間隔をおいてそれぞれ設け、
判定装置が出力するパルスの時間差を演算して速度を求
める速度演算装置を備えた請求項１記載の車両検知装置
である。According to a second aspect of the present invention, at least magnetic sensors are provided at regular intervals in the traveling direction of the lane,
The vehicle detection device according to claim 1, further comprising a speed calculation device that calculates a time difference between pulses output by the determination device to obtain a speed.
【０００９】請求項３の発明は、判定装置が出力するパ
ルスの時間差を演算して速度を求めると共に、求めた速
度を判定装置にフィードバックする速度演算装置を備
え、フィードバックされた速度に対応させて閾値を変化
させる請求項２記載の車両検知装置である。According to a third aspect of the invention, the speed difference is calculated by calculating the time difference between the pulses output by the judging device, and the speed calculating device for feeding back the calculated speed to the judging device is provided. The vehicle detection device according to claim 2, wherein the threshold value is changed.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面にしたがって説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１１】まず、本発明に係る車両検知装置に備えら
れる磁気センサの設置の一例を図２で説明する。First, an example of installation of a magnetic sensor provided in the vehicle detection device according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００１２】図２に示すように、道路２０は、片側が２
車線２０ａ，２０ｂからなっている。各車線２０ａ，２
０ｂの幅はｗである。幅ｗは、通常の道路の場合、約
３．５ｍである。一方の車線２０ａ上を車両（乗用車）
２１が走行しており、他方の車線２０ｂ上を車両（大型
車）２２が走行している。As shown in FIG. 2, the road 20 has two sides.
It consists of lanes 20a and 20b. Each lane 20a, 2
The width of 0b is w. The width w is about 3.5 m for a normal road. Vehicle on one lane 20a (passenger car)
21 is running, and a vehicle (large vehicle) 22 is running on the other lane 20b.
【００１３】本発明に係る車両検知装置の磁気センサ２
は、一方の車線２０ａを走行する車両２１を検知したい
場合、通常の道路であれば、例えば、一方の車線２０ａ
中央の地中に、センサの検知軸が道路２０表面に対して
鉛直上向きとなるようにして設置される。磁気センサ２
としては、例えば、ホール素子を用いることができる。The magnetic sensor 2 of the vehicle detection device according to the present invention
When detecting a vehicle 21 traveling in one lane 20a, if the road is a normal road, for example, one lane 20a
In the center of the ground, the detection axis of the sensor is installed vertically upward with respect to the surface of the road 20. Magnetic sensor 2
For example, a Hall element can be used.
【００１４】図２では、道路２０の走行方向をｘ軸にと
り、道路２０の幅方向をｙ軸にとり、磁気センサ２の検
知軸（感度軸）をｚ軸にとっている。以下の説明では、
検知したい車両２１が走行する一方の車線２０ａを自車
線とし、他方の車線２０ｂを隣接車線とする。In FIG. 2, the traveling direction of the road 20 is the x-axis, the width direction of the road 20 is the y-axis, and the detection axis (sensitivity axis) of the magnetic sensor 2 is the z-axis. In the explanation below,
One lane 20a in which the vehicle 21 to be detected travels is the own lane, and the other lane 20b is the adjacent lane.
【００１５】磁気センサ２を図２のように設置した場合
において、磁気センサ２の近傍を車両が走行する際の磁
気変化を図３および図４で説明する。With reference to FIG. 3 and FIG. 4, description will be given of magnetic changes when the vehicle travels near the magnetic sensor 2 when the magnetic sensor 2 is installed as shown in FIG.
【００１６】車両は磁性体の塊であり、構造上前後方向
に磁化している場合が多い。また、磁化していない場合
であっても、磁性体に地磁気が集中するため、等価的に
磁化している場合と同等の影響を周囲磁気に与える。な
お、磁界の強さは、車両の磁性体含有量や磁化の履歴に
より、車両の寸法や車種によらない。A vehicle is a mass of magnetic material and is often magnetized in the front-back direction due to its structure. Further, even when the magnetism is not magnetized, the geomagnetism is concentrated on the magnetic substance, and therefore, the same influence is exerted on the surrounding magnetism as when magnetized equivalently. It should be noted that the strength of the magnetic field does not depend on the size or vehicle type of the vehicle because of the magnetic substance content of the vehicle and the history of magnetization.
【００１７】車両が磁化した場合の一例を、図３
（ａ）、（ｂ）で説明する。図３（ａ）は、車両２１に
よる磁気分布を示す正面側の説明図である。図３（ｂ）
は、車両２１による磁気分布を示す側面側の説明図であ
る。An example of the case where the vehicle is magnetized is shown in FIG.
This will be described with reference to (a) and (b). FIG. 3A is an explanatory diagram on the front side showing a magnetic distribution by the vehicle 21. Figure 3 (b)
FIG. 4 is an explanatory view on a side surface side showing a magnetic distribution by the vehicle 21.
【００１８】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前後に
磁化していることは、前後に長い磁石３１と同等である
と見なすことができる。このような磁石３１である車両
２１が磁気センサ２近傍を走行した場合の車両２１によ
る磁気変化は、以下のようにして得ることができる。図
３（ａ）、（ｂ）では、磁気センサ２の中心点（設置
点）Ｐから磁石３０の中心位置までの高さをｈとしてい
る。図中の点線は、磁束線を示している。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the forward and backward magnetization can be regarded as equivalent to the long and forward magnet 31. The magnetic change by the vehicle 21 when the vehicle 21 that is such a magnet 31 travels near the magnetic sensor 2 can be obtained as follows. In FIGS. 3A and 3B, the height from the center point (installation point) P of the magnetic sensor 2 to the center position of the magnet 30 is h. Dotted lines in the figure indicate magnetic flux lines.
【００１９】図４（ａ）は、隣接車線を走行する車両の
仮想磁石３２による磁気強度を示す正面側の説明図であ
る。図４（ｂ）は、自車線を走行する車両の仮想磁石３
１による磁気強度を示す側面側の説明図である。図４
（ａ）、（ｂ）では、磁石３１，３２の前方側をＳ極と
し、後方側をＮ極としている。点Ｐと磁石３１のＮ極と
を結ぶ直線が、磁石３１の長手方向とつくる角度をθ１
とし、点Ｐにおける磁石３１のＮ極に対する磁化の強さ
をＨＮとする。また、点Ｐと磁石３１のＳ極とを結ぶ直
線が、磁石３１の長手方向とつくる角度をθ２とし、点
Ｐにおける磁石３１のＳ極に対する磁化の強さをＨＳと
する。FIG. 4A is an explanatory view on the front side showing the magnetic intensity of the virtual magnet 32 of the vehicle traveling in the adjacent lane. FIG. 4B shows a virtual magnet 3 of a vehicle traveling in its own lane.
FIG. 3 is an explanatory view on the side surface side showing the magnetic intensity according to No. 1; Figure 4
In (a) and (b), the front sides of the magnets 31 and 32 are S poles, and the rear sides are N poles. The angle formed by the straight line connecting the point P and the N pole of the magnet 31 with the longitudinal direction of the magnet 31 is θ1.
And the strength of the magnetization of the magnet 31 at the point P with respect to the N pole is HN. The angle formed by the straight line connecting the point P and the S pole of the magnet 31 with the longitudinal direction of the magnet 31 is θ2, and the strength of magnetization of the magnet 31 at the point P with respect to the S pole is HS.
【００２０】図４（ｂ）に示すように、磁石３１の磁化
の強さをｍとすると、磁気センサ２の点Ｐにおける磁化
の強さＨＮ，ＨＳは、数１で与えられる。As shown in FIG. 4 (b), when the magnetization intensity of the magnet 31 is m, the magnetization intensities HN and HS at the point P of the magnetic sensor 2 are given by equation 1.
【００２１】[0021]
【数１】 [Equation 1]
【００２２】ここで、ｒ１とｒ２は数２で示される。Here, r1 and r2 are expressed by equation 2.
【００２３】[0023]
【数２】 [Equation 2]
【００２４】これにより、点Ｐのｚ方向の磁界Ｈｚは鉛
直下向きであり、数３により求めることができる。As a result, the magnetic field Hz of the point P in the z direction is vertically downward and can be obtained by the equation 3.
【００２５】[0025]
【数３】 [Equation 3]
【００２６】また、図４（ａ）に示すように、隣接車線
に車両がある場合には、図２の車両２２が磁石３２と見
なせるので、数２のｒ１，ｒ２の代わりに数４のｒ１，
ｒ２を用いる。図４（ａ）では、点Ｐと磁石３２とを結
ぶ直線が、磁石３１と磁石３２間距離（車線幅ｗ）であ
る直線とつくる角度をφとし、点Ｐにおける磁石３２に
対する磁化の強さをＨｒとする。Further, as shown in FIG. 4 (a), when there is a vehicle in the adjacent lane, the vehicle 22 in FIG. 2 can be regarded as the magnet 32. Therefore, r1 in Equation 4 is replaced by r1 in Equation 4 ，
r2 is used. In FIG. 4A, the angle formed by the straight line connecting the point P and the magnet 32 with the straight line that is the distance between the magnet 31 and the magnet 32 (lane width w) is φ, and the strength of magnetization of the magnet 32 at the point P is set. Is Hr.
【００２７】[0027]
【数４】 [Equation 4]
【００２８】この数４を用いて数５により、隣接車線に
車両がある場合の点Ｐにおけるｚ方向の磁界Ｈｚｎを求
めることができる。この磁界Ｈｚｎも鉛直下向きであ
る。The magnetic field Hzn in the z direction at the point P when the vehicle is located in the adjacent lane can be obtained from the mathematical expression 5 using the mathematical expression 4. This magnetic field Hzn is also vertically downward.
【００２９】[0029]
【数５】 [Equation 5]
【００３０】したがって、数３のＨｚと数５のＨｚｎか
ら点Ｐにおける磁気変化を求めることができる。数３と
数５から明らかなように、車両が前後方向に磁化されて
いる場合には、自車線車両による磁気信号と隣接車線に
よる磁気信号との差異は、磁気センサ２が検知する軸へ
の投影する角度と、距離による減衰量だけである。Therefore, the magnetic change at the point P can be obtained from the Hz of the equation 3 and the Hzn of the equation 5. As is clear from Equations 3 and 5, when the vehicle is magnetized in the front-rear direction, the difference between the magnetic signal from the vehicle in its own lane and the magnetic signal from the adjacent lane is not reflected on the axis detected by the magnetic sensor 2. Only the projection angle and the amount of attenuation due to distance.
【００３１】さて、図１は、本発明の好適実施の形態で
ある車両検知装置のブロック図を示したものである。Now, FIG. 1 is a block diagram of a vehicle detection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
【００３２】図１に示すように、本発明に係る車両検知
装置１は、主として道路を走行する車両を検知して交通
流量を測定するためのものであり、磁気センサ２と、磁
気センサ２の出力を微分し整流する演算装置３と、その
演算装置３の演算出力が予め設定した閾値以上のときパ
ルスを出力する判定装置４とを備えている。As shown in FIG. 1, a vehicle detection device 1 according to the present invention is mainly for detecting a vehicle traveling on a road to measure a traffic flow, and includes a magnetic sensor 2 and a magnetic sensor 2. An arithmetic unit 3 that differentiates and rectifies the output and a determination unit 4 that outputs a pulse when the arithmetic output of the arithmetic unit 3 is equal to or greater than a preset threshold value are provided.
【００３３】磁気センサ２は、走行する車両による磁気
の変化（上述した磁界Ｈｚ，Ｈｚｎ）を、センサ出力信
号ａとして演算装置３に出力する。磁気センサ２とし
て、例えば、ホール素子を用いた場合、センサ出力信号
ａは、走行する車両による磁気の変化に比例した電圧と
なる。The magnetic sensor 2 outputs to the arithmetic unit 3 a change in magnetism due to the traveling vehicle (the above-mentioned magnetic fields Hz and Hzn) as a sensor output signal a. When a Hall element is used as the magnetic sensor 2, for example, the sensor output signal a has a voltage proportional to the change in magnetism due to the traveling vehicle.
【００３４】演算装置３は、センサ出力信号ａを微分
し、微分出力信号ｂを出力する微分回路５と、微分出力
信号ｂを整流し、演算出力信号ｃを出力する整流回路６
とからなっている。後述するように、センサ出力信号ａ
を微分すると、センサ出力信号波形は、より曲線の特徴
が明確となった微分出力信号波形となる。The arithmetic unit 3 differentiates the sensor output signal a and outputs the differential output signal b, and the rectifying circuit 6 which rectifies the differential output signal b and outputs the arithmetic output signal c.
It consists of As will be described later, the sensor output signal a
When is differentiated, the sensor output signal waveform becomes a differentiated output signal waveform in which the characteristic of the curve becomes clearer.
【００３５】判定装置４には、予め設定された閾値が記
憶されており、演算出力信号ｃが設定された閾値を越え
ると、車両検知信号であるパルス信号ｄを出力する。判
定装置４から出力されたパルス信号ｄを、例えば、カウ
ンタを備えた表示手段に入力すれば、走行車両の台数な
どを表示手段で表示することができる。A preset threshold value is stored in the determination device 4, and when the calculation output signal c exceeds the preset threshold value, a pulse signal d which is a vehicle detection signal is output. If the pulse signal d output from the determination device 4 is input to, for example, a display unit having a counter, the number of traveling vehicles and the like can be displayed on the display unit.
【００３６】本実施の形態の作用を説明する。The operation of this embodiment will be described.
【００３７】図２〜図４で説明したように、前後に磁化
された車両２１が、一定速度で自車線２０ａを走行し、
同様に、前後に磁化された車両２２が、車両２１と並ん
で一定速度で隣接車線２０ｂを走行している。車両２１
は、磁気センサ２の遠方から近づき、センサ２上を通過
し、センサ２から遠ざかる。一方、車両２２は、センサ
２の遠方から近づき、センサ２の近傍を通過し、センサ
２から遠ざかる。ただし、車両２２は大型車であるの
で、乗用車である車両２１の４０倍に磁化されているも
のとする。As described with reference to FIGS. 2 to 4, the vehicle 21 magnetized forward and backward travels in the own lane 20a at a constant speed,
Similarly, a vehicle 22 magnetized in the front and rear runs alongside the vehicle 21 in the adjacent lane 20b at a constant speed. Vehicle 21
Approaches the magnetic sensor 2 from a distance, passes over the sensor 2, and moves away from the sensor 2. On the other hand, the vehicle 22 approaches from the distance of the sensor 2, passes near the sensor 2, and moves away from the sensor 2. However, since the vehicle 22 is a large vehicle, it is assumed that the vehicle 22 is magnetized 40 times as large as the vehicle 21, which is a passenger vehicle.
【００３８】このときのセンサ出力信号波形、微分出力
信号波形、演算出力信号波形を、それぞれ図５〜図７に
示す。図５〜図７では、両車両による各信号波形を、時
間変化の中心位置に合わせて、一つの図に示している。
横軸は車両位置（ｍ）にとり、縦軸は各出力（ＡＵ）に
とっている。各波形図は、自車線を走行する車両による
ものを実線で、隣接車線を走行する車両によるものを点
線でそれぞれ示している。The sensor output signal waveform, the differential output signal waveform, and the calculation output signal waveform at this time are shown in FIGS. 5 to 7, respectively. In FIGS. 5 to 7, the signal waveforms of both vehicles are shown in one diagram in accordance with the center position of the time change.
The horizontal axis represents the vehicle position (m), and the vertical axis represents each output (AU). In each waveform diagram, a vehicle traveling in the own lane is shown by a solid line, and a vehicle traveling in an adjacent lane is shown by a dotted line.
【００３９】図５に示すように、磁気センサ２の設置し
てある点Ｐにおける磁気変化は、自車線によるものがセ
ンサ出力信号波形５１、隣接車線によるものがセンサ出
力信号波形５２となる。これは、両車両がセンサの遠方
から近づくとき、図３および図４で説明したように、磁
界Ｈｚ，Ｈｚｎが鉛直下向きとなり、逆に、両車両がセ
ンサの遠ざかるとき、磁界Ｈｚ，Ｈｚｎが鉛直上向きと
なるので、左側が下に凸の波形、右側が上に凸の波形と
なる。また、自車線を走行する車両からの磁気変化の方
が隣接車線を走行する車両からの磁気変化よりも大きい
ので、波形５１の方が波形５２よりも変化が大きい。As shown in FIG. 5, the magnetic change at the point P where the magnetic sensor 2 is installed has a sensor output signal waveform 51 in the own lane and a sensor output signal waveform 52 in the adjacent lane. This is because when both vehicles approach from a distance from the sensor, the magnetic fields Hz and Hzn are directed vertically downward, as described with reference to FIGS. Since it is facing upward, the left side has a convex waveform and the right side has a convex waveform. Further, since the magnetic change from the vehicle traveling in the own lane is larger than the magnetic change from the vehicle traveling in the adjacent lane, the waveform 51 has a larger variation than the waveform 52.
【００４０】ここで、本発明に係る車両検知装置１との
比較のために、微分回路がなく、整流回路のみからなる
演算装置を備えた車両検知装置を考える。その他の構成
は、車両検知装置１と同じとする。For comparison with the vehicle detection device 1 according to the present invention, let us consider a vehicle detection device provided with an arithmetic unit having no rectifying circuit and only a rectifying circuit. Other configurations are the same as those of the vehicle detection device 1.
【００４１】比較例の車両検知装置では、演算装置が磁
気センサの出力を整流したものを演算出力として出力す
るので、図８に示すように、負の出力が正に反転され、
自車線によるものが演算出力信号波形８１、隣接車線に
よるものが演算出力信号波形８２となる。比較例では、
それぞれの信号波形の大きさの差異が少ないため、閾値
Ｔ８による判別が困難となり、判定装置が出力するパル
スには、隣接車線によるものも含まれることになる。In the vehicle detection device of the comparative example, since the arithmetic unit outputs the rectified output of the magnetic sensor as the arithmetic output, the negative output is inverted to the positive as shown in FIG.
The calculation output signal waveform 81 is in the own lane, and the calculation output signal waveform 82 is in the adjacent lane. In the comparative example,
Since there is little difference in the size of the respective signal waveforms, it becomes difficult to make a determination based on the threshold value T8, and the pulses output by the determination device also include those from adjacent lanes.
【００４２】そこで、本発明に係る車両検知装置１で
は、センサ出力信号を演算装置に入力し、演算装置内で
センサ出力信号を微分し、整流したものを演算出力信号
とする。Therefore, in the vehicle detection device 1 according to the present invention, the sensor output signal is input to the arithmetic device, and the sensor output signal is differentiated and rectified in the arithmetic device to be the arithmetic output signal.
【００４３】センサ出力信号を演算装置の微分回路で微
分すると、図６に示すように、図５の波形５１は微分出
力信号波形６１となり、図５の波形５２は微分出力信号
波形６２となる。センサ出力信号を微分することによ
り、センサ出力信号波形は、より曲線の特徴が明確とな
った微分出力信号波形となる。When the sensor output signal is differentiated by the differentiating circuit of the arithmetic unit, the waveform 51 of FIG. 5 becomes the differential output signal waveform 61 and the waveform 52 of FIG. 5 becomes the differential output signal waveform 62 as shown in FIG. By differentiating the sensor output signal, the sensor output signal waveform becomes a differentiated output signal waveform with more distinctive curve characteristics.
【００４４】さらに、微分出力信号を演算装置の整流回
路で整流すると、図７に示すように、負の出力が正に反
転されるので、図６の波形６１は演算出力信号波形７１
となり、図６の波形６２は演算出力信号波形７２とな
る。図７からわかるように、波形７１と波形７２の両者
に明らかな差が現れるため、予め設定された閾値をＴと
すれば、閾値Ｔによる判別が容易となる。判定装置は、
波形７１，７２が閾値Ｔを越えたときにパルス信号を出
力するので、判定装置が出力するパルスには、隣接車線
によるものは含まれない。Further, when the differential output signal is rectified by the rectifier circuit of the arithmetic unit, the negative output is inverted to the positive as shown in FIG. 7, so that the waveform 61 of FIG. 6 is the arithmetic output signal waveform 71.
Therefore, the waveform 62 in FIG. 6 becomes the calculation output signal waveform 72. As can be seen from FIG. 7, a clear difference appears in both the waveform 71 and the waveform 72. Therefore, if the preset threshold value is T, the discrimination based on the threshold value T becomes easy. The determination device is
Since the pulse signal is output when the waveforms 71 and 72 exceed the threshold value T, the pulse output by the determination device does not include the pulse generated by the adjacent lane.
【００４５】また、図８で説明した比較例では、信号波
形の大きさの差異が少なくなるので、閾値Ｔ８の設定で
きる範囲が非常に狭いが、本発明に係る車両検知装置１
では、信号波形の大きさの差異が大きくなるので、閾値
Ｔの設定できる範囲が非常に大きい。Further, in the comparative example described with reference to FIG. 8, since the difference in the magnitude of the signal waveform is small, the range in which the threshold value T8 can be set is very narrow, but the vehicle detection device 1 according to the present invention
Then, since the difference in the size of the signal waveform becomes large, the range in which the threshold T can be set is very large.
【００４６】すなわち、車両検知装置１は、閾値を適切
に設定することにより、自車線と隣接車線を走行する車
両による信号を判定装置で容易に判別でき、自車線車両
による磁気変化のみを、判定装置がパルス信号として出
力することができる。このパルスをカウンタを備えた表
示手段に入力すれば、自車線を走行する車両の台数など
を表示手段で表示することができる。That is, the vehicle detection device 1 can easily determine the signal from the vehicle traveling in the own lane and the adjacent lane by setting the threshold appropriately, and can determine only the magnetic change due to the vehicle in the own lane. The device can output as a pulse signal. By inputting this pulse to the display means equipped with a counter, the number of vehicles traveling in the own lane can be displayed on the display means.
【００４７】したがって、車両検知装置１は、磁気セン
サの出力を演算装置で微分して整流し、その演算装置の
演算出力が予め設定された閾値以上のとき、判定装置が
パルスを出力するので、検知したい車両が走行する車線
を特定でき、しかも、磁気変化から車両の通過を判断す
る場合に、磁気センサを設置した車線を走行する車両で
なく、隣接車線などを通行した車両により変化した磁気
変化を誤検出する頻度が低減し、高精度の車両検知が可
能となる。Therefore, in the vehicle detection device 1, the output of the magnetic sensor is differentiated and rectified by the arithmetic device, and when the arithmetic output of the arithmetic device is equal to or greater than the preset threshold value, the determination device outputs a pulse. The lane in which the vehicle you want to detect can be specified, and when determining the passage of the vehicle from the magnetic change, the magnetic change caused by the vehicle passing in the adjacent lane, not the vehicle traveling in the lane with the magnetic sensor installed. The frequency of erroneous detection of is reduced, and highly accurate vehicle detection becomes possible.
【００４８】このように、本発明によれば、磁気センサ
の検知軸を少なくとも道路垂直成分を検知できるように
設置し、磁気変化の微分値を演算すると共に、通過した
車両群の微分値を最大値で規格化する演算装置に、磁気
センサの出力が接続され、判定装置に、演算装置の出力
が接続され、判定装置にて予め決められた閾値との比較
により走行車線を判断し、判定装置が予め決められた車
線を走行する車両に対応した車両信号のみを出力するよ
うにしたため、走行する車両の車線を判断でき、磁気セ
ンサ上を走行した車両のみを検知でき、車両検知精度を
大幅に向上することができる。As described above, according to the present invention, the detection axis of the magnetic sensor is installed so as to detect at least the road vertical component, the differential value of the magnetic change is calculated, and the differential value of the passing vehicle group is maximized. The output of the magnetic sensor is connected to the arithmetic unit which is standardized by the value, the output of the arithmetic unit is connected to the judging unit, and the judging unit judges the traveling lane by comparing with a predetermined threshold value. Since it outputs only the vehicle signal corresponding to the vehicle traveling in the predetermined lane, it can determine the lane of the traveling vehicle and can detect only the vehicle traveling on the magnetic sensor, greatly improving the vehicle detection accuracy. Can be improved.
【００４９】次に、第２の実施の形態を説明する。Next, a second embodiment will be described.
【００５０】図９に示すように、第２の実施の形態で
は、磁気センサ２ａ，２ｂは、一方の車線２０ａを走行
する車両２１を検知したい場合、通常の道路であれば、
例えば、一方の車線２０ａ中央の地中に、センサの検知
軸が道路２０表面に対して鉛直上向きとなるように、車
線２０ａの走行方向に一定間隔をおいてそれぞれ設置さ
れる。As shown in FIG. 9, in the second embodiment, when the magnetic sensors 2a and 2b want to detect the vehicle 21 traveling in one of the lanes 20a, if it is a normal road,
For example, they are installed in the ground in the center of one lane 20a at regular intervals in the traveling direction of the lane 20a such that the detection axis of the sensor is vertically upward with respect to the surface of the road 20.
【００５１】図１０に示すように、第２の実施の形態で
ある車両検知装置１００は、磁気センサ２ａ，２ｂと、
磁気センサ２ａ，２ｂのセンサ出力信号ａ１，ａ２をそ
れぞれ微分し整流する演算装置３ａ，３ｂと、演算装置
３ａ，３ｂの各演算出力ｃ１，ｃ２が予め設定された閾
値以上のときパルス信号ｄ１，ｄ２をそれぞれ出力する
判定装置４ａ，４ｂと、判定装置４ａ，４ｂが出力する
パルス信号ｄ１，ｄ２の時間差を演算して速度を求める
速度演算装置１０１とを備えたものである。As shown in FIG. 10, the vehicle detection device 100 according to the second embodiment includes magnetic sensors 2a and 2b.
The calculation devices 3a and 3b for differentiating and rectifying the sensor output signals a1 and a2 of the magnetic sensors 2a and 2b, and the pulse signals d1 when the calculation outputs c1 and c2 of the calculation devices 3a and 3b are equal to or more than a preset threshold value. The determination devices 4a and 4b that output d2 respectively, and the speed calculation device 101 that calculates the speed by calculating the time difference between the pulse signals d1 and d2 output by the determination devices 4a and 4b are provided.
【００５２】速度演算装置１０１は、自車線を走行する
車両の台数および速度の情報を有する速度演算出力信号
ｅを出力する。速度演算装置１０１から出力された速度
演算出力信号を、例えば、カウンタを備えた表示手段に
入力すれば、走行車両の台数や速度を表示手段で表示す
ることができる。演算装置３ａ，３ｂ、判定装置４ａ，
４ｂの構成は、図１で説明した車両検知装置１と同じで
ある。The speed calculation device 101 outputs a speed calculation output signal e having information on the number of vehicles traveling in the own lane and the speed. By inputting the speed calculation output signal output from the speed calculation device 101 to the display means having a counter, for example, the number of traveling vehicles and the speed can be displayed on the display means. Arithmetic devices 3a and 3b, determination device 4a,
The configuration of 4b is the same as that of the vehicle detection device 1 described in FIG.
【００５３】車両検知装置１００では、隣接車線の影響
を除去して自車線を走行する車両の台数を検知できるだ
けでなく、自車線を走行する車両の速度をも検知でき
る。その他の作用効果は、図１で説明した車両検知装置
１とほぼ同じである。The vehicle detection device 100 can detect not only the number of vehicles traveling in the own lane by removing the influence of the adjacent lane but also the speed of the vehicle traveling in the own lane. Other functions and effects are almost the same as those of the vehicle detection device 1 described in FIG.
【００５４】図１０では、２つの磁気センサ２ａ，２ｂ
の出力を、２つの演算装置３ａ，３ｂと２つの判定装置
４ａ，４ｂでそれぞれ処理する例で説明したが、磁気セ
ンサ２ａ，２ｂの出力を、１つの演算装置と判定装置で
処理するようにしてもよい。次に、第３の実施の形態を
説明する。In FIG. 10, two magnetic sensors 2a and 2b are provided.
The output of the magnetic sensors 2a and 2b is processed by one arithmetic device and the determination device. However, the output of the magnetic sensors 2a and 2b is processed by the one arithmetic device and the determination device. May be. Next, a third embodiment will be described.
【００５５】一般の高速道路のように、走行する車両の
速度がほぼ一定である場合には、判定装置の閾値は一定
であってもよい。ところが、一般道路や都市高速道路な
どでは、車両の速度が不定であるため、閾値を速度に応
じて可変にする必要がある。このような道路状況に対応
した構成を図１１に示す。When the speed of the traveling vehicle is almost constant as in a general highway, the threshold value of the determination device may be constant. However, on an ordinary road or an urban highway, the speed of the vehicle is indefinite, so that it is necessary to make the threshold variable according to the speed. A configuration corresponding to such a road condition is shown in FIG.
【００５６】図１１に示すように、第３の実施の形態で
ある車両検知装置１１０は、判定装置４ａ，４ｂが出力
するパルス信号ｄ１，ｄ２の時間差を演算して速度を求
めると共に、求めた速度を判定装置４ａ，４ｂにそれぞ
れフィードバックする速度演算装置１１１を備えたもの
である。As shown in FIG. 11, the vehicle detection device 110 of the third embodiment calculates the time difference between the pulse signals d1 and d2 output by the determination devices 4a and 4b to obtain the speed, and also obtains the speed. A speed calculation device 111 is provided for feeding back the speed to the determination devices 4a and 4b.
【００５７】速度演算装置１１１は、自車線を走行する
車両の台数および速度の情報を有する速度演算出力信号
ｅを出力すると共に、判定装置４ａ，４ｂに速度信号ｆ
１，ｆ２を出力する。判定装置４ａ，４ｂは、フィード
バックされた速度信号ｆ１，ｆ２に対応させて閾値を変
化させ、新たに設定した閾値に基づいて新たなパルス信
号ｄ１，ｄ２を出力する。その他の構成は、図１０で説
明した車両検知装置１００と同じである。The speed calculation device 111 outputs a speed calculation output signal e having information on the number of vehicles traveling in the own lane and the speed, and at the same time outputs the speed signal f to the determination devices 4a and 4b.
1 and f2 are output. The determination devices 4a and 4b change the threshold value corresponding to the fed back speed signals f1 and f2, and output new pulse signals d1 and d2 based on the newly set threshold value. Other configurations are the same as those of the vehicle detection device 100 described in FIG.
【００５８】この車両検知装置１１０は、図１０で説明
した車両検知装置１００に比べれば、閾値が一定でな
く、閾値を速度に対応させて変化させているので、より
精度良く、自車線を走行する車両の台数および速度を検
知できるという利点がある。その他の作用効果は、図１
で説明した車両検知装置１とほぼ同じである。Compared with the vehicle detection device 100 described with reference to FIG. 10, the vehicle detection device 110 does not have a constant threshold value and changes the threshold value in accordance with the speed, so that the vehicle detection device 110 travels in the own lane with higher accuracy. There is an advantage that it is possible to detect the number of vehicles and the speed at which they are running. Other effects are shown in Figure 1.
The vehicle detection device 1 is substantially the same as the vehicle detection device 1 described above.
【００５９】上記実施の形態では、磁気センサを道路地
中に設置した例で説明したが、磁気センサを設置する場
所は道路地中に限らず、例えば、高架橋・橋梁部であれ
ばその裏側に、また、ガントリー上であれば、車両の上
方となるガントリーの渡し部に設置してもよい。また、
本発明が適用される道路として、片側２車線の例で説明
したが、本発明は、いかなる車線を有する道路にも適用
することができる。In the above embodiment, the magnetic sensor is installed in the road ground. However, the place where the magnetic sensor is installed is not limited to the road ground. Also, if it is on the gantry, it may be installed at the transfer part of the gantry above the vehicle. Also,
As an example of the road to which the present invention is applied, two lanes on each side have been described, but the present invention can be applied to a road having any lane.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
【００６１】（１）隣接する車線の影響を除去して検知
したい車両が走行する車線を確実に決定でき、その車線
のみを走行する車両を検知できる。(1) The influence of adjacent lanes can be removed and the lane in which the vehicle desired to detect can be reliably determined, and the vehicle traveling only in that lane can be detected.
【００６２】（２）車両検知精度が大幅に向上する。(2) The vehicle detection accuracy is significantly improved.
【図１】本発明の好適実施の形態を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
【図２】磁気センサの設置の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of installation of a magnetic sensor.
【図３】図３（ａ）は、車両による磁気分布を示す正面
側の説明図である。図３（ｂ）は、車両による磁気分布
を示す側面側の説明図である。FIG. 3 (a) is a front side explanatory view showing a magnetic distribution by a vehicle. FIG. 3B is an explanatory diagram on the side surface side showing the magnetic distribution by the vehicle.
【図４】図４（ａ）は、車両の仮想磁石による磁気強度
を示す正面側の説明図である。図４（ｂ）は、車両の仮
想磁石による磁気強度を示す側面側の説明図である。FIG. 4 (a) is a front side explanatory view showing the magnetic strength of a virtual magnet of a vehicle. FIG. 4B is an explanatory view on the side surface side showing the magnetic strength by the virtual magnet of the vehicle.
【図５】センサ出力信号の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of a sensor output signal.
【図６】本発明に係る演算装置の微分出力信号の波形図
である。FIG. 6 is a waveform diagram of a differential output signal of the arithmetic device according to the present invention.
【図７】本発明に係る演算装置の演算出力信号の波形図
である。FIG. 7 is a waveform diagram of a calculation output signal of the calculation device according to the present invention.
【図８】比較例における演算装置の演算出力信号の波形
図である。FIG. 8 is a waveform diagram of a calculation output signal of a calculation device in a comparative example.
【図９】磁気センサの設置の一例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an example of installation of a magnetic sensor.
【図１０】第２の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment.
【図１１】第３の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a third embodiment.
１ 車両検知装置 ２ 磁気センサ ３ 演算装置 ４ 判定装置 ５ 微分回路 ６ 整流回路 1 Vehicle detection device 2 Magnetic sensor 3 arithmetic unit 4 Judgment device 5 Differentiating circuit 6 Rectifier circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂原 秀一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 CC17 DD03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shuichi Sunahara 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto Car Co., Ltd. F term (reference) 5H180 AA01 CC17 DD03
Claims (3)
トリー上に設置され、走行する車両による磁気の変化を
計測すると共に、隣接する車線の影響を除去して予め決
められた車線を走行する車両を検知する車両検知装置に
おいて、磁気センサと、磁気センサの出力を微分し整流
する演算装置と、その演算装置の演算出力が予め設定し
た閾値以上のときパルスを出力する判定装置とを備えた
ことを特徴とする車両検知装置。1. A vehicle which is installed on a road underground, on the back side of a bridge, or on a gantry, measures a change in magnetism due to a traveling vehicle, and removes the influence of an adjacent lane to drive a vehicle traveling in a predetermined lane. A vehicle detection device for detecting includes a magnetic sensor, an arithmetic device that differentiates and rectifies the output of the magnetic sensor, and a determination device that outputs a pulse when the arithmetic output of the arithmetic device is equal to or more than a preset threshold value. Characteristic vehicle detection device.
向に一定間隔をおいてそれぞれ設け、判定装置が出力す
るパルスの時間差を演算して速度を求める速度演算装置
を備えた請求項１記載の車両検知装置。2. The vehicle according to claim 1, further comprising at least magnetic sensors provided at regular intervals in a traveling direction of a lane, and a speed calculation device for calculating a speed by calculating a time difference between pulses output by the determination device. Detection device.
算して速度を求めると共に、求めた速度を判定装置にフ
ィードバックする速度演算装置を備え、フィードバック
された速度に対応させて閾値を変化させる請求項２記載
の車両検知装置。3. A speed calculation device for calculating a time difference between pulses output from the judgment device to obtain a speed and feeding back the calculated speed to the judgment device, wherein the threshold value is changed according to the fed-back speed. Item 2. The vehicle detection device according to item 2.
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