JP3463743B2 - 車両検出装置 - Google Patents

車両検出装置

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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、走行車両の存在
を検出する車両検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は従来の車両検出装置の構成を示
すブロック図、図13は図12の動作説明図である。図
において1はパルス変調信号を発生するパルス変調信号
発生部、2はパルス変調信号発生部1の出力で電流をオ
ンオフするドライバ部、3はドライバ部2の電流に応じ
て単一のLEDを発光する発光部、4は発光部3からの
光の車両または路面からの反射光を受光し電圧に変換す
る受光部、5は受光部4からの信号から外乱光の成分を
取り除く直流除去部、6は直流除去部5からの信号を増
巾する増巾部、7は増巾部6からの信号を基準電圧と比
較する信号比較部、8は信号比較部の比較結果より車両
検出信号を出力する車両検出部、9は発光部3の光の主
伝搬路、10は発光部3からの光が車両または路面に反
射されて受光部に至る伝搬路、11は通過車両である。
【0003】次に動作について説明する。図12におい
て発光部の動作は図13(a)に示す発光、非発光の繰
り返しとなる。発光部3から放射される光は集光されて
図12に示す主伝搬経路9を経由し通過車両11または
路面により反射される。反射光は拡散され図12に示す
主伝搬路10を経由して図12に示す受光部4に入射す
る。受光部4に入射した光は太陽光等の外来光が重畳さ
れているため、図13(b)に示す信号となる。図13
(b)でイは図12発光部の発光時の反射光の受光部4
の出力電圧、ロは図12発光部の非発光時の反射光の発
光部4の出力電圧を示す。図12の直流除去部5では、
図13(b)ロの外乱光による直流成分を除去する。直
流除去部5の出力は車両11が通過すると図13(c)
に示すような波形となる。図13(c)でハは路面の反
射レベル、ニは車両11からの反射レベルを示す。図1
2の信号比較部7では図13(c)に示す路面の反射レ
ベルcより高い値に既め設定された基準値ホと反射レベ
ルを比較して反射レベルが基準値ホ以上であれば車両存
在とする。車両検出部8では、車両存在時に車両検出信
号を有意とするとともに、信号保持により検出信号の割
れを防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両検出装置は
以上のように構成されているので、車両のガラス面等の
光の反射の少ない部分で反射レベルが基準値以下とな
り、車両検出が正確にできない場合があった。
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、車両検出を正確にできることを目
的とする。
【0006】
【0007】
【課題を解決するための手段】 この発明 の車両検出装置
は、発光のオン、オフ動作する発光手段と、上記発光手
段から放射された光の目標物からの反射光を受光する複
数の受光手段と、上記発光手段の発光のオン、オフ時に
おける上記受光手段の受信信号の差分を出力する差分検
出手段と、上記差分検出手段の出力信号を加算する加算
手段と、上記加算手段の出力信号を基準値と比較する加
算値比較手段と、上記加算値比較手段の出力信号により
車両を検出する車両検出手段とを具備し、さらに上記車
両検出手段は上記加算手段の加算値が基準値より大きい
場合、車両検出出力を有意とするとともに、当該検出出
力の保持期間を長くするようにしたものである。
【0008】この発明の車両検出装置は、発光のオン、
オフ動作する発光手段と、上記発光手段から放射された
光の目標物からの反射光を受光する複数の受光手段と、
上記発光手段の発光のオン、オフ時における上記受光手
段の受信信号の差分を出力する差分検出手段と、上記差
分検出手段の出力信号を加算する加算手段と、上記加算
手段の出力信号を基準値と比較する加算値比較手段と、
上記差分検出手段の出力信号をそれぞれ基準値と比較す
るレベル比較手段と、上記加算値比較手段の出力信号ま
たは上記レベル比較手段の出力信号により車両を検出す
る車両検出手段とを具備し、さらに上記車両検出手段は
上記差分検出手段の出力値または上記加算手段の加算値
が当該基準値より大きい場合、車両検出出力を有意とす
るとともに、当該検出出力の保持期間を長くするように
したものである。
【0009】またこの発明の車両検出装置は、上記差分
検出手段の出力信号により車両の通過速度を算出する通
過速度検出手段を設けたものである。
【0010】この発明の車両検出装置は、上記レベル比
較手段として、上記差分検出手段の出力値をそれぞれあ
らかじめ設定した正の基準値および負の基準値と比較す
るように構成し、さらに車両検出手段として、上記差分
検出手段の出力値が当該基準値より大きい場合に車両と
検出するように構成するものである。
【0011】またこの発明の車両検出装置は、上記加算
値比較手段として、上記加算手段の加算値をあらかじめ
設定した正の基準値および負の基準値と比較し、さらに
車両検出手段として、上記加算手段の加算値が当該基準
値より大きい場合に車両と検出するようにしたものであ
る。
【0012】この発明の車両検出装置は、上記車両検出
手段で上記複数の受光手段のどの出力を有意とするかに
より、受光領域を可変するための受光領域選択手段を有
するものである。
【0013】またこの発明の車両検出装置は、上記発光
手段を、パルス変調信号発生部、このパルス変調信号と
同期して電流をオンオフするドライバ部、このドライバ
部により駆動される発光部とで構成し、上記差分検出手
段として上記パルス変調信号発生部のタイミングで信号
の差分をとるように構成したものである。
【0014】この発明の車両検出装置は、上記差分検出
手段の出力段につながり上記差分検出手段の出力信号を
上記パルス変調信号発生部のタイミングで切替える信号
切替え部を設けた。
【0015】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1はこの発明に
よる車両検出装置の構成を示すブロック図、図2は構
造、図3はその動作を説明する図であり、1,2,11
は従来装置と同一のものである。12は、複数のLED
からなりドライバ部2より同時にオンオフする第1の発
光部、13から15は第1の発光部12からの光の通過
車両11または路面からの反射光を受光し電圧に変換す
る第1から第nの受光部、16から18は、第1から第
nの受光部からの出力をそれぞれ増巾する第1から第n
の増巾部、19から21は第1から第nの増巾部16か
ら18の出力から外来光の影響を除くために、第1の発
光部12のオン時とオフ時の差分をとる第1から第nの
差分検出部、22は第1から第nまでの差分検出部19
〜21の出力を時分割で切り替えて保持して出力する信
号切替部、23は、信号切替部22からの信号をディジ
タル化するA/D変換部、24は、A/D変換部23か
らの信号と予め設定した基準電圧とを比較するレベル比
較部、25はレベル比較部24の比較結果より車両の有
無を検出するとともに車両検出信号割れを防止するため
の保持を付加する第1の車両検出部、26から28は各
々第1から第nの受光部13から15へ入射する光の伝
搬路を示す。図2において(a)は第1から第nの受光
部13から15における受光素子の配列の平面図を示す
もので、図2において(b)はその側面図を示すもの
で、29〜31は第1〜第nの受光部13,14,15
に対応した第1から第nの受光素子、32は光を集光す
る集光レンズを示す。
【0016】次に動作について説明する。図3(a)に
おいて、隣接斜線との光の干渉を避けるためにn回の発
光パルスを出す毎にn回の発光パルスの2倍の休止時間
を取る。隣接斜線においてはこの休止時間にn回の発光
パルスを出すよう同期を取っておく。図3(a)のパル
ス変調信号より複数のLEDから構成され約2mの照射
領域を持つ発光部が同時に発光非発光する。この光が通
過車両11または路面から反射され太陽光の反射等の外
乱光と加算されて図2のように配列された第1から第n
の受光素子29〜31に伝搬路26〜28より入射す
る。入射した光は第1から第nの受光部13〜15で電
圧に変換され図3(b)(c)のような信号となる。
【0017】ここでロは太陽光などの外乱光による反射
レベル、イは発光部12の光の反射レベルを示す。第1
から第nの受光部13〜15からの信号は第1から第n
の増巾部16〜18で増巾され、第1から第nの差分検
出部19〜21によって図3(c)のイの成分のみが取
り出される。この時入射レベルを計測した直前のロの値
を用いてイを算出することにより蛍光灯のような変化す
る外乱光の変化の影響を除去できる。次に信号切替部2
2で1回の発光毎にA/D変換する信号を第1から第
2、第nの差分検出部19〜21の出力へと時分割に切
り替える。
【0018】これにより道路上に設置する第1から第n
の差分検出部19〜21から路側に設置するA/D変換
部23以降の部分との信号線を減らすことができる。切
り替えた信号は次の受光部の差分検出部からの出力に切
り替わるまで保持される。この出力を図3(f)に示
す。ここでハは路面からの反射レベル、ニは車両からの
反射レベルを、ホは約5秒毎に車両検出出力が有意でな
い時のみ反射レベルを平均し路面のレベルを計測し計測
結果に既定値を加えた比較基準レベルである。レベル比
較部24では上記信号切替部22の出力をA/D変換器
23でディジタル化した反射レベルと上記基準レベルホ
とを比較する。第1の車両検出部25では、反射レベル
が基準面を越えた時車両検出出力を有意とし、かつ約1
00msの保持を付加して非発光時の出力の割れを防ぐ
とともに、車両のフロントガラスの様に反射の極めて少
ない部分で車両検出出力がオフすることのないようにし
車両検出出力する。図2のように受光素子を配し約2m
の領域を受光領域とすることにより上記ガラスによる検
出不可がなくなり安定して車両を検出できる。
【0019】実施の形態2.図4は他の実施の形態のブ
ロック図、図5は動作説明図である。図4において同一
符号は従来及び実施の形態1と同様の機能を示す。33
はA/D変換部23からの出力を第1から第nの受光素
子29〜31まで加算する信号加算部、34は信号加算
部33からの信号を基準値と比較する加算比較部を示
す。図5(a)の信号切替部出力は実施の形態1・図3
(f)と同一である。信号切替部22の出力をA/D変
換部23によりディジタル化し第1から第nの差分検出
部19〜21の出力までを信号加算部33で加算する。
信号加算部33の出力を図5(b)に示す。ここで、ヌ
はヘ〜リまでの加算合計値である。ルは実施の形態1と
同様路面のレベルと既定値の加算値の基準値であり、加
算値比較部34では信号加算部出力と上記基準値を比較
する。第1の車両検出部では実施の形態1と同様の処理
を行ない車両の存在を検出する。全ての受光素子の出力
を合計することにより受光面積がn倍になったと同様の
効果となりS/Nが向上する。
【0020】実施の形態3.図6は他の実施の形態のブ
ロック図である。図6において同一符号は実施の形態
1,2と同様の機能を示す。35はレベル比較部24か
らの車両検出有意信号と加算比較部34からの車両検出
有意信号のどちらか一方が有意である場合車両検出有意
とし、保持を付加して出力する車両検出部である。レベ
ル比較では意味のない受光素子からの信号を検出に使用
していないことでS/Nを向上させ、加算値比較では受
光面積拡大によりS/Nを向上させている両者の長所を
かねそなえているため車両を精度良く検出できる。
【0021】実施の形態4.図7は他の実施の形態のブ
ロック図、図8はこれの説明である。図7において同一
符号は実施の形態3と同様の機能を示す。36は、第1
の受光部13の出力が車両検出有意レベルに達した時か
ら第nの受光部15の出力が車両検出有意レベルに達す
るまでの時間tを計測し第1の受光素子29の検出領域
と第nの受光素子31の検出領域の距離xをこの時間で
除することにより通過車両の速度vを算出する通過速度
検出部である。
【0022】実施の形態5.図9は他の実施の形態のブ
ロック図、図10はこれの説明である。図9において同
一符号は実施の形態4と同様の機能を示す。37はA/
D変換部からの出力が路面レベル以下の場合その絶対値
レベル分だけの路面以上の出力があったと同等に見なし
て第1のレベル比較部と同一の処理をする絶対レベル比
較部、38は信号加算部の出力が路面レベル以下の場合
上記同様の処理をし第1の加算比較部と同一の処理をす
る絶対加算値比較部、39は通過速度算出する際に車両
検出を同様の絶対値で行なう通過速度検出部である。図
10(b)で破線が絶対レベル、実線が実出力であり基
準値ホを絶対レベルが越えた時車両検出有意とする。こ
れによって黒色の車両等の光を吸収する車両でも精度良
く検出できる。
【0023】実施の形態6.図11は他の実施の形態の
ブロック図である。図11において同一符号は実施の形
態5と同様の機能を示す。40は第1から第nの受光素
子のどの受光素子を車両検出に用いるかを選択する領域
選択部であり、スイッチ等で構成される。これにより図
2の受光素子構成でどの一部の受光素子を有効とするか
により車両検出領域の車両進行方向の領域を調整するこ
とができ、設置によらず領域をある程度任意に設定でき
既設の他の種類の車両検出装置と簡単におきかえができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受光部
を複数用いることにより車両検出領域が広くなったため
車両検出を正確にできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示すブロック図で
ある。
【図2】 この発明の受光素子構造を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1の動作説明図であ
る。
【図4】 この発明の実施の形態2を示すブロック図で
ある。
【図5】 この発明の実施の形態2の動作説明図であ
る。
【図6】 この発明の実施の形態3を示すブロック図で
ある。
【図7】 この発明の実施の形態4を示すブロック図で
ある。
【図8】 この発明の実施の形態4の動作説明図であ
る。
【図9】 この発明の実施の形態5を示すブロック図で
ある。
【図10】 この発明の実施の形態5の動作説明図であ
る。
【図11】 この発明の実施の形態6を示すブロック図
である。
【図12】 従来の車両検出装置を示すブロック図であ
る。
【図13】 従来の車両検出装置の動作説明図である。
【符号の説明】
1 パルス変調信号発生部、2 ドライバ部、3 第2
の発光部、4 受光部、5 直流除去部、6 増巾部、
7 信号比較部、8 車両検出部、9 主伝搬路、10
伝搬路、11 通過車両、12 第1の発光部、13
第1の受光部、14 第2の受光部、15 第nの受
光部、16 第1の増巾部、17 第2の増巾部、18
第nの増巾部、19 第1の差分検出部、20 第2
の差分検出部、21 第nの差分検出部、22 信号切
替部、23 A/D変換部、24レベル比較部、25
第1の車両検出部、26 第1の伝搬路、27 第2の
伝搬路、28 第nの伝搬路、29 第1の受光素子、
30 第2の受光素子、31 第nの受光素子、32
集光レンズ、33 信号加算部、34 加算値比較部、
35 第2の車両検出部、36 第1の通過速度検出
部、37 絶対レベル比較部、38 絶対加算値比較
部、39 第2の通過速度検出部、40 領域選択部。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光のオン、オフ動作する発光手段と、
    上記発光手段から放射された光の目標物からの反射光を
    受光する複数の受光手段と、上記発光手段の発光のオ
    ン、オフ時における上記受光手段の受信信号の差分を出
    力する差分検出手段と、上記差分検出手段の出力信号を
    加算する加算手段と、上記加算手段の出力信号を基準値
    と比較する加算値比較手段と、上記加算値比較手段の出
    力信号により車両を検出する車両検出手段とを具備し、
    さらに上記車両検出手段は上記加算手段の加算値が基準
    値より大きい場合、車両検出出力を有意とするととも
    に、当該検出出力の保持期間を所定時間長くするように
    したことを特徴とする車両検出装置。
  2. 【請求項2】 発光のオン、オフ動作する発光手段と、
    上記発光手段から放射された光の目標物からの反射光を
    受光する複数の受光手段と、上記発光手段の発光のオ
    ン、オフ時における上記受光手段の受信信号の差分を出
    力する差分検出手段と、上記差分検出手段の出力信号を
    加算する加算手段と、上記加算手段の出力信号を基準値
    比較する加算値比較手段と、上記差分検出手段の出力
    信号をそれぞれ基準値と比較するレベル比較手段と、上
    記加算値比較手段の出力信号または上記レベル比較手段
    の出力信号により車両を検出する車両検出手段とを具備
    し、さらに上記車両検出手段は上記差分検出手段の出力
    値または上記加算手段の加算値が当該基準値より大きい
    場合、車両検出出力を有意とするとともに、当該検出出
    力の保持期間を所定時間長くするようにしたことを特徴
    とする車両検出装置。
  3. 【請求項3】 上記差分検出手段の出力信号により車両
    の通過速度を算出する通過速度検出手段を設けたことを
    特徴とする請求項1または2に記載の車両検出装置。
  4. 【請求項4】 上記レベル比較手段は、上記差分検出手
    段の出力値をそれぞれあらかじめ設定した正の基準値お
    よび負の基準値と比較し、さらに車両検出手段は、上記
    差分検出手段の出力値が当該基準値より大きい場合に車
    両と検出することを特徴とする請求項2に記載の車両検
    出装置。
  5. 【請求項5】 上記加算値比較手段は、上記加算手段の
    加算値をあらかじめ 設定した正の基準値および負の基準
    値と比較し、さらに車両検出手段は、上記加算手段の加
    算値が当該基準値より大きい場合に車両と検出すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の車両検出装置。
  6. 【請求項6】 上記車両検出手段で上記複数の受光手段
    のどの出力を有意とするかにより、受光領域を可変する
    ための受光領域選択手段を有することを特徴とする請求
    項1乃至5のいずれか1項に記載の車両検出装置。
  7. 【請求項7】 上記発光手段は、パルス変調信号発生
    部、このパルス変調信号と同期して電流をオンオフする
    ドライバ部、このドライバ部により駆動される発光部と
    を有し、上記差分検出手段は上記パルス変調信号発生部
    のタイミングで信号の差分をとるようにしたことを特徴
    とする請求項1または2に記載の車両検出装置。
  8. 【請求項8】 上記差分検出手段の出力段につながり上
    記差分検出手段の出力信号を上記パルス変調信号発生部
    のタイミングで切替える信号切替え部を有することを特
    徴とする請求項7記載の車両検出装置。
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