JP6443754B2 - 車両諸元計測装置、車種判別装置、車両諸元計測方法及びプログラム - Google Patents
車両諸元計測装置、車種判別装置、車両諸元計測方法及びプログラム Download PDFInfo
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Description
ここで、車両が料金所に進入する際に、当該車両のタイヤが踏板を踏み付けた回数を検出することにより、当該車両の車軸数を取得することができる。しかしながら、車種判別のための情報の一つとして車軸数を用いる場合には、車両の運転席が料金自動収受機に到達する前の段階で、対象となる車両の全てのタイヤが踏板を通過している必要がある。そのため、通常の料金所においては、通行する車両の最大車長(例えば18m)を考慮して、車種判別装置と料金自動収受機との間が少なくとも最大車長以上となるように配置されている。
本発明の一態様によれば、車両諸元計測装置(10E)は、車線方向に規定された所定の車両検知位置(d)において、路面上を走行する車両(A)の通過を検知する車両検知器(10A)と、前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線(S)に沿って当該レーザ光を走査し、走査面(P)内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報(D8)を取得するレーザスキャンセンサ(20A)と、を備え、前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置を含む当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する。
レーザスキャンセンサは、車両の車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射することにより、車両の車高を計測可能な走査情報を取得することができる。また、走査線が車線方向に対して傾斜していることにより、車両の車長及び車幅を計測可能な走査情報を取得することができる。このため、レーザスキャンセンサは、一連の走査で、車両の車長、車幅及び車高を計測可能な走査情報を取得することができる。また、レーザスキャンセンサは、車両検知位置よりも車線方向手前側の所定位置を含む走査線に沿ってレーザ光の走査を行うため、車両が車両検知位置を通過する前に、車線方向手前側を走行する車両を含む走査情報を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両が車両検知位置を通過する前に車種の判別を行わなければならない場合であっても、当該車両を含む走査情報に基づいて、車種の判別を行うための情報を取得することができる。
(全体構成)
以下、本発明の第1の実施形態に係る料金収受設備1について図面を参照して説明する。
図1は第1の実施形態に係る料金収受設備1の概略図である。
本実施形態において、料金収受設備1は、図1に示すように有料道路の出口料金所に設置され、有料道路の利用者である車両Aの運転者から利用料金を収受する。
料金収受設備1は、車線Lの両側部に配置されたアイランドI上に設けられ、車線L上に停止した車両Aとの間で料金収受処理を行うための設備である。
以降の説明において、車線Lに沿う方向を車線方向(図1におけるX方向)と称する。また、車線L上で車両Aが進む方向側(図1における+X側)を車線方向奥側と称し、車両Aが進む方向側とは反対側(図1における−X側)を車線方向手前側と称する。更に、車線Lの幅方向を幅方向(図1におけるY方向)と称し、車両Aの車高方向を高さ方向(図1におけるZ方向)と称する。
ここで、車両Aの車種区分D1とは、有料道路の料金を決定するための車種を示すものであり、本実施形態に係る車種判別装置10は、例えば、「軽自動車等」、「普通車」、「中型車」、「大型車」、「特大車」の五つの区分を判別する。また、車両Aの車両特徴とは、車線Lに進入する車両A固有の情報である。本実施形態において、車両特徴は、車両Aのナンバープレート情報(車両登録情報及びナンバープレートの大きさ)や、車軸数、タイヤ幅及びトレッド幅や、車長、車幅及び車高等の情報を示す。車種判別装置10は、これら車両特徴に基づいて、車種区分D1の判別を行う装置である。なお、車種判別装置10の備える踏板10B、ナンバープレート認識部10C及び車両諸元計測装置10Eの具体的な構成については、図2及び図3を参照して後述する。
料金自動収受機11は、車両Aの車種区分D1と、有料道路の走行距離とに応じた利用料金を、車両Aの運転者に課金する。
次に、車種判別装置の構成について、図1から図3を参照して説明する。
図2は本発明の第1の実施形態に係る車種判別装置10の概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は側面図であり、(c)は正面図である。
図3は本発明の第1の実施形態に係る車種判別装置10のブロック図である。
なお、本実施形態において、車種判別部10Dが車種判別装置10(例えば図1に示すように車両検知器10A)に内蔵されている態様で説明するが、この態様に限定されない。例えば、他の実施形態においては、車種判別部10Dがネットワーク上に接続された車種判別装置10以外の装置に内蔵されていてもよい。
なお、本実施形態において、取付支柱20Bは、図1に示すように片持ちのカンチレバーである例について説明するが、他の実施形態においては、車線Lを幅方向(図1におけるY方向)に設置されるガントリー等であってもよい。また、ETC(登録商標、Electronic Toll Collection)システムで使用するガントリーが設置されている料金所においては、当該ガントリーにレーザスキャンセンサ20Aを設置してもよい。
なお、所定範囲とは、具体的には、想定される最大車長及び最大車高を有する車両の最大車高部分であっても、当該車両の前端(最も車線方向奥側(図2(a)における+X側)の端部)及び後端(最も車線方向手前側(図2(a)における−X側)の端部)の車線方向(図2(a)におけるX方向)における座標の位置と、幅方向(図2(a)におけるY方向)における座標の位置とを、レーザスキャンセンサ20Aにより計測可能となるように設定された範囲である。
走査線Sは、当該所定範囲の車線方向奥側(図2(a)における+X側)に配置された第一端部E1と、当該所定範囲の車線方向手前側(図2(a)における−X側)に配置された第二端部E2とを結ぶ直線である。
なお、本実施形態において、レーザスキャンセンサ20Aは第一端部E1から第二端部E2に向かってレーザ光を走査する例について説明するが、他の実施形態においては、第二端部E2から第一端部E1に向かってレーザ光を走査してもよい。
レーザスキャンセンサ20Aは、走査線Sに沿って、複数の照射角度でレーザ光を照射することにより、走査面P内を通る路面及び車両Aの車体面上を走査し、当該走査面P内におけるレーザ光による計測位置を取得する。なお、走査面P内における照射角度を照射角度θとする。
ここで、レーザ光による計測位置とは、走査面P内における路面上及び車両Aの車体面上において、レーザ光が照射されている高さ方向(図2(b)におけるZ方向)における位置(以下、「照射高さ」)と、当該レーザ光が照射されている走査線Sに沿う位置(以下、「走査線位置」)と、を表す情報である。
レーザスキャンセンサ20Aは、各計測位置におけるレーザ光の照射角度θに対応する、当該計測位置までの距離Lenを計測する。また、レーザスキャンセンサ20Aは、車線方向(図4におけるX方向)の位置を座標x、車線Lの幅方向(図4におけるY方向)の位置を座標y、高さ方向(図4におけるZ方向)の位置を座標zとし、レーザスキャンセンサ20Aが設置されている位置と同じ位置の路面上の座標を原点座標(x0、y0、z0)に設定する。そして、レーザスキャンセンサ20Aは、各計測位置について、レーザスキャンセンサ20Aの車線Lの幅方向に対する傾きωと、走査線Sの傾斜角度φと、各計測位置におけるレーザ光の照射角度θ及び距離Lenと、に基づき、当該計測位置における座標xp、座標yp及び座標zpを算出する。
なお、各計測位置における座標xp及び座標ypは走査線位置を表し、座標ypは照射高さを表す。
レーザスキャンセンサ20Aは、図3に示すように、一回の走査で取得した複数の計測位置を、走査情報D8として車種判別部10Dへ出力する。
次に、車種判別装置10の機能について、図3及び図4を参照して説明する。
図4は本発明の第1の実施形態に係るレーザスキャンセンサ20Aが取得する走査情報D8の例である。
車両検知器10Aは、車両Aが車線Lに進入したことを示す車両進入情報D2と、車両Aが車両検知器10Aを通過したことを示す車両通過情報D3とを、車種判別部10Dへ出力する。
踏板10Bは、車両Aが踏板10Bを踏み付けにより検出した各種検出信号を、車軸数D4、タイヤ幅D5及びトレッド幅D6として車種判別部10Dへ出力する。
ナンバープレート認識部10Cは、取得したナンバープレート情報D7を車種判別部10Dへ出力する。
レーザスキャンセンサ20Aは、図4に示すように、走査線Sに沿ってレーザ光の走査を行う毎に、当該走査を行った時刻に対応する走査情報D8を取得する。
図4に示す走査情報D8の横軸はレーザ光が照射されている走査線位置(座標xp及び座標yp)を示す。図4の例では、座標xpの値において、「e」は走査線S上における最も車線方向奥側(図4における+X側)の座標xpから最も車線方向手前側(図4における−X側)の座標xpまでの距離を示す。また、座標ypの値において、「e」は走査線S上における最も幅方向一方側(図4における−Y側)から最も幅方向他方側(図4における+Y側)までの距離を示す。「e」の左端は走査線Sにおける第一端部E1に対応する走査線位置である。また、「e」の右端は走査線Sにおける第二端部E2に対応する走査線位置である。また、図4に示す走査情報D8の縦軸は、照射高さ(座標zp)を示している。
さらに、図4はレーザスキャンセンサ20Aがレーザ光の走査を行った時刻毎に、複数の走査情報D8を並べたものであり、下端が最も古い時刻を、上端が最も新しい時刻を示している。
時刻t2では、車両Aの一部が走査面P内に進入し、車両Aと走査面Pとが接する位置においてレーザ光が車両Aの車体面上に照射されている。このため、レーザスキャンセンサ20Aが時刻t2で取得する走査情報D8には、当該レーザ光の車両Aの車体面上における計測位置を示す値(図4の「f」)が計測される。
時刻t3では、車両Aの前端から後端までが走査面P内に進入し、車両Aと走査面Pとが接する位置においてレーザ光が車両Aの車体面上に照射されている。このため、レーザスキャンセンサ20Aが時刻t3で取得する走査情報D8には、当該レーザ光の車両Aの車体面上における計測位置を示す値(図4の「a」)が計測される。
時刻t6では、車両Aは走査面P内の範囲から退出している。このため、レーザスキャンセンサ20Aが時刻t6で取得する走査情報D8には、車両Aの車体面上における計測位置を示す値は計測されていない。
レーザスキャンセンサ20Aは、このように時刻毎に計測した走査情報D8を、図3に示すように、車種判別部10Dへ出力する。
車両Aが、図4の例に示す時刻t4の時点で車両検知位置dに到達すると、車両検知器10Aは車両Aの進入を検知して、車両進入情報D2を車種判別部10Dへ出力する。車種判別部10Dの車両特徴計測部101は、当該車両進入情報D2を受信することにより、当該車両進入情報D2が出力された時刻t4(以下、「車両進入時刻」)と同時刻に出力された走査情報D8(図4における時刻t4の走査情報D8)が当該車両Aの情報が含まれる走査情報D8であると判断する。
なお、車両特徴計測部101は、車両検知器10Aにより検出された車両の台数と、走査情報D8において検出された車両の台数とを記録するようにしてもよい。この場合、車両特徴計測部101は、車両検知器10Aにより検出された車両の台数と、走査情報D8において検出された車両の台数とを関連づける。例えば、車両検知器10Aが車両A1を検出した後に更に車両A2を検出した場合、複数の走査情報D8のうち最初に検出された車両を車両A1と判断し、次に検出された車両を車両A2と判断するようにしてもよい。
例えば、走査情報D8に一台目の車両の情報と、二台目の車両の情報とが含まれる場合、走査情報D8のうち第一端部E1に近い位置において一台目の車両を示す計測位置が検出され、第二端部E2に近い位置において二台目の車両を示す計測位置が検出される。また、一台目の車両を示す計測位置と、二台目の車両を示す計測位置との間には、一台目の車両と二台目の車両との車間距離に相当する長さ(一台目の車両の最も車線方向手前側の座標xpの値から二台目の車両の最も車線方向奥側の座標xpの値との差分)の路面を示す計測位置が検出される。
車両特徴計測部101は、このように、二台以上の車両の情報が含まれた走査情報D8を受信した場合、第一端部E1に近い位置において検出された車両情報を、車両検知器10Aにより検知された車両Aの情報であると判断する。走査情報D8に複数の車両の情報が含まれている場合は、以降の処理においても、同様の判断を行うものとする。
車両特徴計測部101は、このように、時刻t2から時刻t5までの複数の走査情報D8を車両Aの情報を含む走査情報D8であるとして抽出する。
車長計測部110は、複数の走査情報D8に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。図4の例では、時刻t3における車両走査長(「a」)が車両Aの最大の車線方向長である。車長計測部110は、最大の車線方向長を車両Aの車長D9として計測する。
車長計測部110は、このようにして求めた車長D9を車種区分判別部102に出力する。
車幅計測部111は、このようにして求めた車幅D10を車種区分判別部102に出力する。
なお、車両Aの車長が、料金自動収受機11と踏板10Bとの距離よりも長い場合は、利用料金が確定していなければならないタイミング(車両Aの運転者が料金自動収受機11の位置に到達したタイミング)において、踏板10Bによる車軸数D4、タイヤ幅D5及びトレッド幅D6の検出が完了していない可能性がある。この場合、踏板10Bは、当該タイミングまでに検出した情報(検出未完了の情報)を車種判別部10Dへ出力してもよい。車種判別部10Dの車種区分判別部102は、車両検知器10Aから車両通過情報D3を受信していない状態で、踏板10Bから例えば車軸数D4が「3」であるとの情報を受信した場合、当該車両Aの車軸数は「3以上」であると判断するようにしてもよい。このような場合であっても、踏板10Bと、ナンバープレート認識部10Cと、車長計測部110と、車幅計測部111と、車高計測部112とから受信した車両特徴に基づいて、車種区分D1の判別を行うことができる。
車種区分判別部102は、判別した車種区分D1を、料金自動収受機11に出力する。
料金自動収受機11は、車種区分判別部102から受信した車種区分D1と、車両Aの走行距離とに基づいて、車両Aの運転者に課金する利用料金を算出する。
図5は本発明の第1の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
本実施形態において、レーザ距離計測装置20のレーザスキャンセンサ20Aは、所定の間隔毎に、路面上に規定された走査線Sに沿って、レーザ光の照射及び走査(レーザスキャン)を常時行っている。
まず、車種判別装置10の車両特徴計測部101は、料金所に車両Aが進入したかどうかを判断する(ステップST101)。車両特徴計測部101は、車両検知器10Aから車両進入情報D2を受信していない場合は、料金所に車両Aが進入していないと判断し(ステップST101:No)、車両Aが進入したと判断するまで待機する。また、車両特徴計測部101は、車両検知器10Aから車両進入情報D2を受信した場合は、料金所に車両Aが進入したと判断し(ステップST101:Yes)、次のステップST102に進む。
料金所に車両Aが進入したと判断すると(ステップST101:Yes)、車両特徴計測部101は、車両進入情報D2が出力された時刻である、車両進入時刻にレーザスキャンセンサ20Aが取得した走査情報D8を、当該車両Aが含まれる走査情報D8であると判断する。
次に、車両特徴計測部101はレーザスキャンセンサ20Aが車両進入時刻より古い時刻に取得した走査情報D8であって、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報D8を、車両Aの情報が含まれている走査情報D8として抽出する。また、車両特徴計測部101は、レーザスキャンセンサ20Aが車両進入時刻より新しい時刻に取得した走査情報D8であって、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報D8を、車両Aの情報が含まれている走査情報D8として抽出する(ステップST102)。具体的には、図4の時刻t4が車両進入時刻であるとすると、レーザスキャンセンサ20Aが時刻t2から時刻t5までに取得した走査情報D8は、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有している。このため、車両特徴計測部101はこれら時刻t2から時刻t5までの走査情報D8を、車両Aの情報が含まれている走査情報D8として抽出する。
次に、車長計測部110は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8のそれぞれについて、車線方向長を計測する。車長計測部110は、複数の走査情報D8に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。具体的には、車両Aの車体上における計測位置に相当する走査線位置のうち、座標xp最大値(最も車線方向奥側(図4における+X側)の計測位置)と座標xp最小値(最も車線方向手前側(図4における−X側)の計測位置)との差Δxpを車線方向長として算出する。図4の例では、時刻t3における車線方向長「a」が最大の車線方向長である。車長計測部110は、当該最大の車線方向長(「a」)に基づいて、車両Aの車長D9を計測する(ステップST103)。車長計測部110は、計測した車長D9を車種区分判別部102に出力する。
次に、車幅計測部111は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8のそれぞれについて、走査線位置の座標yp最小値(最も車線Lの幅方向一方側(図4の−Y側)における計測位置)と、走査線位置の座標yp最大値(最も車線Lの幅方向他方側(図4の+Y側)における計測位置)とを検出する。そして、車幅計測部111は、座標yp最小値と座標yp最大値との差Δypを車線幅方向長として算出する。図4の例では、「b」が車線幅方向長に相当する。
車幅計測部111は、車線幅方向長(「b」)に基づいて、車両Aの車幅D10を計測する(ステップST104)。車幅計測部111は、計測した車幅D10を車種区分判別部102に出力する。
次に、車高計測部112は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8の各計測位置のうち、照射高さ(座標zp)の値が最も大きい最大照射高さの値(座標zp最大値)を検出する。図4の例では、「c」が最大照射高さの値(座標zp最大値)に相応する。車高計測部112は、当該最大照射高さの値(座標zp最大値)より、路面高さの値を減じたものを、車両Aの車高D11として計測する(ステップST105)。車高計測部112は、計測した車高D11を車種区分判別部102に出力する。
以上で、車両特徴計測部101は、車両特徴(車長D9、車幅D10及び車高D11)の計測を終了する。
上述した車両諸元計測装置10Eによれば、車両検知器10Aは、車線方向(図2(a)におけるX方向)に規定された所定の検知位置に設けられ、路面上を走行する車両Aの通過を検知する。また、レーザ距離計測装置20のレーザスキャンセンサ20Aは、車両Aの車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射すると共に、当該路面上に規定される走査線Sに沿ってレーザ光を走査する。ここで、走査線Sは、想定される最大車長及び最大車高を有する車両の最大車高部分であっても、当該車両の前端及び後端の車線方向における座標の位置と、幅方向における座標の位置とを、レーザスキャンセンサ20Aにより計測可能となるように設定された所定範囲において延在する。レーザスキャンセンサ20Aは、このように規定された走査線Sと、走査線Sの両端部とレーザスキャンセンサ20Aとを結ぶ線とで形成される走査面P内におけるレーザ光の計測位置を示す走査情報D8を取得する。
レーザスキャンセンサ20Aは、車両Aの車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射することにより、車両Aの車高を計測可能な走査情報D8を取得することができる。また、走査線Sが所定の傾斜角度φで傾斜していることにより、車両Aの車長及び車幅を計測可能な走査情報D8を取得することができる。このため、レーザスキャンセンサ20Aは、一連の走査で、車両Aの車長、車幅及び車高を計測可能な走査情報D8を取得することができる。
また、走査線Sが車両検知位置よりも車線方向手前側の所定位置を含むことにより、レーザスキャンセンサ20Aは、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車線方向手前側を走行する車両Aを含む走査情報D8を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車両Aの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、当該車両Aを含む走査情報D8に基づいて、車両Aが車両検知位置dを通過する前に車種区分D1の判別を行うための情報を取得することができる。
これにより、最大車長を有する車両を含めていかなる車両であっても、当該車両が車両検知位置を通過する前に、当該車両Aの全体を走査して、当該車両Aの走査情報D8を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車両Aの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、当該車両Aを含む走査情報D8に基づいて、車両Aが車両検知位置dを通過する前に車種区分D1の判別を行うための情報を取得することができる。
これにより、車両特徴計測部101の車長計測部110、車幅計測部111及び車高計測部112は、抽出された走査情報D8に基づいて、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、それぞれ車長D9、車幅D10及び車高D11を計測することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車両Aの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、抽出された走査情報D8に基づいて、車両Aが車両検知位置dを通過する前に車種区分D1の判別を行うための情報である車長D9、車幅D10及び車高D11を取得することができる。
ここで、走査線Sは、走査線S上の何れかの位置で、路面上を走行する車両Aの前端(最も車線方向奥側(図2(a)における+X側)の端部)と、車両Aの後端(最も車線方向手前側(図2(a)における−X側)の端部)との両方を通るように、車線方向(図2(a)におけるX方向)に対して所定の傾斜角度φで傾斜して延在している。このため、レーザスキャンセンサ20Aは、当該走査線Sに沿うようにレーザ光を走査することにより、走査線S上の何れかの位置において、一回の走査で車両Aの前端と後端との両方を通過する走査情報D8を取得することができる。このように、一回の走査で車両Aの前端と後端との両方を通過する走査情報D8は、最大の車線方向長を有している。
このように、車長計測部110は、一回の走査で取得されたひとつの走査情報D8に基づいて、最大の車線方向長を計測している。一回の走査で車両Aの前端と後端の両方を通過する走査情報が取得できないレーザスキャンセンサを使用した場合は、複数の走査で取得された複数の走査情報のそれぞれの車線方向長に基づいて、車両の車長を計測しなければならない。このような構成では、路面上を走行する車両の複数の走査情報を取得する間に、車両の位置が変化してしまうため、車両の移動距離も考慮しなければならず、最大の車線方向長を計測するために複雑な処理が要求される。また、車両の移動速度が変化した場合、復数の走査情報から得られる車両走査長が車両の移動速度に応じて変化し、正確な最大の車線方向長が計測できない可能性がある。しかしながら上述のように、本実施形態における車長計測部110は、一回の走査で取得されたひとつの走査情報D8に基づいて、最大の車線方向長を計測している。このため、簡易な処理で正確に車両の車長を計測することができる。
これにより、車幅が一定ではない車両Aであっても、複数の走査情報D8に基づいて、最大の車幅を取得することができる。
これにより、車高が一定ではない車両Aであっても、複数の走査情報D8に基づいて、最大の車高を取得することができる。
(車種判別装置の構成)
次に、本発明の第2の実施形態に係る料金収受設備1について図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態と共通の構成には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図6は本発明の第2の実施形態に係る料金収受設備1の概略図である。
図7は本発明の第2の実施形態に係る車種判別装置10の概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は側面図であり、(c)は正面図である。
本実施形態におけるレーザ距離計測装置20の取付支柱20Bは、車線Lの幅方向他方側(図6における+Y側)に設けられている。レーザスキャンセンサ20Aは、取付支柱20Bの、車両Aの車高よりも高い位置に設けられた取付位置に設置されている。つまり、レーザスキャンセンサ20Aは、車線Lの幅方向他方側(図6における+Y側)のアイランドIの、車両Aの車高よりも高い位置から、路面に向かってレーザ光を照射する。
なお、本実施形態においては、車線Lの幅方向他方側(図7(a)及び(c)における+Y側)からレーザ光を走査する構成となっている。このため、本実施形態の走査面Pは、第1の実施形態よりも車線Lの幅方向他方側(図7(a)及び(c)における+Y側)に傾くように形成される。これにより、本実施形態における走査面Pは、車両Aの車線Lの幅方向他方側(図7(a)における+Y側)の側面を通るように形成される。
レーザスキャンセンサ20Aは、走査線Sに沿ってレーザ光を照射することにより、走査面P内を通る路面及び車両Aの車体面上を走査し、当該走査面P内におけるレーザ光の計測位置を取得する。
次に、車種判別装置10の機能について、図7から図9を参照して説明する。
図8は本発明の第2の実施形態に係る車種判別装置のブロック図である。
図9は本発明の第2の実施形態に係るレーザスキャンセンサ20Aが取得する走査情報の例を時系列に(a)〜(c)に示す図である。
レーザ距離計測装置20は、第1の実施形態と同様に、レーザスキャンセンサ20Aと取付支柱20Bとを有している。レーザスキャンセンサ20Aは、図7(a)〜(c)に示すように、走査線Sに沿ってレーザ光の走査を行う毎に、当該走査を行った時刻に対応する走査情報D8を取得する。
ここで、計測位置が路面上から車両Aの車体前面に切り替わる際、レーザスキャンセンサ20Aから照射されたレーザ光は、路面と車両Aの車体側面(タイヤ)とが接する点である計測位置s3に照射される。このため、レーザ光の計測位置が路面上から車両Aの車体前面に切り替わる位置であって、車両Aと路面とが接している位置にレーザ光が照射された場合は、レーザスキャンセンサ20Aが取得する走査情報D8は、路面上の計測位置と車両Aの車体面上の計測位置とで、計測位置が連続している。
車両特徴計測部101は、第1の実施形態と同様に、車両検知器10Aから受信した車両進入情報D2及び車両通過情報D3と、レーザスキャンセンサ20Aから受信した走査情報D8とに基づいて、路面上を走行する車両Aの情報が含まれる複数の走査情報D8を抽出する。
車長計測部110と、車幅計測部111と、車高計測部112とは、第1の実施形態と同様に、それぞれ車両Aの車長D9と、車幅D10と、車高D11とを計測し、車種区分判別部102に出力する。
上述のように、レーザスキャンセンサ20Aから照射されたレーザ光が、レーザ光の計測位置が路面上から車両Aの車体前面に切り替わる位置であって、車両Aと路面とが接していない(離れている)位置に照射された場合は、図9(a)及び(c)に示すように、レーザスキャンセンサ20Aが取得する走査情報D8は、路面上の計測位置と車両Aの車体面上の計測位置とで、計測位置が不連続となっている特徴を有する。一方、レーザ光の計測位置が路面上から車両Aの車体前面に切り替わる位置であって、車両Aと路面とが接している位置に照射された場合は、図9(b)に示すように、レーザスキャンセンサ20Aが取得する走査情報D8は、路面上の計測位置と車両Aの車体面上の計測位置とで、計測位置が連続している特徴を有する。
具体的には、走査情報D8の各計測位置について、第一端部E1に最も近い位置で車両Aの計測位置が検出された位置(第一計測位置)を検出する。車両Aの計測位置が検出された位置とは、走査情報D8において、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置が検出された位置である。車軸数計測部113は、第一計測位置における走査線位置が、連続しているか、非連続であるかに基づいて、当該第一計測位置において車両Aと路面とが接しているか、接していないかを判断する。
図9(a)及び(c)に示す時刻t7及び時刻t9の走査情報D8では、第一計測位置における走査線位置(図9(a)におけるs1及びs2、図9(c)におけるs4及びs5)が非連続である。このため、車軸数計測部113は、時刻t7及び時刻t9では車両接地位置を有していないと判断する。
図9(b)に示す時刻t8の走査情報D8は、第一計測位置における走査線位置(図9(b)におけるs3)が連続している。このため、車軸数計測部113は、時刻t8では車両接地位置を有していると判断する。
車軸数計測部113は、このように、車両特徴計測部101から受信した全ての走査情報D8について、車両接地位置の有無を判断する。車両Aと路面とが接している車両接地位置は、図9(b)に示すように、車両Aのタイヤ(車軸)が存在する位置であることを示している。このため、車軸数計測部113は、車両接地位置の検出数を計測することにより、走査面Pを通過した車両Aの車軸数を計測する。
車軸数計測部113は、計測した車軸数を、図8に示すように、車軸数情報D12として車種区分判別部102に出力する。
図10は本発明の第2の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
本実施形態において、レーザ距離計測装置20のレーザスキャンセンサ20Aは、所定の間隔毎に、路面上に規定された走査線Sに沿って、レーザ光の照射及び走査(レーザスキャン)を常時行っている。
まず、車種判別装置10の車両特徴計測部101は、料金所に車両Aが進入したかどうかを判断する(ステップST201)。車両特徴計測部101は、車両検知器10Aから車両進入情報D2を受信していない場合は、料金所に車両Aが進入していないと判断し(ステップST201:No)、車両Aが進入したと判断するまで待機する。また、車両特徴計測部101は、車両検知器10Aから車両進入情報D2を受信した場合は、料金所に車両Aが進入したと判断し(ステップST201:Yes)、次のステップST202に進む。
料金所に車両Aが進入したと判断すると(ステップST201:Yes)、車両特徴計測部101は、車両進入情報D2が出力された時刻である、車両進入時刻にレーザスキャンセンサ20Aが取得した走査情報D8を、当該車両Aが含まれる走査情報D8であると判断する。
次に、車両特徴計測部101はレーザスキャンセンサ20Aが車両進入時刻より古い時刻に取得した走査情報D8であって、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報D8を、車両Aの情報が含まれている走査情報D8として抽出する。また、車両特徴計測部101は、レーザスキャンセンサ20Aが車両進入時刻より新しい時刻に取得した走査情報D8であって、照射高さ(座標zp)の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報D8を、車両Aの情報が含まれている走査情報D8として抽出する(ステップST202)。
次に、車長計測部110は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8のそれぞれについて、車線方向長を計測する。車長計測部110は、複数の走査情報D8に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。車長計測部110は、当該最大の車線方向長に基づいて、車両Aの車長D9を計測する(ステップST203)。車長計測部110は、計測した車長D9を車種区分判別部102に出力する。
次に、車幅計測部111は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8のそれぞれについて、走査線位置の座標yp最小値(最も車線Lの幅方向一方側(図4の−Y側)における計測位置)と、走査線位置の座標yp最大値(最も車線Lの幅方向他方側(図4の+Y側)における計測位置)とを検出する。そして、車幅計測部111は、座標yp最小値と座標yp最大値との差Δypを車線幅方向長として算出する。車幅計測部111は、車線幅方向長に基づいて、車両Aの車幅D10を計測する(ステップST204)。車幅計測部111は、計測した車幅D10を車種区分判別部102に出力する。
次に、車高計測部112は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8の各計測位置のうち、照射高さ(座標zp)の値が最も大きい最大照射高さの値(座標zp最大値)を検出する。車高計測部112は、当該最大照射高さの値(座標zp最大値)より、路面高さの値を減じたものを、車両Aの車高D11として計測する(ステップST205)。車高計測部112は、計測した車高D11を車種区分判別部102に出力する。
次に、車軸数計測部113は、車両特徴計測部101により抽出された走査情報D8の各計測位置について、第一端部E1に最も近い位置で車両Aの計測位置が検出された位置(第一計測位置)を検出する。車軸数計測部113は、第一計測位置における走査線位置が、連続しているか、非連続であるかに基づいて、当該第一計測位置において車両Aと路面とが接しているか、接していないかを判断する。車軸数計測部113は、車両特徴計測部101により抽出された全ての走査情報D8について、車両接地位置の有無を判断する。車両Aと路面とが接している車両接地位置は、図9(b)に示すように、車両Aのタイヤ(車軸)が存在する位置であることを示している。このため、車軸数計測部113は、車両接地位置の検出数を計測することにより、走査面Pを通過した車両Aの車軸数を計測する。車軸数計測部113は、計測した車軸数の値を車軸数情報D12として、車種区分判別部102に出力する。
以上で、車両特徴計測部101は、車両特徴(車長D9、車幅D10、車高D11及び車軸数情報D12)の計測を終了する。
上述の車両諸元計測装置10Eによれば、レーザスキャンセンサ20Aは、車線Lの幅方向他方側(図7(a)における+Y側)において、車両Aの車高より高い位置に設けられている。レーザスキャンセンサ20Aは、当該位置より、路面上に規定された走査線Sに沿ってレーザ光を走査する。このように構成することにより、レーザスキャンセンサ20Aは、車両Aの幅方向他方側(図7(a)における+Y側)の側面を含む、車両Aの車体面上を走査する。このため、レーザスキャンセンサ20Aは、車両Aのタイヤと路面とが接する位置と、車両Aと路面とが接しない位置と、の走査情報D8を取得することができる。
車軸数計測部113は、レーザスキャンセンサ20Aが取得した走査情報D8に基づいて、車両Aと路面が接している位置である、車両接地位置を検出する。当該車両接地位置は、車両Aのタイヤ(車軸)が存在する位置であるため、車軸数計測部113は、複数の走査情報D8のうち、車両接地位置の検出数を計測することにより、車両Aの車軸数情報D12を取得することができる。
これにより、レーザスキャンセンサ20Aは、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車両Aの車軸数情報D12を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Aが車両検知位置dを通過する前に、車両Aの運転席が料金自動収受機11に到達してしまう場合であっても、当該車軸数情報D12と、第1の実施形態と同様に取得される車長D9、車幅D10及び車高D11と、に基づいて、車両Aが車両検知位置dを通過する前に車種区分D1の判別を行うための情報を取得することができる。
また、上述の各実施形態における車種判別装置10のハードウェア構成の例について説明する。
図11は本発明の各実施形態に係る車種判別装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。
図11に示すように、車種判別装置10は、メモリ810と、記憶/再生装置820と、IO I/F(Input Output Interface)830と、外部機器I/F(Interface)840と、通信I/F(Interface)850と、CPU(Central Processing Unit)860と、補助記憶装置870とを備えている。
記憶/再生装置820は、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生するための装置である。
IO I/F830は、料金収受設備1の各装置との間で情報等の入出力を行うためのインターフェースである。
外部機器I/F840は、車種判別装置10が備える機器の制御と、情報等の送受信とを行うためのインターフェースである。上述の実施形態の車種判別装置10では、外部機器I/F840は、車両検知器10A、踏板10B、ナンバープレート認識部10C及びレーザスキャンセンサ20Aの制御と、情報及び信号の送受信とを行う。
通信I/F850は、車種判別装置10がインターネット等の通信回線を介して外部サーバと通信を行うためのインターフェースである。
CPU860は、プログラムを実行し、車種判別装置10のそれぞれの機能を実行するように制御する。上述の実施形態においては、車種判別装置10が車両Aの車種区分D1を判別するように制御する。
補助記憶装置870は、CPU860で実行するプログラムや、プログラムを実行する際に使用するデータや、生成されたデータを記録するためのものである。補助記憶装置870は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等である。
外部メディアや外部サーバに記憶されているプログラムを、補助記憶装置870に記憶してもよい。
例えば、上述の実施形態において、レーザスキャンセンサ20Aは常時走査線Sに沿ってレーザ光を走査する例について説明したが、これに限られることはない。車両Aが車両検知位置dを超えてから第一端部E1に到達するまでの間において、走査線S上の何れかの位置においてレーザ光が車両Aの前端と後端との両方を通るように、走査線Sが規定されていれば、車両検知器10Aが車両Aの進入を検知してから、レーザスキャンセンサ20Aがレーザ光を走査するようにしてもよい。これによっても、上述と同様の効果を得ることが可能である。
この場合、車長計測部110は、車両特徴計測部101が車両Aが含まれていると判断した走査情報D8に基づいて、レーザスキャンセンサ20Aが照射したレーザ光が当該車両Aの車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測する。車長計測部110は、異なる時刻に取得された複数の走査情報D8に基づいて計測された複数の車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、当該車両Aの車長D9を計測する。
車幅計測部111は、車両特徴計測部101が車両Aが含まれていると判断した走査情報D8に基づいて、当該走査情報D8の当該車両Aの車体面上における計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置(走査線位置の座標yp最小値)から最も車線幅方向他方側における計測位置(走査線位置の座標yp最大値)までの車線幅方向長に基づいて、当該車両Aの車幅D10を計測する。
車高計測部112は、車両特徴計測部101が車両Aが含まれていると判断した走査情報D8に基づいて、当該走査情報D8における当該車両Aの車体面上における計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置(座標zp最大値)に基づいて、当該車両Aの車高D11を計測する。
車軸数計測部113は、車両特徴計測部101が車両Aが含まれていると判断した走査情報D8に基づいて、当該走査情報D8における当該車両Aと路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両Aの車軸数情報D12を計測する。
これにより、車種判別装置10をより簡易な構成とすることができる。
10 車種判別装置
10A 車両検知器
10B 踏板
10C ナンバープレート認識部
10D 車種判別部
10E 車両諸元計測装置
11 料金自動収受機
13 発進制御機
14 発進検知器
20 レーザ距離計測装置
20A レーザスキャンセンサ
20B 取付支柱
101 車両特徴計測部
102 車種区分判別部
110 車長計測部
111 車幅計測部
112 車高計測部
113 車軸数計測部
A 車両
E1 第一端部
E2 第二端部
I アイランド
L 車線
P 走査面
S 走査線
Claims (10)
- 車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する車両の通過を検知する車両検知器と、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンセンサと、
を備え、
前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置を含む当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測装置。 - 前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置よりも前記路面上を走行する前記車両の最大車長以上、前記車線方向手前側の前記所定範囲において、前記走査線が延在する、
請求項1に記載の車両諸元計測装置。 - 前記走査情報に基づいて前記レーザ光が前記車両の車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測し、異なる時刻に取得された複数の前記走査情報に基づいて計測された複数の前記車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、当該車両の車長を計測する車長計測部を更に備える、
請求項1又は2に記載の車両諸元計測装置。 - 前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置から最も車線幅方向他方側における計測位置までの車線幅方向長に基づいて、当該車両の車幅を計測する車幅計測部を更に備える、
請求項1から3の何れか1項に記載の車両諸元計測装置。 - 前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置に基づいて、当該車両の車高を計測する車高計測部を更に備える、
請求項1から4の何れか1項に記載の車両諸元計測装置。 - 前記走査情報における前記車両と前記路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両の車軸数を計測する車軸数計測部を更に備える、
請求項1から5の何れか1項に記載の車両諸元計測装置。 - 路面上を走行する車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンセンサを備え、
前記レーザスキャンセンサは、車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測装置。 - 請求項1から6の何れか1項に記載の車両諸元計測装置と、
前記レーザスキャンセンサにより異なる時刻に取得された複数の前記走査情報と、前記車両検知器による前記車両の検知時刻と、に基づいて、前記車両の車種を判別する車種判別部と、
を備える車種判別装置。 - 車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する車両の通過を検知する車両検知ステップと、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンステップと、
を有し、
前記レーザスキャンステップは、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測方法。 - 路面上を走行する車両の諸元を計測する車両諸元計測装置のコンピュータのプログラムであって、
前記コンピュータを、
車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する前記車両の通過を検知する車両検知部、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャン部、
として機能させ、
前記レーザスキャン部は、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
プログラム。
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