JPH10105869A

JPH10105869A - 車種判別装置

Info

Publication number: JPH10105869A
Application number: JP8258220A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okabe; 浩史岡部; Shiro Ogata; 司郎緒方; Chuichi Ueda; 忠一上田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高速車両の検出が容易で、周囲の環境に測定
精度が影響されず、設置工事も簡易な車種判別装置を提
供する。【解決手段】ＬＤ１、投光レンズ２、ポリゴンミラー
３及びモータ４を有し、光ビームを路面Ｒの横断方向に
投光走査する投光手段５と、受光レンズ６及び一次元フ
ォトダイオードアレイ７を有し、反射光を受光する受光
手段８と、受光手段８からの信号から路面Ｒ上を通過す
る車両７０の情報を検出し、得られた車両情報に基づい
て車種を判別する位置情報検出手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路、有料駐
車場、立体駐車設備等に配備され、通過車両の車種を判
別する車種判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の車幅、車長、車形等を測定
する装置としては、テレビカメラを用いた方式のものや
光電スイッチを並設したアレイ方式のものがある。テレ
ビカメラを用いた方式の装置は、テレビカメラによる路
面の撮像情報に基づいて車両を検出するものであり、光
電スイッチを用いたアレイ方式の装置は、投光部と受光
部を備え、投光部からの投光が車両により遮られて受光
部により受光されることで得られる受光パターンに基づ
いて車両を検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テレビ
カメラを用いた方式の装置では、（１）高速で走行している車両の検出が困難である。（２）測定精度が周囲の照度に大きく影響される。という問題点がある。

【０００４】光電スイッチを用いたアレイ方式の装置で
は、（３）車幅を測定するには、投光部又は受光部を道路に
埋め込む必要があるため、設置工事が面倒である上に、
泥等による汚れの影響を受け易い。という問題点がある。従って、本発明は、このような問
題点（１）〜（３）に着目してなされたもので、高速車
両の検出が容易で、周囲の環境に測定精度が影響され
ず、設置工事も簡易な車種判別装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の車種判別装置は、光ビーム
を路面の横断方向に投光走査する投光手段と、光ビーム
による反射光を受光する一次元受光素子アレイを有する
受光手段と、この受光手段からの信号から路面上を通過
する車両の情報を検出し、得られた車両情報に基づいて
車両の車種を判別する位置情報検出手段とを備えること
を特徴とする。

【０００６】この車種判別装置では、光ビームを路面の
横断方向に投光走査し、その反射光を受光し、受光信号
から得た車両情報に基づいて車両の車種を判別する構成
であるので、高速車両の検出が可能となり、周囲の環境
（照度）の影響を受け難く、しかも路面の上方に設置す
ればよく、設置工事が容易で、泥等による汚れの影響を
受け難い。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。一実施形態（請求項２）に係る車種判別
装置の概略構成図を図１に示す。この車種判別装置は、
光ビームを発する投光手段５と、光ビームによる反射光
を受光する受光手段８と、受光手段８からの信号から路
面Ｒ上を通過する車両７０の情報を検出し、得られた車
両情報に基づいて車両７０の車種を判別する位置情報検
出手段（回路的構成であり図示せず）とを備える。図１
では、投光手段５と受光手段８は、説明の便宜上、距離
を置いて示されているが、実際には同一のケーシングに
ユニット化されている。

【０００８】投光手段５は、光ビームの光源としてのレ
ーザダイオード（ＬＤ）１と、レーザ光を平行光に変換
する投光レンズ２と、平行光を路面Ｒの横断方向に投光
走査するポリゴンミラー３及びポリゴンミラー３を回転
駆動するモータ４等を有する光走査機構とを備える。受
光手段８は、反射光を集光する受光レンズ６と、集光を
受光する一次元フォトダイオードアレイ（一次元受光素
子アレイ）７とを備える。フォトダイオードアレイ７
は、その長手方向（長さａ方向）が路面Ｒの横断方向に
一致するように位置決めされている。投光手段５からの
光ビームは、路面Ｒの横断方向に延びる光走査線Ｃに沿
って投光走査され、その反射光が受光手段８で受光され
る。

【０００９】この装置の車種判別原理は次の通りであ
る。投光手段５からの光ビームの照射位置が移動するの
に伴い、受光手段８のフォトダイオードアレイ７上での
入射光の位置も移動する。従って、フォトダイオードア
レイ７上での光の重心位置を求めることにより、受光手
段８（及び投光手段５）から車両（検出物体）７０まで
の距離を測定できるから、光ビームを投光走査すること
で、光走査線Ｃ上での車両７０の断面形状が得られる。
つまり、図３の（ａ）において、投光及び受光手段５，
８の路面Ｒからの高さをＨとすると、図３の（ｂ）のよ
うに、光走査位置と位置情報検出手段で得られる距離出
力から高さＨを減算した値とから車両７０の車高ｈ、車
幅ｄ、上方から見た断面形状ｆが得られる。そして、位
置情報検出手段は、例えば得られた断面形状ｆと予め記
憶しておいた各種車種の断面形状データとを照合して、
車両７０の車種を判別する（図１４参照）。

【００１０】又、図３の（ｃ）に示すように、受光量も
同時に測定することにより、受光量の信号波形から車両
７０と路面Ｒとのエッジ部（境界部）Ｐを検出でき、こ
のエッジ部Ｐに基づいて図３の（ｂ）に示す断面形状ｆ
のデータを補正することができ、より精度の高い断面形
状ｆが得られ、車種判別精度も向上する。図２は、図１
の変更例を示す。この装置では、投光手段５及び受光手
段８の構成は同じであるが、一次元フォトダイオードア
レイ７の長手方向（長さａ方向）が路面Ｒの縦断方向に
位置決めされている。車両の車種判別原理は、前記と同
様である。

【００１１】図１のように一次元フォトダイオードアレ
イ７を位置決めした場合、フォトダイオードアレイ７の
幅ｂが狭くても、光走査線Ｃに対して広い受光視野を確
保できる。しかしながら、光ビームを走査する位置によ
り、フォトダイオードアレイ７上の光の重心位置と位置
情報検出手段で得られる投光及び受光手段５，８から車
両７０までの距離とが異なるので、正確な距離を求める
ためには処理回路で走査位置と光の重心位置から適正な
計算を行う必要がある。

【００１２】一方、図２のように一次元フォトダイオー
ドアレイ７を位置決めした場合は、フォトダイオードア
レイ７上の光の重心位置が投光及び受光手段５，８から
車両７０までの距離に対応しているので、図１に比べて
正確な距離を求めるための処理が簡単である。しかしな
がら、光走査線Ｃに対して広い受光視野を確保するため
には、フォトダイオードアレイ７の幅ｂを広くする必要
がある。従って、図１と図２の構成には、それぞれ一長
一短があるので、装置の設置に際しては都合の良い方を
適宜選択するのが好ましい。

【００１３】図４は、請求項３に係る装置の概略構成図
を示す。この装置は、上記のように構成した投光手段５
及び受光手段８が路面Ｒの一方の側方に配置され、路面
Ｒの側方より光ビームを路面Ｒに向けて走査するもので
ある。この装置でも、図５において、光走査位置と位置
情報検出手段で得られる距離出力とから、車両７０の側
方から見た断面形状ｆが得られる。図５の波形による
と、最初に路面Ｒの波形が示現し、次に車両７０のタイ
ヤ７１の波形が、続いてボディ７２の波形が示現し、タ
イヤ７１とボディ７２の波形を合わせた波形が断面形状
ｆとなる。この断面形状ｆから前記したように車種が判
別される。この場合、タイヤ７１の有無も判別できるの
で、車両７０の軸数も測定することができる。

【００１４】図６は、請求項４に係る装置の概略構成図
を示し、投光及び受光手段５，８が路面Ｒの両側の側方
にそれぞれ配置されている。この場合、車両７０の両側
から見た断面形状が得られると共に、各位置情報検出手
段からの距離出力と両投光及び受光手段５，８間の距離
Ｌとにより、車両７０の車幅が得られる。この断面形状
及び車幅は、図４の場合より精度が高く、上記と同様に
車種が判別される。

【００１５】ところで、図７の（ａ）のように投光及び
受光手段５，８を１個だけ路面Ｒの上方（中央付近）に
配置すると、特に車高の高い車両７０のときは、光ビー
ムが投光されない領域、即ち受光視野の死角Ｇが大きく
なる。この場合、車両７０の上方から見た断面形状の
情報が車両７０の正確な形状を示さない、車両７０の
横を並走するバイク７５を検知できない、という問題が
起こることがある。この問題を解決するためには、図７
の（ｂ）のように、投光及び受光手段５，８を路面Ｒの
横断方向に間隔を置いて複数個（ここでは３個）配置す
ればよい（請求項５）。こうすることで、車両７０によ
る受光視野の死角Ｇが無くなり、車両７０とバイクが並
走する場合であっても、バイクを確実に検知できる。な
お、複数個の投光及び受光手段５，８を使用するとき
は、相互干渉を防止するために、各投光手段５の光ビー
ムの投光パルス周期をずらして同期させるのが望まし
い。

【００１６】図８は、請求項６に係る装置の構成を概略
的に示す。この装置における受光手段５は、路面Ｒの縦
断方向に間隔を置いて複数個（ここでは２個）配置され
た一次元フォトダイオードアレイ７を有し、位置情報検
出手段は、その２個のフォトダイオードアレイ７からの
信号より車両７０の車速を測定する。２個のフォトダイ
オードアレイ７は同じ高さに位置し、各フォトダイオー
ドアレイ７の受光視野は路面Ｒの縦断方向に並んでい
る。従って、２個のフォトダイオードアレイ７の出力信
号の時間差より車速を測定できる。

【００１７】又、図９は、請求項７に係る装置の構成を
概略的に示し、投光及び受光手段５，８が路面Ｒの縦断
方向に間隔を置いて複数個（ここでは２個）配置されて
いる。ここでも、位置情報検出手段は、２個の受光手段
８からの出力信号の時間差より車両７０の車速を測定で
きる。又、投光及び受光手段５，８を３個以上並べる
と、検出範囲内の車速の変化も測定できる。

【００１８】図８と図９の構成を比べると、図８では、
受光手段８内の一次元フォトダイオードアレイ７が複数
個であり、投光手段５や受光手段８は１個でよいため、
車種判別装置の小型化、低コスト化を図れるが、２個の
フォトダイオードアレイ７の受光視野間隔が狭いため、
高速車両の速度検出の精度が余りよくなく、また光ビー
ムの投光スポットを大きくしなければならない。一方、
図９では、高速車両の速度検出の精度が高いが、投光及
び受光手段５，８を複数個必要とするので、車種判別装
置が大型になり、コストも掛かる。このように、それぞ
れ長所と短所があるので、適宜選定するのが好ましい。

【００１９】図１０は、請求項８に係る装置の概略構成
を示す。ここでは、各投光手段５は、光ビームの投光走
査が同期している。具体的には、２個の投光及び受光手
段５，８が路面Ｒの縦断方向に間隔を置いて配置され、
各投光手段５からは光ビームが互いに逆方向に走査され
るように同期して投光される。即ち、一方の投光手段５
からの光ビームが路面Ｒの一方側を照射しているとき
は、他方の投光手段５からの光ビームが路面Ｒの他方側
を照射するように設定されている。これにより、車両７
０が高速で通過するとき、投光走査のタイミングにより
一方の投光及び受光手段５，８で車両７０を検出できな
い場合でも、他方の投光及び受光手段５，８で車両７０
を捕らえることができ、高速の車両７０も確実に検出す
ることが可能となる。なお、投光及び受光手段５，８は
２個である必要はなく、より万全を期するのなら、３個
以上使用してもよい。

【００２０】図１１は、請求項９に係る装置の構成を概
略的に示す。ここに示す装置は、投光手段５の光ビーム
の投光走査と受光手段８の反射光の受光走査が、同一の
光走査機構９で行われるものである。光走査機構９は、
長尺なポリゴンミラー３と、ポリゴンミラー３を回転駆
動するモータ４とで構成される。投光手段５からの光ビ
ームと反射光は共にポリゴンミラー３で走査される。こ
のように、受光視野も光ビームと同じように走査する
と、外乱光、太陽光等のノイズの影響を受け難くなると
共に、一次元フォトダイオードアレイ７の幅ｂを狭くし
てもよい、という利点が得られる。

【００２１】更に、様々な態様があるが、投光手段の光
ビームの出射パルス間隔を車両の状況により変更しても
よい（請求項１０）。例えば、検出範囲内に車両が存在
しないときは、光ビームの投光パルス間隔を長くするこ
とで、ＬＤ１の長寿命化、装置の温度上昇を防ぐことが
可能となる。逆に、車両の通行量が多いときは、投光パ
ルス間隔を短くすれば、検出応答が速くなる。なお、検
出範囲に車両が存在するか否かは、別個に設けた超音波
装置や撮像装置により容易に検出でき、その検出信号に
基づいて投光手段を動作させればよい。

【００２２】又、検出範囲内に車両が存在しないとき
に、投光手段の光ビームの投光走査を停止すれば（請求
項１１）、即ちモータ４及びポリゴンミラー３の動きを
止めれば、モータ４の長寿命化、装置の温度上昇を防ぐ
ことも可能となる。更に、検出範囲内に車両が存在した
時間をｔ、車速をｖとすると、車長ｌは、ｌ＝ｖｔで表されるので、車長ｌを容易に計算できる（請求項１
２）。

【００２３】そして、得られた車長ｌと、前記車幅ｄ及
び車高ｈとより、車種を判別できる（請求項１３、図１
４参照）。つまり、車幅、車高、車長と車種との関係
は、図１２に示す表のようになっているので、このよう
な表を予め記憶しておけば、表を用いて車種を割り出せ
る。図１３は、請求項１４に係る装置での車形測定原理
を説明する図である。位置情報検出手段は、上記のよう
に求めた車速と、光走査線Ｃ₁，Ｃ₂，…，Ｃ_nに従っ
て時系列的に求めた断面形状とより、車両７０の全体の
車形を得る。そして、得られた車形と、予め記憶されて
いる既存車種の車形データとを照合し、車種を判別する
（請求項１５）。

【００２４】

【発明の効果】本発明の車種判別装置は、以上説明した
ように構成されるので、下記の効果を有する。（１）高速車両の検出が可能である。（２）周囲の環境（照度）の影響を受け難い。（３）車両通過領域の上方に設置すればよく、設置工事
が容易で、泥等による汚れの影響を受け難い。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２に係る装置の概略構成図である。

【図２】図１の変更例を示す概略構成図である。

【図３】図１及び図２の装置の測定原理を説明する図で
ある。

【図４】請求項３に係る装置の概略構成図である。

【図５】図４の装置の測定原理を説明する図である。

【図６】請求項４に係る装置の概略構成図である。

【図７】請求項５に係る装置を説明する図であり、投光
及び受光手段を１個使用した場合の作用図（ａ）、及び
３個使用した場合の作用図（ｂ）である。

【図８】請求項６に係る装置の概略構成図である。

【図９】請求項７に係る装置の概略構成図である。

【図１０】請求項８に係る装置の概略構成図である。

【図１１】請求項９に係る装置の概略構成図である。

【図１２】車両の車長、車幅、車高と車種との関係を示
す表である。

【図１３】請求項１４に係る装置の測定原理を説明する
図である。

【図１４】車両の断面形状、車高、車幅、車速・時間
（車長）より車種を判別する動作を説明する図である。

【符号の説明】

１レーザダイオード２投光レンズ３ポリゴンミラー４モータ５投光手段６受光レンズ７一次元フォトダイオードアレイ（一次元受光素
子アレイ）８受光手段９光走査機構７０車両Ｒ路面Ｃ光走査線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを路面の横断方向に投光走査する
投光手段と、光ビームによる反射光を受光する一次元受
光素子アレイを有する受光手段と、この受光手段からの
信号から路面上を通過する車両の情報を検出し、得られ
た車両情報に基づいて車両の車種を判別する位置情報検
出手段とを備えることを特徴とする車種判別装置。
【請求項２】前記投光手段及び受光手段は、路面の上方
に配置され、路面の上方より光ビームを路面に向けて投
光走査し、反射光を路面の上方で受光し、前記位置情報
検出手段は、車両の車幅、車高、及び上方から見た断面
形状を測定することを特徴とする請求項１記載の車種判
別装置。
【請求項３】前記投光手段及び受光手段は、路面の側方
に配置され、路面の側方より光ビームを路面に向けて投
光走査し、反射光を路面の側方で受光し、前記位置情報
検出手段は、車両の側方から見た断面形状を測定するこ
とを特徴とする請求項１記載の車種判別装置。
【請求項４】前記投光手段及び受光手段は、路面の両側
の側方にそれぞれ配置され、車両の車幅、及び側方から
見た断面形状を測定することを特徴とする請求項３記載
の車種判別装置。
【請求項５】前記投光手段及び受光手段は、路面の横断
方向に間隔を置いて複数個配置されていることを特徴と
する請求項２、請求項３又は請求項４記載の車種判別装
置。
【請求項６】前記受光手段は、路面の縦断方向に間隔を
置いて配置された複数個の一次元受光素子アレイを有
し、前記位置情報検出手段は、その複数個の一次元受光
素子アレイからの信号より車両の車速を測定することを
特徴とする請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５
記載の車種判別装置。
【請求項７】前記投光手段及び受光手段は、路面の縦断
方向に間隔を置いて複数個配置され、前記位置情報検出
手段は、その複数個の受光手段からの信号より車両の車
速及び車速の変化を測定することを特徴とする請求項
２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の
車種判別装置。
【請求項８】前記複数個の投光手段は、それぞれ光ビー
ムの投光走査が同期していることを特徴とする請求項５
又は請求項７記載の車種判別装置。
【請求項９】前記投光手段の光ビームの投光走査と前記
受光手段の反射光の受光走査は、同一の光走査機構で行
われることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求
項８記載の車種判別装置。
【請求項１０】前記投光手段は、光ビームの出射パルス
間隔を車両の状況により変更することを特徴とする請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求
項６、請求項７又は請求項８記載の車種判別装置。
【請求項１１】前記投光手段は、光ビームの投光走査を
車両の状況により停止することを特徴とする請求項１、
請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、
請求項７又は請求項８記載の車種判別装置。
【請求項１２】前記位置情報検出手段は、車両の車速、
及び車両が光ビームの投光領域に存在する時間より車長
を測定することを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求
項８、請求項９、請求項１０又は請求項１１記載の車種
判別装置。
【請求項１３】前記位置情報検出手段は、車両の車幅、
車高、及び車長より車種を判別することを特徴とする請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請
求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、
請求項１１又は請求項１２記載の車種判別装置。
【請求項１４】前記位置情報検出手段は、車両の車速、
及び時系列の断面形状より車両全体の車形を測定するこ
とを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項
９、請求項１０、請求項１１、請求項１２又は請求項１
３記載の車種判別装置。
【請求項１５】前記位置情報検出手段は、得られた車形
と、予め記憶されている既存車種の車形データとを照合
し、車種を判別することを特徴とする請求項１４記載の
車種判別装置。