JPH11203588A - 車種判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両が検出領域の走行中に速度が変化する場
合でも確実に車両の外形を検出して正確に車種を判別す
る。 【解決手段】 レーン１１を跨ぐガントリ１３に下方に
向けて車種判別装置１２を設ける。車両１４の進行方向
に沿うように第１の走査ライン１５を設定してレーザ光
１６を走査し、これと直交する車幅方向の第２の走査ラ
イン１７を設定してレーザ光１８を走査する。レーザ光
１６，１８はパルス点灯させてその反射光を検出して距
離を検出する。第１の走査ライン１５を走査した縦ライ
ン計測のデータから車両１４の進行方向に沿った外形を
検出でき、車両１４の長さや速度を得ることができる。
第２の走査ライン１７を走査した横ライン計測のデータ
から車両１４の車幅寸法や通行位置あるいはその他の詳
細な情報を得ることができ、車両１４の車種を正確に判
定することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出領域を通行す
る車両に対して検出用信号を投射して距離を測定するこ
とにより対象物の外形を検出することにより車種を判別
するようにした車種判別装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この種の車種判別装置
としては、例えば高速道路の料金所などに設けられるも
ので、通行する車両の車種に応じた通行券を自動的に発
券するために発券機の手前に位置させるものがある。ま
た、最近では、自動料金収受システムにおいて、不正車
両を検知するために通行する車両の車種を別途に判別す
るために用いられるものがある。このようにして車種を
判別する装置としては、例えば、特開昭５３−４１２４
９号公報に示されるものや、あるいは米国特許第５５４
６１８８号に示されるものがある。

【０００３】図２９は、このような従来構成のものの一
例を示すものである。すなわち、高速道路の料金所の各
レーン１には、通行する車両２の車種を判別するための
装置として、ガントリ３に車種判別装置４が設けられて
いる。この車種判別装置４は、レーン１の路面に対向し
た状態に配置され、２本のレーザ光Ｘａ，Ｘｂを車両２
の進行方向に対して直交する方向で所定間隔ｄだけ離れ
た走査位置Ｌａ，Ｌｂでレーン１を切断するように走査
する構成とされている。

【０００４】この場合、レーザ光Ｘａ，Ｘｂは、パルス
点灯された状態で走査位置Ｌａ，Ｌｂをそれぞれ走査さ
れるが、このとき、照射したレーザ光に対して反射して
くる光の遅延時間を測定して、その遅延時間と光速との
関係から車種判別装置４からの距離を測定するように構
成されている。したがって、レーン１の路面よりも高い
位置に物体が存在することが検出されると、これにより
車両が通行していることが判別することができる。

【０００５】また、走査位置Ｌａ，Ｌｂにおいて、走査
したときの距離測定結果から、通行車両２の断面形状に
対応した情報を得ることができるので、これにより車両
の形状を判定することができる。さらに、車両２が通過
する際に、走査位置Ｌａ，Ｌｂの間で通行速度に応じた
検出時間の遅れが発生するので、この遅れ時間と走査位
置Ｌａ，Ｌｂの間の距離ｄとの関係から通過する車両の
走行速度を推定することができるので、車両２の先頭が
通過した時点から末尾が通過した時点までの時間と走行
速度とから車両２の車長を推定することができる。この
結果、車両の外形と車長の情報が得られるので、通過車
両２の車種を判定することができるようになる。

【０００６】ところが、上述のような従来構成のもので
は、通過車両２の速度を走査位置Ｌａ，Ｌｂ間の２点間
を通過する時間差により推定するようにしているため、
例えば、車両２がバスやトレーラーなどの場合で、先頭
部分が走査位置Ｌａ，Ｌｂを通過した後に速度が変化し
たような場合には、末尾部分の通過までの時間と速度と
の関係から求める車長のデータの信頼性が低下する不具
合がある。このような事態は、例えば、渋滞が発生して
いる状態で十分発生し得ることであるから、正しい測定
が可能な車種判別装置が望まれている。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成としながら、検出領域を通
過するときのその通過速度が変動する場合でも確実に車
種を判別することができるようにした車種判別装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、検出領域に車両が進入すると、その上方に位置する
信号出力手段から投射されている検出用信号が走査手段
により走査された状態で車両に照射されるようになる。
照射された検出用信号が車両の各部で反射すると、これ
が受信手段により検出され、距離検出手段により、その
反射信号の遅延時間に基づいて検出対象である車両の各
部までの距離を検出するようになる。

【０００９】この場合、走査手段による検出用信号の走
査方向は、車両の進行方向と直交する方向から所定の角
度だけ傾けた方向に設定されているので、例えば、斜め
方向に走査している場合には、車両の進行方向とその進
行方向と直交する方向との両者の検出距離情報が合成さ
れた情報として検出することができる。そこで、走査を
繰り返して実行することにより、あらかじめ分かってい
る走査方向に対する幾何学的な配置の関係から車両の進
行方向の検出距離情報を分離して得ることができる。

【００１０】判別手段は、このような原理に基づいて検
出距離情報から車両の進行方向に沿った検出距離情報を
得て、検出領域に進入した車両の外形形状を認識し、こ
れによって、直接車種を判別することができるようにな
る。

【００１１】請求項２の発明によれば、走査手段により
信号出力手段の検出用信号の走査方向が車両の進行方向
つまり９０°の傾き角度に設定されているので、上述の
ようにして車両の進行方向に沿った検出距離情報を直接
得ることができるので、迅速に検出対象となる車両の判
別を行なうことができるようになる。

【００１２】請求項３の発明によれば、判別手段によ
り、信号出力手段の走査方向への各走査毎に得られる外
形形状をその特徴点を重ね合わせることにより通行車両
の全体の外形形状を検出するので、例えば、検出対象と
なる車長が長く１回の走査では検出対象車両の全体の検
出距離情報を得ることができない場合でも、複数回の走
査を行なうことにより全体を検出することができるよう
になり、これにより車種を判別することができるように
なる。

【００１３】請求項４の発明によれば、走査手段により
信号出力手段の検出用信号の走査方向を車両の進行方向
と直交方向との中間の角度の方向に沿うように設定して
いるので、１回の走査を行なうことにより、通行する車
両の進行方向に沿った検出距離情報と進行方向と直交す
る方向の検出距離情報とを同等に含んだ情報として得る
ことができ、これらを必要な方向の情報に分離して利用
することができるようになる。

【００１４】この結果、複数回の走査を繰り返すことに
より、検出対象車両の進行方向に沿った外形形状を判定
することができるようになると共に、進行方向と直交す
る方向の検出距離情報から検出対象車両の車幅情報も得
ることができるので、車種の判別をより正確に行なうこ
とができるようになる。

【００１５】請求項６の発明によれば、判別手段により
信号出力手段の走査方向に対する各走査毎に得られる距
離検出情報から検出対象物の特徴点の移動を検出するこ
とにより、走査周期と特徴点の移動距離とからそのとき
の通行車両の移動速度を検出するので、その車両につい
てそのときの走査による検出距離情報から特徴点の情報
を得ることができる車両であればそのときの走査による
移動速度を検出することができるようになる。

【００１６】請求項７の発明によれば、上記構成におい
て、判別手段により通行車両の検出領域内における通行
速度を特徴点の移動速度情報に基づいて検出するので、
少なくとも、車両の先頭部分あるいは後尾部分が通過す
るときにその車両の特徴点を抽出することができるの
で、その通行速度を移動速度情報によって検出すること
ができるようになる。これにより、別途に速度計測用の
装置を設けることなく車両の通行速度も検出することが
できる。

【００１７】請求項８の発明によれば、上記構成におい
て、判別手段により通行車両の検出領域内における通行
速度の変化を特徴点の移動速度情報に基づいて検出する
ので、加速度に相当する情報を得ることができる。ま
た、これによって、検出領域を通過する際に車両の速度
が変化する場合に対応して各走査周期毎に得られる移動
速度情報から車両が減速傾向にあるのかあるいは加速傾
向にあるのかが認識できるようになる。

【００１８】請求項９の発明によれば、判別手段により
信号出力手段の検出信号による距離検出情報に基づいて
通行車両の進行方向に沿った外形形状を検出して車種を
判別する場合に、走査手段による複数回の走査に渡る距
離検出情報において特徴点の移動を検出できないとき
に、その間の通行速度をその前後に検出された通行速度
およびその変化の情報により推定して移動情報とするよ
うにしたので、例えば、バスなどの車両のように車長が
長く先端部と末端部との間に特徴点が少ない車両が加速
あるいは減速をしながら通過する場合などに、途中の移
動速度情報が得られない間の速度を前後の通過速度から
推定して得ることができるようになる。この結果、車両
の長さについての検出精度の向上を図ることができるよ
うになり、車種判別を正確に行なうことができるように
なる。

【００１９】請求項１０の発明によれば、上記構成にお
いて、判別手段により特徴点の移動が検出できない間に
ついて、その間の通行速度の変化は連続的に生じている
ものとみなして通行車両の通行速度の推定を行なうの
で、通行速度の変化がある場合でも移動速度情報が得ら
れない期間中の通行速度を速度の変化を推定した情報に
基づいて算出することができるようになり、車種判別を
正確に行なうことができるようになる。

【００２０】請求項１１の発明によれば、判別手段によ
り信号出力手段の検出信号により得られる距離検出情報
から通行車両の進行方向と直交する方向の成分の情報を
検出することによりその通行車両の車幅情報を得るよう
にしたので、進行方向に沿った外形形状の情報による車
種判別要素に加えて車幅情報による車種判別要素を加味
して車種判別を行なうことができるので、より正確な車
種判別を行なうことができるようになる。

【００２１】請求項１２の発明によれば、検出領域に対
して信号出力手段を第１の信号出力手段とし、且つこれ
とは異なる位置に前記走査手段により走査するように設
定された第２の信号出力手段を設け、判別手段を、第１
および第２の信号出力手段の検出信号による距離検出情
報から通行車両の車種を判別するようにしたので、異な
る位置での距離検出情報に基づいて車種判別を行なうこ
とができるようになり、より広い検出領域をカバーして
検出動作を行なうことにより検出精度の向上を図ること
ができる。

【００２２】請求項１３の発明によれば、上記構成にお
いて、走査手段により第２の信号出力手段の走査方向を
第１の信号出力手段の走査方向と異なる方向に設定する
ように設けているので、各走査方向から得られる距離検
出情報を目的とする方向に対する距離検出情報として利
用することができるようになり、より広い範囲で且つ一
つの走査方向だけでは得られない距離検出情報がある場
合でもこれをカバーしてより精度の高い検出を行なうこ
とができ、正確に車種判別動作を行なうことができるよ
うになる。

【００２３】請求項１４の発明によれば、上記構成につ
いて、走査手段により第２の信号出力手段の走査方向を
検出領域を通行する通行車両の進行方向と直交する方向
に設定したので、第２の信号出力手段から得られる距離
検出情報を直接通行車両の車幅情報として得ることがで
きるようになり、車種判別要素のひとつである車幅情報
を演算処理を行なうことなく迅速に得ることができ、車
種判別処理を簡単な構成で迅速に行なうことができるよ
うになる。

【００２４】請求項１５の発明によれば、走査手段によ
り、第１の信号出力手段の走査方向を車両の進行方向に
設定しているので、第１の信号出力手段から得られる距
離検出情報を直接進行方向に沿った情報として得ること
ができるので、上述同様にして、車種判別要素である進
行方向に沿った外形情報を演算処理を行なうことなく迅
速に得ることができ、車種判別処理を簡単な構成で迅速
に行なうことができるようになる。

【００２５】請求項１６の発明によれば、車軸検出用信
号出力手段を、検出領域を通行する車両に対してその側
面にも検出用信号を照射可能に設け、走査手段により車
軸検出用信号出力手段の検出用信号を検出領域を通行す
る車両の進行方向と直交する方向の距離検出情報を得る
ように走査するように構成しているので、通行する車両
の側面に照射された検出用信号から得られる距離検出情
報から、車両が接地している部分とそうでない部分とを
判別することができるようになり、その車両に設けられ
た車輪の位置や数を認識することができるようになる。

【００２６】請求項１７の発明によれば、上記構成にお
いて、判別手段により車軸検出用信号出力手段の検出信
号により得られる距離検出情報から検出対象の車輪を検
出してその通行車両の車軸数を判定するようにしたの
で、車両の外形形状や車幅情報などに加えて、車軸の検
出を行なうことができるので、これによって通行車両の
車種判別を高精度で行なうことができるようになる。

【００２７】請求項１８の発明によれば、検出領域を車
軸検出用信号出力手段による検出用信号の照射が隣接す
る領域内を通過する検出対象車両以外の通行車両により
遮られないように分離された状態に形成しているので、
上述のように車軸数を判定する際に、検出領域に対して
車軸検出用信号出力手段から照射される車軸検出用信号
が途中で遮られることなく確実に照射することができ、
これによって通過する車両の車軸数を確実に検出するこ
とができるようになる。

【００２８】請求項１９の発明によれば、信号出力手段
を検出用信号としてレーザ光を出力するレーザ光源とし
て設け、走査手段によりそのレーザ光源から出力される
レーザ光の光路を検出軸としてこれを走査方向に走査さ
せるように構成しているので、照射領域を目的とする走
査位置に絞り込んで設定することができ、しかも、距離
検出を光の投光および受光の時間差に基づいて検出する
ことができる。

【００２９】請求項２０の発明によれば、上記構成にお
いて、レーザ光源としてレーザ光をパルス点灯して照射
するように設け、その反射光の遅延時間に基づいて対象
物までの距離を検出するようにしたので、反射光を受光
するまでの遅延時間の検出精度によって距離検出の分解
能が決まり、車両の距離検出情報として必要なレベルの
分解能を得ることができ、しかも、パルス点灯の周期を
適宜に設定することにより、走査方向への走査の速度や
検出間隔を適切なレベルに設定することができる。

【００３０】請求項２１の発明によれば、レーザ光源
を、信号源が複数設けられる場合にはそのそれぞれに対
応して設ける構成としたので、制御系統の構成を簡単に
することができ、しかも、各走査方向に対するレーザ光
源の光軸調整作業を独立して行なうことができる。

【００３１】請求項２２の発明によれば、レーザ光源
を、信号出力手段が複数設けられる場合に、それらのう
ちの２以上の信号出力手段の検出用信号として兼用した
構成としたので、光源の配設数を少なくして全体の構成
をコンパクトなものとすることができる。

【００３２】請求項２３の発明によれば、走査手段によ
り複数の信号出力手段の１回の走査を単位としてレーザ
光源によるレーザ光を走査単位毎に切り換えて走査させ
るようにしたので、走査単位で信号処理を行なうことが
でき、検出距離情報の処理を簡単に行なうことができる
請求項２４の発明によれば、走査手段により複数の信号
出力手段の走査をレーザ光源によるレーザ光のパルス点
灯を単位として切り換えることにより見かけ上で同時に
行なうように構成したので、時分割で同時に検出した情
報に基づいて各走査方向に対して時間遅れのない検出距
離情報として得ることができる。

【００３３】請求項２５の発明によれば、走査手段によ
りレーザ光源のレーザ光の光路となる検出軸をミラーの
反射角度を変化させることにより走査するように構成し
たので、レーザ光源の走査をほぼ一定の速度で一方向に
繰り返し走査することができるようになり、レーザ光源
を往復で走査する場合に比べて信号処理を簡単にするこ
とができるようになり、迅速な検出動作を行なうことが
できる。

【００３４】請求項２６の発明によれば、走査手段を、
レーザ光源のレーザ光の光路となる検出軸を複数の信号
出力手段の走査に対応するように分配する複走査用ミラ
ーと、この複走査用ミラーの反射角度を変化させること
により分配される複数の走査のレーザ光を異なる走査方
向に設定するように変換する光路変換手段とから構成し
ているので、ひとつのレーザ光源を用いて異なる走査方
向に走査して距離検出情報を得る構成とすることができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を高速道路の料金所に設ける車種判別装置に適用した場
合の第１の実施形態について図１ないし図１１を参照し
ながら説明する。図１は料金所に設けられたレーン１１
に配設される車種判別装置１２を示す概略的な図であ
る。車種判別装置１２は、レーン１１を跨ぐようにして
配設されたガントリ１３に、下方に向けて検出領域Ｓを
設定するように設けられている。検出対象となる車両１
４はレーン１１を矢印Ａの方向に通行することとする。
レーン１１は、単車などを除いた一般的な４輪以上の車
輪を有する車両１４が１台分が通れる程度の道幅に設定
されたものである。

【００３６】車種判別装置１２は、検出領域Ｓに対し
て、車両１４の進行方向Ａに沿う方向に設定された走査
ライン１５にしたがって第１の検出用レーザ光１６を走
査すると共に、進行方向Ａと直交する方向に設定された
走査ライン１７にしたがって第２検出用のレーザ光１８
を走査するように構成されている。第１および第２の検
出用レーザ光１６，１８は、１走査毎に交互に走査され
るようになっており、また、１回の走査を行なううちに
所定の時間間隔でパルス点灯されるようになっている。

【００３７】次に、図２を参照して車種判別装置１２の
構成について説明する。図２においては、簡単のため
に、ひとつの走査ライン１５あるいは１７のいずれかに
ついての検出用レーザ光１６，１８を出力するための構
成を示している。検出用レーザ光１６（１８）を出力す
る信号出力手段としてのレーザ光投光器１９および反射
光１６ａ（１８ａ）を受光するための受信手段としての
受光器２０が設けられ、それぞれ距離検出手段としての
距離計測器２１に接続されている。

【００３８】レーザ光投光器１９は、距離計測器２１か
ら所定周期の投光パルス信号が与えられると検出用信号
としてのレーザ光１６（１８）をパルス点灯して出力す
るもので、受光器２０は、そのレーザ光が物体により反
射された反射光１６ａ（１８ａ）を受光して受光信号を
距離計測器２１に出力するようになっている。距離計測
器２１は、投光パルス信号と受光器２０から入力される
受光信号とから、それらの遅延時間ｔｄに基づいて基準
点から反射位置までの距離を求めるように構成されてい
る。

【００３９】投光器１９から出力されるレーザ光１６
（１８）および受光器２０に入射する反射光１６ａ（１
８ａ）は、ポリゴンミラー２２の反射面に入射するよう
になっており、さらに、反射鏡２３により所定の方向に
光路が変更されるようになっている。ポリゴンミラー２
２は、走査手段として機能するもので、駆動モータによ
り高速で回転されるようになっていて、その回転により
正多角柱の各側面に入射される光は一方向に走査される
ようになる。

【００４０】判別手段としての制御装置２４は、上述し
たポリゴンミラー２２の駆動モータの回転を制御する駆
動装置２５に制御信号を与えてレーザ光の投光による走
査を制御すると共に、距離計測器２１により検出された
距離検出信号を入力して後述するように車種判別処理を
行なうものである。

【００４１】なお、図示はしないが、この料金徴収用の
レーン１１には料金徴収のために車両１４に搭載される
車載機と通信を行なう路側機が設けられており、通信エ
リアを通過する際に、車載機に登録されたＩＤコードや
種々のデータを授受すると共に、高速道路を通行する場
合の料金の徴収データのやり取りを行なうようになって
いる。このとき、車種判別装置１２は、車載機に登録さ
れている車種データが実際の車両１４と一致しているか
否かを確認するためのものである。

【００４２】次に、本実施形態の作用について図３ない
し図１１も参照して説明する。図３および図４は、車種
判別装置１２の基本的な動作と距離の検出処理について
示している。図３（ａ），（ｂ）はポリゴンミラー２２
により走査されるレーザ光１６，１８の走査角度の時間
的変化を示すと共に、レーザ光をパルス点灯させるため
のパルス信号を示し、同図（ｃ），（ｄ）は時間軸を拡
大してパルス信号および受光信号を詳細に示している。

【００４３】まず、投光器１９は、距離計測器２１から
図３（ｃ）に示すようなパルスの繰り返し周期ｔｒで投
光信号が与えられると、これに応じてレーザをパルス点
灯させてレーザ光１６，１８を出力する。このとき、レ
ーザ光１６，１８のパルス幅はｔｗであり、反射光１６
ａ，１８ａが受光器２０により受光されて受光信号とし
て出力されるまでの遅延時間はｔｄである。

【００４４】そして、距離計測器２１は、この遅延時間
ｔｄと、レーザ光１６，１８の速度である光速ｃ（＝３
×１０^８ ｍ／sec ）との積の値が、このレーザ光１
６，１８が投射されて物体に到達してその反射光１６
ａ，１８ａが受光器２０に到達するまでの光路長であ
り、物体までの距離ｄの２倍の距離２ｄに等しいことか
ら、距離検出情報である物体までの距離ｄ（＝（ｃ×ｔ
ｄ）／２）を求めることができる。

【００４５】なお、上述のようにしてレーザ光１６，１
８がそれぞれ車両１４の進行方向に沿った走査ライン１
５および直交する方向に対応した走査ライン１７に対し
てパルス点灯されながら走査されており、そのときの反
射光１６ａ，１８ａにより得られた検出距離情報である
検出距離ｄの情報が制御装置２４に逐次入力されるよう
になる。レーザ光１６，１８の走査周期Ｔｐおよびその
間に実際にレーザ光を走査する走査時間Ｔｓ（図３
（ａ）参照）はポリゴンミラー２２の回転速度により決
まるもので、パルス点灯の繰り返し周期ｔｒやこの走査
時間Ｔｓなどにより検出の分解能を設定することにな
る。

【００４６】これにより、例えば、レーザ光１６を走査
ライン１５に沿って走査することにより、図４（ａ）に
示すように、車両１４の進行方向に沿った形状の検出距
離情報が得られ、レーザ光１８を走査ライン１７に沿っ
て走査することにより、同図（ｂ）に示すように、車両
１４の車幅方向に沿った形状の検出距離情報が得られる
ようになる。以後、このように走査ライン１５に沿って
走査して検出距離情報を得ることを「縦ライン計測」と
略称し、走査ライン１７に沿って走査して検出距離情報
を得ることを「横ライン計測」と略称することにする。

【００４７】なお、上述の構成では、横ライン計測にお
いては、レーン１１を通行する車両１４に対して走査の
繰り返しの周期に応じて車両１４の形状を全体に渡って
距離を計測したデータを得ることができるが、縦ライン
計測においては、レーン１１を通行する車両１４に対し
てレーン１１の中央部を通過している部分の形状を計測
したデータのみが得られる構成である。

【００４８】次に、制御装置２４により車両１４の車種
判別処理を行なう場合の処理内容について図５に示す車
種判別プログラムのフローチャートにしたがって説明す
る。制御装置２４は、車種判別プログラムをスタートす
ると、まず、縦ライン計測および横ライン計測を行なう
ことにより（ステップＳ１，Ｓ２）、検出領域Ｓ内に検
出対象となる車両１４が存在するか否かを判断し（ステ
ップＳ３）、車両有りの条件が成立するまでの間はステ
ップＳ１〜Ｓ３を繰り返し実施する。

【００４９】次に、制御装置２４は、車両有りと判断し
たときには（ステップＳ３）、縦ライン計測および横ラ
イン計測により得られた検出距離情報から、それらの各
検出距離ｄに対応する位置を連結して得られる外形形状
Ｌ１，Ｌ２を求めると共に、その得られた概略的な外形
形状からその形状を特徴付けるデータである特徴点Ｐを
抽出する（ステップＳ４）。これにより、図４（ａ），
（ｂ）に示したような外形形状から特徴点Ｐとなる位置
（図中では「・」で示している）を求めることができ
る。この場合、図示の検出距離情報では測定間隔が広い
ために特徴点Ｐの抽出が困難となるように見えるが、実
際には、検出点の設定間隔がさらに狭くなるように設定
されるので、特徴点Ｐを求めることができる。

【００５０】次に、制御装置２４は、縦ライン計測およ
び横ライン計測を繰り返し（ステップＳ４，Ｓ５）、車
両が存在する状態が継続している間は（ステップＳ
６）、特徴点Ｐの抽出を継続して行ない（ステップＳ
７）、このとき得られた特徴点Ｐの位置と前回の計測時
点で得られている特徴点Ｐの位置とを比較することによ
りそれらの対応付けを行なう（ステップＳ８）。

【００５１】この後、制御装置２４は、対応付けが行な
えた特徴点Ｐの間の移動距離を求めて（図８参照）その
間の移動速度を計算して求め（ステップＳ９）、続い
て、外形形状の情報から車高を計測すると共に（ステッ
プＳ１０）、車長を計測する（ステップＳ１１）。な
お、この場合において、１回の走査で車両１４の全体を
カバーできない場合には、車長を計測することはできな
いが、特徴点Ｐを対応付けることにより車長を計測する
ための情報を関連付けることができる。

【００５２】続いて、制御装置２４は、縦ライン計測お
よび横ライン計測を行なったときに（ステップＳ５，Ｓ
６）、車両有りと判断されないときには（ステップＳ
７）、計測を終了し、それまでに得られたデータに基づ
いて通過している車両１４の車種を判定し（ステップＳ
１３）、プログラムを終了してメインプログラムにリタ
ーンする。

【００５３】この場合、車種の判別にあたっては、縦ラ
イン計測のデータでは車両１４の全体の車長がほぼ特定
できているが、例えば、連結器を介して連結されたトレ
ーラなどが通過する場合において、縦ライン計測のみで
は連結器部分が検出できないと別の車両として判別する
場合が生ずるが、このような場合において、横ライン計
測を行なっていることにより、連結器部分の存在を検出
することができるので、正確な車種判別処理を行なうこ
とができるようになっている。

【００５４】図６および図７は車両１４が検出領域Ｓを
通過する場合に測定したデータを示すもので、図６に示
す場合が図７に示す場合よりも速い速度で車両１４が走
行したときに得られる測定データをそれぞれ示してい
る。すなわち、ある速度で車両１４が検出領域Ｓを通過
したときに、横ライン計測および縦ライン計測のそれぞ
れを行なうことにより、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
な時間の経過に伴ったデータの合成を行なうことができ
る。横ライン計測データからは、時間の経過に伴う車両
１４の車幅方向の外形の変化が得られ、縦ライン計測デ
ータからは、時間の経過に伴う車両１４の進行方向の外
形の変化が得られる。

【００５５】一方、図６の状態よりも遅い速度で車両１
４が検出領域Ｓを通過する場合には、１回の走査あたり
の車両１４の移動距離は短いので、図７（ａ）に示すよ
うに、横ライン計測データからは車長が長く見え、縦ラ
イン計測データからその移動距離が短いことがわかる。
したがって、縦ライン計測データから車両１４の車長を
計測し、横ライン計測データから車両１４の幅方向のデ
ータを得ることができるようになり、正確な車種判別を
行なうことができるのである。

【００５６】上述した図６および図７の場合には、検出
領域Ｓを通過する車両１４の速度は一定である場合を想
定しているが、渋滞などが生じている場合で、例えば、
車両１４が車種判別装置１２の下を通行するときにちょ
うどブレーキをかけてしまうようなときには、横ライン
計測データは停止した車両１４の車幅方向の計測をし続
けることになるので、図９（ａ）に示すようなデータが
得られる。このような場合でも、縦ライン計測データ
は、同図（ｂ）に示すように、進行方向に沿った走査毎
の移動が生じていないことを検出することができるの
で、車種の判別を正確に行なうことができるのである。

【００５７】次に、レーン１１を通過する車両が、上述
した車両１４とは異なり、車長が長く且つその車両の中
間部においては縦ライン計測データから特徴点が得られ
ない場合についてその車長を推定する方法について図１
０および図１１を参照して説明する。これは、例えば、
バスなどのように直方体状をなす箱型の車両で、長い車
両全体が縦ライン計測では途中部分を特徴点と共に検出
することができなくなるために、そのままでは車長を判
別できなくなり、場合によっては車種の判定が行なえな
くなる場合に対応して設けられた推定方法である。

【００５８】すなわち、図１０は、バスなどの車両の途
中の部分が検出領域Ｓを通過しているときにその移動速
度を推定して車長の検出に修正を行なうようにしたプロ
グラムを示すものである。このプログラムは、前述した
車種判別プログラムに組み込まれたものであるが、ここ
では、移動速度の推定に関する制御内容についてのみ説
明するフローチャートを示している。

【００５９】まず、制御装置２４は、前述同様にして車
両有りと判断した後に（ステップＳ３）、縦ライン計測
および横ライン計測を行なった（ステップＳ５，Ｓ６）
後に、特徴点抽出を行なう（ステップＴ１）。次に、制
御装置２４は、その特徴点抽出の処理において縦ライン
計測のデータから車両が凹凸の有る外形である場合には
（ステップＴ２）、前述どおりにして速度の計測処理
（ステップＴ３）や、車長の補正処理（ステップＴ４）
が行なえるが、車両がバスのような途中の部分で凹凸の
ないものである場合には、ステップＴ２で「ＮＯ」と判
断して以下に示す処理を行なうようになる。

【００６０】すなわち、制御装置２４は、まず、前回ま
での縦ライン計測のデータから特徴点の移動により求め
た移動速度のデータから、車両の進入時の移動速度の変
化を算出し、そのデータから速度変化量を算出する（ス
テップＴ５）。これにより、車両が検出領域Ｓ内に進入
する際の先端部の移動の加速度を求めることができるよ
うになる。そして、特徴点の抽出ができない計測期間中
においては、車両に働いている加速度が急激に変化する
ことはないと仮定して進入時の加速度が継続するものと
し、そのデータに基づいて速度を推定する（ステップＴ
６）。

【００６１】続いて、制御装置２４は、退出時の速度変
化量を算出する（ステップＴ７）と共に、このデータか
らも速度を推定する（ステップＴ８）ようになっている
が、実際には、車両が検出領域Ｓから退出したときまで
このデータを得ることはできないから、特徴点の移動を
検出できない期間中においてはこれらステップＴ７，Ｔ
８の処理はこの時点では行なわない。

【００６２】そして、この後、車両が検出領域Ｓを退出
するときに退出時の速度変化量が算出されると（ステッ
プＴ７）、これに基づいて、それ以前の期間で速度が検
出できなかった期間についての速度を時間軸をさかのぼ
るようにして推定する。この場合、速度が検出できない
期間における速度変化つまり加速度についても退出時の
速度変化量とほぼ同じであると仮定して速度を推定する
（ステップＴ８）。

【００６３】これにより、速度の検出ができなかった期
間における車両の通過速度をその期間の前後の速度の変
化量に基づいて推定することができるようになる。な
お、進入時および退出時の速度変化量が異なる場合に
は、両方の速度変化量により挟み撃ちをするように推定
して不連続点が発生する場合には、これが連続的に変化
したものと推定して速度の算出処理を行なう。

【００６４】この結果、制御装置２４は、推定した速度
のデータに基づいて検出した速度のデータの修正処理を
行ない（ステップＴ９）、これによって、推定処理を行
なわなかった場合の車長の算出結果についても補正を行
ない（ステップＴ１０）、この結果から最終的に車種を
判別する（ステップＳ１３）。

【００６５】図１１は上述のようにして車両の速度を推
定する場合の２つのケースについて示すもので、第１の
ケースは、同図（ａ）に示すように、進入時と退出時の
速度がほぼ同じでしかも一定速度である場合である。こ
の場合には、速度の検出ができなかった期間中において
も進入時および退出時の速度と同じであると推定するこ
とができる。

【００６６】また、第２のケースは、同図（ｂ）に示す
ように、進入時に減速をして検出領域Ｓ内で停止をし、
この後加速をして検出領域から退出する場合である。こ
の場合には、進入時の速度の変化量が一定の割合で減少
するので、加速度が一定であると推定することができ、
その加速度をもって車両が進行すると、途中で速度がゼ
ロとなり、停止することが推定できる。

【００６７】一方、退出時の速度の変化量が一定の割合
で増加するので、この場合も加速度が一定であると推定
することができ、同様に、この加速度をもって車両が進
行し測定可能となった時点の速度からそれ以前の速度を
推定すると、速度がゼロであった時点を求めることがで
き、図示のような速度の推移を得ることができる。この
結果、車両が通信領域Ｓ内で停止している期間Ｔstにつ
いて推定することができるようになり、推定停止期間Ｔ
stおよび推定速度に基づいてこの間の移動距離を算出す
ることができるようになる。

【００６８】次に、上述のように構成する場合における
各数値の設定について、種々の場合を想定して説明す
る。まず、車両の走行速度の上限を２００ｋｍ／ｈと仮
定し、進行方向の分解能つまり走査回数を、少なくとも
１０ｃｍ進行する毎に１回の走査を行なうように設定し
ようとする場合には、 １０（ｃｍ）／２００（ｋｍ／ｈ）＝１．８（ｍｓｅ
ｃ） となるので、走査周期Ｔｐを１．８ｍｓｅｃ程度に設定
する必要がある。したがって、この走査周期Ｔｐの逆数
で表される１秒あたりの走査回数は５５５回となる。

【００６９】次に、速度計測のための走査速度は、検出
領域Ｓを通過する間に何回測定するかにより決まるの
で、上述同様に、例えば車両の走行速度の上限を２００
ｋｍ／ｈと仮定し、検出領域Ｓの長さを５ｍ程度でそこ
を通過する間の測定回数を少なくとも２０回に設定しよ
うとする場合には、 ５（ｍ）／２００（ｋｍ／ｈ）／２０（回）＝４．５
（ｍｓｅｃ） となるので、走査周期Ｔｐを４．５ｍｓｅｃ程度に設定
する必要があり、１秒あたりの走査回数は２２２回とな
る。

【００７０】また、サンプリング周期ｔｒについては、
走査速度と角度分解能により決まるので、例えば、車両
形状を判定するのに必要な分解能を１０ｃｍに設定する
場合には、検出領域Ｓの長さを３ｍとした場合に、１回
の走査あたりで３０回のサンプリングを行なう必要があ
る。図３（ａ）にも示したように、走査周期Ｔｐの期間
のうちの実際の走査時間Ｔｓはこれよりも短いので、お
よそ半分の時間であるとして見積もると、 １．８（ｍｓｅｃ）／３０（回）／２＝３０（μｓｅ
ｃ） となり、サンプリング周期ｔｒはおよそ３０μｓｅｃで
ある。

【００７１】一方、速度計測の分解能を５ｃｍとして検
出領域Ｓの長さを５ｍとした場合には、１回の走査あた
りで１００回のサンプリングを行なう必要がある。した
がって、上述同様にしてサンプリング周期ｔｒを求める
と、 ４．５（ｍｓｅｃ）／１００（回）／２＝２２．５（μ
ｓｅｃ） となる。

【００７２】検出領域Ｓの広さについては、ひとつのレ
ーン１１に１台の車種判別装置１２を設置することが原
則であるから、車幅方向の検出長さは３ｍ〜４ｍ程度の
範囲であり、進行方向の検出長さは上述で仮定した長さ
５ｍ〜１０ｍ程度の範囲となる。なお、この進行方向の
検出長さは、一般的に考えると長い方が検出精度が高く
なるのであるが、実際には、車種判別装置１２の設置高
さをあまり高くすることができない事情から、レーザ光
源を中心として広い角度に渡る走査をすることになって
死角が発生してしまう場合があるので上限は１０ｍ程度
となる。

【００７３】なお、上述の見積りを行なう場合にした仮
定において、検出精度を１０ｃｍ程度とする例を説明し
たが、これは、実際上では形状測定がこの程度で十分可
能なレベルであることと、処理に必要な時間やコストと
のトレードオフの関係にあることから、それぞれの適切
な条件を選んだ結果の実用的に妥当な程度の値となって
いる。

【００７４】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果を得ることができる。すなわち、第１に、車両１
４の進行方向に沿った走査ライン１５でレーザ光１６を
走査して車両１４の外形を直接的に測定するので、２点
間を通過する時間から速度を求めて推定する従来構成の
ものに比べて、正確に車両１４の車長を検出することが
でき、これによって車種判別を確実に行なえるようにな
る。

【００７５】第２に、走査ライン１５を車両１４の進行
方向に設定しているので、演算処理が簡単になる。第３
に、縦ライン計測を１回走査する毎に特徴点Ｐを抽出し
て走査毎の移動を検出できるので、検出領域Ｓ中を移動
する際の車両１４の速度およびその速度の変化量である
加速度を検出することができる。

【００７６】第４に、上述のように速度や加速度を検出
できることから、バスなどのように車体の中間部に移動
を認識できるような特徴がない場合でも、車両の進入時
と退出時の検出データに基づいて検出不能な部分におけ
る速度を推定することができる。これにより、例えば、
渋滞などで検出領域Ｓ内で車両が停止した場合でもこれ
を推定することができるので、車長の検出精度を向上さ
せることができ、車種判別を正確に行なうことができる
ようになる。

【００７７】第５に、縦ライン計測に加えて横ライン計
測を行なっているので、レーン１１の中央部において計
測している縦ライン計測のみでは不十分となる場合で
も、横ライン計測のデータを得ることにより、トレーラ
の連結部などが中央部を通過しない場合や、単車が並走
する場合などでもこれを確実に認識して、より正確な検
出処理を行なうことができる。

【００７８】（第２の実施形態）図１２および図１３
は、本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施
例と異なるところは、車種判別装置１２に代えて進行方
向に対する走査ライン１５で示すラインの位置をその中
心位置１５に対して左右に車幅方向に任意の距離だけず
らした位置で例えば走査ライン１５ａあるいは１５ｂで
示す位置に変更設定することができるようにした車種判
別装置２６を設ける構成としている。

【００７９】この場合、走査ラインの位置を変更する手
段としては、通常の光学系の構成の知識により形成でき
る周知のものであり、図示はしないが、例えば、ポリゴ
ンミラー２２の回転軸を傾ける構成を設けたり、反射鏡
２３の反射角度の設定を変更する構成を設けたり、ある
いは、車種判別装置２６の光学系の全体を傾ける構成を
設け、これをモータなどの駆動手段により駆動して変更
する。

【００８０】次に、このように走査ライン１５の位置を
走査ライン１５ａ，１５ｂのように変更する場合の動作
について説明する。すなわち、図１３はこのような場合
における車種判別プログラムのフローチャートを示すも
ので、第１の実施形態のものに車両位置計測のステップ
Ｓ１４と位置補正のステップＳ１５とを付加して構成し
たものである。

【００８１】すなわち、この実施形態においては、レー
ン１１を通行する車両１４がレーン１１の幅に対して車
幅が余裕がある場合などで、レーン１１の中心からずれ
た位置を通行する場合や、あるいは、車幅の狭い車両例
えば単車などのような場合には、横ライン計測による距
離検出情報を得ることはできても、縦ライン計測による
検出距離情報では車両１４の中心位置からずれているこ
とに起因して車両の正確な外形を検出することができな
い場合があることに対応してなされたものである。

【００８２】制御装置２４により、第１の実施形態と同
様にして車両有りと判断した（ステップＳ３）後に、車
両１４の車種の判別を行なうための縦ライン計測（ステ
ップＳ５）および横ライン計測（ステップＳ６）を行な
ったときに、その都度、特徴点抽出を行なって（ステッ
プＳ８）、そのデータに基づいて車速計測，車高計測お
よび車長計測を行なうが（ステップＳ１０〜Ｓ１２）、
このときに、横ライン計測のデータに基づいてレーン１
１の範囲内における車両１４の位置を計測する（ステッ
プＳ１４）。

【００８３】これによって、走査ライン１５を走査する
レーザ光１６の走査ライン１５を車両１４の外形を計測
するのに適した例えば車両１４の中心線を通るように走
査ライン１５ａあるいは１５ｂのように、中心の走査ラ
イン１５から左右にずらすように制御し（ステップＳ１
５）、以後、その走査ラインに沿って縦ライン計測を行
なう。

【００８４】このような第２の実施形態によれば、第１
の実施形態の効果に加えて、車両１４のレーン１１の通
過位置を計測してその通過位置に応じて縦ライン計測の
走査ライン１５を適切な位置に変更設定するようにした
ので、レーン１１の偏った位置を通過する車両や単車な
どがある場合でも、確実に車両が通過する位置に縦ライ
ン計測の走査ラインを設定して距離検出情報を得ること
ができるので、車両の外形を正確に検出して車種判別を
より確実に行なうことができるようになる。

【００８５】（第３の実施形態）図１４ないし図１８
は、本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施
形態と異なるところは、第１の実施形態の構成に加え
て、横ライン計測のための走査ライン１７と同じ走査ラ
イン１７の走査位置にレーザ光を走査するものであっ
て、レーン１１から横に所定距離だけずれた位置に設け
ることにより、斜め上方からレーザ光を照射する車軸検
出用信号出力手段としての車軸検出用横ライン計測装置
２７を設けている。

【００８６】図１４および図１５は車軸検出用横ライン
計測装置２７を設けた構成を示すもので、レーン１１に
は隣接するレーン２８との間に分離帯２９が所定の幅で
設けられている。そして、レーン１１およびレーン２８
を共に跨ぐようにしてガントリ３０が設けられており、
前述の車種判別装置１２が設けられると共に、車軸検出
用横ライン計測装置２７が分離帯２９とレーン２８との
境界部近傍の上方位置に設けられている。

【００８７】車軸検出用横ライン計測装置２７は、前述
した車両判別装置１２の構成と同様に構成されるもの
で、走査ライン１７に沿って検出用レーザ光３１を走査
するように出力するように設けられ、その反射光を受光
して距離を検出し、その検出データを車両判別装置１２
の制御装置２４に出力するようになっている。

【００８８】図１６は、制御装置２４により検出領域Ｓ
を通過する車両１４の車軸数を検出する過程を示す車軸
数検出プログラムである。すなわち、制御装置２４は、
車軸検出用横ライン計測装置２７の横ライン計測による
距離検出データが入力されると（ステップＲ１）、その
距離検出データに基づいて、通過している車両１４のい
ま走査した部分が接地しているか否かを判定する（ステ
ップＲ２）。

【００８９】これは、図１７に示すように、走査された
レーザ光３１が車両１４のタイヤ１４ａがない部分に照
射された場合（同図（ａ）参照）と、タイヤ１４ａが存
在する部分に照射された場合（同図（ｂ）参照）とで異
なる距離検出データとなることを利用して判定するもの
である。そして、制御装置２４は、距離検出データが接
地している状態を示す場合には、それが車輪（タイヤ）
であるか否かを判断する（ステップＲ３）。

【００９０】ここで、制御装置２４は、複数回の走査を
行なう間にその接地していると判断されている距離が、
あらかじめ設定されたしきい値データに基づいて、タイ
ヤ１４ａが存在すると判定できる程度である場合には、
車軸数を示す変数データを「１」加算する（ステップＲ
４）。これは、接地状態を検出した場合でもそれが車両
１４に搭載されているロープや付設されている泥除けな
どを検出することによるタイヤの誤検出を防止するため
である。そして、このような検出処理が車両１４が通過
するまで（ステップＲ５）繰り返し行なわれ、これによ
って、全体の車軸数を検出するものである。

【００９１】この結果、制御装置２４は、車軸検出用横
ライン計測装置２７による検出データを合成すると、図
１８に示すような形状を得ることができる。そして、車
長や車高あるいは車幅などのデータに加えて車軸数のデ
ータを総合して車種を判別するようになる。

【００９２】このような第３の実施形態によれば、第１
の実施形態の効果に加えて、車種判別のデータとして車
軸数のデータを加えて判定することができるようにな
り、より正確な判別処理を行なうことができるようにな
る。また、この場合において、レーン１１と隣接するレ
ーン２８との間に分離帯２９を設けて、車軸検出用横ラ
イン計測装置２７のレーザ光３１が途中で遮られるのを
防止しているので、隣接するレーン２８を通行する他の
車両による誤検出を防止することができる。

【００９３】（第４の実施形態）図１９および図２０
は、本発明の第４の実施形態を示すもので、第１の実施
形態と異なるところは、走査ライン１５，１７のそれぞ
れに沿って照射するレーザ光１６，１８を一つのレーザ
光源から生成するように構成したところである。すなわ
ち、図２に示した構成における車種判別装置１２の投光
器１９および受光器２０は１組だけ設ける構成とし、走
査手段としてのポリゴンミラー２２を特殊な反射面を形
成したポリゴンミラー３２を設けている。

【００９４】このポリゴンミラー３２は、複数の走査位
置に走査を行なうための複走査用ポリゴンミラーとして
機能するもので、隣接する反射面３２ａ，３２ｂが交い
に回転軸に対して反対方向に所定角度だけ傾いた状態に
形成されている。例えば、図２０に示すように、反射面
３２ａに投光器１９から出力されるレーザ光３３が照射
されると、ポリゴンミラー３２の回転軸に対して下側に
傾いた方向に反射され、この角度で走査され、レーザ光
１６として得ることができる（同図（ａ）参照）。一
方、反射面３２ｂにレーザ光１６が照射されると、反対
に上側に傾いた方向に反射され、この角度で走査され、
レーザ光１８として得ることができる（同図（ｂ）参
照）。この結果、同図（ｃ）に示すように、レーザ光３
３がポリゴンミラー３２で反射して走査されることによ
り、レーザ光１６および１８に相当するビームを得るこ
とができる。

【００９５】さて、このようにして出力されるレーザ光
１６および１８は、図１９に示すように、各光路に沿っ
て２枚ずつの反射鏡３４〜３７により互いに直交する方
向に走査ラインが形成されるように反射され、これによ
り、投影面としての検出領域Ｓに対して走査ライン１５
および１７を設定することができるようになる。

【００９６】このような第４の実施形態によれば、第１
の実施形態における効果に加えて、レーザ光源をひとつ
設けるだけで直交する方向に走査ライン１５，１７を設
定することができるようになる。

【００９７】（第５の実施形態）図２１ないし図２５
は、本発明の第５の実施形態を示すもので、第１の実施
形態と異なるところは、車種判別装置１２に代えて、進
行方向１５にのみレーザ光１６を走査する車種判別装置
３８を設けたところである。この第５の実施形態におけ
る構成は、第１の実施形態において車種判別装置１２に
より横ライン計測を行なっていたのに対して、簡略的に
縦ライン計測のみにより車種判別を行なうようにした構
成のものである。

【００９８】そして、この実施形態においては、第１の
実施形態において行なった縦ライン計測による車種判別
の方法に加えて、通過する車両１４の車長が検出領域Ｓ
の進行方向の長さに比べて比較的長く、１回の進行方向
１５に沿ったレーザ光１６の走査では車両１４の全体を
カバーすることができない場合のデータ処理の内容につ
いて説明する。

【００９９】すなわち、図２２に示すように、車両１４
が図中１４Ａの位置から１４Ｂに示す位置に向かって進
行しているとすると、このとき縦ライン計測のデータ
は、図２３に示すように、車両１４の一部を走査して得
られた距離検出データが徐々に移動していく様子を呈し
ている。このような車両１４の一部を走査して得られた
縦ライン計測データから、それぞれ特徴点を抽出する
と、相互に関係のある特徴点が存在することからこれら
を重ね合わせることができる。

【０１００】図２４に示すように、例えば車両１４の一
部を縦ライン計測した計測データＤ１，Ｄ２，Ｄ３があ
るとすると、計測データＤ１の特徴点Ｐ１〜Ｐ３に対し
て、計測データＤ２の特徴点はＰ３と一致することがわ
かるので、この位置で重ね合わせることができ、計測デ
ータＤ２の特徴点Ｐ４は計測データＤ３の特徴点Ｐ４と
重ね合わせることができるようになる。

【０１０１】この結果、計測データＤ１〜Ｄ３を一致す
る特徴点同士で重ね合わせて、図２５（ａ）に示すよう
に全体の形状として得ることができ、それらの特徴点Ｐ
１〜Ｐ６を得ることができる。これにより、車両１４の
進行方向の全体の形状が同図（ｂ）に示すような形状と
して得ることができ、車長を判定することもできるよう
になる。

【０１０２】このような第５の実施形態によれば、レー
ザ光１６の走査ラインを進行方向１５のみとした簡略的
な構成としながら、検出領域Ｓ内の範囲を超える長さの
車両１４が通過する場合でも、その特徴点を検出するこ
とができる場合には、複数回の走査による縦ライン計測
データを合成することにより全体の形状を検出すること
ができるようになる。

【０１０３】（第６の実施形態）図２６ないし図２８
は、本発明の第６の実施形態を示すもので、第１の実施
形態と異なるところは、車種判別装置１２に代えて、車
種判別装置３９を設ける構成としたところである。この
車種判別装置３９においては、走査方向を車両の進行方
向１５（あるいは直交する車幅方向１７）から４５°だ
け斜めに傾けた走査ライン４０にのみ設定した構成で、
この斜め方向の走査ライン４０に沿ってレーザ光４１を
照射して距離を検出するようにしている。

【０１０４】図２７に示すように、車両１４が図中１４
Ａの位置から１４Ｂに示す位置に向かって進行している
とすると、このとき斜めライン計測のデータを図２８に
示すように時間の経過と共に３次元イメージとして得る
ことができる。このとき、通常の車両１４は平面図で見
た場合に矩形状をなしていることが一般的に仮定できる
ので、この仮定に基づいて、進行と共に速度が変化する
場合でもその変化を補正する演算を行なうことにより図
示の形状を得ることができる。

【０１０５】また、これにより、進行方向１５に対する
車両１４の外形のデータと共に車幅方向１７に対する車
両１４の外形のデータも同時に得ることができ、しか
も、車両の通行速度の変化に伴う進行方向のデータの揺
れも演算を行なうことにより補正することができるよう
になる。なお、この実施形態の場合においては、第１の
実施形態のものに比べて、実際には多少演算処理の負担
が増加するが、分解能を同程度とするためには、制御装
置２４の演算能力を向上させることで対応することは十
分可能である。

【０１０６】このような第６の実施形態によれば、レー
ザ光４１を出力する部分の構成を、レーザ光源を一つと
して斜め方向の走査ライン４０への走査のみを行なう簡
単な構成とすることができ、ハード構成の簡略化を図る
ことができると共に、レーザ光源のメンテナンスに要す
る工数を低減しながら、走査ライン４０への走査により
進行方向１５および車幅方向１７に対する距離検出デー
タを演算することにより得ることができるようになる。

【０１０７】本発明は、上記実施形態にのみ限定される
ものではなく、次のように変形また拡張できる。レーザ
光によるスキャンは横ライン計測を先に行なっても良い
し、あるいはレーザパルスを時分割で照射することによ
り縦ライン計測および横ライン計測を見かけ上で同時に
行なうようにしても良い。この場合において、時分割で
レーザパルス光を照射する場合には、検出タイミングを
調整してタイミング処理を行なうことで分離しても良
い。さらに、縦ラインと横ラインのレーザ光を異なる波
長（周波数）の光源を用いることにより分離検出可能な
構成とすれば、実質的に同時に照射することもできる。

【０１０８】車速や車長あるいは車高の検出は、車種判
定時にバッチ処理で行なっても良いし、縦ライン計測お
よび横ライン計測を行なう毎に、得られたデータから検
出可能な範囲内で演算処理して判定の準備をするように
しても良い。

【０１０９】レーザ光は、縦ラインと横ラインは交互に
１回ずつスキャンする方式に限らず、検出精度や、スキ
ャン速度などの制約を考慮して、必要に応じてスキャン
の回数を異なる条件に設定することもできる。横ライン
計測を行なうことにより、単車などの通行時に複数台が
同時に通過する場合でも、これを検出して特定すること
ができるようになる。

【０１１０】ポリゴンミラー２２あるいは３２から照射
されるレーザ光を反射鏡２３あるいは３４〜３７によっ
て反射させて所定の光路に導くように光学系を構成して
いるが、これに限らず、例えば、反射鏡を組み合わせた
構成と同等の光路を設定することができるようにしたプ
リズムを設けて構成することもできる。

【０１１１】走査手段としてのミラーは、ポリゴンミラ
ー２２以外に、例えばガルバノミラーを用いても良い。
この場合、ガルバノミラーで複走査をするには、２軸で
揺動することにより、分割して走査することができる。
また、走査手段としては、ミラー以外に、ホログラムス
キャナを用いて構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す設置状態での概
略的な外観斜視図

【図２】車種判別装置の概略的な構成を示すブロック図

【図３】レーザ光の走査角および発光信号，受光信号の
関係を示すタイムチャート

【図４】縦ライン計測および横ライン計測の作用説明図

【図５】車種判別プログラムのフローチャート

【図６】時間の経過に伴う横ライン計測データおよび縦
ライン計測データ

【図７】車両の速度が遅い場合の図６相当図

【図８】縦ライン計測データと特徴点との関係を示す作
用説明図

【図９】車両が途中で停止する場合の図６相当図

【図１０】車速推定プログラムのフローチャート

【図１１】車速推定の原理説明図

【図１２】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図

【図１３】図５相当図

【図１４】本発明の第３の実施形態を配置状態で示す全
体構成の正面図

【図１５】配置状態で示す全体構成の外観斜視図

【図１６】車軸数検出プログラムのフローチャート

【図１７】車軸検出用横ライン計測でのタイヤの有無に
よるデータの違いを示す図

【図１８】時間の経過に伴う車軸検出用横ライン計測デ
ータ

【図１９】本発明の第４の実施形態を示す光学系の配置
概念図

【図２０】ポリゴンミラーによるレーザ光の分割走査の
説明図

【図２１】本発明の第５の実施形態を示す図１相当図

【図２２】レーザ光の走査と車両の位置関係を示す上面
図

【図２３】時間の経過に伴う縦ライン計測データ

【図２４】計測データと特徴点の関係を示す図

【図２５】計測データを特徴点で重ね合わせ処理をして
合成した図

【図２６】本発明の第６の実施形態を示す図１相当図

【図２７】図２２相当図

【図２８】時間の経過に伴う斜めライン計測データ

【図２９】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１１はレーン、１２は車種判別装置、１４は車両、１５
は第１の走査方向、１６はレーザ光（第１の検出用レー
ザ光）、１７は第２の走査方向、１８はレーザ光（第２
の検出用レーザ光）、１９はレーザ光投光器（信号出力
手段）、２０は受光器（受信手段）、２１は距離計測器
（距離検出手段）、２２はポリゴンミラー（走査手
段）、２３は反射鏡、２４は制御装置（判別手段）、２
５は駆動装置、２６は車種判別装置、２７は車軸検出用
横ライン計測装置（車軸検出用信号出力手段）、２８は
レーン、２９は分離帯、３１は検出用レーザ光、３２は
ポリゴンミラー（複走査用ミラー）、３３はレーザ光、
３４〜３７は反射鏡、３８，３９は車種判別装置、４０
は走査ライン、４１はレーザ光、Ｓは検出領域である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０７Ｂ 15/00 Ｇ０７Ｂ 15/00 ５１０ ５１０ Ｇ０８Ｇ 1/04 Ａ Ｇ０８Ｇ 1/04 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ｚ

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象となる車両が通行する検出領域
   に対して、その上方の所定位置から検出領域内の測定対
   象位置に向けて検出用信号を投射する信号出力手段と、 この信号出力手段により前記検出用信号を投射する測定
   対象位置を前記検出領域を通行する車両の進行方向と直
   交する方向に対して所定の角度だけ傾けた走査方向に走
   査する走査手段と、 この信号出力手段から照射された検出用信号が前記検出
   領域内で反射して戻る反射信号を受信する受信手段と、 前記信号出力手段から照射された検出用信号に対する前
   記受信手段により受信された反射信号の遅延時間に基づ
   いて検出対象までの距離を検出する距離検出手段と、 この距離検出手段により検出された距離検出情報に基づ
   いて前記通行車両の車種を判別する判別手段とを設けた
   ことを特徴とする車種判別装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車種判別装置におい
   て、 前記走査手段は、前記信号出力手段の検出用信号の走査
   方向を車両の進行方向に設定されていることを特徴とす
   る車種判別装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の車種判別装置におい
   て、 前記判別手段は、前記信号出力手段の前記走査方向への
   各走査毎に得られる外形形状をその特徴点を重ね合わせ
   ることにより通行車両の全体の外形形状を検出すること
   を特徴とする車種判別装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の車種判別装置におい
   て、 前記走査手段は、前記信号出力手段の検出用信号の走査
   方向を車両の進行方向と直交方向との中間の角度の方向
   に沿うように設定したことを特徴とする車種判別装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の車種判別装置におい
   て、 前記判別手段は、前記信号出力手段の検出用信号による
   距離検出情報から前記通行車両の進行方向に沿った外形
   形状を検出して車種を判別するように構成されているこ
   とを特徴とする車種判別装置。
6. 【請求項６】 請求項３ないし５のいずれかに記載の車
   種判別装置において、 前記判別手段は、前記信号出力手段の走査方向に対する
   各走査毎に得られる距離検出情報から検出対象物の特徴
   点の移動を検出することによりそのときの通行車両の移
   動速度を検出することを特徴とする車種判別装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の車種判別装置におい
   て、 前記判別手段は、前記通行車両の前記検出領域内におけ
   る通行速度を前記特徴点の移動速度情報に基づいて検出
   することを特徴とする車種判別装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の車種判別装置
   において、 前記判別手段は、前記通行車両の前記検出領域内におけ
   る通行速度の変化を前記特徴点の移動速度情報に基づい
   て検出することを特徴とする車種判別装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の車種判別装置におい
   て、 前記判別手段は、 前記信号出力手段の検出信号による距離検出情報に基づ
   いて前記通行車両の進行方向に沿った外形形状を検出し
   て車種を判別する場合に、前記走査手段による複数回の
   走査に渡る距離検出情報において前記特徴点の移動を検
   出できないときに、その間の通行速度をその前後に検出
   された通行速度およびその変化の情報により推定して移
   動情報とすることを特徴とする車種判別装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の車種判別装置におい
    て、 前記判別手段は、前記特徴点の移動が検出できない間に
    ついて、その間の通行速度の変化は連続的に生じている
    ものとみなして前記通行車両の通行速度の推定を行なう
    ことを特徴とする車種判別装置。
11. 【請求項１１】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の車種判別装置において、 前記判別手段は、前記信号出力手段の検出信号により得
    られる距離検出情報から前記通行車両の進行方向と直交
    する方向の成分の情報を検出することによりその通行車
    両の車幅情報を得ることを特徴とする車種判別装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１に記載の車種判別
    装置において、 前記検出領域に対して前記信号出力手段を第１の信号出
    力手段とし、且つこれとは異なる位置に前記走査手段に
    より走査するように設定された第２の信号出力手段を設
    け、 前記判別手段は、第１および第２の信号出力手段の検出
    信号による距離検出情報から通行車両の車種を判別する
    ことを特徴とする車種判別装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記走査手段は、前記第２の信号出力手段の走査方向を
    前記第１の信号出力手段の走査方向と異なる方向に設定
    するように設けられていることを特徴とする車種判別装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記走査手段は、前記第２の信号出力手段の走査方向を
    前記検出領域を通行する通行車両の進行方向と直交する
    方向に設定するように設けられていることを特徴とする
    車種判別装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記走査手段は、前記第１の信号出力手段の走査方向を
    前記車両の進行方向に設定するように設けられているこ
    とを特徴とする車種判別装置。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれかに記載
    の車種判別装置において、 前記検出領域を通行する車両に対してその側面にも検出
    用信号を照射可能な車軸検出用信号出力手段を設け、 前記走査手段は、前記車軸検出用信号出力手段の検出用
    信号を前記検出領域を通行する車両の進行方向と直交す
    る方向の距離検出情報を得るように走査するように構成
    されていることを特徴とする車種判別装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記判別手段は、前記車軸検出用信号出力手段の検出信
    号により得られる距離検出情報から検出対象の車輪を検
    出してその通行車両の車軸数を判定することを特徴とす
    る車種判別装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６または１７に記載の車種判
    別装置において、 前記検出領域は、前記車軸検出用信号出力手段による検
    出用信号の照射が隣接する領域内を通過する検出対象車
    両以外の通行車両により遮られないように分離された状
    態に形成されていることを特徴とする車種判別装置。
19. 【請求項１９】 請求項１ないし１８のいずれかに記載
    の車種判別装置において、 前記信号出力手段は、検出用信号としてレーザ光を出力
    するレーザ光源として設けられ、 前記走査手段は、そのレーザ光源から出力されるレーザ
    光の光路を検出軸としてこれを前記走査方向に走査させ
    るように構成されていることを特徴とする車種判別装
    置。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記レーザ光源は、前記レーザ光をパルス点灯して照射
    するように設けられ、その反射光の遅延時間に基づいて
    対象物までの距離を検出することを特徴とする車種判別
    装置。
21. 【請求項２１】 請求項１９または２０に記載の車種判
    別装置において、 前記レーザ光源は、前記信号源が複数設けられる場合に
    はそのそれぞれに対応して設けられることを特徴とする
    車種判別装置。
22. 【請求項２２】 請求項１９または２０に記載の車種判
    別装置において、 前記レーザ光源は、前記信号出力手段が複数設けられる
    場合に、それらのうちの２以上の信号出力手段の検出用
    信号として兼用した構成とされることを特徴とする車種
    判別装置。
23. 【請求項２３】 請求項２１または２２に記載の車種判
    別装置において、 前記走査手段は、前記複数の信号出力手段の１回の走査
    を単位として前記レーザ光源によるレーザ光を走査単位
    毎に切り換えて走査させることを特徴とする車種判別装
    置。
24. 【請求項２４】 請求項２１または２２に記載の車種判
    別装置において、 前記走査手段は、前記複数の信号出力手段の走査を前記
    レーザ光源によるレーザ光のパルス点灯を単位として切
    り換えることにより見かけ上で同時に行なうように構成
    されていることを特徴とする車種判別装置。
25. 【請求項２５】 請求項１９ないし２４のいずれかに記
    載の車種判別装置において、 前記走査手段は、前記レーザ光源のレーザ光の光路とな
    る検出軸をミラーの反射角度を変化させることにより走
    査するように構成されていることを特徴とする車種判別
    装置。
26. 【請求項２６】 請求項２２に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記走査手段は、 前記レーザ光源のレーザ光の光路となる検出軸を複数の
    信号出力手段の走査に対応するように分配する複走査用
    ミラーと、 この複走査用ミラーの反射角度を変化させることにより
    分配される複数の走査のレーザ光を異なる走査方向に設
    定するように変換する光路変換手段とから構成したこと
    を特徴とする車種判別装置。
27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の車種判別装置にお
    いて、 前記走査方向変換手段は、反射鏡であることを特徴とす
    る車種判別装置。