JP2001052289A - 車種判別装置および車種判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の判別装置では、車両検知器、車高計測
器、車長計測器および車番認識装置を用いて車種判別を
行っていた。あるいは多数の光センサおよび圧力センサ
を用いるというように、多くの構成部品が必要であった
ため、装置全体の構成が複雑になることに伴い、コスト
が高くメンテナンスが大変であった。 【解決手段】 車両１の通過場所に、第一検出光２を車
両１に対して上方から照射するための第一照射部３と、
第一検出光２から車長方向に所定距離Ｌ１を置いて、第
二検出光４を車両側面１１に照射するための第二照射部
５が設けられ、第一照射部３および第二照射部５からの
信号に基づいて車種を判別するための車種判別部が設け
られた簡単な構成で、車両１の種類を判別することがで
き、装置全体の構成が簡単になるとともにコストが安価
になり、メンテナンスも容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高速道路
の料金所などを通過する車両の車種を判別する車種判別
装置および車種判別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図２３に示すように、高速道路の
料金所などを通過する車両の車種を判別するための判別
装置３１は、車両の進行方向３０手前側に配置されて車
両の通過を検知する車両検知器３２と、通過する車両の
高さを計測する車高計測器３３と、車両の進行方向３０
側に配置されて車長を計測する車長計測器３４と、車番
を認識するための車番認識装置３５と、車軸数を計測す
るための車軸数計測器３６とを有している。

【０００３】この構成において、車両検知器３２で車両
の通過を検知し、車高計測器３３で車高を計測するとと
もに車長計測器３４で車長を計測し、車軸数計測器３６
で車軸数を計測して車番認識装置３５でナンバープレー
トの車種コードを読み取り、これらデータの組み合わせ
に基づいて通過する車両の車種の判別を行っている。あ
るいは、別例として図示しないが、高速道路の料金所に
多数の光センサを設置し、路面に圧力センサを設置し、
これらセンサの信号の組み合わせから車種の判別を行う
といった方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
判別装置３１では、車両検知器３２、車高計測器３３、
車長計測器３４、車番認識装置３５および車軸数計測器
３６を用いて車種判別を行っていた。あるいは多数の光
センサおよび圧力センサを用いるというように、多くの
構成部品が必要であった。このため、装置全体の構成が
複雑になることに伴い、コストが高くメンテナンスが大
変であった。

【０００５】そこで、本発明は、上記課題を解決し得る
車種判別装置および車種判別方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
手段は、車両が通過する所定の場所に、第一検出光を車
両に対して上方から車幅方向に沿って走査しながら照射
するための第一照射部と、前記第一検出光から車長方向
に所定距離を置いて、第二検出光を車両側面に走査しな
がら照射するための第二照射部と、前記第一検出光によ
る第一照射部および第二検出光による第二照射部からの
信号に基づいて車種を判別するための車種判別部とが設
けられ、この車種判別部は、車両が第一検出光と第二検
出光の離間距離とその離間距離を車両が移動する移動時
間に基づいて車速を求める機能と、前記第一検出光ある
いは第二検出光が車両を検出した走査の回数とその周期
に基づいて車長を演算する機能と、第一照射部で順次検
出される車両の複数箇所の被照射部分における第一検出
光の検出信号に基づいて、車両天井面の平面度、車幅お
よび車高を演算する機能と、第二照射部で順次検出され
る複数個所の被照射部分における第二検出光の検出信号
に基づいて車両側面の形状を判断する機能を有してい
る。

【０００７】上記構成において、車両の通過場所に配置
した第一照射部から、車幅方向に沿って第一検出光を車
両に対して上方から照射し、前記第一検出光から車長方
向に所定距離を置いて第二検出光を車両側面に第二照射
部から照射し、車種判別部によって、車両が第一検出光
と第二検出光の離間距離を通過する通過時間および車速
に基づいて車長を演算し、第一照射部で順次検出される
複数箇所の被照射部分における検出信号に基づいて車両
天井面の平面度、車幅および車高を演算し、第二照射部
で順次検出される複数個所の被照射部分における検出信
号に基づいて車両側面の形状を判断する。

【０００８】また、車種判別部は、車両側面の形状を判
断する際に、タイヤと路面との接触面積の有無による第
二照射部からの検出信号の変化に基づいて、車軸数を検
出する機能を有している。上記構成において、車両の通
過場所に配置した第一照射部から、少なくとも車幅を有
した第一検出光を車両に対して上方から照射し、前記第
一検出光から車長方向に所定距離を置いて第二検出光を
車両側面に第二照射部から照射し、車種判別部によっ
て、車両が第一検出光と第二検出光の離間距離を通過す
る通過時間および車速に基づいて車長を演算し、第一照
射部で順次検出される複数箇所の被照射部分における検
出信号に基づいて車両天井面の平面度、車幅および車高
を演算し、第二照射部で順次検出される複数個所の被照
射部分における検出信号に基づいて車両側面の形状を演
算するとともに、車両側面の形状を判断する際に、タイ
ヤが路面に接していることによる第二照射部からの検出
信号の変化に基づいて車軸数を検出する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、車両１
の通過場所（例えば高速道路の料金所の手前）に設置し
た支柱と、車両１の走行方向に所定距離Ｌ１を置いて配
置した別の支柱の上部に取付けられて、走行する車両１
に上方から垂直方向にかつ車幅方向Ｂに沿って第一検出
光２を走査しながら照射するための第一照射部３が設け
られ、第一検出光２から車長方向Ｌ（後方側）に離間し
た、前記別の支柱の上部に、第二検出光４を斜め上方か
ら車両１側面１１に垂直に車幅方向に沿って走査しなが
ら照射するための第二照射部５が取付けられている。な
お、前記第一検出光２および第二検出光４としては、例
えばパルス波が用いられる。

【００１０】そして、前記第一検出光２による第一照射
部３および第二検出光４による第二照射部５からの信号
に基づいて車種を判別するための車種判別部６が、信号
線７を介して第一照射部３および第二照射部５に接続さ
れ、前記車種判別部６には、車種表示部９が別の信号線
８を介して接続されている。なお、第二検出光４は車両
１側面１１に斜め上方から照射されるものであるが、車
両１天井面１０にも照射される。

【００１１】前記車種判別部６は、車両１が第一検出光
２と第二検出光４の所定距離（離間距離）Ｌ１とその所
定距離Ｌ１を車両１が移動する移動時間に基づいて車速
ｖを求める機能と、前記第一検出光２あるいは第二検出
光４が車両１を検出した走査の回数とその周期と車速に
基づいて車長Ｌ２を演算する機能と、第一照射部３で順
次検出される車両１の複数箇所の被照射部分における第
一検出光２の検出信号に基づいて、車両１天井面１０の
平面度、車幅Ｂ１および車高Ｈを演算する機能と、第二
照射部５で順次検出される複数個所の被照射部分におけ
る第二検出光４の検出信号に基づいて車両１側面１１の
形状を判断する機能とを有している。

【００１２】なお、車速ｖは、車両１の前端あるいは後
端が各検出光６，１５を最初に通過したタイミングの時
間差、あるいは、これら時間差の平均と、第一検出光２
と第二検出光４の間の所定距離（離間距離）Ｌ１によっ
て求める。次に、図４の制御フローチャートに基づい
て、上記車種判別装置による車種判別方法を説明する。
なお、車両１は、図２において、右方から左方に走行す
るものとする。

【００１３】すなわち、第一照射部３および第二照射部
５を駆動して第一検出光２と第二検出光４の走査軌跡
（面）が、路面Ｒに対して直角かつお互いに平行になる
よう車両方向に走査させる。この状態で車両１が所定の
通過場所を通過するとき、まず、第二照射部５による第
二検出光４がこれを検出することになり、この第二検出
光４からの検出信号によって、第二照射部５が設定値以
上の高さ、幅の物体を検出して車種判別部６に出力され
ると［ステップ１］、車種判別部６は、物体が車両１で
あると判断し、そのタイマー機能をスタートさせ、その
車両１の車高、車幅および車長に係るデータの収集を開
始する。

【００１４】車両１がさらに走行して第一検出光２が車
両１に照射され、設定値以上の高さ、幅の物体が第一照
射部３で検出されて車種判別部６にこの信号が入力され
ると、車種判別部６は、そのタイマーを停止させ［ステ
ップ２］、その車両１に係るデータの収集を開始する。
一方で、第二検出光４からの信号により、第二照射部５
では車両１が通過したかどうかを継続して判断している
状態にあり［ステップ３］、車種判別部６は、この間車
両１に係るデータの収集を継続する。また、第二検出光
４を車両１が通過した場合は、今度は第一検出光２を車
両１が通過したかどうかを、車種判別部６が判断する
［ステップ４］。第一検出光２を車両１が通過したこと
を第一照射部３が検出すると、データの収集を完了し、
第一照射部３および第二照射部５で収集したデータの解
析を行う［ステップ５］。

【００１５】すなわち、まず、タイマーでカウントした
第二検出光４から第一検出光２に到るまでに車両１の先
端部が必要とした時間Δｔおよび、第二検出光４と第一
検出光２の離間している所定距離Ｌ１から車速ｖを算出
する。ここで、ｖ＝Ｌ１／Δｔとなり［ステップ６］、
車長Ｌ２＝ｖ×Ｔ１となる。但し、Ｔ１は車両１が第二
検出光４または第一検出光２を通過するのに必要とした
時間であり、検出した走査の回数×走査の周期、で求め
られる。

【００１６】以上のようにして求めた車長Ｌ２、車高Ｈ
および車幅Ｂ１が設定値以内であるかを車種判別部６が
判断する［ステップ７］。これらの値が設定値以内であ
る場合は、普通車あるいは小型車と判断して［ステップ
８］、車種判別部６はこのことを車種表示部９に出力す
る。車高Ｈおよび車幅Ｂ１が設定値より大きい場合、バ
スあるいはトラックであると判断する過程に入るが、バ
スあるいはトラックと判断するに先立って、車両１の車
軸数を検出する。

【００１７】車両１の車軸数は、次のようにして検出す
る。すなわち、図５に示す走査Ａ−１の波形を図６に示
し、走査Ａ−２の波形を図７に示す。なお、図６および
図７は、横軸を走査データとし、縦軸を距離データとし
たものである。走査Ａ−１（走査位置にタイヤ部分がな
い場合）では、路面Ｒから車両１のボディにかけて走査
された走査データは、車両１のボディに差しかかったと
きに、車両１のボディが路面Ｒより高い（第二照射部５
からは近い）位置にあるため、ａ部分で示すように、距
離データが極端に変化する（予め路面Ｒのみの走査デー
タを車種判別部６に記憶させておくことにより変化部分
が容易に判断できる）。

【００１８】しかし、走査Ａ−２の走査（走査位置にタ
イヤ部分が存在する場合）では、タイヤは路面Ｒと接し
ているため、図７のｂに示すように、距離データは路面
Ｒからなだらに変化する。これによって、タイヤ部分で
あると判断する。そして、車両１が移動している間走査
は連続して行われ、図８（ａ）〜（ｄ）および図９
（ａ）〜（ｄ）に示すような距離データを、それぞれ第
一照射部３および第二照射部５が車種判別部６に出力し
続けることになり、それらのデータをもとに図１０に示
すような３次元車両形状データが得られる。なお、図８
（ａ）は、未だ車両１を検出していない路面Ｒのデータ
である。また図８（ｂ）〜図９（ｃ）は車両１を検出し
ているデータであり、図９（ｄ）は前の車両１を検出し
終えた状態のデータである。

【００１９】また、図７で示したように、走査データが
なだらかに変化する場合を１軸とカウントすることによ
り、車軸数を検出することができる。なお、図１０はｘ
軸を走査回数、ｙ軸を路面Ｒからの距離データ、ｚ軸を
走査位置としている。ここで、より具体的に、車軸数を
検出する方法を説明すると、次の通りである。図１３お
よび図１４に示すように、車両１の検出開始から車両１
の通過を検出するまでの間の第二照射部５の収集データ
をもとに、各データにおいて路面Ｒからの高さｈを求め
る。そして、 h＝Ｅ-Ｆ・cosθ であり、h:路面Ｒからの車体の計測位置までの距離、
Ｅ：路面Ｒから第二照射部５までの設定高さ、Ｆ：第二
照射部５の計測データ、θ：走査角度（路面Ｒの垂線を
基準とする）である。なお、図１４は、横軸を走査回数
とし、縦軸を路面Ｒからの距離hとした模式図である。

【００２０】また、図１４からｘ−ｘ以下のデータ
（ｈ）について注目すると、図１５に示すようになる。
このｘ−ｘ以下のデータを投影すると、図１６に示すよ
うになる。図において、各山の数（しきい値以上の山の
数）を求めると、車軸数に相当することになる。そし
て、図１６に示すように、各山の頂点位置を各車軸の位
置とみなす。

【００２１】ところで、上記［ステップ７］までで述べ
た車長Ｌ２、車高Ｈおよび車幅Ｂ１から車種を判別でき
ない車両１、例えばバスとトラックの判別は、バスとト
ラックの側面形状の特徴から判別を行うこととする［ス
テップ９］。すなわち、バスとトラックの側面の形状の
特徴は、それぞれ図１１および図１２に示すように、バ
スはその側面下部が平坦で一定形状（図１１参照）であ
るのに対し、トラックの場合は底面側の部品が露出して
一定の形状を有していない（図１２参照）から、この特
徴を利用して、車種を判別することとする。

【００２２】バスとトラックの判別方法をさらに詳しく
説明すると、図１７に示すように、先に求めた各車軸位
置から最も間隔の長い車軸間に注目し、図１８に示すよ
うに、その車軸間のデータの高さ、ｘ−ｘ以上Ｘ−Ｘ−
Ｘ以下の部分の高さデータを抽出する。そして、図１７
に示すように、各走査ごとのその範囲のデータおよび、
第二照射部５から車体１の側面までの水平距離ｄを求
め、水平距離ｄが一定であればバスであると判断し、一
定でなければトラックと判断する。このとき、図１９に
示すように、 ｄ＝Ｆ・sinθ であり、ｄ：第二照射部５と車両１間の水平距離、Ｆ：
第二照射部５の計測距離、θ：走査角度である。

【００２３】ところで、上記水平距離ｄを求めた結果、
バスであると判断された場合、次にこのバスが、中型車
（マイクロバス）か、大型車か特大型車かを判別する。
このバスの種類を判別するには、車種判別部６によっ
て、車速×走査周期（走査開始位置から１走査を行い再
び走査開始位置に戻るまでの時間）×走査回数（車両１
を検出した走査の回数）の演算結果に基づいて、車両１
天井面１０の平面度、車幅Ｂ１および車高Ｈを演算する
ことで行う。

【００２４】すなわち、図２１の制御フローチャートに
示すように、車両形状の認識処理は、走査データに基づ
いて、車両１天井面１０の平面度、すなわち、車高Ｈの
平均値および分散値を演算する［ステップ１０］。ま
た、次工程として、図２０に示すように、第二検出光４
が窓を透過することにより凹凸形状のデータが連続して
得られるので、その位置を計測する。

【００２５】そして、図２２の制御フローチャートに示
すように、バスの車種を判別するために、［ステップ１
０］で求めた車高Ｈの平均値および分散値が所定値に対
して大きいか小さいかを判別し［ステップ１１］、所定
値以下である場合、窓による凹形状のデータが、車両１
側面の上部に存在するかどうかを判断する［ステップ１
２］。なお、［ステップ１０］で求めた車高Ｈの平均値
および分散値が所定値に対して大きいか小さいかを判別
し、所定値より大きい場合は判別不能とする。［ステッ
プ１２］において、窓による凹形状のデータが、車両１
側面の上部に存在すると判定された場合、車長Ｌ２、車
高Ｈおよび車幅Ｂ１に基づいて、バスの種類を判別す
る。なお、［ステップ１２］において、窓による凹形状
のデータが、車両１側面の上部にないと判定された場
合、判別不能とする。

【００２６】そして、［ステップ１３］で車長Ｌ２、車
高Ｈおよび車幅Ｂ１がすべてしきい値以上である場合、
特大車と判定し、車種表示部９にその旨出力する。［ス
テップ１３］で上記条件を満足しない場合、［ステップ
１４］で車長Ｌ２がしきい値より小さく所定の値より大
きい場合、大型車と判定し、車種表示部９にその旨出力
する。［ステップ１４］で上記条件を満足しない場合、
［ステップ１５］で車長Ｌ２、車高Ｈおよび車幅Ｂ１が
すべてが所定の値未満である場合、中型車と判定し、車
種表示部９にその旨出力する。［ステップ１５］で車長
Ｌ２、車高Ｈおよび車幅Ｂ１がすべてが所定の値未満で
ない場合は、判別不能とする。

【００２７】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、車両１の通過場所に、第一検出光２を車両１に対し
て上方から照射するための第一照射部３と、第一検出光
２から車長方向に所定距離Ｌ１を置いて、第二検出光４
を車両側面に照射するための第二照射部５が設けられ、
第一照射部３および第二照射部５からの信号に基づいて
車種を判別するための車種判別部６が設けられた簡単な
構成で、車両１の種類を正確に判別することができ、装
置全体の構成が簡単になるとともにコストが安価にな
り、メンテナンスも容易になる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、第一検出光による第一照射部および第二検出光によ
る第二照射部からの信号に基づいて車種を判別するため
の車種判別部が、車両が第一検出光と第二検出光の離間
距離の離間距離を通過する通過時間および車速に基づい
て車長を演算する機能と、第一照射部で順次検出される
車両の複数箇所の被照射部分における第一検出光の検出
信号に基づいて、車両天井面の平面度、車幅および車高
を演算する機能と、第二照射部で順次検出される複数個
所の被照射部分における第二検出光の検出信号に基づい
て車両側面の形状を判断する機能とを有したので、簡単
な構成であっても車種を確実に判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る車種判別装置の斜視
図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】同じく使用状態を示す斜視図である。

【図４】同じく車種判別のための制御フローチャートで
ある。

【図５】同じく第一検出光の走査状態を示す斜視図であ
る。

【図６】同じくタイヤ部分以外の走査データと距離デー
タの関係を表すグラフ図である。

【図７】同じくタイヤ部分の走査データと距離データの
関係を表すグラフ図である。

【図８】同じく（ａ）〜（ｄ）は第一照射部による走査
位置と距離データの関係を表すグラフ図である。

【図９】同じく（ａ）〜（ｄ）は第二照射部による走査
位置と距離データの関係を表すグラフ図である。

【図１０】同じく３次元車両形状データを表すグラフ図
である。

【図１１】同じくバスにおける走査回数と距離データの
関係を表すグラフ図である。

【図１２】同じくトラックにおける走査回数と距離デー
タの関係を表すグラフ図である。

【図１３】同じく車両のある部分の路面からの高さを求
める説明図である。

【図１４】同じく走査回数と車両のある部分の路面から
の高さの関係を示すグラフ図である。

【図１５】同じく走査回数と路面からｘ−ｘの高さ以下
の部分との関係を表すグラフ図である。

【図１６】同じく車軸数としきい値の関係を表すグラフ
図である。

【図１７】同じく走査回数と車両のある部分の路面から
の高さの関係を示すグラフ図である。

【図１８】同じく走査回数とｘ−ｘおよびＸ−Ｘ−Ｘの
範囲で囲まれる部分を抽出したグラフ図である。

【図１９】同じく第二照射部と車両間の水平距離車両の
側面との距離を求める説明図である。

【図２０】同じく第二検出光がバスの窓を透過した状態
の説明図である。

【図２１】同じく車両天井面の平面度によって車両形状
を認識処理するための制御フローチャート図である。

【図２２】同じくバスの種類を判別するための制御フロ
ーチャート図である。

【図２３】従来の車種判別装置の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 車両 ２ 第一検出光 ３ 第一照射部 ４ 第二検出光 ５ 第二照射部 ６ 車種判別部 ９ 車種表示部 １０ 車両天井面 １１ 車両側面 Ｂ 車幅方向 Ｂ１ 車幅 Ｈ 車高 Ｌ 車長方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝山 直 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 2F069 AA31 AA99 BB21 DD08 DD27 GG04 GG07 GG39 GG52 GG56 GG58 GG77 HH09 JJ02 JJ19 JJ25 MM04 MM17 NN25 QQ05 5H180 AA01 CC01 CC14 EE07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両が通過する所定の場所に、第一検出
   光を車両に対して上方から車幅方向に沿って走査しなが
   ら照射するための第一照射部と、前記第一検出光から車
   長方向に所定距離を置いて、第二検出光を車両側面に走
   査しながら照射するための第二照射部と、前記第一検出
   光による第一照射部および第二検出光による第二照射部
   からの信号に基づいて車種を判別するための車種判別部
   とが設けられ、この車種判別部は、車両が第一検出光と
   第二検出光の離間距離とその離間距離を車両が移動する
   移動時間に基づいて車速を求める機能と、前記第一検出
   光あるいは第二検出光が車両を検出した走査の回数とそ
   の周期に基づいて車長を演算する機能と、第一照射部で
   順次検出される車両の複数箇所の被照射部分における第
   一検出光の検出信号に基づいて、車両天井面の平面度、
   車幅および車高を演算する機能と、第二照射部で順次検
   出される複数個所の被照射部分における第二検出光の検
   出信号に基づいて車両側面の形状を判断する機能とを有
   したことを特徴とする車種判別装置。
2. 【請求項２】 車種判別部は、車両側面の形状を判断す
   る際に、タイヤと路面との接触面積の有無による第二照
   射部からの検出信号の変化に基づいて、タイヤの輪数を
   検出する機能を有したことを特徴とする請求項１記載の
   車種判別装置。
3. 【請求項３】 車両の通過場所に配置した第一照射部か
   ら、車幅方向に沿って第一検出光を車両に対して上方か
   ら照射し、前記第一検出光から車長方向に所定距離を置
   いて第二検出光を車両側面に第二照射部から照射し、車
   種判別部によって、車両が第一検出光と第二検出光の離
   間距離を通過する通過時間および車速に基づいて車長を
   演算し、第一照射部で順次検出される複数箇所の被照射
   部分における検出信号に基づいて車両天井面の平面度、
   車幅および車高を演算し、第二照射部で順次検出される
   複数個所の被照射部分における検出信号に基づいて車両
   側面の形状を判断することを特徴とする車種判別方法。
4. 【請求項４】 車両の通過場所に配置した第一照射部か
   ら、少なくとも車幅を有した第一検出光を車両に対して
   上方から照射し、前記第一検出光から車長方向に所定距
   離を置いて第二検出光を車両側面に第二照射部から照射
   し、車種判別部によって、車両が第一検出光と第二検出
   光の離間距離を通過する通過時間および車速に基づいて
   車長を演算し、第一照射部で順次検出される複数箇所の
   被照射部分における検出信号に基づいて車両天井面の平
   面度、車幅および車高を演算し、第二照射部で順次検出
   される複数個所の被照射部分における検出信号に基づい
   て車両側面の形状を演算するとともに、車両側面の形状
   を判断する際に、タイヤが路面に接していることによる
   第二照射部からの検出信号の変化に基づいてタイヤの輪
   数を検出することを特徴とする車種判別方法。