JP2002183881A

JP2002183881A - 車軸検知装置

Info

Publication number: JP2002183881A
Application number: JP2000380706A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Murata; 芳郎村田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-06-28
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JP3755402B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車軸検知精度の高い車軸検知装置を提供する
ことにある。特に、車両の泥除け等をタイヤと誤認した
り、鏡面ホイールを備えたタイヤをタイヤでないと判断
することによる車軸検知精度の低下を回避させる。【解決手段】車軸検知装置から出射されるレーザーパ
ルスを、路面に対して垂直な面から傾いた平面内で斜め
に走査させる。レーザーパルスを斜めに走査させること
により、レーザーパルスが泥除けに沿って走査されるこ
とが無くなるので、泥除けをタイヤと間違って判定する
ことを防止できる。また、斜めに走査させることによ
り、レーザーパルスがタイヤのゴム部分を斜めに走査さ
れるので、鏡面ホイルを有するタイヤの場合にも、鏡面
ホイルでレーザーパルスが正反射されてタイヤを検知で
きなくなる現象を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車軸検知装置に関
する。特に、有料道路や駐車場などにおいて、タイヤ
（車軸）を検知することにより車種や車両台数などを検
出するための車軸検知装置に関する。

【０００２】

【背景技術】有料道路や有料駐車場の料金徴収所、高速
道路の検問所等においては、通過車両のタイヤ数（車両
の軸数）を検出することによって通過車両の車種を判別
し、車種に応じて料金を徴収する料金収受システムが用
いられている。また、走行道路や駐車場などにおいて
は、通過する車両のタイヤ数を検出することによって通
過車両台数を計数し、道路の渋滞度や駐車場の入庫台数
を監視している。これらのシステムにおいて、車両の軸
数（走行方向におけるタイヤの数）を検知するために
は、車軸検知装置が用いられている。

【０００３】図１に示すものは、従来の光学式車軸検知
装置１である。この車軸検知装置１は、投光手段２によ
りレーザー光をパルス発光して道路横断方向に走査させ
ることにより、通過車両４または路面５にレーザー光の
スポット列を照射する。そして、通過車両４または路面
５からのスポット列の反射光を受光手段３により受光
し、発光から受光までの時間から求めた投射点までの距
離とレーザー光の投射方向に基づいて照射点（光反射
点）を測定する。

【０００４】この装置１によれば、スポット列の照射パ
ターンから得られた２次元の距離情報からタイヤ６（車
軸）を検知することができる。また、車両の有するタイ
ヤ６の数（車軸数）から車種判別を行うこともできる。

【０００５】しかしながら、従来の車軸検知装置１で
は、タイヤ６のデータと類似した泥除けなどのデータを
除去することができず、泥除けなどをタイヤ６と誤検知
する可能性があり、車種判別を行う場合には誤って判断
する恐れがあった。

【０００６】同じように、車両の後部から道路に垂らし
ているチェーンや導電性ゴムベルトなどからなる帯電防
止具も、タイヤ６と誤検知される可能性がある。

【０００７】また、表面反射率の高いホイール（以下、
鏡面ホイールという。）を装備したタイヤ６では、鏡面
ホイールに照射されたレーザー光スポットが正反射され
るため、反射点の虚像が路面上に生じ、タイヤ６にスポ
ット列が照射されているにもかかわらず路面と誤認さ
れ、タイヤ６を検知できないことがあった。

【０００８】

【発明の開示】本発明の目的とするところは、より車軸
検知精度の高い車軸検知装置を提供することにある。特
に、車両の泥除け等をタイヤと誤認したり、鏡面ホイー
ルを備えたタイヤをタイヤでないと判断することによる
車軸検知精度の低下を回避することができる車軸検知装
置を提供することにある。

【０００９】本発明にかかる車軸検知装置は、光を対象
物の方向に向けて投射し、当該光を走査させる投光手段
と、その反射光を受光する受光手段と、前記光の投受光
に基づいて対象物までの距離を演算する距離演算手段
と、前記投光手段により投射された光の方向を検知する
投光方向検知手段とを備えた車軸検知装置において、前
記投光手段により走査される光は、車両の通過する路面
に垂直な平面から傾いた平面内で走査されることを特徴
とするものである。

【００１０】本発明にあっては、車軸検知装置により走
査される光が、車両の通過する路面に垂直な平面から傾
いた平面内で走査されているので、ほぼタイヤの黒ゴム
部分にのみ光を走査させた状態でタイヤに照射した照射
パターンを得ることができ、鏡面ホイールが用いられて
いるような場合でも確実にタイヤを検出することができ
る。

【００１１】また、路面に垂直な平面から傾いた平面内
で光を走査させることにより、タイヤに光が走査された
場合と泥除け等に光が走査された場合とで異なる照射パ
ターンを得ることができるので、泥除け等をタイヤと誤
認識する恐れがきわめて小さくなる。

【００１２】よって、本発明によれば、より確実にタイ
ヤを判別できるようになり、車軸の検出精度を向上させ
ることができる。

【００１３】また、本発明の実施形態においては、路面
で反射されたと判断される光以外のうちで、最も路面に
近い位置で反射された光の反射点と最も路面から遠い位
置で反射された光の反射点との距離を演算し、当該距離
に基づいて対象物がタイヤであるか否かを判定するよう
にしてもよい。

【００１４】傾いた走査平面内で光が走査されている場
合には、光が泥除け等を走査されている場合や、鏡面ホ
イルを通ってタイヤに走査されている場合には、最も路
面に近い位置で反射された光の反射点と最も路面から遠
い位置で反射された光の反射点との距離は短くなるの
で、当該距離の長さに基づいて対象物がタイヤであるか
否かを判定することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の一実
施形態による車軸検知装置１１を図２に示す。車軸検知
装置１１は、有料道路や有料駐車場の料金徴収所、高速
道路の検問所、走行道路などに設置される。図２に示す
態様では、料金所のブース４１の進入口寄りにおいて、
道路４２の路側（アイランド）４３に車軸検知装置１１
が設置されている。この車軸検知装置１１は、レーザ光
をパルス発光し、道路４２を横断する方向に沿ってレー
ザー光のスポット列を走査させることにより、通過車両
４４または路面４５にスポット列を照射させる。

【００１６】図３は上記車軸検知装置１１の構成を示す
ブロック図である。投光手段は、発光素子１２、発光素
子駆動回路２３、投光レンズ１３及びポリゴンミラー１
５によって構成されている。発光素子１２としては、レ
ーザーダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）
等を用いることができるが、ここではレーザーダイオー
ドを用いるものとする。発光素子１２は、コントローラ
２９から発光素子駆動回路（ＬＤドライバ）２３への駆
動指令によって駆動され、所定の発光間隔でパルス発光
させられる。

【００１７】発光素子駆動回路（ＬＤドライバ）２３で
発光素子１２を駆動する際には、その駆動電流がモニタ
回路２４でモニタされ、そのモニタ信号に基づいてスタ
ート信号発生回路２５で各レーザーパルスのスタート信
号が生成され、そのスタート信号が時間差／電圧変換回
路２６に与えられる。

【００１８】発光素子１２で発光されたレーザーパルス
は、投光レンズ１３によってコリメート化された後、反
射ミラー１４の透孔を通って所定間隔をおいて順次光走
査手段としてのポリゴンミラー１５に入射する。光走査
手段としては、ポリゴンミラー１５以外にも、弾性振動
型のスキャナなども用いることができるが、この実施形
態ではポリゴンミラー１５として説明する。

【００１９】ポリゴンミラー１５は、ポリゴンミラー駆
動回路２７により制御されてモータにより一定の回転速
度で回転駆動されているため、ポリゴンミラー１５に入
射したレーザーパルスは、設定角度内において走査さ
れ、そのレーザーパルスは照射窓１６を通して路面上を
横断走査される。路面４５で散乱反射されたレーザーパ
ルスは、再び照射窓１６を通してポリゴンミラー１５に
入射する。レーザーパルスがポリゴンミラー１５で反射
されて前方へ出射され、再び戻ってくるまでにポリゴン
ミラー１５が回転しているため、ポリゴンミラー１５で
再度反射されたレーザーパルスは、透孔を通ることなく
反射ミラー１４で反射され、受光手段に入射する。

【００２０】受光手段は、受光レンズ１７、光学フィル
タ１８、受光素子１９、電流／電圧変換（Ｉ／Ｖ）回路
２０及びアンプ２１によって構成されている。反射ミラ
ー１４で反射されて受光手段に達したレーザーパルス
は、受光レンズ１７で集光された後、光学フィルタ１８
を通ってフォトダイオード等の受光素子１９に入射す
る。受光素子１９がレーザーパルスを受光して電流を発
生すると、その電流信号は電流／電圧変換回路２０で電
圧信号（受光信号）に変換されるとともに増幅回路２１
で増幅され、その増幅された電圧信号に基づきストップ
信号発生回路２２で各レーザーパルスストップ信号が生
成され、そのストップ信号が前記時間差／電圧変換回路
２６に与えられる。

【００２１】距離演算手段は、モニタ回路２４、スター
ト信号発生回路２５、ストップ信号発生回路２２、時間
差／電圧変換回路２６、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）
変換回路３０、デジタル処理回路３１から構成される。
時間差／電圧変換回路２６では、同一レーザーパルスの
スタート信号とストップ信号とを関連づけ、両信号の時
間差（投光と受光との時間間隔）を計測する。この計測
された時間は、電圧信号に変換され、この電圧信号はア
ナログ／デジタル変換回路３０でデジタル信号に変換さ
れてデジタル処理回路３１へ送られる。

【００２２】デジタル処理回路３１は、時間差／電圧変
換回路２６で計測された計測時間（光の飛行時間）に基
づいて、車軸検知装置１１から路面４５や車両等におけ
る反射位置までの距離を演算する。すなわち、走査角度
θで投射されたレーザーパルスが、投光から受光までに
時間２ｔ（θ）を要したとすると、片道の計測時間はｔ
（θ）となるので、走査角度θの方向における車軸検知
装置１１から反射点までの距離Ｌ（θ）は、Ｌ（θ）＝ｃ・ｔ（θ）となる。ただし、ｃは光の速度である。

【００２３】一方、投光方向検知手段はロータリーエン
コーダ等のエンコーダ２８によって構成されている。ポ
リゴンミラー１５の回転角度は、エンコーダ２８によっ
て検出されており、その検出信号はコントローラ２９と
車軸判定部３２とに出力されている。従って、車軸検知
手段を構成する車軸判定部３２は、この検出信号からレ
ーザーパルスの出射方向（走査角度θ）を知ることがで
きる。

【００２４】車軸判定部３２においては、エンコーダ２
８の検知信号から算出されるレーザーパルス投光方向
と、デジタル処理回路３１で演算された反射位置までの
距離を用い、それぞれのレーザーパルスの反射位置の分
布（照射パターン）を演算し、この分布より車両のタイ
ヤ（車軸）を判別し、その結果を入出力回路３３に与え
る。入出力回路３３は、この結果を外部装置とやり取り
する。

【００２５】なお、コントローラ２９、車軸判定部３
２、入出力回路３３、距離演算手段を構成する各回路な
どは、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）またはロジック
回路を用い実現できる。

【００２６】次に、上記のような構成の車軸検知装置１
１（特に、車軸判定部３２）において、タイヤを判別す
るための信号処理方法を説明する。図４（ａ）（ｂ）
は、車軸検知装置１１が路側４３などに設置された状態
を示す斜視図及び正面図である。ここで、道路横断方向
をＸ軸方向とし、路面４５に垂直な方向（鉛直方向）を
Ｙ軸方向とし、道路４２の伸びている方向（車両通過方
向）をＺ軸方向とする。車軸検知装置１１は、道路４２
に対して正対するように（つまり、正面が道路横断方向
Ｘを向くように）設置されている。しかし、車軸検知装
置１１から出射されるレーザーパルスは、図４（ｂ）に
示すように照射窓１６における走査方向４６が鉛直方向
（Ｙ軸方向）から傾いており、路面４５に垂直な平面か
ら傾いた走査平面内で走査されるようになっている。さ
らに、路面４５におけるレーザーパルスの走査方向も道
路横断方向Ｘに対して平行となっておらず、角度αだけ
斜めになっている。すなわち、レーザーパルスの走査平
面は、ＸＹ平面からＸ軸の回りに回転しており、さらに
Ｙ軸の回りに角度αだけ回転している。なお、路面４５
上におけるレーザーパルスの走査方向は道路横断方向Ｘ
と平行（α＝０）となっていてもよい。

【００２７】図５は、レーザーパルスの走査方向をより
正確に説明するための説明図であって、図５（ａ）
（ｂ）はそれぞれ路側４３等に設置された車軸検知装置
１１の側面図及び正面図である。図４に示した例では、
路面４５上におけるレーザーパルスの走査方向は、道路
横断方向Ｘに対してαだけ傾いていたが、説明を分かり
易くするため、以下においては、路面４５上におけるレ
ーザーパルスの走査方向は道路横断方向Ｘと平行（α＝
０）であって、レーザーパルスの走査平面はＸ軸の回り
に角度β（≠０）だけ回転しているとして説明する。投
光方向検知手段（エンコーダ２８）が検出するレーザー
パルスの走査角度θは、鉛直平面に対してβだけ傾いた
走査平面内において、車軸検知装置１１の前面を基準に
して計測され、車軸検知装置１１の前面と平行に下方へ
向けてレーザーパルスが出射されているときの走査角度
をθ＝０°とし、車軸検知装置１１から前方へ走査され
ているときの走査角度θが＋となるように設定されてい
る。また、対象物までの距離Ｌは、車軸検知装置１１の
前面（照射窓１６）を基準として計測される。これらは
車軸検知装置１１を設置する際に調整され、距離Ｌ及び
走査角度θは絶対値として規定される。

【００２８】いまｎ個のレーザーパルスが順次走査角度
θ_０、θ_１、…、θ_ｎ−１で車軸検知装置１１から出射
され、各レーザーパルスによって対象物検知点（光投射
点）までの距離Ｌ（θ_０）、Ｌ（θ_１）、…、Ｌ（θ
_ｎ−１）が検出されたとする。照射窓１６からの光出射
点が走査角度にかかわらず一定であると仮定すると、θ
i（ただし、ｉ＝０、１、…、ｎ−１）方向へ出射され
たレーザーパルスによる対象物検知点までのＸＹＺ座標
距離Ｘ（θi）、Ｙ（θi）、Ｚ（θi）は、次の（１）
式、（２）式、（３）式で表される。Ｘi＝Ｘ（θi）＝Ｌ（θi）・sinθi …（１）Ｙi＝Ｙ（θi）＝Ｈ−Ｌ（θi）・cosβ・cosθi …（２）Ｚi＝Ｚ（θi）＝Ｌ（θi）・sinβ・cosθi …（３）（ただし、ｉ＝０、１、…、ｎ−１）ここで、Ｘiは車軸検知装置１１の前面から測った水平
距離を表している。Ｙiは路面４５から測った鉛直高さ
を表し、Ｈは照射窓１６における路面４５から測った出
射光高さを表している。Ｚiは照射窓１６における光出
射点を通る鉛直平面（ＸＹ平面）から測ったＺ軸方向距
離を表している。

【００２９】図６（ａ）は車軸検知装置１１の前方に位
置するタイヤ４７に向けてレーザーパルスを走査させ、
対象物を検知している様子を表している。図６（ｂ）は
図６（ａ）の状況において、各レーザーパルスの走査角
度θ_１、θ_２、…、θ_ｎ−１と対象物検知点までの距離
Ｌ（θ_０）、Ｌ（θ_１）、…、Ｌ（θ_ｎ−１）とを横軸
に走査角度、縦軸に距離をとり、各対象物検知点θi、
Ｌ（θi）のデータ分布をプロットしたものである。さ
らに、図６（ｃ）は上記（１）式と（２）式により対象
物検知点をＸ座標及びＹ座標に変換し、横軸にＸ座標、
縦軸にＹ座標をとり、各対象物検知点Ｘi、Ｙiのデータ
分布をプロットしたものである。このようにＸＹ座標系
に変換することにより、Ｘiはタイヤ４７までの距離と
なり、Ｙiは路面４５からの高さとなるので、後の処理
を簡単にすることができる。なお、Ｚ座標Ｚiは重要で
ないので、ここでは捨象している。

【００３０】図７（ａ）（ｂ）、図８（ａ）（ｂ）、図
９（ａ）（ｂ）は上記のようにして検知対象物検知点を
θi、Ｌ（θi）系からＸi、Ｙi系に変換した後、タイヤ
４７と車体（ボディ）４８と路面４５とを判別する方法
を説明している。図７（ａ）はタイヤ４７を検知してい
る場合を表しており、図７（ｂ）のデータ分布図ではＸ
軸方向に沿ってプロットされた路面検出部分とＹ軸方向
に沿ってプロットされたタイヤ検出部分とがほぼ連続し
ている。図８（ａ）は車体４８を検知している場合を表
しており、図８（ｂ）のデータ分布図ではＸ軸方向に沿
ってプロットされた路面検出部分とＹ軸方向に沿ってプ
ロットされた車体検出部分との間に比較的大きな飛びが
ある。図９（ａ）は路面４５を検知している場合を表し
ており、図９（ｂ）のデータ分布図ではＸ軸方向に沿っ
てプロットされた路面検出部分のみとなっている。

【００３１】図１０に示すように、Ｙ軸方向における路
面４５（路面の凹凸）のデータ領域（路面領域）を０≦Ｙi＜Ｙgnd とし、タイヤ４７が路面４５に接地していると判断する
ためのデータ領域（接地領域）をＹgnd≦Ｙi＜Ｙtyre とし、車体４８が路面４５から浮いていると判断するた
めのデータ領域（浮遊領域）をＹtyre≦Ｙi と設定しておけば、ＸＹ座標系におけるデータを得たと
き、そのデータの分布からタイヤ４７（車軸）、車体４
８、路面４５の３通りのいずれであるかを判定し、車軸
の有り／無しを判定することが可能になる。すなわち、
図９（ｂ）のように路面領域にのみデータが存在し、接
地領域と浮遊領域にはデータが存在しない場合には、図
９（ａ）のように路面４５を検知している状態で、車軸
無しと判定することができる。また、図８（ｂ）のよう
に接地領域にはデータが存在せず、浮遊領域と路面領域
にのみデータが存在している場合には、図８（ａ）のよ
うに路面４５から浮いた車体４８を検知している状態
で、車軸無しと判定することができる。また、図７
（ｂ）のように接地領域にデータが存在しており、接地
領域から浮遊領域にかけてデータが存在している場合に
は、図７（ａ）のようにタイヤ４７を検出しており、車
軸有りと判定することができる。そして、タイヤ４７の
検知数（車軸数）から車両４４の台数または車種を判別
することができる。

【００３２】次に、このような原理により車軸を検出す
る車軸検知装置１１において、光の走査平面を鉛直方向
から傾けたことの意味を従来例と比較しながら説明す
る。従来はＸＹ平面と平行な走査平面内でレーザー光が
走査されていた。本発明では、ＸＹ平面と平行な平面に
対してＸ軸の回りにβだけ傾いた走査平面内でレーザー
パルスを走査している。このためには、例えばポリゴン
ミラー１５の回転軸をＺ軸と平行な方向から傾けること
により走査平面を傾けてもよく、車軸検知装置１１自体
をＸ軸の周りに傾けて設置してもよい。

【００３３】従来の車軸検知装置では、レーザーパルス
は路面４５に垂直なＸＹ平面と平行な平面内で走査され
ていたので、図１１（ａ）に示すように、タイヤ４７の
接地部分にレーザーパルスが走査されている状態では、
レーザーパルスはタイヤ４７のゴム部５０とともにホイ
ール部４９にも走査される。タイヤ４７のゴム部５０に
照射されたレーザーパルスは、ほぼ拡散反射により車軸
検知装置の受光部まで戻るが、ホイール部４９が鏡面に
近い場合には、図１１（ｂ）に示すように、ホイール部
４９で正反射したレーザーパルスは路面４５に到達し、
路面４５で拡散反射した光が再びホイール部４９で正反
射し、受光部へ戻る。そのため、従来の車軸検知装置で
はホイール部４９までの距離を測定できず、路面４５の
虚像５２までの距離を検出することになる。この結果、
ＸＹ座標系における検知点のデータは、図１１（ｃ）の
ようにゴム部５０だけでＹ軸方向に立ち上がったパター
ンとなり、当該パターンのＹ座標最大値がＹgndよりも
小さいと、車軸を検出することが不可能になる。

【００３４】これに対し、本発明の車軸検知装置１１の
ようにレーザーパルスの走査平面が路面４５に垂直な方
向から適当な角度β（例えば、３０度〜６０度）だけ傾
いていると、タイヤ４７の接地部分をレーザーパルスが
走査したとき、図１２（ａ）に示すようにレーザーパル
スはホイール部４９を避けてゴム部５０に沿って走査さ
れるので、図１２（ｂ）に示すように各レーザーパルス
はゴム部５０の上で拡散反射される。この結果、ホイー
ル部４９で正反射されることなく、各レーザーパルスに
よってタイヤ４７の位置が検知され、ＸＹ座標系におけ
る検知点のデータも図１２（ｃ）のようになり、車軸と
判定される。

【００３５】また、従来の車軸検知装置のようにレーザ
ーパルスが路面４５と垂直に走査されていると、図１３
（ａ）に示すようにタイヤ４７に沿ってレーザーパルス
が走査された場合と、車両４４の下部に垂れ下がってい
る泥除け５３に沿ってレーザーパルスが走査された場合
との判別が困難になる。すなわち、タイヤ４７に沿って
レーザーパルスが走査されたときのＸＹ座標系における
検知点のパターンは図１３（ｂ）に示すようになり、泥
除けに沿ってレーザーパルスが走査が走査されたときの
ＸＹ座標系における検知点のパターンは図１３（ｃ）に
示すようになり、その区別が付かないので、泥除けをタ
イヤ（車軸）と誤判定することがある。

【００３６】これに対し、本発明の場合には、レ−ザー
パルスが斜めに走査されているので、タイヤ４７にレー
ザーパルスが走査されている場合と泥除け５３にレーザ
ーパルスが走査されている場合とを比較すると、図１４
に示すように、泥除けに沿って走査されているレーザー
パルスの走査線の長さは、いずれも短いのに対して、タ
イヤ４７に沿って走査されているレーザーパルスでは、
タイヤ４７の接地箇所を通過するものでは、その走査線
の長さが長くなっている。図１５（ａ）（ｂ）は、タイ
ヤ４７に沿って走査された、図１４の５４ａ、５４ｂの
走査線に対応するＸＹ座標系におけるパターンを表して
おり、いずれも接地領域を通過するパターンの長さが長
くなっている。これに対し、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）
は、泥除けに沿って走査された、図１７の５５ａ、５５
ｂ、５５ｃの走査線に対応するＸＹ座標系におけるパタ
ーンを表しており、いずれも路面領域外のパターンの長
さは短い。従って、レーザーパルスを斜め照射していれ
ば、ＸＹ座標系においてほぼＹ軸方向に伸びている部分
の長さを所定のしきい値と比較することによってタイヤ
４７と泥除けとを判別することができる。

【００３７】図１０は、ＸＹ座標系における検知点のパ
ターンから定量的にタイヤ４７と泥除けとを判別する方
法を表している。前記のようにして接地領域から浮遊領
域にかけてデータが存在することによってタイヤ４７を
車体４８から判別した後、図１０に示すようにＹ軸方向
に沿って接地領域から浮遊領域に延びている走査線（デ
ータ）の長さを求める。そのためには、接地領域にある
最もＹ座標の小さな点をＡと、浮遊領域もしくは接地領
域における最もＹ座標の大きな点をＢとを検索し、点Ａ
の座標（ＸＡ、ＹＡ）と点Ｂの座標（ＸＢ、ＹＢ）から
点Ａと点Ｂの距離Ｌengthを次式から演算する。Ｌength＝√｛（ＸＡ−ＸＢ）^２＋（ＹＡ−ＹＢ）^２｝ …（４）

【００３８】そして、この距離Ｌengthが所定のしきい
値Ｌthより大きいときには、対象物に（車両走行方向
の）幅があるのでタイヤ４７であると判断し、しきい値
Ｌthより小さいときには、対象物に幅がないのでタイヤ
４７でない（すなわち、泥除け等である）と判断する。

【００３９】図１７は車軸検知装置１１において、上記
のようにして車軸を判定するための方法を表したフロー
図である。車軸検知装置１１が動作を開始すると、１走
査においては、θ_０、θ_１、…、θ_ｎ−１の方向へレー
ザーパルスが出射される。そして、車軸検知装置１１
は、レーザーパルスの戻り光を受光することによって各
レーザーパルスにより検知された検知点までの距離Ｌ
（θ_０）、Ｌ（θ_１）、…、Ｌ（θ_ｎ−１）を検出する
（ステップＳ１）。ついで、検知点のデータを（θi、
Ｌ（θi））［ｉ＝０、１、…、ｎ−１］からＸＹ座標
系（Ｘi、Ｙi）に変換する（ステップＳ２）。

【００４０】車軸判定部３２は、このＸＹ座標系のデー
タ（Ｘi、Ｙi）に基づいて接地領域にデータがあるか、
すなわち、Ｌgnd≦Ｙi＜Ｌtyre となるデータが存在しているか否かを判定する（ステッ
プＳ３）。そして、接地領域にデータが存在していなけ
れば、車両４４が存在せず路面４５を検知しているか、
車両４４の車体４８を検知していると判断し、軸出力を
オフにする（ステップＳ１０）。

【００４１】また、ステップＳ３において、接地領域に
データが存在すると判断された場合には、さらに浮遊領
域にもデータが存在するか否か判定する（ステップＳ
４）。そして、浮遊領域にデータが存在していなけれ
ば、完全にタイヤ４７を検知していない（すなわち、泥
除けやタイヤ４７のごく一部を検知している）と判断
し、軸出力をオフにする（ステップＳ１０）。

【００４２】接地領域にも浮遊領域にもデータが存在し
ていると判断すると、ついで浮遊領域のＹ座標値がもっ
とも小さな点ＡとＹ座標値がもっとも大きな点Ｂを検索
し（ステップＳ５）、点Ａ、Ｂが存在しているか否かを
判定する（ステップＳ６）。そして、点Ａ、Ｂが存在し
ていなければ軸出力をオフにする（ステップＳ１０）。
また、点Ａ、Ｂが存在していれば、前記（４）式により
点Ａ、Ｂ間の距離Ｌengthを算出し（ステップＳ７）、
距離Ｌengthがしきい値Ｌthより大きいか否かを判定す
る（ステップＳ８）。

【００４３】この判定結果、点Ａ、Ｂ間の距離Ｌength
がしきい値Ｌthよりも大きければ、タイヤ４７を検知し
ていると判断し、軸出力をオンにする（ステップＳ
９）。また、距離Ｌengthがしきい値Ｌthより小さけれ
ば、泥除け等を検知していると判断し、軸出力をオフに
する（ステップＳ１０）。

【００４４】

【発明の効果】本発明の車軸検知装置によれば、路面に
垂直な方向に対して傾けて光を走査させることにより、
ほぼタイヤの黒ゴム部分にのみ光を走査させた状態でタ
イヤの照射パターンを得ることができ、鏡面ホイールが
用いられているような場合でも確実にタイヤを検出する
ことができる。また、タイヤに光が走査された場合と泥
除け等に光が走査された場合とで異なる照射パターンを
得ることができるので、泥除け等をタイヤと誤認識する
恐れがきわめて小さくなる。よって、本発明によれば、
より確実にタイヤを判別できるようになり、車軸の検出
精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光学式車軸検知装置を説明する概略図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態による車軸検知装置を道路
の路側に設置した状態を示す図である。

【図３】同上の車軸検知装置の構成を示す回路ブロック
図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は、車軸検知装置を路側に設置し
た状態を示す斜視図及び正面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）レーザーパルスの走査方向を説明
する側面図及び正面図である。

【図６】（ａ）は車軸検知装置からタイヤに向けてレー
ザーパルスを走査している様子を表した図、（ｂ）はそ
のときのレーザーパルスの走査角度と対象物検知点まで
の距離との関係を表したデータ分布図、（ｃ）は対象物
検知点までのＸ座標とＹ座標の関係を表したデータ分布
図である。

【図７】ＸＹ座標系のデータ分布図に基づいてタイヤを
判別する原理を説明する図であって、（ｂ）は（ａ）の
ようにタイヤに向けてレーザーパルスが照射されている
場合のデータ分布図である。

【図８】ＸＹ座標系のデータ分布図に基づいて車体を判
別する原理を説明する図であって、（ｂ）は（ａ）のよ
うに車体に向けてレーザーパルスが照射されている場合
のデータ分布図である。

【図９】ＸＹ座標系のデータ分布図に基づいて路面を判
別する原理を説明する図であって、（ｂ）は（ａ）のよ
うに路面に向けてレーザーパルスが照射されている場合
のデータ分布図である。

【図１０】ＸＹ座標系のデータ分布図に基づいて検知対
象物の種類を判別する原理を詳細に説明する図である。

【図１１】（ａ）は従来の車軸検知装置により鏡面ホイ
ールを有するタイヤにレーザーパルスを走査している様
子を示す図、（ｂ）は鏡面ホイールによりレーザーパル
スが正反射されている状態を示す図、（ｃ）はそのとき
のデータ分布図である。

【図１２】（ａ）は本発明にかかる車軸検知装置により
鏡面ホイールを有するタイヤにレーザーパルスを走査し
ている様子を示す図、（ｂ）はタイヤのゴム部でレーザ
ーパルスが拡散反射されている状態を示す図、（ｃ）は
そのときのデータ分布図である。

【図１３】（ａ）は従来の車軸検知装置によりタイヤと
泥除けとにレーザーパルスを走査している様子を示す
図、（ｂ）はタイヤに走査されているレーザーパルスに
よるデータ分布図、（ｃ）は泥除けに走査されているレ
ーザーパルスによるデータ分布図である。

【図１４】本発明にかかる車軸検知装置によりタイヤと
泥除けとにレーザーパルスを走査している様子を示す図
である。

【図１５】（ａ）（ｂ）は図１４においてタイヤに走査
されているレーザーパルスによるデータ分布図である。

【図１６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１４において泥除け
に走査されているレーザーパルスによるデータ分布図で
ある。

【図１７】本発明にかかる車軸検知装置により車軸を判
別するための処理手順を説明するフロー図である。

【符号の説明】

１１車軸検知装置４４車両４５路面４６走査方向４７タイヤ４８車体４９ホイール部５０ゴム部５３泥除け

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を対象物の方向に向けて投射し、当該
光を走査させる投光手段と、その反射光を受光する受光
手段と、前記光の投受光に基づいて対象物までの距離を
演算する距離演算手段と、前記投光手段により投射され
た光の方向を検知する投光方向検知手段とを備えた車軸
検知装置において、前記投光手段により走査される光は、車両の通過する路
面に垂直な平面から傾いた平面内で走査されることを特
徴とする車軸検知装置。
【請求項２】路面で反射されたと判断される光以外の
うちで、最も路面に近い位置で反射された光の反射点と
最も路面から遠い位置で反射された光の反射点との距離
を演算し、当該距離に基づいて対象物がタイヤであるか
否かを判定するようにしたことを特徴とする、請求項１
に記載の車軸検知装置。