JP2002251693A - 車両長さ計測装置及び計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】降雨、積雪、ゴミ等の影響を受けにくく、視界
に影響されないで、迅速、且つ正確に車両長さを計測す
る。 【解決手段】車両の進行方向に対して略水平方向に感度
方向が設定された第１磁気センサ３、３’と、それと略
垂直方向に感度方向が設定された第２磁気センサ４、
４’と、第１磁気センサ３、３’から出力されるアナロ
グ信号をディジタル信号に変換するためのアナログ／デ
ィジタル変換器６と、車両プロファイルデータｐを保存
するメモリ８と、車両の車速を計測する車速計測手段７
と、第２磁気センサによる検出窓Ｗ内の車両プロファイ
ルデータｐと車速とに基づいて車両長さを算出するＣＰ
Ｕ９とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両長
さを計測するための車両長さ計測装置及び計測方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、道路を走行する自動車等の車
両の長さを計測するための車両長さ計測装置として様々
な方式のものがある。その一例として、車両のナンバー
プレートに記載された事項から車両長を判別する装置が
ある。この装置では、ビデオカメラでナンバープレート
を撮像してナンバープレートのイメージデータを取得
し、該イメージデータから自動車の種類及び用途による
分類番号を読み出し、その情報をもとに、車両長を決定
している。具体的には、貨物自動車、乗用自動車、大型
特殊自動車等の分類により、車両長を選択的に算出して
いる。

【０００３】然るに、前記車両長さ計測装置は、ナンバ
ープレートの分類番号を元に車両長を選択しているので
あって車両自体を計測しておらず、該分類番号は車両長
をもっぱら表すものではないと同時に区分が大まかであ
ることから、正確な車両長測定は到底困難であるととも
に、走行中の車両のナンバープレートのみを夜間や雨中
に視界に影響されることなく正確に撮像することは難し
く、正確に分類番号を読み出して車両の長さを選択する
のは困難である。

【０００４】かかる事情により、本出願人は、鋼材が通
過する際に変動する地磁気を磁気センサにてアナログ信
号波として検知すれば、おおよそ正弦波状の波形として
観測されるので、その鋼材の通過時間は出力された正弦
波の１／２で求められ、更に鋼材の速度をも求めること
によって当該鋼材の長さが算出できることに着目し、磁
気センサを路面下に埋め込んで、その上を通過する車両
の長さを求めることを検討するに至った。磁気センサで
計測すれば、降雨、積雪、ゴミ等の影響を受けにくく、
視界に影響されないからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
気センサにより車両長さを検出するには、当該磁気セン
サの感度方向を路面に対して水平方向に設定し、車両の
通過に伴う地磁気の変位を検出するため、以下の問題が
あった。即ち、路面に対して水平方向の地磁気の変位
は、車両接近のかなり手前から始まり、車両通過後かな
り距離が離れるまで続くことが実験的に分かっており、
どの範囲の波形が車両の長さに比例する周期を持った正
弦波にあたるのかが不明瞭となってしまい、常に迅速且
つ正確な車両長さの計測を行うのが困難であるという問
題があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、降雨、積雪、ゴミ等の影響を受けにくく、視
界に影響されないで、迅速、且つ正確に車両長さを計測
することができる車両長さ計測装置及び計測方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両が通行する場所及びその近傍に設置され、車両の進
行方向に対して略水平方向に感度方向が設定された第１
磁気センサと、該第１磁気センサに近接して設置され、
当該第１磁気センサの感度方向に対して略垂直方向に感
度方向が設定された第２磁気センサと、前記第１磁気セ
ンサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変
換するためのアナログ／ディジタル変換器と、該アナロ
グ／ディジタル変換器のディジタル信号を車両プロファ
イルデータとして保存する記憶手段と、前記第１磁気セ
ンサ及び第２磁気センサ上を通過する車両の車速を計測
する車速計測手段とを備えた車両長さ計測装置であっ
て、前記第２磁気センサによる信号を検出した区間にお
ける第１磁気センサの車両プロファイルデータ及び前記
車速計測手段により計測された車速に基づいて車両長さ
を算出する演算手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】かかる構成によれば、第２磁気センサによ
って車両の接近を検出した時点から車両の離間を検出し
た時点の間を第１磁気センサの出力に対する検出窓と
し、この検出窓内の車両プロファイルデータのみを対象
として演算手段にて車両長さを演算する。即ち、検出窓
内の車両プロファイルデータには、車両の長さに比例す
る周期を持った正弦波が必ず存在し、この周期と車速測
定手段で求めた車速とにより車両長さが算出されるので
ある。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記演算手段が、
前記車両プロファイルデータからアナログ信号波形の先
頭のピークと最終のピークとを検出し、前記先頭のピー
クと最終のピークとの間隔と前記車速測定手段により計
測された車速とに基づいて車両長さを算出することを特
徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記磁気センサ
が、ＧＭＲ磁気センサであることを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、車両の進行方向に
対して略水平方向に感度方向が設定された第１磁気セン
サと、当該第１磁気センサの感度方向に対して略垂直方
向に感度方向が設定された第２磁気センサとを互いに近
接させ、車両が通行する場所及びその近傍に設置してお
くとともに、これら第１磁気センサ及び第２磁気センサ
の検出範囲内で車両を通過させ、前記第１磁気センサか
ら出力されるアナログ信号をディジタル変換した後、生
成されたディジタル信号を車両プロファイルデータとし
て一旦記憶して車両長さを算出する車両長さ計測方法で
あって、第２磁気センサによる信号を検出した区間にお
ける前記第１磁気センサの車両プロファイルデータと別
途求めた車速とに基づいて車両長さを算出することを特
徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記車両プロファ
イルデータからアナログ信号波形の先頭のピークと最終
のピークとを検出し、前記先頭のピークと最終のピーク
との間隔と前記車速とに基づいて車両長さを算出するこ
とを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に
係る車両長さ計測装置の一例を示す構成図である。図２
は同車両長計測装置の動作を示すフローチャート、図３
は同車両プロファイルデータの一例を示すグラフ、図４
は同車両プロファイルデータを示すグラフの要部拡大図
である。

【００１４】図１に示すように、車両長さ計測装置１は
自動車等の車両２の速度を計測するための装置であり、
ＣＰＵ（中央演算装置：central processing unit）
９、車速計測用ＦＰＧＡ５、メモリ８，表示装置１０，
キーボード１１及び外部に接続された第１磁気センサ３
及び第２磁気センサ４により構成されている。

【００１５】第１磁気センサ３、３’及び第２磁気セン
サ４、４’は、ＧＭＲ（giant magnetoresistive hea
d）センサやフラックスゲート磁気センサ、或いは磁気
抵抗素子、超電導量子干渉素子、ホール素子を用いた磁
気センサ等、周囲の磁気的変位に伴う電圧を生じさせ、
アナログ的電気信号（アナログ信号）に変換するための
センサである。これら磁気センサは、第１磁気センサ３
とこれに近接した第２磁気センサ４、第１磁気センサ
３’とこれに近接した第２磁気センサ４’をそれぞれ組
として２組が、所道路の車線のほぼ中央の路面に、車両
２の進行方向に前後するように埋設されている。尚、第
１磁気センサ３、３’及び第２磁気センサ４、４’の設
置に関しては路面に埋設する場合に限られるものではな
く、走行する車両の近傍に磁気センサを設置すればよ
い。例えば、第１磁気センサ３、３’及び第２磁気セン
サ４、４’を路面上に固定したり、トンネルの壁、トン
ネルの天井、防音壁、その他の各種支柱等に埋設若しく
は固定したりすることが可能である。

【００１６】ここで、地磁気の分布は、地面に対して並
行な成分と角度を持った成分との２種の成分が認められ
るのであるが、磁気センサで地磁気の変位を検知する際
には、特定の単一方向に対して最高感度を示すように設
定されるのが通常である。本実施形態においては、第１
磁気センサ３の感度方向が路面に対して略水平方向に設
定されているとともに、第２磁気センサ４の感度方向が
路面に対して略垂直方向に設定されている。

【００１７】路面（地面）に対して水平方向（即ち、車
両の進行方向）の地磁気の変位は、車両２の接近のかな
り手前から始まり、通過後かなり離間するまで車両通過
の影響が続くのに対し、路面に対して垂直方向の地磁気
の変位は、通過車両２の直近から始まり、通過直後に終
了するのが特徴である。そして、路面に対して水平方向
の地磁気の変位に伴う第１磁気センサ３による出力は、
例えば図３のような波形となり、路面に対して垂直方向
の地磁気の変位に伴う第２磁気センサ４による出力も同
様の波形を有している。

【００１８】車速計測用ＦＰＧＡ５は、車速計測手段７
及びＡ／Ｄ変換器６を備えたＦＰＧＡ（field programm
able gate array）である。Ａ／Ｄ変換器６は、アナロ
グ／ディジタル変換器であり、第１磁気センサ３、３’
及び第２磁気センサ４、４’から出力されたアナログ信
号を、サンプリングして車速計測手段７及びＣＰＵ９が
演算処理可能なディジタル信号にするためのものであ
る。車速計測手段７は、Ａ／Ｄ変換器６で生成された第
１磁気センサ３、３’からの信号により車両２の車速を
算出し、ＣＰＵ９に車速を報知するものである。

【００１９】メモリ８は、車速計測用ＦＰＧＡ５内のＡ
／Ｄ変換器６から出力されたディジタル信号を記憶・格
納するためのものである。メモリ８は、アドレスで区切
られた区画が多数用意され、その１つ１つの区画にディ
ジタル値が格納される。各アドレスに格納されるディジ
タル値の時間間隔は、Ａ／Ｄ変換器６のサンプリング周
波数によって決まる。尚、メモリ８に格納されたデータ
は、車両２が第１磁気センサ３を通過したときの車両プ
ロファイルデータｐである。

【００２０】ＣＰＵ９は、車両長さ計測装置１全体の制
御を行うマイクロプロセッサであり、車両２の車両長を
最終的に算出する演算手段としての役割を果たしてい
る。ＣＰＵ９は、車両長さの算出に必要な数値情報を接
続されたキーボード１１から取り込み、算出された車両
長さを接続された表示装置１０により表示する。キーボ
ード１１から入力する値としては、例えば、波形の分類
による補正値が挙げられる。尚、表示装置１０は、単に
ＣＲＴや液晶等の画面表示だけではなく、ケーブルや無
線等による外部出力、プリンタによる印刷等も含めた表
示・出力手段とする。

【００２１】次に、本実施例の車両長さ計測装置１の動
作を説明する。尚、以後の本実施の形態の説明におい
て、括弧内のＳではじまる符号は図２のフローチャート
の符号に対応している。まず、前後に埋設された第１磁
気センサ３、３’の上を車両２が通過する（図１矢印
ａ）。すると、第１磁気センサ３からは、図３に示すよ
うな信号が出力される。

【００２２】それぞれの磁気センサ３、３’、４及び
４’から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器６でデ
ィジタル信号に変換するとともに、図３に示すように、
第２磁気センサ４、４’から出力された信号における車
両２の接近、離間を示す信号の検出期間を第１磁気セン
サ３の出力に対する検出窓Ｗとする（Ｓ１００）（即
ち、検出窓Ｗとは、第２磁気センサ４、４’による信号
の検出区間を指す。）そして、検出窓Ｗ内における第１
磁気センサ３、３’の出力を車両プロファイルデータｐ
としてメモリ８に格納する（Ｓ１０１）と共に、車速計
測手段７に送る。即ち、車両プロファイルデータｐ、ｑ
は、磁気センサで取得した車両特有の出力電圧をディジ
タル情報として格納したものである。

【００２３】車速計測手段７では、第１磁気センサ３，
３’から出力された２つの信号の位相差と磁気センサ
３，３’の間隔により車速を算出する。なお、車速の算
出方法は、位相差を用いる方法に限られるものではな
く、また、磁気センサ３，３’による計測ではなく、例
えばマイクロ波を使用するなど他の手段による方法であ
ってもよい。

【００２４】次に、ＣＰＵ９におけるプログラマブルな
演算手段を用いて、車両プロファイルデータｐから図３
に示すような先頭のピークｐ１及び最終のピークｐ２を
検出する（Ｓ２００）。車両プロファイルデータｐを先
頭から順次時間微分して、そのデータ位置における波形
の傾きを調べる（Ｓ２０１）。次に、直前に行った微分
の結果と今回の微分の結果とを比較して（Ｓ２０２）、
傾きの極性が反転しているかどうかを調べる（Ｓ２０
３）。

【００２５】極性が反転していない場合には、次のデー
タを読み出し微分を行い、前回の微分結果と比較する
（Ｓ２０３）。比較の結果、極性が反転している場合に
は、反転直前のデータをピークと認識する（Ｓ２０
４）。以上のような微分と比較の作業を最終のデータま
で繰り返すことにより、車両プロファイルデータｐのピ
ークを検出する。尚、車両プロファイルデータｐを微分
することによりピークを正確に検出でき、より正確な車
両長の算出が可能である。

【００２６】上記の方法で検出されたピークのうち、最
初に検出されたピークを先頭のピークｐ１とし、最後に
検出されたピークを最終のピークｐ２として定めること
を原則とするが、以下のような場合には、最初に検出さ
れたピークではなく、次に続く所定仕様のピークを先頭
のピークとする。具体的には、図４（ａ）に示すよう
に、最初に検出されたピークｐ０以降の波形は、レベル
Ｌｖ１下がった後に再び上昇し、ピークｐ１となる場合
がある。

【００２７】このような場合には、ピークｐ０を先頭の
ピークと判断するよりも、ピークｐ１を真の先頭のピー
クとする方が妥当と考えられ、ピークｐ１を先頭のピー
クと判断する。尚、レベルＬｖ１は、車両プロファイル
データｐの全体の振幅等を考慮して、決定するものとす
る。尚、レベルＬｖ１の振幅が繰り返された場合には、
レベルＬｖ１よりも大きな振幅を持った谷を有するピー
クを先頭のピークと定めることとする。ノイズ等で生じ
た小さく不確かなピークの誤検出を防止し、真の先頭の
ピークにより正確な正確な車両長の算出が可能である。

【００２８】また、以下のような場合には、最後に検出
されたピークではなく、それより前の所定仕様のピーク
を最終のピークとする。具体的には、図４（ｂ）に示す
ように、車両プロファイルデータｐを後方のデータから
前方に見た場合において、最初（後方から最初に）に検
出されたピークｐ３以降の波形は、レベルＬｖ２上がっ
た後に再び下降し、ピークｐ２となる場合がある。

【００２９】このような場合には、ピークｐ３を最終の
ピークと判断するよりも、ピークｐ２を真の最終のピー
クとする方が妥当と考えられ、ピークｐ２を最終のピー
クと判断する。尚、レベルＬｖ２は、車両プロファイル
データｐの全体の振幅等を考慮して、決定するものとす
る。尚、レベルＬｖ２の振幅が繰り返された場合には、
レベルＬｖ２よりも大きな振幅を持った谷を有するピー
クを最終のピークと定めることとする。

【００３０】次に、車両長の算出を、（先頭のピークｐ
１と最終のピークｐ２との間隔）×（車速計測手段７で
取得した車速）＝（車両長）の式で算出する（Ｓ１０
２）。例えば、先頭のピークｐ１と最終のピークｐ２と
の間隔が１８０ｍｓで車速が８０ｋｍ／ｈの場合には、
（１８０ｍｓ）×（８０ｋｍ／ｈ）＝（４．０ｍ）とな
り、車両長は４ｍと算出される。尚、適宜の補正値（例
えば上述した分類による補正）を算出した車両長さに加
算してもよい。例えば、車両長が４．０ｍで、補正値が
＋０．５ｍであった場合には、（４．０ｍ）＋（＋０．
５ｍ）＝（４．５ｍ）となり、補正後の車両長は４．５
ｍとなる。

【００３１】本実施例の車両長さ計測装置によれば、検
出窓Ｗ内における第１磁気センサ３の出力のみを車両プ
ロファイルデータｐとしているので、迅速に対象とする
正弦波を検出することができ、例えば第１磁気センサ
３、３’の出力にしきい値を設定し、このしきい値を超
えるか否かで対象の正弦波を検出するものに比べ、正確
な測定を行うことができる。

【００３２】また、磁気的変化を検出する磁気センサを
用いていることから、降雨、積雪、ゴミ等の障害物の影
響を受けにくく、正確な車両プロファイルデータｐを生
成可能であり、高精度な車両長が可能である。また、磁
気センサが路面に埋設されていることから、道路の路肩
の有無等周囲の環境に関わらず車両長の計測が可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】請求項１又は請求項４の発明によれば、
磁気センサにより車両長さを計測するので、降雨、積
雪、ゴミ等の影響を受けにくく、視界に影響されないと
ともに、第２磁気センサによる信号を検出した区間にお
ける第１磁気センサの車両プロファイルデータ及び車速
に基づいて車両長さを算出しているので、迅速、且つ正
確な車両長さを計測することができる。

【００３４】請求項２又は請求項５の発明によれば、車
両が第１磁気センサ上を通過した際に出力される波形が
先端及び後端に該当するピークを持つことから、第２磁
気センサによる信号を検出した区間内の先頭のピークと
最終のピークとを検出し、２つのピークの間隔を用いる
ことにより正確な車両長さを計測することができる。

【００３５】請求項３の発明によれば、磁気センサとし
て汎用的なＧＭＲ磁気センサを用いているので、装置の
信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両長さ計測装置の一例を示す構
成図

【図２】同車両長さ計測装置の動作を示すフローチャー
ト

【図３】同車両プロファイルデータの一例を示すグラフ

【図４】同車両プロファイルデータを示すグラフの要部
拡大図

【符号の説明】

１…車両長さ計測装置 ２…車両 ３、３’…第１磁気センサ ４、４’…第２磁気センサ ５…車速計測用ＦＰＧＡ ６…Ａ／Ｄ変換器 ７…車速計測手段 ８…メモリ ９…ＣＰＵ １０…表示装置 １１…キーボード

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA12 BA11 BD15 DA05 DD05 GA01 GA52 LA12 LA19 LA25 LA29 5H180 AA01 CC17 EE07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両が通行する場所及びその近傍に設置さ
   れ、車両の進行方向に対して略水平方向に感度方向が設
   定された第１磁気センサと、 該第１磁気センサに近接して設置され、当該第１磁気セ
   ンサの感度方向に対して略垂直方向に感度方向が設定さ
   れた第２磁気センサと、 前記第１磁気センサから出力されるアナログ信号をディ
   ジタル信号に変換するためのアナログ／ディジタル変換
   器と、 該アナログ／ディジタル変換器のディジタル信号を車両
   プロファイルデータとして保存する記憶手段と、 前記第１磁気センサ及び第２磁気センサ上を通過する車
   両の車速を計測する車速計測手段と、 を備えた車両長さ計測装置であって、 前記第２磁気センサによる信号を検出した区間における
   第１磁気センサの車両プロファイルデータ及び前記車速
   計測手段により計測された車速に基づいて車両長さを算
   出する演算手段を備えたことを特徴とする車両長さ計測
   装置。
2. 【請求項２】前記演算手段は、前記車両プロファイルデ
   ータからアナログ信号波形の先頭のピークと最終のピー
   クとを検出し、前記先頭のピークと最終のピークとの間
   隔と前記車速測定手段により計測された車速とに基づい
   て車両長さを算出することを特徴とする請求項１記載の
   車両長さ計測装置。
3. 【請求項３】前記磁気センサは、ＧＭＲ磁気センサであ
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両長
   さ計測装置。
4. 【請求項４】車両の進行方向に対して略水平方向に感度
   方向が設定された第１磁気センサと、当該第１磁気セン
   サの感度方向に対して略垂直方向に感度方向が設定され
   た第２磁気センサとを互いに近接させ、車両が通行する
   場所及びその近傍に設置しておくとともに、これら第１
   磁気センサ及び第２磁気センサの検出範囲内で車両を通
   過させ、前記第１磁気センサから出力されるアナログ信
   号をディジタル変換した後、生成されたディジタル信号
   を車両プロファイルデータとして一旦記憶して車両長さ
   を算出する車両長さ計測方法であって、第２磁気センサ
   による信号を検出した区間における前記第１磁気センサ
   の車両プロファイルデータと別途求めた車速とに基づい
   て車両長さを算出することを特徴とする車両長さ計測方
   法。
5. 【請求項５】前記車両プロファイルデータからアナログ
   信号波形の先頭のピークと最終のピークとを検出し、前
   記先頭のピークと最終のピークとの間隔と前記車速とに
   基づいて車両長さを算出することを特徴とする請求項４
   記載の車両長さ計測方法。