JP2003077089A - 車両検出装置および車両検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 通行車両とそれ以外の遮光物体とを正しく識
別する。 【解決手段】 この車両検出装置は、有料道路へ車両を
導く車線に設置され、車両に対してその側方から光線を
照射し光線の遮光状態から車両とその他の物体とを識別
する車両検出装置であって、車線の路側部に、地上から
所定間隔で設置され、車線の路面上をほぼ水平に光線を
通過させて物体による個々の光線の遮蔽状況に応じて車
両か否かを検出する発光ユニット５３および受光ユニッ
ト５４からなる複数の光センサーと、各光センサーのユ
ニットの機能をチェックする故障判別センサーおよび故
障判別用発光部とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高速道路な
どの有料道路に導入される料金収受システムの一つの機
器として用いられる車両検出装置および車両検出方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路などの有料道路の料金所、例え
ば入口料金所などには料金収受システムの一つの機能を
担うシステムとして、通行券自動発行システムが導入さ
れており、入口料金所の入口車線における通行券の交付
処理が自動化されている。

【０００３】従来の通行券自動発行システムは、入口車
線に進入する車両を車両検出装置、例えば車両通過セン
サーなどが車両の外形から進入検知および車種判別し、
通行券自動発行機へ通知し、この通知を受けた通行券自
動発行機は、通知された車種、料金所番号、進入した入
口車線番号、入口通過時刻などを記録した通行券を自動
的に発行し、進入車両のドライバーがこれを受け取り、
通行するようになっている。

【０００４】従来の車両通過センサーは、図８に示すよ
うに、車線両脇の支柱８１，８２に発光部８３と受光部
８４とからなる赤外線センサーを地上から所定間隔おき
に複数配置した単純な遮光センサーであり、発光部８３
から発光した赤外線などの光信号を、受光部８４側のセ
ンサー（受光センサー）で受信し、遮光されている場合
は、車両通過センサー間に物体（車両など）があるもの
と認識する。

【０００５】発光部８３と受光部８４との間に、車両が
存在することにより、発光部８３側からの光線が遮光さ
れ、受光部８４の受光センサーではその光線が受光でき
なくなるため、この間に物体（車両など）があることを
認識する。

【０００６】この車両通過センサーの場合、発光部８３
と受光部８４との間の物体が、短時間のうちに、この位
置から移動、つまり通過すれば、車両通過センサー自身
が故障した場合でも、車両通過センサー自身の故障を容
易に発見することは可能である。これは、何も遮光する
物体がない状態でありながら、車両通過センサー自身が
遮光された状態になるためである。

【０００７】しかし、車両などの物体が、渋滞などの影
響により、車両通過センサー間に長時間停滞した場合
は、センサーの故障なのか、物体が停滞しているのかが
判別できない状態となる。

【０００８】一方、この種の車両通過センサーは、遮光
センサーであることから、車線に舞い込んできた新聞や
ビニール類のゴミなどにも反応し、時として、これらの
ゴミを車両として誤検出することもある。また、車両通
過センサーのセンサー部分は、常に外部に露出している
ことから、車両から排出される排気ガスや雨天などの影
響で発光部分や受光センサー部分に汚れが付着しやす
く、これも車両誤検出の原因になる。

【０００９】さらに、車両通過センサーは、多数の発光
素子と受光素子からなる電子部品の集合体であることか
ら、素子自体の寿命や劣化などにより、発光素子単体が
発光を停止したり、受光素子単体が発光素子からの光線
を受光しないといった不具合を起こすこともある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の車
両通過センサーの場合、車両を誤判定する要因およびセ
ンサー自身が不具合を引き起こす要因が多くあるため、
メンテナンスおよび点検が欠かせないばかりか、車線に
連続して車両が進入する中で、もしもゴミなどを車両と
して誤判定し、通行券を発行してしまった場合、車線内
における車両の順番が狂い、車両に異なる通行券を渡し
てしまうというシステム運用上の問題が発生することも
あり得る。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、通行車両とそれ以外の遮光物体とを識
別すると共に、遮光状態が生じている異常原因を正して
認識できる車両検出装置および車両検出装置の自己診断
方法を提供することを目的としている。

【００１２】また、本発明は、光センサーが遮光状態に
なった場合、光センサー自身の異常なのか、車両やそれ
以外の遮光物体による遮光状態なのかを装置自身で判定
することのできる車両検出装置および車両検出方法を提
供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の車両検出装置は、有料道
路の出入口の車線の路側部の一方に設置された発光手段
と、前記車線の路側部の他方に前記発光手段に対向して
設置された受光手段と、前記発光手段から発光された光
線が前記車線を横切って前記受光手段に受光される状態
を監視する監視手段と、前記監視手段による監視中に遮
光状態が継続した場合、前記発光手段および前記受光手
段それぞれの機能を別個に確認する手段とを具備したこ
とを特徴としている。

【００１４】請求項２記載の発明の車両検出装置は、有
料道路の出入口の車線を横切るように光線を通過させ前
記光線の遮光状態から前記車線を通行する車両と他の物
体とを識別する車両検出装置において、前記車線の一方
の路側部に、地上から所定の高さの間隔で設置され、路
面からほぼ水平に光線を発光する発光手段と、前記車線
の他方の路側部に、前記発光手段から発光された光線を
受光するように対応配置された受光手段と、前記発光手
段に設けられ、前記発光手段から発光された光線を受光
して発光状況を確認する発光確認手段と、前記受光手段
に設けられ、前記発光手段からの発光が停止されたとき
に前記受光手段へ光線を発光して受光状況を確認する受
光確認手段とを具備したことを特徴としている。

【００１５】請求項３記載の発明の車両検出装置は、有
料道路の出入口の車線を横切るように光線を通過させ前
記光線の遮光状態から前記車線を通行する車両と他の物
体とを識別する車両検出装置において、前記車線の路側
部に、地上から所定間隔で複数設置され、前記車線の路
面上をそれぞれの高さ位置でほぼ水平に複数の光線を通
過させる光センサーと、各高さ位置の光センサーの光線
の変化パターンを測定し、予め登録されている異常状況
の複数の変化パターンと比較することで、車両の長時間
停滞かそれ以外の複数の異常原因かを特定する判定手段
とを具備したことを特徴としている。

【００１６】請求項４記載の発明の車両検出装置は、有
料道路の出入口の車線を横切るように光線を通過させ前
記光線の遮光状態から前記車線を通行する車両と他の物
体とを識別する車両検出装置において、前記車線の路側
部に、地上から所定間隔で複数設置され、路面からそれ
ぞれの高さ位置でほぼ水平に前記車線を横切るように複
数の光線を通過させる光センサーと、前記光センサーの
光線の状態を監視する監視手段と、前記監視手段による
監視中に光線の遮光状態が継続した場合、前記光センサ
ーの機能を確認する手段と、この確認結果、前記光セン
サーに異常がない場合、各高さ位置の光センサーの光線
の変化パターンを測定し、予め登録されている異常状況
の複数の変化パターンと比較することで、車両の長時間
停滞かそれ以外の複数の異常原因かを特定する判定手段
とを具備したことを特徴としている。

【００１７】請求項５記載の発明の車両検出方法は、有
料道路の出入口の車線の路側部の一方に設置した発光手
段から光線を発光し、前記車線の路側部の他方に設置し
た受光手段が受光する光線の状態を監視するステップ
と、監視中に光線の遮光状態が継続した場合に、前記発
光手段および前記受光手段それぞれの機能を別個に確認
するステップとを有することを特徴としている。

【００１８】請求項６記載の発明の車両検出方法は、有
料道路の出入口の車線の側方から前記車線を横切るよう
に光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通
行する車両と他の物体とを識別する車両検出方法におい
て、前記車線の一方の路側部に、地上から所定の高さの
間隔で設置された発光手段より、前記車線を横切るよう
に路面からほぼ水平に光線を発光し、前記車線の他方の
路側部に対応して配置された受光手段で受光するステッ
プと、前記受光手段に光線が受光される状況を監視する
ステップと、前記受光手段に光線が受光されない遮光状
況が継続した場合、前記発光手段からの発光を停止させ
て前記受光手段に内蔵した発光手段を発光させて受光確
認するステップとを有することを特徴としている。

【００１９】請求項７記載の発明の車両検出方法は、有
料道路の出入口の車線の側方から前記車線を横切るよう
に光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通
行する車両と他の物体とを識別する車両検出方法におい
て、前記車線の一方の路側部に、地上から所定の高さの
間隔で設置された発光手段より、前記車線を横切るよう
に路面からほぼ水平に光線を発光し、前記車線の他方の
路側部に対応して配置された受光手段で受光するステッ
プと、前記受光手段に光線が受光される状況を監視する
ステップと、前記受光手段に光線が受光されない遮光状
況が継続した場合、前記受光手段の受光機能を停止させ
て、前記発光手段に内蔵した受光手段にて受光確認する
ステップとを有することを特徴としている。

【００２０】請求項８記載の発明の車両検出方法は、有
料道路の出入口の車線の側方から前記車線を横切るよう
に光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通
行する車両と他の物体とを識別する車両検出方法におい
て、前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置
された光センサーより、前記車線を横切るように路面か
らそれぞれの高さ位置でほぼ水平に複数の光線を通過さ
せるステップと、各高さ位置の光センサーの光線の変化
パターンを測定し、予め登録されている異常状況の複数
の変化パターンと比較することで、車両の長時間停滞か
それ以外の複数の異常原因かを特定するステップとを有
することを特徴としている。

【００２１】請求項９記載の発明の車両検出方法は、有
料道路の出入口の車線の側方から前記車線を横切るよう
に光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通
行する車両と他の物体とを識別する車両検出方法におい
て、前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置
された光センサーより、前記車線を横切るように路面か
らそれぞれの高さ位置でほぼ水平に複数の光線を通過さ
せるステップと、前記光センサーの光線の状態を監視す
るステップと、監視中に光線の遮光状態が継続した場
合、前記光センサーの機能を確認するステップと、この
確認結果、光センサーに異常がない場合、各高さ位置の
光センサーの光線の変化パターンを測定し、予め登録さ
れている異常状況の複数の変化パターンと比較すること
で、車両の長時間停滞かそれ以外の複数の異常原因かを
特定するステップとを有することを特徴としている。

【００２２】請求項１，５記載の発明では、有料道路の
出入口の車線の路側部の一方に設置した発光手段から光
線を発光し、車線の路側部の他方に設置した受光手段が
受光する光線の状態を監視する中で、光線の遮光状態が
継続した場合に、発光手段および受光手段それぞれの機
能を別個に確認するので、発光手段あるいは受光手段そ
れぞれの故障なのか通行車両が停止中なのかを識別でき
る。

【００２３】請求項２記載の発明では、車線の一方の路
側部に、地上から所定の高さの間隔で発光手段を設置す
ると共に、車線の他方の路側部に、発光手段から発光さ
れた光線を受光するように受光手段を対応配置して光線
の状況を監視する中で、発光手段に発光確認手段を設
け、また、受光手段に受光確認手段を設けたことで、そ
れぞれの機能を個別に確認できる。従って、光線の遮光
状態が継続したような場合に、受光確認手段で受光手段
の機能を確認し、発光確認手段で発光手段の機能を確認
することで、発光手段あるいは受光手段それぞれの故障
か、通行車両により遮光状態が継続しているのかを識別
することができる。

【００２４】請求項３，８記載の発明では、車線の路側
部に、地上から所定間隔で複数設置された光センサーよ
り、車線を横切るように路面からそれぞれの高さ位置で
ほぼ水平に複数の光線を通過させ、各高さ位置の光セン
サーの光線の変化パターンを測定し、予め登録されてい
る異常状況の複数の変化パターンと比較することで、車
両の長時間停滞かそれ以外の複数の異常原因かを特定す
るので、通行車両とそれ以外の遮光物体とを識別すると
共に、遮光状態が生じている異常原因を正して認識でき
る。

【００２５】請求項４，９記載の発明では、光センサー
より、車線を横切るように路面からそれぞれの高さ位置
でほぼ水平に複数の光線を通過させて光センサーの光線
の状態を監視する。そして、光線の状態を監視中に光線
の遮光状態が継続した場合、光センサーの機能を確認
し、この確認結果、光センサーに異常がない場合は、各
高さ位置の光センサーの光線の変化パターンを測定し、
予め登録されている異常状況の複数の変化パターンと比
較することで、車両の長時間停滞かそれ以外の複数の異
常原因かを特定するので、光線の遮光状態が継続してい
る原因が光センサー単体の故障によるものかそれ以外の
原因か、それ以外の原因である場合に、通行車両の長時
間停滞か、それ以外の遮光物体によるものか、遮光物体
がどのようなものであるかを詳細に識別することができ
る。

【００２６】請求項６記載の発明では、車線の一方の路
側部に設置した発光手段より、車線を横切るように路面
からほぼ水平に光線を発光し、車線の他方の路側部に配
置した受光手段に光線が受光される状況を監視する中
で、受光手段に光線が受光されない遮光状況が継続した
場合、発光手段からの発光を停止させて受光手段に内蔵
した発光手段を発光させて受光確認するので、受光手段
が故障したための遮光状態か、それ以外の要因かを認識
することができる。

【００２７】請求項７記載の発明では、車線の一方の路
側部に設置した発光手段より、車線を横切るように路面
からほぼ水平に光線を発光し、車線の他方の路側部に配
置した受光手段に光線が受光される状況を監視する中
で、受光手段に光線が受光されない遮光状況が継続した
場合、受光手段の受光機能を停止させて、発光手段に内
蔵した受光手段にて発光手段から発光される光線の受光
確認を行うので、発光手段が故障したための遮光状態
か、それ以外の要因かを認識することができる。

【００２８】すなわち、本発明によれば、発光側と受光
側の光センサー間で遮光状態が継続した場合に、互いの
間に長時間に渡って車両が停滞しているのか、センサー
自身の故障なのか、車両以外の遮光物体が遮光している
のか、といった詳細な異常原因を正しく認識することが
できる。

【００２９】また、本発明によれば、光センサーの遮光
状態が生じた場合に、車両などによって遮光されている
状態なのか、光センサー自身の異常なのかを装置自身で
判断（自己診断）することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る一つの
実施の形態である有料道路の料金所の料金収受システム
の機器構成を示す図である。

【００３１】同図に示すように、この料金収受システム
は、係員と車両のドライバーとで通行券の受け渡しを行
う通常の入口車線Ａに設置された入口有人機器と、出口
車線Ｂに設置された出口機器と、入口処理を無線通信に
より自動化した自動化車線である入口車線Ｃに設置され
た入口無人機器と、これらの各車線Ａ〜Ｃの出入口機器
からのデータを処理するデータ処理システムＤと、各車
線Ｂ，Ｃの機器を監視する車線監視装置Ｅとから構成さ
れている。データ処理システムＤは、料金所管理事務所
などの建屋に設置されており、主に中央処理装置、コン
ソールディスプレイ装置、印書装置などから構成されて
いる。このデータ処理システムＤは、入口車線、出口車
線から送信されてきた勤務データに基づいて勤務確認書
および日報などの帳表出力処理を実行する。

【００３２】車線監視装置Ｅは料金所管理事務所などの
建屋に設置されており、例えばＣＰＵ、メモリ、ハード
ディスク装置、車線側機器との通信インターフェイスな
どを有する監視装置本体部と、モニタ、キーボード、マ
ウス、プリンタなどの外部接続の入出力装置とを備えて
いる。なおこれらの構成を一体にしたものでもよい。メ
モリにはオペレーティングシステム（以下ＯＳと称
す）、車線監視制御プログラムなどが格納されている。
これらのプログラムは監視装置本体部の起動と共にＣＰ
Ｕによって読み込まれて各車線の監視処理を実行するよ
うになる。

【００３３】入口車線Ａに設置された入口有人機器は、
入口車線Ａに進入してきた車両を１台毎に識別する車両
検出装置１０と、この車両検出装置１０から入力された
車両信号をキーに係員操作により指定された車種に応じ
た通行券を発行する通行券処理装置１１とを有してい
る。

【００３４】出口車線Ｂに設置された出口有人機器は、
出口車線Ｂに進入してきた車両Ｑを撮影するＩＴＶカメ
ラ２０と、車両から通行券を受け取った収受員が料金収
受処理を行う料金処理装置２１と、この料金処理装置２
１にて料金収受処理を完了した車両の通過を検出する発
進検知装置２２とを有している

【００３５】入口車線Ｃに設置された入口無人機器は、
入口車線Ｃに進入してきた車両Ｒの車種を判別する車種
判別装置３０と、車両Ｒが入口車線Ｃへ進入する位置付
近に設置され、進入車両の前面画像を撮影するＩＴＶカ
メラ３１と、このＩＴＶカメラ３１によって撮影された
車両前面の画像情報からナンバープレートの解析を行画
像処理装置３２と、車両Ｒに搭載されている無線車載機
Ｙと通信を行いＥＴＣ処理可能か否かの確認と料金所デ
ータを提供する通信手段である第１アンテナ３３と、車
種判別装置３０により判別された車種情報、その他の車
両情報などを車両Ｒの無線車載機Ｙに送信する通信手段
である第２アンテナ３４と、ＥＴＣ処理不可能な車両の
場合に通行券を発行する通行券自動発行機３５（以下Ａ
ＴＩＭ３５と称す）と、左ハンドル車用に通行券を発行
する左ハンドル車用発券機３６（以下ＰＴＩＭ３６と称
す）と、ＡＴＩＭ３５、ＰＴＩＭ３６の動作状況を撮影
するＩＴＶカメラ３７と、車線発進測に設置され、車両
を検知する車両検知装置３８とを有している。

【００３６】車種判別装置３０は、発光器４０と受光器
４１との対が通行路の対向する位置に設置された車両分
離器、車高を検出するセンサー４２、車両の長さ（車
長）を識別するためのセンサー４３、車判用踏み板４４
などからなる車両検知部と、これらの検知情報を基に車
種を判別する車種判別部（例えばＣＰＵなど）からな
る。車両分離器は、車両による発光器４０と受光器４１
間の遮蔽情報を検出する。車判用踏み板４４は、板部材
の表面に複数の押圧検知スイッチを列設して構成されて
いる。この車判用踏み板４４は車両分離器の対向線上に
車両が通行する路面に埋設されており、車両の車輪（タ
イヤ）が通過したときの押圧を受けた押圧検知スイッチ
の部位により車両の軸数などを検出する。

【００３７】例えば車両分離器が遮蔽され、タイヤによ
る判車用踏み板４４への適正な押圧が加わったことで車
種判別部は車両として認識し、その後、車両分離器の遮
蔽が解除されることにより車両の通過を検出する。

【００３８】ＩＴＶカメラ３１は進入車両の前面画像を
撮影する。画像処理装置３２は料金所建屋内に設置され
ており、ＩＴＶカメラ３１によって撮影された車両前面
画像よりナンバープレートの解析を行う。車種判別装置
３０は通過する車両のトレッド，タイヤ幅を検出する機
能を有しており、上記検出情報（ナンバープレート情
報、軸数、車幅、タイヤ幅、車高、車長）を基に車両の
車種を自動的に判別する。

【００３９】ＡＴＩＭ３５は進入側の車種判別装置３０
よりの情報を基に車種、軸数、当該料金所の料金番号、
車種、軸数、入口料金所通過日付、時分等を自記録、印
字して利用者に発行（交付）する。このＡＴＩＭ３５は
前述した車種判別装置３０と発進側に設置される車両検
知装置３８の車両進入、発進などの情報を基に車両内を
通行する車両の処理の順序を管理する。またこのＡＴＩ
Ｍ３５は勤務内容のデータをデータ処理装置に送信する
機能を有している。ＡＴＩＭ３５には利用者と料金所間
の通話用のインターフォン子機が設置される。発進検知
装置３８は投光器４０と受光器４１との対が通行路の対
向する位置に設置された車両分離器と、車判用踏み板４
４とからなるものである。

【００４０】車線監視装置Ｅは料金所管理事務所などの
建屋内に設置されており、入口無人機器の動作状況を監
視する。この車線監視装置Ｅはモニタを有しており、こ
のモニタに車線側に設置されたＩＴＶカメラ３１，３７
からの映像を表示する。また、この車線監視装置Ｅは異
常発生などの有事の際に人手による通行券の発行操作お
よび機器の状態などを表示する表示ランプを有してい
る。この車線監視装置Ｅには車線の利用者と通話するた
めのインターフォン親機が設置されている。ＩＴＶカメ
ラ３７は車両の進入方向を撮影するように向けて車線の
車両発進側の先端に設置されている。

【００４１】出入口処理を無線通信で行う車両、つまり
ＥＴＣ車に搭載された無線車載機Ｙは無線通信部とカー
ドスロットとこのカードスロットに着脱自在に装着され
た可搬型のＩＣカードとから構成されている。

【００４２】なお、ＥＴＣ車とは、正常にＥＴＣの通信
が完了した車両を示し、ＥＴＣエラー車とは、無線通信
のエラーまたはネガティブリストへの該当や有効期限が
切れている車両を示し、非ＥＴＣ車とは無線車載機Ｙを
搭載していない車両であって通信要求に対して応答が発
生しなかった車両を示す。

【００４３】第１アンテナ３３と第２アンテナ３４は無
線車載機ＹとＡＴＩＭ３５がデータの送受信を行うため
のものであり、無線車載機Ｙとの通信を行う上での所定
範囲の通信領域を持っている。第１アンテナ３３は車種
判別装置３０を車両Ｒが通過した位置から車両進行方向
に約３〜４ｍの範囲に通信領域が確保されるように設置
されている。また第２アンテナ３４は車両Ｒが車両検知
装置３８を通過した位置から車両進行方向に約３〜４ｍ
の範囲に通信領域が確保されるように設置されている。
それぞれの通信領域において、無線車載機Ｙと通信を行
うことにより、ＡＴＩＭ３５では車線Ｃに進入した車両
がＥＴＣ車か非ＥＴＣ車か通常の車両かなどの料金収受
する上での車両の種類を識別することができる。

【００４４】図２に示すように、車両通過センサーであ
る車両検出装置１０は、車線の路側部（両脇）に配置さ
れた支柱５１，５２と、この支柱５１に地上（路面）か
ら所定間隔、例えば１５ｃｍ間隔などに複数配置された
発光ユニット５３と、支柱５２に地上（路面）から所定
間隔、例えば１５ｃｍ間隔などに複数配置された受光ユ
ニット５４と、これら発光ユニット５３および受光ユニ
ット５４のそれぞれの状態を監視し、遮光状態が継続し
た場合に発光ユニット５３あるいは受光ユニット５４単
体の故障か、車両の長時間停滞か、それ以外の複数の異
常原因かを特定する診断処理を行う制御部５０と、パラ
メータテーブル、状態保存テーブルなどの各種テーブル
が記憶されたメモリ４９とが設けられている。発光ユニ
ット５３と受光ユニット５４はそれぞれの高さのものが
対応し、発光ユニット５３からほぼ水平（路面とほぼ平
行）に発光された光線（赤外線）が受光ユニット５４に
受光される。発光ユニット５３と受光ユニット５４の対
を光センサーという。

【００４５】パラメータテーブルには、センサー数、異
常通知遮光パターンテーブル（図６参照）、遮光許容回
数などのパラメータが設定されている。状態保存テーブ
ルには、遮光センサー位置保存データ、前回状態、遮光
認識回数などのデータが保存および更新される。

【００４６】図３に示すように、発光ユニット５３に
は、赤外線発光素子５５、集光レンズ５６、集光レンズ
５７と受光素子５８からなる故障判別センサー５９が設
けられている。発光ユニット５３内の故障判別センサー
５９には、赤外線発光素子５５から発光された光線を集
光レンズ５６を透過した後、集光レンズ５７を介して受
光素子５８が受光するよう配置されている。つまり、故
障判別センサー５９は、赤外線発光素子５５自身が発光
しないなどの異常の診断を行うためのものである。

【００４７】図４に示すように、受光ユニット５４に
は、発光ユニット５３から発光された赤外線を受光素子
６１に集光する集光レンズ６０、集光レンズ６２と赤外
線発光素子６３からなる故障判別用発光部６４が設けら
れている。

【００４８】赤外線発光素子６３は発光ユニット５３か
ら受光される赤外線とほぼ同じ赤外線を発光する。集光
レンズ６２は赤外線発光素子６３より発光された赤外線
を集光レンズ６０を通じて受光素子６１に集光させるも
のである。この赤外線発光素子６３は、受光素子６１自
身が受光できないなどの異常の診断を行うためのもので
ある。

【００４９】なお、上記実施形態では、故障判別用に専
用のレンズ、つまり集光レンズ５７，６２などを用いた
が、集光レンズ５６，６０などにプリズムなどの分光手
段を用いて光学系を一体化してもよい。

【００５０】このようなシステム構成においても、車両
検出装置１０や車種判別装置３０が適正な車種として判
別せずに通行券が誤発行（交付）されることがある。

【００５１】車両検出装置１０が車両とそれ以外の遮蔽
物とを誤検出する理由としては、車両検出装置１０の位
置に物体が長時間停滞している場合が考えられる。この
場合、例えば渋滞などの影響により車両が停滞している
ときと、それ以外の状態とを識別できなくなるからであ
る。

【００５２】それ以外の状態としては、発光ユニット５
３あるいは受光ユニット５４の位置に新聞やビニールな
どのゴミが引っかかった場合、発光ユニット５３あるい
は受光ユニット５４のいずれかが故障あるいは汚れが付
着した場合などがあり、このような場合と車両の長時間
停滞とを判別できないためである。

【００５３】車種判別装置３０が車種を誤判別する理由
としては、さまざまな外形の車両が販売されている都合
上、車両分離器による車両分離の誤判定（牽引部の検出
不良など）が生じて、実際には１台である車両が２台と
して誤認識されてしまう場合があり、以降、進入してく
る車両にズレが起きること、あるいは一つの車線内への
複数の車両の並列進入によって例えば２台の車両が１台
の車両として検出され、以降に進入する車両にズレが起
きることなどがある。また分離や並進の対象となった車
両自身も判別の条件が異なり誤判別される可能性があ
る。

【００５４】次に、この実施形態の入口自動化システム
の動作を説明する。この入口自動化システムでは、有料
道路の料金所の入口車線、例えばこの実施形態の自動化
車線である入口車線Ｃに車両Ｒが進入すると、車種判別
装置３０が進入した車両Ｒを検知し、車両Ｒの進入をＡ
ＴＩＭ３５に通知（伝達）する。

【００５５】ＡＴＩＭ３５は、車両Ｒに無線車載機Ｙが
搭載されているものとして、まず第１アンテナ３３に対
して無線通信の開始を指示する。

【００５６】この無線通信によって無線車載機Ｙからの
応答があり、第１アンテナ３３はこの車両Ｒに無線車載
機Ｙが搭載されていることが判明した場合は、現在の年
月日時分、入口料金所を示す番号、車線番号などを入口
固定情報として編集して送信する。

【００５７】入口固定情報が無線車載機Ｙにより受信さ
れると、無線車載機Ｙは、自身にセットされたＩＣカー
ドへその情報を書込み、正常に書込みを終えたか否か
を、書込み結果として返信してくるので、第１アンテナ
３３では、無線車載機Ｙからの返信を受信すると、それ
をＡＴＩＭ３５に通知する。

【００５８】車両Ｒが車種判別装置３０の位置を進行す
る過程で、この車両Ｒの、ナンバープレート情報、軸
数、車高、車幅、タイヤ幅、車長等が車種判別装置３０
により検出され、車種判別装置３０により車両Ｒの車種
が判定され、判定結果はＡＴＩＭ３５に通知される。

【００５９】ＡＴＩＭ３５では車種判別装置３０からの
情報と無線車載機Ｙとの無線通信の結果を基に、ＥＴＣ
車とそれ以外の車両、例えばＥＴＣエラー車、非ＥＴＣ
車等を判定し、ＥＴＣエラー車、非ＥＴＣ車に対して入
口情報を記録した通行券を発券口から発行する。また、
車線監視装置Ｅに対して判別結果である車種およびＥＴ
Ｃ車／ＥＴＣエラー車／非ＥＴＣ車などを通知する。

【００６０】次に、入口車線Ａにおける入口有人機器の
動作を説明する。通常、入口車線Ａに非ＥＴＣ車など
の、無線車載機Ｙを搭載していない車両Ｐが進入し車両
検出装置１０の車両検出装置１０の赤外線（発光ユニッ
ト５３から受光ユニット５４へ発光された光線）が遮光
された場合に、車両検出装置１０による車両判別処理が
行われ、その処理結果、車両と判別された場合に通行券
処理装置１１に車両の車種情報が送られ、通行券処理装
置１１に進入車両の車種が表示される。この表示を確認
した係員が通行券処理装置１１に対して発券操作を行う
ことで通行券が発行される。なお、ＥＴＣではなく係員
が滞在しない自動発券機の場合は、車両検出装置１０か
ら自動発券機に送られてきた車種情報に従って自動発券
機から通行券が自動的に発券される。

【００６１】ここで、車両検出装置１０の光センサーの
状態監視動作について説明する。車両検出装置１０で
は、起動時に制御部５０が、メモリ４９から遮光時間、
センサー数などの設定パラメータデータを読み込み（図
５のＳ１０１）、発光ユニット５３あるいは受光ユニッ
ト５４などの各光センサーからの信号を基に光センサー
が遮光されたか否かを監視し、光センサーが遮光された
場合、その遮光時間を計測し、メモリ４９から読み込ん
だ遮光時間以上経過したか否かをチェック（確認）する
（Ｓ１０２）。

【００６２】この確認結果、光センサーの遮光時間が上
記遮光時間以上経過した場合（Ｓ１０２のＹｅｓ）、制
御部５０は、他の光センサーについても確認し、確認を
センサー数繰り返した後（Ｓ１０３）、個々の発光ユニ
ット５３の機能と受光ユニット５４の機能をそれぞれ別
個に確認する自己診断処理（光センサーの状態確認）を
行う。

【００６３】制御部５０は、まず、受光ユニット５４が
正常に機能しているか否かといったことを自己診断す
る。

【００６４】この場合、発光ユニット５３側の発光を全
て一時停止して、受光ユニット５４のセンサー状態を確
認する（Ｓ１０４）。この確認では、受光ユニット５４
の故障判別用発光部６４を動作させない。

【００６５】この確認結果、受光ユニット５４に受光が
あれば（Ｓ１０５のＮｏ）、受光素子６１には何も受光
されないはずのため、制御部５０は、受光素子６１の異
常を通行券処理装置１１へ通知する（Ｓ１０６）。

【００６６】また、受光ユニット５４に受光がなければ
（Ｓ１０５のＹｅｓ）、続いて、制御部５０は、受光ユ
ニット５４の受光素子６１の感知動作を停止させ、かつ
発光ユニット５３の赤外線発光素子５５を発光させて、
発光ユニット５３側の故障判別センサー５９の受光素子
５８で正しく受光できるか否かを確認する（Ｓ１０
７）。

【００６７】この確認により、故障判別センサー５９の
受光素子５８で正しく受光できない場合は（Ｓ１０８の
Ｎｏ）、発光ユニット５３の赤外線発光素子５５の故障
と診断し、赤外線発光素子５５の異常を通行券処理装置
１１へ通知する（Ｓ１０９）。

【００６８】また、故障判別センサー５９の受光素子５
８で正しく受光できた場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、さら
に、制御部５０は、発光ユニット５３の赤外線発光素子
５５の発光を全て停止させ、かつ受光ユニット５４内の
故障判別用発光部６４の赤外線発光素子６３を発光させ
て、受光ユニット５４内の受光素子６１で正しく受光で
きるか否かを確認する（Ｓ１１０）。

【００６９】この確認結果、受光素子６１で正しく受光
できなかった場合（Ｓ１１１のＮｏ）、制御部５０は、
受光ユニット５４の受光素子６１の故障と診断し、受光
素子６１の異常を通行券処理装置１１へ通知する（Ｓ１
１２）。

【００７０】上記確認結果、受光素子６１で正しく受光
できた場合（Ｓ１１１のＹｅｓ）、制御部５０は、セン
サー異常なし、つまり受光ユニット５４の受光素子６１
は正常に機能しているものと診断し、次のセンサーを確
認する（Ｓ１１３）。そして、全てのセンサーを確認し
た結果、異常がなければ、センサー異常なしを通行券処
理装置１１へ通知する（Ｓ１１４）。

【００７１】上記Ｓ１０４，Ｓ１０７，Ｓ１１０までの
確認処理を短時間の間に行うことにより、制御部５０の
各発光ユニット５３および受光ユニット５４間に車両な
どの物体がある状態においても、各ユニットにおける発
光機能および受光機能の各状態をそれぞれ個別に診断お
よび把握することができる。

【００７２】続いて、図６，図７を参照して各ユニット
個別の自己診断では異常がなかったにもかかわらず、各
ユニットにおいて遮光状態が継続したときに、車両が長
時間停滞したことでの遮光か、車両以外の異物による遮
光かを判別する動作について説明する。図６は受光ユニ
ット５４の状態から異常原因を特定するための異常通知
遮光パターンテーブルの一例を示す図、図７は車両検出
装置１０による車両とそれ以外の遮光物体とを識別する
処理（遮光パターン検出処理）を示すフローチャートで
ある。

【００７３】車両検出装置１０のメモリ４９に格納され
ているパラメータテーブルには、図６に示すように、セ
ンサーＮｏ（受光ユニットの番号）に対応させて異常原
因毎の複数の遮光パターンを登録した異常通知遮光パタ
ーンテーブル９０が予め格納されている。

【００７４】例えばセンサーＮｏ16の受光ユニット５４
は支柱５２の路面から一番近い位置（最低位置）に設置
されたものであり、センサーＮｏ1のものは支柱５２の
路面から一番高い位置（最高位置）に設置されたもので
ある。

【００７５】異常通知遮光パターンテーブル９０の、例
えば遮光パターン1は、センサーＮｏ1が遮光状態、他の
センサーＮｏ2〜Ｎｏ16は遮光されていない状態を示す
遮光パターンであり、このような遮光状態が車両によっ
て継続して引き起こされることはないので、車両以外の
遮光物体、例えば新聞紙やビニールなどが支柱５１，５
２のいずれかに絡みついたもの、あるいはセンサー部分
に汚れが付着したものと想定できる。この遮光パターン
1に実際のセンサー状態が該当した場合、車両以外のた
めの遮光状態の継続として車両検出装置１０から通行券
処理装置１１へ通知される。

【００７６】遮光パターン2〜16についても遮光パター
ン1と同様なことが考えられるので、車両以外の遮光物
体による遮光状態の継続と判定される。

【００７７】また、遮光パターン17〜21の場合、路面の
低い位置と高い位置においてそれぞれ遮光状態が継続し
ており、この場合も、通常の車両による遮光状態とは考
えられないので、車両以外のものによる遮光状態の継続
と判定できる。

【００７８】遮光パターン22の場合、路面の低い位置の
センサーＮｏ14〜16だけが遮光状態となっている。セン
サーの間隔がほぼ１５ｃｍとすると、路面から４５ｃｍ
程度の低い位置で遮光状態が継続されているため、これ
についても車両以外の遮光物体、例えばパイロンや雑草
などによるものと判定できる。

【００７９】一方、この異常通知遮光テーブル９０は異
常通知のためのパターンのテーブルであるために例示し
ていないが、センサーＮｏ12とＮｏ13だけが遮光状態と
なっている遮光パターンの場合、牽引車両が停滞し、そ
の牽引部分によりセンサーが遮光されている場合が想定
できるので、この遮光パターンについては車両と判定す
ることができる。

【００８０】上記遮光パターンを用いた車両検出装置１
０の動作を説明する。車両検出装置１０では、上記図５
のフローチャートに示した車両通過状態監視処理におい
て（図７のＳ２０１）、制御部５０がセンサー異常なし
と判定しなかった場合（Ｓ２０２のＮｏ）、つまり光セ
ンサーに異常が発生した場合に異常内容を通知する（Ｓ
２０３）。

【００８１】一方、制御部５０がセンサー異常なしと判
定した場合（Ｓ２０２のＹｅｓ）、制御部５０は、パラ
メータテーブルから、センサー数、異常通知遮光パター
ン、遮光許容回数などのパラメータデータを読み込み
（Ｓ２０４）、前回状態が有効か否かを判定する（Ｓ２
０５）。

【００８２】この判定結果、前回状態が有効でなければ
（Ｓ２０５のＮｏ）、制御部５０は、遮光パターンのデ
ータを遮光センサー位置保存ファイルに記憶し、前回状
態を有効とする（Ｓ２０６）。

【００８３】また、上記判定結果、前回状態が有効であ
れば（Ｓ２０５のＹｅｓ）、制御部５０は、遮光センサ
ー位置保存ファイルのデータと現在の遮光センサーの位
置を比較し、同じであれば、遮光状態が継続中であるも
のとし、現在の遮光センサーの位置のパターンと異常通
知遮光パターンテーブル９０の複数の遮光パターンとを
比較する（Ｓ２０７）。

【００８４】この比較結果、異常通知遮光パターンテー
ブル９０のいずれかの遮光パターンと一致した場合（Ｓ
２０８のＹｅｓ）、制御部５０は、遮光認識回数が遮光
許容値を超えているかどうかを判定する（Ｓ２０９）。

【００８５】この判定結果、遮光認識回数が遮光許容値
を超えていなければ（Ｓ２０９のＮｏ）、制御部５０
は、遮光認識回数を＋１する（Ｓ２１０）。

【００８６】また、上記判定結果、遮光認識回数が遮光
許容値を超えていれば（Ｓ２０９のＹｅｓ）、制御部５
０は、前回状態を無効とし（Ｓ２１１）、遮光認識回数
をクリアし（Ｓ２１２）、遮光パターン番号を含む異常
通知を行う（Ｓ２１３）。

【００８７】すなわち、制御部５０は、受光ユニット５
４側で赤外線を受光した際の、受光センサー情報（支柱
５２のどの位置の受光ユニット５４が受光したか）をメ
モリ４９などに受光パターンとして一定時間記憶し、記
憶した受光パターンのデータと遮光位置の変化パターン
とを比較することで、発光ユニット５３あるいは受光ユ
ニット５４の少なくとも一方に車両以外の遮光物体、例
えば新聞紙やビニールなどの異物が絡まったり、発光ユ
ニット５３と受光ユニット５４間に雑草などが生えた
り、パイロンが置かれたり、光学系の部分に汚れが付着
したりしたことを認識する。

【００８８】つまり、この車両検出装置１０では、発光
ユニット５３と受光ユニット５４間に車両が停滞してい
る状態でも、制御部５０が光センサーの故障を認識でき
る。また、制御部５０は遮光位置の変化パターンを異常
通知遮光パターンと比較することで、車両とそれ以外
の、例えば新聞紙やビニールなどによって遮光された場
合とを識別する。

【００８９】このようにこの実施の形態の料金収受シス
テムによれば、車両検出装置１０の発光ユニット５３と
受光ユニット５４間の遮光状態が継続した場合に、個々
の発光ユニット５３および受光ユニット５４の機能をそ
れぞれ別個に確認するので、光センサー自体が故障して
いるのか、車両が停滞しているのかといったことを識別
することができる。

【００９０】また、異常原因毎に各光センサーの遮光位
置の変化パターンを複数登録した異常通知遮光パターン
テーブル９０（変化パターンテーブル）を用意してお
き、制御部５０が、この異常通知遮光パターンテーブル
９０の各遮光パターンと、実際に計測された複数の光セ
ンサーの変化パターンとを比較することで、新聞紙や、
ビニールなどの不要な遮光物によって遮光された場合、
各ユニット部前面に汚れが付着した場合、あるいは路肩
の雑草が伸びてきた場合、収受員が誤ってセンサーの前
にパイロンなどをおいてしまった場合など、それぞれの
ケース毎の異常状態を判別できるので、車両とそれ以外
の遮蔽物とを識別するだけでなく、詳細な異常原因の特
定が可能になる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光側と受光側の光センサー間で遮光状態が継続した場合
に、互いの間に長時間に渡って車両が停滞したのか、光
センサー自身の故障なのか、車両以外の遮光物体が遮光
しているのか、といった詳細な異常原因を正しく認識す
ることができる。また、本発明によれば、光センサーの
遮光状態が生じた場合に、車両などによって遮光されて
いる状態なのか、光センサー自身の異常なのかを装置自
身で判断（自己診断）することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施の形態の料金収受シス
テムの構成を示す図。

【図２】車両検出装置を示す図。

【図３】図２の車両検出装置の発光ユニットを示す図。

【図４】図２の車両検出装置の受光ユニットを示す図。

【図５】車両検出装置が自己診断する動作を示すフロー
チャート。

【図６】車両検出装置に予め登録されている遮光パター
ンテーブルの一例を示す図。

【図７】車両検出装置が車両とそれ以外を識別する動作
を示すフローチャート。

【図８】車両検出装置による車両検出の一例を示す図。

【符号の説明】

１０…車両検知装置、１１…通行券処理装置、３０…車
種判別装置、４０…投光器、４１…受光器、４２，４３
…センサー、４４…車判用踏み板、４９…メモリ、５０
…制御部、５１，５２…支柱、５３…発光ユニット、５
４…受光ユニット、５５…赤外線発光素子、５６，５
７，６０，６２…集光レンズ、５８…受光素子、５９…
故障判別センサー、６１…受光素子、６３…赤外線発光
素子、６４…故障判別用発光部、Ａ…入口有人車線、Ｂ
…出口車線、Ｃ…自動化された入口車線、Ｄ…データ処
理システム、Ｅ…車線監視装置。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｇ 1/015 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｍ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有料道路の出入口の車線の路側部の一方
   に設置された発光手段と、 前記車線の路側部の他方に前記発光手段に対向して設置
   された受光手段と、 前記発光手段から発光された光線が前記車線を横切って
   前記受光手段に受光される状態を監視する監視手段と、 前記監視手段による監視中に遮光状態が継続した場合、
   前記発光手段および前記受光手段それぞれの機能を別個
   に確認する手段とを具備したことを特徴とする車両検出
   装置。
2. 【請求項２】 有料道路の出入口の車線を横切るように
   光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通行
   する車両と他の物体とを識別する車両検出装置におい
   て、 前記車線の一方の路側部に、地上から所定の高さの間隔
   で設置され、路面からほぼ水平に光線を発光する発光手
   段と、 前記車線の他方の路側部に、前記発光手段から発光され
   た光線を受光するように対応配置された受光手段と、 前記発光手段に設けられ、前記発光手段から発光された
   光線を受光して発光状況を確認する発光確認手段と、 前記受光手段に設けられ、前記発光手段からの発光が停
   止されたときに前記受光手段へ光線を発光して受光状況
   を確認する受光確認手段とを具備したことを特徴とする
   車両検出装置。
3. 【請求項３】 有料道路の出入口の車線を横切るように
   光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通行
   する車両と他の物体とを識別する車両検出装置におい
   て、 前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置さ
   れ、前記車線の路面上をそれぞれの高さ位置でほぼ水平
   に複数の光線を通過させる光センサーと、 各高さ位置の光センサーの光線の変化パターンを測定
   し、予め登録されている異常状況の複数の変化パターン
   と比較することで、車両の長時間停滞かそれ以外の複数
   の異常原因かを特定する判定手段とを具備したことを特
   徴とする車両検出装置。
4. 【請求項４】 有料道路の出入口の車線を横切るように
   光線を通過させ前記光線の遮光状態から前記車線を通行
   する車両と他の物体とを識別する車両検出装置におい
   て、 前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置さ
   れ、路面からそれぞれの高さ位置でほぼ水平に前記車線
   を横切るように複数の光線を通過させる光センサーと、 前記光センサーの光線の状態を監視する監視手段と、 前記監視手段による監視中に光線の遮光状態が継続した
   場合、前記光センサーの機能を確認する手段と、 この確認結果、前記光センサーに異常がない場合、各高
   さ位置の光センサーの光線の変化パターンを測定し、予
   め登録されている異常状況の複数の変化パターンと比較
   することで、車両の長時間停滞かそれ以外の複数の異常
   原因かを特定する判定手段とを具備したことを特徴とす
   る車両検出装置。
5. 【請求項５】 有料道路の出入口の車線の路側部の一方
   に設置した発光手段から光線を発光し、前記車線の路側
   部の他方に設置した受光手段が受光する光線の状態を監
   視するステップと、 監視中に光線の遮光状態が継続した場合に、前記発光手
   段および前記受光手段それぞれの機能を別個に確認する
   ステップとを有することを特徴とする車両検出方法。
6. 【請求項６】 有料道路の出入口の車線の側方から前記
   車線を横切るように光線を通過させ前記光線の遮光状態
   から前記車線を通行する車両と他の物体とを識別する車
   両検出方法において、 前記車線の一方の路側部に、地上から所定の高さの間隔
   で設置された発光手段より、前記車線を横切るように路
   面からほぼ水平に光線を発光し、前記車線の他方の路側
   部に対応して配置された受光手段で受光するステップ
   と、 前記受光手段に光線が受光される状況を監視するステッ
   プと、 前記受光手段に光線が受光されない遮光状況が継続した
   場合、前記発光手段からの発光を停止させて前記受光手
   段に内蔵した発光手段を発光させて受光確認するステッ
   プとを有することを特徴とする車両検出方法。
7. 【請求項７】 有料道路の出入口の車線の側方から前記
   車線を横切るように光線を通過させ前記光線の遮光状態
   から前記車線を通行する車両と他の物体とを識別する車
   両検出方法において、 前記車線の一方の路側部に、地上から所定の高さの間隔
   で設置された発光手段より、前記車線を横切るように路
   面からほぼ水平に光線を発光し、前記車線の他方の路側
   部に対応して配置された受光手段で受光するステップ
   と、 前記受光手段に光線が受光される状況を監視するステッ
   プと、 前記受光手段に光線が受光されない遮光状況が継続した
   場合、前記受光手段の受光機能を停止させて、前記発光
   手段に内蔵した受光手段にて受光確認するステップとを
   有することを特徴とする車両検出方法。
8. 【請求項８】 有料道路の出入口の車線の側方から前記
   車線を横切るように光線を通過させ前記光線の遮光状態
   から前記車線を通行する車両と他の物体とを識別する車
   両検出方法において、 前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置され
   た光センサーより、前記車線を横切るように路面からそ
   れぞれの高さ位置でほぼ水平に複数の光線を通過させる
   ステップと、 各高さ位置の光センサーの光線の変化パターンを測定
   し、予め登録されている異常状況の複数の変化パターン
   と比較することで、車両の長時間停滞かそれ以外の複数
   の異常原因かを特定するステップとを有することを特徴
   とする車両検出方法。
9. 【請求項９】 有料道路の出入口の車線の側方から前記
   車線を横切るように光線を通過させ前記光線の遮光状態
   から前記車線を通行する車両と他の物体とを識別する車
   両検出方法において、 前記車線の路側部に、地上から所定間隔で複数設置され
   た光センサーより、前記車線を横切るように路面からそ
   れぞれの高さ位置でほぼ水平に複数の光線を通過させる
   ステップと、 前記光センサーの光線の状態を監視するステップと、 監視中に光線の遮光状態が継続した場合、前記光センサ
   ーの機能を確認するステップと、 この確認結果、光センサーに異常がない場合、各高さ位
   置の光センサーの光線の変化パターンを測定し、予め登
   録されている異常状況の複数の変化パターンと比較する
   ことで、車両の長時間停滞かそれ以外の複数の異常原因
   かを特定するステップとを有することを特徴とする車両
   検出方法。