JP2003099886A

JP2003099886A - 高感度磁気センサ装置及び交通量計測装置

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Publication number: JP2003099886A
Application number: JP2001289714A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sumikama; 正彦炭竃
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な設置工事により、屋外の苛
酷な環境条件に耐え得ると共に、どんな天候でも昼夜問
わず使用可能であり、光ビーム方式のような逆光時に誤
動作するようなことのない交通量計測装置及びこれに使
用する高感度磁気センサ装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】駆動回路２１により駆動される磁気セン
サ検出素子２２と、磁気センサ検出素子の出力を増幅す
る検出回路２３と、を含んでいる磁気センサ装置１１に
おいて、上記駆動回路及び検出回路が、磁気センサ検出
素子の近傍に配置されていて、さらに磁気センサ検出素
子と磁気結合された強磁性体から成る集磁部材２４と、
上記磁気センサ検出素子，集磁部材，駆動回路及び検出
回路を密閉するケース２５と、を備えるように、高感度
磁気センサ装置１１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高感度磁気センサ
装置及びこれを利用した交通量計測装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の道路を走行する自動車の通
行量の計測が行なわれており、例えば国土交通省が行な
う定期調査や、警察による日々の幹線道路の交通管制の
ための交通量の自動計測が知られている。ここで、交通
管制のための交通量の自動計測は、スムーズな自動車運
行のために必要な通行データ情報収集（道路を自動車が
占有している時間）のために行なわれるものである。即
ち、交通量調査は、決められた期間内におけるデータを
累計集計したバッチ処理における情報収集を目的として
行なわれており、交通管制のためには数分間隔のリアル
タイム情報収集が必要とされている。

【０００３】従来、道路に設置されている交通管制のた
めの交通量計測装置は、走行車線の上方に設置される超
音波方式や光ビーム方式のものが知られている。これら
の方式の交通量計測装置は、超音波や光ビームを走行車
線の路上に向けて出射し、その反射情報に基づいて、走
行車線上の自動車の有無を検出するものである。そし
て、交通管制のために設計されたこれらの交通量計測装
置は、渋滞情報の把握のために、自動車の有無を検出す
るように構成されており、走行車線上を走行する自動車
の台数の計測や、個々の自動車の車長による車種情報の
取得を行なうことはできなかった。

【０００４】これに対して、国土交通省が行なう数年毎
の定期的な交通量計測は、従来は人手により行なわれて
いるが、近年人手の確保の問題、台数・車種の検出が個
々の計測人の目視判断により行なわれるため、個々の計
測人におけるバラツキが大きくなってしまうと共に、夜
間を含む２４時間の交通量計測は実際上困難である。こ
のため、交通量の自動計測装置の要請が強くなってきて
おり、種々の交通量計測装置が開発され、使用されてい
る。

【０００５】このような交通量計測装置としては、例え
ば自動車の走行車線に磁気感応ループコイルを埋め込ん
で、自動車が磁気感応ループコイル上を走行する際に、
磁気インダクタンスの変化を検出して、自動車の通行台
数及び車長による車種情報の取得を行なうようにした交
通量計測装置が現在試験的に設置されている。しかしな
がら、このような交通量計測装置は、装置全体が複雑で
大がかりとなり、道路埋込み工事が必要であることか
ら、製品コスト及び設置コストが非常に高くなってしま
う。

【０００６】これに対して、例えば図１３に示すような
磁気センサを走行車線に埋め込んだ交通量計測装置も市
販されている。図１３において、交通量計測装置１は、
走行車線の中央に埋め込まれた計測器２と、制御回路
（図示せず）と、から構成されている。この計測器２
は、図１４に示すように、自動車の進行方向に関して互
いに所定間隔で配置された一対の磁気センサ３，４を含
んでおり、計測器２上を自動車が走行する際に、磁気セ
ンサ３，４が順次に自動車による磁気変化を検知して、
図１５に示すように、検出信号を出力する。

【０００７】これにより、制御回路が、これらの磁気セ
ンサ３，４からの検出信号に基づいて、磁気センサ３，
４の距離による速度成分時間に対応する位相差（ｔ１−
ｔ０）と、自動車の車長による車長成分時間に対応する
波形変化時間（ｔ２−ｔ０）とから、速度成分時間によ
り、当該自動車の走行速度、そして車長成分時間／速度
成分時間により、当該自動車の車長を求めることができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにして交通量
計測装置１により計測された自動車の走行速度は、図１
６に示すように、磁気センサ３，４の間隔が例えば１５
ｃｍの場合には、時速４０ｋｍ程度まではほぼ相関がと
れるが、時速６０ｋｍ以上では、数１０％の誤差が生ず
ることが実験により確認されている。そして、自動車の
車長を最低５０ｃｍ以下の精度で求めようとすると、走
行速度の誤差を１０％以下にする必要があるが、このた
めには、磁気センサ３，４の間隔を１ｍ以上にする必要
があるが、埋込み式の計測器２では、各磁気センサ３，
４を異なる穴に埋設することになり、施工の点でコスト
が高くなってしまう。従って、磁気センサ３，４の間隔
をそのまま保持しつつ、速度計算のアルゴリズムを適宜
に処理することにより、速度計算の精度を向上させるよ
うにしている。

【０００９】また、磁気センサ３，４を含む計測器２の
埋設の際に、交通を遮断して、特殊工具を使用して施工
する必要があり、舗装メンテナンス時の障害になった
り、降雨により地中の水圧が上がったとき、交通量計測
装置１の計測器２内へ浸水を防止するために、厳重な防
水構造が必要になり、コストが高くなってしまう。さら
に、計測器２の埋設のためには、約１５ｃｍ以上の深さ
の切削穴が必要であると共に、例えば鉄橋等においては
鉄橋の構造材による磁気乱れが発生することとなり、埋
設場所が限定されることになる。

【００１０】これに対して、前述した超音波形式または
光ビーム式の交通量計測装置の場合には、走行車線の上
方に交通量計測装置を設置する必要があり、取付位置が
限定されると共に、道路脇に支持用の専用ポールを立て
る必要があり、設置工事の費用が増大してしまう。

【００１１】このようにして、従来の交通量計測装置
は、何れも高度道路技術利用のための本格的な交通量計
測装置として使用するには適しておらず、また人手によ
る交通量計測も精度及び人件費等の点で問題があった。

【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な設置工
事により、屋外の苛酷な環境条件に耐え得ると共に、ど
んな天候でも昼夜問わず使用可能であり、光ビーム方式
のような逆光時に誤動作するようなことのない交通量計
測装置及びこれに使用する高感度磁気センサ装置を提供
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】上記目的は、本発明の第
一の構成によれば、駆動回路により駆動される磁気セン
サ検出素子と、磁気センサ検出素子の出力を増幅する検
出回路と、を含んでいる磁気センサ装置において、上記
駆動回路及び検出回路が、磁気センサ検出素子の近傍に
配置されていて、さらに磁気センサ検出素子と磁気結合
された強磁性体から成る集磁部材と、上記磁気センサ検
出素子，集磁部材，駆動回路及び検出回路を密閉するケ
ースと、を備えていることを特徴とする、高感度磁気セ
ンサ装置により、達成される。

【００１４】また、上記目的は、本発明の第二の構成に
よれば、検出方向を整列させて所定の間隔で配置された
少なくとも二つの高感度磁気センサ装置と、各高感度磁
気センサ装置からの出力信号に基づいて、各出力信号の
変化により自動車の走行台数を計測し、各自動車の走行
速度及び車長情報を収集する制御回路と、これらの各高
感度磁気センサ装置及び制御回路を包囲する非磁性体剛
性材料から成る外装ケースと、を含んでいて、道路の走
行車線の上方または路側に配設されており、上記各高感
度磁気センサ装置が、駆動回路により駆動される磁気セ
ンサ検出素子と、磁気センサ検出素子の出力を増幅する
検出回路と、磁気センサ検出素子と磁気結合された強磁
性体から成る集磁部材と、上記磁気センサ検出素子，集
磁部材，駆動回路及び検出回路を密閉するケースと、を
備えており、上記駆動回路及び検出回路が、磁気センサ
検出素子の近傍に配置されている、ことを特徴とする、
交通量計測装置により、達成される。

【００１５】上記第一の構成によれば、上記駆動回路及
び検出回路が、磁気センサ検出素子の近傍に配置されて
いることにより、磁気センサ検出素子からの出力が近傍
の検出回路に入力され増幅されるので、磁気センサ検出
素子からの微弱な出力が周辺の磁界から受ける影響を低
減することができ、高精度の検出を行なうことができ
る。また、磁気センサ検出素子と磁気結合された強磁性
体から成る集磁部材を備えていることにより、集磁部材
がない場合と比較して、磁気センサ検出素子の出力が約
三倍となる。従って、磁気センサ検出素子が受動素子で
あることから、実質的にＳ／Ｎ比が三倍程度向上するこ
とになる。さらに、ケースが、磁気センサ検出素子，集
磁部材，駆動回路及び検出回路を密閉しているので、例
えば高感度磁気センサ装置を走行車線の上方や路側等の
屋外に設置しても、内部が浸水してしまうようなことが
ない。

【００１６】また、上記第二の構成によれば、上述した
第一の構成による高感度磁気センサ装置を複数個検出方
向を整列させて所定間隔で配置することにより交通量計
測装置を構成して、このような構成の交通量計測装置
を、走行車線の上方または路側に配設する。これによ
り、走行車線を自動車が走行する際に、自動車から立体
的に放射される磁力線を、各高感度磁気センサにより順
次に検出し、その検出出力を増幅した後、制御回路が、
これらの検出出力に基づいて、各自動車の走行速度，車
長情報及び台数を計測することができる。

【００１７】この場合、外装ケースを例えば接着剤，粘
着テープや固定ネジを使用することにより、走行車線の
上方位置に容易に取り付けることができ、また走行車線
の路側の例えば縁石に容易に取り付けることができる。
従って、例えば埋込み方式の交通量計測装置と比較し
て、設置工事が容易となり、設置工事のためのコストが
大幅に低減され得ると共に、埋設工事のための交通遮断
の必要がない。

【００１８】そして、高感度磁気センサ装置を使用する
ことにより、走行車線の上方や路側においても、自動車
の走行による磁力線の変化を、高感度で確実に、しかも
高Ｓ／Ｎ比で検出することができるので、走行する自動
車の走行速度，車長情報及び台数を高精度で検出するこ
とが可能である。さらに、全体が非磁性体剛性材料から
なるケースにより覆われているので、例えば路側に設置
されていて、自動車等が何らかの理由により本交通量計
測装置に乗り上げたとしても、交通量計測装置が破壊し
てしまうようなことはない。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図１２を参照しながら、詳細に説明する。図
１は、本発明による高感度磁気センサを組み込んだ交通
量計測装置の第一の実施形態を示している。図１におい
て、交通量計測装置１０は、検出方向を整列させて配置
された二つの高感度磁気センサ装置１１，１２と、制御
回路１３と、外装ケース１４と、から構成されている。

【００２０】ここで、上記制御回路１３は、後述するよ
うに、各高感度磁気センサ装置１１，１２に対して方形
波の発振信号を出力すると共に、各高感度磁気センサ装
置１１，１２からの検出信号に基づいて自動車の走行台
数を計測し、各自動車の走行速度及び車長情報を収集す
るように構成されている。また、上記外装ケース１４
は、非磁性体の剛性材料、例えば高強度の樹脂やアルミ
ニウム等から構成されており、防水構造になっていると
共に、管理者により開放可能になっている。

【００２１】上記高感度磁気センサ装置１１，１２は、
共に同じ構成であるから、以下高感度磁気センサ装置１
１について説明する。高感度磁気センサ装置１１は、図
２に示すように、駆動回路２１と、磁気センサ検出素子
２２と、検出回路２３と、集磁部材２４と、ケース２５
と、を含んでいる。尚、各高感度磁気センサ装置１１，
１２は、互いに所定の間隔Ｗだけ離れて配置されてい
る。

【００２２】ここで、上記駆動回路２１及び検出回路２
３は、図２に示すように、磁気センサ検出素子２２に対
して近接して配置されている。これにより、磁気センサ
検出素子２２からの微弱なアナログ信号出力が、短い配
線を介して、検出回路２３に入力されることになる。従
って、磁気センサ検出素子２２からの出力信号が周辺の
一般商用電線からの磁界誘導を受けて、例えば出力信号
の周波数範囲が例えば数Ｈｚ乃至数百Ｈｚの範囲に対し
て、一般商用電線の交流成分（５０または６０Ｈｚ）が
重畳されることがない。尚、制御回路１３側でも数千倍
以上の交流増幅を行なう場合には、接続ケーブルからの
上記一般商用電線の交流成分（５０または６０Ｈｚ）の
重畳を抑制して、実質的なＳ／Ｎ比を向上させるため
に、高感度磁気センサ装置１１から制御回路１３への接
続ケーブルのシールドを強化して、インピーダンスを数
百Ωに下げる必要がある。

【００２３】上記磁気センサ検出素子２２は、磁気コア
２２ａと、この磁気コア２２ａに巻回された励磁巻線２
２ｂと、から構成されている。ここで、上記磁気コア２
２ａは、例えばアモルファス材等の強磁性体から構成さ
れている。

【００２４】そして、上記磁気コア２２ａの両端には、
集磁部材２４が取り付けられている。これにより、双方
の集磁部材２４を通る磁力線が磁気コア２２ａを通過す
ることにより、磁気センサ検出素子２２は、従来の集磁
部材のない場合と比較して、その感度が高められてい
る。この場合、例えば最適な集磁部材２４として、径８
乃至１０ｍｍ，長さ１０乃至１００ｍｍの丸棒状のもの
を使用した場合、図４に示すように、Ｎ方向地磁気バイ
アス磁界位置（＋Ｈｂ）またはＳ方向地磁気バイアス磁
界位置（−Ｈｂ）における磁気感度ΔＶ／ΔＨは、約３
倍の感度となることが実験的に確認された。

【００２５】上記集磁部材２４は、上記磁気コア２２ａ
の両端に取り付けられている。ここで、上記集磁部材２
４は、例えば軟フェライト材料の強磁性体から構成され
ており、例えばＡＭラジオ帯に使用されるバーアンテナ
の部品として市販されているものを利用することができ
る。尚、集磁部材２４は、これに限らず、例えば数ｋＨ
ｚで透磁率が低下しない強磁性体であるケイ素鋼板，パ
ーマロイ材またはアモルファス材でもよい。

【００２６】上記ケース２５は、駆動回路２１，磁気セ
ンサ検出素子２２，検出回路２３及び集磁部材２４を密
閉しており、ユニット化された防水構造になっている。
尚、ケース２５は、非磁性体材料、例えば樹脂または金
属等から構成されており、例えば内部に電気的絶縁性を
有する樹脂が充填されている。

【００２７】ここで、上記高感度磁気センサ装置１１
は、具体的には図３に示すように構成されている。即
ち、図３において、高感度磁気センサ装置１１は、回路
全体が消費電流が少なく、電池電源により動作可能なＣ
−ＭＯＳ系半導体により構成されている。

【００２８】上記駆動回路２１は、バッファーＩＣ１、
インバータＩＣ２と、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１によ
り微分回路、及び論理積回路ＩＣ３から成るパルス駆動
回路を構成している。尚、上記バッファーＩＣ１，イン
バータＩＣ２，論理積回路ＩＣ３は、例えばＣ−ＭＯＳ
系の標準論理半導体により構成されている。従って、駆
動回路２１は、制御回路１３からの方形波の発振信号を
受けて、バッファーＩＣ１の出力がＬレベルからＨレベ
ルに変化すると、論理積回路ＩＣ３が、抵抗Ｒ１及びコ
ンデンサＣ１による時定数のパルス幅でＨレベルからＬ
レベルとなり、磁気センサ検出素子２２を駆動する。そ
して、磁気センサ検出素子２２が一定周波数でパルス駆
動されると、励磁巻線２２ｂに作用する磁気に対応し
て、磁気センサ検出素子２２の励磁巻線２２ｂの磁気イ
ンピーダンスが変化する。

【００２９】上記検出回路２３は、ダイオードＤと、抵
抗Ｒ２及びコンデンサＣ２から成る積分回路２３ａと、
三つのオペアンプＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３と二つのコン
パレータＯＰ４，ＯＰ５と、を含んでいる。これによ
り、磁気センサ検出素子２２の駆動パルスがダイオード
Ｄを介して、積分回路２３ａに入力され、コンデンサＣ
２の両端に、磁気センサ検出素子２２の励磁巻線２２ｂ
の磁気インピーダンス比に応じた検出電圧が生ずる。そ
して、この検出電圧が、オペアンプＯＰ１で高インピー
ダンスから低インピーダンスに変換され、オペアンプＯ
Ｐ２で、＋Ｈｂ〜−Ｈｂの地磁気バイアス変化（約±
０．５ガウス）においてもオペアンプの動作電圧内とな
るような数倍の増幅率で、直流電圧増幅された後、例え
ば積層セラミックコンデンサから成る無極性高容量コン
デンサＣ４により直流カットされ、さらに利得可変のオ
ペアンプＯＰ３で交流成分の信号が増幅される。

【００３０】その後、増幅信号は、ローパスフィルタＬ
ＰＦによりパルス性の磁気信号ノイズ成分（例えば、大
電流を流すトランスや電車等から発生する所謂都市ノイ
ズ）が除去され、アナログ信号としての出力信号ａ（図
５（Ａ）参照）となる。また、オペアンプＯＰ３の出力
信号（上記増幅信号）は、コンパレータＯＰ４，ＯＰ５
により、図５に示すように、Ｖｃ／２に対して±ΔＶの
基準電圧レベルで電圧判定されて、さらに負論理和回路
ＩＣ４を介して、Ｖｃ／２±ΔＶの範囲外の期間だけＨ
レベルとなる出力信号ｂ（図５（Ｂ）参照）となる。同
様にして、高感度磁気センサ装置１２は、出力信号ａ’
及び出力信号ｂ’を出力する。

【００３１】上記制御回路１３は、図６に示すように構
成されている。図６において、制御回路１３は、各種制
御を行なうマイコン１３ａと、入力されるアナログ信号
の強度レベル表示や速度成分時間，車長情報時間等ある
いは動作状態を表示するＬＣＤ表示部１３ｂ，マイコン
１３ａの動作プログラムを記憶するＲＯＭ１３ｃ，内部
情報を一次記憶するＲＡＭ１３ｄ，収集データを外部に
出力するインタフェースＩ／Ｆ，操作ボタン１３ｅ，発
振回路１３ｆ，電源回路１３ｇと、から構成されてい
る。

【００３２】マイコン１３ａは、各高感度磁気センサ装
置１１，１２からの出力信号ｂ，ｂ’のＬレベルからＨ
レベルへの変化をトリガーとして、磁気センサ装置１
１，１２からの出力信号ａ，ａ’をＡ／Ｄ変換する。こ
こで、マイコン１３ａは、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号
に基づいて、図１５に示すと同様にして、高感度磁気セ
ンサ１１，１２の距離による速度成分時間に対応する位
相差（ｔ１−ｔ０）と、自動車の車長による車長成分時
間に対応する波形変化時間（ｔ２−ｔ０）とから、速度
成分時間により、当該自動車の走行速度、そして車長成
分時間／速度成分時間により、当該自動車の車長を求め
ると共に、一台の自動車をカウントする。そして、マイ
コン１３ａは、上記速度成分時間及び車長成分時間、そ
して当該自動車の走行速度，車長を収集データとしてＲ
ＡＭ１３ｄに記憶させる。その後、マイコン１３ａは、
必要に応じて、ＲＡＭ１３ｄから収集データを読み出し
て、インターフェースＩ／Ｆを介して外部に出力するよ
うになっている。

【００３３】上記発振回路１３ｆは、駆動発振信号を生
成して、各高感度磁気センサ装置１１，１２に出力する
ようになっている。また、上記電源回路１３ｇは、所定
電圧＋Ｖｃの直流電圧を、制御回路１３内の各部即ちマ
イコン１３ａ，ＬＣＤ表示部１３ｂ，ＲＯＭ１３ｃ，Ｒ
ＡＭ１３ｄ及び発振回路１３ｆと、外部の各高感度磁気
センサ装置１１，１２に供給するようになっている。

【００３４】本発明実施形態による交通量計測装置１０
は、以上のように構成されており、使用の際には、例え
ば図７に示すように、一般的な片側一車線の道路にて、
自動車走行車線Ａと歩道Ｂを区切る縁石Ｃの上面に、交
通量計測装置１０，１０’を設置する。この場合、各交
通量計測装置１０，１０’は、それぞれ外装ケース１４
の底面が縁石Ｃの上面に対して、例えば接着剤による接
着，粘着テープによる粘着または非磁性体であるステン
レス鋼ネジによる螺着等により取り付けられる。この場
合、各交通量計測装置１０，１０’は、それぞれ外装ケ
ース１４により防水構造となっていることから、内部へ
の雨水等の浸水が防止される。ここで、自動車Ｍは、図
８に示すように、概略的に前後方向に磁極を有するよう
に磁力線が立体的に放射されている。

【００３５】そして、各交通量計測装置１０，１０’に
おいて、高感度磁気センサ１１，１２の磁気センサ検出
素子２２は、駆動回路２１からのパルス駆動信号が印加
されることにより、パルス駆動される。他方、検出回路
２３の積分回路２３ａには、電源ライン＋Ｖｃから抵抗
Ｒ２を介して定電圧が印加され、コンデンサＣ２が充電
されており、積分回路２３ａの積分電圧は、オペアンプ
ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３により増幅され、出力信号ａと
して出力される。

【００３６】ここで、図７にて、下方から自動車Ｍが走
行車線を走行してきて、交通量計測装置１０に接近する
と、自動車Ｍが放射する磁力線が、交通量計測装置１０
の各高感度磁気センサ装置１１，１２に順次に作用する
ことになる。これにより、各高感度磁気センサ装置１
１，１２における磁気センサ検出素子２２の磁気インピ
ーダンス比が順次に変化して、積分回路２３ａの積分電
圧が変化するので、出力信号ａ及びａ’は、図１５に示
したと同様に変化する。その際、出力信号ａ，ａ’は、
磁気センサ検出素子２２の磁気コア２２ａの両端に集磁
部材２４が取り付けられていることから、感度が高くな
ることにより、Ｓ／Ｎ比が向上することになる。

【００３７】これにより、自動車Ｍから交通量計測装置
１０までの距離Ｌに対する出力信号ａ，ａ’のＳ／Ｎ比
は、図９に示すように、従来の集磁部材のない磁気セン
サ装置を使用した場合と比較して、大幅に改善されてい
ることが分かる。これによれば、従来の集磁部材のない
磁気センサ装置の場合、Ｓ／Ｎ比が約１０ｄＢ以下にな
る検出限界は約２ｍであったが、本発明による集磁部材
２４を備えた磁気センサ装置１１，１２の場合、検出限
界は約８ｍになる。これに対して、上述した自動車Ｍか
ら交通量計測装置１０までの距離Ｌは、一般的には１乃
至４ｍ程度であることから、本発明による交通量計測装
置１０によって、自動車Ｍの走行時の磁力線の変化を十
分に且つ確実に検出することができる。尚、上記距離Ｌ
を２ｍとした場合、従来の磁気センサ装置によれば、Ｓ
／Ｎ比が約１０ｄＢであるが、本発明による交通量計測
装置１０における磁気センサ装置１１，１２において
は、約２０ｄＢのＳ／Ｎ比が得られることになる。

【００３８】このようにして、制御回路１３が、各高感
度磁気センサ装置１１，１２からの出力信号ａ，ａ’に
基づいて、自動車Ｍの走行（通過）による出力信号ａ，
ａ’の変化から、当該自動車Ｍの速度成分情報及び車長
成分情報を検出し、ＬＣＤ表示部１３ｂに表示すると共
に、当該自動車Ｍの走行速度及び車長を演算して、収集
データとして、ＲＡＭ１３ｄに記憶させ、さらに自動車
Ｍのカウントを行なう。その後、必要に応じて、制御回
路１３は、マイコン１３ａによりＲＡＭ１３ｄから収集
データを読み出して、インターフェースＩ／Ｆを介して
外部に出力する。

【００３９】ここで、交通量計測装置１０における各高
感度磁気センサ装置１１，１２の間隔Ｗは、長い程検出
精度が向上することになり、例えばＷ＝１．０ｍとする
と、速度成分時間は、走行速度が時速４０ｋｍのとき、
９０ｍ秒となり、数ｍ秒の検出誤差は測定値に対して１
０％以下となり、図１６の実際値及び計測値の相関グラ
フにおいて、○印で示すようになる。

【００４０】図１０は、上述した交通量計測装置１０に
よる実測波形を示している。図１０において、交通量計
測装置１０の各高感度磁気センサ装置１１，１２の出力
信号ａ及びａ’が示されており、自動車が交通量計測装
置１０に接近し通過する度に、順次出力信号ａ及びａ’
が変化する。そして、制御回路１３が、この波形変化に
基づいて、Ｎ，Ｎ＋１，・・・，Ｎ＋２，Ｎ＋３，Ｎ＋
４，Ｎ＋５台目の自動車を、それぞれ検出し、台数をカ
ウントすると共に、各波形により、当該自動車の走行成
分情報及び車長成分情報を検出し、演算により走行速度
及び車長を得ることになる。

【００４１】ところで、自動車Ｍとしては、車長が約
２．５ｍと短いものもあり、また車間距離が２ｍ以下の
場合もあることから、各自動車Ｍを個々に区別して検出
するためには、自動車の走行速度制限が時速４０乃至６
０ｋｍの一般道路においては、上記間隔Ｗは、約１ｍ程
度に設定することが好ましい。また、時速３０ｋｍ以下
の低速道路においては、間隔Ｗは、約５０ｃｍ程度に、
さらに時速１００ｋｍ前後の高速道路においては、間隔
Ｗは、約２ｍ程度に設定することが好ましい。

【００４２】図１１は、本発明による交通量計測装置の
第二の実施形態を示している。図１１において、交通量
計測装置３０は、図１及び図６に示した交通量計測装置
１０とほぼ同様に構成されており、等間隔で配置された
複数個（図示の場合、Ｎ個）の高感度磁気センサ装置３
１，３２，３３，・・・，３Ｎを備えている点で異なる
構成になっている。この場合、自動車が接近したとき、
各高感度磁気センサ装置３１，３２，３３，・・・，３
Ｎからの出力信号は、図１２に示すようになり、制御回
路１３が、各高感度磁気センサ装置３１，３２，３３，
・・・，３Ｎからの出力信号を相互に比較して、多重平
均化処理することにより、ノイズ成分が１／Ｎに低減さ
れることになり、信号波形からノイズ波形を実質的に取
除いて、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。従って、
Ｓ／Ｎ比が低い場合、即ち検出距離Ｌが比較的長い場合
であっても、自動車の速度及び車長を確実に検出するこ
とができる。

【００４３】さらに、制御回路１３が、各高感度磁気セ
ンサ装置３１，３２，３３，・・・，３Ｎからの出力信
号を相互に比較して、速度成分時間Ｓ１，Ｓ２，・・
・，Ｓｎが理論的には整数倍であることに基づいて、平
均化処理することにより、演算する走行速度及び車長の
検出精度が向上することになる。例えば、自動車の走行
速度が時速１００ｋｍ程度である場合、上記間隔Ｗ＝
０．５ｍで、Ｎを６乃至１０とすることにより、検出距
離Ｌが長くても、自動車の速度及び車長を確実に検出す
ることができる。

【００４４】上述した実施形態においては、交通量計測
装置１０，３０は、道路の縁石の上面に取り付けられて
いるが、これに限らず、道路の走行車線の上方に配置す
るようにしてもよいことは明らかである。この場合、交
通量計測装置１０，３０が小型であることから、道路の
走行車線の上方に配設された既設の構造物、例えば案内
標識，歩道橋等に取り付けることも可能であり、設置費
用が大幅に削減され得ることになる。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の高感度磁気
センサ装置によれば、上記駆動回路及び検出回路が、磁
気センサ検出素子の近傍に配置されていることにより、
磁気センサ検出素子からの検出出力が近傍の検出回路に
入力され増幅されるので、微弱な検出出力が周辺の磁界
から受ける影響を低減することができ、高精度の検出を
行なうことができる。また、磁気センサ検出素子と磁気
結合された強磁性体から成る集磁部材を備えていること
により、集磁部材がない場合と比較して、磁気センサ検
出素子の検出出力が約三倍となる。従って、磁気センサ
検出素子が受動素子であることから、実質的にＳ／Ｎ比
が三倍程度向上することになる。さらに、ケースが、磁
気センサ検出素子，集磁部材，駆動回路及び検出回路を
密閉しているので、例えば高感度磁気センサ装置を走行
車線の上方や路側等の屋外に設置しても、内部が浸水し
てしまうようなことがない。

【００４６】また、本発明による交通量計測装置によれ
ば、走行車線の上方または路側に配設することにより、
走行車線を自動車が走行する際に、自動車から立体的に
放射される磁力線を、各高感度磁気センサにより順次に
検出し、その検出出力を増幅した後、制御回路が、これ
らの検出出力に基づいて、各自動車の走行速度，車長情
報及び台数を計測することができる。この場合、外装ケ
ースを例えば接着剤，粘着テープや固定ネジを使用する
ことにより、走行車線の上方位置に容易に取り付けるこ
とができ、また走行車線の路側の例えば縁石に容易に取
り付けることができる。従って、例えば埋込み方式の交
通量計測装置と比較して、設置工事が容易となり、設置
工事のためのコストが大幅に低減され得ると共に、埋設
工事のための交通遮断の必要がない。そして、高感度磁
気センサ装置を使用することにより、走行車線の上方や
路側においても、自動車の走行による磁力線の変化を、
高感度で確実に、しかも高Ｓ／Ｎ比で検出することがで
きるので、走行する自動車の走行速度，車長情報及び台
数を高精度で検出することが可能である。さらに、全体
が非磁性体剛性材料からなるケースにより覆われている
ので、例えば路側に設置されていて、自動車等が何らか
の理由により本交通量計測装置に乗り上げたとしても、
交通量計測装置が破壊してしまうようなことはない。

【００４７】このようにして、本発明によれば、簡単な
設置工事により、屋外の苛酷な環境条件に耐え得ると共
に、どんな天候でも昼夜問わず使用可能であり、光ビー
ム方式のような逆光時に誤動作するようなことのない交
通量計測装置及びこれに使用する高感度磁気センサ装置
が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高感度磁気センサ装置を組み込ん
だ交通量計測装置の第一の実施形態を示す概略斜視図で
ある。

【図２】図１の交通量計測装置に組み込まれた高感度磁
気センサ装置の構成を示す概略斜視図である。

【図３】図２の高感度磁気センサ装置の電気的構成を示
す回路図である。

【図４】図２の高感度磁気センサ装置における磁気セン
サ検出素子の磁気感度特性を示すグラフである。

【図５】図２の高感度磁気センサ装置の出力信号の波形
を示すグラフである。

【図６】図１の交通量計測装置の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図７】図１の交通量計測装置の道路への設置状態を示
す概略平面図である。

【図８】道路を走行する自動車が放射する磁力線を示す
概略側面図である。

【図９】図２の高感度磁気センサ装置による検出距離と
測定値のＳ／Ｎ比との関係を示すグラフである。

【図１０】図７の交通量計測装置による各高感度磁気セ
ンサ装置の出力信号の実測波形を示すグラフである。

【図１１】本発明による交通量計測装置の第二の実施形
態の電気的構成を示すブロック図である。

【図１２】図１１の交通量計測装置による各高感度磁気
センサ装置の出力信号の波形を示すグラフである。

【図１３】従来の埋込み方式の交通量計測装置を示す概
略図である。

【図１４】図１３の交通量計測装置における磁気センサ
装置を示す概略図である。

【図１５】図１３の交通量計測装置における磁気センサ
装置の出力信号の波形を示すグラフである。

【図１６】図１３の交通量計測装置における自動車の走
行速度の実際値と測定値の相関を示すグラフである。

【符号の説明】

１０交通量計測装置１１，１２高感度磁気センサ装置１３制御回路１４外装ケース２１駆動回路２２磁気センサ検出素子２３検出回路２４集磁部材２５ケース３０交通量計測装置３１，３２，・・・，３Ｎ高感度磁気センサ装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１０月３１日（２００１．１０．
３１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

【図８】

【図１３】

【図１４】

【図３】

【図６】

【図７】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１５】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AC07 AD01 BA03 BA05 5H180 AA01 BB04 CC12 CC17 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動回路により駆動される磁気センサ検
出素子と、磁気センサ検出素子の出力を増幅する検出回
路と、を含んでいる磁気センサ装置において、上記駆動回路及び検出回路が、磁気センサ検出素子の近
傍に配置されていて、さらに磁気センサ検出素子と磁気結合された強磁性体か
ら成る集磁部材と、上記磁気センサ検出素子，集磁部材，駆動回路及び検出
回路を密閉するケースと、を備えていることを特徴とす
る、高感度磁気センサ装置。
【請求項２】検出方向を整列させて所定の間隔で配置
された少なくとも二つの高感度磁気センサ装置と、各高
感度磁気センサ装置からの出力信号に基づいて、各出力
信号の変化により自動車の走行台数を計測し、各自動車
の走行速度及び車長情報を収集する制御回路と、これら
の各高感度磁気センサ装置及び制御回路を包囲する非磁
性体剛性材料から成る外装ケースと、を含んでいて、道路の走行車線の上方または路側に配設されており、上記各高感度磁気センサ装置が、駆動回路により駆動さ
れる磁気センサ検出素子と、磁気センサ検出素子の出力
を増幅する検出回路と、磁気センサ検出素子と磁気結合
された強磁性体から成る集磁部材と、上記磁気センサ検
出素子，集磁部材，駆動回路及び検出回路を密閉するケ
ースと、を備えており、上記駆動回路及び検出回路が、
磁気センサ検出素子の近傍に配置されている、ことを特
徴とする、交通量計測装置。