JP2007233837A - 移動物体計測システムおよび移動物体計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動経路を通過する移動物体をより正確に計数することができる移動物体計測システムおよび移動物体計測方法を提供する。
【解決手段】道路の側方に設けられる主検出ユニット１Ａ、１Ｂ、および副検出ユニット３Ａ、３Ｂには、赤外線距離センサが設けられている。赤外線距離センサは反射位置までの距離を検出するので、車両の速度、大きさ等の影響を受けない。このため、赤外線距離センサから得られる信号に基づいて、道路を通過する車両を正確に計数することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動物体計測システムおよび移動物体計測方法に係り、特に、赤外線距離センサを用いて移動経路を通過する移動物体を精度良く計数する技術に関する。

移動経路を通行する人や車両等の移動物体を計数することは、従来から行われている。具体的には、道路交通センサス等の交通量調査において、車両が道路を通過する台数が計測されており、交通量のデータとして収集されている。従来、交通量調査のほとんどは人手による観測であるため、コストがかかる上に、長時間にわたる調査は困難であり、データの精度も高くない。また、一部において「簡易トラフィックカウンタ」と呼ばれる機器を用いた調査が行われている。簡易トラフィックカウンタは、磁気センサを車道の中央に敷設または埋設し、車両が通過することによる地磁気の変化を磁気センサが検出することで交通量を計測する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−７６１１９号公報

しかしながら、従来例の場合には次のような問題がある。地磁気の変化の度合いは、その上を通過する車両の大きさ、速度、積荷の内容、車両自体が帯びている磁気、隣接する車線を通る車両によって異なる。よって、磁気センサの検出結果は複雑な波形を呈し、この波形から車両が通過したことを判別することは容易ではない。さらに、車両の速度が著しく遅いと車両を判別することが極めて困難になる。このため、簡易トラフィックカウンタによって計数された結果は、正確ではなく誤差が生じてしまうという不都合がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、移動経路を通過する移動物体をより正確に計数することができる移動物体計測システムおよび移動物体計測方法を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、移動経路を通過する移動物体を計測する移動物体計測システムにおいて、移動経路に向けて赤外線を照射するとともに反射した赤外線を受光し、その反射位置までの距離に応じた信号を出力する赤外線距離センサと、前記信号に基づいて、前記赤外線距離センサの検知範囲において移動物体の有無を判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果に基づいて移動経路を通過した移動物体を計数する計数手段と、を備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、赤外線距離センサは赤外線距離センサから反射位置までの距離を検出するので、赤外線距離センサから出力される信号は、移動物体の速度、大きさ等の影響を受けない。よって、判別手段は、容易かつ正確に移動物体であるか否かを判別することができる。さらに、計数手段は、判別手段の判別結果に基づいて移動物体を計数するので、正確な計数を行うことができる。

本発明において、前記赤外線距離センサは、移動経路の上方、または側方に設けられていることが好ましい（請求項２）。赤外線距離センサの設置、撤去の際、移動物体の移動を妨げることがないので、設置、撤去の作業を簡便に行うことができる。

本発明において、移動経路は屋外であり、前記赤外線距離センサは、屋外に設けられていることが好ましい（請求項３）。赤外線の特性から、赤外線距離センサの検出精度は屋外であっても落ちない。

本発明において、前記判別手段は、前記信号を所定の閾値と比較することで判別することが好ましい（請求項４）。閾値に応じた所定の範囲内を通過するもののみを、移動物体と判別することができる。

本発明において、前記判別手段は、前記信号の値が前記閾値で区分される複数の範囲のうち第１範囲内にあるときに、移動物体が有ると判別するものであって、前記信号の値が前記第１範囲内から前記第１範囲を超えて変化する場合、前記第１範囲を超えた時点から所定の期間が経過するまでに前記信号の値が前記第１範囲内に復帰したときは、前記第１範囲を超える変化を無視することが好ましい（請求項５）。移動物体の形状が特殊であっても、１つの移動物体を複数の移動物体と誤って判別することを防止することができる。

本発明において、移動物体は車両であり、移動経路は道路であることが好ましい（請求項６）。道路を通過する車両を正確に計数することができる。

本発明において、前記赤外線距離センサは赤外線を斜め下方向に向けて照射することが好ましい（請求項７）。赤外線の検知範囲を、たとえば、１車線分等に限定することができる。

本発明において、前記赤外線距離センサは複数個であって、それぞれ道路に沿って所定の間隔をおいて設けられ、さらに、前記判別結果と前記所定の間隔とに基づいて、車両の速度および長さの少なくともいずれか一方を算出する算出手段を備えていることが好ましい（請求項８）。複数の赤外線距離センサを道路に沿って配置することで、車両の速度と長さについても、計測することができる。

本発明において、前記赤外線距離センサは複数個であって、それぞれ道路の側方に高さを変えて設けられ、さらに、前記判別結果と各赤外線距離センサの高さとに基づいて、車両の高さを推定する車高推定手段を備えていることが好ましい（請求項９）。複数の赤外線距離センサを高さを変えて配置することで、車両の高さを推定できる。

本発明において、前記赤外線距離センサは複数の角度で赤外線を照射し、さらに、前記判別結果と各赤外線距離センサの照射方向に基づいて、車両の高さを推定する車高推定手段を備えていることが好ましい（請求項１０）。１つの赤外線距離センサであっても複数の角度で赤外線を照射させることで、車高を推定できる。

本発明において、前記赤外線距離センサから出力される信号は、無線通信によって前記判別手段に送信されることが好ましい（請求項１１）。道路の一方側に赤外線距離センサが設けられ、他方側に判別手段が設けられる場合であっても、赤外線距離センサの信号を無線で送信するので、道路を横断してケーブル等を敷設することを要しない。

本発明において、太陽光を受光して電力を発生する太陽電池と、前記太陽電池から得られた電力を蓄積し、かつ、蓄積した電力を少なくとも前記赤外線距離センサに供給する電気二重層コンデンサと、をさらに備えていることが好ましい（請求項１２）。

また、請求項１３に記載の発明は、移動経路を通過する移動物体を計測する移動物体計測方法において、移動経路に向けて赤外線を照射するとともに反射した赤外線を受光することで、その反射位置を検出し、検出された前記反射位置に基づいて、赤外線の照射範囲における移動物体の有無を判別し、判別された結果に基づいて移動経路を通過した移動物体を計数することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１３に記載の発明によれば、赤外線距離センサは赤外線距離センサから反射位置までの距離を検出するので、赤外線距離センサから出力される信号は、移動物体の速度、大きさ等の影響を受けない。よって、容易かつ正確に移動物体であるか否かを判別することができる。さらに、移動物体を正確に計数することができる。

この発明に係る移動物体計測システムによれば、赤外線距離センサは赤外線距離センサから反射位置までの距離を検出するので、赤外線距離センサから出力される信号は、移動物体の速度、大きさ等の影響を受けない。よって、判別手段は、容易かつ正確に移動物体であるか否かを判別することができる。さらに、計数手段は、判別手段の判別結果に基づいて移動物体を計数するので、正確な計数を行うことができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、この発明の移動物体計測システムの一実施例である車両計測システムの設置例を示す斜視図であり、図２は、実施例１に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。

実施例１に係る車両計測システムは、移動物体として道路を通行する車両を計測する。説明の便宜上、道路は、センターラインＣの両側に車線Ｌ１と車線Ｌ２が形成されており、車線Ｌ１、Ｌ２の外側の路側にはガードレールＧ１、Ｇ２が設けられているものとする。実施例１に係る車両計測システムは、主検出ユニット１Ａおよび副検出ユニット３Ａと、主検出ユニット１Ｂおよび副検出ユニット３Ｂと、処理ユニット５とを備えている。主検出ユニット１Ａおよび副検出ユニット３Ａは、それぞれガードレールＧ１に着脱可能に取り付けられており、両者はケーブル７Ａによって接続されている。同様に、主検出ユニット１Ｂおよび副検出ユニット３Ｂは、対向するガードレールＧ２に着脱可能に取り付けられ、ケーブル７Ｂによって相互に接続されている。なお、主検出ユニット１Ａ、１Ｂは設置位置が異なる点以外は同じ構成であり、副検出ユニット３Ａ、３Ｂも設置位置以外は同じ構成である。よって、特に区別する必要のないときは、それぞれ主検出ユニット１、副検出ユニット３と総称する。

主検出ユニット１および副検出ユニット３とについて説明する。主検出ユニット１Ａは、赤外線距離センサＳ_1Aと、無線送信部１０Ａと、電源部１２Ａと、タイマー１３Ａとを含んで構成されている。副検出ユニット３Ａは、赤外線距離センサＳ_3Aを含んで構成されている。電源部１２Ａは、タイマ−１３Ａによって設定される所定の期間において、各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aに電力を供給する。各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aは、それぞれ道路に向けて赤外線を照射するような姿勢で設けられている。そして、電力が供給されると、それぞれ赤外線を照射するとともに反射した赤外線を受光し、その反射位置までの距離に応じた信号を出力する。無線送信部１０Ａは、各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aから出力された信号を無線で外部に送信する。主検出ユニット１Ａと副検出ユニット３Ａとを接続するケーブル７Ａは、電源部１２Ａから放電される電力と、各赤外線センサＳ_3Aから出力された信号を伝送する。なお、ケーブル７Ａは、電力用と信号用で分けて設けられている。

同様に、主検出ユニット１Ｂは、赤外線距離センサＳ_1Bと、無線送信部１０Ｂと、電源部１２Ｂと、タイマー１３Ｂとを含んで構成されており、副検出ユニット３Ｂは、赤外線距離センサＳ_3Bを含んで構成されている。各赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_1B、Ｓ_3A、Ｓ_3Bは同じものである（各赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_1B、Ｓ_3A、Ｓ_3Bを特に区別する必要がないときは、これらを赤外線距離センサＳと総称する）。

ここで、電源部１２とタイマー１３について説明する。電源部１２は、発電手段である太陽電池と２次電池である電気二重層コンデンサを含んでいる（いずれも図示省略）。また、太陽電池と電気二重層コンデンサとの間には充電回路が設けられている。電気二重層コンデンサと赤外線距離センサＳとの間には放電回路が設けられている。この放電回路はタイマー１３によって操作される。太陽電池は、太陽光を受光して電力を発生する。発生された電力は、充電回路を通じて電気二重層コンデンサに蓄積される。タイマ−１３は、放電回路を操作して、予め設定された所定の時間にわたって赤外線距離センサＳと電気２重層コンデンサを短絡させる。これにより、電気二重層コンデンサに蓄積された電力は、赤外線距離センサＳに供給される（起動状態）。また、所定の時間が経過すると、タイマー１３は放電回路を操作して、電気二重層コンデンサから赤外線距離センサＳへの給電を停止する（スリープ状態）。なお、タイマー１３の設定は、時分から月日まで任意のスケジュールを適宜に設定変更することができる。

次に、図３を参照して赤外線距離センサＳについて詳細に説明する。図３は赤外線距離センサの原理を模式的に示す断面図である。赤外線距離センサＳは、赤外線を照射する発光素子１５および反射した赤外線を受光する受光素子１６と、これら発光素子１５が照射した赤外線が透過する投光レンズ１７と、受光素子１６が受光する赤外線を透過させる受光レンズ１８とを備えている。ここで、発光素子１５から照射された赤外線は点Ｐ１で投光レンズ１７を透過し、赤外線センサＳ（投光レンズ１７）から距離Ｄだけ離れた反射位置Ｒで反射するものとする。さらに、反射した赤外線が点Ｑ１で受光レンズ１８を透過し、点Ｑ２で受光素子１６に入射するものとする。また、図３において点Ｐ２は点Ｑ１から受光素子１６に直角に下ろした点とする。この場合、点Ｐ１、反射位置Ｒ、点Ｑ１を頂点とする直角三角形と、点Ｐ２、点Ｑ１、点Ｑ２を頂点とする直角三角形とは相似形となる。すなわち、距離Ｄと点Ｑ２の位置とは一定の関係にある。赤外線距離センサＳは受光素子１６から点Ｑ２の位置に応じたセンサ出力信号を出力するため、赤外線距離センサＳから得られるセンサ出力信号は距離Ｄに応じた値となる。たとえば、赤外線距離センサＳの信号値と反射位置Ｒまでの距離Ｄは、図４に示すような関係となる。

図５（ａ）は赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図であり、図５（ｂ）はその平面図である。図示するように、赤外線距離センサＳは俯角をつけて（斜め下方向に向けて）道路方向に赤外線を照射する。この場合、赤外線距離センサＳの検知範囲は、赤外線距離センサＳが設けられている位置から赤外線が路面に到達する位置までであり、路面に到達した位置より遠い範囲では検出不能となる。図５では、道路両側の各赤外線検出センサＳから見てそれぞれ手前の１車線のみが検知範囲となる。よって、車両Ｍが車線Ｌ２を通行するとき、主検出ユニット1Ｂ（副検出ユニット３Ｂ）に配備される赤外線距離センサＳ_1B（Ｓ_3B）によって車両Ｍが検知されるが、主検出ユニット1Ａ（副検出ユニット３Ａ）に配備される赤外線距離センサＳ_1A（Ｓ_3A）によって車両Ｍは検知されない。また、図５（ｂ）に図示するように、赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3A、および、赤外線距離センサＳ_1B、Ｓ_3Bは、それぞれ所定の間隔Ｋを置いて設けられている。

主検出ユニット１には、図示を省略したがさらに、赤外線距離センサＳ_1A（Ｓ_1B）と赤外線距離センサＳ_3A（Ｓ_3B）とから出力される各センサ出力信号を電圧信号に変えるためのアンプ回路と、電圧信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル化されたデータ（以下、「距離データ」と呼ぶ）を記憶する記憶部と、これらを統括的に制御し時系列にデータ管理を行うとともに、赤外線距離センサＳ_1A（Ｓ_1B）と赤外線距離センサＳ_3A（Ｓ_3B）との同期をとるＣＰＵ装置等と電源とを備えている。そして、無線送信部１０Ａ、１０Ｂは、記憶部に記憶された距離データを送信する。なお、距離データとセンサ出力信号とは、情報の形式が単に異なるのみであり、情報の内容は同じである。本明細書においては、距離データおよびセンサ出力信号を「信号」と総称して記載する。また、距離データとセンサ出力信号とは、いずれもこの発明における信号に相当する。

処理ユニット５について説明する。図２に示すように、処理ユニット５は、主検出ユニット１から送信される距離データを受信する無線受信部２１と、受信した距離データに基づいて、所定の演算処理を行うデータ処理部２３と、データ処理部２３から得られる結果を、ネットワークを介して送信する通信部２５とに分けられる。データ処理部２３は、さらに、赤外線センサＳの検知範囲において車両Ｍの有無を判別する判別部３１と、判別部３１の判別結果に基づいて、道路を通過した車両Ｍの台数を計数する計数部３３と、判別部３１の判別結果と赤外線検出センサＳ_1A、Ｓ_3A（または赤外線検出センサＳ_1B、Ｓ_3B）の間隔Kに基づいて、道路を通過した車両Ｍの速度と長さを算出する車速車長算出部３５とを有する。なお、データ処理部２３は、プログラムを読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、各種情報を記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）や固定ディスク等の記憶媒体等で構成される。また、この記憶媒体には、判別部３１が参照する閾値や、車速車長算出部３５が用いる、間隔Ｋが予め設定されている。車速車長算出部３５は、この発明における算出手段に相当する。

次に、実施例１に係る車両計測システムの動作について説明する。ここでは、各赤外線距離センサＳに電源部１２から給電されているものとする。

各赤外線距離センサＳは赤外線を照射する。各赤外線距離センサＳの検知範囲に車両Ｍが有るとき、車両Ｍは照射された赤外線を反射する。赤外線距離センサＳは反射した赤外線を受光し、赤外線の反射位置Ｒまでの距離Ｄに応じたセンサ出力信号を出力する。また、検知範囲に車両Ｍが無い場合は、照射した赤外線は反射されることなく路面まで到達し、赤外線距離センサＳは赤外線の反射をほとんど受光できない。

赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3Aから出力されたセンサ出力信号は、主検出ユニット１Ａ内において、アンプ回路とＡ／Ｄ変換器によって距離データに変換されて記憶部に記憶される。無線送信部１０Ａは、所定期間（たとえば、１０秒）内に得られた距離データをまとめて、処理ユニット５に送信する。

同様に、赤外線距離センサＳ_1B、Ｓ_3Bから出力されたセンサ出力信号は、主検出ユニット１Ｂ内で距離データに変換され、無線送信部１０Ｂから処理ユニット５に無線で送信される。

処理ユニット５の無線受信部２１が距離データを受信すると、まず判別部３１に渡される。判別部３１は、図示省略の記憶媒体に予め記憶されている閾値Ｅと距離データとを比較して車両Ｍの有無を判別する。本実施例では、距離データが閾値Ｅ以上であるときは車両「有」と判別する。また、距離データが閾値Ｅ未満のときは原則として車両「無」と判別する。ただし、距離データが閾値Ｅ以上の値から閾値Ｅ未満の値に変化した場合であって、所定のディレイ時間Ｔｄが経過するまでに距離データが閾値Ｅ以上の値に復帰したときは、閾値Ｅ未満への変化を無視して、距離データが閾値Ｅ以上であったものとみなして判別する。ここで、ディレイ時間Ｔｄも予め図示省略の記憶媒体に設定されている。なお、距離データは、同じ期間について赤外線距離センサＳごとに得られるので、合計４個の距離データについてそれぞれ上述した判別を行う。

図６（ａ）は、距離データの一例を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の距離データに基づいて、車両の有無を判別した結果の模式図である。図６（ａ）において、距離データが閾値Ｅ以上の範囲内にあるときは時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ３〜Ｔ４、時刻ｔ５〜ｔ６である。したがって、これらの期間は車両「有」と判別される。

また、距離データが閾値Ｅ未満の範囲内にあるときは、時刻ｔ０〜ｔ１、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ４〜ｔ５、時刻ｔ６〜ｔ７である。さらに、距離データが閾値Ｅ以上の値から閾値Ｅ未満の値に変化する時は、時刻ｔ２と時刻ｔ４と時刻ｔ６である。このうち、時刻ｔ２の後、ディレイ時間Ｔｄが経過する前である時刻ｔ３において距離データが閾値Ｅ以上の値に復帰しているので、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、距離データが閾値Ｅ以上であったものとみなして、車両「有」と判別する。他方、時刻ｔ４、ｔ６の後、ディレイ時間Ｔｄが経過するまで距離データが閾値Ｅ以上の値に復帰していないので、時刻ｔ４、時刻ｔ６の時点から車両「無」と判別する。

このように、ディレイ時間Ｔｄを用いて車両Ｍの有無の判別を行うことで、牽引する車両（トラクタ）と牽引される車両（トレーラー）とに分離された構造の特殊車両のように、赤外線を反射しない間隙が形成されている車両であっても、車両の有無を誤って判別することがない。

計数部３３は、判別部３１の判別結果に基づいて、道路を通過した車両Ｍの台数を計数する。具体的には、図６（ｂ）で示した判別結果において、車両「無」から車両「有」への変更回数（時刻ｔ１、ｔ５の２回）、あるいは、車両「有」から車両「無」への変更回数（時刻ｔ４、時刻ｔ６の２回）を計数することで行う。

なお、計数部３３の処理は、各車線Ｌ１、Ｌ２について一度行えばよい。したがって、本実施例のように、同一の車線Ｌ１に複数の赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3Aが有る場合は、いずれか一方の赤外線距離センサに応じた判別結果に基づいて計数処理を行えば足りる。

さらに、計数部３３は、車両「有」または車両「無」の状態が十分長い期間、継続している場合には、他方の赤外線距離センサに応じた判別結果に切り換えて、計数処理を行う。すなわち、赤外線距離センサＳが故障する場合や、赤外線の照射方向が意図しない方向に変化してしまう場合や、赤外線距離センサＳに飛散物等が付着することで赤外線を照射、受光不能となる場合がある。このような場合、判別結果は車両「有」または車両「無」の状態が続く傾向がある。そこで、計数部３３は、判別結果が車両「有」または車両「無」の状態で一定期間以上継続したときには、同一の車線Ｌ１（Ｌ２）に設けられる他方の赤外線距離センサＳに応じた判別結果に切り換えることで、より正しい計数処理を行うように構成されている。

車速車長算出部３５は、判別部３１の判別結果と主検出ユニット１および副検出ユニット３との間隔Ｋに基づいて、道路を通過した車両Ｍの速さと長さを算出する。車両Ｍの速さは、同一車線Ｌ１に沿って設けられる赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3A（または赤外線検出センサＳ_1B、Ｓ_3B）に応じた各判別結果の時間的なずれで、赤外線検出センサＳ_1A、Ｓ_3A（または赤外線検出センサＳ_1B、Ｓ_3B）の間隔Ｋを除して得る。また、車両Ｍの長さは、算出した車両Ｍの速度と、車両「有」と判別されている期間とを乗じて得る。

図７（ａ）、（ｂ）は、車線Ｌ１に１台の車両Ｍが通過した場合を例にとり、このときに得られる赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3Aに応じた判別結果の一例を示す。図７（ａ）に示すように、赤外線距離センサＳ_1Aに応じた判別結果では、車両「無」から「有」への変更は時刻ｔ１である。また、図７（ｂ）に示すように、赤外線距離センサＳ_3Aに応じた判別結果では、車両「無」から「有」への変更は時刻ｔ２である。両者の時間差Ｔ１は、車両Ｍが赤外線距離センサＳ_1Aの検知範囲から赤外線距離センサＳ_3Aに移動するのに要した時間である。よって、時間差Ｔ１を赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3Aの間隔Ｋで除した値が、車両Ｍの速度となる。また、図７（ａ）に示すように、赤外線距離センサＳ_1Aに応じた判別結果から、車両「有」の状態が時刻ｔ１〜時刻ｔ３までの期間Ｔ２の間、継続している。よって、車両Ｍの長さは、算出された車両Ｍの速度と期間Ｔ２との積となる。また、図７（ｂ）に示すように、赤外線距離センサＳ_3Aに応じた判別結果から、車両「有」の状態が時刻ｔ２〜時刻ｔ４までの期間Ｔ３の間、継続しているので、車両Ｍの長さを、算出された車両Ｍの速度と期間Ｔ３との積としてもよい。

通信部２５は、計数部３３および車速車長算出部３５から得られた台数、車速、車長の計測結果を、ネットワークを介して外部へ送信する。

このように、実施例１に係る車両計測システムによれば、反射位置Ｒまでの距離Ｄに応じた赤外線距離センサＳを備えているので、センサ出力信号（距離データ）の振幅は反射位置Ｒまでの距離Ｄに応じたものであって、車両Ｍの大きさや車両の速度に関係ない。したがって、如何なる車両Ｍが通行しようとも、また、車両Ｍの速度が渋滞等によって極めて低速であっても、略同一形状（方形）の波形を得ることができる。このため、複雑な波形解析を要することなく、閾値Ｅと比較することによって簡便に車両Ｍの有無を判別することができる。

また、赤外線距離センサＳは、俯角をつけて赤外線を照射するので、検知範囲を手前１車線に限定することができ、その他の車線を通行する車両Ｍの影響を排除することができる。この結果、車両Ｍの検出精度をさらに向上させることができる。

主検出ユニット１および副検出ユニット３を道路の側方に配備するので、その設置、撤去の際に車道を交通規制する必要がなく、作業の安全性が確保される。また、ガードレールＧ１、Ｇ２等に支持するのみであるので、少人数で簡単に設置できる。

また、判別部３１は、ディレイ時間Ｔｄを用いて、車両「無」の判別を行うことで、車両Ｍに赤外線を反射しない間隙が形成されている場合であっても、車両Ｍの有無を誤って判別することがない。

また、計数部３３は、車両「有」または車両「無」の状態が十分長い期間、継続している場合には、他方の赤外線距離センサに応じた判別結果に切り換えて、計数処理を行うように構成されているので、一方の赤外線距離センサが故障した場合であっても、計数処理を行うことができる。

また、同一車線Ｌ１（Ｌ２）に沿って２個の赤外線距離センサＳを備えているので、車速車長算出部３５は、容易に車両Ｍの速度と長さを算出することができる。

また、無線送信部１０は、所定期間に得られた距離データをまとめて処理ユニット５に送信するので、無線送信部１０の稼働率を下げて主検出ユニット１の消費電力を低減させることができる。

また、主検出ユニット１Ｂと処理ユニット５のように、車道を挟んで両側に配置する場合であっても、無線で距離データを送信するので、道路を横断してケーブル等を敷設する必要がない。よって、簡易に車両計測システムを設置することができる。

処理部５は、複数個の赤外線距離センサＳから出力されるセンサ出力信号に基づく距離データを一元管理するため、拡張性がある。

処理部５は、通信部２５を備えることで、複数の車両計測システムからの計測結果を１箇所に収集することができる。

また、主検出ユニット１は、電源部１２とタイマー１３を備えているので、省電力化を図ることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図８は、この発明の移動物体計測システムの一実施例である車両計測システムの設置例を示す斜視図であり、図９は、実施例２に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、実施例1と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

実施例２に係る車両計測システムは、主検出ユニット１Ａおよび副検出ユニット３Ａと、主検出ユニット１Ｂおよび副検出ユニット３Ｂと、処理ユニット５とを備えている。副検出ユニット３Ａは、主検出ユニット１Ａの上方に設置されており、副検出ユニット３Ｂは主検出ユニット１Ｂの上方に設けられている。

主検出ユニット１Ａは、赤外線距離センサＳ_1Aと、無線送受信部１１Ａと、電源部１２Ａと、電源制御部１４Ａとを含んで構成されている。副検出ユニット３Ａは、赤外線距離センサＳ_3Aを含んで構成されている。無線送受信部１１Ａは、各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aから出力された信号を無線で外部に送信するとともに、各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aによる起動要求またはスリープ要求を受信する。起動要求を受信すると、電源制御部１４Ａは電源部１２Ａを制御して、各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aに電力を供給する（起動状態）。また、スリープ要求を受信すると各赤外線センサＳ_1A、Ｓ_3Aへの電力供給を停止する（スリープ状態）。

図１０は赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図である。主検出ユニット１Ａ、１Ｂに設けられる赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_1Bは俯角をつけて（斜め下方向に向けて）道路方向に赤外線を照射する。また、副検出ユニット３Ａ、３Ｂ内の赤外線距離センサＳ_3A、Ｓ_3Bは、道路の路面から高さｈの位置に配置され、略水平方向に赤外線を照射する。図１０に示すように、車線Ｌ１に車高がｈ未満の車両Ｍｓが有る場合、赤外線距離センサＳ_1Aによって車両Ｍｓが検知されるが、赤外線距離センサＳ_3Aによって車両Ｍｓは検知されない。また、車線Ｌ２に車高がｈ以上の車両Ｍｈが有る場合、赤外線距離センサＳ_1B、Ｓ_3Bのいずれによっても車両Ｍｈが検出される。なお、赤外線距離センサＳ_3Aによっても車両Ｍｈが検出され得る。しかし、反射位置Ｒまでの距離Ｄは十分大きいので、判別部３１において閾値Ｅと比較することにより車両の有無を誤ることはない。

処理ユニット５について説明する。図９に示すように、処理ユニット５は、無線送受信部２２と、データ処理部２３と、通信部２５とを有する。無線送受信部２２は、無線送受信部１１Ａ、１１Ｂから距離データを受信するとともに、無線送受信部１１Ａ、１１Ｂに対して上述した起動要求またはスリープ要求を発行する。データ処理部２３は、判別部３１と計数部３３のほかに、判別部３１の判別結果と赤外線距離センサＳの高さｈとに基づいて車両Ｍの車高を推定する車高推定部３７とを備えている。なお、データ処理部２３を構成する記憶媒体には、車高推定部３７が参照する赤外線距離センサＳ_3A、Ｓ_3Bの高さｈが予め設定されている。

次に、実施例２に係る車両計測システムの動作について、特に車高推定部３７の動作を中心に説明する。ここでは、車線Ｌ１に車高の高い車両Ｍｈが先に通過し、その後に車高の低い車両Ｍｓが通過する場合を例にとって具体的に説明する。この場合において、各赤外線距離センサに応じた判別結果を図１１（ａ）、（ｂ）に模式的に示すとともに、車両の車高の推定結果を図１１（ｃ）に模式的に示す。

図１１（ａ）に示すように、赤外線距離センサＳ_1Aに応じた判別結果が車両「有」であるときは、時刻ｔ１〜ｔ２と時刻ｔ３〜ｔ４の２回である。また、図１１（ｂ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２では赤外線センサＳ_3Aに応じた判別結果が車両「有」である。この場合、その車両Ｍの車高はｈ未満であると推定する。他方、時刻ｔ３〜ｔ４では赤外線センサＳ_3Aに応じた判別結果が車両「無」である。この場合、その車両Ｍの車高はｈ以上であると推定する。

同様に、赤外線距離センサＳ_1Bに応じた判別結果が車両「有」である場合に、赤外線距離センサＳ_3Bに応じた判別結果が車両「有」であるときは、その車両Ｍの車高はｈ以上と推定し、赤外線距離センサＳ_3Bに応じた判別結果が車両「無」であるときは、その車両Ｍの車高はｈ未満と推定する。

このように、実施例２に係る車両計測システムによれば、高さの異なる赤外線距離センサＳ_1A、Ｓ_3Aを備えているので、車高推定部３７は車両Ｍの高さを推定することができる。

また、主検出ユニット１は、電源部１２と電源制御部１４を備えているので、省電力化を図ることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。
図１２は、実施例３に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、実施例1と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

実施例３に係る車両計測システムは、検出処理ユニット７に集約されており、この検出処理ユニット７が道路の側方に設置されている。検出処理ユニット７は、赤外線距離センサＳと判別部３２と計数部３３と通信部２５とを備えている。

図１３は赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図である。赤外線距離センサＳは、検知範囲を車線Ｌ１および車線Ｌ２の２車線となるように、略水平方向に道路に向けて赤外線を照射する。なお、少なくとも車線Ｌ２より遠くで路面に到達するようにすれば、適宜に俯角をつけて赤外線を照射してもよい。赤外線距離センサＳから出力されるセンサ出力信号は、図示省略のアンプ回路とＡ／Ｄ変換器によって距離データに変換されて判別部３２に入力される。

判別部３２は、図示省略の記憶媒体に予め設定されている閾値Ｅ１と閾値Ｅ２とを参照して、赤外線距離センサＳから得られる距離データと閾値Ｅ１、Ｅ２（Ｅ１＞Ｅ２）とを比較する。本実施例では、距離データが閾値Ｅ１以上であるときは、赤外線距離センサＳからより近い車線Ｌ１に車両「有」と判別する。また、距離データが閾値Ｅ１未満であって閾値Ｅ２以上であるときは、赤外線距離センサＳからより遠い車線Ｌ２に車両「有」と判別する。さらに、距離データが閾値Ｅ２未満であるときは、車線Ｌ１、Ｌ２のいずれにも車両「無」と判別する。

図１４（ａ）は距離データの一例を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）はその距離データに基づいて、車両Ｍの有無の判別結果である。図１４（ａ）において、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は距離データが閾値Ｅ１以上であるので、この期間は車線Ｌ１に車両「有」と判別する。また、時刻ｔ３〜ｔ４の期間は距離データが閾値Ｅ１未満であって閾値Ｅ２以上であるので、この期間は車線Ｌ２に車両「有」と判別する。さらに、時刻ｔ０〜ｔ１、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ４〜ｔ５は、閾値Ｅ２未満であるので、車両「無」と判別する。

計数部３３は、判別部３２の判別結果に基づいて、車線Ｌ１、Ｌ２ごとに道路を通過した車両Ｍの台数を計数する。

このように、実施例３に係る車両計測システムによれば、単一の赤外線距離センサＳから出力される信号に基づいて、複数の車線Ｌ１、Ｌ２を通過する車両Ｍを一括して判別することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、移動物体として車両Ｍを計測するシステムであったが、車両Ｍに限られず、その他の物、または人であってもよい。また、上述した各実施例は車道の側方に設置する、すなわち、屋外に設けられるシステムであったが、屋内に設けるシステムとして適用してもよい。

（２）上述した各実施例で説明した赤外線距離センサＳは、反射した赤外線を受光した位置に応じて反射位置Ｒまでの距離Ｄを検出するものであったが、反射位置Ｒまでの距離Ｄを検出できれば、その他の原理の赤外線センサに適宜に変更することができる。

（３）上述した各実施例で説明した赤外線距離センサＳは、道路に直角な方向に赤外線を照射していたが、これに限られない。たとえば、図１５に示すように、平面視、道路に対して斜め方向から赤外線を照射してもよい。

（４）上述した実施例２では、主検出ユニット１内に設けられる赤外線距離センサ_S1A、Ｓ_1Bと、副検出ユニット３内に設けられる赤外線距離センサＳ_3A、Ｓ_3Bとによって、車両Ｍの車高を推定していたが、これに限られない。たとえば、主検出ユニット１内に照射角度を変えた複数個の赤外線距離センサを備えるように構成してもよい。また、赤外線距離センサＳ内に照射角度を変えた複数個の発光素子を備えるように構成してもよい。これにより、図１６に示すように、主検出ユニット１のみで車高を推定するように構成することができる。

（５）上述した各実施例では、主検出ユニット１と副検出ユニット３と検出処理ユニット７は、それぞれガードレールＧ１、Ｇ２に支持する構成であったが、これに限らず、適宜の構造物に支持することが可能である。また、歩道橋等に支持することで、道路の上方に赤外線距離センサＳを配置してもよい。

（６）上述した実施例１、２では、判別部３１は単一の閾値Ｅと距離データとを比較したが、複数個の閾値と比較して車両Ｍの有無を判別するように構成してもよい。

（７）また、上述した実施例１では車速車長算出部３５は、車両Ｍの速度と長さとを算出したが、いずれか一方のみを算出するものであってもよい。

また、実施例１では、車両Ｍの長さを、車両Ｍの速度と、期間Ｔ２または期間Ｔ３との積として算出したが、これに限られない。たとえば、期間Ｔ２と期間Ｔ３の平均値に、車両Ｍの速度を乗じて車両Ｍの長さとしてもよい。これによれば,車両Ｍの速度が各赤外線距離センサＳ間で変化した場合であっても、算出される車両Ｍの長さについて誤差を少なくすることができる。

さらに、車速車長算出部３５は、同一車線Ｌ１（Ｌ２）に配置される各赤外線距離センサＳに応じた判別結果がともに、車両「有」または車両「無」で所定期間以上継続されている場合には、「渋滞」と判断するように構成してもよい。

（８）上述した実施例１では車速車長算出部３５によって車長を算出し、実施例２では車高推定部３７によって車高を推定したが、これらを組み合わせて車長と車高を算出、推定した結果から、車種を特定するように構成してもよい。

（９）上述した実施例１、２では、主検出ユニット１と処理ユニット５とを別体とし、無線で距離データの送受信を行うように構成されていたが、これに限られない。たとえば、主検出ユニット１と処理ユニット５とを一体に構成したものと副検出ユニット３とで車両計測システムを構成し、無線送信部１０、無線送受信部１１および無線受信部２１、無線送受信部２２を省略するように構成してもよい。

（１０）上述した実施例３では、単一の検出処理ユニット７によって車両計測システムが構成されていたが、これに限られない。たとえば、検出処理ユニット７と、赤外線距離センサのみを含む副検出ユニットとを備える構成としてもよい。この場合、検出処理ユニット７と副検出ユニットの間隔は、想定される車両Ｍの最大長さ以上の間隔をおいて配置することが好ましい。これによれば、２台の車両Ｍが重なるように通行した場合であっても、各車両Ｍをそれぞれ計数する可能性を上げることができる。

また、検出処理ユニット７および複数の副検出ユニットを備えることで、車両Ｍが離合した場合であってもより正確に車両Ｍを検出することができる。

実施例１に係る車両計測システムの設置例を示す斜視図である。 実施例１に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。 赤外線距離センサの原理を模式的に示す断面図である。 赤外線距離センサの信号値と反射位置までの距離の関係を模式的に示す図である。 （ａ）は赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図であり、（ｂ）はその平面図である。 （ａ）は、距離データの一例を模式的に示す図であり、（ｂ）はこの距離データに基づく判別結果を示す模式図である。 赤外線距離センサに応じた判別結果を示す模式図である。 実施例２に係る車両計測システムの設置例を示す斜視図である 実施例２に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。 赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ赤外線距離センサに応じた判別結果を示す模式図であり、（ｃ）は車両の車高の推定結果を示す模式図である。 実施例３に係る車両計測システムの概略構成を示すブロック図である。 赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図である。 （ａ）は距離データの一例を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）はその距離データに基づいて得られる、車両の有無の判別結果を示す模式図である。 変形実施例に係る赤外線の照射方向を模式的に示す平面図である。 変形実施例に係る赤外線の照射方向の一例を模式的に示す正面図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ …無線送信部
１１Ａ、１１Ｂ …無線送受信部
１２Ａ、１２Ｂ …電源部
２１ …無線受信部
２２ …無線送受信部
３１ …判別部
３３ …計数部
３５ …車速車長計測部
３７ …車高推定部
Ｓ_1A、Ｓ_1B、Ｓ_3A、Ｓ_3B、Ｓ …赤外線距離センサ
Ｍ …車両
Ｅ、Ｅ１、Ｅ２ …閾値

Claims (13)

1. 移動経路を通過する移動物体を計測する移動物体計測システムにおいて、
   移動経路に向けて赤外線を照射するとともに反射した赤外線を受光し、その反射位置までの距離に応じた信号を出力する赤外線距離センサと、
   前記信号に基づいて、前記赤外線距離センサの検知範囲において移動物体の有無を判別する判別手段と、
   前記判別手段の判別結果に基づいて移動経路を通過した移動物体を計数する計数手段と、
   を備えることを特徴とする移動物体計測システム。
2. 請求項１に記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記赤外線距離センサは、移動経路の上方、または側方に設けられていることを特徴とする移動物体計測システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の移動物体計測システムにおいて、
   移動経路は屋外であり、
   前記赤外線距離センサは、屋外に設けられていることを特徴とする移動物体計測システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記判別手段は、前記信号を所定の閾値と比較することで判別することを特徴とする移動物体計測システム。
5. 請求項４に記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記判別手段は、前記信号の値が前記閾値で区分される複数の範囲のうち第１範囲内にあるときに、移動物体が有ると判別するものであって、
   前記信号の値が前記第１範囲内から前記第１範囲を超えて変化する場合、前記第１範囲を超えた時点から所定の期間が経過するまでに前記信号の値が前記第１範囲内に復帰したときは、前記第１範囲を超える変化を無視することを特徴とする移動物体計測システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の移動物体計測システムにおいて、
   移動物体は車両であり、
   移動経路は道路であることを特徴とする移動物体計測システム。
7. 請求項６に記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記赤外線距離センサは赤外線を斜め下方向に向けて照射することを特徴とする移動物体計測システム。
8. 請求項６または請求項７に記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記赤外線距離センサは複数個であって、それぞれ道路に沿って所定の間隔をおいて設けられ、
   さらに、前記判別結果と前記所定の間隔とに基づいて、車両の速度および長さの少なくともいずれか一方を算出する算出手段を備えていることを特徴とする移動物体計測システム。
9. 請求項６または請求項７に記載の移動物体計測システムにおいて、
   前記赤外線距離センサは複数個であって、それぞれ道路の側方に高さを変えて設けられ、
   さらに、前記判別結果と各赤外線距離センサの高さとに基づいて、車両の高さを推定する車高推定手段を備えていることを特徴とする移動物体計測システム。
10. 請求項６に記載の移動物体計測システムにおいて、
    前記赤外線距離センサは複数の角度で赤外線を照射し、
    さらに、前記判別結果と各赤外線距離センサの照射方向に基づいて、車両の高さを推定する車高推定手段を備えていることを特徴とする移動物体計測システム。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の移動物体計測システムにおいて、
    前記赤外線距離センサから出力される信号は、無線通信によって前記判別手段に送信されることを特徴とする移動物体計測システム。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の移動物体計測システムにおいて、
    太陽光を受光して電力を発生する太陽電池と、
    前記太陽電池から得られた電力を蓄積し、かつ、蓄積した電力を少なくとも前記赤外線距離センサに供給する電気二重層コンデンサと、
    をさらに備えていることを特徴とする移動物体計測システム。
13. 移動経路を通過する移動物体を計測する移動物体計測方法において、
    移動経路に向けて赤外線を照射するとともに反射した赤外線を受光することで、その反射位置を検出し、
    検出された前記反射位置に基づいて、赤外線の照射範囲における移動物体の有無を判別し、
    判別された結果に基づいて移動経路を通過した移動物体を計数することを特徴とする移動物体計測方法。
    
    
    

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