JP2010061463A - Apparatus for determining forward/backward movement of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速道路に設置されるETC等の通行料金の課金を行う自動料金収受システムに用いて好適な車両の前後進判定装置に関する。 The present invention relates to a vehicle forward / reverse determination apparatus suitable for use in an automatic toll collection system that charges a toll such as ETC installed on a highway.
従来の前後進判定は、図10(1)の概略図に示すように、それぞれ2対の投・受光器で構成される車両検知器100,101の出力信号の立ち上がり、立ち下がりのタイミングから判定するようにしている。例えば、図10(2)に示すように、車両の進行方向手前側にある車両検知器100の出力信号S1がオンし、その後、車両の進行方向奥側にある車両検知器101の出力信号S2がオンし、S1がオフ、S2がオフした場合は車両が前進していると判断する。次に、図10(3)に示すように、S2オン、S1オン、S2オフ、S1オフの順序となった場合は、車両が後進していると判断する。また、図10(4)に示すように、S2オン、S1オン、S1オフ、S2オフの順序となった場合は、後進してきた車両が途中で前進したもの(途中前進)と判断する。さらに、図10(5)に示すように、S1オン、S2オン、S2オフ、S1オフの順序となった場合は、前進してきた車両が途中で後進したもの(途中後進)と判断する。
As shown in the schematic diagram of FIG. 10 (1), the conventional forward / reverse determination is determined from the rising and falling timings of the output signals of the
なお、車両の前後進を判定するものではないが、料金所を通過する車両を管理する車両管理方法として、例えば特許文献1で開示された方法がある。この特許文献1で開示された車両管理方法は、光のスクリーンを形成する車両検知器で、前記スクリーンを通過する車両を光で検知し、その検知結果を基に車両の特徴を表すパラメータを算出して、複数の前記車両検知器のそれぞれを通過した車両の同一性を前記パラメータを用いて識別し、この識別結果に基づいて車線に存在する車両を管理するための車両管理情報に必要な修正を加えるようにしている。
In addition, although not determining whether the vehicle is moving forward or backward, as a vehicle management method for managing a vehicle passing through a toll gate, for example, there is a method disclosed in
ところで、高速道路の料金所は、敷地面積が狭く既設機器もあることから設置スペースが小さく、2つの車両検知器を設置することが困難な場合がある。 By the way, the toll booth on the expressway has a small site area and some existing equipment, so the installation space is small and it may be difficult to install two vehicle detectors.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、1対の投光手段と受光手段を有する1つの車両検知器で車両の前進と後進を判定することができる車両の前後進判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle forward / reverse determination device that can determine whether a vehicle is moving forward or backward with a single vehicle detector having a pair of light projecting means and light receiving means. The purpose is to provide.
本発明の車両の前後進判定装置は、投光手段から発せられた光を受光する受光手段を有し、前記投光手段から発せられた光を移動する車両が遮ることによって前記車両を検知して車両検知信号を出力する車両検知手段と、前記車両検知手段から出力された前記車両検知信号から得られるシルエットパターンを用いて前記車両の車頭側及び車尾側の特徴データを取得する特徴データ取得手段と、前記特徴データ取得手段で取得された前記車両の車頭側及び車尾側の特徴データに基づき前記車両の前後進を判定する前後進判定手段と、を備えた。 The vehicle forward / reverse determination device of the present invention has light receiving means for receiving the light emitted from the light projecting means, and detects the vehicle by blocking the vehicle moving the light emitted from the light projecting means. Vehicle detection means for outputting a vehicle detection signal, and feature data acquisition for acquiring feature data on the vehicle head side and vehicle tail side of the vehicle using a silhouette pattern obtained from the vehicle detection signal output from the vehicle detection means And forward / reverse determination means for determining forward / backward travel of the vehicle based on the characteristic data on the front side and the rear side of the vehicle acquired by the characteristic data acquisition means.
この構成によれば、1対の投光手段と受光手段を有する1つの車両検知手段のみで車両の前進と後進を判定することができる。したがって、高速道路の料金所の狭い場所でも容易に設置することができる。 According to this configuration, it is possible to determine whether the vehicle is moving forward or backward with only one vehicle detection means having a pair of light projecting means and light receiving means. Therefore, it can be easily installed even in a narrow place of a tollgate on the highway.
前記受光手段を複数の受光センサを垂直方向に配置した構成とし、複数の受光センサがオン/オフすることによって、車両のシルエットパターンを得る。そして、得られたシルエットパターンを用いて車両の車頭側及び車尾側の特徴データを取得する。この特徴データは、車両の車頭側及び車尾側の車高値であり、また特徴データは、車両の車頭側及び車尾側でのシルエットパターンの凹凸に対応するプロファイルデータである。また、特徴データは、車両の車頭側及び車尾側での前記シルエットパターンのオン回数である。 The light receiving means has a configuration in which a plurality of light receiving sensors are arranged in the vertical direction, and a vehicle silhouette pattern is obtained by turning on / off the plurality of light receiving sensors. And the characteristic data of the vehicle head side and vehicle tail side of a vehicle are acquired using the obtained silhouette pattern. This feature data is vehicle height values on the vehicle head side and vehicle tail side of the vehicle, and the feature data is profile data corresponding to irregularities of silhouette patterns on the vehicle head side and vehicle tail side of the vehicle. The feature data is the number of times the silhouette pattern is turned on on the vehicle head side and vehicle tail side.
本発明によれば、1対の投光手段と受光手段からなる1つの車両検知手段、及び1つの車両検知器で車両の前進と後進を判定することができ、高速道路の料金所の狭い場所でも容易に設置することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine whether the vehicle is moving forward or backward with one vehicle detection means including a pair of light projecting means and light receiving means, and one vehicle detector. But it can be easily installed.
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る車両の前後進判定装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態の車両の前後進判定装置1は、車両検知器10と、2つの車軸検知器11A,11Bと、軸数判定部12と、軸故障判定部13と、正常時前後進判定部14と、特徴データ取得部15と、故障時前後進判定部16とを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle forward / reverse determination device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a vehicle forward /
図2は、車両検知器10と車軸検知器11A,11Bの設置状態を示す斜視図である。同図において、車両検知器10は、垂直方向に添って一定間隔で配置された複数の発光素子を有する投光器10Aと、投光器10Aの発光素子と同数の受光センサを有し、これらが投光器10Aの各発光素子と対向する位置に配置された受光器10Bとを有して構成され、車両20の検知時には車両検知信号がオンとなる。車軸検知器11A,11Bは、導電ゴム、接点等の圧力を検知するセンサを有し、車両20の車軸(車輪)検知時には車軸検知器信号(以下、AX1信号,AX2信号と呼ぶ)がオンとなる。この場合、車軸検知器11Aが車軸を検知したときにAX1信号がオンになり、車軸検知器11Bが車軸を検知したときにAX2信号がオンになる。車軸検知器11A,11Bは、車両検知器10の投光器10Aと受光器10Bの間に並行に配置され、車両検知器10より40センチ手前に設置され、車軸の検知を行う。車軸検知器11Aが車両の進行方向手前側に配置され、車軸検知器11Bが車両の進行方向奥側に配置される。
FIG. 2 is a perspective view showing an installation state of the
本実施の形態の車両の前後進判定装置1では、車軸検知器11A,11Bが正常に動作している場合、これらのオン/オフの順番により車両20の進行方向の判定と軸数計測を行う。車軸検知器11A又は車軸検知器11Bのいずれかが先にオンになったときから、いずれかが最後にオフになったときまでの間を1軸とし、その間で車軸検知器11A,11Bのオン/オフの順番で車両20の軸の進行方向を求め、車両検知器10の車両検知信号がオンになっている間の全軸の進行方向の総合判定により車両20の進行方向を決定する。
In the vehicle forward /
図3は、車両20が前進したときの車両検知器10と車軸検知器11A,11Bの信号出力を示すタイムチャートである。同図において、車両20の両軸とも最初に車軸検知器11AのAX1信号がオンした後、車軸検知器11BのAX2信号がオンし、AX1信号がオフし、AX2信号がオフしているので前進軸であり、車両検知信号がオフした時点の総計で前進2軸と判定する。
FIG. 3 is a time chart showing signal outputs of the
軸数判定部12は、上述したように、車両検知器10の車両検知信号と車軸検知器11A,11BのAX1信号,AX2信号とを基に車両の軸数を判定し、その結果を出力する。軸故障判定部13は、車軸検知器11A,11BのAX1信号,AX2信号の有無を基に軸故障を判定し、その結果を正常時前後進判定部14及び特徴データ取得部15のそれぞれに与える。正常時前後進判定部14は、車軸検知器11A,11Bが故障していないときに車軸検知器11A,11BのAX1信号,AX2信号を基に車両20の前進、後進、途中前進、又は途中後進を判定し、その結果を出力する。特徴データ取得部15は、車軸検知器11A,11Bが故障している場合に車両検知器10の車両検知信号を基に車両の車頭、車尾、車高の各形状を表わす特徴データを取得する。故障時前後進判定部16は、車軸検知器11A,11Bの故障時に特徴データ取得部15で取得された特徴データを基に車両の前進、後進、途中前進、途中後進を判定する。
As described above, the number-of-
ここで、車軸検知器11A,11Bの故障時の車両進行方向判定の詳細について説明する。車軸検知器11A,11Bの少なくとも一方が故障して正常な軸通過情報が得られない場合には後進車両(バックしている車両)は直前の前進車両であるという前提で、次のように車両進行方向の判定を行う。
(1) まず車両検知器10の車両検知信号を利用して通過車両の車頭側と車尾側の車両特徴データを計測する。
(2) (A)今回通過車両の車頭特徴データと直前前進車両の車尾特徴データ、(B)今回通過車両の車尾特徴データと直前前進車両の車頭特徴データが等しければ今回通過車両は“後進”とする。
(3) 今回通過車両の車頭特徴データと車尾特徴データが等しくて、今回通過車両の車頭特徴データと直前前進車両の車尾特徴データが等しければ“途中前進(一旦後進して前進)”、等しくなければ“途中後進(一旦前進して後進)”とする。
(4) 上記(2)、(3)以外の場合を“前進”とする。
Here, details of the vehicle traveling direction determination at the time of failure of the
(1) First, using the vehicle detection signal of the
(2) (A) The vehicle head characteristic data of the current passing vehicle and the vehicle tail characteristic data of the immediately preceding vehicle, and (B) If the vehicle tail characteristic data of the vehicle passing this time and the vehicle head characteristic data of the immediately preceding vehicle are equal, "Reverse".
(3) If the vehicle head characteristic data and the vehicle tail characteristic data of the passing vehicle are the same and the vehicle head characteristic data of the vehicle passing this time and the vehicle tail characteristic data of the immediately preceding forward vehicle are equal, “move forward (go backward once and move forward)”, If they are not equal, “move backward (move forward and reverse)”.
(4) The cases other than (2) and (3) above are defined as “forward”.
車両通過時の車両検知器10の車両検知信号から車体の特徴を示す次のデータ(特徴データ)を求める。
Next data (characteristic data) indicating the characteristics of the vehicle body is obtained from the vehicle detection signal of the
<車軸オン時車高値>
車両が通過した場合、車両検知器10と車軸検知器11A,11Bにより、図4に示すような各検知器10,11A,11Bの出力信号のオン/オフパターン(以下、“シルエットパターン”と呼ぶ)が得られる。ここで、仮に車軸検知器11Aが故障したとする(車軸検知器11Bは正常)。この場合、当然ながらAX1信号は出力されない。図4において、1軸目のAX2信号がオンしているときの車高値を計測すると、車両検知信号から#22〜#23光軸であり、最終軸である2軸目では#9〜#10光軸と異なる値をとる。すなわち、車頭と車尾では車高値が異なる。これが図4に示すシルエットパターンの車両の車頭側、車尾側の特徴データとなる。
<High value when the axle is on>
When the vehicle passes, the
セダンタイプ(あるいは2ボックスタイプ)の乗用車の場合、図4に示すようなシルエットパターンになるが、ワンボックスタイプのワゴン車の場合は図5に示すようなシルエットパターンになる。ワゴン車の場合、1軸と2軸の両軸とも車高値が#1光軸(上端)であり、車頭と車尾では差が殆ど表れない。このような場合、図6に示すように車両検知器10の設置位置を車軸検知器11A,11Bより40cm程度車両20の進行方向へずらす(当然ながら逆も可能である)。このようにすると、車軸検知タイミングが図5に示すように移動するので、ワゴン車においても1軸目と最終軸である2軸目での車高値に明らかな差を生じさせることができる。図5において、“1軸目(移動後)”、“最終軸(移動後)”は、車両検知器10の設置位置を車軸検知器11A,11Bより40cm程度車両20の進行方向へずらした場合の車軸検知タイミングである。また、“1軸目(移動前)”、”最終軸(移動前)”は、車両検知器10の設置位置を車軸検知器11A,11Bより40cm程度車両20の進行方向へずらす前の車軸検知タイミングである。このように特徴データは車両の車頭側及び車尾側の車高値とする。車軸検知信号がオン時の車高値は、後進等の異常走行を行う頻度の高い小型車において非常に有効な特徴データとなる。
A sedan type (or two box type) passenger car has a silhouette pattern as shown in FIG. 4, while a one box type wagon car has a silhouette pattern as shown in FIG. In the case of a wagon car, the vehicle height value is the # 1 optical axis (upper end) for both the first and second axes, and there is almost no difference between the vehicle head and the vehicle tail. In such a case, as shown in FIG. 6, the installation position of the
<車両検知パターン>
略完全な四角形状の大型車の場合は、車軸オン時車高値の特徴を顕著にするために車両検知器10の設置位置をずらしたとしても、図7のシルエットパターンに示すように1軸目と最終軸での車高値は共に#1光軸であり、区別するための特徴データとならない。そこで、車両検知器10のオン/オフパターンの変化を調べることで特徴データを求める。
<Vehicle detection pattern>
In the case of a substantially perfect rectangular large vehicle, even if the installation position of the
(1) プロファイルデータ
車両検知信号の車頭側と車尾側での輪郭の凹凸(光軸のオン開始順番)を調べてプロファイルデータとする。例えば図7において、車頭側では#22光軸より#26光軸が先にオン(凸)となっているが、車尾側では先にオフ(凹)となっており、車頭と車尾を区別するための特徴データとなる。すなわち、前進か後進かを区別できる特徴データとなる。勿論、このプロファイルデータは小型化においても有効である。
(1) Profile data The contours of the vehicle detection signal on the vehicle head side and the vehicle tail side are checked for profile irregularities (the turn-on start order of the optical axis) to obtain profile data. For example, in FIG. 7, the # 26 optical axis is turned on (convex) first on the vehicle head side, whereas the # 26 optical axis is turned off (concave) first on the vehicle tail side. It becomes feature data for distinguishing. That is, the feature data can be distinguished from forward or reverse. Of course, this profile data is also effective in downsizing.
(2) オン回数
車頭側(車両検知開始から1軸目までの間)と車尾側(最終軸から車両検知終了までの間)のそれぞれにおいて各光軸でのオン回数を計測する。例えば図7において、#35の光軸では、車頭側で1回しかオンしてないが、車尾側では5回もオンしており、これが車頭と車尾を区別する特徴データとなる。すなわち、前進か後進かを区別できる特徴データとなる。
(2) Number of ONs The number of ONs on each optical axis is measured on each of the vehicle head side (between the vehicle detection start and the first axis) and the vehicle rear side (between the last axis and the vehicle detection end). For example, in FIG. 7, the optical axis # 35 is turned on only once on the vehicle head side, but is turned on five times on the vehicle tail side, which is characteristic data for distinguishing between the vehicle head and the vehicle tail. That is, the feature data can be distinguished from forward or reverse.
このように、車両検知信号のパターンを処理することで、車両の車頭側と車尾側の特徴データを得ることができる。すなわち、基本的には、車高を計ることが可能であれば車高として求め、車高を計ることが不可能であれば、1つは車両の車頭側及び車尾側でのシルエットパターンの凹凸に対応するプロファイルデータとして求め、もう1つは車両の車頭側及び車尾側でのシルエットパターンのオン回数として求める。 In this way, by processing the pattern of the vehicle detection signal, it is possible to obtain feature data on the vehicle head side and the vehicle tail side of the vehicle. That is, basically, if the vehicle height can be measured, the vehicle height is obtained. If the vehicle height cannot be measured, one of the silhouette patterns on the vehicle head side and the vehicle tail side It is obtained as profile data corresponding to the unevenness, and the other is obtained as the number of times the silhouette pattern is turned on at the vehicle head side and the vehicle tail side.
なお、車両検知器10は車両検知手段に対応し、車両検知器10の投光器10Aは投光手段に対応し、車両検知器10の受光器10Bは受光手段に対応する。また、特徴データ取得部15は特徴データ取得手段に対応し、故障時前後進判定部16は前後進判定手段に対応する。
The
次に、本実施の形態の車両の前後進判定装置1の動作を説明する。図8は、軸検知器11A,11Bが正常時の通過処理を示すフローチャートである。図9は、軸検知器11A,11Bが故障した時の通過処理を示すフローチャートである。以下、順番に説明する。
Next, the operation of the vehicle forward /
図8において、まず車両を検知したかどうか判定する(ステップST10)。車両を検知しなければこの処理を繰り返す。車両を検知した場合は車軸検知器11AのAX1信号と車軸検知器11BのAX2信号のいずれかがオンかどうか判定し(ステップST11)、いずれもオンでなければ(いずれもオフであれば)この処理を繰り返し、いずれかがオンであれば車両の前後進判定を行う(ステップST12)。すなわち、AX1信号とAX2信号のオン、オフの順番を判定する。AX1信号がオンの後、AX2信号がオン、AX1信号がオフ、AX2信号がオフになった場合(図3に示すような場合)は前進と判断し(ステップST13)、AX2信号がオンになった後、AX1信号がオン、AX2信号がオフ、AX1信号がオフになった場合は後進と判断する(ステップST14)。前後進判定を行った後、車両検知器10の車両検知信号がオン中の車軸検知回数を求めて本処理を終える(ステップST15)。
In FIG. 8, it is first determined whether or not a vehicle has been detected (step ST10). If no vehicle is detected, this process is repeated. If a vehicle is detected, it is determined whether either the AX1 signal of the
図9において、車軸検知器11A,11Bが故障したかどうか判定し(ステップST20)、いずれも故障していなければこの処理を繰り返し、いずれか1つでも故障していれば、車両の車頭側と車尾側の特徴データを取得する(ステップST21)。そして、上述した(A)の場合における車頭の特徴データと車尾の特徴データとが等しいかどうか判定する(ステップST22)。すなわち、今回通過車両の車頭の特徴データと直前前進車両の車尾の特徴データとが等しいかどうか判定する。等しくなければ今回車両の車頭と今回車両の車尾とが等しいかどうかを判定する(ステップST23)。等しければ途中後進と判断する(ステップST28)。それ以外は前進と判断する(ステップST29)。
In FIG. 9, it is determined whether or not the
これに対して、等しければ上述した(B)の場合における車尾の特徴データと車頭の特徴データとが等しいかどうか判定する(ステップST24)。すなわち、今回通過車両の車尾特徴データと直前前進車両の車頭特徴データが等しいかどうか判定する。等しければ後進と判断して本処理を終える(ステップST25)。 On the other hand, if they are equal, it is determined whether the vehicle tail feature data and the vehicle head feature data in the case of (B) described above are equal (step ST24). That is, it is determined whether or not the vehicle tail feature data of the currently passing vehicle and the vehicle head feature data of the immediately preceding forward vehicle are equal. If they are equal, it is determined that the vehicle is moving backward, and the process is terminated (step ST25).
これに対して、等しくなければ、今回車両の車頭と今回車両の車尾とが等しいかどうかを判定する(ステップST26)。この判定において、今回車両の車頭と今回車両の車尾が等しければ途中前進と判断して本処理を終える(ステップST27)。それ以外は前進と判断する(ステップST29)。 On the other hand, if they are not equal, it is determined whether the current vehicle head and the current vehicle tail are equal (step ST26). In this determination, if the head of the current vehicle and the tail of the current vehicle are equal, it is determined that the vehicle is moving forward and the present processing is terminated (step ST27). Otherwise, it is determined that the vehicle is moving forward (step ST29).
以上のように、本実施の形態の車両の前後進判定装置1によれば、投光器10Aから発せられた光を受光する受光器10Bを有し投光器10Aから発せられた光を移動する車両が遮ることによって該車両を検知して車両検知信号を出力する車両検知器10と、車両検知器10から出力された車両検知信号から得られるシルエットパターンを用いて車両の車頭側及び車尾側の特徴データを取得する特徴データ取得部15と、特徴データ取得部15で取得された車両の車頭側及び車尾側の特徴データに基づき車両の前後進を判定する故障時前後進判定部16と、を備えたので、1対の投光器10Aと受光器10Bからなる1つの車両検知器10のみで車両の前進と後進を判定することができる。これにより、高速道路の料金所の狭い場所でも容易に設置することができる。
As described above, according to the vehicle forward /
本発明は、1対の投光手段と受光手段からなる1つの車両検知器のみで車両の前進と後進を判定することができるといった効果を有し、有料道路に設置されるETC等の通行料金の課金を行う自動料金収受システムなどへの適用が可能である。 The present invention has an effect that it is possible to determine whether the vehicle is moving forward or backward with only one vehicle detector composed of a pair of light projecting means and light receiving means, and tolls such as ETC installed on toll roads. It can be applied to an automatic toll collection system that charges
1 車両の前後進判定装置
10 車両検知器
10A 投光器
10B 受光器
11A,11B 車軸検知器
12 軸数判定部
13 軸故障判定部
14 正常時前後進判定部
15 特徴データ取得部
16 故障時前後進判定部
20 車両
DESCRIPTION OF
図2は、車両検知器10と車軸検知器11A,11Bの設置状態を示す斜視図である。同図において、車両検知器10は、垂直方向に添って一定間隔で配置された複数の発光素子を有する投光器10Aと、投光器10Aの発光素子と同数の受光センサを有し、これらが投光器10Aの各発光素子と対向する位置に配置された受光器10Bとを有して構成され、車両20の検知時には車両検知信号がオンとなる。車軸検知器11A,11Bは、導電ゴム、接点等の圧力を検知するセンサを有し、車両20の車軸(車輪)検知時には車軸検知器信号(以下、AX1信号,AX2信号と呼ぶ)がオンとなる。この場合、車軸検知器11Aが車軸を検知したときにAX1信号がオンになり、車軸検知器11Bが車軸を検知したときにAX2信号がオンになる。車軸検知器11A,11Bは、車両検知器10の投光器10Aと受光器10Bの間に並行に配置され、車軸の検知を行う。車軸検知器11Aが車両の進行方向手前側に配置され、車軸検知器11Bが車両の進行方向奥側に配置される。
FIG. 2 is a perspective view showing an installation state of the
Claims (6)
前記車両検知手段から出力された前記車両検知信号から得られるシルエットパターンを用いて前記車両の車頭側及び車尾側の特徴データを取得する特徴データ取得手段と、
前記特徴データ取得手段で取得された前記車両の車頭側及び車尾側の特徴データに基づき前記車両の前後進を判定する前後進判定手段と、
を備えた車両の前後進判定装置。 Vehicle detection means having light receiving means for receiving light emitted from the light projecting means, detecting the vehicle when a vehicle moving the light emitted from the light projection means is blocked, and outputting a vehicle detection signal; ,
Feature data acquisition means for acquiring feature data on the vehicle head side and vehicle tail side of the vehicle using a silhouette pattern obtained from the vehicle detection signal output from the vehicle detection means;
Forward / reverse determination means for determining forward / backward movement of the vehicle based on characteristic data on the front side and the rear side of the vehicle acquired by the characteristic data acquisition means;
A vehicle forward / reverse determination device.
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