JP2010210473A - 光学式車両検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学通信によって投受光の同期を行い、同期ケーブルを必要としない車両検知器を提供する。
【解決手段】車両検知器１００は、投光部Ｓ６と、投光部Ｓ６からの赤外光を受光する受光部Ｓ７とを備える。車両検知器１００は、投光部Ｓ６と受光部Ｓ７との間を通過する車両の有無を検知する。車両検知器１００の投光部Ｓ６と受光部Ｓ７とは、投受の同期を行う投光素子Ｓ６ｎ−１と受光素子Ｓ７−１とによる投受光が完了した時間帯で、車両検知動作を行う。さらに、同期のための赤外光をコード化したコード赤外光９を用い、同期のための受光素子Ｓ７ｎ−１が特定のコード赤外光９を受光した時間帯にのみ、受光部Ｓ７が検知動作を行う。これにより、光の干渉による同期誤りを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、投受光式の車両検知器に関し、特に車両検知器の同期方式に関するものである。

投光部と受光部とを備える投受光式の車両検知器は、道路の片側に投光部、他方の側に受光部を設置し、投光部での発光を受光部で検出する。道路を走行する車両が、投光部を受光部との間を通過すると、光が受光部に届かないため車両が検知される。

この車両検知器は、有料道路料金所の自動化を図るＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムなどで数多く使用されている。ＥＴＣシステムでは、車載器との通信開始時期や、ＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の判別時期、ゲートの開閉時期などを、料金所のレーンに進入した車両の位置に応じて設定する。そのため、車両の位置を複数の地点で正確に検出する必要があり、この各地点での車両の検出用に投受光車両検知器が用いられている。

図５は、１組の投受光式車両検知器を示している。投光部Ｓ１は複数の発光素子Ｓ１１〜Ｓ１ｎを備え、受光部Ｓ２は複数の受光素子Ｓ２１〜Ｓ２ｎを備えている。発光素子Ｓ１１〜Ｓ１ｎはそれぞれ赤外線光５を放ち、受光素子Ｓ２１〜Ｓ２ｎはそれらの赤外線光を検出する。

図６は、２組の並設された投受光式車両検知器を示している。投光部Ｓ３１と受光部Ｓ３２とから成る第１の装置では、投光部Ｓ３１がパルス状の赤外光Ｌ１を発光し、受光部Ｓ３２で受光される。投光部Ｓ３１と受光部Ｓ３２とは同期線Ｗ１で接続されており、受光部Ｓ３２は投光部Ｓ３１の発光タイミングに合わせて、受光量の増加の有無を検出する。このとき、受光量の増加があれば遮光されていない状態であり、車両なしと判断される。また、受光量が増加しなければ車体で遮光されている状態であり、車両有りと判断される。

また、投光部Ｓ３３と受光部Ｓ３４とから成る第２の装置においても、同様に、投光部Ｓ３３と受光部Ｓ３４とが同期線Ｗ２で接続され、投光部Ｓ３３の発光タイミングに合わせて受光部Ｓ３４での検出が行われる。

このように２台の装置を並設し、双方の装置の車両検知時間の差により車両の進退を判断することができる。

特開２０００−２１５３８２号公報 特開２００１−１７５９８９号公報

図６に示すように、第１の装置と第２の装置との設置位置が近接すると、第１の装置の投光部Ｓ３１の投光が第２の装置の受光部Ｓ３４に入射し、また、第２の装置の投光部Ｓ３３の投光が第１の装置の受光部Ｓ３２に入射する。投受光式車両検知器の殆どは、投光として同じ赤外線光を使用しているため、第１の装置の検知タイミングに、第２の装置の投光部Ｓ３３の投光が受光部Ｓ３２へ入射したり、第２の装置の検知タイミングに、第１の装置の投光部Ｓ３１の投光が受光部Ｓ３４へ入射すると、誤った判断が下されることになる。

こうした装置間の干渉は、並設された装置の間だけでなく、図７に示すように、アイランド７を介して隣接するレーンの車両検知器との間でも発生する。投光部の発光は、雨天でも支障なく検知できる強度を持たせているため、１０ｍを超える距離を優に届く。この場合、図７に示すように、受光部Ｓ４２は、ペアとなる投光部Ｓ４１の光が車両Ｍ１で遮光されているにも関わらず、投光部Ｓ５１の投光を検知して、車両無しと判断する。また、同様に、隣接レーンの受光部Ｓ５２も、ペアとなる投光部Ｓ５１の光が車両Ｍ２で遮光されているにも関わらず、投光部Ｓ５１の投光を検知して、車両無しと判断してしまう。

このように、従来の投受光式車両検知器は投光部と受光部を同期線で繋ぐ必要があり、道路をまたぐ大掛かりな配線工事が必要である。

この発明は、光学通信によって投受光の同期を行い、同期ケーブルを必要としない車両検知器の提供を目的とする。

この発明の光学式車両検知装置は、
光を投光する投光部と、前記投光部から投光された光の受光量に基づいて車両の存在の有無を検知する受光部とを備えた光学式車両検知装置において、
前記投光部は、
光を放つ投光素子と、
前記投光素に第１の光を投光させると共に、前記第１の光が投光されてから所定の時間経過後に、前記投光素子に第２の光を投光させる投光側制御部と
を備え、
前記受光部は、
光を受光可能な受光素子と、
前記受光素子が光を受光したときに、待機状態から前記受光素子により受光される光の受光量の増加の有無を判定する判定処理モードとなると共に前記判定処理モードから所定のタイミングで再び前記待機状態に戻る受光側制御部と
を備えたことを特徴とする。

この発明により、光学通信によって投受光の同期を行い、同期ケーブルを必要としない車両検知器を提供できる。

実施の形態１における車両検知器１００の構成図。 実施の形態１におけるコード赤外光を示す図。 実施の形態１における車両検知器１００の動作を示すフローチャート。 実施の形態２における制御装置のハードウェア構成の例を示す図。 従来技術を示す図。 従来技術を示す図。 従来技術を示す図。

実施の形態１．
図１〜図３を参照して、実施の形態１における車両検知器１００（光学式車両検知装置）を説明する。車両検知器１００は、投光部Ｓ６、受光部Ｓ７を備えている。投光部Ｓ６は、投光側制御部６００、赤外線光を発する投光素子Ｓ６１〜Ｓ６ｎを備えている。受光部Ｓ７は、受光側コード記憶部７０１を有する受光側制御部７００、赤外線光を受光する受光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎを備えている。

車両検知器１００は、図１に示すように、投光部Ｓ６が、同期のための投光素子Ｓ６ｎを備え、受光部Ｓ７が同期のための受光素子Ｓ７ｎを備える点が特徴である。

次に図２，図３を参照して、車両検知器１００の動作を説明する。
図２は、投光素子Ｓ６ｎから投光されるコード赤外光９を示す図である。
図３は、車両検知器１００の動作を示すフローチャートである。

（投光部Ｓ６）
投光部Ｓ６は、投光側制御部６００の制御により、投光素子Ｓ６ｎから、図２に示すような複数パルスから形成されたコード赤外光９を周期的に投光する（Ｔ１０１）。すなわち投光側制御部６００は、図２に示すような、予め決められた所定のコードを赤外光に格納し、コード赤外光９（第１の光）として投光素子Ｓ６ｎに投光させる。そして、投光側制御部６００は、コード赤外光の投光が完了したタイミング（所定のタイミングの一例）で、投光素子Ｓ６１〜Ｓ６ｎ−１から赤外光（第２の光）を投光する（ＳＴ１０２、Ｔ１０３）。

（受光部Ｓ７）
受光部Ｓ７は、投光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１により投光される赤外光の受光待機状態となっている（Ｔ２０１）。すなわち、受光待機状態とは、受光部Ｓ７が投光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１、あるいは隣接する他の投光部から赤外光を受光しても、受光量が増加したかどうかの判定処理を実施しない状態である。受光部Ｓ７では、受光素子Ｓ７ｎが、投光素子Ｓ６ｎから投光されたコード赤外光９を検出する（Ｔ２０２）。受光側制御部７００は、図３のＴ２０５のように、受光素子Ｓ７ｎによってコード赤外光９が検出されたタイミングで、受光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１で投光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１の投光赤外光を検出する。

Ｔ２０５に至る過程を詳しく説明する。

受光部Ｓ７はコード解析を行う受光側制御部７００を備えている。受光側制御部７００は、投光部Ｓ６によってコード赤外光９に格納されるコードと同一のコード（以下、受光側コードという）を予め受光側コード記憶部７０１に格納している。受光側制御部７００は、受光側コードと、受光素子Ｓ７ｎが受信したコード赤外光９に格納されたコードとを比較し（Ｔ２０３）、一致すれば判定処理モードとなり（Ｔ２０４、Ｔ２０５）、受光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１での赤外光検出を行う（Ｔ２０６）。すなわち、受光側制御部７００は、コードが一致すると判定した場合にのみ判定処理モードとなって受光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎ−１での赤外光検出を行う。そして、この赤外光検出の処理後は、再び待機状態に戻る。

赤外光のコードは、少なくとも隣接する車両検知器では違うものとする。これにより、装置間の干渉による発光タイミングの誤検出と、それによる車両の有無の誤判断を抑えることができる。

（自クロック生成）
また、受光側制御部７００は、過去数回の投光部Ｓ６の投光コード（コード赤外光）受信時間より自クロックを生成する機能を備えているものとする。自クロックは投光コード（コード赤外光９）を受信する度に修正される。この自クロックより、受光側制御部７００は次の投光部Ｓ６の発光タイミングを予測し、そのタイミングで判定処理モードとなることで、受光素子Ｓ７１〜Ｓ７ｎでの赤外光検出がなければ、車両による遮光有りと判断する。

すなわち、投光側制御部６００は、一定の周期で、投光素子Ｓ６ｎにコード赤外光９を投光させている。受光側制御部７００は、判定処理モードに移行する契機となるコード赤外光９の少なくとも過去２回の連続する受光タイミングを受光履歴として記憶しており、この受光履歴に基づいて次回に受光するべきコード赤外光９の受光タイミングを算出する。例えば、前回、前々回のコード赤外光９の受光時刻を記憶し、
「今回の受光時刻＝前回の受光時刻＋（前回の受光時刻−前々回の受光時刻）」
を今回の受光タイミング（自クロック生成）として算出する。そして、受光側制御部７００は、算出した受光タイミングが到達しても受光素子Ｓ７ｎがコード赤外光９を受光しない場合には、受光タイミング到達とともに判定処理モードとなると共に所定のタイミングで再び待機状態に戻る。

この自クロックの生成により、受光側制御部７００は、投光側の発光タイミングを予測できるので、車両によって遮光されてコード赤外光９が遮光され、コード赤外光９による同期ができないとみも、車両の有無を判断することが可能となる。

以上の実施の形態１では、投受光式の車両検知器において、同期のための投光素子、受光素子を備えた車両検知器を説明した。

以上の実施の形態１では、赤外光をコード化して投光する機能を備え、特定のコード化された赤外光を判別して特定のコードを受信した直後のみ車両検知の投受光を行う車両検知器を説明した。

以上の実施の形態１では、過去の同期のタイミングから自クロックを生成し、生成した自クロックから次同期のタイミングを推定する車両検知器を説明した。

実施の形態２．
図４は、実施の形態１で述べた投光側制御部６００、あるいは受光側制御部７００のハードウェア構成を示す図である。投光側制御部６００、受光側制御部７００は、いずれも図４のようなハードウェア構成を持つコンピュータである。以下では、受光側制御部７００を説明するが投光側制御部６００についても同様である。

受光側制御部７００は、プログラムを実行するＣＰＵ８１０（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ８１０は、バス８２５を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２、受光素子８１４（投光側制御部６００であれば投光素子）等と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。

ＲＡＭ８１２は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ８１１は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは蓄積部、記憶部、格納部、記録部の一例である。

ＲＯＭ８１１には、以上に述べた実施の形態の説明において受光側制御部７００の機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ８１０により読み出され実行される。

Ｓ６ 投光部、Ｓ６１〜Ｓ６ｎ 投光素子、Ｓ７ 受光部、Ｓ７１〜Ｓ７ｎ 受光素子、９ コード赤外光、１００ 車両検知器、６００ 投光側制御部、７００ 受光側制御部、７０１ 光側コード記憶部、８１０ ＣＰＵ、８１１ ＲＯＭ、８１２ ＲＡＭ、８１４ 受光素子（投光素子）、８２５ バス。

Claims (3)

1. 光を投光する投光部と、前記投光部から投光された光の受光量に基づいて車両の存在の有無を検知する受光部とを備えた光学式車両検知装置において、
   前記投光部は、
   光を放つ投光素子と、
   前記投光素子に第１の光を投光させると共に、前記第１の光が投光されてから所定の時間経過後に、前記投光素子に第２の光を投光させる投光側制御部と
   を備え、
   前記受光部は、
   光を受光可能な受光素子と、
   前記受光素子が光を受光したときに、待機状態から前記受光素子により受光される光の受光量の増加の有無を判定する判定処理モードとなると共に前記判定処理モードから所定のタイミングで再び前記待機状態に戻る受光側制御部と
   を備えたことを特徴とする光学式車両検知装置。
2. 前記投光側制御部は、
   所定のコードを前記第１の光に格納し、コード光として前記投光素子に投光させ、
   前記受光部は、さらに、
   予め設定されたコードを記憶する受光側コード記憶部を備え、
   前記受光側制御部は、
   前記待機状態中に前記受光素子が光を受光すると、前記コード記憶部に記憶された前記コードと同一のコードが前記受光素子により受光された前記光に格納されているかどうかを判定し、格納されていると判定した場合にのみ前記判定処理モードとなると共に前記判定処理モードから所定のタイミングで再び前記待機状態に戻ることを特徴とする請求項１記載の光学式車両検知装置。
3. 前記投光側制御部は、
   一定の周期で前記第１の光を前記投光素子に投光させ、
   前記受光側制御は、
   前記判定処理モードに移行する契機となる光の少なくとも過去２回の連続する受光タイミングを受光履歴として記憶すると共に、前記受光履歴に基づいて次回に受光するべき受光タイミングを算出し、算出した受光タイミングが到達しても前記受光素子が受光しない場合には、前記判定処理モードとなると共に前記判定処理モードから所定のタイミングで再び前記待機状態に戻ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光学式車両検知装置。

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