JP2015041366A - 車軸検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤検知を低減することができる車軸検知装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の車軸検知装置は、複数の距離計測部と、タイヤ候補抽出部と、突合処理部と、車軸検知部を有する。前記複数の距離計測部は、計測範囲を１次元に変化して距離のデータを計測する。前記タイヤ候補抽出部は、前記距離計測部により計測された距離のデータに基づいて、所定の閾値より頻度が高いデータをタイヤ候補のデータとして抽出する。前記突合処理部は、前記複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいて前記タイヤ候補抽出部により抽出された前記タイヤ候補のデータについて時間的な一致度を突合する。前記車軸検知部は、前記突合処理部による突合結果に基づいて車軸を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、車軸検知装置に関する。

高速道路などの料金所では、車両の車軸の数（タイヤの数）の違いに応じて、課金する料金が異なり得る。例えば、電子料金収受システム（ＥＴＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ではない料金所では、車両の種類を識別する必要がある。車両の種類として、普通車両および二輪車は２軸であり、大型車両は３軸であり、特大車両は４軸である。
車両のタイヤを検知することにより当該車両の車軸を検知する車軸検知装置が検討等されていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１０８２２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、誤検知を低減することができる車軸検知装置を提供することである。

実施形態の車軸検知装置は、複数の距離計測部と、タイヤ候補抽出部と、突合処理部と、車軸検知部を有する。前記複数の距離計測部は、計測範囲を１次元に変化して距離のデータを計測する。前記タイヤ候補抽出部は、前記距離計測部により計測された距離のデータに基づいて、所定の閾値より頻度が高いデータをタイヤ候補のデータとして抽出する。前記突合処理部は、前記複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいて前記タイヤ候補抽出部により抽出された前記タイヤ候補のデータについて時間的な一致度を突合する。前記車軸検知部は、前記突合処理部による突合結果に基づいて車軸を検知する。

実施形態１の車軸検知装置の構成を示すブロック図である。 実施形態１のレーザスキャナの設置を示す配置図（正面図）である。 実施形態１のレーザスキャナの設置を示す配置図（上面図）である。 実施形態１のレーザスキャナの設置の配置およびスキャンの例の模式を示す図である。 実施形態１の座標変換部の動作原理を示す模式図である。 実施形態１の距離計測部の計測結果の例を示す図である。 実施形態１の計測領域設定部が指定する領域の範囲を示す模式図である。 実施形態１のレーザスキャナでタイヤおよび車両の距離を計測する模式図である。 実施形態１のレーザスキャナでタイヤおよび車両の距離を計測した結果に対する頻度分布を示す模式図である。 実施形態１の距離ヒストグラム作成部の動作原理を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施形態１のタイヤ候補抽出部の動作原理を示す模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）は実施形態１の左右突合処理部の動作原理を示す模式図である。 実施形態２の道路に敷設する基準板を示す図（上面図）である。 実施形態３の車軸検知装置の構成を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
以下、実施形態１の車軸検知装置１を図面を参照して説明する。
図１は、実施形態１の車軸検知装置１の構成を示すブロック図である。
車軸検知装置１は、２個のレーザスキャナ１１、２１と、２個の座標変換部１２、２２と、２個の計測領域設定部１３、２３と、２個の距離ヒストグラム作成部１４、２４と、２個のタイヤ候補抽出部１５、２５と、１個の左右突合処理部３１と、１個のタイヤ前後進判定部３２と、１個の軸数計数部３３を備える。
ここで、本実施形態では、２個ある処理部は車両の両側のそれぞれに対して備えられ、１個だけある処理部は共通に用いられる。なお、レーザスキャナ１１、２１以外については、２個ある処理部を共通の１個の処理部にまとめて時分割などで処理する構成とすることも可能である。

図２は、実施形態１のレーザスキャナの設置を示す配置図（正面図）である。
図３は、実施形態１のレーザスキャナの設置を示す配置図（上面図）である。
それぞれのレーザスキャナ１１および２１を、図２の正面図に示すように、車両２に対して通路の両側に高さｈｃで向き合うように設置する。それぞれのレーザスキャナ１１、２１から地面におろした垂線の軸と車両２の側面との距離をｄｆとする。
また、図３の上面図に示すように、それぞれのレーザスキャナ１１および２１を、車両２の進行方向について、間隔（設置間隔）ｌｓだけ間をおいて設置する。

２個のレーザスキャナ１１、２１が同期してスキャンしているときは、この設置間隔ｌｓは、車両２のタイヤの直径Ｗよりも小さく設置し、かつレーザスキャナ１１、２１の１スキャン時間ｔｓ（ｓ）の間に速度ｖ（ｍ／ｓ）の車両２が進む距離の１／２よりも長く設定する。つまり、式（１）のように設定する。式（１）の左項で（ｖ×ｔｓ）を１／２倍している理由は、２個のレーザスキャナ１１、２１が同期してスキャンしている場合には、片側のサンプリング周期の半分の距離の位置でサンプリングすれば、車軸の左右対称性から、車両進行方向のスキャン解像度を実質2倍にすることができるからである。

（数１）
ｖ×ｔｓ／２ ＜ ｌｓ ＜Ｗ ・・（１）

例えば、ｖ＝８０［ｋｍ／ｈ］≒２２．２［ｍ／ｓ］、ｔｓ＝１／（１００［Ｈｚ］）、Ｗ＝０．６［ｍ］とすると、式（２）に示す範囲で設置間隔ｌｓを設定すれば、２個のレーザスキャナ１１、２１で、１個のタイヤを同時に左右からスキャンするデータが得られる。

（数２）
０．１１［ｍ］ ＜ ｌｓ ＜０．６［ｍ］ ・・（２）
実際には、車両進行方向に対してなるべく多くのスキャンデータを収集することが望ましいので、２つのスキャナの設置間隔ｌｓはｖ×ｔｓ／２（ｍ）、最大時速８０ｋｍ／ｈの時は０．１１（ｍ）として設置する。

一方、２個のレーザスキャナ１１、２１が同期せずにスキャンしているときは、この設置間隔ｌｓは、車両２のタイヤの直径Ｗよりも小さく設置し、かつレーザスキャナ１１、２１の１スキャン時間ｔｓ（ｓ）の間に速度ｖ（ｍ／ｓ）の車両２が進む距離の２倍よりも長く設定する。つまり、式（３）のように設定する。式（３）の左項で（ｖ×ｔｓ）を２倍している理由は、２個のレーザスキャナ１１、２１が同期せずにスキャンしているときにおけるそれぞれのサンプリング誤差の総和を考慮しているためである。

（数３）
２×ｖ×ｔｓ ＜ ｌｓ ＜Ｗ ・・（３）

例えば、ｖ＝６０［ｋｍ／ｈ］≒１６．７［ｍ／ｓ］、ｔｓ＝１／（１００［Ｈｚ］）、Ｗ＝０．６［ｍ］とすると、式（４）に示す範囲で設置間隔ｌｓを設定すれば、２個のレーザスキャナ１１、２１で、１個のタイヤを同時に左右からスキャンするデータが得られる。

（数４）
０．３３［ｍ］ ＜ ｌｓ ＜０．６［ｍ］ ・・（４）

図４は、実施形態１のレーザスキャナ１１、２１の設置の配置およびスキャンの例の模式を示す図である。
それぞれのレーザスキャナ１１および２１は、車両２までの距離を１次元スキャンで計測する。
図４には、スキャンした点の集まり２０１〜２０４を示してある。また、図４には、タイヤ１０１（１個のみに符号を付してある）を有する車両２を示してある。

レーザスキャナ１１および２１は、図４に示すように車両２の横に設置し、垂直方向にレーザを走査しながら、レーザ光の反射点までの距離を計測する。図４の例では、レーザスキャナ１１は、当該レーザスキャナ１１から出力されるレーザ光を例えば２０１（または、２０２〜２０４）で示される破線上で走査し、そして、障害物による拡散光（反射光）を受光し、レーザ光の送信（放射）と拡散光（反射光）の受信との時間差に基づいて、障害物までの距離を計測する。他方のレーザスキャナ２１についても同様である。

図５は、実施形態１の座標変換部１２、２２の動作原理を示す模式図である。
本実施形態では、レーザスキャナ１１および２１は、回転しながら距離を計測する構造であり、このため、レーザスキャナ１１、２１が設置されている点を中心とした極座標のデータを出力する。
それぞれの座標変換部１２および２２は、それぞれのレーザスキャナ１１および２１から出力されたデータを直交座標のデータへ変換する。図５の例では、レーザスキャナ１１のスキャン角度がθであるときにおける計測対象５０１までの計測距離をｄとすると、レーザスキャナ１１を原点とした直交座標で、距離データｚ’（＝ｄｆ）と高さ（垂直方向座標）ｙ’は式（５）および式（６）のように変換される。ここで、θはスキャナ制御時に得られる既知の角度であり、道路面５１１に平行な面に対する角度である。また、図５に示すように、レーザスキャナ１１から地面（道路面５１１）におろした垂線を含んで計測対象５０１に対して平行な面を距離計測基準面５１２としている。

（数５）
ｙ’＝ｓｉｎθ・ｄ ・・（５）

（数６）
ｚ’＝ｃｏｓθ・ｄ ・・（６）

図６は、実施形態１の距離計測の計測結果の例を示す図である。図６は、座標変換部１２および２２で変換した距離データを輝度値に可視化した例を示す。本実施形態では、実際には、レーザスキャナ１１および２１は、垂直方向に１次元の距離を計測するだけであり、図６では、レーザスキャナ１１（レーザスキャナ２１も同様）の前を車両２が通過するときに、車両２のスキャン位置が変化する例を可視化して示している。
図６において、横軸（横方向）はスキャンの数を表し、縦軸（縦方向）は高さ（車両の高さ）を表す。図６の例では、４台のセダンの車両６０１〜６０４、４台のトラック６０５〜６０８、２台のセダンの車両６０９〜６１０、２台のトラック６１１〜６１２が通過している。車両の速度が速いほど、車両の見かけ上の横幅が小さくなる。なお、説明の便宜上から、セダンの車両と、トラックの車両は、それぞれ、同じものとしてある。

車両６０１〜６０４、６０９〜６１０は、黒色のセダンが通過した例である。黒色のボディに対しては、レーザスキャナ１１および２１から出力されるレーザ光が鏡面反射するため、レーザスキャナ１１および２１の受光側に光が戻らず、距離計測値が存在しない。
また、車両６０５〜６０８、６１１〜６１２は、トラックが通過した例である。これについては、車体の全面で距離の計測ができている。
また、図６における最下位のデータの集まりは、道路面５１１の距離計測データ６５１を示している。

図７は、実施形態１の計測領域設定部１３、２３が指定する領域７０１の範囲を示す模式図である。
それぞれの計測領域設定部１３および２３は、それぞれの座標変換部１２および２２からの出力データに対して、道路面５１１を基準にタイヤの直径の１／２程度の高さの範囲であるｙ１からｙ２（道路面５１１に対応する高さ）までの領域７０１を設定する。この領域７０１としては、タイヤの領域は含まれるが、それ以外の車両の構造物がほとんど含まれないように設定することが好ましい。

それぞれの距離ヒストグラム作成部１４および２４は、それぞれの計測領域設定部１３および２３で指定されるｙ’の範囲であるｙ１からｙ２までの範囲に対して、距離毎にデータの発生頻度を累積する。
図８は、実施形態１のレーザスキャナ１１（レーザスキャナ２１も同様）でタイヤおよび車両の距離を計測する模式図である。
図９は、実施形態１のレーザスキャナ１１（レーザスキャナ２１も同様）でタイヤおよび車両の距離を計測した結果に対する頻度分布を示す模式図である。

図８の例では、タイヤの領域８０１のスキャンの点８１１〜８１５と、タイヤ以外の車両の領域８０２のスキャンの点８２１〜８２５および８３１〜８３５を示してある。
図９の例では、図８に示されるスキャンの点８１１〜８１５、８２１〜８２５、８３１〜８３５に対する距離毎の頻度を示してある。横軸（横方向）にスキャンの数を表し、奥行きの軸（奥行き方向）に距離を表し、縦軸（縦方向）に頻度を表している。
図９の例では、車両のタイヤの領域８０１をスキャンしたときにおけるデータ発生特性９０１の頻度が、タイヤの距離に相当するところで、高くなっている。一方、タイヤ以外の車両の領域８０２をスキャンしたときにおけるデータ発生特性９０２、９０３の頻度は、タイヤの距離に相当するところでは、低くなっている。

図１０は、実施形態１の距離ヒストグラム作成部１４、２４の動作原理を示す図である。
図１０には、図７に示される距離データ１００１に対して、距離毎の頻度分布（ヒストグラム）１００２を作成した例を示してある。この頻度分布１００２では、横軸（横方向）はスキャンの数を表し、縦軸（縦方向）は距離ｄｆを表し、頻度を輝度値で表している。距離データ１００１や頻度分布１００２では、距離が小さいものは明るく（白く）、距離が遠いものは暗く（黒く）なっている。
図１０に示される頻度分布１００２では、タイヤの位置にあわせて、輝度値が高く、頻度の大きなデータが集約されていることがわかる。

それぞれのタイヤ候補抽出部１５および２５は、それぞれの距離ヒストグラム作成部１４および２４から出力される頻度分布のデータ（頻度データ）から、所定の閾値より頻度が高いデータを、タイヤ候補のデータとして、抽出して検出する。この場合に、それぞれのタイヤ候補抽出部１５および２５は、予め定められた閾値以下の距離にあるデータのみをタイヤ候補のデータとして抽出する構成とされてもよい。
図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施形態１のタイヤ候補抽出部１５、２５の動作原理を示す模式図である。
図１１（Ａ）は、図１０に示される頻度分布１００２と同じデータである頻度分布１１０１を示す。但し、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、図１０に示される最初の３台分の車両について示してある。
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示される頻度分布１１０１に対して一定（所定の閾値）以上の頻度を持つデータを抽出した結果（抽出データ１１０２）を示す。
図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）に示される抽出データ１１０２の連結を時系列の２値のデータとしたもの（２値データ１１０３）を示す。それぞれのタイヤ候補抽出部１５および２５は、２値データ１１０３を、タイヤ候補のデータとして、出力する。

左右突合処理部３１は、２個のタイヤ候補抽出部１５および２５から出力される左右のタイヤ候補のデータを突き合わせて、外乱要因を除去する。
図１２（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１の左右突合処理部３１の動作原理を示す模式図である。
図１２（Ａ）は、２個のレーザスキャナ１１、２１の配置を示す。
図１２（Ｂ）は、一方の側（例えば、右側）のタイヤ候補抽出部１５から出力されるタイヤ候補のデータに該当する信号（タイヤ候補信号１２０１）と、他方の側（例えば、左側）のタイヤ候補抽出部２５から出力されるタイヤ候補のデータに該当する信号（タイヤ候補信号１２０２）と、これら左右のタイヤ候補のデータを突き合わせて外乱のデータ１２１１を除去した結果のデータ（左右突合結果１２０３）を示す。

左右突合処理部３１は、図１２（Ｂ）に示す例では、レーザスキャナ１１が出力する信号からタイヤ候補を抽出した結果の出力（タイヤ候補信号１２０１）と、レーザスキャナ２１が出力する信号からタイヤ候補を抽出した結果の出力（タイヤ候補信号１２０２）とから、タイヤの候補が同時に出現する性質（同時出現性）を調べて、左右で同時出現性のあるタイヤの候補のみを残した左右突合結果１２０３を出力する。
また、左右突合処理部３１は、左右のタイヤ候補信号１２０２、１２０３も出力する。

ここで、本実施形態では、２個のレーザスキャナ１１および２１は設置間隔ｌｓだけずらして設置されるが、その設置間隔ｌｓはタイヤの直径よりも小さく設定されているため、２個のレーザスキャナ１１および１２からの出力に対して両方ともに車軸候補が出力される場合が存在する。図１２の例では、一例として、２個のタイヤ候補信号１２０１、１２０２の論理積を求めて、それを左右突合結果１２０３として出力している。これにより、片側のレーザスキャナ（例えば、レーザスキャナ２１）にのみ発生する外乱のデータ１２１１の影響を低減（例えば、除去）することができる。これにより、例えば、トラックのガソリンタンクや改造マフラーなどがいずれか１方向のスキャナデータ（レーザスキャナ１１によるスキャナデータ、または、レーザスキャナ２１によるスキャナデータ）で検出されても、このような外乱のデータ１２１１を左右の突合処理により排除することができる。

なお、他の構成例として、左右突合処理部３１は、２個のタイヤ候補抽出部１５および２５から出力される左右のタイヤ候補のデータを、設置間隔ｌｓなどを考慮して予め定められた範囲で時間をずらして、突き合わせる、構成とされてもよい。

タイヤ前後進判定部３２は、左右突合処理部３１から出力される左右のタイヤ候補信号１２０２、１２０３に基づいて、前進と後進を識別する。タイヤ前後進判定部３２は、前進と後進の識別結果と、左右突合処理部３１から出力される左右突合結果１２０３を出力する。
図１２の例では、車両２が前進するときには、レーザスキャナ１１の方が先に車両２のタイヤを捕えるため、タイヤ候補信号１２０１の方が先行して出現する。一方、車両２が後進するときには、レーザスキャナ２１の方が先に車両２のタイヤを捕えるため、タイヤ候補信号１２０２の方が先行して出現する。これにより、タイヤ前後進判定部３２は、それぞれのタイヤの１個毎に、前進で通過すること、または、後進で通過すること、を判定する。

軸数計数部３３は、タイヤ前後進判定部３２からの出力信号に基づいて、左右突合処理部３１で突き合わされて同時出現性のあったタイヤ候補を、車両毎の単位で、タイヤの前後進（前進または後進）毎に計数し、その結果（車軸の数に関する情報）を出力する。この場合に、軸数計数部３３は、タイヤであるとみなすタイヤ候補について、車軸を検知する。
ここで、本実施形態では、軸数計数部３３は、この計数の値として、前進数と後進数との差（例えば、絶対値）を出力する。具体例として、１個の「タイヤ前進」の後に、１個の「タイヤ後進」があり、さらに１個の「タイヤ前進」が発生した場合には、軸数計数部３３は、計数軸数を「１」（＝＋１−１＋１）として出力する。これにより、例えば、渋滞などにおいて、車両２のタイヤが、レーザスキャナ１１、２１の前を、前進後に途中で後進したような特殊な場合においても、正しく計数することができる。

以上のように、本実施形態に係る車軸検知装置１では、レーザスキャナ１１、２１による距離計測データに基づいて、車両２の車軸の検知（または、タイヤの検知も、実質的に同じである）を高精度に行うことができる。

本実施形態に係る車軸検知装置１では、複数の距離計測部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）が、計測範囲を１次元に変化して距離のデータを計測し、タイヤ候補抽出部１５、２５が、距離計測部により計測された距離のデータに基づいて、所定の閾値より頻度が高いデータをタイヤ候補のデータとして抽出し、突合処理部（本実施形態では、左右突合処理部３１）が、複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいてタイヤ候補抽出部１５、２５により抽出されたタイヤ候補のデータについて時間的な一致度を突合し、車軸検知部（本実施形態では、軸数計数部３３）が、突合処理部による突合結果に基づいて車軸を検知する。本実施形態に係る車軸検知装置１では、車軸検知部は、検知した車軸の数を計数する。本実施形態に係る車軸検知装置１では、タイヤ前後進判定部３２が、複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいてタイヤ候補抽出部１５、２５により抽出されたタイヤ候補のデータについて時間的なずれによりタイヤの前進または後進を判定し、車軸検知部は、突合処理部による突合結果およびタイヤ前後進判定部３２による判定結果に基づいて車軸を検知する。

具体例として、本実施形態に係る車軸検知装置１では、計測範囲を１次元に変化することができる距離計測部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）を少なくとも２つ備え、次のような処理を行う。
座標変換部１２、２２が、距離計測部が出力する計測データを座標変換する。計測領域設定部１３、２３が、座標変換部１２、２２が出力するデータのうち、高さ方向に領域を限定する。距離ヒストグラム作成部１４、２４が、計測領域設定部１３、２３により限定された距離データの頻度を求める。タイヤ候補抽出部１５、２５が、距離ヒストグラム作成部１４、２４による結果を用いてタイヤに相当する頻度の高い領域のデータを抽出する。左右突合処理部３１が、複数の距離計測部から出力されるデータに対応してタイヤ候補抽出部２５から出力されるデータについて時間的な一致を調べる。タイヤ前後進判定部３２が、複数の距離計測部から出力されるデータに対応してタイヤ候補抽出部２５から出力されるデータについて時間的なずれを調べる。軸数計数部３３が、タイヤ前後進判定部３２から出力されるデータを集計して、車両２の軸の数（車軸数）を計算する。
なお、複数の距離計測部の数としては、様々な数が用いられてもよい。

また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、複数の距離計測部を設置し、その間隔を、計測するタイヤの直径より短くする。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、座標変換部１２、２２は、極座標のデータを直交座標のデータへ変換し、道路面５１１のデータを全て同じ高さの情報へ変換する。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、計測領域設定部１３、２３は、高さの範囲を、計測するタイヤの直径よりも短く設定する。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、左右突合処理部３１は、複数のタイヤ候補抽出部１５、２５から出力される結果の論理積を求める。

以上のように、本実施形態に係る車軸検知装置１では、トラックのガソリンタンクや改造されたマフラーなどのようにタイヤ以外の他の物体による外乱を排除することができ、精度の高い車軸検知を実現することができる。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、通行速度が速い車両２に対して、タイヤに対して１スキャンから２スキャンなどというように、収集できるデータ数が少なくなる場合においても、複数の距離測定部（本実施形態では、２個のレーザスキャナ１１、２１）の抽出結果を突合させることで、安定して車軸を検知することができる。これにより、例えば、低速な距離測定部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）を用いて高速通過する車両２の車軸を検知することができる。

具体的には、例えば、車両２の側面から車両２の進行方向に対して垂直にスキャンするレーザスキャナ１１、２１では、通常、５０Ｈｚから１００Ｈｚ程度以下のスキャン速度で、時速８０ｋｍ／ｈ程度の通行速度が速い車両に対しては、タイヤに対して１スキャンから２スキャンと、収集できるデータ数が少なくなる。本実施形態では、このような場合においても、車軸検知の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、距離測定部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）をタイヤの直径より小さい間隔で設置することで、タイヤ単位での前進または後進を判断することができ、正確な前後進判定を行うことができる。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、レーザスキャナ１１、２１を用いる場合に、レーザ光を安定して反射するタイヤの距離データの頻度を計数することで、例えば、道路に水たまりが発生して、レーザ光が鏡面反射することでレーザスキャナ１１、２１に照射光が戻らず、通常では距離を計測できないような環境においても、安定して車軸を検知することができる。
また、本実施形態に係る車軸検知装置１では、１スキャン毎にタイヤ候補を出力するため、タイヤの通過後に即時で車軸検知結果を出力することができる。

（第２の実施形態）
以下、実施形態２の車軸検知装置１を図面を参照して説明する。
本実施形態の車軸検知装置１の構成は、概略的に、実施形態１の場合と同様である。以下では、実施形態１とは異なる点について詳しく説明し、実施形態１と同様な点については詳しい説明を省略する。

図１３は、実施形態２の道路に敷設する基準板１３０１を示す図（上面図）である。
本実施形態では、図１３に示すように、２個のレーザスキャナ１１および２１のスキャン光が通過する範囲に対して、道路に基準板１３０１を敷設する。道路に基準板１３０１を敷設する構成の一例として、路面（道路の面）に基準板１３０１を埋設することができる。その他の構成や動作については、概略的に、実施形態１の場合と同様である。

ここで、通常の路面は、コンクリートもしくはアスファルトで敷設されているのに対して、本実施形態の基準板１３０１は、ゴムや、隙間の多い特殊なアスファルトなどのように、水が溜りにくくレーザの拡散反射成分が多い材料で構成されている。これにより、本実施形態では、雨天時においても、車両のタイヤによる水はねや路面の鏡面反射による距離計測データの欠落を防ぐことができ、レーザスキャナ１１、２１による距離計測データに基づいて車軸を検知することを高精度に行うことができる。
なお、基準板１３０１の材料、形状、大きさなどとしては、様々なものが用いられてもよい。例えば、基準板１３０１の形状および大きさとしては、２個のレーザスキャナ１１、２１のレーザのスキャン範囲を含むように設定することができる。

本実施形態に係る車軸検知装置１では、複数の距離計測部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）に応じた位置に設置されて道路の面と異なる材質から構成されて前記道路に設けられる反射材料（本実施形態では、基準板１３０１）を有する。
具体例として、本実施形態に係る車軸検知装置１では、実施形態１と同様な構成において、さらに、距離計測部（本実施形態では、レーザスキャナ１１、２１）の位置に設置されて道路面５１１と異なる材質から構成されて道路に埋設等される反射材料（本実施形態では、基準板１３０１）を備える。

以上のように、本実施形態に係る車軸検知装置１では、道路の水たまりを発生させることなく、また、道路の距離を正確に計測できるようになることで、雨天時でも正確に車軸検知を実現することができる。

（第３の実施形態）
以下、実施形態３の車軸検知装置１４０１を図面を参照して説明する。
図１４は、実施形態３の車軸検知装置１４０１の構成を示すブロック図である。
車軸検知装置１４０１は、２個のレーザスキャナ１１、２１と、２個の座標変換部１２、２２と、２個の計測領域設定部１３、２３と、２個の距離ヒストグラム作成部１４、２４と、２個のタイヤ候補抽出部１５、２５と、１個の左右突合処理部１４１１と、１個のタイヤ前後進判定部３２と、１個の軸数計数部１４１２と、１個の車幅計測部１４１３を備える。

ここで、本実施形態（図１４）では、実施形態１（図１）に示される処理部と同様な処理部ついては、同一の符号を付してある。
本実施形態の車軸検知装置１４０１では、図１に示される構成と比べて、車幅計測部１４１３を備えており、また、車幅計測部１４１３を備える点に関して、左右突合処理部１４１１および軸数計数部１４１２が追加的な処理を行う。
以下では、実施形態１とは異なる点について詳しく説明し、実施形態１と同様な点については詳しい説明を省略する。

左右突合処理部１４１１からの出力信号は、タイヤ前後進判定部３２に入力されるとともに、車幅計測部１４１３に入力される。ここで、左右突合処理部１４１１から車幅計測部１４１３に入力される信号には、タイヤ候補の距離を把握することができる情報が含められる。

車幅計測部１４１３は、左右突合処理部１４１１で対応付けたタイヤ候補について、左右の距離から車幅を計測して求めて、それに関する情報を出力する。具体的には、車両２の左側のタイヤの距離と右側のタイヤの距離から、予め定められた計算式などにより、当該車両２の車幅を計算する（推定的な計算でもよい）。ここで、四輪車では通常１ｍ以上の車幅となる一方、二輪車では高々数十ｃｍの車幅となる。車幅計測部１４１３は、例えば、求めた車幅が予め定められた閾値を超える場合には四輪車（または、さらに多い車軸の車両）であると判定する一方、求めた車幅が予め定められた閾値以下である場合には二輪車であると判定し、その判定の結果を示す情報（種別を示す情報）を出力する。

軸数計数部１４１２は、実施形態１で示した動作に加えて、車幅計測部１４１３からの出力に基づいて、四輪車（または、さらに多い車軸の車両）と二輪車とを区別することが可能な情報を出力する。具体的には、例えば、軸数計数部１４１２は、二輪車である場合には、軸数を「前進２」（一例であり、任意であってもよい）という情報として出力する。
ここで、通常、二輪車では、車両の下の部分に多数の装備品が付属しており、また、運転手が足を出す場合もあり、レーザスキャナ１１、２１による路面設置物の計測が安定しない。本実施形態のように車幅（本実施形態では、四輪車（または、さらに多い車軸の車両）の車幅／二輪車の車幅）に応じて計数結果の情報を置き換えることにより、外乱の影響を排除することができる。

本実施形態に係る車軸検知装置１４０１では、車幅計測部１４１３が、突合処理部（本実施形態では、左右突合処理部１４１１）による突合結果に基づいて車両の幅を計測し、車軸検知部（本実施形態では、軸数計数部１４１２）は、車幅計測部１４１３による計測結果に基づいて、計測された車幅が所定の閾値以下である場合には、車軸の数を二輪車に対応する２とする。
具体例として、本実施形態に係る車軸検知装置１４０１では、実施形態１（または、実施形態２でもよい）と同様な構成において、さらに、車幅計測部１４１３が、左右突合処理部１４１１から出力される左右突合の結果に基づいて、車両の幅を求める。また、軸数計数部１４１２は、車幅計測部１４１３から出力されるデータとタイヤ前後進判定部３２から出力されるデータを集計して、車軸数を計算する。例えば、軸数計数部１４１２は、車幅計測部１４１３により得られた車幅が一定値以下であれば、軸数を２に変更する。

以上のように、本実施形態に係る車軸検知装置１４０１では、例えば、二輪車については、運転者の足などの外乱があり車軸を計測できないような場合においても、二輪車を例外として取り扱うことで、正確な車軸検知を行うことができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の車軸検知装置１（または、車軸検知装置１４０１）によれば、複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいてタイヤ候補抽出部１５、２５により抽出されたタイヤ候補のデータについて時間的な一致度を突合する突合処理部を有することにより、誤検知を低減することができ、例えば、レーザスキャナ１１、２１などによる距離計測データに基づいて車軸を検知することを高精度に行うことが可能となる。

以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、車軸検知装置１、車軸検知装置１４０１）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１４０１…車軸検知装置、２、６０１〜６１２…車両、１１、２１…レーザスキャナ（距離計測部の一例）、１２、２２…座標変換部、１３、２３…計測領域設定部、１４、２４…距離ヒストグラム作成部、１５、２５…タイヤ候補抽出部、３１、１４１１…左右突合処理部（突合処理部の一例）、３２…タイヤ前後進判定部、３３、１４１２…軸数計数部（車軸検知部の一例）、１０１…タイヤ、２０１〜２０４…スキャンした点の集まり、５０１…計測対象、５１１…道路面、５１２…距離計測基準面、６５１…道路面の距離計測データ、７０１、８０１〜８０２…領域、８１１〜８１５、８２１〜８２５、８３１〜８３５…スキャンの点、９０１〜９０３…データ発生特性、１００１…距離データ、１００２、１１０１…頻度分布、１１０２…抽出データ、１１０３…２値データ、１２０１〜１２０２…タイヤ候補信号、１２０３…左右突合結果、１３０１…基準板、１４１３…車幅計測部

Claims (5)

1. 計測範囲を１次元に変化して距離のデータを計測する複数の距離計測部と、
   前記距離計測部により計測された距離のデータに基づいて、所定の閾値より頻度が高いデータをタイヤ候補のデータとして抽出するタイヤ候補抽出部と、
   前記複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいて前記タイヤ候補抽出部により抽出された前記タイヤ候補のデータについて時間的な一致度を突合する突合処理部と、
   前記突合処理部による突合結果に基づいて車軸を検知する車軸検知部と、
   を有する車軸検知装置。
2. 前記車軸検知部は、検知した車軸の数を計数する、
   請求項１に記載の車軸検知装置。
3. 前記複数の距離計測部により計測された距離のデータのそれぞれに基づいて前記タイヤ候補抽出部により抽出された前記タイヤ候補のデータについて時間的なずれによりタイヤの前進または後進を判定するタイヤ前後進判定部を有し、
   前記車軸検知部は、前記突合処理部による突合結果および前記タイヤ前後進判定部による判定結果に基づいて車軸を検知する、
   請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の車軸検知装置。
4. 前記複数の距離計測部に応じた位置に設置されて道路の面と異なる材質から構成されて前記道路に設けられる反射材料を有する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車軸検知装置。
5. 前記突合処理部による突合結果に基づいて車両の幅を計測する車幅計測部を有し、
   前記車軸検知部は、前記車幅計測部による計測結果に基づいて、計測された車幅が所定の閾値以下である場合には、車軸の数を二輪車に対応する２とする、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車軸検知装置。