JP2017096792A - 交通量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両の大きさに関する情報を取得する交通量計測装置を提供する。
【解決手段】照射部が形成する走査面１８は、道路１６の路面に対して傾斜角度θｓで傾斜している。そのため、この走査面１８を通過する車両１５は、傾斜した走査面１８によって、正面だけでなく、側面についても三次元的に距離が検出される。車両１５の正面および側面についての距離を三次元的に取得することにより、取得した検出距離について三角関数を用いて処理することにより、車両１５の車速Ｖだけでなく、車幅Ｗ、車長Ｌおよび車高Ｈも算出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路を走行する車両を計測する交通量計測装置に関する。

従来、レーザ光を用いた測距機器を利用して道路を走行する車両の速度を計測するシステムが公知である（特許文献１）。このような計測システムでは、予め設定された領域に進入した車両の速度を検出している。これにより、従来の計測システムは、車両の速度に基づいて、例えば混雑度合いなどその車両が走行する道路の状況を取得している。

しかしながら、道路の状況を正確に取得するためには、車両の速度だけでは不十分である。すなわち、道路の状況を正確に取得するためには、車両の速度だけでなく、大型車であるか小型車であるかなど、車両の種類を区別する必要がある。そのため、車両の速度だけでなく、車両の大きさ、つまり車両の車幅、車長および車高などもあわせて取得する必要がある。一方、従来のシステムの場合、車両の速度を検出するのみである。そのため、従来のシステムを用いて車両の大きさを判断する場合、車両の大きさを計測するためのセンサを別途設ける必要があるという問題がある。ところが、センサの追加は新たな設置空間が必要になるとともに、道路の周辺における空間的な余裕が十分でない場合、センサの追加が制限されるという問題がある。

特開２０１５−１０２５２４号公報

そこで、本発明の目的は、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両の大きさに関する情報を取得する交通量計測装置を提供することにある。

請求項１から３のいずれか一項記載の発明によると、照射手段がレーザ光を照射する走査面は、照射手段が設けられている道路の路面に対して遠方ほど重力方向の上方または下方へ傾斜する仮想的な平面状に設定されている。すなわち、走査面は、道路の路面に対して平行ではなく、角度をもって設定されている。そのため、この走査面を通過する車両は、傾斜した走査面によって、正面だけでなく、側面についても三次元的に距離が検出される。

請求項１記載の発明では、傾斜した走査面を通過する車両に対して、距離取得手段で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて、車両の幅を車幅として算出している。具体的には、車両が傾斜した走査面を通過するとき、車両の前端または後端における端面のうち受光手段に近い側は、検出距離が最短の最短距離となる。この最短距離に対応する照射角度は、最短時照射角度である。一方、車両の前端面または後端面のうち受光手段から遠い側は、照射角度が最短時照射角度よりも大きく、かつ検出距離が最長の最長距離となる。すなわち、車両の前端面または後端面のうち受光手段から遠い側では、照射角度が最短時照射角度よりも大きな最長時検出角度において最長距離となる。車幅は、これら最短距離、最短時照射角度、最長距離および最長時照射角度を用いて三角関数で処理することにより算出される。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両の大きさに関する車幅の情報を取得することができる。

請求項２記載の発明では、傾斜した走査面を通過する車両に対して、距離取得手段で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて、車両の長さを車長として算出している。具体的には、車両が傾斜した走査面を通過するとき、車両の側面のうち受光手段に近い端側は、検出距離が最短の最短距離となる。この最短距離に対応する照射角度は、最短時照射角度である。一方、車両の側面のうち受光手段から遠い端側は、照射角度が最短時照射角度よりも小さく、かつ検出距離が最長の最長距離となる。すなわち、車両の側面のうち受光手段から遠い端側では、照射角度が最短時照射角度よりも小さな最短時照射角度において最長距離となる。車長は、これら最短距離、最短時照射角度、最長距離および最長時照射角度と、走査面と路面とがなす傾斜角度とを用いて三角関数で処理することにより算出される。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両の大きさに関する車長の情報を取得することができる。

請求項３記載の発明では、傾斜した走査面を通過する車両に対して、距離取得手段で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて、車両の高さを車高として算出している。具体的には、車両が傾斜した走査面を通過するとき、照射角度のいずかにおいて受光手段から車両までの高さが最大である最大検出高が取得される。この最大検出高は、受光手段から車両の高さが最大となる部分までの高さに相当する。受光手段は、道路の近接して設けられているものの、その道路の路面と設置位置が等しいとは限らない。そこで、車高算出手段は、検出距離群から取得した最大検出高を、路面から受光手段までの高さ、つまり受光手段の設置高さで補正している。これにより、車高算出手段は、車両の高さを車高として算出している。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両の大きさに関する車高の情報を取得することができる。

請求項４記載の発明では、車速検出手段をさらに備えている。車速検出手段は、予め設定された時間間隔で距離取得手段から２回以上取得した検出距離を用いて、車両の速度を車速として算出している。これにより、車両の大きさに関する車幅、車長および車高のいずれかとともに、機器の追加を招くことなく車速も検出することができる。

請求項５記載の発明では、距離取得手段は、車両の全体が走査面に進入した後、検出距離を取得する。レーザ光を照射する照射手段は、予め設定された時間間隔の走査周期で走査面に向けてレーザ光を照射する。そのため、走査面に進入する車両の速度やレーザ光の照射可能距離によっては、車両の全体について検出距離群を取得できないおそれがある。そこで、距離取得手段は、車両の全体が走査面に進入したことを確認した後、照射角度ごとの検出距離を検出距離群として検出する。したがって、車両の大きさに関する情報をより正確に取得することができる。

一実施形態による交通量計測装置の車両と走査面との関係を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置の概略的な構成を示すブロック図 一実施形態による交通量計測装置を路面に近い位置に設けた例を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置を路面から遠い位置に設けた例を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置を路肩に設けた例を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置を道路の中央に設けた例を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置の車両と走査面との関係を示す模式図 一実施形態による交通量計測装置による車幅の算出を説明するための模式図 一実施形態による交通量計測装置による車長の算出を説明するための車両の上方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車長の算出を説明するための車両の側方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車長の算出を説明するための車両の側方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車高の算出を説明するための車両の側方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車高の算出を説明するための車両の側方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車高の算出を説明するための車両の上方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車速の算出を説明するための車両の上方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車速の算出を説明するための車両の側方から見た模式図 一実施形態による交通量計測装置による車速の算出を説明するための車両の側方から見た模式図

以下、交通量計測装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図２に示すように交通量計測装置１０は、センサユニット１１および制御ユニット１２を備えている。センサユニット１１は、照射部１３および受光部１４を有している。センサユニット１１は、図３および図４に示すように車両１５が走行する道路１６に近接して設けられている。センサユニット１１は、図３に示すように道路１６の路面１７に近い比較的低い位置、または図４に示すように道路１６の路面１７から離れた比較的高い位置のいずれにも設けることができる。また、センサユニット１１は、図５に示すように道路１６の路肩に設けられている。このようにセンサユニット１１を道路１６の路肩に設ける場合、センサユニット１１は一方の車線を走行する車両１５を計測する。これに対し、センサユニット１１は、図６に示すように道路１６の中央に設けてもよい。このようにセンサユニット１１を道路１６の中央に設ける場合、センサユニット１１はこれを挟む双方の車線を走行する車両１５を計測することができる。本実施形態では、図５に示すようにセンサユニット１１を道路１６の路肩に設ける例について説明する。

センサユニット１１の照射部１３は、レーザ光を照射する。照射部１３は、予め設定された所定の間隔の照射角度でレーザ光を照射する。レーザ光の照射角度の間隔は、車両１５を計測する解像度に相当し、所望の性能に応じて任意に設定することができる。照射角度の間隔が小さくなるほど解像度は向上するものの、制御ユニット１２における処理の負荷は増大する。所定の間隔の照射角度で照射されるレーザ光は、車両１５を検出する走査面１８を形成する。この走査面１８は、図３および図４に示すように道路１６の路面１７に対して仮想的な平面状に傾斜して設定されている。具体的には、図３に示すようにセンサユニット１１を道路１６の路面１７に近い位置に配置するとき、走査面１８は路面１７に対して重力方向の上方へ傾斜している。一方、図４に示すようにセンサユニット１１を道路１６の路面１７から遠い位置に配置するとき、走査面１８は路面１７に対して重力方向の下方へ傾斜している。すなわち、走査面１８は、略平面状の路面１７に対して、センサユニット１１を起点として、このセンサユニット１１から遠ざかる遠方ほど重力方向の上方または下方へ傾斜する仮想的な平面状に設定されている。より具体的には、図３に示すようにセンサユニット１１を道路１６の路面１７に近い位置に配置するとき、走査面１８は路面１７に対してセンサユニット１１からの距離が大きくなるほど上方へ路面１７から遠ざかるように傾斜している。一方、図４に示すようにセンサユニット１１を道路１６の路面１７から遠い位置に配置するとき、走査面１８は路面１７に対してセンサユニット１１からの距離が大きくなるほど下方へ路面１７に近づくように傾斜している。したがって、例えば路面１７に対して走査面１８が直交するなど、車両１５からの反射光を受光できない条件は含まない。照射部１３から照射されたレーザ光は、走査面１８に進入した車両１５において反射する。車両１５で反射したレーザ光は、センサユニット１１の受光部１４へ入射する。受光部１４は、車両１５において反射したレーザ光を受光する。照射部１３および受光部１４は、一体に設けてもよく、別体に設けてもよい。

制御ユニット１２は、センサユニット１１と一体に同一の位置に設けてもよく、センサユニット１１と別体にセンサユニット１１から離れた位置に設けてもよい。本実施形態では、センサユニット１１と制御ユニット１２とは、一体に同一の位置に設けられている。制御ユニット１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有する処理部２１を有している。また、制御ユニット１２は、記憶部２２を有している。記憶部２２は、処理部２１のＲＯＭやＲＡＭと共用してもよい。制御ユニット１２は、ＲＯＭなどに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、距離取得部２３、車幅算出部２４、車長算出部２５、車高算出部２６および車速算出部２７をソフトウェア的に実現している。なお、これらの距離取得部２３、車幅算出部２４、車長算出部２５、車高算出部２６および車速算出部２７は、ソフトウェア的に実現するだけでなく、ハードウェア的、またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現する構成としてもよい。

制御ユニット１２の距離取得部２３は、照射部１３から照射された光が対象となる車両１５で反射し受光部１４へ入射するまでの所要時間から、センサユニット１１から車両１５までの距離を取得する。具体的には、センサユニット１１は、上述のように走査面１８において所定の間隔の照射角度でレーザ光を照射する。そのため、距離取得部２３は、照射角度ごとに車両までの距離を検出距離として取得する。距離取得部２３は、走査面１８における照射角度ごとの検出距離を、走査面１８の全体で検出距離群として取得する。すなわち、距離取得部２３は、図１に示すように走査面１８における照射角度の一方の基準位置であるθａから他方の基準位置θｂまで、所定の間隔Δθごとに照射角度を設定し、車両１５までの距離を照射角度ごとの検出距離として取得する。そして、距離取得部２３は、走査面１８の全体で取得した照射角度ごとの検出距離を、検出距離群として記憶部２２に一時的に記憶する。検出距離群に含まれる検出距離は、車両１５で反射するレーザ光によって車両１５までの距離が取得されたものに限る。センサユニット１１から照射されたレーザ光は、照射角度によっては車両１５からの反射が得られない。このように車両１５からの反射が無い照射角度では検出距離が取得できないので、当該照射角度における検出距離は検出距離群に含まれない。

距離取得部２３は、図７に示すように道路１６を走行する車両１５の全体が走査面１８に進入した後、照射角度ごとの検出距離を検出距離群として取得する。車両１５は、道路１６を走行している。そのため、距離取得部２３が検出距離を取得する時期によっては、車両１５の一部のみが走査面１８に進入している状態であることも考えられる。このように車両１５の一部のみが走査面１８に進入している状態で検出距離群を取得しても、車両１５の正確な車幅、車長、車高および車速は得られない。そこで、距離取得部２３は、車両１５が走査面１８に進入した直後ではなく、車両１５の全体が走査面１８に進入したことを確認した後に検出距離群を取得する。

具体的には、照射部１３は、例えば数ミリ秒から数秒程度のように予め設定された走査周期で走査面１８の全体を走査している。このとき、走査周期ごとに得られた検出距離を用いることにより、車両１５の一部のみが走査面１８に進入しているか、車両１５の全体が走査面１８に進入しているかを判断可能である。例えば、距離取得部２３は、検出距離群に含まれる検出距離の分布や、検出距離群から得られる車両１５の速度などを用いて走査面１８に車両１５の全体が進入したか否かを判断する。

車幅算出部２４は、検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の幅を車幅として算出する。車長算出部２５は、検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の長さを車長として算出する。車高算出部２６は、検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の高さを車高として算出する。車速算出部２７は、検出距離に含まれる検出距離を用いて車両１５の速度を車速として算出する。

次に、検出距離群の取得、ならびに車幅、車長、車高および車速の具体的な算出の一例について詳細に説明する。以下の説明は、センサユニット１１が道路１６路肩に設けられ、車両１５はセンサユニット１１が形成する走査面１６に対して図１の左方から進入する場合の例である。

（検出距離群の取得）
照射部１３は、図１に示すように走査面１８において所定の間隔の照射角度ごとにレーザ光を照射する。照射部１３は、所定の走査周期で走査面１８をレーザ光によって走査する。レーザ光は、対象となる車両１５などで反射することにより、受光部１４へ入射する。距離取得部２３は、この受光部１４へ入射したレーザ光を用いて、センサユニット１１から対象となる車両１５までの距離を検出距離として取得する。具体的には、距離取得部２３は、間隔Δθで設定された各照射角度において、照射部１３からレーザ光を照射してから受光部１４で受光するまでの時間をもとに、この照射角度における車両１５までの距離を算出する。距離取得部２３は、走査面１８の各照射角度ごとに検出距離を取得し、すべての照射角度における検出距離を収集することにより検出距離群を取得する。この検出距離を収集して検出距離群を作成することは、一般に集合化やクラスタリングと称される。

（車幅の算出）
車幅算出部２４は、距離取得部２３で得られた検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の幅を車幅Ｗとして算出する。図１および図８に示すように、距離取得部２３で得られた検出距離群は、車両１５の前面および側面における検出距離を含んでいる。この検出距離群に含まれる検出距離には、車両１５までの距離が最短となる最短距離ｒｎが含まれている。この最短距離ｒｎは、車両１５が走査面１８に対して図８の左方から進入する場合、車両１５の左前端に対応する。このように、検出距離群には、検出した車両１５までの距離が最短となる最短距離ｒｎが含まれている。また、このとき、最短距離ｒｎが検出される照射角度は、最短時照射角度θｎとなる。当然のことながら、最短時照射角度θｎは、θａ＜θｎ＜θｂである。

一方、検出距離群に含まれる検出距離には、最短時照射角度θｎよりも大きな照射角度で車両１５までの検出距離が最長となる最長距離ｒｆが含まれている。この最長距離ｒｆは、車両１５が走査面１８に対して図８の左方から進入する場合、車両１５の右前端に対応する。このように、検出距離群には、検出した車両１５までの距離が最短時照射角度θｎよりも大きな照射角度で最長となる最長距離ｒｆが含まれている。また、このとき、最長距離ｒｆが検出される照射角度は、最長時照射角度θｆとなる。この最長時照射角度θｆは、θｎ＜θｆ＜θｂである。

車幅算出部２４は、これら最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｆおよび最長時照射角度θｆを用いて車幅Ｗを算出する。具体的には、次の通りである。図８に示すように車幅Ｗは、道路１６の幅方向においてセンサユニット１１側を基準として、車両１５の右前端における位置ｗｆと左前端における位置ｗｎとの差、すなわちＷ＝ｗｆ−ｗｎである。ここで、最短距離ｒｎおよび最長距離ｒｆは、センサユニット１１から車両１５までの距離に相当し、車両の左前端の位置ｗｎおよび右前端の位置ｗｆとは異なる。そこで、車幅算出部２４は、三角関数を用いて道路１６の幅方向における位置ｗｎおよび位置ｗｆを算出する。最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｆおよび最長時照射角度θｆは、上記のように検出距離群に含まれている。つまり、車両１５の左前端の位置ｗｎは、ｗｎ＝ｒｎ×ｓｉｎθｎとして算出することができる。また、車両１５の右前端の位置ｗｆは、ｗｆ＝ｒｆ×ｓｉｎθｆとして算出することができる。したがって、車幅算出部２４は、車幅Ｗを、Ｗ＝ｗｆ−ｗｎ、すなわち、
Ｗ＝ｒｆ×ｓｉｎθｆ−ｒｎ×ｓｉｎθｎ
として算出する。このように、車幅算出部２４は、検出距離群に含まれる最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｆおよび最長時照射角度θｆを用いて、走査面１８に進入した車両１５の車幅Ｗを算出する。

（車長の算出）
車長算出部２５は、距離取得部２３で得られた検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の長さを車長Ｌとして算出する。図９に示すように、距離取得部２３で得られた検出距離群には、車両１５までの距離が最短となる最短距離ｒｎが含まれている。この最短距離ｒｎおよびこれに対応する最短時照射角度θｎは、上記の車幅Ｗの算出で用いた値と同一である。

一方、検出距離群に含まれる検出距離には、最短時照射角度θｎよりも小さな照射角度で車両１５までの検出距離が最長となる最長距離ｒｔが含まれている。この最長距離ｒｔは、車両１５が走査面１８に対して図９の左方から進入する場合、車両１５の左後端に対応する。このように、検出距離群には、検出した車両１５までの距離が最短時照射角度θｎよりも小さな照射角度で最長となる最長距離ｒｔが含まれている。また、このとき、最長距離ｒｔが検出される照射角度は、最長時照射角度θｔとなる。この最長時照射角度θｔは、θａ＜θｔ＜θｎである。

車長算出部２５は、これら最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｔおよび最長時照射角度θｔを用いて車長Ｌを算出する。具体的には、次の通りである。図９に示すように車長ｌは、道路１６の延伸方向において車両１５の後端における位置ｌｔと前端における位置ｌｎとの差、すなわちｌ＝ｌｔ−ｌｎである。ここで、車長ｌは、見かけ上の車両１５の全長であり、実際の車両１５の車長Ｌと異なる。すなわち、本実施形態の場合、図３および図４に示すように、センサユニット１１は道路１６の路面１７に対して傾斜した走査面１８を形成している。そのため、実際の車長Ｌを算出するためにはセンサユニット１１が形成する走査面１８の傾斜角度θｓを用いて補正が必要となる。

まず、見かけ上の車長ｌの算出について説明する。最短距離ｒｎおよび最長距離ｒｔは、傾斜した走査面１８におけるセンサユニット１１から車両１５までの距離に相当し、車両１５の前端の位置ｌｎおよび後端の位置ｌｔとは異なる。そこで、車長算出部２５は、三角関数を用いて道路１６の延伸方向における位置ｌｎおよび位置ｌｔを算出する。最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｔおよび最長時照射角度θｔは、上記のように検出距離群に含まれている。つまり、車両１５の前端の位置ｌｎは、ｌｎ＝ｒｎ×ｃｏｓθｎとして算出することができる。また、車両１５の後端の位置ｌｔは、ｌｔ＝ｒｔ×ｃｏｓθｔとして算出することができる。したがって、車長算出部２５は、見かけ上の車長ｌを、ｌ＝ｌｔ―ｌｎ、すなわち
ｌ＝ｒｔ×ｃｏｓθｔ−ｒｎ×ｃｏｓθｎ
として算出する。

さらに、車長算出部２５は、算出された見かけ上の車長ｌから、センサユニット１１が形成する走査面１８の傾斜角度θｓを用いて実際の車長Ｌを算出する。図１０に示すようにセンサユニット１１が路面１７に近い車両１５の下方に設けられている場合、車長算出部２５は、先に得られた見かけ上の車長ｌと走査面１８の傾斜角度θｓとから、
Ｌ＝ｌ×ｃｏｓθｓ
として実際の車長Ｌを算出する。また、図１１に示すようにセンサユニット１１が路面１７から遠い車両１５の上方に設けられている場合、車長算出部２５は、先に得られた見かけ上の車長ｌと走査面の傾斜角度θｓとから、
Ｌ＝ｌ×ｃｏｓθｓ
として実際の車長Ｌを算出する。このように、車長算出部２５は、検出距離群に含まれる最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｔおよび最長時照射角度θｔと、走査面の傾斜角度θｓとを用いて、走査面１８に進入した車両１５の車長Ｌを算出する。

（車高の算出）
車高算出部２６は、距離取得部２３で得られた検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の高さを車高Ｈとして算出する。図３および図４に示すように、センサユニット１１が形成する走査面１８は、路面１７に対して傾斜している。そのため、距離取得部２３で得られた検出距離群を構成する検出距離は、車両１５の高さに相当する情報も含んでいる。車高算出部２６は、この検出距離に含まれる高さに関する情報を用いて車高Ｈを算出する。

車両１５に照射されるレーザ光の走査面１８は、路面１７に対して傾斜角度θｓで傾斜している。そのため、図１２および図１３に示すように車両１５の側方から走査面１８を見たとき、車両の最も高い位置が検出最高位置Ｐｈとして検出される。このとき、検出最高位置Ｐｈは、位置が検出されるのみである。そのため、検出最高位置Ｐｈは、路面１７またはセンサユニット１１からの高さに関する情報ではない。一方、図１４に示すように車両１５の上方から走査面１８を見たとき、検出最高位置Ｐｈに相当する照射角度は、最高時照射角度θｈとして取得される。このとき、最高時照射角度θｈは、θａ＜θｈ＜θｂである。また、センサユニット１１から検出最高位置Ｐｈまでの距離は、最高時検出距離ｒｈとして取得される。車高算出部２６は、取得された最高時照射角度θｈおよび最高時検出距離ｒｈを用いて、センサユニット１１から検出最高位置Ｐｈまでの最高時距離Ｒｈを、Ｒｈ＝ｒｈ×ｃｏｓθｈとして算出する。

図１２および図１３に示すように走査面１８は傾斜角度θｓで傾斜しているため、算出した最高時距離Ｒｈはセンサユニット１１から検出最高位置Ｐｈまでの走査面１８に沿った距離である。そこで、車高算出部２６は、この最高時距離Ｒｈと、走査面１８の傾斜角度θｓを用いて、センサユニット１１の位置から検出最高位置Ｐｈまでの高さｈを、ｈ＝Ｒｈ×ｓｉｎθｓとして算出する。この高さｈは、センサユニット１１から車両１５の最高位置である検出最高位置Ｐｈまでの距離に相当する。つまり、高さｈは、最大検出高に相当する。そこで、車高算出部２６は、算出した最大検出高に相当する高さｈを、センサユニット１１の設置高さｈｓで補正することにより、車高Ｈを算出する。設置高さｈｓは、既知の値として記憶部２２に記憶されている。

図１２に示すようにセンサユニット１１が車両１５の上端よりも低い位置、つまり路面１７に近い位置に設けられているとき、車高算出部２６は、車高Ｈを、算出した高さｈに設置高さｈｓを加えることにより、Ｈ＝ｈ＋ｈｓとして算出する。一方、図１３に示すようにセンサユニット１１が車両１５の上端よりも高い位置、つまり路面１７から遠い位置に設けられているとき、車高算出部２６は、車高Ｈを、設置高さｈｓから算出した高さｈを減じることにより、Ｈ＝ｈｓ−ｈとして算出する。このように、車高算出部２６は、検出距離群に含まれる各検出距離の高さの情報、およびセンサユニット１１の設置高さｈｓを用いて、走査面１８に進入した車両１５の車高Ｈを算出する。この場合も、設置高さｈｓは、既知の値として記憶部２２に記憶されている。

（車速の算出）
車速算出部２７は、距離取得部２３で得られた検出距離群に含まれる検出距離を用いて車両１５の速度を車速Ｖとして算出する。距離取得部２３は、所定の走査周期で照射部１３から照射されるレーザ光を用いて、この走査周期で対象となる車両１５までの距離を取得している。そのため、車速算出部２７は、この走査周期の間に移動する車両１５の移動距離を用いて車速Ｖを算出する。車両１５が走査面１８に左方から進入する場合、図１５および図１６に示すように車両１５は先の走査周期Ｔ１から後の走査周期Ｔ２までの間に左方へ移動する。したがって、走査周期Ｔ１におけるセンサユニット１１から車両１５までの距離Ｒ１は、走査周期Ｔ２における車両１５までの距離Ｒ２よりも大きくなる。

具体的には、距離取得部２３は、走査周期Ｔ１において検出距離群に含まれる最短距離ｒ１を取得する。また、距離取得部２３は、走査周期Ｔ２において検出距離群に含まれる最短距離ｒ２を取得する。ここで、走査周期Ｔ１において最短距離ｒ１を取得した照射角度は、第一照射角度θ１とする。また、走査周期Ｔ２において最短距離ｒ２を取得した照射角度は、第二照射角度θ２とする。車速算出部２７は、取得したこれら最短距離ｒ１、最短距離ｒ２、第一照射角度θ１および第二照射角度θ２を用いて、走査周期Ｔ１における車両１５までの距離Ｒ１をＲ１＝ｒ１×ｃｏｓθ１と、走査周期Ｔ２における車両１５までの距離をＲ２＝ｒ２×ｃｏｓθ２としてそれぞれ算出する。この場合、図１６に示すように走査面１８は路面１７に対して傾斜角度θｓで傾斜している。そこで、車速算出部２７は、さらに走査周期Ｔ１における車両の位置ｘ１、および走査周期Ｔ２における車両の位置ｘ２を算出する。

図１６に示すようにセンサユニット１１が路面１７に近い位置に設置され、上方へ向けて走査面１８が設定されている場合、車速算出部２７は、走査周期Ｔ１における車両１５の位置ｘ１、および走査周期Ｔ２における車両１５の位置ｘ２を、それぞれｘ１＝Ｒ１×ｃｏｓθｓ、ｘ２＝Ｒ２×ｃｏｓθｓとして算出する。そして、車速算出部２７は、これら走査周期Ｔ１における車両１５の位置ｘ１、および走査周期Ｔ２における車両１５の位置ｘ２を用いて、式１から車速Ｖを、

として算出する。式１は、式２のように変換することもできる。車速算出部２７は、式１または式２を用いて車速Ｖを算出する。
また、図１７に示すようにセンサユニット１１が路面１７から遠い位置に設置され、下方へ向けて走査面１８が設定されている場合、車速算出部２７は、走査周期Ｔ１における車両１５の位置ｘ１、および走査周期Ｔ２における車両１５の位置ｘ２を、それぞれｘ１＝Ｒ１×ｃｏｓθｓ、ｘ２＝Ｒ２×ｃｏｓθｓとして算出する。そして、車速算出部２７は、式１または式２を用いて車速Ｖを算出する。
以上のように、車幅算出部２４、車長算出部２５、車高算出部２６および車速算出部２７は、距離取得部２３で取得された検出距離群に含まれる検出距離、および走査面１８の傾斜角度θｓを用いて、車幅Ｗ、車長Ｌ、車高Ｈおよび車速Ｖをそれぞれ算出する。

以上説明したように、一実施形態の交通量計測装置１０は、照射部１３が形成する走査面１８は、照射部１３が設けられている道路１６の路面１７に対して傾斜角度θｓで傾斜している。すなわち、走査面１８は、道路１６の路面１７に対して平行ではなく、路面１７に対して傾斜角度θｓをなしている。そのため、この走査面１８を通過する車両１５は、傾斜した走査面１８によって、正面だけでなく、側面についても距離が検出される。

ところで、照射部１３を有するセンサユニット１１は、路面１７に近い低い位置または路面１７から遠い高い位置のいずれかに設けられる。センサユニット１１を路面１７に近い低い位置に設ける場合、センサユニット１１の設置は容易となり、センサユニット１１は短期間で設置することができる。また、このように路面１７に近い低い位置にセンサユニット１１を設置する場合、例えば事業用の車両などにセンサユニット１１を搭載することも可能となる。このように事業用の車両にセンサユニット１１を搭載する場合、季節によって交通量の変化が大きな道路１６において、交通量が増大する時期などに任意の場所へセンサユニット１１が運搬される。したがって、交通量計測装置１０の臨時的な運用、およびそのための移動なども容易にすることができる。一方、センサユニット１１を路面１７から遠い高い位置に設ける場合、センサユニット１１の設置に費用および期間が必要になるものの、センサユニット１１は走査面１８の視野が拡大する。したがって、１台のセンサユニット１１で計測される道路１６の範囲を拡大することができる。また、センサユニット１１を高い位置に設置することにより、車両１５との接触などにともなう損傷などが低減されるとともに、植物などの繁茂によって視野が制限されることも回避される。したがって、長期にわたり安定した計測を行なうことができる。

一実施形態では、車幅算出部２４は、傾斜した走査面１８を通過する車両１５に対して、距離取得部２３で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて車幅Ｗを算出する。車幅算出部２４は、車両１５の前面のうちセンサユニット１１から近い側と遠い側との位置から、最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｆおよび最長時照射角度θｆを用いて三角関数で処理することにより算出する。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両１５の大きさに関する車幅Ｗの情報を取得することができる。

一実施形態では、車長算出部２５は、傾斜した走査面１８を通過する車両１５に対して、距離取得部２３で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて車長Ｌを算出する。車長算出部２５は、車両１５の側面のうちセンサユニット１１から近い側と遠い側との位置から、最短距離ｒｎ、最短時照射角度θｎ、最長距離ｒｔおよび最長時照射角度θｔと、走査面１８の傾斜角度θｓとを用いて三角関数で処理することにより算出する。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両１５の大きさに関する車長Ｌの情報を取得することができる。

一実施形態では、車高算出部２６は、傾斜した走査面１８を通過する車両１５に対して、距離取得部２３で取得した照射角度ごとの検出距離群を用いて車高Ｈを算出する。車高算出部２６は、車両１５が走査面１８を通過するときに取得した最大検出高を、センサユニット１１の設置高さｈｓで補正している。これにより、車高算出部２６は、車高Ｈを算出する。したがって、新たな設置空間が必要となる機器の追加を招くことなく、車両１５の大きさに関する車高Ｈの情報を取得することができる。
一実施形態では、車速算出部２７は、予め設定された走査周期Ｔ１からＴ２の間に、距離取得部２３で取得した検出距離を用いて車速Ｖを算出する。これにより、車両１５の大きさに関する車幅Ｗ、車長Ｌおよび車高Ｈのいずれかとともに、機器の追加を招くことなく車速Ｖも検出することができる。

一実施形態では、距離取得部２３は、車両１５の全体が走査面１８に進入した後、検出距離を取得する。レーザ光を照射する照射部１３は、予め設定された走査周期で走査面１８に向けてレーザ光を照射する。そのため、走査面１８に進入する車両１５の速度やレーザ光の照射可能距離によっては、車両１５の全体について検出距離群を取得できないおそれがある。そこで、距離取得部２３は、車両１５の全体が走査面１８に進入したことを確認した後、照射角度ごとの検出距離を検出距離群として検出する。したがって、車両１５の大きさに関する情報をより正確に取得することができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上記の実施形態では、センサユニット１１が形成する走査面１１に図１の左方から車両１５が進入する例について説明した。しかし、車両１５は、図６に示すようにセンサユニット１１が形成する走査面１８に対し、右方から進入してもよい。このように、走査面１８と車両１５との関係を前後または左右で入れ替えても、上述の例と同様の考え方を応用して車両１５の車幅Ｗ、車長Ｌ、車高Ｈおよび車速Ｖを算出することができる。

図面中、１０は交通量計測装置、１３は照射部（照射手段）、１４は受光部（受光手段）、１５は車両、１６は道路、１７は路面、１８は走査面、２３は距離取得部（距離取得手段）、２４は車幅算出部（車幅算出手段）、２５は車長算出部（車長算出手段）、２６は車高算出部（車高算出手段）、２７は車速算出部（車速算出手段）を示す。

Claims (5)

1. 道路を走行する車両の交通量を計測する交通量計測装置であって、
   前記道路に近接して設けられ、前記道路の路面に対して遠方ほど重力方向の上方または下方へ傾斜する仮想的な平面状に設定されている走査面に予め設定された所定の間隔の照射角度でレーザ光を照射する照射手段と、
   前記道路に近接して設けられ、前記照射手段から照射し前記車両で反射したレーザ光を受光する受光手段と、
   前記受光手段で受光した前記レーザ光を用いて前記車両までの距離を前記照射角度ごとの検出距離として検出し、前記検出距離を前記走査面の全体で検出距離群として取得する距離取得手段と、
   前記検出距離群に含まれる前記検出距離のうち最短となる最短距離、前記最短距離に対応する前記照射角度である最短時照射角度、前記検出距離のうち前記最短時照射角度よりも前記照射角度が大きな照射角度において最長となる最長距離、および前記最長距離に対応する前記照射角度である最長時照射角度を用いて前記車両の幅を算出する車幅算出手段と、
   を備える交通量計測装置。
2. 道路を走行する車両の交通量を計測する交通量計測装置であって、
   前記道路に近接して設けられ、前記道路の路面に対して遠方ほど重力方向の上方または下方へ傾斜する仮想的な平面状に設定されている走査面に予め設定された所定の間隔の照射角度でレーザ光を照射する照射手段と、
   前記道路に近接して設けられ、前記照射手段から照射し前記車両で反射したレーザ光を受光する受光手段と、
   前記受光手段で受光した前記レーザ光を用いて前記車両までの距離を前記照射角度ごとの検出距離として検出し、前記検出距離を前記走査面の全体で検出距離群として取得する距離取得手段と、
   前記検出距離群に含まれる前記検出距離のうち最短となる最短距離、前記最短距離に対応する前記照射角度である最短時照射角度、前記検出距離のうち前記最短時照射角度よりも前記照射角度が小さな照射角度において最長となる最長距離、前記最長距離に対応する前記照射角度である最長時照射角度、および前記走査面と前記路面とがなす傾斜角度を用いて前記車両の長さを算出する車長算出手段と、
   を備える交通量計測装置。
3. 道路を走行する車両の交通量を計測する交通量計測装置であって、
   前記道路に近接して設けられ、前記道路の路面に対して遠方ほど重力方向の上方または下方へ傾斜する仮想的な平面状に設定されている走査面に予め設定された所定の間隔の照射角度でレーザ光を照射する照射手段と、
   前記道路に近接して設けられ、前記照射手段から照射し前記車両で反射したレーザ光を受光する受光手段と、
   前記受光手段で受光した前記レーザ光を用いて前記車両までの距離を前記照射角度ごとの検出距離として検出し、前記検出距離を前記走査面の全体で検出距離群として取得する距離取得手段と、
   前記検出距離群に含まれる前記検出距離のうち高さが最大となる最大検出高を、前記路面から前記受光手段までの高さで補正して前記車両の高さを算出する車高算出手段と、
   を備える交通量計測装置。
4. 予め設定された時間間隔で前記距離取得手段から２回以上取得した前記検出距離を用いて、前記車両の速度を算出する車速算出手段をさらに備える請求項１から３のいずれか一項記載の交通量計測装置。
5. 前記距離取得手段は、前記車両の全体が前記走査面に進入した後に、前記検出距離を取得する請求項１から４のいずれか一項記載の交通量計測装置。

Images