JP2020160865A - 車両検知器及び車両検知方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様によれば、車両検知器(10)は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第1スキャン式レーザセンサ(11a)と、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第2スキャン式レーザセンサ(11b)と、前記第1スキャン式レーザセンサ(11a)と、前記第2スキャン式レーザセンサ(11b)との検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定する判定部(120)と、を備える。
このようにすることで、車両検知器は、スキャン式レーザセンサの個々の性能が車両検知器の要求性能を満たしていない場合であっても、第1及び第2スキャン式レーザセンサの双方の検知結果を組み合わせることにより、スキャン式レーザセンサ単体の性能よりも高い性能を得ることができる。これにより、車両検知器は、個々のスキャン式レーザセンサの性能にかかわらず、高い精度で車両の存在を検知することができる。
このようにすることで、第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向又は車線幅方向にずらすことができる。これにより、車両検知器全体のスキャン範囲を垂直方向、又は車線幅方向に拡張することができる。
このようにすることで、第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサのそれぞれについて、検知対象となる車両の部位ごとに適切なスキャン範囲を設定することができる。
このようにすることで、車両検知器は、第1スキャン式レーザセンサの設定を変更することなく、簡易且つ確実にスキャン範囲を垂直方向にずらすことができる。
このようにすることで、例えば車両に牽引棒のような小さい(細い)付属物が取り付けられている場合、この付属物の形状的な特徴に応じた角度で第1スキャン式レーザセンサすることにより、この付属物を検知できる可能性を向上させることができる。
このようにすることで、垂直方向における第1スキャン式レーザセンサの隣接する二つのレーザ光の照射位置間の間隔を示す照射ピッチが狭くなる。これにより、第1スキャン式レーザセンサの垂直方向における角度分解能を向上させることができる。
このようにすることで、第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサのスキャン範囲が重複する場合であっても、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを低減させることができる。
このようにすることで、第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサのスキャン範囲が重複する場合であっても、それぞれのレーザ光の照射及び受光タイミングが一致しないように制御することができる。これにより、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを抑制することができる。
このようにすることで、例えば第1スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向の上方側に向け、第2スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向の下方側に向ける等、それぞれのスキャン範囲を異ならせることができる。これにより、車両検知器によるスキャン範囲を拡張することができる。また、第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサそれぞれが照射するレーザ光の照射角度(位相)がずれるように、それぞれのスキャン範囲をずらすことにより、車両検知器の角度分解能を向上させることができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る車両検知器について、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1は、第1の実施形態に係る車両検知器の全体構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る車両検知器10は、例えば有料道路の料金所において、車両Aから通行料金を収受する料金収受システム1を構成する機器の一つとして用いられる。なお、図1には、出口料金所における料金収受システム1の一例が示されている。
以下、図2を参照しながら、本実施形態に係る車両検知器10の機能構成について説明する。なお、本実施形態では、車両検知器10A、10B、10Cはすべて同一の機能構成を有しているとする。このため、以下の説明では、車両検知器10A、10B、10Cを総称して単に車両検知器10と記載する。
図2に示すように、車両検知器10は、複数のレーザセンサ11a、11bと、CPU12と、を備えている。
図3に示すように、制御部121は、レーザセンサ11a及びレーザセンサ11bの何れか一方のみがスキャンを行うように、「Lo」及び「Hi」の2値からなる同期信号をレーザセンサ11a、11bそれぞれに出力する。
以上のように、本実施形態に係る車両検知器10は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲Ra内において、複数の照射角度でレーザ光Paを照射するレーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)と、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内Rbにおいて、複数の照射角度でレーザ光Pbを照射するレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)と、レーザセンサ11aと、レーザセンサ11bとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線Lを走行する車両Aが存在するか否かを判定する判定部120と、を備える。
このようにすることで、車両検知器10は、レーザセンサ11a、11bの個々の性能が車両検知器の要求性能を満たしていない場合であっても、レーザセンサ11a、11bの双方の検知結果を組み合わせることにより、レーザセンサ単体の性能よりも高い性能を得ることができる。これにより、車両検知器10は、個々のレーザセンサ11a、11bの性能にかかわらず、高い精度で車両Aの存在を検知することができる。
スキャン範囲が限られたレーザセンサを使用した場合、車両の車体の一部分のみしかスキャンできないことが考えられる。従来の車両検知器のように、1台のレーザセンサ、(例えば、図2のレーザセンサ11a)のみで車両Aの検知を行うと、車両Aの形状及び大きさによっては、車両Aの車体がスキャン範囲Ra内を通過しない場合がある。そうすると、車両検知器はこの車両Aが存在することを正しく検知することが出来ない可能性がある。しかしながら、本実施形態では、レーザセンサ11a、11bの配置を垂直方向に異ならせているので、レーザセンサ11a、11bのスキャン範囲Ra、Rbを垂直方向にずらすことができる。これにより、車両検知器全体のスキャン範囲を垂直方向に拡張することができる。そうすると、車両検知器10は、レーザセンサ11a、11bの何れかのスキャン範囲Ra、Rbにおいて車両Aが検知されればよいので、車両Aの存在を検知する精度を向上させることができる。
このようにすることで、レーザセンサ11a、11bのスキャン範囲Ra、Rbが重複する場合であっても、それぞれのレーザ光の照射及び受光タイミングが一致しないように制御することができる。これにより、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを抑制することができる。
(機能構成)
図4は、第1の実施形態の変形例に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
第1の実施形態では、車両検知器10が2つのレーザセンサ11a、11bを備えている態様について説明したが、これに限られることはない。車両検知器10の検知対象、設置環境等に応じて3つ以上のレーザセンサを備えていてもよい。例えば、本変形例では、図4に示すように、車両検知器10は4つのレーザセンサ11a、11b、11c、11dを備えているとする。なお、レーザセンサ11a、11b、11c、11dの機能構成は、第1の実施形態と同様である。
例えば、レーザセンサ11a、11b、11c、11dのうち、レーザセンサ11a及び11cは配置された位置(距離)が離れているため、互いのレーザ光が干渉しないとする。同様に、レーザセンサ11b及び11dは配置された位置が離れているため、互いのレーザ光が干渉しないとする。そうすると、本変形例に係る制御部121は、図5に示すように、レーザセンサ11a及び11cの組(第1スキャン式レーザセンサ)と、レーザセンサ11b及び11dの組(第2スキャン式レーザセンサ)との何れか一方のみがスキャンを行うように、「Lo」及び「Hi」の2値からなる1bitの同期信号をレーザセンサ11a、11b、11c、11dそれぞれに出力する。
レーザセンサ11a、11b、11c、11dの配置によっては、4つのレーザセンサのうち何れか1つのみがスキャンを実行するようにした方が、より確実にレーザ光の干渉を抑制できる場合がある。この場合、図6に示すように、制御部121は、「Lo」及び「Hi」の2値からなる2bitの同期信号をレーザセンサ11a、11b、11c、11dそれぞれに出力するようにしてもよい。この場合、例えば1bit目が「Lo」、且つ2bit目が「Lo」である場合、レーザセンサ11aのみがレーザ光の照射及び受光の機能がONとなる。同様に、1bit目が「Hi」、且つ2bit目が「Hi」である場合はレーザセンサ11bのみ機能がONとなる。1bit目が「Lo」、且つ2bit目が「Hi」である場合はレーザセンサ11cのみ機能がONとなる。1bit目が「Hi」、且つ2bit目が「Lo」である場合はレーザセンサ11dのみ機能がONとなる。このように、制御部121は、レーザセンサの台数に応じて同期信号のbit数を増加させてもよい。
このように、本変形例に係る車両検知器10は、レーザセンサの数を増加させることにより、更にスキャン範囲を拡張することができる。また、レーザセンサは、照射口から水平方向(+Y方向)に照射したレーザ光による検知結果が最も精度が高い。車両検知器10は、異なる高さに配置された複数のレーザセンサ11a、11b、11c、11dを備えていることにより、このように精度の高い検知結果を得られる照射ポイントを複数有している。このため、車両検知器10全体の検知精度を向上させることができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る車両検知器10について図7を参照しながら説明する。
第1の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図7は、第2の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図7に示すように、第2の実施形態に係る車両検知器10は、第1の実施形態の変形例と同様に、4つのレーザセンサ11a、11b、11c、11dを備えている。なお、第1の実施形態の変形例では、図4に示すように、全てのレーザセンサについて、スキャン範囲の上限角度(垂直方向の上端側の照射角度)及び下限角度(垂直方向の下端側の照射角度)が同一であった。しかしながら、本実施形態では、図7に示すように、レーザセンサそれぞれの検知対象に合わせて、スキャン範囲の上限角度及び下限角度がそれぞれ異なるように設定される。
以上のように、本実施形態に係るレーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)のスキャン範囲Raの一端側におけるレーザ光Paの照射角度(上限角度)は、レーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)のスキャン範囲Rbの一端側におけるレーザ光Pbの照射角度(上限角度)と異なるように設定される。また、レーザセンサ11c、11dのスキャン範囲Rc、Rdについても、他のレーザセンサと異なる上限角度が設定されてもよい。
このようにすることで、レーザセンサ11a及びレーザセンサ11bのそれぞれについて、検知対象となる車両Aの部位ごとに適切なスキャン範囲を設定することができる。
次に、本発明の第3の実施形態に係る車両検知器10について図8〜図10を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図8は、第3の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図8に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)及びレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)は、垂直方向(Z方向)の所定位置において車線方向(X方向)に隣接して配置される。また、レーザセンサ11a、11bそれぞれのスキャン範囲Ra、Rbの上限角度(垂直方向の上端側の照射角度)及び下限角度(垂直方向の下端側の照射角度)は、それぞれ異なるように設定される。
図9において、レーザセンサ11aのスキャン範囲Raを実線で示し、レーザセンサ11bのスキャン範囲Rbを破線で示す。照射口を原点として、水平方向(+Y方向)に向かうレーザ光の照射角度が0度、垂直方向の上方(+Z方向)に向かうレーザ光の照射角度が−90度、垂直方向の下方(−Z方向)に向かうレーザ光の照射角度が+90度であるとすると、レーザセンサ11aのスキャン範囲Raは、図9の例では、上限角度が0度、下限角度が+90度に設定される。また、レーザセンサ11bのスキャン範囲Rbは、上限角度が−90度、下限角度が0度に設定される。このように、スキャン範囲Ra、Rbそれぞれの上限角度及び下限角度を異ならせることにより、車両検知器10全体のスキャン範囲を、−90度から+90度までの180度の範囲に拡張することができる。
また、図10に示すように、レーザセンサ11aのスキャン範囲Ra、及びレーザセンサ11bのスキャン範囲Rbは、互いに重複するように設定されてもよい。
以上のように、本実施形態に係る車両検知器10において、レーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)及びレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)は、垂直方向(Z方向)の所定位置において、車線方向(X方向)に隣接して配置される。また、レーザセンサ11aのスキャン範囲Raの一端側におけるレーザ光Paの照射角度(上限角度)は、レーザセンサ11bのスキャン範囲Rbの一端側におけるレーザ光Pbの照射角度(上限角度)と異なるように設定される。
このようにすることで、例えばレーザセンサ11aのスキャン範囲Raを垂直方向の上方側(+Z側)に向け、レーザセンサ11bのスキャン範囲Rbを垂直方向の下方側(−Z側)に向ける等、それぞれのスキャン範囲を異ならせることができる。これにより、車両検知器10によるスキャン範囲を拡張することができる。また、レーザセンサ11a及びレーザセンサ11bそれぞれが照射するレーザ光Pa、Pbの照射角度(位相)がずれるようにそれぞれのスキャン範囲Ra、Rbをずらすことにより、車両検知器10の角度分解能を向上させることができる。
次に、本発明の第4の実施形態に係る車両検知器10について図11を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図11は、第4の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図11に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)及びレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)は、それぞれ配置角度が異なる。なお、図11において、料金収受システム1全体で共有する共有座標系「X、Y、Z」に対し、「Xa、Ya、Za」はレーザセンサ11aの固有座標系を表す。Xa方向はレーザセンサ11aの筐体の幅方向を示す。Ya方向はレーザセンサ11aの筐体の奥行方向(水平軸Ha方向)を示す。Za方向はレーザセンサ11aの筐体の高さ方向を示す。また、同様に、「Xb、Yb、Zb」はレーザセンサ11bの固有座標系を表す。
以上のように、本実施形態に係る車両検知器10において、レーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)は、筐体の水平軸Haが共有座標系における垂直方向(Z方向)に傾くように配置される。
このようにすることで、車両検知器10は、レーザセンサ11aの設定を変更することなく、簡易且つ確実にスキャン範囲Raを垂直方向にずらすことができる。
次に、本発明の第5の実施形態に係る車両検知器10について図12〜図13を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図12は、第5の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図12に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)及びレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)は、それぞれ配置角度が異なる。なお、図12において、料金収受システム1全体で共有する共有座標系「X、Y、Z」に対し、「Xa、Ya、Za」はレーザセンサ11aの固有座標系を表す。Xa方向はレーザセンサ11aの筐体の幅方向を示す。Ya方向はレーザセンサ11aの筐体の奥行方向を示す。Za方向はレーザセンサ11aの筐体の高さ方向(垂直軸Va方向)を示す。また、同様に、「Xb、Yb、Zb」はレーザセンサ11bの固有座標系を表す。
図13には、レーザセンサ11a、11bそれぞれが照射したレーザ光のピッチが示されている。図13に示すように、レーザセンサ11bのレーザ光Pbは、筐体の高さ方向(垂直軸Vb方向)、共有座標系における垂直方向(Z方向)に沿って、複数の照射角度それぞれに対応した位置に照射される。このとき、レーザ光Pbのピッチは、照射角度が水平方向(共有座標系におけるY方向)に近いほど狭くなっている。
以上のように、本実施形態に係る車両検知器10において、レーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)は、筐体の垂直軸Vaが共有座標系における車線方向(X方向)に傾くように配置される。
このようにすることで、共有座標系の垂直方向(Z方向)におけるレーザセンサ11aのレーザ光Paの照射ピッチが狭くなる。これにより、レーザセンサ11aの垂直方向(Z方向)における角度分解能を向上させることができる。
次に、本発明の第6の実施形態に係る車両検知器10について図14〜図15を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図14は、第6の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図14に示すように、本実施形態に係る車両検知器10は、複数のレーザセンサ11a、11b、11c、11dを備えている。レーザセンサ11a、11b、11c、11dは、それぞれ車線方向の所定位置(図1の進入検知位置X1、通信終了位置X2、又は退出検知位置X3)において車線幅方向(Y方向)に異なる位置に並べて配置される。このとき、レーザセンサ11a、11b、11c、11dは、ガントリ等により車線Lの上空に設置される。
図15に示すように、レーザセンサ11aのスキャン方向と、レーザセンサ11bのスキャン方向とは逆方向に設定されている。この場合、隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉する可能性がある領域は、レーザセンサ11a、11bのスキャン範囲Ra、Rbが重複する領域(図15の網掛けで示される領域)である。一方、レーザセンサ11a、11bのスキャン方向を同方向にした場合、レーザセンサ11a、11bの配置によっては、スキャン範囲Ra、Rbの全域において隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉してしまう可能性がある。したがって、本実施形態のようにスキャン方向を設定することにより、隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉してしまう可能性を低減させることができる。
以上のように、本実施形態に係る車両検知器10において、レーザセンサ11a(第1スキャン式レーザセンサ)及びレーザセンサ11b(第2スキャン式レーザセンサ)は、車線幅方向(Y方向)に異なる位置に並べて配置される。
このようにすることで、レーザセンサ11a及びレーザセンサ11bのスキャン範囲を車線幅方向(Y方向)にずらすことができる。これにより、車両検知器10全体のスキャン範囲を車線幅方向に拡張することができる。また、図14に示すように、車両検知器10は、2つ以上のレーザセンサ11a、11b、11c、11dを備えていてもよい。このようにすることで、車両検知器10全体のスキャン範囲を更に拡張することができる。
このようにすることで、レーザセンサ11a及びレーザセンサ11bのスキャン範囲Ra、Rbが重複する場合であっても、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを低減させることができる。
図16は、少なくとも一つの実施形態に係る車両検知器のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図16を参照しながら、上述の各実施形態及び変形例に係る車両検知器10のハードウェア構成の一例について説明する。
更に、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置903に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
2 ナンバープレート読取装置
3 路側アンテナ
4 発進制御機
10、10A、10B、10C 車両検知器
11a、11b、11c、11d レーザセンサ
12 CPU
120 判定部
121 制御部
Claims (10)
- レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第1スキャン式レーザセンサと、
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第2スキャン式レーザセンサと、
前記第1スキャン式レーザセンサと、前記第2スキャン式レーザセンサとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定する判定部と、
を備える車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサ及び前記第2スキャン式レーザセンサは、垂直方向に異なる位置、又は、車線幅方向に異なる位置に並べて配置される、
請求項1に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第2スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される、
請求項1又は2に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサは、前記第1スキャン式レーザセンサの筐体の水平軸が垂直方向に傾くように配置される、
請求項1から3の何れか一項に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサが配置される傾きは、前記車両の車体の一部又は車体に取り付けられた付属物である検知対象物の形状的な特徴に基づいて決定される、
請求項4に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサは、前記第1スキャン式レーザセンサの筐体の垂直軸が車線方向に傾くように配置される、
請求項1から5の何れか一項に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサのスキャン方向は、前記第2スキャン式レーザセンサのスキャン方向と逆方向である、
請求項1から6の何れか一項に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサ及び第2スキャン式レーザセンサに前記レーザ光の照射及び受光を指示する同期信号を出力する制御部を更に備える、
請求項1から7の何れか一項に記載の車両検知器。 - 前記第1スキャン式レーザセンサ及び前記第2スキャン式レーザセンサは、垂直方向の所定位置において車線方向に隣接して配置され、
前記第1スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第2スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される、
請求項1に記載の車両検知器。 - レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第1スキャン式レーザセンサによりスキャンするステップと、
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第2スキャン式レーザセンサによりスキャンするステップと、
前記第1スキャン式レーザセンサと、前記第2スキャン式レーザセンサとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定するステップと、
を有する車両検知方法。
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