JP2735024B2 - 光学式車輌感知器 - Google Patents

光学式車輌感知器

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JP2735024B2 JP7079880A JP7988095A JP2735024B2 JP 2735024 B2 JP2735024 B2 JP 2735024B2 JP 7079880 A JP7079880 A JP 7079880A JP 7988095 A JP7988095 A JP 7988095A JP 2735024 B2 JP2735024 B2 JP 2735024B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路等において車輌の
存否や速度等の道路情報を検知する車輌感知器に関し、
特に、光を利用した光学式車輌感知器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の光学式車輌感知器として
は、赤外LEDを光源とし、この赤外LEDからのDC
光が車輌等で反射した反射光を受信して、その受信信号
のレベルの強弱によって車輌の存否を検知するものがあ
る。また、この受信信号のレベルの変化を検知すること
によって、車輌の通過の有無を検出するものもあった。
他の光学式車輌感知器としては、特開昭59−3007
9号公報記載の技術のように、光源としてパルス励起の
レーザダイオードを使用し、受信レベルの強弱によっ
て、車輌の存否を検知するものもある。
【0003】具体的には、パルス列により発振するレー
ザダイオードと、このレーザダイオードの出力光を道路
に向けて送光する送信光学系と、この送信光学系の道路
での視野の全て又は一部を受光視野とする受信光学系
と、この受信光学系により集光された光を受光する受光
器と、この受光器からの光電変換信号をパルス列により
レーザダイオードの発振動作に同期して検波する検波器
と、この検波器の出力から車輌の存否を判定する判定器
とを備えている。そして、レーザダイオードが発振して
いる間のみ、受光器の光電変換信号を検波器により出力
し、検波器からの出力の大小変化から判定器により受信
光学系の視野内に車輌があるか否かを判定するようにな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の光学式車輌感知器では、受信レベルの強弱の差が車輌
を検知するための基本となっているので、路面の状態に
よって受信レベルが変動した場合には、正確な車輌検知
を行うことができない。すなわち、天候の変化により、
路面が濡れていたり、路面に雪が積もっていたりする場
合には、通常の路面状態に比べて、受信レベルが大きく
変動するので、このような場合には、検知精度に大きな
誤差が生じてしまう。
【0005】また、従来の光学式車輌感知器では、車輌
の存否検知を主な機能としているので、車輌の通過速度
や車輌の大小区別をすることができなかった。このよう
に、車輌速度や車種の情報を得ることができない従来の
光学式車輌感知器では、高度な交通管制に適用すること
ができなかった。
【0006】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
もので、路面状態に影響されることなく、車輌の速度や
車種等をも検知することができる光学式車輌感知器の提
供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光学式車輌感知器は、ビーム状の第1
の赤外パルス光を路面に向かって照射する第1の赤外パ
ルス発光手段、ビーム状 の第2の赤外パルス光を路面に
向かって照射する第2の赤外パルス発光手段及び路面,
車輌等の物体で反射した上記第1及び第2の赤外パルス
光を受光する検知手段を有する感知器ヘッドと、上記第
1の赤外パルス光が上記第1の赤外パルス発光手段から
照射された後、上記検知手段で受光されるまでの時間に
より、上記車輌等の物体の大きさを決定するとともに、
上記第1の赤外パルス光の受光時間と第2の赤外パルス
光の受光時間との差及び上記物体が上記第1及び第2赤
外パルス光を通過する距離により、上記物体の速度を演
算する信号処理手段を有する感知器本体とを具備した
成としてある。
【0008】
【作用】本発明によれば、感知器ヘッドの第1の赤外パ
ルス発光手段から第1の赤外パルス光が路面に向かって
照射されると、車輌等の物体で反射した第1の赤外パル
ス光が検知手段によって受光されるので、感知器本体の
信号処理手段において、検知手段で受光されるまでの時
間に基づいて、車輌等の物体の大きさが決定される。
た、信号処理手段の演算手段において、第1の赤外パル
ス光の受光時間と第2の赤外パルス光の受光時間との差
及び物体が第1及び第2赤外パルス光を通過する距離に
より、物体の速度が演算される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係る光学式車
輌感知器を示すブロック図である。本実施例の光学式車
輌感知器は、図1に示すように、車輌4が走行する路面
3の上方に配置される感知器ヘッド1と感知器本体2と
で構成されている。
【0010】 感知器ヘッド1は、赤外パルス光源11,
12(第1,第2の赤外パルス発光手段)と、ドライバ
13と、検知器14(検知手段)と、アンプ15と、A
/D変換器16とを筺体内に内蔵した構造となってい
る。
【0011】 赤外パルス光源11,12は、レーザダイ
オードやLEDで形成され、窓10に臨むように配置さ
れている。この赤外パルス光源11,12は、数KHz
の周波数を有するビーム状の赤外パルス光L1,L2
(第1,第2の赤外パルス光)を窓10から路面3に向
けて発光するものである。赤外パルス光L1,L2の位
相は若干ずれており、また、赤外パルス光L1,L2
は、路面3へ間隔Dで照射される。
【0012】 ドライバ13は、赤外パルス光源11,1
2を駆動させると共に、赤外パルス光L1,L2のタイ
ミングに対応したパルス状のゲート信号GをA/D変換
器16と感知器本体2に出力する機能を有している。検
知器14は、窓10に臨むように配置されており、路面
3や車輌4で反射した赤外パルス光L1,L2を受光し
て、その電気信号Sをアンプ15に出力する。アンプ1
5は、電気信号Sを増幅して、A/D変換器16に出力
する機器である。
【0013】 A/D変換器16は、アンプ15で増幅さ
れたアナログの電気信号Sを、ゲート信号Gに基づい
て、赤外パルス光L1,L2に対応したディジタルパル
ス電気信号S1,S2(第1及び第2のディジタルパル
ス電気信号)に分離して、変換する機器である。アンプ
15からの電気信号Sには、赤外パルス光L1,L2に
対応するパルス状のアナログ電気信号が混在する。しか
し、上記したように、赤外パルス光L1,L2の位相は
若干ずれているので、この位相差とゲート信号Gに基づ
いて、赤外パルス光L1に対応する電気信号と赤外パル
ス光L2に対応する電気信号とを分離することができ
る。そして、これらのアナログ電気信号の有無によって
ディジタルパルスを形成し、そのディジタルパルス電気
信号S1,S2をA/D変換器16から感知器本体2に
出力するようになっている。
【0014】 一方、感知器本体2は、信号処理部20
(信号処理部)と、信号処理部20とドライバ13とに
電源電圧を供給する電源30とを筺体内に内蔵した構造
となっている。
【0015】 信号処理部20は、判断回路21(判断手
段)と、クロック回路22と、演算回路23(演算手
段)とを有している。
【0016】 判断回路21は、ディジタルパルス電気信
号S1,S2とゲート信号Gとを入力し、クロック回路
22からのクロック信号に基づいて、ディジタルパルス
電気信号S1,S2のゲート信号Gに対する時間差を検
出することにより、車輌4の大きさ(車種)を決定する
ための回路である。
【0017】 図2は、アンプ15からの電気信号Sとゲ
ート信号Gとの時間差を示すタイムチャート図であり、
図2の(a)はゲート信号Gを示し、図2の(b)は大
型車の電気信号Sを示し、図2の(c)は小型車の電気
信号Sを示し、図2の(d)は路面の電気信号Sを示
す。
【0018】 具体的には、車輌4が大型車の場合には、
赤外パルス光L1,L2の光路が短くなるので、図2の
(b)に示すように、アンプ15からの電気信号Sはレ
ベルが大きくかつゲート信号Gから短い時間t1だけず
れる。また、車輌4が小型車の場合には、赤外パルス光
L1,L2の光路が大型車よりも長くなるので、図2の
(c)に示すように、アンプ15からの電気信号Sは中
レベルでかつ時間t1よりも長い時間t2だけゲート信号
Gからずれる。さらに、車輌4が走行していない場合に
は、赤外パルス光L1,L2の光路が最も長くなるの
で、図2の(d)に示すように、アンプ15からの電気
信号Sは低レベルでかつ最も長い時間t3だけゲート信
号Gからずれることとなる。
【0019】 この結果、ディジタルパルス電気信号S
1,S2も、電気信号Sと対応して、ゲート信号Gから
上記時間t1,t2,t3のいずれかだけずれた状態で判
断回路21に入力される。判断回路21は、時間的しき
い値t1,t2を有し、このしきい値を基準に車輌4が大
型か小型かを判断する。そして、ディジタルパルス電気
信号S1に基づく判断信号H1とディジタルパルス電気
信号S2に基づく判断信号H2を演算回路23に出力す
ると共に、車輌情報D1を図示しない外部モニターに出
力するようになっている。すなわち、ディジタルパルス
電気信号S1,S2が時間t1以内で入力された場合に
は、大型車と判断し、時間t1,t2の間に入力された場
合には小型車と判断し、時間t3を超えて入力された場
合には、車輌4は走行していないと判断する。
【0020】 演算回路23は、判断回路21からの判断
信号H1,H2と間隔Dとに基づいて車輌4の速度を演算
するための回路である。図3は、車輌4通過時における
ディジタルパルス電気信号S1,S2の時間差を示すタ
イムチャート図であり、図3の(a)は、赤外パルス光
L1に対応するディジタルパルス電気信号S1を示し、
図3の(b)は、赤外パルス光L2に対応するディジタ
ルパルス電気信号S2を示す。
【0021】 すなわち、図1に示すように、小型の車輌
4が間隔Dに入り込む前は、図2の(d)に示す時間差
t3を有したディジタルパルス電気信号S1,S2が判
断回路21に入力されるので、この状態では、路面を示
す判断信号H1,H2が判断回路21から演算回路23に
出力される。そして、小型の車輌4が間隔Dに入り込む
と、赤外パルス光L1が車輌4で反射されるので、判断
回路21には、図2の(c)に示す時間差t2を有した
ディジタルパルス電気信号S1と図2の(d)に示す時
間差t3を有したディジタルパルス電気信号S2とが入
力されることとなる。
【0022】 しかる後、車輌4が進行し、赤外パルス光
L2が車輌4で反射されると、判断回路21には、図2
の(c)に示す時間差t2を有したディジタルパルス電
気信号S1,S2が入力されることとなる。したがっ
て、小型の車輌4が間隔Dを通過するときには、図3の
(a)及び(b)に示すように、小型車を示すディジタ
ルパルス電気信号S1が先に判断回路21に入力され、
時間T後に、小型車を示すディジタルパルス電気信号S
2が判断回路21に入力されることとなる。
【0023】 この結果、演算回路23には、車輌4の存
在を示す判断信号H1と判断信号H2とが時間差Tで入力
されることとなる。演算回路23は、この時間差Tと予
め設定されている間隔Dとの比、すなわち、D/T=V
を演算して、車輌4の速度Vを導出し、その情報D2を
図示しない外部モニターに出力するようになっている。
【0024】 次に、本実施例の動作について説明する。
感知器ヘッド1のドライバ13で制御された赤外パルス
光源11,12から赤外パルス光L1,L2が路面3に
間隔Dで照射されると、路面3で反射した赤外パルス光
L1,L2が検知器14で受光され、その電気信号Sが
アンプ15で増幅された後、A/D変換器16に出力さ
れる。すると、A/D変換器16において、電気信号S
が赤外パルス光L1,L2に対応したディジタルパルス
電気信号S1,S2に変換分離され、このディジタルパ
ルス電気信号S1,S2がA/D変換器16から感知器
本体2の判断回路21に出力される。
【0025】 このとき、車輌4が路面3上を走行してい
ない場合には、ディジタルパルス電気信号S1,S2
が、ともに図2の(d)で示す時間t3だけずれた状態
で判断回路21に入力されるので、判断回路21におい
て、路面3に車輌4が走行していないと判断され、その
判断信号H1,H2が演算回路23に出力されると共
に、車輌4がないことを示す車輌情報D1が外部モニタ
ーに出力される。
【0026】 この状態で、路面3を走行してきた車輌4
が間隔Dに入り込み、赤外パルス光L1が車輌4で反射
されると、判断回路21に入力されているディジタルパ
ルス電気信号S1が、図2の(d)に示す時間差t3を
有した状態から図2の(b)又は(c)に示す時間差t
1又はt2を有した状態に変化する。すると、判断回路2
1において、時間差t1又はt2に基づいて、車輌4が大
型又は小型であることが判断され、その情報D1が外部
モニターに出力されると共に、判断信号H1が路面を示
す信号から車輌4の存在を示す信号へと変化する。これ
により、作業者が外部モニターを見ることで、車輌4の
車種を認識することができる。
【0027】 そして、車輌4が進行し、赤外パルス光L
2が車輌4で反射されると、判断回路21に入力されて
いるディジタルパルス電気信号S2が、図2の(d)
示す時間差t3を有した状態から図2の(b)又は
(c)に示す時間差t1又はt2を有した状態に変化す
る。すると、判断回路21から演算回路23に出力され
ている判断信号H2が路面を示す信号から車輌4の存在
を示す信号へと変化する。
【0028】 これにより、車輌4が間隔Dを通ると、判
断信号H2が判断信号H1から時間差Tだけ遅れて演算
回路23に入力されることとなり、演算回路23におい
て、この時間差Tと予め設定されている間隔Dとの比か
ら車輌4の速度Vが演算され、その速度を示す情報D2
が外部モニターに出力される。この結果、作業者は外部
モニターを見ることで、車輌4の速度を知ることができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明の光学式車輌感知器
によれば、照射された赤外パルス光の受光時間差によっ
て、車輌等の物体の大きさを判断することができるの
で、路面の状況に影響されることなく、車輌等の存否や
車種を検知することができるという効果がある。また、
第1の赤外パルス光の受光時間と第2の赤外パルス光の
受光時間との差及び物体が第1及び第2赤外パルス光を
通過する距離により物体の速度を求めることができると
いうという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る光学式車輌感知器を示
すブロック図である。
【図2】アンプからの電気信号とゲート信号との時間差
を示すタイムチャート図であり、図2の(a)はゲート
信号を示し、図2の(b)は大型車の電気信号を示し、
図2の(c)は小型車の電気信号を示し、図2の(d)
は路面の電気信号を示す。
【図3】車輌通過時における2つのディジタルパルス電
気信号の時間差を示すタイムチャート図であり、図3の
(a)は、車輌で先に反射した赤外パルス光に対応する
ディジタルパルス電気信号を示し、図3の(b)は、車
輌で後に反射した赤外パルス光に対応するディジタルパ
ルス電気信号を示す。
【符号の説明】
1 感知器ヘッド 2 感知器本体 3 路面 4 車輌 11,12 赤外パルス光源 14 検知器 16 A/D変換器 20 信号処理部 21 判断回路 23 演算回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビーム状の第1の赤外パルス光を路面に
    向かって照射する第1の赤外パルス発光手段、ビーム状
    の第2の赤外パルス光を路面に向かって照射する第2の
    赤外パルス発光手段及び路面,車輌等の物体で反射した
    上記第1及び第2の赤外パルス光を受光する検知手段を
    有する感知器ヘッド と、上記第1の赤外パルス光が上記第1の赤外パルス発光手
    段から照射された後、上記検知手段で受光されるまでの
    時間により、上記車輌等の物体の大きさを決定するとと
    もに、前記第1の赤外パルス光の受光時間と第2の赤外
    パルス光の受光時間との差及び上記物体が上記第1及び
    第2赤外パルス光を通過する距離により、上記物体の速
    度を演算する信号処理手段を有する感知器本体とを具備
    したことを特徴とする光学式車輌感知器。
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