JP2994711B2 - 走行車両の車種判別方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路を通行する車両の種類を判別し、より
きめ細かな交通状況に関する情報を得ることができる走
行車両の種類判別方法及びその装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

道路の交通量を把握し、円滑な交通状況の実現に寄与
するための交通管制センターでは、管制区域内の車両感
知器から自動的に送られてくる交通量データをコンピュ
ータで分析処理し、交通状況に応じて信号機や可変標識
を制御しているが、この交通量データ中には、物資輸送
のための貨物車両も、交通量の大半を占める一般のマイ
カーも、また大量公共輸送機関として重要視されている
バス等もすべて混在している。これら車種別の交通状況
の把握のためには事前に多大な人手と日数とを費やして
調査を行い、その結果を固定的なパラメータとして交通
制御に利用しているのが現状である。

また、車種判別と関連なく行なわれている車両の速度
の計測結果も、交通信号の適切な制御等に用いられてい
る。

ところで、車種別交通状況を車両毎の速度情報と共に
時々刻々交通管制センターに送ることが可能であれば、
渋滞等の交通事象をいち早く知ることができ、これに対
応して制御を行なう等よりきめ細かい交通制御が可能と
なる。事実、どこの道路を見ても、そこを走行する車両
の種類は多様であって、単に交通量のみを計測しても交
通状況を正確に把握するには不十分と考えられる。

従って、車両の種類すなわち「車種」を、判別し車種
毎に計数することが重要になる。なお、車種は交通制御
の観点からは、例えば次の様に分類定義することができ
る。

すなわち、大型車両は、道路を占有する度合、交通の
流れに影響する度合が大きく、このため通行規制の対象
とする道路も多い。こうした観点からまず大型車両と普
通車両とに分類される。さらに車両の用途すなわち荷物
を輸送するための車両か、人を輸送するための車両かに
よって貨物車、乗用車と２分類する。結局、大型トラッ
ク、バス、小型トラック、乗用車の合計４種類に分類す
ることが多い。

上記４種類に分類した車種毎の夫々について交通量を
計測すれば、今までにないきめ細かな交通状況が把握で
きることになる。すなわち、こうして得られた車種別の
交通状況は交通管制センターに送られ、広範な制御に役
立てる他、トンネル交通等における大型車両の規制の自
動化、狭い道路での大型車両のみの交互通行、あるいは
近年大量公共輸送機関として重要視されているバスを優
先させる交通システムへの応用と、その応用範囲は多岐
にわたる。

このような背景のもとに、従来においても車種を判別
する方法として次のような幾つかの方法がある。

（イ）超音波パルスレーダで車形を判別することにより
車種を判別する方法。

これは車線の中央上方（約5m）に超音波トラックジュ
ーサを設置し、その下を通過する車両に超音波パルスを
発し、その反射波の戻り時間を順次計測することにより
当該車両の上面形状を得て、その車種を判別する方法で
ある。

この方法は、設備費が高価となる他、超音波パルスの
伝搬速度が遅いため高速小型車の検出が正確にできない
という欠点がある。また、道路上に超音波トランスジュ
ーサを設備するため美観上も好ましくない。

（ロ）ループコイルのインダクタンスの変化を複数のし
きい値と比較して車種を判別する方法。

これはループコイルを道路に埋設し、ループコイル上
を車両が通過することによりインダクタンスが変化し、
その変化を複数の車種毎に予め設定したしきい値と比較
して車種を判別する方法であるが、この方法は精密な車
両の形状データを得ているわけではないので判別精度が
低く、また車種の分類種別が少ないという欠点を有して
いる。また、信号のレベルのみに依存して判別している
ため、ループコイルの設備状態等の測定環境に左右され
使用に熟練を要することも欠点である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上述した従来の装置の欠点を改良した、安価
な構成で、かつ車両の形状データを得ることにより車種
判別の精度を高くするとともに、車種の分類種別を多く
とることができ、さらに車両の形状に新規のものが出現
しても、これに対応できる方法並びにその装置を提案す
ることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の車種判別方法に
おいては、路面に配設したループコイル上を車両が走行
通過したときに生じる一連のインダクタンス変化に対応
した電気出力の時系列的特徴を、予め記憶しておいた走
行車種毎に対応する複数の時系列的特徴と比較し、最も
近似した特徴を決定し、もって走行通過した車両の車種
を判別するとともに、標本としたい車両が前記ループコ
イル上方を通過した際に得られる時系列的特徴を、その
車両の車種を区別する信号と共に記憶して、以後の走行
車両の車種判別に用いるようにする。

また、このための本発明の車種判別装置は、路面に配
設されたループコイルと、このループコイルのインダク
タンスに対応した電気出力を送出する変換手段と、前記
ループコイル上方を車両が走行通過した際に前記変換手
段から得られる一連のインダクタンス変化に対応した出
力の時系列的特徴を抽出保持して出力する正規化手段
と、走行車種毎に時系列的特徴を標本データとして予め
記憶しておく標本記憶手段と、前記正規化手段の出力と
前記標本記憶手段からの記憶している各標本データに基
づく電気出力とを順次比較した後、最も近似する標本デ
ータを決定し、対応する車種判別信号を送出する車種判
別手段と、標本としたい車両が前記ループコイル上方に
達する前に、その車両がループコイル上方を通過した際
に得られる時系列的特徴を前記標本データの一つとして
追加記憶させるための旨を、その車両の車種を区別する
車種情報信号と共に出力する標本追加要求手段と、その
標本追加要求手段からの出力により、前記標本としたい
車両がループコイル上方を通過した際に得られる時系列
的特徴を車種情報と共に前記標本データの一つとして追
加記憶し、この追加記憶されたデータを以降の車種判別
に用いる追加標本記憶手段と、を備えたものである。

〔作 用〕

走行車両がループコイル上方を通過すると、車両の床
下形状に対応してループコイルのインダクタンスが時間
的（時系列的）に変化する。この変化は変換手段により
電気信号に変換され、正規化手段によってその時系列的
特徴が抽出される。この特徴は、標本記憶手段及び追加
標本記憶手段に記憶された車種毎の標本データの特徴
と、車種判別手段により順次比較され最も近似する標本
データが決定される。車種判別手段は、決定された標本
データに対応する車種を判別明示する車種判別信号を、
後続する装置或いは伝送線に送出する。

また、標本追加要求手段を介してある車種の標本追加
の要求が有ると、標本としたい車両がループコイル上方
を通過した際に得られる時系列的特徴を標本データの一
つとして追加標本記憶手段にその車種の旨の情報ととも
に記憶する。この追加された標本データは以後の車種判
別の際に標本として利用される。従って、予め標本記憶
手段に記憶させてあった標本のいずれとも異なるパター
ンを持った車両に対しても車種判別が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を添附図面に示す実施例に基づいて、更
に詳しく説明する。

第１図は、本発明の装置の概略を示す基本的ブロック
図である。図中、（１）は車種判別の対象となる車両が
走行する路面に配設（埋設あるいは敷設）される所定の
インダクタンスを有するループコイルである。ループコ
イル（１）は、配設される路面の状況、判別対象となる
車両等の諸条件に応じ、その形状や性能が最適なものが
各種ループコイル中より適宜選択される。（２）は、こ
のループコイル（１）に接続された変換手段で、ループ
コイル（１）のインダクタンスに応じた情報（例えば、
電圧・周波数等）を含む電気出力を出力する公知の回路
である。以上述べた部分は、走行車両の有無の検出、走
行台数の計数等に既に広く利用されている。

ここで、実際の車両通過時のループコイル（１）のイ
ンダクタンスの変化を第４図に示す。第４図は、路面に
埋設した長辺2m、短辺1mの長方形のループコイルの上を
各種車両が通過した時にインダクタンスが変化する様子
を示すもので、横軸にループコイルの前縁と車両前縁と
の距離を（単位ｍ）、縦軸にインダクタンスの変化率
（％）をとったものである。図から判るように、車種毎
に特有のパターンのインダクタンス変化が生じる。これ
は、ループコイルのインダクタンスを変化させる金属材
料（主として鉄）の高さを含めた配置が車種毎に異なっ
ていることに基づくものである。すなわち、車両は一般
に床下部分には鉄を材料として用いており。車種毎にほ
ぼ同様の特徴を持った床下形状を有している。例えば乗
用車であれば、床面が比較的低く、またほぼ均一の高さ
に床面が存在する。一方、大型トラックでは、床の位置
が高く、車軸部分には路面に近接して金属部分が存在す
る。このような各床下形状に応じ、その車両が移動する
のに伴い、路面のループコイルに対する磁気的影響も変
化することになる。従って、前記変換手段（２）の出力
（Ａ）にも対応する時間的パターン変化（時系列的特
徴）が得られることになる。

前記変換手段（２）の出力（Ａ）は、第１図に示すよ
うに、正規化手段（３）に入力される。正規化手段
（３）は、前記出力（Ａ）のレベルを変化開始からの時
間経過に従って記憶する、或いは出力（Ａ）の変化開始
から変化終了までの時間を適宜分割して各時間区分ごと
のレベルの平均値やピーク値として記憶する等、入力の
時系列的特徴（時間の経過にともなうレベル変化の具
合、走行車両においては床面距離の位置による変化すな
わち床下形状の特徴に対応する）を抽出し、これ保持記
憶する。

第５図は、正規化された信号パターンの一例を示して
おり、出力（Ａ）の変化開始から変化終了まで（すなわ
ち車両の通過時全時間に対応する）の変化を10分割して
区間ごとの平均値を求めることにより正規化したもので
ある。一連の区間毎に対応するこれらのレベルをデータ
として、一定規則に従って記憶保持する。

なお、上述のものは、出力レベルをそのまま利用して
いるが、全区間のレベルの平均値が一定となるように演
算を施して各レベルを補正することにより正規化したも
のを記憶保持しても良く、この様にすれば、装置全体の
感度に影響されずに正規化や比較が行えるので好適であ
る。

このようにして正規化手段（３）で、正規化されたル
ープコイル（１）からの信号（Ｄ）は、第１図に示すよ
うに、車種判別手段（５）に入力されると共に、追加標
本記憶手段（６）にも入力される。標本記憶手段（４）
は判別対象とする車種毎にこれらに対応する出力を予め
上述したと同様の正規化処理をし、結果をデータ化して
おき比較用の標本データとして判別車種数に応じた数だ
け複数記憶して置くもので、例えばROMが用いられる。
これらの標本データに対応した信号も前記車種判別手段
（５）に入力される。

ところで、前述の追加標本記憶手段（６）は、データ
を記憶保持するRAMで成り、前記正規化手段（３）から
の出力を以降の車種判別用標本データとして利用すべ
く、追加記憶したい旨の要求が標本追加要求手段（７）
を介して車種情報と共に為されると、前記正規化手段
（３）からの出力を車種情報と共に記憶する。第６図
は、標本追求要求手段（７）の一実施例を示しており、
４個の押しボタンスイッチ（SW1），（SW2），（SW
3），（SW4）に各車種を対応させてある。いずれかのス
イッチを押した時に、車種を指定すると同時に、正規化
手段（３）の出力を追加標本記憶手段（６）に記憶させ
る。この例では車種を区別する信号は、論理レベルであ
り並列出力のいずれかが選択出力されるが、第７図に示
す標本追加要求手段（７）の他の実施例では、単一の出
力端子から各押しボタンスイッチの押下げに対応して、
それぞれ異なる電圧が出力されるので、車種を指定でき
る。

ここで、車種判別のための標本データを追加標本記憶
手段（６）に追加記憶させる手順を述べる。まず車種判
別装置を測定道路に設置し、動作状態とする。次に、標
本としたい車両が、設置したループコイル（１）上に達
する前に、標本追加要求手段に設けたこの車両の車種に
対応した押しボタンを押下げる。以上の操作により、当
該車両がループコイル（１）上を通過した時に得られる
正規化手段（３）の出力（Ｄ）が、車種情報と共に追加
標本記憶手段（６）に記憶される。

なお、追加標本記憶手段（６）はRAMを用いて構成さ
れているので、上述した記憶されたデータは非通電時も
保護される対策が施されるが、必要とあれば消去するこ
ともできる。

次に、車種判別手段（５）は、測定時に前記ループコ
イルからの正規化された信号と、標本記憶手段（４）お
よび追加標本記憶手段（６）から順次送出される各標本
データに対応した複数の信号とを順次比較し、これらの
うち最も近似した特徴を持つ標本データ記憶を決定しこ
の特定データに対応する車種を明示し得る電気信号を車
種判別出力として後続する装置に送出する。この車種判
別出力は最終的には集計されたり解析されて交通制御に
利用されることになる。

なお、上述した正規化手段（３）、標本記憶手段
（４）、追加標本記憶手段（６）および車種判別手段
（５）は、A/Dコンバータとマイクロプロセッサ、メモ
リー及びI/O回路を組み合わせることにより容易に構成
することができる。

第２図は、上述した過程の概略の流れを示すフローチ
ャートを示している。

本願発明の走行車両の車種判別方法では、例えば以上
述べたごとき装置を用いて、路面に配設したループコイ
ルに走行車両通過時毎に生じる一連のインダクタンス変
化に対応した電気出力の時系列的特徴を、予め記憶して
おいた走行車種毎に対応する複数の時系列的特徴と比較
し、最も近似した特徴を決定し、もって走行通過した車
両の車種を判別するとともに、前記走行車両通過時に得
られる時系列的特徴を、要求に応じては前記予め記憶し
ておいた走行車種毎の時系列的特徴に追加して記憶し、
以後の走行車両の車種判別に用いる。

第３図は、第１図に示した装置を、変換手段（２）、
正規化手段（３）について更に詳細、具体的に図示した
ものである。

同図において、変換手段（２）は発振回路（８）、周
波数計測回路（９）及び車両検出出力回路（10）とから
成っている。発振回路（８）は、その発振周波数を決め
る電気的要素としてループコイル（１）を用いている。
このため発振回路（８）の発振周波数は、ループコイル
（１）のインダクタンスに依存し、車両の通過等でイン
ダクタンスが変化すると発振周波数も変化することにな
る。

発振回路（８）に後続する周波数計測回路（９）は周
波数に対応する電圧を発生するもので、ループコイル
（１）が定常状態のときの発振周波数に対応して電圧０
ボルトとなるように調整してあるので、ループコイル
（１）のインダクタンスの定常状態からの変化分に応じ
て電圧を出力することになる。なお、ループコイル
（１）の電気的定数や諸回路の動作状態は、温度等の周
囲に環境変化の影響を受けて、ゆるやかに変動するの
で、一般には「ドリフト補正回路」（図示せず）を前記
周波数計測回路（９）に付加し、定常状態での出力を
“0"に保つようにする。

前記周波数計測回路（９）の出力に接続された車両検
出出力回路（10）は、入力がある電圧（車両検出しきい
値）以上であること（すなわち、車両がループコイル
（１）の近傍に在るとき）を検出し車両検出出力を出
す。

正規化手段（３）はゲート回路（11）、周波数−電圧
変換回路（12）、インダクタンス電圧記憶回路（13）、
正規化パターン作成回路（14）、クロック回路（15）及
び車両通過検出回路（16）からなる。前記車両検出出力
回路（10）からの出力は、ゲート回路（11）及び車両通
過検出回路（16）に加えられている。車両を検出すると
ゲート回路（11）を介して前述の周波数計測回路（９）
からの出力が周波数−電圧変換回路（12）を介してイン
ダクタンス電圧記憶回路（13）に加えられる。同時に車
両通過検出回路（16）は正規化パターン作成回路（14）
の動作を開始させる。インダクタンス電圧記憶回路（1
3）は、入力をデジタル化するとともに順次記憶保持す
る機能を有する。クロック回路（15）は、このインダク
タンス電圧記憶回路（13）の動作に必要なサンプリング
パルスを供給する。正規化パターン作成回路（14）は、
車両検出時から車両が通り過ぎるまで前記インダクタン
ス電圧記憶回路（13）が記憶したデータを順次読み出し
て、所定の規則に従って通過した車両に関する時間的特
徴を抽出すべく正規化する。ここに、所定の規則とは、
例えば車両検出時から一定時間内のレベルの一定時間間
隔ごとの変化を求める、或いは、車両通過時に得られた
全データを時間的に10分割して１区分ごとのレベルの平
均値を求め10個の値の配列を求める等の処理手続きのこ
とである。こうして正規化されたデータは正規化パター
ン作成回路（14）に保持され、必要に応じて車種判別手
段（５）により参照される。車種判別手段（５）は、正
規化パターン作成回路（14）からのデータと、標本記憶
手段（４）および追加標本記憶手段（６）双方に予め記
憶してある判別対象車種毎の典型的データ群とを順次比
較し、特徴が最も近似したデータを決定する。この選択
決定されたデータに対応した車種が実際に通過した車種
として、車種判別手段（５）より出力される。この出力
にあたっては、本実施例のように、検出車種毎に専用の
信号線を設けてもよいし、コード化してパラレル伝送あ
るいはシリアル伝送しても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の方法によれば、 車両の形状データを利用して車種を判別することがで
き、車種分類数の多くとれる、車種判別精度の高い走行
車両の車種判別が可能となる。加えて、実際に走行して
いる車両から得られる実測データを標本データとして、
車種情報と共に追加記憶するので、新規な形状の車両に
対する車種判別も容易に可能とし得る。さらには、車両
の形状が国内におけるものと著しく異なる外国において
の使用にも、何ら異なることなく適用できる。

また、車種情報として任意のものを設定、記憶できる
ようにすれば、判別車種をいくらでも増やすことができ
る。

そして、このための本発明の装置は、前述した如き構
成でなるので、簡単に従って安価な構成でありながら、
車種分類数が多くとれ、しかも新規な形状の車両が出現
した場合にも対応できる装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施例の概略を示すブロック
図、 第２図は、本発明の動作過程を示すフローチャート、 第３図は、本発明装置の一実施例を示すブロック図、 第４図は、本発明に係るループコイルに生じるインダク
タンスに対応する出力の一例を示す図、 第５図は、本発明における標本パターンの一例を示す
図、 第６図、第７図は、本発明装置に係る標本追加要求手段
の実施例を示す図、である。 （１）……ループコイル、 （２）……変換手段、 （３）……正規化手段、 （４）……標本記憶手段、 （５）……車種判別手段、 （６）……追加標本記憶手段、 （７）……標本追加要求手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】路面に配設したループコイル上方を車両が
   走行通過したときに生じる一連のインダクタンス変化に
   対応した電気出力の時系列的特徴を、予め記憶しておい
   た走行車種毎に対応する複数の時系列的特徴を比較し、
   最も近似した特徴を決定し、もって走行通過した車両の
   車種を判別するとともに、標本としたい車両が前記ルー
   プコイル上方を通過した際に得られる時系列的特徴を、
   その車両の車種を区別する信号と共に記憶して、以後の
   走行車両の車種判別に用いることを特徴とする走行車両
   の車種判別方法。
2. 【請求項２】路面に配設されたループコイルと、このル
   ープコイルのインダクタンスに対応した電気出力を送出
   する変換手段と、前記ループコイル上方を車両が走行通
   過した際に前記変換手段から得られる一連のインダクタ
   ンス変化に対応した出力の時系列的特徴を抽出保持して
   出力する正規化手段と、走行車種毎の時系列的特徴を標
   本データとして予め記憶しておく標本記憶手段と、前記
   正規化手段の出力と前記標本記憶手段からの記憶してい
   る各標本データに基づく電気出力とを順次比較した後、
   最も近似する標本データを決定し、対応する車種判別信
   号を送出する車種判別手段と、標本としたい車両が前記
   ループコイル上方に達する前に、その車両がループコイ
   ル上方を通過した際に得られる時系列的特徴を前記標本
   データの一つとして追加記憶させるための旨を、その車
   両の車種を区別する車種情報信号と共に出力する標本追
   加要求手段と、その標本追加要求手段からの出力によ
   り、前記標本としたい車両がループコイル上方を通過し
   た際に得られる時系列的特徴を車種情報と共に前記標本
   データの一つとして追加記憶し、この追加記憶されたデ
   ータを以降の車種判別に用いる追加標本記憶手段と、 を備えたことを特徴とする走行車種判別装置。