JP3192883B2 - 車両検知装置 - Google Patents

車両検知装置

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JP3192883B2 JP18840094A JP18840094A JP3192883B2 JP 3192883 B2 JP3192883 B2 JP 3192883B2 JP 18840094 A JP18840094 A JP 18840094A JP 18840094 A JP18840094 A JP 18840094A JP 3192883 B2 JP3192883 B2 JP 3192883B2
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博之 中山
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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、単一車線及び複数車線
において、車両の進入/通過の検出、車両の位置、車
幅、車高及び車両の速度を計測する車両検知装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】有料道路の料金所や駐車場等において、
通行券または駐車券の発行業務を自動化する場合、進入
または通過する車両を自動的に検知する必要がある。こ
のための車両検知装置として、路面上方から道路上の通
行車両の検知、カウントを行なうものがあるが、従来で
は次に示す(1)超音波方式、(2)光学方式、(3)
マイクロ波方式が用いられている。
【0003】(1)超音波方式 この超音波方式は、図10(a)に示すように路面上方
に超音波101aを発振・受信する振動子101を備
え、路面102までの距離を検知する。車両103が進
入していない時は図10(b)に示すように路面反射エ
コーが得られるが、車両103が進入すると、車両反射
エコー104が戻ってくるため、路面反射エコーのみよ
り反射時間が短くなる。従って、反射エコーが戻ってく
る時間を計測することにより、車両103の存在を検知
することができる。
【0004】(2)光学方式 この光学方式は、図11(a)に示すように太陽107
からの光線106をベースとし、路面102上の照度を
光センサ105で監視することにより車両103を検出
する。路面102上に車両103が進入していない時
は、図11(b)に示すように光量レベルが路面色のみ
となるが、車両103が進入すると、図11(c)に示
すように光量レベルが変化するので、その光量の変化か
ら車両103の存在を検知することができる。
【0005】(3)マイクロ波方式 このマイクロ波方式は、発振したマイクロ波に対する周
波数を測定する。すなわち、通過する車両に反射して戻
ってきた波は、ドプラーシフトを受け、路面に反射して
戻ってくる波は周波数変化を受けない。従って、この周
波数変位を検知することで車両の通過を検知することが
できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車両検
知装置では、次のような問題点がある。超音波方式やマ
イクロ波方式を用いた車両検知装置は、超音波やマイク
ロ波のビーム幅が広く、路面上の設置位置から下の車線
を広くカバーするので、直下の車線内をバイクのような
小さな車両がどこを通過しても検知できるようになって
いる。このため1つのセンサで1車線全体をカバーでき
る長所を有するが、逆に同一車線を複数のバイクが並進
した場合、これを分離してカウントすることができな
い。また、停滞した道路で、トラックの横をすり抜ける
バイクの検知もできない。
【0007】以上のように超音波やマイクロ波を用いた
方式では、通過車両の正確な検出に限界がある。更に、
超音波方式は応答速度が遅く、高速で走行するバイクの
検出が困難である。
【0008】交差点の信号灯の制御のための交通量計測
の場合は、上記のような特殊なケースでミスカウントし
ても特に問題はないが、有料道路の料金収受システムに
適用する場合には、このような例外は許されない。
【0009】また、光学方式による車両検知装置は、マ
イクロ波や超音波方式と異なり、図11に示すように太
陽107からの光線106をベースとしているため、光
センサ105を車線内の幅方向に視野が細かいピッチと
なるように設ければ、2台のバイクが並進するようなケ
ースも、これを分離することができる。しかし、この場
合、朝や夕方で太陽107の高度が低い時には一つの車
両の陰108が路面102に生じてしまうため、2台の
バイクの並進も1台の車両と誤検知してしまうことがあ
る。
【0010】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、並進や停滞等の特殊な走行形態においても、また、
天候条件に影響されずに、車幅、車両の通過位置、車高
及び車両の速度を正確に検知し得る車両検知装置を提供
することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る車両検知装
置は、道路上に跨設されるガントリーと、路面の幅方向
に対する視野が順次1/2ずつオーバーラップするよう
前記ガントリーに設置されると共に、1つ置きに車両
の走行方向に一定の間隔ずらして設置され、路面の濃淡
画像を撮像する複数の撮像装置と、この各撮像装置から
出力される信号をそれぞれA/D変換し、その信号の変
化状況から車両の有無を判定する信号処理装置と、この
各信号処理装置によって判定された処理結果から道路全
体の車両の進入/通過の位置並びに車幅を計測する車両
位置・車幅計測手段、車高を計測する車高計測手段及び
速度を計測する車両計測手段を備えた車両計測装置とを
具備したことを特徴とする。
【0012】
【作用】撮像装置は、各車線の路面を撮像して信号処理
装置へ出力する。この信号処理装置は、撮像装置のアナ
ログ信号をデジタル信号変換して信号の変化の有無によ
り車両の有無を判定する。また、車両計測装置は、信号
処理装置の車両有無判定結果から道路全体における車両
進入/通過を検知、車両の位置、車幅、車高及び車速を
計測する。
【0013】この時、撮像装置を1/2ずつオーバーラ
ップさせて撮像させることにより、同一の車両を撮像す
る2台の撮像装置間に2台の視差が存在し、三角測量の
原理に基づいて車両の高さが計測可能となり、且つ前後
方向にずらせて配置することにより、それぞれの撮像装
置の間隔が既知であることから、それぞれの撮像装置に
進入または通過する時間差を検出することにより、車速
を計測することが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は、第1,第2,第3車線10,11,1
2を有する3車線の道路において、複数個の撮像装置例
えば7個のラインセンサ1〜7をガントリー8に取り付
けた状態を示したもので、(a)は上面図、(b)は正
面図である。また、図2は、各ラインセンサ1〜7の視
野を示している。ガントリー8は、道路の側部に設置さ
れ、ラインセンサ1〜7を道路の上方位置に保持する。
ラインセンサ1〜7は、図1に示すように各車線10,
11,12の中央と境界に設置され、直下の路面の映像
を取り込んでいる。即ち、奇数番目のラインセンサ1,
3,5,7は、各車線10,11,12の境界に設置さ
れ、偶数番目のラインセンサ2,4,6は、各車線1
0,11,12の中央に設置される。また、奇数番目の
ラインセンサ1,3,5,7と偶数番目のラインセンサ
2,4,6は、車両9の走行方向に所定の間隔dを保っ
て配置される。例えば奇数番目のラインセンサ1,3,
5,7が偶数番目のラインセンサ2,4,6より車両9
の進入側に配置される。
【0015】また、ラインセンサ1〜7は、図1(b)
及び図2に示すように1車線の視野(両端のラインセン
サ1,7は、1/2車線の視野)61〜67を持ってお
り、隣のラインセンサとの視野が1/2ずつオーバーラ
ップしている。
【0016】図3は、車両検知装置の回路構成を示すブ
ロック図である。3車線の道路の場合、車両検知装置
は、例えば上記した7台のラインセンサ1〜7と、この
各ラインセンサ1〜7からの信号を処理する信号処理装
置21〜27及び車両計測装置30により構成される。
この車両計測装置30は、車両位置・車幅計測手段3
1、車速計測手段32及び車高計測手段33を備え、そ
れぞれ車線10,11,12別に計測処理を行なう。即
ち、車両計測装置30は、第1車線10については信号
処理装置21〜23の判定結果、第2車線11について
は信号処理装置23〜25の判定結果、第3車線12に
ついては信号処理装置25〜27の判定結果を用いて計
測処理を行なう。そして、上記車両計測装置30の計測
結果は、通行券発行装置、料金収受装置等へ送られる。
【0017】上記信号処理装置21〜27は、それぞれ
ラインセンサ1〜7から受信した映像信号をA/D変換
し、路面上の輝度の変化から車両の有無を判別してい
る。以下、この車両の有無判別方法について詳細に説明
する。
【0018】ラインセンサ1〜7により撮像される画像
信号は、車両無しの状態では図4(a)に示すように輝
度が低く、滑らかな映像信号51が得られる。この映像
信号51は、参照用基準信号として予め信号処理装置2
1〜27に記憶しておく。また、車両有りの状態では、
図4(b)に示すように車両の進入した所だけ輝度が高
くなっている映像信号52が得られる。従って、信号処
理装置21〜27では、予め記憶している車両無しの映
像信号51とラインセンサ1〜7で順次撮像される信号
とを比較することにより、その輝度の違いから車両9の
存在を検出することができる。
【0019】上記のようにしてラインセンサ1〜7で撮
像された信号に基づいて信号処理装置21〜27が車両
の有無を判定し、その判定結果を車両計測装置30へ出
力する。車両計測装置30は、信号処理装置21〜27
の判定結果を車両位置・車幅計測手段31、車速計測手
段32、車高計測手段33で処理し、車両位置・車幅、
車速、車高等を求める。図5は、第1車線10に車両9
が存在する場合、即ちラインセンサ2の直下に車両9が
存在する場合の信号処理装置21〜23の車両有無判定
結果41〜43と、車両計測装置30内の車両位置・車
幅計測手段31でそれらの信号を統合した(論理積をと
る)統合処理結果44を示したものである。
【0020】第1車線10の中央に位置するラインセン
サ2は、第1車線10の全幅を撮像するが、車両9があ
る高さを有しているので、実際の車幅より広い範囲で輝
度が高くなる。従って、信号処理装置22の車両有無判
定結果42は、車両9の実際の車幅より広く判定され
る。また、ラインセンサ2の両隣に位置するラインセン
サ1,3は、第1車線10を1/2ずつオーバーラップ
して撮像するように、つまり、第1車線10に対する視
野範囲が1/2に設定されているので、車両9の一部の
みを撮像することになり、信号処理装置21,23の車
両有無判定結果41,43は、車両9の実際の車幅より
狭く判定される。しかし、この車両有無判定結果41,
43は、車両9の側部の位置については正確に示してい
る。従って、車両位置・車幅計測手段31で、車両有無
判定結果41〜43の論理積をとることにより、正確な
車両位置と車幅を表す統合処理結果44が得られる。
【0021】このように車両位置・車幅計測手段31に
おいて、信号処理装置21〜27の車両有無判定結果を
各車線別に論理積をとることにより、車両の検知とその
車幅と通過位置を正確に計測することができる。
【0022】次に速度計測方法について説明する。図6
〜図8は、ラインセンサ1〜3の視野範囲を車両9が進
入するときの信号処理装置21〜23の車両有無判定結
果41〜43と統合処理結果44を示したものである。
図6は、ラインセンサ1〜3の視野に車両9が進入して
いない場合であり、信号処理装置21〜23の車両有無
判定結果41〜43には何れも車両検出信号がなく、統
合処理結果44においても車両は検出されていない。
【0023】図7は、ラインセンサ2の視野に車両9が
進入している状態であり、信号処理装置22の車両有無
判定結果42のみ車両9が検出される。しかし、信号処
理装置21〜23の車両有無判定結果41〜43の論理
積をとると、統合処理結果44では車両無しと判定され
る。図8は、ラインセンサ1〜3の視野に車両9が進入
した場合であり、信号処理装置21〜23の車両有無判
定結果41〜43において何れも車両9が検出されてい
る。従って、車両有無判定結果41〜43の論理積をと
った統合処理結果44でも車両有りと判定される。
【0024】車速計測手段32では、信号処理装置22
が車両9を検知した時刻t1 と信号処理装置21または
信号処理装置23が車両9が検知した時刻t2 と、ライ
ンセンサ1,3とラインセンサ2との間隔dから車両9
の通過速度vを次式により求める。 v=d/(t2 −t1 ) この場合、ラインセンサ1,3,5,7とラインセンサ
2,4,6の取り付け間隔dを人間の幅より大きく設定
することにより、人間の検出を除くこと、即ち、人間の
影響を受けないようにすることができる。
【0025】次に車両計測装置30内の車高計測手段3
3により、車両の車高を求める場合について説明する。
図9に示すようにラインセンサ1とラインセンサ2との
距離L、ラインセンサ1〜7の取り付け高さH、信号処
理装置21の車両有無判定結果41から得られる車両9
の端からラインセンサ2の直下までの距離d1 、信号処
理装置22の車両有無判定結果42から得られる車両9
の端からラインセンサ2の直下までの距離d2 より、三
角測量の原理に基づいて次式で車両9の高さhを計測す
る。 h=H(d2 −d1 )/d2 上記のようにして信号処理装置21〜27から出力され
る車両有無判定結果信号を車両計測装置30で各車線別
に処理することにより、通過する車両に対し、車両位
置、車幅、車速、車高等計測することができる。また、
各車線に対してそれぞれ視野が1/2ずつオーバーラッ
プするようにラインセンサを配置したことにより、2台
のバイクが並進する場合や停滞等の特殊な走行形態にお
いても、また、天候条件により車両に陰を生じるような
場合で、その影響を受けずに確実に計測処理を行なうこ
とができる。なお、上記実施例では、複数車線に実施し
た場合について説明したが、単一車線においても、上記
実施例と同様にして実施し得るものである。
【0026】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、単
一車線及び複数車線において、並進や停滞等の特殊な走
行形態や天候条件等に影響されずに、車両の有無、車幅
及び車両位置の計測を行なうと共に、車両の通過速度と
車高を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る車両検知装置のライン
センサ取り付け状態を示すもので、(a)は上面図、
(b)は正面図。
【図2】同実施例におけるラインセンサの視野を説明す
るための図。
【図3】同実施例における回路構成を示すブロック図。
【図4】同実施例における信号処理装置の信号処理動作
を説明するための図。
【図5】同実施例における車両位置、車幅計測を説明す
るための説明図。
【図6】同実施例における車速計測動作を説明するため
の図。
【図7】同実施例における車速計測動作を説明するため
の図。
【図8】同実施例における車速計測動作を説明するため
の図。
【図9】同実施例における車高計測動作を説明するため
の図。
【図10】従来の超音波方式による車両検知装置の説明
図。
【図11】従来の光センサ方式による車両検知装置の説
明図。
【符号の説明】
1〜7 ラインセンサ 8 ガントリー 9 車両 10,11,12 車線 21〜27 信号処理装置 30 車両計測装置 31 車両位置・車幅計測手段 32 車速計測手段 33 車高計測手段 41 信号処理装置21の車両有無判定結果 42 信号処理装置22の車両有無判定結果 43 信号処理装置23の車両有無判定結果 44 統合処理結果 51 車両無しの映像信号 52 車両有りの映像信号
フロントページの続き (72)発明者 藤田 一郎 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番 1号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 平4−270497(JP,A) 特開 平6−251284(JP,A) 特開 平8−30893(JP,A) 特開 平6−288719(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/00 - 9/02 G06T 1/00 280

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路上に跨設されるガントリーと、 路面の幅方向に対する 視野が順次1/2ずつオーバーラ
    ップするように前記ガントリーに設置されると共に、1
    つ置きに車両の走行方向に一定の間隔ずらして設置さ
    れ、路面の濃淡画像を撮像する複数の撮像装置と、前記 各撮像装置から出力される信号をそれぞれA/D変
    換し、その信号の変化状況から車両の有無を判定する信
    号処理装置と、前記 各信号処理装置によって判定された処理結果から道
    路全体の車両の進入/通過の位置並びに車幅を計測する
    車両位置・車幅計測手段、車高を計測する車高計測手段
    及び速度を計測する車両計測手段を備えた車両計測装置
    とを具備したことを特徴とする車両検知装置。
JP18840094A 1994-08-10 1994-08-10 車両検知装置 Expired - Lifetime JP3192883B2 (ja)

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