JP3266999B2 - 車両検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走行車両の存在を検
出するための車両検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の車両検出装置の構成を示
すブロック図、図１２は図１１の動作説明図である。図
において１は道路上を走行する車両２６に照射する光を
パルス変調するパルス変調信号を発生するパルス変調信
号発生部、２はパルス変調信号発生部１の出力で電流を
オンオフするドライバ部、３はドライバ部２の電流に応
じて複数のＬＥＤを発光する発光部、３６は発光部３か
らの光の車両２６又は路面３５からの反射光を受光し電
圧に変換する受光部、３７は受光部３６から外乱光によ
る直流成分をとり除き受光部３６からの信号を増幅する
増幅部、３８は増幅部３７からの信号を基準電圧と比較
する信号比較部、３９は信号比較部の比較結果より車両
検出信号を出力する車両検出部、２２は発光部３からの
光の主伝搬路２３は発光部３からの光が車両又は路面で
反射されて受光部４に至る伝搬路、２６は通過車両、３
５は路面である。

【０００３】次に動作について説明する。図１１におい
て発光部３の動作は図１２（ａ）に示す発光、非発光の
くりかえしとなる。発光部３から放出される光は集光さ
れて主伝搬路２２を経由して通過車両２６又は路面３５
により反射される。反射光は拡散され図１１に示す伝搬
路２３を経由して受光部３６に入射する。受光部３６に
入射した光は太陽光等の外乱光が重畳されているため図
１２（ｂ）に示す信号となる。図１２（ｂ）でイは図１
１発光部３が発光時の受光部４からの反射光の出力電
圧、ロは図１１の発光部３が非発光時の受光部３６から
の反射光の出力電圧を示す。図１１増幅部３７では図１
２（ｂ）ロの外乱光による直流成分を除去した後、信号
電圧を増幅する。増幅部３７の出力は通過車両２６が通
過すると図１２（ｃ）に示すような波形となる。図１２
（ｃ）でハは路面の反射レベル、ニは通過車両２６から
の反射レベルを示す。図１１の信号比較部では図１２
（ｃ）に示す路面の反射レベルより高い値に予め設定さ
れた基準値ホと反射レベルを比較して反射レベルが基準
値ホ以上であれば車両存在とする。車両検出部３９では
車両存在時に車両検出信号を有意とするとともに、信号
保持により検出信号の割れを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両検出装置は
以上のように構成されているので、発光部、受光部とも
指向性が固定であるため車両検出領域が固定となり、正
確に車両検出するためには指向性の異なる複数種類の車
両検出装置が必要であった。また、指向性を鋭くすると
車両のガラス面等の光の反射の少ない部分で反射レベル
が基準値以下となり、１台の車両を２台と検出してしま
うなど車両検出が正確にできない場合があるなどの問題
点があった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、車両検出領域を可変でき、車両検
出を正確にできることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の車両検出装置
は、発光のオン、オフ動作する発光手段と、上記発光手
段から放射された光の目標物からの反射光を受光する複
数の受光部を有する受光手段と、上記発光手段の発光の
オン、オフ時における上記受光手段の受光信号の差分を
出力する差分検出手段と、上記差分検出手段の出力信号
を加算する加算手段と、上記加算手段の出力信号を基準
値と比較する加算値比較手段と、上記加算値比較手段の
出力信号により車両を検出する車両検出手段とを具備し
た車両検出装置であって、上記受光手段を構成する複数
の受光部の使用数を車両検出後は車両検出前に比べて多
くなるように選択して車両検出前後で車両検出領域を可
変させる車両検出領域可変手段を設けたものである。ま
た、この発明では、上記発光手段を構成する複数の発光
素子のうち、任意の発光素子をオン、オフ動作させる様
にしたものである。また、この発明では、上記車両検出
領域可変手段は、上記受光手段を構成する複数の受光部
の出力信号を任意に選択することにより車両検出領域を
可変させるものである。さらに、この発明では、上記車
両検出手段は、上記差分検出手段の出力信号が基準値よ
り大きい場合、車両検出出力信号を有意とするととも
に、当該検出出力信号の保持期間を所定時間長くする手
段を有する。

【０００７】また、車両検出前に受光部の使用数を減少
させ、車両検出直後に受光部の使用数を増加させること
により車両検出領域を可変とするとともに、受光部の使
用数減少による車両のガラス面等での車両検出不可をな
くし正確に車両検出するものである。

【０００８】また、車両の先頭部分が車両検出領域に進
入し車両検出開始してから車両の先頭部分が車両検出領
域の出口部分に至るまで車両検出信号を保持することに
より車両のガラス面等による検出不可をなくし正確に車
両検出するものである。

【０００９】また、発光部の出力を可変とすることによ
り、車両検出領域を可変にできるものである。

【００１０】

【作用】この発明における車両検出装置は、第１から第
ｎの受光部の信号を選択する信号選択部により車両検出
領域を可変できる。また、第１から第ｎの受光部の信号
を選択する際、車両検出前後で選択する信号を変えるこ
とができる信号選択部により車両検出前後で車両検出領
域を可変することにより車両検出領域を可変できるとと
もに車両を正確に検出できる。また、車両検出後、車両
の先端が車両検出領域の進行方向端にくるまで車両検出
信号を有意に保持するための保持レベル比較部により、
車両のガラス面等での車両検出不可をなくし正確に検出
できる。また、発光部出力を可変する出力調整部により
車両検出領域を可変できる。

【００１１】

【実施例】実施例１ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明による車両検出装置の構成を示すブロック
図、図２は構造、図３はその動作を説明する図であり、
１，２は従来装置と同一のものである。３は複数のＬＥ
Ｄから成りドライバ部２により同時にオンオフする発光
部、４から６は発光部からの光の通過車両２６又は路面
３５からの反射光を受光して電圧に変換する第１から第
ｎの受光部、７から９は、第１から第ｎの受光部からの
出力から外乱光による直流成分を除去し増幅する第１か
ら第ｎの増幅部、１０から１２は第１から第ｎの増幅部
の出力から温度等によるドリフト等のノイズの影響を除
くために発光部３のオン時とオフ時の差分をとる差分検
出部、１３は第１から第ｎまでの差分検出部の出力を時
分割で切替て出力する信号切替部、１４は信号切替部か
らの信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換部、１５は第１
から第ｎの受光部の出力のどれを有効とするかを選択す
る信号選択部、１６は信号選択部１５で選択された各受
光部の出力に相当するＡ／Ｄ変換部１４の出力と予め設
定した基準圧とを比較するレベル比較部、１７は信号選
択部１５で選択された各受光部に相当するＡ／Ｄ変換部
１４の出力の加算を行なう信号加算部、１８は信号加算
部１７の出力と予め設定した基準電圧とを比較する加算
値比較部、１９は上記レベル比較部１６の結果と上記加
算値比較部１８の結果よりどちらかが有意であれば車両
検出信号を出力する車両検出部、２３から２５は第１か
ら第ｎの受光部へ入射する光の伝搬路を示す。図２にお
いて（ａ）は発光部及び受光部における受光素子の配列
の平面図を模式化したもので、図２（ｂ）はその側面図
を示す。

【００１２】次に動作について説明する。図３（ａ）に
おいて、隣接車線との光の干渉を避けるためにｎ回の発
光パルスを出す毎にｎ回の発光パルスの２倍の休止時間
を取る。隣接車線においてはこの休止時間にｎ回の発光
パルスを出すよう同期を取る。図３（ａ）のパルス変調
信号より複数のＬＥＤから構成され約２ｍの照射領域を
持つ発光部が同時に発光，非発光する。この光が通過車
両又は路面から反射され太陽光等の外乱光が加算されて
図１に示す第１の受光部から第ｎの受光部に対応した図
２のように配列された第１から第ｎの受光素子２７から
２９より入射する。この際、集光レンズ３０の作用によ
り第１の受光部２７の受光領域は第１の受光素子の路面
での受光領域３１に限定される。従って、１つの受光素
子の路面での受光領域は約２／ｎ（ｍ）となる。通過車
両の先端部で発射されたＬＥＤの光は車両が車両検出領
域に進入した直後には第１の受光素子２７に入射し、車
両が通過するに従って第２から第ｎの受光素子へ順時入
射する。入射した光は第１から第ｎの受光部で電圧へ変
換され例えば図３（ｂ）（ｃ）に示す信号となる。ここ
でロは太陽光などの外乱光による入射レベル、イは発光
部３の光の反射による入射レベルを示す。第１から第ｎ
の受光部４から６の信号は第１から第ｎの増幅部で外乱
光による直流成分ロをフィルタ回路により除き増幅さ
れ、第１から第ｎの差分検出部により図３（ｂ）のイの
成分のみ取り出され図３（ｄ）（ｅ）に示す信号とな
る。差分検出部は発光時の入射レベルと非発光時の入射
レベルの差分を取ることにより温度による定常レベルの
変化、受光素子毎の定常レベル差等を除く作用がある。
次に信号切替部では、第１から第ｎの差分検出部の出力
を時分割で切替て出力しｎ個の入力を１個の出力にまと
める。これにより道路上に設置する第１から第ｎの差分
検出部から路側に設置するＡ／Ｄ変換部以降の部分との
信号線を減らすことができる。切替た信号は次の受光部
の差分検出部からの出力に切替えるまで保持される。こ
の出力を図３（ｆ）に示す。Ａ／Ｄ変換部１４では信号
切替部１３の信号をディジタル化してマイクロコンピュ
ータに取り込む。以下の動作はマイクロコンピュータ内
で行なわれる。信号選択部１５では、スイッチの設定等
により任意の受光部の出力を選択できる。図３（ｇ）に
第２から第ｎの受光部を選択した例を示す。信号選択部
でどの受光部出力を選択するかにより車両検出領域を進
行方向に任意に可変できる。例えば図３（ｇ）では車両
検出領域は３２から３３となり約（２−２／ｎ）（ｍ）
となる。信号選択部１５の出力はレベル比較部１６で基
準値ハと比較される。基準値ハは反射レベルを約５秒毎
に車両検出出力が有意でない時のみ平均することにより
路面のレベルを計測し、計測結果に一定値を加算したも
のである。レベル比較部１６では基準値ハを超える受光
部出力が１つでもあれば有意信号を出力する。信号加算
部１７は、信号選択部１５の出力レベルを選択された受
光部全てについて加算する。加算値は次の加算結果が出
力されるまで保持される。図３（ｉ）に信号加算部出力
を示す。加算値比較部１８は信号加算部１７の出力を基
準値ニと比較して基準値ニを超えていた場合に有意信号
を出力する。基準値ニは約５秒毎の路面の反射レベルの
加算部出力の平均値に一定値を加えたものである。車両
検出部１９ではレベル比較部１６及び加算値比較部１８
のいづれかが有意の時、車両検出信号を有意とし、約１
００ｍｓの保持を付加して非発光時の出力の割れを防ぐ
とともに車両のガラス面等の反射の極めて少ない部分で
車両検出信号が割れるのを防止し車両検出信号を出力す
る。上記のように車両検出に受光部レベル比較と加算値
比較を並用することにより、より安定して車両検出でき
る。また、車両検出部１９により車両検出領域を任意に
選択できる。

【００１３】実施例２ 図４は他の実施例のブロック図、図５は動作説明図であ
る。図４、図５において同一符号は従来及び実施例１と
同様の機能を示す。次に動作について説明する。通過車
両が予め設定した車両検出領域外にある時の動作を図５
（ａ）に示す。例えば図５（ａ）では車両検出領域外に
車両がある時には図４の信号選択部１５では第２から第
（ｎ−１）の受光部の信号を選択し車両検出領域を約
（２−４／ｎ）（ｍ）とする。次に通過車両が第２の受
光部５の車両検出領域３２に進入し、レベル比較部１６
又は加算値比較部１８のいづれかが有意となり車両検出
部１９が車両検出出力を有意としたと同時に図５（ｂ）
に示すとおり信号選択部１５で第１から第ｎの受光部の
信号を選択する。加算値比較部１８は第１から第ｎの受
光部の信号により有意信号を出すため車両検出後は、車
両検出前に比べ感度が高くなり、かつ車両検出領域が広
がったことにより安定して車両検出でき、車両のガラス
面等の反射が極めて少ない部分による車両検出信号の割
れがなく車両を正確に検出できる。車両の後部端が車両
検出領域３３を出ると反射レベルが減少し車両検出信号
は有意でなくなり再び信号選択部１５は図５（ａ）の車
両検出領域にもどす。従ってこの場合車両検出領域を見
かけ上（２−２／ｎ）（ｍ）に設定できかつ車両を安定
して検出できる。信号選択部の設定により任意の車両検
出領域が設定可能である。

【００１４】実施例３ 図６は他の実施例のブロック図、図７、図８は動作説明
図である。図６、図７、図８において同一符号は従来及
び実施例１，２と同様の機能を示す。２０は信号選択部
で選択された受光部出力のうち最も車両進行方向奥にあ
るｍ個の受光部出力の加算値又は個々の信号レベルが予
め設定された基準値を超えた時有意となる保持レベル比
較部である。車両検出部１９はレベル比較部１６又は加
算値比較部１８が有意となると車両検出信号を有意と
し、保持レベル比較部２０が有意となるか又は約０．８
秒間は車両検出信号を保持する。その後は再びレベル比
較部１６、加算値比較部１８の有意信号による車両検出
を行なう。次に動作について説明する。車両が第２の受
光部５の車両検出領域に進入し車両検出部１９の出力が
有意となるまでは実施例２と同様の動作である。図８
（ａ）の状態では第２の受光部のみが車両の反射レベル
を受光し信号選択部出力はヘの状態となる。図８（ｂ）
の状態まで車両が進入すると車両のフロントガラス部等
の反射の極めて小さい部分が車両検出領域３１から３３
の大半を占め図７（ａ）のトの状態となる場合がある。
さらに図８（ｃ）の状態まで車両が進入すると、第ｎの
受光部が車両からの反射を受光し図７（ａ）チの状態と
なる。車両の進入速度が遅い場合、図７（ａ）トの状態
は通常の保持時間約１００ｍｓでは保持できず車両が存
在するにもかかわらず車両検出信号が有意でなくなるこ
とがある。このため保持レベル比較部２０では例えば第
ｎの受光部の出力が基準値ヌを超える場合有意信号を出
し、図７（ａ）のヘから図７（ａ）のチまでの間車両検
出信号を保持する。ただし、保持レベル比較部２０が有
意とならない場合もまれに発生する可能性があるため保
持の最大は０．８秒とする。保持レベル比較部出力が有
意となった後は再び実施例２の動作となる。

【００１５】実施例４ 図９は他の実施例のブロック図、図１０は動作説明図で
ある。図９、図１０において同一符号は従来及び実施例
１，２，３と同様の機能を示す。２１は発光部を構成す
るＬＥＤのどれを発光させるかを任意に選択することに
より発光出力を調整する出力調整部である。次に動作に
ついて説明する。図１０（ａ）にＬＥＤの発光素子配列
の例の平面図を図１０（ｂ）に側面図を図１０（ｃ）に
路面でのＬＥＤの投光領域を示す。ＬＥＤの指光角の狭
いものを用いて図１０（ｃ）のように路面でＬＥＤの投
光領域が配列するようにＬＥＤの角度を調整しておく。
例えばＬＥＤの図１０（ａ）の斜線で示したもののみを
発光させるよう出力調整部２１で選択することにより路
面でのＬＥＤ投光領域は図１０（ｃ）の斜線部となり車
両検出領域を任意に可変できる。また、車線幅方向の車
両検出領域の可変も可能である。

【００１６】

【発明の効果】この発明は、発光のオン、オフ動作する
発光手段と、上記発光手段から放射された光の目標物か
らの反射光を受光する複数の受光部を有する受光手段
と、上記発光手段の発光のオン、オフ時における上記受
光手段の受光信号の差分を出力する差分検出手段と、上
記差分検出手段の出力信号を加算する加算手段と、上記
加算手段の出力信号を基準値と比較する加算値比較手段
と、上記加算値比較手段の出力信号により車両を検出す
る車両検出手段とを具備した車両検出装置であって、上
記受光手段を構成する複数の受光部の使用数を車両検出
後は車両検出前に比べて多くなるように選択して車両検
出前後で車両検出領域を可変させる車両検出領域可変手
段を設けることにより、従来に比べて正確な車両検出が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施例１の構造図である。

【図３】この発明の実施例１の動作説明図である。

【図４】この発明の実施例２を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施例２の動作説明図である。

【図６】この発明の実施例３を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施例３の動作説明図である。

【図８】この発明の実施例３の動作説明図である。

【図９】この発明の実施例４を示すブロック図である。

【図１０】この発明の実施例４の動作説明図である。

【図１１】従来の車両検出装置を示すブロック図であ
る。

【図１２】従来の車両検出装置の動作説明図である。

【符号の説明】 １ パルス変調信号発生部 ２ ドライバ部 ３ 発光部 ４ 第１の受光部 ５ 第２の受光部 ６ 第ｎの受光部 ７ 第１の増幅部 ８ 第２の増幅部 ９ 第ｎの増幅部 １０ 第１の差分検出部 １１ 第２の差分検出部 １２ 第ｎの差分検出部 １３ 信号切替部 １４ Ａ／Ｄ変換部 １５ 信号選択部 １６ レベル比較部 １７ 信号加算部 １８ 加算値比較部 １９ 車両検出部 ２０ 保持レベル比較部 ２１ 出力調整部 ２２ 発光部の主伝搬路 ２３ 第１の受光部への反射波の伝搬路 ２４ 第２の受光部への反射波の伝搬路 ２５ 第ｎの受光部への反射波の伝搬路 ２６ 通過車両 ２７ 第１の受光素子 ２８ 第２の受光素子 ２９ 第ｎの受光素子 ３０ 集光レンズ ３１ 第１の受光素子の路面での受光領域 ３２ 第２の受光素子の路面での受光領域 ３３ 第ｎの受光素子の路面での受光領域 ３４ ＬＥＤの路面での照射領域 ３５ 路面３６ 受光部 ３７ 増幅部 ３８ 信号比較部 ３９ 車両検出部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光のオン、オフ動作する発光手段と、
   上記発光手段から放射された光の目標物からの反射光を
   受光する複数の受光部を有する受光手段と、上記発光手
   段の発光のオン、オフ時における上記受光手段の受光信
   号の差分を出力する差分検出手段と、上記差分検出手段
   の出力信号を加算する加算手段と、上記加算手段の出力
   信号を基準値と比較する加算値比較手段と、上記加算値
   比較手段の出力信号により車両を検出する車両検出手段
   とを具備した車両検出装置において、上記受光手段を構
   成する複数の受光部の使用数を車両検出後は車両検出前
   に比べて多くなるように選択して車両検出前後で車両検
   出領域を可変させる車両検出領域可変手段を設けたこと
   を特徴とする車両検出装置。
2. 【請求項２】 上記車両検出領域可変手段は、上記受光
   手段を構成する複数の受光部の出力信号を任意に選択す
   ることにより車両検出領域を可変させることを特徴とす
   る請求項１記載の車両検出装置。
3. 【請求項３】 上記発光手段を構成する複数の発光素子
   のうち、任意の発光素子をオン、オフ動作させることを
   特徴とする請求項１又は２のいずれか1項に記載の車両
   検出装置。
4. 【請求項４】 上記車両検出手段は、上記差分検出手段
   の出力信号が基準値より大きい場合、車両検出出力信号
   を有意とするとともに、当該検出出力信号の保持期間を
   所定時間長くすることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか1項に記載の車両検出装置。