JP3528435B2 - 路上物体検出装置 - Google Patents
路上物体検出装置Info
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/02—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using treadles built into the road
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- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
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- G—PHYSICS
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- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
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- G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は路上物体検出装置、
特に信号伝達部材の伝搬特性の変化を利用した路上物体
検出装置に関する。
特に信号伝達部材の伝搬特性の変化を利用した路上物体
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両走行の安全性確保や円滑
な交通の流れを確保すべく、路上の車両や落下物等を監
視する路上監視装置が提案されている。
な交通の流れを確保すべく、路上の車両や落下物等を監
視する路上監視装置が提案されている。
【0003】例えば、特開平6−333193号公報に
は、路上の所定位置に監視カメラを設置し、得られた画
像から通過する車両の存在を認識する技術が開示されて
いる。
は、路上の所定位置に監視カメラを設置し、得られた画
像から通過する車両の存在を認識する技術が開示されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、得られた画像データを処理することで物体
を認識しているため、夜間時や雨、霧等の発生する状況
下では十分なコントラストが得られず、物体の認識が困
難となる問題があった。もちろん、路面にコイル等を埋
設し、このコイル上を通過する車両による共振周波数変
化を検出することで車両を認識する等(例えば特開平6
−309587号公報)により天候の影響を除去するこ
とも可能であるが、コイルを埋設する地点での認識結果
しか得られず、路面全体としての交通の流れやコイルが
埋設されていない地点での落下物を検出できない問題が
あり、十分な対策となっていない。
来技術では、得られた画像データを処理することで物体
を認識しているため、夜間時や雨、霧等の発生する状況
下では十分なコントラストが得られず、物体の認識が困
難となる問題があった。もちろん、路面にコイル等を埋
設し、このコイル上を通過する車両による共振周波数変
化を検出することで車両を認識する等(例えば特開平6
−309587号公報)により天候の影響を除去するこ
とも可能であるが、コイルを埋設する地点での認識結果
しか得られず、路面全体としての交通の流れやコイルが
埋設されていない地点での落下物を検出できない問題が
あり、十分な対策となっていない。
【0005】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、時間や天候等の環境状況によら
ず、かつ、交通の流れや路上落下物等を確実に検出でき
る装置を提供することにある。
みなされたものであり、時間や天候等の環境状況によら
ず、かつ、交通の流れや路上落下物等を確実に検出でき
る装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、走路に沿って
設けられ、路上物体の存在によりその伝搬特性が変化す
るケーブルと、前記ケーブルに信号を供給する発信手段
と、路上物体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化
部からの反射信号を受信する受信手段と、前記受信手段
の受信タイミングに基づいて路上物体位置を検出する検
出手段とを有し、前記ケーブルは所定のインピーダンス
値を有する導線であり、前記伝搬特性変化部は、物体に
より生じた前記インピーダンス値の不整合部であること
を特徴とする。このように、本発明ではケーブルを走路
に沿って敷設し、ケーブルへの信号の発信とその反射信
号の受信という能動的な処理により物体を認識するた
め、天候や時間等の影響を受けることなく、かつ、従来
のようにある箇所における物体の存在を検出するだけで
なく走路方向の交通の流れを確実に検出できる。ここ
で、前記ケーブルを走路に沿って複数設け、前記検出手
段は各ケーブルにおける路上物体位置を順次検出し、か
つ、各ケーブルにおける路上物体位置の時間変化に基づ
いて少なくとも路上物体の種別を判定する判定手段を有
してもよい。
設けられ、路上物体の存在によりその伝搬特性が変化す
るケーブルと、前記ケーブルに信号を供給する発信手段
と、路上物体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化
部からの反射信号を受信する受信手段と、前記受信手段
の受信タイミングに基づいて路上物体位置を検出する検
出手段とを有し、前記ケーブルは所定のインピーダンス
値を有する導線であり、前記伝搬特性変化部は、物体に
より生じた前記インピーダンス値の不整合部であること
を特徴とする。このように、本発明ではケーブルを走路
に沿って敷設し、ケーブルへの信号の発信とその反射信
号の受信という能動的な処理により物体を認識するた
め、天候や時間等の影響を受けることなく、かつ、従来
のようにある箇所における物体の存在を検出するだけで
なく走路方向の交通の流れを確実に検出できる。ここ
で、前記ケーブルを走路に沿って複数設け、前記検出手
段は各ケーブルにおける路上物体位置を順次検出し、か
つ、各ケーブルにおける路上物体位置の時間変化に基づ
いて少なくとも路上物体の種別を判定する判定手段を有
してもよい。
【0007】
【0008】
【0009】また、本発明は、走路に沿って設けられ、
路上物体の存在によりその伝搬特性が変化するケーブル
と、前記ケーブルに信号を供給する発信手段と、路上物
体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化部からの反
射信号を受信する受信手段と、前記受信手段の受信タイ
ミングに基づいて路上物体位置を検出する検出手段と、
を有し、前記ケーブルは走路に沿って複数設けられ、前
記検出手段は各ケーブルにおける路上物体位置を順次検
出し、かつ、各ケーブルにおける路上物体位置の時間変
化に基づいて少なくとも路上物体の種別を判定する判定
手段とを有することを特徴とする。ここで、前記ケーブ
ルは所定の屈折率を有する光ファイバからなり、前記伝
搬特性変化部は、物体の荷重により生じた前記光ファイ
バの屈折率変化部としてもよい。なお、路上物体の種別
とは、具体的には静止物体か移動物体かの区別をいい、
また、路上物体の種別の他に移動物体の移動状況も検出
することができる。
路上物体の存在によりその伝搬特性が変化するケーブル
と、前記ケーブルに信号を供給する発信手段と、路上物
体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化部からの反
射信号を受信する受信手段と、前記受信手段の受信タイ
ミングに基づいて路上物体位置を検出する検出手段と、
を有し、前記ケーブルは走路に沿って複数設けられ、前
記検出手段は各ケーブルにおける路上物体位置を順次検
出し、かつ、各ケーブルにおける路上物体位置の時間変
化に基づいて少なくとも路上物体の種別を判定する判定
手段とを有することを特徴とする。ここで、前記ケーブ
ルは所定の屈折率を有する光ファイバからなり、前記伝
搬特性変化部は、物体の荷重により生じた前記光ファイ
バの屈折率変化部としてもよい。なお、路上物体の種別
とは、具体的には静止物体か移動物体かの区別をいい、
また、路上物体の種別の他に移動物体の移動状況も検出
することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【0011】<第1実施形態>図1には、本実施形態の
概念構成が示されている。走路10上を車両20が通過
するが、この走路10に沿って導線30が敷設されてい
る。導線30は、例えば取付用の支柱60を用いて走路
に沿った図中X方向に敷設される。なお、導線30は図
中−X方向にも同様に敷設されるが図では省略してい
る。Y方向は、X方向に垂直な走路の幅方向である。導
線30をこのように走路10に対して均一に敷設するこ
とにより、大地に対してインピーダンス一定値が得られ
る。そして、信号源40からこの導線30に所定の信号
を供給する。信号としては、後述するように所定周波数
の交流信号あるいはパルス信号が用いられる。ここで、
この導線30の設けられた範囲に通過車両20が存在す
ると、導線30が敷設された状態でのインピーダンス値
が導体である通過車両20の影響で変化するため、車両
20の存在する位置にインピーダンス不整合部が生じる
ことになる。従って、信号源40からの電気信号は、こ
のインピーダンス不整合部で反射され、検出器50で検
出される。反射信号が受信されるまでの時間は、導線の
端部からインピーダンス不整合部までの距離に比例する
ので、反射信号の受信タイミングに基づいて車両20の
存在位置を特定することができる。
概念構成が示されている。走路10上を車両20が通過
するが、この走路10に沿って導線30が敷設されてい
る。導線30は、例えば取付用の支柱60を用いて走路
に沿った図中X方向に敷設される。なお、導線30は図
中−X方向にも同様に敷設されるが図では省略してい
る。Y方向は、X方向に垂直な走路の幅方向である。導
線30をこのように走路10に対して均一に敷設するこ
とにより、大地に対してインピーダンス一定値が得られ
る。そして、信号源40からこの導線30に所定の信号
を供給する。信号としては、後述するように所定周波数
の交流信号あるいはパルス信号が用いられる。ここで、
この導線30の設けられた範囲に通過車両20が存在す
ると、導線30が敷設された状態でのインピーダンス値
が導体である通過車両20の影響で変化するため、車両
20の存在する位置にインピーダンス不整合部が生じる
ことになる。従って、信号源40からの電気信号は、こ
のインピーダンス不整合部で反射され、検出器50で検
出される。反射信号が受信されるまでの時間は、導線の
端部からインピーダンス不整合部までの距離に比例する
ので、反射信号の受信タイミングに基づいて車両20の
存在位置を特定することができる。
【0012】図2には、本実施形態の具体的な導線敷設
説明図が示されている。導線は走路の路面に敷設される
とともに、走路に沿って複数敷設される。図では、導線
31、32、33、34、35、36の6本が示されて
おり、導線31と32がペアを形成して走路の左側に敷
設され、導線33、34がペアを形成して走路の中央部
に敷設され、導線35、36がペアを形成して走路の右
側に敷設される。それぞれの導線には、図1と同様に信
号源40と検出器50が接続され、また、各検出器50
での検出結果を入力して物体を識別するマイクロコンピ
ュータとメモリからなる処理部が設けられる。
説明図が示されている。導線は走路の路面に敷設される
とともに、走路に沿って複数敷設される。図では、導線
31、32、33、34、35、36の6本が示されて
おり、導線31と32がペアを形成して走路の左側に敷
設され、導線33、34がペアを形成して走路の中央部
に敷設され、導線35、36がペアを形成して走路の右
側に敷設される。それぞれの導線には、図1と同様に信
号源40と検出器50が接続され、また、各検出器50
での検出結果を入力して物体を識別するマイクロコンピ
ュータとメモリからなる処理部が設けられる。
【0013】このように、導線のペアが走路の中央部及
び左右に敷設されているので、車両20が存在する場合
には、これら各ペアでほぼ同一距離に物体を検出するこ
とになるが、車両20が進路変更(レーンチェンジ)や
蛇行走行等を行って走路中央部から外れると、左右いず
れかの導線ペアでは物体が検出されなくなる。従って、
ある時刻では各導線ペアで物体を検出していたにもかか
わらず、次の時刻で物体を検出しなくなった場合には、
処理部ではその物体がどちらの方向に移動したかを判定
することができる。もちろん、この逆に、ある時刻で各
導線ペアのいずれも物体を検出しないにもかかわらず、
次の時刻で右側ペアが物体を検出し、さらに次の時刻で
中央部の導線ペアも物体を検出した場合には車両がこの
レーンに進入したと判定することもできる。
び左右に敷設されているので、車両20が存在する場合
には、これら各ペアでほぼ同一距離に物体を検出するこ
とになるが、車両20が進路変更(レーンチェンジ)や
蛇行走行等を行って走路中央部から外れると、左右いず
れかの導線ペアでは物体が検出されなくなる。従って、
ある時刻では各導線ペアで物体を検出していたにもかか
わらず、次の時刻で物体を検出しなくなった場合には、
処理部ではその物体がどちらの方向に移動したかを判定
することができる。もちろん、この逆に、ある時刻で各
導線ペアのいずれも物体を検出しないにもかかわらず、
次の時刻で右側ペアが物体を検出し、さらに次の時刻で
中央部の導線ペアも物体を検出した場合には車両がこの
レーンに進入したと判定することもできる。
【0014】また、物体を検出した場合には、その位置
をメモリに順次格納し、位置の時間変化からその物体が
静止しているか移動しているかが分かるので、路上物体
が落下物等の静止物体か、あるいは車両等の移動物体か
を識別することもできる。さらに、移動物体の場合に
は、位置の時間的変化の大きさからその移動速度も検出
でき、交通の流れを把握することも可能である。例え
ば、複数の車両を検出でき、各車両の速度が20km/
h程度で走行している場合には、渋滞していると判定す
ることができる。さらに、ある時刻には移動していた
が、次の時刻で静止している物体を検出した場合には、
何らかの故障が発生したものと判定することもできる。
をメモリに順次格納し、位置の時間変化からその物体が
静止しているか移動しているかが分かるので、路上物体
が落下物等の静止物体か、あるいは車両等の移動物体か
を識別することもできる。さらに、移動物体の場合に
は、位置の時間的変化の大きさからその移動速度も検出
でき、交通の流れを把握することも可能である。例え
ば、複数の車両を検出でき、各車両の速度が20km/
h程度で走行している場合には、渋滞していると判定す
ることができる。さらに、ある時刻には移動していた
が、次の時刻で静止している物体を検出した場合には、
何らかの故障が発生したものと判定することもできる。
【0015】以下、導線に供給する信号及びインピーダ
ンス不整合部からの反射信号の処理について説明する。
ンス不整合部からの反射信号の処理について説明する。
【0016】図3は、図2における1組の導線ペア3
3、34の平面図である。図において、導線の終端部に
は導線と同一のインピーダンス値を有する抵抗器70が
接続されている。導線の終端部が開放端である場合に
は、その端部で電気信号が全反射され、反射信号として
検出器50に入力されてしまう。そこで、このような物
体以外の反射信号を防止して、物体からの反射信号のS
/Nを増大するために抵抗器70を設けたものである。
なお、導線の長さは既知(例えば100m)であるので
開放端にした場合でも物体による反射信号であるか開放
端からの反射信号であるかは識別できるので、この抵抗
器70を用いなくても物体検出は可能である。
3、34の平面図である。図において、導線の終端部に
は導線と同一のインピーダンス値を有する抵抗器70が
接続されている。導線の終端部が開放端である場合に
は、その端部で電気信号が全反射され、反射信号として
検出器50に入力されてしまう。そこで、このような物
体以外の反射信号を防止して、物体からの反射信号のS
/Nを増大するために抵抗器70を設けたものである。
なお、導線の長さは既知(例えば100m)であるので
開放端にした場合でも物体による反射信号であるか開放
端からの反射信号であるかは識別できるので、この抵抗
器70を用いなくても物体検出は可能である。
【0017】図4には、信号源40から導線に供給され
る電気信号の波形(A)、検出器50に入力される信号
波形(B)及び検出器50で処理して得られる反射信号
波形(C)が示されている。信号源40から所定周波数
(例えば1GHz)の交流信号を供給すると、車両等の
物体がある位置でこの信号が反射され、検出器50に入
力する。従って、検出器50には、元の交流信号にこの
反射信号が重畳された信号(B)が入力されることにな
り、検出器50では入力信号から元の交流信号と同期し
た信号を差し引くことで反射信号を抽出する(C)。こ
のようにして抽出した信号は、物体が存在する位置から
の信号であるので、その開始タイミングは物体までの距
離を示すことになる。図では、この時間を遅延時間t1
と記している。もちろん、反射信号の終了タイミングの
遅れ(遅延時間t2 )から距離を求めることもできる。
具体的には、信号速度をC、物体までの距離をLとする
と、2L=C・t1 となる。また、インピーダンス不整
合部での反射信号と供給信号との重畳により生じる定在
波の波長から距離を求めることも可能である。
る電気信号の波形(A)、検出器50に入力される信号
波形(B)及び検出器50で処理して得られる反射信号
波形(C)が示されている。信号源40から所定周波数
(例えば1GHz)の交流信号を供給すると、車両等の
物体がある位置でこの信号が反射され、検出器50に入
力する。従って、検出器50には、元の交流信号にこの
反射信号が重畳された信号(B)が入力されることにな
り、検出器50では入力信号から元の交流信号と同期し
た信号を差し引くことで反射信号を抽出する(C)。こ
のようにして抽出した信号は、物体が存在する位置から
の信号であるので、その開始タイミングは物体までの距
離を示すことになる。図では、この時間を遅延時間t1
と記している。もちろん、反射信号の終了タイミングの
遅れ(遅延時間t2 )から距離を求めることもできる。
具体的には、信号速度をC、物体までの距離をLとする
と、2L=C・t1 となる。また、インピーダンス不整
合部での反射信号と供給信号との重畳により生じる定在
波の波長から距離を求めることも可能である。
【0018】図5には、本実施形態の他の信号波形が示
されており、導線にパルス信号を供給する場合である。
パルスの間隔は例えば1msとし、インピーダンス不整
合部すなわち車両の存在位置からの反射パルスを検出器
50で検出する。図5(A)には供給されるパルスの一
つが示されており、図5(B)にはその反射パルスが示
されている。物体が一つだけの場合には、反射パルスも
一つだけ検出されるが、例えば2台の車両が走路を走行
している場合には、反射パルスも2つ検出されることに
なる。この場合、第1のパルスの受信タイミングが第1
の車両までの距離を示し、第2のパルスの受信タイミン
グが第2の車両までの距離を示すことになる。走路に存
在する車両が3台以上の場合も、同様に各パルスの受信
タイミングからその車両の位置を特定できる。
されており、導線にパルス信号を供給する場合である。
パルスの間隔は例えば1msとし、インピーダンス不整
合部すなわち車両の存在位置からの反射パルスを検出器
50で検出する。図5(A)には供給されるパルスの一
つが示されており、図5(B)にはその反射パルスが示
されている。物体が一つだけの場合には、反射パルスも
一つだけ検出されるが、例えば2台の車両が走路を走行
している場合には、反射パルスも2つ検出されることに
なる。この場合、第1のパルスの受信タイミングが第1
の車両までの距離を示し、第2のパルスの受信タイミン
グが第2の車両までの距離を示すことになる。走路に存
在する車両が3台以上の場合も、同様に各パルスの受信
タイミングからその車両の位置を特定できる。
【0019】図6には、本実施形態の他の構成例が示さ
れている。図3との相違は、信号源40及び検出器50
と導線で形成される車両検出部のインピーダンスの違い
を変換して整合をとるインピーダンス変換器80を設け
るとともに、信号源40の出力信号と検出信号として戻
ってくる反射信号を分離する結合器90を設けた点であ
る。結合器90としては、いわゆる方向性結合器やサー
キュレータ回路を用いることができる。
れている。図3との相違は、信号源40及び検出器50
と導線で形成される車両検出部のインピーダンスの違い
を変換して整合をとるインピーダンス変換器80を設け
るとともに、信号源40の出力信号と検出信号として戻
ってくる反射信号を分離する結合器90を設けた点であ
る。結合器90としては、いわゆる方向性結合器やサー
キュレータ回路を用いることができる。
【0020】信号源40から導線に信号を供給するため
の供給線は、信号源と走路10が一般に離れているため
に引き回しが必要であり、同軸ケーブル等を用いること
ができ、導線33、34は検出感度を最適化するため例
えば平行2線状態で敷設される。従って、導線と供給線
のインピーダンスは大きく異なるので、この間をインピ
ーダンス変換器80で整合をとることで、信号の損失な
くインピーダンスを変換できる。また、結合器90を用
いることにより、検出器50へ反射信号を供給する際、
信号源40からの出力信号成分を100分の1以下に減
衰して反射信号のみ供給することが可能となり、検出器
50内部で高精度の処理を行うことができる。
の供給線は、信号源と走路10が一般に離れているため
に引き回しが必要であり、同軸ケーブル等を用いること
ができ、導線33、34は検出感度を最適化するため例
えば平行2線状態で敷設される。従って、導線と供給線
のインピーダンスは大きく異なるので、この間をインピ
ーダンス変換器80で整合をとることで、信号の損失な
くインピーダンスを変換できる。また、結合器90を用
いることにより、検出器50へ反射信号を供給する際、
信号源40からの出力信号成分を100分の1以下に減
衰して反射信号のみ供給することが可能となり、検出器
50内部で高精度の処理を行うことができる。
【0021】このように、本実施形態では、複数の導線
を走路に沿って敷設するので、車両の流れや異常状態を
確実に検出することができる。また、レーン内の車両の
移動状況も把握できるので、従来よりもきめの細かい管
制制御を行うことができる。
を走路に沿って敷設するので、車両の流れや異常状態を
確実に検出することができる。また、レーン内の車両の
移動状況も把握できるので、従来よりもきめの細かい管
制制御を行うことができる。
【0022】なお、走路に沿って複数の導線を敷設する
代わりに、一本の導線を走路内で蛇行させて敷設するこ
とも考えられる。これにより、監視面積は若干低下する
ものの、導線の本数を減らしつつ走路内の状況を連続的
に監視することができる。
代わりに、一本の導線を走路内で蛇行させて敷設するこ
とも考えられる。これにより、監視面積は若干低下する
ものの、導線の本数を減らしつつ走路内の状況を連続的
に監視することができる。
【0023】<第2実施形態>上述した第1実施形態で
は、走路に沿って導線を敷設したが、本実施形態では走
路に沿って光ファイバを敷設する場合を示す。
は、走路に沿って導線を敷設したが、本実施形態では走
路に沿って光ファイバを敷設する場合を示す。
【0024】図7には、本実施形態の構成が示されてい
る。走路の下部所定位置に走路に沿って光ファイバ10
0が敷設されている。そして、この光ファイバに信号と
しての光を供給するとともに、その反射光を受光して車
両20等の物体の位置を特定する検出・処理部102が
設けられている。
る。走路の下部所定位置に走路に沿って光ファイバ10
0が敷設されている。そして、この光ファイバに信号と
しての光を供給するとともに、その反射光を受光して車
両20等の物体の位置を特定する検出・処理部102が
設けられている。
【0025】図8には、検出・処理部102の具体的な
構成ブロック図が示されている。検出・処理部102
は、レーザ光を射出するレーザ発光部104、レーザ発
光部104からのレーザ光を光ファイバ100に送ると
ともに、光ファイバからの反射光を分離する方向性結合
器106、方向性結合器106からの反射光の強度を検
出する光強度測定部108及び物体の位置を特定する演
算を行う検出情報処理部110から構成されている。な
お、レーザ光の波長は任意に設定することができ、半導
体レーザを用いることも可能である。
構成ブロック図が示されている。検出・処理部102
は、レーザ光を射出するレーザ発光部104、レーザ発
光部104からのレーザ光を光ファイバ100に送ると
ともに、光ファイバからの反射光を分離する方向性結合
器106、方向性結合器106からの反射光の強度を検
出する光強度測定部108及び物体の位置を特定する演
算を行う検出情報処理部110から構成されている。な
お、レーザ光の波長は任意に設定することができ、半導
体レーザを用いることも可能である。
【0026】図9には、光ファイバ100を敷設した走
路上に車両20が存在する場合の光ファイバ100に生
じる屈折率の変化の様子が示されている。図において、
(A)は光ファイバ内の光の伝播の様子、(B)及び
(C)はそれぞれ垂直方向(鉛直方向)及び水平方向の
屈折率の変化である。車両20が存在すると、その車重
で光ファイバ100に圧力が印加され、いわゆる光弾性
効果によりその屈折率が変化する。一般的に、垂直方向
に圧力が印加されると、垂直方向の屈折率は増大し、水
平方向の屈折率は減少する。図では、斜線部分が屈折率
の変化部位112である。このように、車両20の存在
により光ファイバ100の媒体中に屈折率の変化部位1
12が生じるため、光ファイバ100内を伝搬する入射
レーザ光は、この屈折率変化部で一部反射されることに
なる。(A)では、符号200が入射レーザ光、符号2
02が屈折率変化部位すなわち車両位置で反射された反
射光、符号204が透過光をそれぞれ表している。
路上に車両20が存在する場合の光ファイバ100に生
じる屈折率の変化の様子が示されている。図において、
(A)は光ファイバ内の光の伝播の様子、(B)及び
(C)はそれぞれ垂直方向(鉛直方向)及び水平方向の
屈折率の変化である。車両20が存在すると、その車重
で光ファイバ100に圧力が印加され、いわゆる光弾性
効果によりその屈折率が変化する。一般的に、垂直方向
に圧力が印加されると、垂直方向の屈折率は増大し、水
平方向の屈折率は減少する。図では、斜線部分が屈折率
の変化部位112である。このように、車両20の存在
により光ファイバ100の媒体中に屈折率の変化部位1
12が生じるため、光ファイバ100内を伝搬する入射
レーザ光は、この屈折率変化部で一部反射されることに
なる。(A)では、符号200が入射レーザ光、符号2
02が屈折率変化部位すなわち車両位置で反射された反
射光、符号204が透過光をそれぞれ表している。
【0027】図10には、以上のようにして屈折率変化
が生じた場合に光強度測定部108で測定される強度の
時間変化の一例が示されている。縦軸は反射光強度、横
軸は光射出からの経過時間である。なお、経過時間は、
距離と比例関係にあるので横軸は位置を表していると考
えることもできる。光ファイバ100の内部ではレーザ
光の強度に比例した散乱が常に発生しており、この散乱
のために、屈折率の変化とは無関係にいわゆる後方散乱
光300が反射光として検出される。一方、屈折率変化
部位112からの反射光は、不連続的なピーク302、
304として検出される。ピーク位置の前後で反射光強
度が減少しているのは、光の一部が反射し残りが透過す
るため光の強度が低下するために後方散乱光の強度も低
下するためである。この不連続的なピーク位置302、
304が車両20の存在位置である。なお、実際には反
射時間は極めて微小量であるので、反射光と入射光との
位相差を検出して距離を演算すればよい。
が生じた場合に光強度測定部108で測定される強度の
時間変化の一例が示されている。縦軸は反射光強度、横
軸は光射出からの経過時間である。なお、経過時間は、
距離と比例関係にあるので横軸は位置を表していると考
えることもできる。光ファイバ100の内部ではレーザ
光の強度に比例した散乱が常に発生しており、この散乱
のために、屈折率の変化とは無関係にいわゆる後方散乱
光300が反射光として検出される。一方、屈折率変化
部位112からの反射光は、不連続的なピーク302、
304として検出される。ピーク位置の前後で反射光強
度が減少しているのは、光の一部が反射し残りが透過す
るため光の強度が低下するために後方散乱光の強度も低
下するためである。この不連続的なピーク位置302、
304が車両20の存在位置である。なお、実際には反
射時間は極めて微小量であるので、反射光と入射光との
位相差を検出して距離を演算すればよい。
【0028】以上、本実施形態を車両20が存在する場
合を例にとり説明したが、車両以外の物体であっても、
光ファイバ100に圧力を印加し得る程度の重量を有す
る物体であれば静止、移動にかかわらず検出できること
は言うまでもなく、また、第1実施形態のように走路に
沿って複数の光ファイバを敷設することで、車両等の停
止や移動状況を確実に検出できることも明らかである。
合を例にとり説明したが、車両以外の物体であっても、
光ファイバ100に圧力を印加し得る程度の重量を有す
る物体であれば静止、移動にかかわらず検出できること
は言うまでもなく、また、第1実施形態のように走路に
沿って複数の光ファイバを敷設することで、車両等の停
止や移動状況を確実に検出できることも明らかである。
【0029】また、上記実施形態では、誘導ケーブルと
光ファイバを用いた例を示したが、本発明の本質は、車
両等の存在により信号伝搬媒体の特性変化によって反射
信号を生ぜしめる点にあるので、他の信号形態及び信号
伝搬媒体を用いるいかなる技術も本発明の技術的範囲に
属することを付記しておく。
光ファイバを用いた例を示したが、本発明の本質は、車
両等の存在により信号伝搬媒体の特性変化によって反射
信号を生ぜしめる点にあるので、他の信号形態及び信号
伝搬媒体を用いるいかなる技術も本発明の技術的範囲に
属することを付記しておく。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天候や時間等の周囲状況によらず走路の物体を確実に検
出するとともに、車両等の交通状況を正確に把握できる
ので、交通管制を従来以上に精度良く実行できる。
天候や時間等の周囲状況によらず走路の物体を確実に検
出するとともに、車両等の交通状況を正確に把握できる
ので、交通管制を従来以上に精度良く実行できる。
【図1】 本発明の第1実施形態の概念構成図である。
【図2】 ケーブル敷設説明図である。
【図3】 第1実施形態の構成ブロック図である。
【図4】 供給信号及び反射信号の波形を示すチャート
図である。
図である。
【図5】 車両と反射信号の関係を示すチャート図であ
る。
る。
【図6】 第1実施形態の他の構成ブロック図である。
【図7】 本発明の第2実施形態の構成ブロック図であ
る。
る。
【図8】 図7における検出・処理部の構成ブロック図
である。
である。
【図9】 車重による光ファイバの屈折率変化を示す図
である。
である。
【図10】 位置(時間)と反射強度との関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
10 走路、20 車両、30〜36 導線(ケーブ
ル)、40 信号源、50 検出器、100 光ファイ
バ、102 検出・処理部。
ル)、40 信号源、50 検出器、100 光ファイ
バ、102 検出・処理部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01B 7/00 - 7/34
G01B 11/00 - 11/30
G01V 9/04
G08G 1/00 - 9/02
Claims (4)
- 【請求項1】 走路に沿って設けられ、路上物体の存在
によりその伝搬特性が変化するケーブルと、 前記ケーブルに信号を供給する発信手段と、 路上物体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化部か
らの反射信号を受信する受信手段と、 前記受信手段の受信タイミングに基づいて路上物体位置
を検出する検出手段と、 を有し、 前記ケーブルは所定のインピーダンス値を有する導線で
あり、前記伝搬特性変化部は、物体により生じた前記イ
ンピーダンス値の不整合部である ことを特徴とする路上
物体検出装置。 - 【請求項2】 前記ケーブルは走路に沿って複数設けら
れ、前記検出手段は各ケーブルにおける路上物体位置を
順次検出し、かつ、各ケーブルにおける路上物体位置の
時間変化に基づいて少なくとも路上物体の種別を判定す
る判定手段と、 を有することを特徴とする請求項1記載の路上物体検出
装置。 - 【請求項3】 走路に沿って設けられ、路上物体の存在
によりその伝搬特性が変化するケーブルと、 前記ケーブルに信号を供給する発信手段と、 路上物体により生じた前記ケーブルの伝搬特性変化部か
らの反射信号を受信する受信手段と、 前記受信手段の受信タイミングに基づいて路上物体位置
を検出する検出手段と、 を有し、 前記ケーブルは走路に沿って複数設けられ、前記検出手
段は各ケーブルにおける路上物体位置を順次検出し、か
つ、各ケーブルにおける路上物体位置の時間変化に基づ
いて少なくとも路上物体の種別を判定する判定手段と、 を有することを特徴とする路上物体検出装置。 - 【請求項4】 前記ケーブルは所定の屈折率を有する光
ファイバからなり、前記伝搬特性変化部は、物体の荷重
により生じた前記光ファイバの屈折率変化部であること
を特徴とする請求項3記載の路上物体検出装置。
Priority Applications (3)
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JP16787596A JP3528435B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 路上物体検出装置 |
US08/882,159 US5883585A (en) | 1996-06-27 | 1997-06-25 | On-road object detecting system |
DE19727225A DE19727225B4 (de) | 1996-06-27 | 1997-06-26 | System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befindenden Gegenstands |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1019510A JPH1019510A (ja) | 1998-01-23 |
JP3528435B2 true JP3528435B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=15857702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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JP (1) | JP3528435B2 (ja) |
DE (1) | DE19727225B4 (ja) |
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DE19804991A1 (de) * | 1998-02-07 | 1999-08-19 | Daimler Chrysler Ag | Trittbildsensor |
JP2001034900A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Toshiba Corp | 航空機検出方法及びその装置 |
GB0103665D0 (en) * | 2001-02-15 | 2001-03-28 | Secr Defence | Road traffic monitoring system |
GB0521713D0 (en) * | 2005-10-25 | 2005-11-30 | Qinetiq Ltd | Traffic sensing and monitoring apparatus |
CN102171084B (zh) * | 2008-09-30 | 2013-12-04 | 日产自动车株式会社 | 配置有用于辅助系统操作员的辅助控制器的系统、控制操作辅助装置、控制操作辅助方法、驾驶操作辅助装置和驾驶操作辅助方法 |
US8929028B2 (en) | 2010-12-21 | 2015-01-06 | HGST Netherlands B.V. | Perpendicular magnetic write head having a laminated trailing return pole |
WO2012141847A1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Integrated parameter monitoring in a fiber laser/amplifier |
FR3019291B1 (fr) * | 2014-03-31 | 2017-12-01 | Institut Francais Des Sciences Et Technologies Des Transp De L'amenagement Et Des Reseaux | Dispositif d'acquisition, procede de fabrication de celui-ci, procede de mesure de force |
GB201519202D0 (en) * | 2015-10-30 | 2015-12-16 | Optasense Holdings Ltd | Monitoring traffic flow |
BR102017017613B1 (pt) * | 2017-08-16 | 2023-12-26 | Velsis Sistemas E Tecnologia Viaria S/A | Sistema de monitoramento de pesagem dinâmica e de velocidade de veículos em pista |
CN113366545A (zh) * | 2018-12-06 | 2021-09-07 | 日本电气株式会社 | 道路监视系统、道路监视设备、道路监视方法和非暂时性计算机可读介质 |
US20230123186A1 (en) * | 2020-01-31 | 2023-04-20 | Nec Corporation | Vehicle monitoring system, vehicle monitoring method, and vehicle monitoring apparatus |
JPWO2022024208A1 (ja) * | 2020-07-28 | 2022-02-03 | ||
CN113203347B (zh) * | 2021-04-27 | 2023-11-10 | 中国极地研究中心 | 极地高强度道路的内嵌式检测方法、装置及存储介质 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3691519A (en) * | 1970-08-10 | 1972-09-12 | David Wolf | Pulse reflecting highway signalling system |
US3737851A (en) * | 1971-04-01 | 1973-06-05 | Traffic Safety Systems Inc | Precision vehicle interval detection and signaling system |
FR2191181B1 (ja) * | 1972-07-06 | 1976-07-23 | Thomson Csf | |
FR2192344B1 (ja) * | 1972-07-07 | 1975-03-07 | Thomson Csf | |
US3840848A (en) * | 1972-08-08 | 1974-10-08 | Traffic Safety Syst Inc | Multiple vehicle gap detection and interval sensing system |
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JPH05325091A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車番自動読取装置 |
US5455669A (en) * | 1992-12-08 | 1995-10-03 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik | Laser range finding apparatus |
JP3159415B2 (ja) * | 1993-04-23 | 2001-04-23 | 日本信号株式会社 | 移動体検出装置 |
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-
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- 1996-06-27 JP JP16787596A patent/JP3528435B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-25 US US08/882,159 patent/US5883585A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-26 DE DE19727225A patent/DE19727225B4/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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DE19727225A1 (de) | 1998-01-08 |
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US5883585A (en) | 1999-03-16 |
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