JP3598818B2 - 投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置および車両検出装置 - Google Patents
投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置および車両検出装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置および車両検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5を参照して従来の車両検出装置を説明する。例えば2車線の高速道路2上を横断してガントリー4が設置されている。このガントリー4には6つの光ビーム走査型センサ6がその横断方向に等間隔に配備されている。左側車線8には3つの光ビーム走査型センサ6が配備されて左側車線8を走行する車両10の検出を受け持つ。右側車線12には3つの光ビーム走査型センサ6が配備されて右側車線12を走行する車両の検出を受け持つ。光ビーム走査型センサ6は光ビームを投光するための図示省略の投光素子と、反射光を受光する図示省略の受光素子とを有している。投光素子は、それからの投光される光ビームが前記車線横断方向に扇形に所定の投光領域14の範囲内で投光走査駆動されるようになっている。投光された光ビームは、高速道路2面あるいは高速道路2を走行ないしは停止している車両10で反射される。その反射光は受光素子で受光される。路肩側に設置された制御ボックス16内にはマイクロコンピュータなどの制御部などが収納されている。制御部は、例えば、光ビーム走査型センサ6それぞれの投光素子から光ビームが投光され前記反射され受光素子で受光されるまでの時間を演算し車両の有無、形状といった車両に関するデータを得るようになっている。
【0003】
図6を参照して上述の光ビーム走査型センサ6の一例を説明する。この一例はポリゴンミラー(多面回転鏡)を用いたものである。このセンサ6は、高速道路2上に光ビームを投光するための投光素子18、ポリゴンミラー20、高速道路2とか車両10からの反射光を受光する受光素子22と、後述するSOS信号を出力するために用いられる投光素子24および受光素子26とを有するとともに、図示していないが、ポリゴンミラーを駆動するためのモータがある。
【0004】
このセンサ6の動作を説明すると、投光素子18は駆動されることで光ビームをポリゴンミラー20に向けて投光する。ポリゴンミラー20は、常時一定速度で矢印方向にモータで回転駆動されている。そのため、投光された光ビームは、ポリゴンミラー20の回転角度に応じて走査されつつそのミラー面で反射される。このポリゴンミラー20の回転角度と投光素子18からの投光位置とで前記投光領域14が決定される。光ビームの反射光を受光する受光素子22出力に基づく車両データは、光ビームの走査位置を用いて算出されている。この走査位置はポリゴンミラー20の回転位置に応じて変位するので、ポリゴンミラー20の基準位置が必要である。そのため、一対の投光素子24と受光素子26とからなる基準位置センサが配備されている。基準位置センサにおいては、投光素子24の光ビームがポリゴンミラー20の回転に伴い反射方向が変化するが、ミラー面が投光素子24と受光素子26との投受光軸に垂直のときに投光素子24の投光によるポリゴンミラー20での反射光が受光素子26で受光できることを利用している。受光素子26出力は図6では図示されていないSOS回路(走査開始回路、Start Of Scanの略称)に与えられる。制御部はその走査開始部からのSOS信号(走査開始信号)の入力に応答して制御を開始する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車両検出装置においては、例えば左側車線8を走行している車両10を検出できるようにするために、左側3つの光ビーム走査型センサ6それぞれの光ビームの投光領域14には部分的に斜線で示されている共通投光領域28が存在している。
【0006】
そのために、隣接してガントリー4に配置されたセンサ6それぞれからの光ビームは、その共通投光領域28において相互干渉する。この相互干渉は光ビームの位相が同相であると強め合い、逆相であると弱め合うものであり、したがって、受光光量に比例する受光素子出力とか投受光のタイミング、などに基づいて車両の検出を行う場合では車両の形状あるいは有無などに対して誤検出する可能性が高いものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の投光制御方法においては、共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングであることによって上述の課題を解決している。
【0008】
本発明投光制御装置においては、共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって、上述の課題を解決している。
【0009】
本発明の物体等の投光対象検出装置においては、投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって上述の課題を解決している。
【0010】
本発明の車両検出装置においては、車両通過路に向けて投光可能に配置されてかつその投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有しかつその投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって上述の課題を解決している。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0012】
なお、本実施の形態の車両検出装置が設置される高速道路、ガントリー等については図5を参照する。また、本実施の形態の車両検出装置に含まれる光ビーム走査型センサは、図6のポリゴンミラーが用いられる。また、本発明においては、実施の形態では車両検出装置について説明するが、これには、投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置も含まれている。
【0013】
図1を参照して、本実施の形態の物体等の投光対象である車両を検出する車両検出装置は、図5の路肩寄りの制御ボックス16内に収納されるマイクロコンピュータからなる制御部30と、複数の第1ないし第nのセンサ処理部321,322,…,32n(以下、説明の都合で32と総称する)と、図5のガントリー4側に設置される複数の投光素子341,342,…,34n(以下、説明の都合で34と総称する)、複数の受光素子361,362,…,36n(以下、説明の都合で36と総称する)および複数のA/D変換器381,382,…,38n(以下、説明の都合で38と総称する)とで構成されている。各投光素子34、受光素子36およびA/D変換器38の組み合わせ、投光素子34および受光素子36の組み合わせ、あるいは、センサ処理部32、投光素子34、受光素子36およびA/D変換器38の組み合わせで光ビーム走査型センサ6が構成されている。なお、制御部30も含めた組み合わせで光ビーム走査型センサ6が構成されているともいい得る。ただ、本実施の形態では、説明の都合で制御部30は含めない。投光素子34は例えば半導体レーザ、LEDで構成される。受光素子36は例えばホトダイオードで構成されている。
【0014】
投光素子34それぞれはガントリー4上にそれぞれ図5で説明したように所定の投光領域14を有するように設置される。投光素子34それぞれはまた、前記それぞれが有する投光領域14のうち、ガントリー4上で隣接する投光素子34と共通する投光領域28を有している。受光素子36は対応する投光素子34からの光ビームの反射光を受光できる位置に配置されている。なお、投光素子34が図6のポリゴンミラー20で反射されて投光対象である高速道路2面あるいは車両10に向けて投光される様子は図5で説明したのでその詳しい説明は省略する。受光素子36それぞれの受光信号S4はA/D変換器38でA/D変換されてデジタルの受光データS5にされている。
【0015】
制御部30は、各センサ処理部32に各投光素子34それぞれからの投光タイミングを異ならせるための投光タイミング信号S11,S12,…,S1n(以下、説明の都合でS1と総称する)を出力する。各センサ処理部32それぞれは同一の内部回路構成を有しているので、図1で上側のセンサ処理部32を代表して説明することにする。センサ処理部32は、タイミング信号発生部40、アドレス発生部42、SOS回路44、メモリ46を有している。タイミング信号発生部40は、投光タイミング信号S1の入力に応答して投光素子34の駆動クロックS2と、アドレス発生部42とA/D変換器38それぞれのアドレスクロックS3とを生成出力する。駆動クロックS2とアドレスクロックS3とは、タイミング信号S1から所定時間遅延している。メモリ46は、前記受光データS5を対応するアドレスに格納する。SOS回路44は、ポリゴンミラー20の基準位置信号をアドレス発生部42に入力する。アドレス発生部42は、この基準位置信号の入力を基準として、受光データS5を格納するためのメモリアドレスS6を発生する。これによって、受光データS5は対応するメモリ46内のアドレスに格納される。
【0016】
図2を参照して動作を説明する。図2ではセンサ処理部321、センサ処理部322に関するタイミング信号等をあらわしている。それ以降のセンサ処理部のタイミング信号等は同様の関係であるので図示を省略している。なお、以下の動作説明では各部の符号を総称していない。
【0017】
制御部30は、まず、第1センサ処理部321のタイミング信号発生部40にタイミング信号S11を出力する。タイミング信号発生部40は、投光素子341を駆動する駆動クロックS2を出力する。投光素子341はこの駆動クロックS2に応答して光ビームを高速道路2面に向けて投光する。
【0018】
タイミング信号発生部40からのアドレスクロックS3はアドレス発生部42とA/D変換器381とに入力される。そして、前記光ビームの高速道路2面あるいは車両10での反射光は受光素子361で受光され、ここで電気信号に変換されたアナログの受光信号S4はA/D変換器381でデジタルの受光データS5にされる。一方、アドレス発生部42は、SOS回路44でSOS信号が入力されると、これに応答して、メモリアドレスS6をメモリ46に出力する。メモリ46はこのメモリアドレスS6に対応するアドレスに前記受光データS5を格納する。この一連の投光と受光とが完了すると、制御部30は第2センサ処理部322のタイミング信号発生部にタイミング信号S12を出力する。それ以降の第2センサ処理部322での処理動作は第1センサ処理部321でのそれと同様であるので説明を省略する。また、それ以降の第nセンサ処理部32nまでの動作も同様であるのでその説明を省略する。
【0019】
本実施の形態では制御部30は各センサ処理部321,322,…,32nにおけるタイミング信号発生部40に対するタイミング信号S11,S12,…,S1nを順次に所定時間遅延させてから出力するようにしており、これによって、各投光素子341,342,…,34nからの光ビームが隣接する投光素子からの光ビームと干渉することがない。つまり、図3を参照してそのことを説明すると、図3(a)では第1センサ処理部321のタイミング信号発生部40にタイミング信号S11が入力されたことによって第1投光素子341が光ビームを投光している様子が、図3(b)では第2センサ処理部322のタイミング信号発生部40にタイミング信号S12が入力されたことによって第2投光素子342が光ビームを投光している様子が、図3(c)では図示省略の第3センサ処理部のタイミング信号発生部にタイミング信号が入力されたことによって第3投光素子が光ビームを投光している様子がそれぞれ示されている。
【0020】
したがって、各投光素子それぞれは隣接する投光素子間で共通の投光領域を有していても、投光素子それぞれからの光ビームは投光タイミングが異なっているので、相互に干渉することがなくなり、その干渉による上述した不具合の発生はない。
【0021】
なお、上述の実施の形態においては光ビーム走査型センサにおける投光素子と受光素子とをセンサヘッドとしてガントリーに配備する構成としてもよい。この場合、A/D変換器もそのセンサヘッドに含めてガントリーに配備すればアナログのまま受光信号が伝送されるよりもデジタルで伝送されることで耐ノイズ性に優れたものとなる。もちろん、センサ処理部を含めてセンサヘッドとしてガントリーに配備してもよい。
【0022】
なお、上述の実施の形態においては複数のセンサ処理部が設けられているが、図4で示すように1つのセンサ処理部構成としてもよい。この図4においては制御部30、センサ処理部32、複数の投光素子341〜34n、複数の受光素子361〜36n、複数のA/D変換器381〜38nとで構成される。センサ処理部32は、タイミング信号発生部40、メモリ46、アドレス発生部42、複数のSOS回路441〜44nで構成されている。制御部30からタイミング信号発生部40に車両検出開始信号が入力されると、タイミング信号発生部40はそれぞれの投光素子341〜34nに順次にタイミング信号を出力する。これによって、投光素子341〜34nは異なるタイミングが駆動されて光ビームを高速道路面に向けて投光する。そして、高速道路面または車両からの反射光は対応する受光素子361〜36nで受光されるとともに、対応するA/D変換器381〜38nでA/D変換されてメモリ46に出力される。メモリ46においては各受光素子361〜36nそれぞれに対応したメモリエリアが割り当てられており、それぞれのメモリエリア内の各アドレスにアドレス発生部42からのアドレスに対応して受光データが格納される。アドレス発生部42は各SOS回路441〜44nに対応したアドレスを発生する。
【0023】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば次の効果を得られる。
【0024】
本発明の投光制御方法によれば、共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングとすることにより、投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングとしたので、受光タイミングにおいても受光する光ビームが投光のための光ビームに干渉されなくなって、より正確に車両等の検出が可能となる。
【0026】
本発明の投光制御装置によれば、共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御するので、受光タイミングにおいても受光する光ビームが投光のための光ビームに干渉されなくなって、より正確に車両等の検出が可能となる。
【0028】
前記の場合、前記投光体が、光ビームをパルス的にもしくは連続的に投光し得る光ビーム走査型投光体である場合ではより好適に適用可能となる。
【0029】
本発明の物体等の投光対象検出装置によれば、投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することで、上述と同様に投光対象を正確に検出できる。
【0030】
この場合、ポリゴンミラーを有し、前記投光体が前記ポリゴンミラーを用いて光ビームを投光対象に向けてパルス的に走査可能とされている場合では、より好適に適用可能となる。
【0031】
本発明の車両検出装置によれば、車両通過路に向けて投光可能に配置されてかつその投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有しかつその投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することにより、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することで、車両の検出を行う場合では車両の形状あるいは有無などに対して正確な検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る車両検出装置の内部回路構成図
【図2】実施の形態の動作説明に供するタイミングチャート
【図3】実施の形態の動作説明に供するセンサと車両の配置構成図
【図4】他の実施の形態に係る車両検出装置の内部回路構成図
【図5】従来の車両検出装置の説明に供するガントリー付近の構成図
【図6】ポリゴンミラーによるセンサの構成図
【符号の説明】
2 高速道路
4 ガントリー
6 光ビーム走査型センサ
10 車両
14 投光領域
18 共通投光領域
20 ポリゴンミラー
30 制御部
321〜32n センサ処理部
341〜34n 投光素子
361〜36n 受光素子
S11〜S1n 投光タイミング信号
Claims (6)
- 共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、
前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングであることを特徴とする投光制御方法。 - 共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする投光制御装置。 - 請求項2において、
前記投光体が、光ビームをパルス的もしくは連続的に投光し得る光ビーム走査型投光体であることを特徴とする投光制御装置。 - 投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも2つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする物体等の投光対象検出装置。 - 請求項4において、
ポリゴンミラーを有し、前記投光体が前記ポリゴンミラーを用いて光ビームを投光対象に向けてパルス的に走査可能とされていることを特徴とする物体等の投光対象検出装置。 - 車両通過路に向けて投光可能に配置されて、かつ、その投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有し、かつ、その投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも2つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される1つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする車両検出装置。
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