JP3684822B2

JP3684822B2 - Passing vehicle detection device

Info

Publication number: JP3684822B2
Application number: JP07968598A
Authority: JP
Inventors: 秀一砂原; 和利吉川; 学戸ノ崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11283174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通過車両検出装置、特に車両通過路上を走行する車両の通過状態を検出する通過車両検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より交通状況の管理や駐車場の空き状況管理等を行うために、走行車線や駐車場の出入口を跨ぐように配設された門型支柱（ガントリ）に光センサや距離センサを配置して、車両通過状態の検出を行う通過車両検出装置が提案されている。例えば、走行車線の上方位置にセンサを配置すれば、通過車両数に基づく交通量の検出が可能になり、道路の混雑状態等の情報を表示板や放送を介して運転者に提供することができる。また、有料道路の入口にセンサを配置すれば、車両通過に基づいて自動で通行券の発行を行うことができる。さらに、駐車場の出入口の上方にセンサを配置すれば、駐車券の発行や駐車スペースの有無等に関する情報の提供を自動で行うことができる。また、ガントリに配置された距離センサの検出結果に基づいて、車両の輪郭検出を行い、車両通過の検出と共に、車両種別の検出等を合わせて行うことができる車種判別装置を利用して、有料道路の利用料金を自動徴収する自動料金収受システム（ＥＲＰ）が実用化されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駐車場のように進入路と退出路の区別が無い、いわゆるフリーレーンの場合に車両の入退場の管理を行う場合や有料道路の出入口のように逆走行の取り締まりが必要な場合には、車両の走行方向を検出する必要がある。このような場合、特開平８−７７４８８号公報では、２基のガントリを配置し、各ガントリにおけるセンサの反応順番に基づいて、車両の進行方向を検出していた。その結果、大きなガントリが２基必要になると共に、センサも大量に必要になり、通過車両の検出のための設備が大型化すると共に構成が複雑になってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、通過車両の有無の認識および通過車両の通過方向の認識、さらには、車両種別の識別等を容易に行うことのできる通過車両検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、第１の発明は、車両通過路の上方位置から通過する車両状態を検出する通過車両検出装置であって、車両通過路面上の車両進行方向と直交する方向に対して所定角度傾かせて車両通過路面上に形成した１本の検出ラインを通過する車両を検出する車両検出センサと、前記車両検出センサの検出結果に基づいて通過車両状態を認識する認識処理部と、を含み、前記車両検出センサは、傾き方向が交互に入れ替わる鋸波形状の検出ラインを形成することを特徴とする。
【０００６】
ここで、通過する車両状態とは、車両の進行方向、速度、車両種別等該当車両に関する状態情報である。また、車両検出センサは、例えば複数の検出素子がアレイ状に配列されたアレイセンサであり、検出ラインの傾きは車両進行方向と直交する方向に対して、例えば３０°である。
【０００７】
この構成によれば、車両の進行に伴って、車両検出センサの検出ライン上の反応点（例えばｏｎ信号出力点）は順次一定方向に移動していくため、その移動方向に基づいて、車両の進行方向を検出することができる。例えば、検出ラインが車両進行方向と直交する方向に対して右上がりに形成され、車両の通過に伴って車両検出センサのｏｎ信号が順次右上方向に出力される場合を所定エリアに対する車両の進入と定義すれば、車両検出センサのｏｎ信号が順次左下方向に出力されれば、前記所定エリアからの退出と定義することが可能で、車両の進行方向の認識を単一検出ラインに基づいて行うことができる。
【０００９】
この構成によれば、車両通過路の幅が広い場合でも検出ラインの傾きを交互に入れ替えることにより車両の進行方向に対する検出ラインの広がりを抑えつつ、車両進行方向と直交する方向と非平行の検出ラインを形成することが可能になる。従って、車両検出センサの配置角度等の調整を行うのみで、当該車両検出センサを車両進行方向と直交する方向に沿って配列することが可能であり、センサの配列スペースを削減できる。なお、車両検出センサは、複数のセンサの検出ラインの傾きが交互に入れ替わるように配置してもよいし、単一のセンサの検出素子を鋸波形状に配列して形成してもよい。
【００１０】
上記のような目的を達成するために、第２の発明は、第１の発明において、前記車両検出センサは、車両検出部位の高さ情報を検出する距離センサであることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、単一の検出ラインの出力により車両の高さ情報が取得可能であり、車両の輪郭等の認識が高精度で可能になり、車種判別が容易に行える。
【００１２】
上記のような目的を達成するために、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記認識処理部は、前記車両検出センサの検出結果の変化傾向を算出し、当該変化傾向に基づいて車両の進行方向を認識することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記変化傾向とは、例えば、車両が車両検出センサの検出ラインを遮ったことにより出力されるｏｎ信号領域の中心点の移動傾向である。
【００１４】
この構成によれば、表面、特に車幅方向に凹凸が複数存在する車両でも中心点は直線的に変化するため、車両進行方向の検出を容易に安定して行うことができる。
【００１５】
上記のような目的を達成するために、第４の発明は、第２の発明において、さらに、前記距離センサで検出した車両検出部位の高さ情報と各車種毎に定められた車種判別条件とに基づいて、通過車両の車種判別を行う車種判別部を含むことを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記車種判別条件とは、予め登録された車両毎の形状データであり、例えば、トレーラー、大型車、乗用車等の分類ができるものである。
【００１７】
この構成によれば、車別判定を迅速に行うことができる。
【００１８】
上記のような目的を達成するために、第５の発明は、第１または第２の発明において、さらに、前記車両検出センサの検出結果に基づいて、通過車両の通過速度を算出する速度算出部を含むことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、検出された車速に基づいて、車両長さの算出が可能になり、より高精度の車種判別を迅速に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の通過車両検出装置の使用例を説明する説明図である。この通過車両検出装置は、実際に車両が通過する通過路上方に配置される車両検出センサ１０と当該車両検出センサ１０が出力するデータに基づいて車両通過認識や車両通過方向の確定等の車両通過状態の認識を行う認識処理部１２等で構成されている。なお、本実施形態の場合、前記通過車両検出装置を進入路と退出路の区別が無い、いわゆるフリーレーン１４で構成される駐車場の出入口に配置し、当該出入口を通過する車両１６の認識を行う例を示す。
【００２２】
本実施形態の特徴的事項は、車両検出センサ１０の検出ラインを車両進行方向と直交する方向Ｌに対して所定角度傾けて設けているところである。
【００２３】
前記車両検出センサ１０は、例えば、検出エリア内の物体の高さを測定可能な距離センサであり、車両１６の存在の有無に関するデータと、通過する車両１６の検出部位の高さデータを取得している。本実施形態の場合、前記車両検出センサ１０は、門型支柱（ガントリ）１８に直線的に複数（図１の場合３個）配置され、それぞれの車両検出センサ１０の検出ライン２０が車両進行方向と直交する方向Ｌに対して所定角度、例えば３０°傾くように配置されている。図１に示すように、車両進行方向と直交する方向Ｌに対して検出ライン２０を傾けることによって、単一の検出ライン２０上を車両１６が通過すると、その通過に伴って車両検出センサ１０のｏｎ信号出力点位置が順次変化する。後段で詳細に述べるが、前記ｏｎ信号出力点の変化は、同一の検出ライン２０に対しては車両１６の進入時と退出時とで逆になるので、この変化方向を検出することによって、通過方向を含む車両１６の通過状態を認識することができる。
【００２４】
図２には、認識処理部１２の構成ブロック図が示されている。この認識処理部１２は、各車両検出センサ１０の各検出素子１０ａに対応するＡ／Ｄコンバータ２２及び２値化部２４を有している。各Ａ／Ｄコンバータ２２は、対応する検出素子１０ａから出力される電圧、すなわち通過路上の物体までの距離データに相当するアナログ電圧を、ディジタル値に変換する。また、各２値化部２４は、ディジタル値に変換された距離データを所定のしきい値と比較することにより、車両乃至物体の有無を示す０／１データを生成する。なお、Ａ／Ｄコンバータ２２及び２値化部２４は、対応する車両検出センサ１０の内部に設けてもよい。
【００２５】
前記認識処理部１２は連結処理部２６を有している。連結処理部２６は、各２値化部２４から出力される０／１データを車両検出センサ１０毎の検出ライン２０に沿って連結することにより、車両検知位置で“１”値、それ以外の位置で“０”値を有するビット列である０／１連結データを生成する。また、連結処理部２６の後段に設けられている車両検知前処理部２８は、車両検知処理に先立ち０／１連結データに所定の前処理を施す。さらに、車両検知前処理部２８に接続された車両検知処理部３０は、前処理後の０／１連結データに基づき車両１６の右端位置、左端位置及び０／１連結データ（ｏｎ信号）の中心点を求める。また、車両速度計算部３２は、０／１連結データに基づく計測幅や車両検出センサ１０の取付角度やスキャン時間、スキャン回数等に基づいて通過する車両１６の速度を算出する。前記車両検知処理部３０及び車両速度計算部３２は、このようにして得た情報を車両検知情報として判別部３４に供給する。判別部３４では、取得した情報に基づいて、対象車両の通過方向等の確定を行う。確定方法については後述する。
【００２６】
連結処理部２６は、さらに、車両検出センサ１０による単一のスキャン動作にて各Ａ／Ｄコンバータ２２から出力されるデータを、車両検出センサ１０から路面までの距離に基づき路面からの高さに変換し、さらに、これらを車両検出センサ１０毎の検出ライン２０に沿って連結することにより、検出ライン２０に沿う車両１６の高さプロファイルを示す高さ連結データを生成する。連結処理部２６の後段に設けられている高さデータ計算部３６は、連結処理部２６からの高さ連結データに基づき、各車両１６毎にかつ各スキャン毎に、車両１６の最大、最小及び平均高さを計算し車両の形状情報として前記判別部３４に提供する。判別部３４では、取得した車両１６の形状情報と予め記憶した車種毎の形状データとを比較し、車種判別を行う。なお、図２は、２個の車両検出センサ１０からのデータを入力する構成しか示していないが、車両検出センサ１０が多数ある場合は、各車両検出センサ１０からの出力に基づくデータが判別部３４に入力される。
【００２７】
続いて、図３に示す車両検出センサ１０のｏｎ出力の変化図に基づいて、車両通過方向の認識原理を説明する。なお、図３は、２個の車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）を示し、紙面下側に向かう方向を車両が検出ライン２０を越えて駐車場等へ進入する方向として、当該車両が駐車場へ進入した時の任意のスキャンタイミングＳｉ（ただし、ｉ＝１〜ｎ）における車両検出センサ１０のｏｎ信号の変化を示している。つまり、車両１６が矢印Ｐ方向に移動してきて、検出ライン２０を通過すると、所定間隔（例えば、２ｍｓ；適当な値を記入して下さい）で車両検出センサ１０のデータ取得（スキャン）を行っている。前述したように、車両検出センサ１０の検出ライン２０は、車両進行方向と直交する方向Ｌに対して所定角度、例えば３０°（方向Ｌに対して左回り方向を（＋）、右回り方向を（−）とする）傾くように配置されているので、車両１６が移動してくると、図中破線で示すように車両１６の先端コーナー部分から検出ライン２０を通過することになる。
【００２８】
図３の場合、スキャンＳ３の時に、車両１６の先端コーナー部分が検出ライン２０を越えた状態を示している。なお、車両１６の移動と車両検出センサ１０のｏｎ出力の推移を理解し易くするため、図３では、各スキャン時のｏｎ出力は方向Ｌと平行になるように表現している。すなわち、スキャンＳ３の時（車両１６が破線で示す位置に移動した時）、左端点ａ(3)から右端点ｂ(3)に相当する部分の検出素子がｏｎしている。従って、車両検出センサ（Ａ）に関して言えば、時間の経過と共に、右端点ｂが順次右方向に移動する。そして、スキャンＳ６の時に車両１６が車両検出センサ（Ａ）の右端部に達したことを示し、スキャンＳ６以降、すなわち、区間ａ(6)〜ｂ(6)、区間ａ(7)〜ｂ(7)等の変化は無くなる。さらに、図３では、検出素子のｏｎ出力の推移をより明確にするために、各区間ａ(ｉ)〜ｂ(ｉ)の中心点ｃ(ｉ)を算出している。中心点ｃ(ｉ)は、車両検出センサ（Ａ）の検出ラインの左端部を基準にして、ｃ(ｉ)＝ａ(ｉ)＋（ｂ(ｉ)−ａ（ｉ））／２で求めることができる。図３は、各区間ａ(ｉ)〜ｂ(ｉ)に関して、中間点ｃ(ｉ)を算出し、白丸で表示している。
【００２９】
図３から明らかなように、方向Ｌに対して、−３０°傾いている車両検出センサ（Ａ）の検出ライン２０に対して、車両１６が進入する場合、中心点ｃ(ｉ)は、順次右方向に移動し、車両検出センサ（Ａ）の検出ライン２０の右端部に車両１６が達した以降は、中心点ｃ(ｉ)の移動は『０』になる。そして、車両１６の移動が進み、当該車両１６の後端部が車両検出センサ（Ａ）の検出ライン２０に達すると（検出ライン２０が−３０°傾いているので、車両１６の後端コーナー部分から検出ライン２０に達する；スキャンＳｊ）、左端点ａ（ｉ）は順次右方向に移動を始め、それに伴って、中心点ｃ（ｉ）も右方向に移動を再開する。方向Ｌに対して、−３０°傾いている車両検出センサ（Ａ）の場合、中心点ｃ（ｉ）の右方向（＋）への移動を検出することにより車両１６が検出ライン２０を跨いで、進入状態にあることを認識することができる。なお、図３に示したように、車両１６が方向Ｌに対して、＋３０°傾いている車両検出センサ（Ｂ）を通過する場合、当該車両検出センサ（Ｂ）に関する進入時の中心点ｃ（ｉ）の移動は左方向（−）になる。従って、車両１６が＋３０°傾いている車両検出センサ（Ｂ）を通過する場合は、中心点ｃ(i)の左方向（−）への移動を検出することにより車両１６が検出ライン２０を跨いで、進入状態にあることを認識することができる。
【００３０】
図２の認識処理部１２が前述した中心点ｃ（ｉ）の移動を数値的に認識するために、車両検知処理部３０では、中心点ｃ（ｉ）の移動量Ａ(i)＝ｃ(i)−ｃ(i-1)を算出する（ただし、ｉ≠１）。この時、右方向の中心点移動を（＋）とすると、車両検出センサ（Ａ）の進入時における移動量Ａ(i)は、常に（＋）になる。この移動量Ａ(i)を車両１６が完全に検出ライン２０を通過するまで、つまり車両検出センサのｏｎ出力が無くなるまで（図３の場合スキャンＳ（ｎ）まで）加算して加算値ＶＬを算出する。判別部３４は、この加算値ＶＬと車両検出センサ（Ａ）の取付角度θを積算した値Ｄｒ＝ＶＬ×θを算出する。−３０°傾いている車両検出センサ（Ａ）に対して車両１６が進入する場合、前述したようにＶＬの値は、常に（＋）になるので、Ｄｒの値は、常に（−）になる。また、＋３０°傾いている車両検出センサ（Ｂ）に対して車両１６が進入する場合、前述したようにＶＬの値は、常に（−）になるので、Ｄｒの値は、常に（−）になる。つまり、判別部３４は、算出したＤｒの値が（−）の場合、車両１６が進入したと判別することができる。
【００３１】
図４には、図３とは逆に、車両１６が車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）で形成される検出ライン２０を越えて駐車場等から退出（矢印Ｑ方向への移動）する場合のｏｎ出力の推移を示している。図４の場合も、車両１６は、車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）両方の検出ライン２０上を通過し、前記車両検出センサ（Ａ）は方向Ｌに対して−３０°傾き、車両検出センサ（Ｂ）は方向Ｌに対して＋３０°傾いているので、車両１６が移動すると、まず、車両１６のフロント中央右部分によって、前記車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）が反応し始める。図３の場合と同様に、車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）の各検出ライン２０の左端を基準にして、左端点ａ(i)と右端点ｂ(i)を検出し、さらに、その中心点ｃ(i)を算出すると、車両検出センサ（Ａ）の場合、前記中心点ｃ(i)は、左方向に移動することが分かる。図４の場合中心点ｃ(i)は、スキャンＳ２〜Ｓ７の間で移動し（車両１６のフロント側全幅が検出ライン２０に達するまで）、その後Ｓn-4まで中心点ｃ(i)の移動は、『０』になり（車両１６の全幅が検出ライン２０通過中）、Ｓn-3より再び移動を再開する（車両１６のリア側が検出ライン２０から離れ始める時）。同様に、＋３０°傾いている車両検出センサ（Ｂ）の場合、前記中心点ｃ(i)は、右方向に移動することが分かる。
【００３２】
車両検知処理部３０では、図３の場合と同様に、中心点ｃ（ｉ）の移動量Ａ(i)＝ｃ(i)−ｃ(i-1)を算出する（ただし、ｉ≠１）。この時、右方向の中心点移動を（＋）とすると、車両検出センサ（Ａ）の退出時における移動量Ａ(i)は、常に（−）になる。この移動量Ａ(i)を車両１６が完全に検出ライン２０を通過するまで、つまり車両検出センサのｏｎ出力が無くなるまで（図４の場合スキャンＳ（ｎ）まで）加算して加算値ＶＬを算出する。判別部３４は、この加算値ＶＬと車両検出センサ（Ａ）の取付角度θを積算した値Ｄｒ＝ＶＬ×θを算出する。−３０°傾いている車両検出センサ（Ａ）に対して車両１６が退出する場合、前述したようにＶＬの値は、常に（−）になるので、Ｄｒの値は、常に（＋）になる。また、＋３０°傾いている車両検出センサ（Ｂ）に対して車両１６が退出する場合、前述したようにＶＬの値は、常に（＋）になるので、Ｄｒの値は、常に（＋）になる。つまり、判別部３４は、算出したＤｒの値が（＋）の場合、車両１６が退出したと判別することができる。
【００３３】
このように、判定部３４では、算出したＤｒを入退判定として使用することができる。
【００３４】
図２の構成ブロック図に加えて、図５、図６に示すフローチャートを用いて、認識処理部１２内部の処理手順を説明する。なお、図５では、任意の１つの車両検出センサ１０からの出力に関する処理を説明するが、実際は、同様な処理が各車両検出センサ１０からの出力に基づいて行われている。
【００３５】
まず、Ａ／Ｄコンバータ２２が任意のタイミングで車両検出センサ１０の出力データを取得すると（Ｓ１００）、ディジタルデータに変換し２値化部２４に提供する。当該２値化部２４に提供されたディジタルデータは、０／１データに変換される（Ｓ１０１）。連結処理部２６は、各２値化部２４で変換された０／１データに基づいて車両検出センサ１０毎に検出ライン２０に沿った０／１連結データを生成する。この０／１連結データが任意のスキャンタイミングにおける物体（車両を含む）の検出データとなる。さらに、連結処理部２６は、前記０／１連結データに対してｏｆｆ、ｏｎ（０、１）チェックを行い車両検出センサ１０の出力状態のチェックを行う（Ｓ１０２）。続いて、連結処理部２６は０／１連結データ上で同一値（ｏｎ（１）またはｏｆｆ（０））になっている部分が複数存在するか否かの判断、すなわち、データの分離検知を行う（Ｓ１０３）。つまり、１つの車両検出センサ１０が、複数の物体（車両１６を含む）に対して反応した場合、０／１連結データ上で同一値になるグループが分離して複数存在し、単一の物体に対して反応した場合には、０／１連結データ上で連続して同一値になる１グループのみが存在することになる。
【００３６】
前記車両検知前処理部２８は、（Ｓ１０３）で、同一値になるグループが１つのみであると判断した場合、その同一値がｏｎであるか否か、すなわち、車両検出センサ１０が物体に反応したか否かの判断を行う（Ｓ１０４）。同一値がｏｎである場合、そのｏｎ状態が前回のスキャン時から継続しているものか、今回のスキャンで初めてｏｎになったものか否かの判断を行う（Ｓ１０５）。今回のスキャンで初めてｏｎになった場合、そのｏｎ出力グループに車両検知ナンバーを付与すると共に（Ｓ１０６）、車両検知ナンバーテーブルをオープンする（Ｓ１０７）。また、車両検知ナンバーが付与された物体の検出ライン２０の通過速度を計算するための速度計算テーブルをオープンする（Ｓ１０８）。
【００３７】
その後、前記車両検知処理部３０は、図３、図４で説明したように、ｏｎ左端点ａ(i)の検出（Ｓ１０９）、ｏｎ右端点ｂ(i)の検出（Ｓ１１０）、中心点ｃ(i)の算出（Ｓ１１１）を行う。さらに、中心点ｃ(i)の移動があるか否かの判断を行い（Ｓ１１２）、中心点ｃ(i)の移動がある場合には、前述したように中心点ｃ（ｉ）の移動量Ａ(i)＝ｃ(i)−ｃ(i-1)を算出し（Ｓ１１３）、前記車両検知ナンバーテーブルおよび速度計算テーブルにそのデータを書き込む（Ｓ１１４）。そして、（Ｓ１００）に戻って、次のスキャンタイミングでデータの取得を行い、（Ｓ１００）以下の処理を繰り返す。
【００３８】
また、（Ｓ１０４）において、車両検出センサ１０が物体に反応していないと判断された場合、判別部３４は、前回のスキャンで車両検出センサ１０が物体に反応したか否かの判断を行う（Ｓ１１５）。前回のスキャンで車両検出センサ１０が物体に反応したと判断された場合、物体の通過が今回のスキャン時点で終了していると判断して、車両検知ナンバーテーブルをクローズする（Ｓ１１６）。そして、図３、図４で説明したように、移動量Ａ(i)を全て加算した加算値ＶＬと車両検出センサ（Ａ）の取付角度θとを積算した値Ｄｒ＝ＶＬ×θを算出して、Ｄｒの値に基づいて、通過物体の進入または退出の判断を行う（Ｓ１１７）。判断が終了したら、日時と共にこの進退データ及び前記０／１連結データ等を判別部３４内の記憶部に一時記憶する（Ｓ１１８）。記憶したデータの処理に関しては、図６のフローチャートで後述する。
【００３９】
一方、車両速度計算部３２は、（Ｓ１１２）で中心点ｃ(i)の移動が無いと判断された場合、物体の全幅部分が検出ライン２０を通過したと判断して、速度計算テーブルがオープンしているか否かの判断を行う（Ｓ１１９）。もし、速度計算テーブルがオープンしている場合、当該速度計算テーブルをクローズし（Ｓ１２０）、通過物体の速度Ｈ（ｋｍ／ｈ）の計算を行う（Ｓ１２１）。この速度計算は、物体の計測幅Ｗ（ｍｍ）、スキャン回数ＮＳ（回）、センサ取付角度θ、スキャン間隔（ｍｓ）により算出することができる。なお、前記計測幅Ｗは、車両検出センサ１０の各検出素子のｏｎ点数Ｄと検出素子の計測間隔Ｑ（図３における方向Ｌに平行な方向の間隔）により求めることができる。従って、検出ライン２０を通過する物体の速度は、以下のようになる。
【００４０】
【数１】

算出した通過物体の速度は、日時と共に判別部３４内の記憶部に一時記憶される（Ｓ１２２）。その後、（Ｓ１００）に戻って、次のタイミングにおけるスキャンに基づいて、（Ｓ１００）以下の処理を継続して行う。
【００４１】
一方、（Ｓ１１９）で、既に速度計算テーブルがクローズしていると判断した場合は、現在対象にしている移動物体の速度計算が完了していると判断して、（Ｓ１００）に戻って、次のタイミングにおけるスキャンに基づいて、（Ｓ１００）以下の処理を継続して行う。なお、通過物体の速度と車両検知ナンバーテーブルが記憶する中心点ｃ(i)に関する情報、つまり中心点ｃ(i)の移動が始まり、一時停止して再度始動が始まるまでのスキャン回数ＮＷ（図３の場合Ｓ３〜Ｓｊ）とを用いることによって、通過物体の全長Ｌを以下のように求めることが可能であり、後述する車種判別をより正確に行うためのデータとすることができる。
【００４２】
【数２】

前記連結処理部２６は、（Ｓ１０３）で同一値になるグループが複数存在すると判断した場合、つまり、単一の車両検出センサ１０の検出ライン２０を複数の物体が同時に通過中であると判断した場合、検知したグループの数分の車両検知前処理フローをセットする（Ｓ１２３）。つまり、検知したグループ毎に（Ｓ１０４）以下の処理を個々に独立して行うフローをスタートする。図１、図２等で示すように、フリーレーン１４の上方には、複数の車両検出センサ１０が配置されているので、各車両検出センサ１０に対して上述のような処理が実行され、複数の進退データが判別部３４内部に順次保持されることになる。
【００４３】
図５のフローチャートで示す処理では、各車両検出センサ１０毎の物体通過を検出するまでの処理を示しているが、図６のフローチャートには、各車両検出センサ１０に対して行われた処理結果が判別部３４に入力され、その処理結果を集計して、最終的な車両通過判定を行う手順が示されている。
【００４４】
判別部３４は、図５に示すフローチャートにおける（Ｓ１１８）で記憶された０／１連結データをさらに隣接する車両検出センサ１０同士で連結する（Ｓ１２４）。その後、連結した０／１連結データのｏｎデータが連結位置で接触するか否かの判断を行う（Ｓ１２５）。この時ｏｎデータが連結位置で接触する場合は、単一の物体が隣接する車両検出センサ１０の両方の検出ライン２０上を通過したことになる（図３や図４に示すように、車両１６が２つの車両検出センサ（Ａ），（Ｂ）の検出ライン２０を跨いで通過する場合）。この場合、（Ｓ１２１）で速度計算時に算出した各車両検出センサ１０における計測幅Ｗを統合して、通過物体の実際の全幅ＷCを算出する（Ｓ１２６）。続いて、判別部３４は、算出した全幅ＷCが当該判別部３４が予め記憶する車幅指定値より大きいか否かの判断を行う（Ｓ１２７）。例えば、全幅ＷCが１ｍ以下の場合、通過した物体は、人間等であり車両以外の物体であると判断することができる。従って、全幅ＷCが指定値より小さい場合は、判別部３４に一時記憶していた進退データや０／１連結データ等を削除し（Ｓ１２８）、通過車両検出処理を終了し、次のタイミングにおける車両検出処理に備える。
【００４５】
また、（Ｓ１２７）で全幅ＷCが指定値以上であると判断された場合には、判別部３４は、進退データや日時を正式に記憶すると共に、統合物体を車両と判断してその入退方向を確定する（Ｓ１２９）。その後、（Ｓ１２６）で算出した全幅ＷCや（Ｓ１２１）で算出した車速に基づいて計算可能な車両長さ及び車両検出センサ１０が取得するデータに基づいて高さデータ計算部３６（図２参照）が計算した車両の高さデータ等に基づいて、通過車両の外観形状データを生成し、判別部３４が予め記憶した車種別外観形状と比較し、通過車両の車種特定を行う（Ｓ１３０）。この場合は、例えば、車両体積や車両の投影面積等も算出可能であり、トレーラー、大型車、乗用車等の識別を容易に行うことができる。また、必要であればさらに細かい識別も可能である。この後、現在対象に移動物体に関する通過車両検出処理を終了し、次のタイミングにおける車両検出処理に備える。
【００４６】
また、（Ｓ１２５）で、ｏｎデータが連結位置で接触しない場合、すなわち、複数の車両検出センサ１０を跨ぐ移動物体が存在しないと判断した場合、速度計算時に算出した計測幅Ｗを通過物体の実際の全幅ＷSと認定する（Ｓ１３１）。続いて、前述と同様に、判別部３４は、算出した全幅ＷSが当該判別部３４が予め記憶する車幅指定値より大きいか否かの判断を行う（Ｓ１３２）。全幅ＷSが指定値より小さい場合は、判別部３４は通過物体が車両以外であると判断して、一時記憶していた進退データや０／１連結データ等を削除し（Ｓ１３３）、通過車両検出処理を終了し、次のタイミングにおける車両検出処理に備える。
【００４７】
また、（Ｓ１３２）で全幅ＷSが指定値以上であると判断された場合には、判別部３４は、進退データや日時を正式に記憶すると共に、移動物体を車両と判断してその入退方向を確定する（Ｓ１３４）。その後、全幅ＷSや車両長さや高さデータ等に基づいて通過車両の外観形状データを生成し、判別部３４が予め記憶した車種別外観形状と比較し、通過車両の車種特定を行う（Ｓ１３５）。この後、現在対象に移動物体に関する通過車両検出処理を終了し、次のタイミングにおける車両検出処理に備える。
【００４８】
図７は、本実施形態の通過車両検出装置を自動料金収受システム（ＥＲＰ）に適用した例を示している。図７に示すように、複数の車線が存在し、車幅が広い場合でも、車両検出センサ１０が形成する検出ライン２０を車両１６の進行方向に直交する方向に対して所定角度傾け、かつ、検出ライン２０が鋸波形状になるように設定することによって、単一のガントリ１８で車線全体をカバーできる検出ライン２０を形成可能で、省スペースで通過車両検出装置を配置することが可能で、車両の通過確認と共に車種判別や逆走行取り締まり等を容易に行うことができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、車両検出センサが形成する検出ラインを車両の進行方向に直交する方向に対して、３０°傾けた例を説明したが、この取付角度は、車両の進行方向に直交する方向に平行にならなければ、適宜選択可能である。ただし、傾きが極端に浅い場合は中心点ｃ(i)の移動量が小さくなり検出精度が低下してしまう。また、傾きが極端に深い場合には、通過路幅全体をカバーするために多くの車両検出センサが必要になるので、本実施形態で説明して３０°前後が好ましい。
【００５０】
また、本実施形態では、複数の車両検出センサ１０によって、鋸波形状の検出ライン２０を形成する例を説明したが、検出ライン２０は、車両進行方向と直交する方向に対して所定角度傾いていればよく、単一の車両検出センサ１０によって、車両進行方向と直交する方向に対して所定角度傾いた直線の検出ラインを形成しても本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、単一の車両検出センサ１０の検出素子を鋸波形状に配列してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、設備を大型化することなく、通過車両の有無の認識および通過車両の通過方向の認識、さらには、車種の識別等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の通過車両検出装置を駐車場に適用した例を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態の通過車両検出装置の構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の通過車両検出装置において車両進入時の検出値の推移を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態の通過車両検出装置において車両退出時の検出値の推移を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態の通過車両検出装置の認識処理部における前半の処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の通過車両検出装置の認識処理部における後半の処理手順を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の通過車両検出装置を自動料金収受システムに適用した例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０車両検出センサ、１２認識処理部、１４フリーレーン、１６車両、１８ガントリ、２０検出ライン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a passing vehicle detection device, and more particularly to a passing vehicle detection device that detects a passing state of a vehicle traveling on a vehicle passage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to manage traffic conditions and parking space availability, light sensors and distance sensors are placed on gate-type columns (gantry) that are placed across the driving lanes and parking lot entrances and exits. A passing vehicle detection device that detects a vehicle passing state has been proposed. For example, if a sensor is arranged above the traveling lane, traffic volume can be detected based on the number of passing vehicles, and information such as road congestion can be provided to the driver via a display board or broadcast. it can. If a sensor is arranged at the entrance of the toll road, a pass ticket can be automatically issued based on the passage of the vehicle. Furthermore, if a sensor is arranged above the entrance / exit of the parking lot, it is possible to automatically issue a parking ticket and provide information on the presence / absence of a parking space. Further, based on the detection result of the distance sensor arranged in the gantry, the vehicle contour is detected, and the vehicle type detection device that can detect the vehicle type together with the detection of the vehicle passing is charged. An automatic toll collection system (ERP) that automatically collects road usage fees is being put into practical use.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there is no distinction between approach and exit roads like parking lots, when managing the entrance and exit of vehicles in the so-called free lane or when it is necessary to control reverse running like entrances and exits of toll roads It is necessary to detect the traveling direction of the vehicle. In such a case, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-77488, two gantry are arranged, and the traveling direction of the vehicle is detected based on the reaction order of the sensors in each gantry. As a result, two large gantry are required, and a large number of sensors are required, which increases the size of equipment for detecting a passing vehicle and complicates the configuration.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to easily recognize the presence / absence of a passing vehicle, recognize the passing direction of a passing vehicle, and further identify the type of vehicle with a simple configuration. Another object of the present invention is to provide a passing vehicle detection device that can be performed in the same manner.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention is a passing vehicle detection device that detects a vehicle state passing from an upper position of a vehicle passage, On the road surface Tilt at a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the vehicle traveling direction One piece formed on the road surface Detection line Detecting passing vehicles A vehicle detection sensor, and a recognition processing unit for recognizing a passing vehicle state based on a detection result of the vehicle detection sensor. The vehicle detection sensor forms a sawtooth detection line in which the tilt directions are alternately switched. It is characterized by that.
[0006]
Here, the passing vehicle state is state information related to the vehicle such as the traveling direction of the vehicle, the speed, and the vehicle type. The vehicle detection sensor is, for example, an array sensor in which a plurality of detection elements are arranged in an array, and the inclination of the detection line is, for example, 30 ° with respect to the direction orthogonal to the vehicle traveling direction.
[0007]
According to this configuration, the reaction point (for example, the on signal output point) on the detection line of the vehicle detection sensor sequentially moves in a certain direction as the vehicle travels. The direction of travel can be detected. For example, when the detection line is formed to rise to the right with respect to the direction orthogonal to the vehicle traveling direction and the on signal of the vehicle detection sensor is sequentially output in the upper right direction as the vehicle passes, the vehicle enters the predetermined area. If defined, if the on signal of the vehicle detection sensor is sequentially output in the lower left direction, it can be defined as exit from the predetermined area, and the vehicle traveling direction is recognized based on a single detection line. Can do.
[0009]
According to this configuration, even when the width of the vehicle passage is wide, the detection lines that are not parallel to the direction orthogonal to the vehicle traveling direction are detected while suppressing the spread of the detection lines with respect to the traveling direction of the vehicle by alternately replacing the inclination of the detection lines. A line can be formed. Therefore, it is possible to arrange the vehicle detection sensors along a direction orthogonal to the vehicle traveling direction only by adjusting the arrangement angle or the like of the vehicle detection sensors, and the arrangement space of the sensors can be reduced. The vehicle detection sensor may be arranged so that the inclinations of the detection lines of a plurality of sensors are alternately switched, or the detection elements of a single sensor may be arranged in a sawtooth shape.
[0010]
In order to achieve the above objectives, 2 The invention of the 1's In the present invention, the vehicle detection sensor is a distance sensor that detects height information of a vehicle detection site.
[0011]
According to this configuration, vehicle height information can be acquired from the output of a single detection line, the vehicle contour and the like can be recognized with high accuracy, and vehicle type discrimination can be easily performed.
[0012]
In order to achieve the above objectives, 3 The invention of the first Or second In the invention, the recognition processing unit calculates a change tendency of a detection result of the vehicle detection sensor, and recognizes a traveling direction of the vehicle based on the change tendency.
[0013]
Here, the change tendency is, for example, the movement tendency of the center point of the on signal region output when the vehicle blocks the detection line of the vehicle detection sensor.
[0014]
According to this configuration, since the center point changes linearly even in a vehicle having a plurality of irregularities on the surface, particularly in the vehicle width direction, the vehicle traveling direction can be easily and stably detected.
[0015]
In order to achieve the above objectives, 4 The invention of the 2 In the invention of claim 1, further comprising a vehicle type discriminating unit for discriminating the vehicle type of the passing vehicle based on the height information of the vehicle detection part detected by the distance sensor and the vehicle type discriminating condition determined for each vehicle type. And
[0016]
Here, the vehicle type discrimination condition is pre-registered shape data for each vehicle, and for example, can classify trailers, large vehicles, passenger cars, and the like.
[0017]
According to this configuration, the vehicle-specific determination can be performed quickly.
[0018]
In order to achieve the above objectives, 5 The invention of the first Or second The invention further includes a speed calculation unit that calculates a passing speed of the passing vehicle based on a detection result of the vehicle detection sensor.
[0019]
According to this configuration, the vehicle length can be calculated based on the detected vehicle speed, and more accurate vehicle type determination can be performed quickly.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a usage example of the passing vehicle detection device of the present embodiment. This passing vehicle detection device is a vehicle detection sensor 10 disposed above a passing path through which a vehicle actually passes and data passing through the vehicle such as vehicle passing recognition and determination of the vehicle passing direction based on data output from the vehicle detection sensor 10. It is composed of a recognition processing unit 12 that recognizes a state. In the case of the present embodiment, the passing vehicle detection device is arranged at the entrance / exit of a parking lot composed of a so-called free lane 14 that does not distinguish between an approach path and an exit path, and recognizes the vehicle 16 passing through the entrance / exit. An example is shown.
[0022]
The characteristic matter of this embodiment is that the detection line of the vehicle detection sensor 10 is provided to be inclined at a predetermined angle with respect to a direction L perpendicular to the vehicle traveling direction.
[0023]
The vehicle detection sensor 10 is, for example, a distance sensor that can measure the height of an object in a detection area, and acquires data on the presence / absence of the vehicle 16 and height data of a detected part of the vehicle 16 that passes through. ing. In the case of the present embodiment, a plurality of the vehicle detection sensors 10 (three in the case of FIG. 1) are linearly arranged on the portal column (gantry) 18, and the detection lines 20 of the respective vehicle detection sensors 10 are in the vehicle traveling direction. It is arranged so as to be inclined at a predetermined angle, for example, 30 ° with respect to a direction L orthogonal to. As shown in FIG. 1, when the vehicle 16 passes on a single detection line 20 by tilting the detection line 20 with respect to the direction L orthogonal to the vehicle traveling direction, the vehicle detection sensor 10 The on signal output point position changes sequentially. As will be described in detail later, the change in the output point of the on signal is reversed when the vehicle 16 enters and leaves the same detection line 20, so that the passage is detected by detecting this change direction. The passing state of the vehicle 16 including the direction can be recognized.
[0024]
FIG. 2 shows a configuration block diagram of the recognition processing unit 12. The recognition processing unit 12 includes an A / D converter 22 and a binarization unit 24 corresponding to each detection element 10 a of each vehicle detection sensor 10. Each A / D converter 22 converts a voltage output from the corresponding detection element 10a, that is, an analog voltage corresponding to distance data to an object on the passage, into a digital value. Each binarization unit 24 generates 0/1 data indicating the presence or absence of a vehicle or an object by comparing the distance data converted into a digital value with a predetermined threshold value. The A / D converter 22 and the binarizing unit 24 may be provided inside the corresponding vehicle detection sensor 10.
[0025]
The recognition processing unit 12 has a connection processing unit 26. The connection processing unit 26 connects the 0/1 data output from each binarization unit 24 along the detection line 20 for each vehicle detection sensor 10, thereby obtaining a “1” value at the vehicle detection position. 0/1 concatenated data that is a bit string having a value of “0” at the position is generated. Further, the vehicle detection preprocessing unit 28 provided in the subsequent stage of the connection processing unit 26 performs predetermined preprocessing on the 0/1 connection data prior to the vehicle detection processing. Further, the vehicle detection processing unit 30 connected to the vehicle detection preprocessing unit 28 is based on the 0/1 concatenated data after the preprocessing, and the right end position, the left end position of the vehicle 16 and the center of the 0/1 concatenated data (on signal). Find a point. Further, the vehicle speed calculation unit 32 calculates the speed of the vehicle 16 passing based on the measurement width based on the 0/1 connection data, the mounting angle of the vehicle detection sensor 10, the scan time, the number of scans, and the like. The vehicle detection processing unit 30 and the vehicle speed calculation unit 32 supply information obtained in this way to the determination unit 34 as vehicle detection information. The determination unit 34 determines the passing direction of the target vehicle based on the acquired information. The confirmation method will be described later.
[0026]
The connection processing unit 26 further converts the data output from each A / D converter 22 in a single scan operation by the vehicle detection sensor 10 to a height from the road surface based on the distance from the vehicle detection sensor 10 to the road surface. Further, by converting them and connecting them along the detection line 20 for each vehicle detection sensor 10, height connection data indicating the height profile of the vehicle 16 along the detection line 20 is generated. The height data calculation unit 36 provided in the subsequent stage of the connection processing unit 26 is based on the height connection data from the connection processing unit 26, and the maximum, minimum, and minimum values of the vehicle 16 for each vehicle 16 and for each scan. The average height is calculated and provided to the determination unit 34 as vehicle shape information. The determination unit 34 compares the acquired shape information of the vehicle 16 with the shape data for each vehicle type stored in advance, and performs vehicle type determination. Note that FIG. 2 shows only a configuration for inputting data from the two vehicle detection sensors 10, but when there are a large number of vehicle detection sensors 10, data based on the output from each vehicle detection sensor 10 is determined by the determination unit. 34.
[0027]
Subsequently, the recognition principle of the vehicle passing direction will be described based on the change diagram of the on output of the vehicle detection sensor 10 shown in FIG. FIG. 3 shows two vehicle detection sensors (A) and (B), where the vehicle is parked with the direction toward the lower side of the page being the direction in which the vehicle enters the parking lot etc. beyond the detection line 20. A change in the on signal of the vehicle detection sensor 10 at an arbitrary scan timing Si (where i = 1 to n) when entering the car park is shown. That is, when the vehicle 16 moves in the direction of the arrow P and passes through the detection line 20, data acquisition (scanning) of the vehicle detection sensor 10 is performed at a predetermined interval (for example, 2 ms; enter an appropriate value). Yes. As described above, the detection line 20 of the vehicle detection sensor 10 has a predetermined angle with respect to the direction L orthogonal to the vehicle traveling direction, for example, 30 ° (the counterclockwise direction with respect to the direction L is (+) and the clockwise direction. Since it is arranged to be inclined (denoted as (-)), when the vehicle 16 moves, the detection line 20 passes through the front end corner portion of the vehicle 16 as shown by a broken line in the figure.
[0028]
In the case of FIG. 3, the state where the tip corner portion of the vehicle 16 exceeds the detection line 20 at the time of the scan S3 is shown. In order to facilitate understanding of the movement of the vehicle 16 and the transition of the on output of the vehicle detection sensor 10, in FIG. 3, the on output at each scan is expressed in parallel with the direction L. That is, at the time of the scan S3 (when the vehicle 16 moves to a position indicated by a broken line), the detection element corresponding to the right end point b (3) from the left end point a (3) is turned on. Accordingly, with regard to the vehicle detection sensor (A), the right end point b sequentially moves to the right as time passes. Then, it indicates that the vehicle 16 has reached the right end of the vehicle detection sensor (A) at the time of the scan S6, and after the scan S6, that is, the sections a (6) to b (6) and the sections a (7) to b ( 7) The change of etc. disappears. Further, in FIG. 3, the center point c (i) of each section a (i) to b (i) is calculated in order to make the transition of the on output of the detection element more clear. The center point c (i) is obtained by c (i) = a (i) + (b (i) −a (i)) / 2 with reference to the left end portion of the detection line of the vehicle detection sensor (A). be able to. In FIG. 3, for each section a (i) to b (i), an intermediate point c (i) is calculated and displayed with white circles.
[0029]
As is clear from FIG. 3, when the vehicle 16 enters the detection line 20 of the vehicle detection sensor (A) inclined by −30 ° with respect to the direction L, the center point c (i) After moving rightward and the vehicle 16 reaches the right end of the detection line 20 of the vehicle detection sensor (A), the movement of the center point c (i) becomes “0”. When the movement of the vehicle 16 proceeds and the rear end of the vehicle 16 reaches the detection line 20 of the vehicle detection sensor (A) (the detection line 20 is inclined by −30 °, the rear end corner portion of the vehicle 16 To the detection line 20; scan Sj), the left end point a (i) starts to move in the right direction sequentially, and the center point c (i) also resumes moving in the right direction. In the case of the vehicle detection sensor (A) inclined by −30 ° with respect to the direction L, the vehicle 16 straddles the detection line 20 by detecting the movement of the center point c (i) in the right direction (+). It can be recognized that the vehicle is in the approaching state. As shown in FIG. 3, when the vehicle 16 passes the vehicle detection sensor (B) inclined by + 30 ° with respect to the direction L, the center point c ( i) moves to the left (-). Therefore, when the vehicle 16 passes the vehicle detection sensor (B) inclined by + 30 °, the vehicle 16 straddles the detection line 20 by detecting the movement of the center point c (i) in the left direction (−). Thus, it can be recognized that the vehicle is in the approaching state.
[0030]
In order for the recognition processing unit 12 in FIG. 2 to numerically recognize the movement of the center point c (i) described above, the vehicle detection processing unit 30 moves the movement amount A (i) = c ( i) −c (i−1) is calculated (where i ≠ 1). At this time, if the center point movement in the right direction is (+), the movement amount A (i) when the vehicle detection sensor (A) enters is always (+). This movement amount A (i) is added until the vehicle 16 completely passes through the detection line 20, that is, until the on-output of the vehicle detection sensor disappears (up to scan S (n) in the case of FIG. 3), and the added value VL is obtained. calculate. The determination unit 34 calculates a value Dr = VL × θ obtained by integrating the addition value VL and the mounting angle θ of the vehicle detection sensor (A). When the vehicle 16 enters the vehicle detection sensor (A) tilted by −30 °, the value of VL is always (+) as described above, so the value of Dr is always (−). . Further, when the vehicle 16 enters the vehicle detection sensor (B) tilted by + 30 °, the value of VL is always (−) as described above, so the value of Dr is always (−). Become. That is, the determination unit 34 can determine that the vehicle 16 has entered when the calculated Dr value is (−).
[0031]
In FIG. 4, contrary to FIG. 3, when the vehicle 16 exits from the parking lot or the like (moves in the direction of arrow Q) beyond the detection line 20 formed by the vehicle detection sensors (A) and (B). Shows the transition of the on output. Also in the case of FIG. 4, the vehicle 16 passes on the detection lines 20 of both the vehicle detection sensors (A) and (B), and the vehicle detection sensor (A) is tilted by −30 ° with respect to the direction L to detect the vehicle. Since the sensor (B) is inclined + 30 ° with respect to the direction L, when the vehicle 16 moves, first, the vehicle detection sensors (A) and (B) start to react with the front center right portion of the vehicle 16. As in the case of FIG. 3, the left end point a (i) and the right end point b (i) are detected with reference to the left end of each detection line 20 of the vehicle detection sensors (A) and (B). When the center point c (i) is calculated, in the case of the vehicle detection sensor (A), it can be seen that the center point c (i) moves in the left direction. In the case of FIG. 4, the center point c (i) moves between the scans S2 to S7 (until the front side full width of the vehicle 16 reaches the detection line 20), and then the center point c (i) moves to Sn-4. Becomes “0” (the entire width of the vehicle 16 is passing through the detection line 20), and the movement is resumed from Sn-3 (when the rear side of the vehicle 16 starts to move away from the detection line 20). Similarly, in the case of the vehicle detection sensor (B) inclined by + 30 °, it can be seen that the center point c (i) moves in the right direction.
[0032]
As in the case of FIG. 3, the vehicle detection processing unit 30 calculates the movement amount A (i) = c (i) −c (i−1) of the center point c (i) (where i ≠ 1). . At this time, if the center point movement in the right direction is (+), the movement amount A (i) when the vehicle detection sensor (A) leaves is always (−). This movement amount A (i) is added until the vehicle 16 completely passes through the detection line 20, that is, until the on-output of the vehicle detection sensor disappears (up to scan S (n) in the case of FIG. 4), and the added value VL is obtained. calculate. The determination unit 34 calculates a value Dr = VL × θ obtained by integrating the addition value VL and the mounting angle θ of the vehicle detection sensor (A). When the vehicle 16 leaves the vehicle detection sensor (A) tilted by −30 °, the value of VL is always (−) as described above, so the value of Dr is always (+). . Further, when the vehicle 16 leaves the vehicle detection sensor (B) tilted by + 30 °, the value of VL is always (+) as described above, so the value of Dr is always (+). Become. That is, the determination unit 34 can determine that the vehicle 16 has left when the calculated value of Dr is (+).
[0033]
As described above, the determination unit 34 can use the calculated Dr as an entry / exit determination.
[0034]
The processing procedure inside the recognition processing unit 12 will be described using the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6 in addition to the block diagram of FIG. In FIG. 5, processing related to the output from any one vehicle detection sensor 10 will be described, but actually, similar processing is performed based on the output from each vehicle detection sensor 10.
[0035]
First, when the A / D converter 22 acquires the output data of the vehicle detection sensor 10 at an arbitrary timing (S100), it is converted into digital data and provided to the binarization unit 24. The digital data provided to the binarization unit 24 is converted into 0/1 data (S101). The connection processing unit 26 generates 0/1 connection data along the detection line 20 for each vehicle detection sensor 10 based on the 0/1 data converted by each binarization unit 24. This 0/1 concatenated data becomes detection data of an object (including a vehicle) at an arbitrary scan timing. Further, the connection processing unit 26 performs an off, on (0, 1) check on the 0/1 connection data to check the output state of the vehicle detection sensor 10 (S102). Subsequently, the concatenation processing unit 26 determines whether or not there are a plurality of portions having the same value (on (1) or off (0)) on the 0/1 concatenated data, that is, data separation detection. Perform (S103). That is, when one vehicle detection sensor 10 reacts to a plurality of objects (including the vehicle 16), a plurality of groups having the same value on the 0/1 concatenated data exist separately, and a single object When there is a response, there will be only one group that is continuously the same value on the 0/1 concatenated data.
[0036]
If the vehicle detection pre-processing unit 28 determines in step S103 that only one group has the same value, whether or not the same value is on, that is, the vehicle detection sensor 10 is detected as an object. It is determined whether or not the reaction has occurred (S104). If the same value is on, it is determined whether the on state has been continued since the previous scan or whether the on state has been turned on for the first time (S105). When it is turned on for the first time in this scan, a vehicle detection number is assigned to the on output group (S106), and a vehicle detection number table is opened (S107). Further, a speed calculation table for calculating the passing speed of the detection line 20 of the object given the vehicle detection number is opened (S108).
[0037]
Thereafter, as described with reference to FIGS. 3 and 4, the vehicle detection processing unit 30 detects the on left end point a (i) (S109), detects the on right end point b (i) (S110), and the center point c. (i) is calculated (S111). Further, it is determined whether or not the center point c (i) has moved (S112). If the center point c (i) has moved, the amount of movement of the center point c (i) as described above. A (i) = c (i) −c (i−1) is calculated (S113), and the data is written in the vehicle detection number table and the speed calculation table (S114). Then, returning to (S100), data is acquired at the next scan timing, and (S100) and subsequent processes are repeated.
[0038]
In (S104), when it is determined that the vehicle detection sensor 10 does not react to the object, the determination unit 34 determines whether or not the vehicle detection sensor 10 has reacted to the object in the previous scan ( S115). When it is determined that the vehicle detection sensor 10 has reacted to the object in the previous scan, it is determined that the passage of the object has ended at the time of the current scan, and the vehicle detection number table is closed (S116). Then, as described with reference to FIGS. 3 and 4, a value Dr = VL × θ is calculated by adding the addition value VL obtained by adding all the movement amounts A (i) and the mounting angle θ of the vehicle detection sensor (A). Then, based on the value of Dr, it is determined whether the passing object is entering or leaving (S117). When the determination is completed, the advance / retreat data, the 0/1 concatenated data, and the like together with the date and time are temporarily stored in the storage unit in the determination unit 34 (S118). The processing of the stored data will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0039]
On the other hand, if it is determined in (S112) that the center point c (i) has not moved, the vehicle speed calculation unit 32 determines that the full width portion of the object has passed the detection line 20, and the speed calculation table is opened. Judgment is made as to whether or not (S119). If the speed calculation table is open, the speed calculation table is closed (S120), and the speed H (km / h) of the passing object is calculated (S121). This speed calculation can be calculated from the measurement width W (mm) of the object, the number of scans NS (times), the sensor mounting angle θ, and the scan interval (ms). The measurement width W can be obtained from the number of on points D of each detection element of the vehicle detection sensor 10 and the measurement interval Q of the detection elements (interval in the direction parallel to the direction L in FIG. 3). Accordingly, the speed of the object passing through the detection line 20 is as follows.
[0040]
[Expression 1]

The calculated speed of the passing object is temporarily stored in the storage unit in the determination unit 34 together with the date and time (S122). Thereafter, the processing returns to (S100), and the processing after (S100) is continued based on the scan at the next timing.
[0041]
On the other hand, if it is determined in (S119) that the speed calculation table has already been closed, it is determined that the speed calculation of the currently moving object is completed, and the process returns to (S100) to On the basis of the scan at the timing of (S100), the following processing is continued. It should be noted that the number of scans NW from when the speed of the passing object and the information on the center point c (i) stored in the vehicle detection number table, that is, the movement of the center point c (i) starts, pauses and starts again (see FIG. 3, the total length L of the passing object can be obtained as follows by using S3 to Sj), and can be used as data for more accurately performing vehicle type discrimination described later.
[0042]
[Expression 2]

When it is determined that there are a plurality of groups having the same value in (S103), the connection processing unit 26 determines that a plurality of objects are simultaneously passing through the detection line 20 of the single vehicle detection sensor 10. In this case, the vehicle detection pre-processing flow for the number of detected groups is set (S123). That is, for each detected group (S104), a flow for starting the following processing independently is started. As shown in FIGS. 1 and 2 and the like, since a plurality of vehicle detection sensors 10 are arranged above the free lane 14, the above-described processing is executed for each vehicle detection sensor 10. The advancing / retreating data is sequentially held in the determination unit 34.
[0043]
The processing shown in the flowchart of FIG. 5 shows the processing until the object passage for each vehicle detection sensor 10 is detected. In the flowchart of FIG. Is input to the discriminating unit 34, and the procedure of totaling the processing results and performing the final vehicle passage determination is shown.
[0044]
The determination unit 34 connects the 0/1 connection data stored in (S118) in the flowchart shown in FIG. 5 between the adjacent vehicle detection sensors 10 (S124). Thereafter, it is determined whether or not the on data of the 0/1 concatenated data contacted at the connection position (S125). At this time, when the on data contacts at the connection position, it means that a single object has passed on both detection lines 20 of the adjacent vehicle detection sensors 10 (as shown in FIGS. 3 and 4). Is passed across the detection lines 20 of the two vehicle detection sensors (A) and (B)). In this case, the actual width Wc of the passing object is calculated by integrating the measured width W of each vehicle detection sensor 10 calculated during the speed calculation in (S121) (S126). Subsequently, the determination unit 34 determines whether or not the calculated full width WC is larger than the vehicle width designation value stored in advance by the determination unit 34 (S127). For example, when the full width WC is 1 m or less, it is possible to determine that the passing object is a human or the like and is an object other than the vehicle. Therefore, if the full width WC is smaller than the specified value, the advance / retreat data, 0/1 connection data, etc. temporarily stored in the determination unit 34 are deleted (S128), the passing vehicle detection process is terminated, and the vehicle at the next timing is reached. Prepare for detection processing.
[0045]
If it is determined in (S127) that the full width WC is greater than or equal to the specified value, the determination unit 34 officially stores the advance / retreat data and the date and time, determines that the integrated object is a vehicle, and enters and exits the vehicle. Is determined (S129). Thereafter, the height data calculator 36 (see FIG. 2) based on the vehicle width that can be calculated based on the full width WC calculated in (S126) and the vehicle speed calculated in (S121) and the data acquired by the vehicle detection sensor 10. Based on the calculated vehicle height data, etc., the appearance shape data of the passing vehicle is generated, and compared with the vehicle type appearance shape stored in advance by the determination unit 34, the vehicle type of the passing vehicle is specified (S130). In this case, for example, a vehicle volume, a projected area of the vehicle, and the like can be calculated, and a trailer, a large vehicle, a passenger car, and the like can be easily identified. Further, if necessary, finer identification is possible. Thereafter, the passing vehicle detection process related to the moving object for the current target is ended, and the vehicle detection process at the next timing is prepared.
[0046]
If it is determined in (S125) that the on data does not contact at the connection position, that is, if there is no moving object straddling the plurality of vehicle detection sensors 10, the measured width W calculated during the speed calculation is used as the actual passing object. The full width WS is recognized (S131). Subsequently, as described above, the determination unit 34 determines whether or not the calculated full width WS is larger than the vehicle width designation value stored in advance by the determination unit 34 (S132). When the full width WS is smaller than the specified value, the determination unit 34 determines that the passing object is other than the vehicle, deletes the temporarily stored advance / retreat data, 0/1 connection data, and the like (S133), and detects the passing vehicle. The process is terminated to prepare for the vehicle detection process at the next timing.
[0047]
If it is determined in (S132) that the full width WS is greater than or equal to the specified value, the determination unit 34 officially stores the advance / retreat data and the date and time, determines that the moving object is a vehicle, and enters and exits the vehicle. Is determined (S134). Thereafter, the appearance shape data of the passing vehicle is generated based on the full width WS, the vehicle length, the height data, and the like, and compared with the vehicle type appearance shape stored in advance by the determination unit 34 to identify the vehicle type of the passing vehicle (S135). . Thereafter, the passing vehicle detection process related to the moving object for the current target is ended, and the vehicle detection process at the next timing is prepared.
[0048]
FIG. 7 shows an example in which the passing vehicle detection device of this embodiment is applied to an automatic toll collection system (ERP). As shown in FIG. 7, even when there are a plurality of lanes and the vehicle width is wide, the detection line 20 formed by the vehicle detection sensor 10 is inclined at a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle 16, and By setting the detection line 20 to have a sawtooth shape, it is possible to form the detection line 20 that can cover the entire lane with a single gantry 18, and it is possible to arrange a passing vehicle detection device in a space-saving manner. It is possible to easily perform vehicle type discrimination, reverse running control and the like together with vehicle passing confirmation.
[0049]
In the present embodiment, the example in which the detection line formed by the vehicle detection sensor is tilted by 30 ° with respect to the direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle has been described. However, this attachment angle is orthogonal to the traveling direction of the vehicle. If it is not parallel to the direction, it can be selected as appropriate. However, when the inclination is extremely shallow, the amount of movement of the center point c (i) becomes small and the detection accuracy is lowered. Further, when the inclination is extremely deep, a large number of vehicle detection sensors are required to cover the entire width of the passage, and therefore, about 30 ° is preferable as described in the present embodiment.
[0050]
Further, in the present embodiment, the example in which the sawtooth detection line 20 is formed by the plurality of vehicle detection sensors 10 has been described, but the detection line 20 is inclined at a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the vehicle traveling direction. The same effect as in the present embodiment can be obtained even if a single vehicle detection sensor 10 forms a straight detection line inclined at a predetermined angle with respect to a direction orthogonal to the vehicle traveling direction. Further, the detection elements of the single vehicle detection sensor 10 may be arranged in a sawtooth shape.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to easily recognize the presence / absence of a passing vehicle, recognize the passing direction of the passing vehicle, and further identify the vehicle type without increasing the size of the facility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example in which a passing vehicle detection device according to an embodiment of the invention is applied to a parking lot.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the passing vehicle detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a transition of a detection value when a vehicle enters in the passing vehicle detection device of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the transition of the detection value when the vehicle leaves in the passing vehicle detection device of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a first half processing procedure in a recognition processing unit of the passing vehicle detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating the latter half of the processing procedure in the recognition processing unit of the passing vehicle detection device of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example in which the passing vehicle detection device according to the embodiment of the invention is applied to an automatic toll collection system.
[Explanation of symbols]
10 vehicle detection sensors, 12 recognition processing units, 14 free lanes, 16 vehicles, 18 gantry, 20 detection lines.

Claims

A passing vehicle detection device that detects a vehicle state passing from an upper position of a vehicle passageway,
A vehicle detection sensor for detecting a vehicle passing through a detection line of the one formed on the vehicle passes the road surface skein predetermined angle inclined relative to a direction perpendicular to the vehicle traveling direction on the vehicle passing the road surface,
A recognition processing unit for recognizing a passing vehicle state based on a detection result of the vehicle detection sensor;
Only including,
The passing vehicle detection device , wherein the vehicle detection sensor forms a sawtooth-shaped detection line in which inclination directions are alternately switched .

Apparatus according to claim 1 Symbol placement,
The vehicle detection sensor is
A passing vehicle detection apparatus, which is a distance sensor that detects height information of a vehicle detection site.

Apparatus according to claim 1 or claim 2 Symbol placement,
The recognition processing unit
A passing vehicle detection device characterized by calculating a change tendency of a detection result of the vehicle detection sensor and recognizing a traveling direction of the vehicle based on the change tendency.

The apparatus of claim 2 .
further,
A passing vehicle detection device including a vehicle type determination unit that determines a vehicle type of a passing vehicle based on height information of a vehicle detection part detected by the distance sensor and a vehicle type determination condition defined for each vehicle type .

Apparatus according to claim 1 or claim 2 Symbol placement,
further,
A passing vehicle detection apparatus comprising a speed calculation unit that calculates a passing speed of a passing vehicle based on a detection result of the vehicle detection sensor.