JP3804404B2 - Vehicle detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路を走行している車両を検出し、さらには該車両の車高や車幅等の諸元を計測する車両検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
道路を走行する車両の重量が非常に重い場合、道路を傷つけることになり、このことが道路の寿命を縮める一因となっている。また、車両の重量が非常に重い場合、車両の進行方向の変更や停車などの走行性能が、低いことが知られている。さらに、非常に大きな車両の場合、その車両の運転者にとって運転が難しいことが知られている。これらのことが、交通事故などの危険が発生する一因となっている。
【0003】
通常、大きな車両は重量が重いことが知られている。そこで、大型の車両については予め決められた大きさ内に収まっているかどうかを検査し、検査によって予め決められた大きさ内に収まっている車両のみが道路を走行するようにしている。
【0004】
そこで、車両の長さ、幅、高さ、形状等の諸元を計測する装置が開発されている。特に上記装置として道路上方から車両の進行方向に対して垂直方向にレーザビームを走査し、走査されたレーザビームの反射光の強度や、レーザビームの照射から反射光を受光するまでの時間差を計測して、道路上を走行している車両の諸元を算出する機能を備えたレーザ式車両検出装置が利用されている。これらに関する特許出願が、特開平11−191196号、特開平10−256607号、特開2000−20878号などで公開されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レーザ式車両検出装置では、車両で反射された反射光の受光量を確保するため、照射するレーザビームのスポット形状(レーザビームが有効に照射されている部分の形状)をφ50mm以上の円形、または楕円形状にしなければならない。また、車両側面の曲率の影響を受けることなく高精度で車幅を計測するには、レーザビームのスポット形状を車両の進行方向に長く、車両の進行方向に対して垂直方向に短い形状とすることが望ましい。上記理由から、従来のレーザ式車両検出装置は、照射するレーザビームのスポット形状を車両の進行方向に細長い、楕円形状としていた。
【0006】
しかしながら、レーザビームを道路に照射し、その反射光量から道路上における車両を検知する場合、車両の色の違いによる反射率の違いから、車両が検知される検知位置が、最大で車両の進行方向にレーザビームの車両進行方向の長さ分だけずれてしまう。そして、この車両を検知する検知位置のずれが、該車両の進行方向の長さ(以下、車長と言う。)等の計測精度を低下させる原因となっていた。上述したように、従来のレーザ式車両検出装置は車両側面の曲率の影響を受けることなく高精度で車幅が計測できるように、照射するレーザビームのスポット形状を車両の進行方向に細長い楕円形状としていたので、車長を精度良く測定することができなかった。
【0008】
この発明の目的は、道路を通過する車両を検知する位置精度を向上させ、車両の諸元を高精度で計測することができる車両検出装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の車両検出装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【0017】
(1)車両が通過する通過路の上方に、この通過路の幅方向に並べられたレーザビームを出射する第1〜第3の発光部と、
前記第1〜第3の発光部よりも車両の通過方向に所定距離離れた前記通過路の上方に取り付けられたレーザビームを出射する第4の発光部と、
前記第1〜第3の発光部毎にそれぞれ設けられ、出射されたレーザビームを車両の通過方向に対して垂直方向に走査する第1〜第3の走査部と、
前記第4の発光部から出射されたレーザビームを車両の通過方向に走査する第4の走査部と、
前記第1〜第4の走査部毎にそれぞれ設けられ、走査されたレーザビームの反射光を受光する第1〜第4の受光部と、を備えるとともに、
中央に位置する前記第1の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、前記第1の走査部によるレーザビームの走査方向に細長い形状であり、
両側に位置する前記第2、および第3の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、それぞれ前記第2、および第3の走査部によるレーザビームの走査方向に対して垂直方向に細長い形状であり、
前記第4の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、前記第4の走査部によるレーザビームの走査方向に対して垂直方向に細長い形状であり、
前記第1の発光部から出射され、前記第1の受光部で受光されたレーザビームの反射光から前記通過路を通過している車両の有無を検出する車両検出部と、
前記第2、および第3の発光部から出射されたレーザビームの出射時刻、前記第2および第3の受光部における反射光の受光時刻、および前記第2および第3の走査部におけるレーザビームの走査角度を用いて、前記通過路を通過している車両の側面形状を計測するとともに、この車両の幅を算出する車幅算出部と、
前記第4の発光部から出射されたレーザビームの出射時刻、前記第4の受光部における反射光の受光時刻、および前記第4の走査部におけるレーザビームの走査角度を用いて、前記通過路を通過している車両前面の断面形状を計測するとともに、前記車両検出部により前記通過路を通過している車両の後端が検出されたタイミングにおいて、前記第4の発光部から出射されたレーザビームを用いて計測された車両前面までの距離から、前記通過路を通過している車両の長さを算出する車長算出部と、を備えている。
【0018】
この構成では、中央に位置する第1の発光部から照射されるレーザビームは車両の通過方向に対して垂直方向、すなわち通過路の幅方向、に走査され、この第1の発光部よりも車両の通過方向に所定距離離して設けた第4の発光部から照射されるレーザビームは車両の通過方向に走査される。また、第1の発光部から照射されるレーザビームのスポット形状を車両の通過方向に対して垂直方向に細長い形状としたので、通過路を通過する車両を検出する位置精度を向上させることができる。
また、第4の発光部から照射されるレーザビームのスポット形状についても、同様に車両の通過方向に対して垂直方向に細長い形状としたので、通過路を通過する車両を検出する位置精度を向上させることができる。また、第4の発光部から照射されるレーザビームについては、車両の通過方向に走査する構成であるので、通過路を通過する車両前面の断面形状を計測することができる。さらに、第1の発光部から照射されているレーザビームにより車両の後端が検出されたタイミングにおいて、前記第4の発光部から出射されたレーザビームを用いて計測された車両前面までの距離から、前記通過路を通過している車両の長さを算出することができ、車長の計測精度を向上させることができる。
【0019】
しかも、両側に位置する第2、および第3の発光部から照射されるレーザビームのスポット形状を車両の通過方向に細長い形状としたので、車両側面の曲率の影響を受けることなく、車両側面形状、および車幅を精度良く計測することができる。
【0020】
(2)前記第1の発光部から出射されたレーザビームの出射時刻、受光部における反射光の受光時刻、および前記第1の走査部におけるレーザビームの走査角度を用いて前記通過路を通過している車両の高さを算出する車高算出部を備えている。
【0021】
この構成では、通過路を通過する車両を検知する位置精度が向上されたことにより、該車両の高さの計測も高精度で行える。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施形態である車両検出システムの構成を示す図である。この実施形態の車両検出システムは、レーザビームで車両を走査して該車両の形状を計測する4台のレーザ車形センサ1〜4と、これらのレーザ車形センサ1〜4の計測結果を用いて車両諸元(車幅、車高、車長、形状等)を算出する寸法計測演算ユニット5とを備えている。図1に示すように、レーザ車形センサ1〜3は道路上に配置された第1ガントリ6に車両の進行方向に対して垂直方向に並べて取り付けられており、レーザ車形センサ4は第1ガントリ6から車両の進行方向に一定距離だけ離れた道路上に配置された第2ガントリ7に取り付けられている。第1ガントリ6と第2ガントリ7との距離がこの車両検出システムで測定できる最大車長である。
【0023】
第1ガントリ6に取り付けられているレーザ車形センサ1〜3は、道路を走行する車両の進行方向に対して垂直方向(以下、車両の幅方向と言う。)にレーザ光を走査するものである。具体的には、第1ガントリ6の中央に取り付けたレーザ車形センサ1は車両上面の形状、および車高を計測する。一方、このレーザ車形センサ1の両側に取り付けられたレーザ車形センサ2、3は、それぞれ車両側面の形状、および車幅を計測する。一方、第2ガントリ7に取り付けられているレーザ車形センサ4は、道路を走行する車両の進行方向にレーザ光を走査して車両の進行方向の断面形状、および第1ガントリ6の中央に取り付けられたレーザ車形センサ1との組み合わせで車長を計測する。
【0024】
各レーザ車形センサ1〜4は図2に示す構成である。レーザ車形センサ1〜4は、本体の動作を制御する制御部10と、レーザビームを出射するレーザダイオード11(LD11)と、レーザダイオード11から出射されたレーザビームを集光し平行なビームにする投光レンズ12と、投光レンズ12で集光されたレーザビームを反射して道路上に走査するポリゴンミラー13とを備えている。レーザダイオード11は、所定の周期でパルス発光されている。図2に示すミラー14は、投光レンズ12を通過したレーザビームを上記ポリゴンミラー13に導くものであり、ポリゴンミラー13で反射されたレーザビームは光学ウィンドを介して道路上に照射される。
【0025】
また、ポリゴンミラー13は、図示していないモータにより一定速度で回転駆動されており、エンコーダ15によりポリゴンミラー13の回転角度が検出されている。また、レーザ車形センサ1〜4は所定の周期でレーザダイオード11をパルス発光させるLDドライバ16と、レーザダイオード11から出射されたレーザビームのパワーを検出するレーザパワーモニタ17と、を備えている。レーザダイオード11から出射されているレーザビームについてはドライバの目等に対して安全なレベルに抑えなければならないため、そのパワーをレーザパワーモニタ17で常時監視し、異常出力時にはレーザビームの出射を停止する。
【0026】
さらに、道路面や走行中の車両で反射されたレーザビームを集光する受光レンズ21と、受光レンズ21で集光されたレーザビームを受光して電気信号に変換するフォトダイオード22を備えている。フォトダイオード22はアバランシェ・フォトダイオード(APD)であり、周知のように温度変化に対して増倍率が大きく変化するため、フォトダイオード22の温度を監視して温度補償を行う温度補償回路23を設けている。フォトダイオード22の出力は、I/V変換回路24でI/V変換され、さらに対域通過フィルタ(BPF)25でノイズ成分が除去された後、アンプ26で増幅される。アンプ26で増幅された信号は、レーザダイオード11から出射されたレーザビームと、フォトダイオード22で受光されたレーザビームとの時間差を検出する時間差検出部27入力される。なお、時間差検出部27にはLDドライバ16からレーザダイオード11の発光タイミングを示す信号が入力されている。
【0027】
各車両計測センサ1〜4で計測された計測結果は寸法計測演算ユニット5に入力され、該寸法計測演算ユニット5において車両の諸元が算出される。
【0028】
以下、この実施形態の車両検出システムによる車両の諸元の計測動作について説明する。車両の大きさは、荷台に積まれた荷物も含めて最大となる幅、高さ、長さがそれぞれ車幅、車高、車長と定義されている。特殊車両には、例えば図3に示すような車両もあるため、車両寸法を計測するには車頭から車尾にわたって車両の形状を計測しなければならない。なお、図3(A)は車両の上面図であり、図3(B)は車両の側面図である。また、図3においてハッチングで示す部分が荷台に積まれた荷物である。
【0029】
まず、最初に図4を参照しながら、第1ガントリ6の中央に取り付けた車形センサ1により、道路上を走行する車両の上面形状および車高を計測する動作について説明する。この車形センサ1は、上述したように車両の進行方向に対して垂直方向にレーザビームを走査している。走査されるレーザビームのスポット形状は、図5に示すように車両の進行方向に短く、該進行方向に対して垂直方向に長い楕円形状である。車形センサ1のレーザダイオード11から出射されたレーザビームは、道路上を走行する車両の上面で反射される。なお、走行中の車両が存在していないときには、レーザダイオード11から出射されたレーザビームは道路面で反射される。この反射光が受光素子であるフォトダイオード22で受光される。
【0030】
フォトダイオード22の出力は、I/V変換回路24でI/V変換され、さらに対域通過フィルタ(BPF)25でノイズ成分が除去された後、アンプ26で増幅されて時間差検出部27に入力される。また、時間差検出部27にはLDドライバ16からレーザダイオード11における発光タイミングを示す信号が入力されている。したがって、時間差検出部27において、レーザダイオード11におけるレーザビームの出射時刻と、フォトダイオード22における反射光の受光時刻との時間差T1を検出することができる。
【0031】
制御部10は、この時間差T1からレーザダイオード11から出射されたレーザビームを反射した反射面(道路面または道路上を走行する車両)までの距離を以下の式から算出する。
2×L1=C×T1 但し、Cは光速である。
【0032】
一方、レーザ車形センサ1から道路面までの距離Lrは既知である。また、レーザダイオード11から出射されたレーザビームはポリゴンミラー13により車両の幅方向に走査されているが、ポリゴンミラー13によるレーザビームの走査角度θ1はエンコーダ15により検出されている。制御部10はレーザダイオード11から出射されたレーザビームを反射した反射面の高さH1を以下の式から算出する。
【0033】
H1=Lr−L1×cosθ1
ここで、車形センサ1はレーザダイオード11から出射されたレーザビームをポリゴンミラー13により車両の幅方向に走査しており、且つ該車両がレーザダイオード11から出射されたレーザビームの走査方向に対して垂直方向に走行している。したがって、車形センサ1により該車両の上面形状を車頭から車尾にわたって計測することができる。
【0034】
なお、車両の高さは、車頭から車尾にわたって計測された車両高さの計測値、
車両高さの計測値=Lr−H1
の中で、最大値が該車両の車高となる。また、車形センサ1により車頭から車尾にわたって計測された車両高さの計測値については、寸法計測演算ユニット6に入力される。
【0035】
さらに、最大でレーザダイオード11から照射されたレーザビームの車両の進行方向の長さだけ、車形センサ1が車両の有無を検知する検知位置が車両の進行方向にずれるが、車形センサ1のレーザダイオード11から出射されるレーザビームが車両の進行方向に短い形状(車両の進行方向に対して垂直方向に細長い楕円形状)としたので、車形センサ1が車両の有無を検知する道路上の検知位置のずれが抑えられる。したがって、道路上を走行している車両の先端および後端の検出精度が向上され、結果的に車長の計測精度が向上される。
【0036】
次に、図6を参照しながら、第1ガントリ6の両側に取り付けた車形センサ2、3によって道路上を走行する車両の側面形状および車幅を計測する動作について説明する。以下に示すように、車形センサ2は道路上を走行している車両の一方の側面(左側面)をレーザビームで走査して該車両の左側面の形状を測定し、車形センサ3は該車両の他方の側面(右側側面)をレーザビームで走査して該車両の右側面の形状を測定する。車形センサ2、3のレーザダイオード11から出射されるレーザビームのスポット形状は、図7に示すように車両の進行方向に対して垂直方向に短い形状(車両の進行方向に細長い楕円形状)である。車形センサ2、3も上記車形センサ1と同様に、時間差検出部27において、レーザダイオード11からのレーザビームの出射時刻と、フォトダイオード22における車両側面で反射された反射光の受光時刻と、の時間差T2、T3が検出されている。
【0037】
各車形センサ2、3の制御部10は、この時間差T2、T3からレーザダイオード11から出射されたレーザビームを反射した反射面(道路面または道路上を走行する車両)までの距離L2、L3を以下の式から算出している。
車形センサ2:2×L2=C×T2
車形センサ3:2×L3=C×T3 但し、Cは光速である。
【0038】
一方、レーザ車形センサ2とレーザ車形センサ3との設置間隔Lwは既知である。また、レーザダイオード11から出射されたレーザビームがポリゴンミラー13により車両の幅方向に走査されている走査角度θ2、θ3についてはエンコーダ15により検出されている。したがって、各車形センサ2、3の制御部10ではレーザダイオード11から出射されたレーザビームを反射した反射面までの水平距離w2、w3がそれぞれ算出できる。
【0039】
車形センサ2:w2=L2×sinθ2
車形センサ3:w3=L3×sinθ3
ここで、車形センサ2、3はレーザダイオード11から出射されたレーザビームをポリゴンミラー13により車両の幅方向に走査しており、且つ車両がレーザダイオード11から出射されたレーザビームの走査方向に対して垂直方向に走行しているので、車頭から車尾にわたって該車両の側面形状を計測することができる。なお、車形センサ2は車頭から車尾にわたって該車両の左側面の形状を計測し、車形センサ3は車頭から車尾にわたって該車両の右側面の形状を計測する。
【0040】
上記説明から明らかなように、車形センサ2、3による計測結果を用いて以下の式から、車頭から車尾にわたって車両の幅を算出することができ、
車幅=Lw−(w2+w3)
ここで得られた車両の幅の最大値が計測された車両の幅(車幅)である。
【0041】
さらに、図8を参照しながら、第2ガントリ7に取り付けた車形センサ4が道路上を走行する車両の前面形状を計測する動作について説明する。この車形センサ4は、上述したように車両の進行方向にレーザビームを走査している。また、レーザビームのスポット形状は、図9に示すように車両の進行方向に短く、該進行方向に対して垂直方向に長い楕円形状であり、上記車形センサ1と略同じ形状である。車形センサ4のレーザダイオード11から出射されたレーザビームは、図8に示すように道路上を走行する車両の前面で反射される。なお、走行中の車両が存在していないときには、レーザダイオード11から出射されたレーザビームは道路面で反射される。車形センサ4も上記車形センサ1〜3と同様に、時間差検出部27において、レーザダイオード11におけるレーザビームの出射時刻と、フォトダイオード22における車両前面で反射された反射光の受光時刻との時間差T4を検出している。
【0042】
制御部10は、この時間差T4からレーザダイオード11から出射されたレーザビームを反射した反射面(道路面または道路上を走行する車両)までの距離L4を以下の式から算出する。
2×L4=C×T4 但し、Cは光速である。
【0043】
ここで、車形センサ4もレーザダイオード11から出射したレーザビームをポリゴンミラー13で車両の進行方向に走査しているので、車両前面の断面形状が計測できる。
【0044】
さらに、上記第1ガントリ6の中央に取り付けられた車形センサ1との組み合わせにより、車長の計測が行える。具体的には、上記第1ガントリ6の中央に取り付けられた車形センサ1が車両の後端部の通過を検出したタイミングにおいて、第2ガントリ7に取り付けられた車形センサ4により計測された車両前面までの水平距離Lc(車形センサ4と車両前面との水平距離)から算出される。
【0045】
上記水平距離Lcは、
Lc=L4×sinθ4 であり、第1ガントリ6の中央に取り付けられた車形センサ1と、第2ガントリ7の中央に取り付けられた車形センサ4と、の水平距離Lxは既知である。したがって、車長は
車長=Lx−Lc により算出できる。
【0046】
ここで、上述したように、車形センサ1のレーザダイオード11から出射されるレーザビームを車両の進行方向に短い形状(車両の進行方向に対して垂直方向に細長い楕円形状)とし、車形センサ1において車両の有無が検知される道路上の検知位置のずれが抑えられているので、道路上を走行している車両の後端の検出精度が向上されている。したがって、上記方法で計測される車長の計測精度も向上される。
【0047】
このように、上記実施形態の車両検出システムでは、車両の通過方向に対して垂直方向に走査するレーザビームのスポット形状を走査方向に細長い形状としたので、車両で反射された反射光の受光量を確保しながら、通過する物体を検知する位置精度を向上させることができる。これにより、車両の進行方向の長さ(車長)を精度良く測定することができる。
【0048】
なお、車両の進行が進むと、第2ガントリ7に取り付けられた車形センサ4のレーザダイオード11から出射されたレーザビームが車両の上面で反射されるので、該車形センサ4でも車両の高さを計測することができる。ここで、車形センサ1により計測された車両の高さと、車形センサ4により計測された車両の高さと、が大きく離れた値であれば、何らかの計測エラーが生じていると考えられる。このときの計測結果をエラーデータとして処理することで、測定精度をさらに向上させることができる。
【0049】
また、レーザ車形センサによる計測では、雨や雪の反射の影響を受けることがあるが、雨、雪による反射は時間的、空間的に不連続であることから、測定ポイントにおける連続性を算出し、不連続点を除去することで、雨や雪の影響を抑えることもでき、測定精度をより一層向上させることができる。
【0050】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、道路を通過する車両の諸元の計測が高精度に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態である車両計測システムの構成を示す図である。
【図2】この発明の実施形態であるレーザ車形センサの構成を示す図である。
【図3】車両における、車幅、車高、車長を説明する図である。
【図4】車両の上面形状の計測を説明する図である。
【図5】車両の上面形状の計測に用いるレーザビームの形状を示す図である。
【図6】車両の側面形状の計測を説明する図である。
【図7】車両の側面形状の計測に用いるレーザビームの形状を示す図である。
【図8】車両前面の形状の計測を説明する図である。
【図9】車両前面の形状の計測に用いるレーザビームの形状を示す図である。
【符号の説明】
1〜4−レーザ車形センサ
5−寸法計測ユニット
6−第1ガントリ
7−第2ガントリ
10−制御部
11−レーザダイオード
12−投光レンズ
13−ポリゴンミラー
15−エンコーダ
21−受光レンズ
22−フォトダイオード
27−時間差検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention detects a vehicle running on a road, further relates to a vehicle detection device which measures the specifications of the vehicle height and vehicle width or the like of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
If the vehicle traveling on the road is very heavy, it will damage the road, which contributes to shortening the road life. Further, when the vehicle is very heavy, it is known that the traveling performance such as changing the traveling direction of the vehicle or stopping the vehicle is low. Furthermore, it is known that driving a very large vehicle is difficult for the driver of the vehicle. These factors contribute to dangers such as traffic accidents.
[0003]
Large vehicles are generally known to be heavy. Therefore, a large vehicle is inspected to determine whether it is within a predetermined size, and only a vehicle that is within a predetermined size by the inspection is allowed to travel on the road.
[0004]
Therefore, an apparatus for measuring specifications such as the length, width, height, and shape of a vehicle has been developed. In particular, as the above device, the laser beam is scanned from above the road in the direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle, and the reflected light intensity of the scanned laser beam and the time difference between the irradiation of the laser beam and the reception of the reflected light are measured. Thus, a laser type vehicle detection device having a function of calculating specifications of a vehicle traveling on a road is used. Patent applications relating to these are disclosed in JP-A-11-191196, JP-A-10-256607, JP-A-2000-20878, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the laser type vehicle detection device, in order to secure the received light amount of the reflected light reflected by the vehicle, the spot shape of the laser beam to be irradiated (the shape of the portion where the laser beam is effectively irradiated) is a circle of φ50 mm or more. Or oval shape. In addition, in order to measure the vehicle width with high accuracy without being influenced by the curvature of the vehicle side surface, the spot shape of the laser beam is long in the traveling direction of the vehicle and short in the direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle. It is desirable. For the above reasons, the conventional laser type vehicle detection apparatus has an elliptical shape in which the spot shape of the laser beam to be irradiated is elongated in the traveling direction of the vehicle.
[0006]
However, when the road is irradiated with a laser beam and the vehicle on the road is detected from the amount of reflected light, the detection position where the vehicle is detected is the maximum in the direction of travel of the vehicle due to the difference in reflectance due to the difference in the color of the vehicle. In other words, the laser beam is shifted by the length in the vehicle traveling direction. And the shift | offset | difference of the detection position which detects this vehicle has caused the measurement precision, such as the length (henceforth a vehicle length) of the advancing direction of this vehicle, to fall. As described above, the conventional laser type vehicle detection device has an elliptical shape in which the spot shape of the irradiated laser beam is elongated in the vehicle traveling direction so that the vehicle width can be measured with high accuracy without being affected by the curvature of the vehicle side surface. Therefore, the vehicle length could not be measured accurately.
[0008]
The purpose of the invention This improves the positional accuracy of detecting a vehicle passing through a road, is to provide a vehicle detection apparatus which can measure the specifications of the vehicle with high accuracy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Car both detection apparatus of this invention includes the following configurations in order to solve the above problems.
[0017]
( 1 ) First to third light emitting units that emit laser beams arranged in the width direction of the passage above the passage through which the vehicle passes;
A fourth light emitting unit that emits a laser beam attached above the passage that is a predetermined distance away in the vehicle passing direction than the first to third light emitting units;
The first to provided third respectively for each emission of the first to third scanning unit for scanning in the vertical direction emitted laser beam with respect to the passing direction of vehicles,
A fourth scanning unit that scans the laser beam emitted from the fourth light emitting unit in the vehicle passing direction;
Provided with each of the first to fourth scanning units, and first to fourth light receiving units for receiving reflected light of the scanned laser beam, and
The laser beam spot shape that will be emitted from the first light-emitting portion located at the center is an elongated shape in the scanning direction of the laser beam by the first scanning unit,
Elongated in a direction perpendicular to the spot shape of the second, and the laser beam that will be emitted from the third light emitting part, the scanning direction of the laser beam by each of the second and third scan portion located on both sides And
The spot shape of the laser beam emitted from the fourth light emitting unit is a shape elongated in a direction perpendicular to the scanning direction of the laser beam by the fourth scanning unit,
Emitted from the first light emitting portion, and a vehicle detector for detecting the presence or absence of a vehicle passing through the passage from the reflected light of the laser beam received by the first light receiving portion,
The emission time of the laser beam emitted from the second and third light emitting units, the reception time of the reflected light in the second and third light receiving units, and the laser beam in the second and third scanning units A vehicle width calculation unit that measures the side shape of the vehicle passing through the passage using the scanning angle and calculates the width of the vehicle;
Using the emission time of the laser beam emitted from the fourth light emitting unit, the reception time of the reflected light in the fourth light receiving unit, and the scanning angle of the laser beam in the fourth scanning unit, The laser beam emitted from the fourth light emitting unit at the timing when the vehicle detecting unit detects the rear end of the vehicle passing through the passing path while measuring the cross-sectional shape of the front surface of the passing vehicle. A vehicle length calculation unit that calculates the length of the vehicle passing through the passage from the distance to the vehicle front surface measured using
[0018]
In this configuration, the laser beam emitted from the first light emitting unit located at the center is scanned in a direction perpendicular to the passing direction of the vehicle, that is, in the width direction of the passing path, and the vehicle is more than the first light emitting unit. The laser beam emitted from the fourth light emitting unit provided at a predetermined distance in the passing direction is scanned in the passing direction of the vehicle. Further, since the elongated shape in the vertical direction of the laser beam spot shape is irradiated from the first light emitting portion to the passage direction of the vehicle, it is possible to improve the positional accuracy of detecting a vehicle passing through over-road .
In addition, the spot shape of the laser beam emitted from the fourth light emitting unit is similarly elongated in the direction perpendicular to the vehicle passing direction, so that the positional accuracy for detecting the vehicle passing through the passage is improved. Can be made. Further, since the laser beam emitted from the fourth light emitting unit is configured to scan in the passing direction of the vehicle, the cross-sectional shape of the front surface of the vehicle passing through the passage can be measured. Further, at the timing when the rear end of the vehicle is detected by the laser beam emitted from the first light emitting unit, from the distance to the vehicle front surface measured using the laser beam emitted from the fourth light emitting unit. The length of the vehicle passing through the passage can be calculated, and the measurement accuracy of the vehicle length can be improved.
[0019]
Moreover, the second, and the third laser beam spot shape which is emitted from the light emitting unit since the elongated shape in the passing direction of the vehicle located on both sides, without being affected by the curvature of the car sides, the side of the vehicle The shape and the vehicle width can be accurately measured.
[0020]
( 2 ) Use the emission time of the laser beam emitted from the first light emitting unit, the reception time of the reflected light at the light receiving unit, and the scanning angle of the laser beam at the first scanning unit to pass through the passage. A vehicle height calculation unit is provided for calculating the height of the running vehicle .
[0021]
In this configuration, the position accuracy of detecting a vehicle passing through the passage over the road is improved, also measuring the height of the vehicle performed with high accuracy.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle detection system according to an embodiment of the present invention. The vehicle detection system of this embodiment uses four laser vehicle shape sensors 1 to 4 that scan the vehicle with a laser beam and measure the shape of the vehicle, and the measurement results of these laser vehicle shape sensors 1 to 4. And a dimension
[0023]
Laser vehicle shape sensors 1 to 3 attached to the first gantry 6 scan laser light in a direction perpendicular to the traveling direction of a vehicle traveling on the road (hereinafter referred to as the vehicle width direction). is there. Specifically, the laser vehicle shape sensor 1 attached to the center of the first gantry 6 measures the shape of the vehicle upper surface and the vehicle height. On the other hand, the laser
[0024]
Each of the laser vehicle shape sensors 1 to 4 has the configuration shown in FIG. The laser car shape sensors 1 to 4 include a
[0025]
The
[0026]
Furthermore, a
[0027]
The measurement results measured by the vehicle measurement sensors 1 to 4 are input to the dimension
[0028]
Hereinafter, the measurement operation | movement of the item of the vehicle by the vehicle detection system of this embodiment is demonstrated. As for the size of the vehicle, the maximum width, height and length, including the luggage loaded on the loading platform, are defined as the vehicle width, vehicle height and vehicle length, respectively. Since there are special vehicles as shown in FIG. 3, for example, in order to measure vehicle dimensions, the vehicle shape must be measured from the vehicle head to the vehicle tail. 3A is a top view of the vehicle, and FIG. 3B is a side view of the vehicle. Further, in FIG. 3, hatched portions are loads loaded on the loading platform.
[0029]
First, referring to FIG. 4, an operation for measuring the top surface shape and the vehicle height of a vehicle traveling on a road by the vehicle shape sensor 1 attached to the center of the first gantry 6 will be described. As described above, the vehicle shape sensor 1 scans the laser beam in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle. As shown in FIG. 5, the spot shape of the laser beam to be scanned is an elliptical shape that is short in the traveling direction of the vehicle and long in the direction perpendicular to the traveling direction. The laser beam emitted from the
[0030]
The output of the
[0031]
The
2 × L1 = C × T1 where C is the speed of light.
[0032]
On the other hand, the distance Lr from the laser vehicle shape sensor 1 to the road surface is known. The laser beam emitted from the
[0033]
H1 = Lr−L1 × cos θ1
Here, the vehicle sensor 1 scans the laser beam emitted from the
[0034]
The vehicle height is measured from the vehicle height measured from the vehicle head to the vehicle tail,
Measured value of vehicle height = Lr−H1
Among these, the maximum value is the vehicle height of the vehicle. Further, the vehicle height measurement value measured from the vehicle head to the vehicle tail by the vehicle shape sensor 1 is input to the dimension measurement calculation unit 6.
[0035]
Further, the detection position where the vehicle sensor 1 detects the presence or absence of the vehicle is shifted in the vehicle traveling direction by the length of the laser beam emitted from the
[0036]
Next, the operation of measuring the side shape and the vehicle width of the vehicle traveling on the road by the
[0037]
The
Vehicle shape sensor 2: 2 × L2 = C × T2
Vehicle shape sensor 3: 2 × L3 = C × T3 where C is the speed of light.
[0038]
On the other hand, the installation interval Lw between the laser vehicle shape sensor 2 and the laser
[0039]
Vehicle shape sensor 2: w2 = L2 × sin θ2
Vehicle shape sensor 3 : w3 = L3 × sin θ3
Here, the
[0040]
As apparent from the above description, the following equation using the measurement result of the vehicle type sensors 2, Ki de is possible to calculate the width of the vehicle over Kuzumo from Headway,
Vehicle width = Lw-(w2 + w3)
The maximum value of the vehicle width obtained here is the measured vehicle width (vehicle width).
[0041]
Furthermore, the operation | movement which the vehicle shape sensor 4 attached to the 2nd gantry 7 measures the front shape of the vehicle which drive | works on a road is demonstrated referring FIG. As described above, the vehicle shape sensor 4 scans the laser beam in the traveling direction of the vehicle. Further, as shown in FIG. 9, the spot shape of the laser beam is an elliptical shape that is short in the traveling direction of the vehicle and long in the vertical direction with respect to the traveling direction. The laser beam emitted from the
[0042]
The
2 × L4 = C × T4 where C is the speed of light.
[0043]
Here, since the vehicle shape sensor 4 also scans the laser beam emitted from the
[0044]
Further, the vehicle length can be measured by a combination with the vehicle-type sensor 1 attached to the center of the first gantry 6. Specifically, it is measured by the vehicle sensor 4 attached to the second gantry 7 at the timing when the vehicle sensor 1 attached to the center of the first gantry 6 detects the passage of the rear end of the vehicle. It is calculated from the horizontal distance Lc to the front of the vehicle (the horizontal distance between the vehicle shape sensor 4 and the front of the vehicle).
[0045]
The horizontal distance Lc is
Lc = L4 × sin θ4 The horizontal distance Lx between the vehicle sensor 1 attached to the center of the first gantry 6 and the vehicle sensor 4 attached to the center of the second gantry 7 is known. Therefore, the vehicle length can be calculated by vehicle length = Lx−Lc.
[0046]
Here, as described above, the laser beam emitted from the
[0047]
Thus, in the vehicle detection system of the above embodiment, the spot shape of the laser beam that scans in the direction perpendicular to the passing direction of the vehicle is elongated in the scanning direction, so the amount of reflected light reflected by the vehicle is received. It is possible to improve the position accuracy for detecting the passing object while ensuring the above. Thereby, the length (vehicle length) in the traveling direction of the vehicle can be measured with high accuracy.
[0048]
As the vehicle progresses, the laser beam emitted from the
[0049]
In addition, the measurement by laser car shape sensor may be affected by reflection of rain and snow, but the reflection by rain and snow is discontinuous in time and space, so the continuity at the measurement point is calculated. In addition, by removing discontinuous points, the influence of rain and snow can be suppressed, and the measurement accuracy can be further improved.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to measure the specifications of a vehicle passing through a road with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle measurement system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laser vehicle type sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a vehicle width, a vehicle height, and a vehicle length in a vehicle.
FIG. 4 is a diagram for explaining measurement of the shape of the upper surface of the vehicle.
FIG. 5 is a diagram showing the shape of a laser beam used for measuring the upper surface shape of a vehicle.
FIG. 6 is a diagram illustrating measurement of a side shape of a vehicle.
FIG. 7 is a diagram showing the shape of a laser beam used for measuring the side shape of a vehicle.
FIG. 8 is a diagram illustrating measurement of the shape of the front surface of the vehicle.
FIG. 9 is a diagram showing the shape of a laser beam used for measuring the shape of the front surface of the vehicle.
[Explanation of symbols]
1 to 4-laser vehicle type sensor 5-dimension measuring unit 6-first gantry 7-second gantry 10-control unit 11-laser diode 12-projecting lens 13-polygon mirror 15-encoder 21-receiving lens 22-photo Diode 27-time difference detector
Claims (2)
前記第1〜第3の発光部よりも車両の通過方向に所定距離離れた前記通過路の上方に取り付けられたレーザビームを出射する第4の発光部と、
前記第1〜第3の発光部毎にそれぞれ設けられ、出射されたレーザビームを車両の通過方向に対して垂直方向に走査する第1〜第3の走査部と、
前記第4の発光部から出射されたレーザビームを車両の通過方向に走査する第4の走査部と、
前記第1〜第4の走査部毎にそれぞれ設けられ、走査されたレーザビームの反射光を受光する第1〜第4の受光部と、を備えるとともに、
中央に位置する前記第1の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、前記第1の走査部によるレーザビームの走査方向に細長い形状であり、
両側に位置する前記第2、および第3の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、それぞれ前記第2、および第3の走査部によるレーザビームの走査方向に対して垂直方向に細長い形状であり、
前記第4の発光部から出射されるレーザビームのスポット形状は、前記第4の走査部によるレーザビームの走査方向に対して垂直方向に細長い形状であり、
前記第1の発光部から出射され、前記第1の受光部で受光されたレーザビームの反射光から前記通過路を通過している車両の有無を検出する車両検出部と、
前記第2、および第3の発光部から出射されたレーザビームの出射時刻、前記第2および第3の受光部における反射光の受光時刻、および前記第2および第3の走査部におけるレーザビームの走査角度を用いて、前記通過路を通過している車両の側面形状を計測するとともに、この車両の幅を算出する車幅算出部と、
前記第4の発光部から出射されたレーザビームの出射時刻、前記第4の受光部における反射光の受光時刻、および前記第4の走査部におけるレーザビームの走査角度を用いて、前記通過路を通過している車両前面の断面形状を計測するとともに、前記車両検出部により前記通過路を通過している車両の後端が検出されたタイミングにおいて、前記第4の発光部から出射されたレーザビームを用いて計測された車両前面までの距離から、前記通過路を通過している車両の長さを算出する車長算出部と、を備えた車両検出装置。 First to third light emitting units that emit laser beams arranged in the width direction of the passageway above the passageway through which the vehicle passes;
A fourth light emitting unit that emits a laser beam attached above the passage that is a predetermined distance away in the vehicle passing direction than the first to third light emitting units;
The first to provided third respectively for each emission of the first to third scanning unit for scanning in the vertical direction emitted laser beam with respect to the passing direction of vehicles,
A fourth scanning unit that scans the laser beam emitted from the fourth light emitting unit in the vehicle passing direction;
Provided with each of the first to fourth scanning units, and first to fourth light receiving units for receiving reflected light of the scanned laser beam, and
The laser beam spot shape that will be emitted from the first light-emitting portion located at the center is an elongated shape in the scanning direction of the laser beam by the first scanning unit,
Elongated in a direction perpendicular to the spot shape of the second, and the laser beam that will be emitted from the third light emitting part, the scanning direction of the laser beam by each of the second and third scan portion located on both sides And
The spot shape of the laser beam emitted from the fourth light emitting unit is a shape elongated in a direction perpendicular to the scanning direction of the laser beam by the fourth scanning unit,
Emitted from the first light emitting portion, and a vehicle detector for detecting the presence or absence of a vehicle passing through the passage from the reflected light of the laser beam received by the first light receiving portion,
The emission time of the laser beam emitted from the second and third light emitting units, the reception time of the reflected light in the second and third light receiving units, and the laser beam in the second and third scanning units A vehicle width calculation unit that measures the side shape of the vehicle passing through the passage using the scanning angle and calculates the width of the vehicle;
Using the emission time of the laser beam emitted from the fourth light emitting unit, the reception time of the reflected light in the fourth light receiving unit, and the scanning angle of the laser beam in the fourth scanning unit, The laser beam emitted from the fourth light emitting unit at the timing when the vehicle detecting unit detects the rear end of the vehicle passing through the passing path while measuring the cross-sectional shape of the front surface of the passing vehicle. A vehicle length calculation unit that calculates a length of a vehicle passing through the passage from a distance to the front surface of the vehicle measured using the vehicle detection device.
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