JP3830851B2

JP3830851B2 - トラフィックカウンタ

Info

Publication number: JP3830851B2
Application number: JP2002104770A
Authority: JP
Inventors: 博 ▲高▼橋
Original assignee: 株式会社システック
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP2003296876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面上を通過する車両における車速や車両長などの車両情報を検出するためのトラフィックカウンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、路面上を走行する自動車等の車両の長さ等車両情報を測定するためのトラフィックカウンタとして様々な方式のものが提案されており、例えば、車両のナンバープレートに記載された事項から車両長を判別する装置がある。この装置では、走行中の自動車に取り付けられたナンバープレートをビデオカメラで撮像し、当該ナンバープレートのイメージデータを取得するとともに、該イメージデータから自動車の種類及び用途による分類（例えば、貨物自動車、乗用車又は大型特殊自動車等の分類）番号を読み出し、その情報に基づいて車両長を決定している。
【０００３】
しかし、上記トラフィックカウンタは、車両自体を測定していないため、ナンバープレートの分類番号に基づいて車両長を間接的に特定しているのであって、正確な車両長測定は到底困難であるとともに、夜間や降雨時視界が悪いときにナンバープレートを正確に撮像することは困難であった。即ち、視界に極めて高く依存する上記トラフィックカウンタにおいては、刻々と環境が変化する路面上での車両の計測は困難となってしまうのである。
【０００４】
かかる事情に鑑みて、本出願人は、鋼材がある特定位置を通過する際に変動する地磁気を磁気センサにてアナログ信号波として検知すれば、おおよそ正弦波の波形として観測されるので、その鋼材の通過時間は出力された正弦波の１／２で求められるとともに、鋼材の速度をも求めることによって当該鋼材の長さが算出できることに着目し、磁気センサを路面下に埋め込んで、その上を通過する車両の長さを求めることができるトラフィックカウンタを提案するに至った。
【０００５】
その一方、路面下にセンサを埋め込んでしまうと、他の位置に移動させることが困難となってしまうため、センサ及びそれに付随する基板等を金属製の薄型箱体内に収容し、かかる箱体上を車両が通過すると、その車両長を計測し得るトラフィックカウンタも提案されている。尚、箱体内には１つの収容空間が形成されており、センサやそれに付随する基板等が同一収容空間内に一括して収容された状態となっていた。かかるトラフィックカウンタによれば、任意の位置に任意のタイミングで移動させることができるため、機動性に富むという効果がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トラフィックカウンタにおいては、単に金属製の薄型箱体内にセンサ等を収容したものであるため、箱体の強度を著しく高めなければならないため、製造コストが極めて高くなってしまうという不具合があった。即ち、箱体には、通過する車両の重量や車速による衝撃が直接付与されるため、大型トラックや高速の車両が通過することにより、当該箱体が変形し、内部に収容したセンサ等が破壊されてしまう虞があった。
【０００７】
また、箱体の強度を高めるべく、その材質を特殊な金属等高剛性のものとした場合、材料費が上昇し、製造コストが極めて悪化してしまうのである。更に、箱体に衝撃が加わった場合、内部に収容されたセンサなどが激しく振動し、導通不良や短絡など電気的不具合を生じてしまうという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、任意の位置に移動可能として機動性を向上させつつ、車両の通過による衝撃に十分耐えることができるトラフィックカウンタを安価に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車両が通行する路面上に載置可能な筐体部材と、該筐体部材内に所定間隔離間して配設された一対の磁気センサと、前記筐体部材内に配設され、前記磁気センサにより検出された磁気に基づき当該筐体部材上を通過する車両情報を算出する演算手段と、該磁気センサ及び演算手段に電力を供給する電池とを具備したトラフィックカウンタにおいて、前記筐体部材は、前記磁気センサ、演算手段及び電池の各周囲を画成して個別の収容空間を形成しつつ、その高さ方向に延設された壁部を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記壁部により囲まれて前記磁気センサ、演算手段及び電池をそれぞれ収容する収容空間に、弾性を有する樹脂を充填したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記筐体部材内に、演算手段で算出された車両情報を所定量記憶可能なメモリを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記筐体部材内に動作確認のための無線電波を発振する送信手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記筐体部材が、エンジニアリングプラスチックを成形して成ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るトラフィックカウンタは、自動車等路面上を走行する車両の速度を計測し、その計測値に基づいて車両長などの車両情報を算出するためのもので、図１及び図２に示すように、筐体部材１内に一対の磁気センサ２、複数の２次電池３、メイン基板４などを収容して構成されている。尚、図１は、筐体部材１に搭載されるべき各構成要素を示す分解斜視図であり、図２は、当該各構成要素を筐体部材１内に配設した状態を示す上面図である。
【００１５】
筐体部材１は、エンジニアリングプラスチック（所謂エンプラ）を成形して成るもので、車両が通行する路面上に載置可能とすべく薄型の箱状のもの（実施形態においては厚さが１５ｍｍ程度）である。かかるエンジニアリングプラスチックとは、耐熱性が１００℃以上、強度が４９．０ＭＰａ以上、曲げ弾性率が２．４ＧＰａ以上あるプラスチックのことをいい、例えば６ナイロン等の強化プラスチック素材を使用することができる。
【００１６】
磁気センサ２は、ＧＭＲ（Giant magnetoresistive head）センサやフラックスゲート磁気センサ、或いは磁気抵抗素子、超電導量子干渉素子、ホール素子を用いた磁気センサ等、周囲の磁気的変化に伴う電圧を生じさせて、アナログ的電気信号（アナログ信号）に変換するためのセンサである。かかる磁気センサ２は、筐体部材１の前後側面に対向して配置される基板上に形成されており、筐体部材１の前後（長手方向）に離間して当該筐体部材１内に配設されている。
【００１７】
上記一対の磁気センサ２には、それぞれ磁気バイアス手段５が接続されており、かかる磁気バイアス手段５により磁気センサ２に磁気的バイアスを印加可能とされている。即ち、磁気バイアス手段５は、磁気センサ２に磁界を印加するための磁石（不図示）を備えており、磁気センサ２の出力レベルを一定量嵩上げし得るよう構成されている。
【００１８】
また、各磁気センサ２の内側には、センサ基板６が配設されており、このセンサ基板６には、磁気センサ２で検出したアナログ信号を増幅するためのアンプ回路が形成されている。尚、かかるセンサ基板６は、磁気センサ２の基板及びメイン基板４とコード（不図示）にて電気的に接続されており、磁気センサ２で検出した信号がセンサ基板６を介してメイン基板４に伝達され得るよう構成されている。
【００１９】
メイン基板４には、図３で示すように、磁気センサ２で検出されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段７と、演算手段としてのＣＰＵ８と、該ＣＰＵ８で算出された車両情報を所定量記憶可能なメモリ９と、動作確認のための無線電波を発振する無線電波発振手段１０（送信手段）とが主に配設されている。このうち、ＣＰＵ８は、トラフィックカウンタ全体の制御を行うべく配設されたマイクロプロセッサから成り、各磁気センサ２により検出された磁気に基づき筐体部材１上を通過する車速や車両長さ（車両情報）を算出可能とされている。
【００２０】
２次電池３は、磁気センサ２やメイン基板４等に電力を供給すべき電源であり、筐体部材１の両側縁部に複数個ずつ配設されている。かかる２次電池３により、トラフィックカウンタが起動され、メイン基板４のＣＰＵ８にて一連の演算を行うことができるのである。尚、２次電池３とメイン基板４とは図示しないコードにて電気的に接続され、メイン基板４に電気が供給され得るよう構成されている。このように、筐体部材１内に電源としての２次電池３が搭載されるので、外部に配設された電源と接続するものに比べ、トラフィックカウンタの移動を容易とすることができ、機動性を更に向上させることができる。
【００２１】
メモリ９は、トラフィックカウンタの電源が切れてもデータが保存され得るＦ−ＲＯＭから成る。かかるメモリ９は、ＣＰＵ８で算出された車両情報を所定量記憶する他、後述する車両プロファイルデータＳ１及びＳ２を記憶し得るよう構成されている。尚、メモリ９は、電源が切れてもデータが保存できる観点からＦ−ＲＯＭの如き不揮発性のものが好ましい。
【００２２】
無線電波発振手段１０は、トラフィックカウンタが正常に動作しているときに筐体部材１の外部まで無線電波（例えばＦＭ電波など）を発振し得るもので、かかる電波を受信する受信手段を用いれば、トラフィックカウンタが動作しているか否か遠隔した場所から動作確認をすることができ、搭載する構成要素の故障を素早く認識することができる。尚、ここで発振される無線電波は、専らトラフィックカウンタ自体の動作確認のためのものである。
【００２３】
ここで、本実施形態に係るトラフィックカウンタの筐体部材１には、図１及び図２に示すように、複数の凹部１ａが形成されており、所定の各凹部１ａに磁気センサ２、２次電池３、及びメイン基板４等が嵌め込まれるようになっている。これら凹部１ａは、磁気センサ２、２次電池３及びメイン基板４等それぞれの周囲を画成する個別の収容空間を成し、その凹部１ａ周縁には、各構成要素の周囲を画成すべく高さ方向（筐体部材１の厚さ方向であるａ方向）に延設された壁部１ｂが形成されていることとなっている。
【００２４】
即ち、壁部１ｂは、搭載すべき構成要素の周囲を画成しつつ筐体部材１の上面まで延設されており、搭載する各構成要素の収容空間を区分けするとともに、筐体部材１の上下方向（図１におけるａ方向）に対する強度を向上させているのである。このように、壁部１ｂを筐体部材１の成形時に造り込むものとしているので、車両の通過による衝撃に十分耐えることができるトラフィックカウンタを安価に提供することができる。
【００２５】
また、メイン基板４等の各構成要素の収容空間である凹部１ａには、当該構成要素を配設した状態で、弾性を有する樹脂が充填されている。かかる樹脂の充填により、メイン基板４などの構成要素が樹脂モールドされることとなり、浸水や異物の浸入等を防止できるとともに、当該樹脂で衝撃を吸収することができるので、磁気センサ２やメイン基板４など構成要素に伝達される衝撃を抑制することができる。従って、磁気センサ２などの構成要素の故障率を低減させることができるとともに、トラフィックカウンタの寿命を向上させることができる。
【００２６】
そして、上記の如く弾性を有する樹脂で凹部１ａを埋めた後、上方を板状の蓋１１（図１参照）で覆うことにより本実施形態に係るトラフィックカウンタを得る。尚、図２中、符号１２は外部機器と接続して通信やモニタリングするためのコネクタを示しており、符号１３はトラフィックカウンタ全体のメインスイッチを示している。
【００２７】
上記の如く構成されたトラフィックカウンタによれば、図６に示すように、車両が通行する路面上に載置され、上部を通過する車両による地磁気の変化を一対の磁気センサ２にて検出することにより車両情報（本実施形態においては車速、車両長さ及び車両が通過した時間）を得ることができる。また、車両がトラフィックカウンタの上部を通過する際、壁部１ｂが上方からの荷重を効率的に受けるとともに、筐体部材１自体の弾性及び凹部１ａに充填された樹脂の弾性により、車両から及ぼされる衝撃を効率的に吸収することができる。
【００２８】
次に、上記構成のトラフィックカウンタによる車両情報の算出方法について説明する。まず、筐体部材１の前後に配設された一対の磁気センサ２上を車両が通過すると、それぞれの磁気センサ２からは、図４に示すような波形Ｓ１及びＳ２が出力される。尚、一方の波形Ｓ１は、筐体部材１の後ろ側に配設された磁気センサ２からのアナログ信号であり、他方の波形Ｓ２は、筐体部材１の前側に配設された磁気センサ２からのアナログ信号である。
【００２９】
上記の如く検出された２つのアナログ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換手段７にてディジタル信号に変換し、車両プロファイルデータＳ１及びＳ２としてメモリ９に記憶する。即ち、車両プロファイルデータＳ１及びＳ２は、磁気センサ２で取得した車両特有の出力電圧をディジタル情報として格納したものである。
【００３０】
しかる後に、車両プロファイルデータＳ１とＳ２とを比較して位相差時間を算出する。位相差時間の算出は、図５（ａ）に示すように、車両プロファイルデータＳ１の先頭アドレスのデータ（ｆ１）と車両プロファイルデータＳ２の先頭アドレスのデータ（ｒ１）とを比較する。同様に、先頭アドレスから続くアドレスのデータをそれぞれ比較し（ｆ２−ｒ２、ｆ３−ｒ３、ｆ４−ｒ４…）、各差分を累積加算して最初の位相差情報とする。
【００３１】
次に、同図（ｂ）に示すように、車両プロファイルデータＳ２の比較を開始するアドレスを移動させ、車両プロファイルデータＳ１及びＳ２の比較を行う。具体的には、車両プロファイルデータＳ１の先頭アドレスのデータ（ｆ１）と車両プロファイルデータＳ２の２番目のアドレスのデータ（ｒ２）を比較する。同様に、続くアドレスのデータをそれぞれ比較し（ｆ２−ｒ３、ｆ３−ｒ４、ｆ４−ｒ５…）、各差分を累積加算して２番目の位相差情報とする。
【００３２】
更に、同図（ｃ）に示すように、車両プロファイルデータＳ２の比較を開始するアドレスを移動させ、車両プロファイルデータＳ１及びＳ２の比較を行う。具体的には、車両プロファイルデータＳ１の先頭アドレスのデータ（ｆ１）と車両プロファイルデータＳ２の３番目のアドレスのデータ（ｒ３）を比較する。同様に、続くアドレスのデータをそれぞれ比較し（ｆ２−ｒ４、ｆ３−ｒ５、ｆ４−ｒ６…）、各差分を累積加算して３番目の位相差情報とする。
【００３３】
そして、ここまでに求めた位相差情報を比較し、位相差情報が最も小さい値の場合における読み出し開始アドレスの移動量に注目する。最も小さい位相差情報とされた値の後に取得された位相差情報の方が大きかった場合、正真正銘の最も小さな位相差情報を検出できたことになる。一対の磁気センサ２における波形の位相差時間は、最も小さな位相差情報を取得した時の車両プロファイルデータＳ２を比較を開始するアドレスの移動量に比例する。即ち、（Ａ／Ｄ変換手段７のサンプリング周波数）×（アドレスの移動量）なる演算式により、位相差時間が算出されるのである。
【００３４】
然るに、（一対の磁気センサ２の間隔）／（位相差時間）なる演算式により、車両の速度を算出することができる。具体的な数値を示すと、例えばサンプリング周波数が１ｍｓｅｃで、読み出し開始アドレスが１４４番地移動していた場合、磁気センサ２の間隔を２０ｃｍとすると、（０．０００２ｋｍ）／（（０．００１ｓｅｃ×１４４）／３６００）＝５ｋｍ／ｈとなる。
【００３５】
一方、磁気センサ２により検出されたアナログ信号としての波形Ｓ１、Ｓ２（図４参照）から基本周波数（ｆ）を抽出する。この基本周波数（ｆ）の抽出は、例えば車速に基づいた時間窓（サンプリング時間）を設定しておき、かかる時間窓内でアナログ信号波形をＦＦＴ処理で基本波成分を抽出することにより行われる。尚、設定される時間窓は、車速が速いときには狭く設定し、遅いときには広く設定するのが好ましい。
【００３６】
上記ＦＦＴ処理は、高調波を大量に含んだ波形から基本周波数成分及び高調波成分を定量的に抽出する周波数分析法であり、かかる処理により、車両が地磁気に与えた磁気変位としての基本周波数成分を抽出することができる。尚、かかるＦＦＴ処理に代えて、基本周波数成分を抽出するための他の種々方法を採用することができ、当該ＦＦＴ処理以外のフーリエ変換とすることができる。
【００３７】
しかして、基本周波数（ｆ）が抽出されれば、その逆数（１／ｆ）である基本波成分の周期（Ｔ）が分かり、この周期（Ｔ）と先に求めた車速とで車両長さ（Ｌ）を求めることができる。即ち、車両長さ（Ｌ）＝車速×Ｔ／２なる演算式で求めることができるのである。以上で、１台の車両長さを求める算出作業が終了し、かかる車両情報がメイン基板４に形成されたメモリ９に記憶される。以下に続く車両に対する車両情報も上記と同様の方法で算出され、逐次メモリ９に記憶される。
【００３８】
そして、所定期間の後、トラフィックカウンタを路面上から取り去り、コネクタ１２を介して外部のパソコン等と接続し、メモリ９内に格納された情報を当該パソコンに移し、道路交通情報として一括保持させることができる。即ち、かかるトラフィックカウンタが路面上に設置されている間に、当該路面上を如何なる時間に、如何なる大きさの車両（車両長さ）がどの位通過したのかといった道路交通情報を得ることができるのである。
【００３９】
以上、本実施形態に係るトラフィックカウンタについて説明したが、本発明はこれに限定されず、エンジニアリングプラスチックに代えて他の種類の強化プラスチックから成る筐体部材としてもよい。また、図７に示すように、筐体部材１の前後（車両の通過方向）にスロープＭを設け、車両通過に伴うトラフィックカウンタに対する衝撃を更に抑制するようにしてもよい。更に、筐体部材１の上面及びスロープＭの上面を１枚のシートで覆い、該シートの上面を周囲の路面と略同色とするようにすれば、走行する車両の運転手に違和感を与えることなく、道路交通情報を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、筐体部材内に磁気センサ、演算手段及び電池が配設されて路面上に載置可能とされているので、任意の位置に移動可能とされてトラフィックカウンタの機動性を向上させることができるとともに、筐体部材に壁部を設けることにより強度を向上させているので、車両の通過による衝撃に十分耐えることができるトラフィックカウンタを安価に提供できる。
【００４１】
請求項２の発明によれば、壁部により囲まれて磁気センサ、演算手段及び電池をそれぞれ収容する収容空間に、弾性を有する樹脂を充填したので、筐体部材上を車両が通過した際、当該樹脂で衝撃を吸収することができ、当該磁気センサなど構成要素に伝達される衝撃を抑制することができる。従って、磁気センサなどの構成要素の故障率を低減させることができるとともに、装置の寿命を向上させることができる。
【００４２】
請求項３の発明によれば、演算手段で算出された車両情報を所定量記憶可能なメモリを筐体部材内に配設しているので、筐体部材外へ情報を発信する必要がなく、当該メモリの記憶量の範囲内で車両情報を記憶して保持することができる。従って、筐体部材の内部で一連の車両情報を得るための作業を完結させることができ、トラフィックカウンタの機動性を更に向上させることができる。
【００４３】
請求項４の発明によれば、送信手段による無線電波の発振で動作確認ができるので、磁気センサ等が故障した場合、当該故障を早期に認識することができ、常に正確に車両情報を算出することができる。
【００４４】
請求項５の発明によれば、筐体部材がエンジニアリングプラスチックを成形して成るので、より十分に車両の通過による衝撃に耐えることができるとともに、壁部等を所望の位置及び形状で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタを示す分解斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタを示す上面図
【図３】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタにおけるメイン基板の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタにおける磁気センサが検出したアナログ波形を示すグラフ
【図５】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタにおける演算動作を示すための説明図
【図６】本発明の実施形態に係るトラフィックカウンタを路面上に載置した状態を示す模式図
【図７】本発明の他の実施形態に係るトラフィックカウンタを示す模式図
【符号の説明】
１…筐体部材
１ａ…凹部
１ｂ…壁部
２…磁気センサ
３…２次電池
４…メイン基板
５…磁気バイアス手段
６…センサ基板
７…Ａ／Ｄ変換手段
８…ＣＰＵ（演算手段）
９…メモリ
１０…無線電波発振手段
１１…蓋

Claims

車両が通行する路面上に載置可能な筐体部材と、
該筐体部材内に所定間隔離間して配設された一対の磁気センサと、
前記筐体部材内に配設され、前記磁気センサにより検出された磁気に基づき当該筐体部材上を通過する車両情報を算出する演算手段と、
該磁気センサ及び演算手段に電力を供給する電池と、
を具備したトラフィックカウンタにおいて、
前記筐体部材は、前記磁気センサ、演算手段及び電池の各周囲を画成して個別の収容空間を形成しつつ、その高さ方向に延設された壁部を有することを特徴とするトラフィックカウンタ。
前記壁部により囲まれて前記磁気センサ、演算手段及び電池をそれぞれ収容する収容空間に、弾性を有する樹脂を充填したことを特徴とする請求項１記載のトラフィックカウンタ。
前記筐体部材内に、演算手段で算出された車両情報を所定量記憶可能なメモリを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトラフィックカウンタ。
前記筐体部材内に動作確認のための無線電波を発振する送信手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のトラフィックカウンタ。
前記筐体部材は、エンジニアリングプラスチックを成形して成ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のトラフィックカウンタ。