JP4036119B2 - 車両検知装置および車両検知方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両通行路における通行車両を検出する車両検知装置に関し、例えば高速道路の出入口である料金所やＥＴＣブースを通過する通行車両を検出する車両検知装置、および車両検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速道路の出入口（インタチェンジ）において、通行券の受け取りや、通行料金の支払いのために通行車両を一時停止させることなく、通行券の発行や、通行料金の支払いを通行車両に搭載された端末機（車載機）との間で電子的に行うＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）が実用化されている。ＥＴ Ｃでは、ＥＴＣブースに進入してきた通行車両を検出するとともに、この通行車両の車種（普通車、大型車等）を判別する必要があり、ＥＴＣブースへの車両の進入検知機能、およびこの車両の車種を判別する判別機能を有する車両検知装置が設置されている。
【０００３】
従来の車両検知装置は、例えば特許文献１に記載されているように、ＥＴＣブースにつながる車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査し、その反射パルス光を検出することにより、車両通行路における車両を検知するとともに、この車両の車種を判別している。このとき、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。
【０００４】
車両通行路（レーザパルスの走査ライン上）に車両が存在しない場合、レーザパルスは路面で反射される。一方、車両通行路に車両が存在している場合、レーザパルスはこの車両の表面で反射される。レーザパルスを照射してから、その反射パルス光が検出されるまでの時間、所謂飛行時間、を検出することで、このレーザパルスが反射された位置（走査ポイント）が取得できる。走査ポイントは、車両通行路の幅方向の位置、およびその高さであり、飛行時間とレーザパルスの照射角度とから算出できる。
【０００５】
上記のように、車両検知装置は、車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査しているので、レーザパルス毎に走査ポイントを算出することで、車両通行路に車両等の物体が存在している場合、その物体の断面形状（走査ライン上の断面形状）を得ることができる。
【０００６】
従来の車両検知装置は、車両通行路の幅方向に対するレーザパルスの１走査において、予め定められた所定の高さｈよりも高かった走査ポイントの総数が予め定められた閾値以上であれば、車両通行路に車両が存在していると判定していた。また、走査ライン上の断面形状から車両通行路に存在している車両の車種を判別している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２６７６２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両検知装置は、上述のように、車両通行路の幅方向に対するレーザパルスの１走査において、予め定められた所定の高さｈよりも高かった走査ポイントの総数が予め定められた閾値以上であれば、車両通行路に車両が存在していると判定していたので、以下に示す問題があった。
【０００９】
（１）比較的細いアームにより車両本体から前方に突き出すように取り付けられている大型車のサイドミラーが走査ライン上に位置した場合、サイドミラーの上面だけでなく側面もレーザパルスの走査ポイント（反射位置）となり、また比較的高い位置に取り付けられているので、このサイドミラーで反射される走査ポイント数が多く、サイドミラーを通行車両であると誤判定する。その後、サイドミラーを車両本体に取り付けているアームがレーザパルスの走査ライン上に位置すると、このアームで反射される走査ポイント数が激減し、車両の通過が完了したと判定する。さらに、この後、大型車本体がレーザパルスの走査ライン上に位置すると、再び車両本体で反射される走査ポイント数が増加し、新たな車両として検知する。このように、従来の車両検知装置では、大型車を１台の車両ではなく、２台の車両として誤検知するという問題があった。
【００１０】
（２）牽引車両に牽引部材で被牽引車両を連結している場合、牽引車両が車両として判定された後、牽引部材がレーザパルスの走査ラインに位置したときに車両に通行が完了したと判定する。この後、被牽引車両がレーザパルスの走査ラインに位置すると、被牽引車両を新たな車両として検知する。したがって、牽引車両と被牽引車両とを２台の車両として誤検知してしまうという問題があった。
【００１１】
なお、高速道路では、牽引車両と被牽引車両とを１台の車両として通行を許可するので、ＥＴＣブースに進入してきた牽引車両と被牽引車両とを１台の車両として検知する必要がある。
【００１２】
（３）また、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、車両以外の物体により、走査ポイントが所定の高さｈよりも高くなって、車両が存在していると判定したり、車両が走査ラインを通過後も車両がまだ通過中であると判定する（通過完了の検知が遅れる）という問題があった。
【００１３】
上述の問題は、車両通行路を通行する車両の種類が大型車、普通車、牽引車 （被牽引車を含む）等、種々のタイプの車両を１つの条件で検知していることが原因である。
【００１４】
この発明の目的は、車両のタイプに合わせて通行車両を検知することにより、車両通行路における通行車両の検知精度を向上させた車両検知装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の車両検知装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１６】
（１）車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査する走査手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向に走査したレーザパルスの反射を検出する反射検出手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査した走査タイミングと、上記反射検出手段が車両通行路の幅方向に走査されたレーザパルスの反射を検出した検出タイミングと、の時間差である飛行時間から、レーザパルス毎に反射位置である走査ポイントを算出する走査ポイント算出手段と、
段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応づけた車両検知開始条件を記憶する記憶手段と、
上記段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、上記走査ポイント算出手段により算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶手段に記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば、車両が車両通行路に存在していると判定する判定手段と、を備えている。
【００１７】
この構成では、走査手段がレーザパルスを車両通行路の幅方向に走査し、その反射を反射検出手段が検出する。このとき、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。走査ポイント算出手段が、走査手段が車両通行路の幅方向に走査した各レーザパルスの反射位置である走査ポイントを算出する。ここで算出される走査ポイントは、車両通行路の幅方向の位置、およびその高さである。判定手段が、上記段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、上記走査ポイント算出手段により算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶手段に記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば、車両が車両通行路に存在していると判定する。
【００１８】
なお、走査ポイント数が閾値未満でない場合に、走査ポイント数が閾値を超えていると判定させてもよいし、また走査ポイント数が閾値以下でない場合に、走査ポイント数が閾値を超えていると判定させてもよい。走査ポイント数が閾値と同じであった場合については、適宜設定すればよい。
【００１９】
このように、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を設定したことで、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができるので、車両の検知精度を向上させられる。例えば、走査ポイントが高くなるにつれて、走査ポイント数の閾値を大きくすることにより、比較的高い位置にある物体、例えば大型車のサイドミラー、を車両として検知するのを抑えられる。これにより、大型車を１台の車両ではなく、２台の車両として誤検知するのを抑えることでき、車両検知精度の向上が図れる。
【００２０】
（２）上記走査ポイント算出手段が算出したレーザパルス毎の走査ポイントに基いて、レーザパルスの走査ラインにおける走査ポイントの変化パターンを生成し、この変化パターンから車両通行路に存在している車両の車種を判別する車種判別手段を備えている。
【００２１】
この構成では、レーザパルスの走査ラインにおける走査ポイントの変化パターンを生成することにより、走査ライン上に存在している車両（物体）の断面形状を取得し、この断面形状から車種を判別する。
【００２２】
（３）上記記憶手段は、さらに車種毎に車両の通過完了を判定する通過完了条件を記憶し、
上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足している場合に、車両が通過したと判定する通過完了判定手段を備えている。
【００２３】
この構成では、車種毎に通過完了条件を設定しているので、例えば牽引車と被牽引車とを連結している牽引部材がレーザパルスの走査ラインに位置しているときに、車両通行完了と判定されない条件を設定することで、牽引車と被牽引車とを１台の車両として検知できるので、車両検知精度の向上が図れる。
【００２４】
（４）上記通過完了条件には、車種毎に車両通行路の幅方向における判定エリアが含まれており、
通過完了判定手段は、上記判定エリア内で、上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足しているかどうかを判定する。
【００２５】
この構成では、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けにくいエリアを判定エリアとすることにより、車両が走査ラインを通過後も車両がまだ通過中であると判定する、通過完了の判定ミスや検知遅れを防止できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態である車両検知装置について説明する。
【００２９】
図１は、この発明の実施形態である車両検知装置の設置例を示す図である。図１において、１がこの発明の実施形態である車両検知装置である。車両検知装置１は、路側帯に設置されたポール２の上方に取り付けられている。車両検知装置１は、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に走査し、その反射を検出するように取り付けられている。レーザパルスによる走査範囲（走査ライン）は車両通行路３の道路幅より広くするのが好ましい。
【００３０】
なお、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。また、ここでは車両検知装置１は、路側帯に設置されたポール２に取り付けた例を示しているが、車両通行路３にまたがるように設置されたガントリ（門型柱）に取り付け、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に走査し、その反射を検出するように構成してもよい。
【００３１】
図２は、この発明の実施形態である車両検知装置の構成を示すブロック図である。図２において、１１は装置本体の動作を制御する制御部である。１２は車両通行路３を幅方向に走査するレーザパルス（パルスレーザ光）を出力するレーザダイオード（以下ＬＤ１２と言う。）、１３はＬＤ１２の発光を制御するＬＤドライバ、１４は投光レンズである。ＬＤドライバ１３は、ＬＤ１２を所定の周期でパルス発光させる。
【００３２】
１５はＬＤ１２から出力されたレーザパルスを車両通行路３の幅方向に走査するためのポリゴンミラーである。このポリゴンミラー１５は、図示していないモータに回転自在に取り付けられている。１６は、ポリゴンミラー１５が取り付けられているモータを回転させるモータドライバであり、１７はポリゴンミラー１５の回転角度、すなわち車両通行路３におけるレーザパルスの照射角度、を検出するためのエンコーダである。
【００３３】
１８はＬＤドライバ１３がＬＤ１２に供給している駆動電流をモニタするモニタ回路であり、１９はモニタ回路１８でモニタしているＬＤ１２の駆動電流に基づいてＬＤ１２の発光タイミングに応じたスタート信号を出力するスタート信号発生回路である。また、２０はＬＤ１２から出力されたレーザパルスの反射光を受光する受光素子である。２１は受光レンズ、２２は光学フィルタ、２３は反射光を受光素子２０に導くための反射ミラーである。
【００３４】
なお、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスは、反射ミラー２３で反射されることなくポリゴンミラー１５に照射される。
【００３５】
２４は受光素子２０の出力電流をＩ／Ｖ変換（電流→電圧変換）するＩ／Ｖ変換回路であり、２５はＩ／Ｖ変換回路２４の出力を増幅するアンプであり、２６はアンプ２５の出力に基づいて反射光の受光タイミングに応じたストップ信号を出力するストップ信号発生回路である。
【００３６】
２７はスタート信号発生回路１９から入力されたスタート信号と、ストップ信号発生回路２６から入力されたストップ信号とに基づいて、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスの飛行時間を検出する時間差検出回路である。ここで言う飛行時間とは、ＬＤ１２からレーザパルスが出力されてから、受光素子２０でその反射光が受光されるまでの時間である。すなわち、スタート信号とストップ信号との時間差である。ＬＤ１２から出力されたレーザパルスを反射した物体までの距離がこの飛行時間から得られる。２８は時間差検出回路２７で検出された飛行時間をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、２９はこのディジタル信号を処理して車両通行路３を走行している車両の有無や、走行している車両の車種を判定するディジタル処理部である。３０は、光学窓である。
【００３７】
また、この実施形態の車両検知装置１は、後述する車両検知開始条件、および車両検知完了条件（この発明で言う通過完了条件）を制御部１１に設けられたメモリ等の記憶媒体に記憶している。また、車両検知装置は、図示していない出力部を備え、この出力部からＥＴＣ等の外部装置に対して通行車両が走査ラインを通過した車両ごとに車種情報も通知する。
【００３８】
次に、この実施形態の車両検知装置１の動作について説明する。図３は、車両検知装置の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
なお、以下の説明では車種をバイク・普通車・大型車の３種類として説明するが、本願発明をこれに限定するものではない。
【００４０】
車両検知装置１は、ポリゴンミラー１５を回転させて、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスで車両通行路３を幅方向に繰り返し走査している。車両検知装置１は、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に１走査する毎に、各レーザパルスの反射位置である走査ポイントを算出し（ｓ１）、１走査における断面形状データを生成する（ｓ２）。走査ポイントは、レーザパルスがＬＤ１２から照射されたタイミングと、受光素子２０でこのレーザパルスの反射が検出されたタイミングとの時間差（飛行時間）から得られる距離と、このレーザパルスの車両通行路３に対する照射角から算出できる。飛行時間は、スタート信号発生回路１９で発生されたスタート信号と、ストップ信号発生回路２６で発生されたストップ信号との時間差であり、時間差検出回路２７で検出されている。また、レーザパルスの車両通行路３に対する照射角は、エンコーダ１７により検出されている。
【００４１】
例えば、図４（Ａ）に示すように車両通行路３の走査ライン上に車両が存在しない場合、ｓ１で算出される各レーザパルスの走査ポイントは路面となり、図４（Ｂ）に示す断面形状データが生成される。また、図５（Ａ）に示すように車両通行路３の走査ライン上に車両が存在している場合、ｓ１で算出される各レーザパルスの走査ポイントは路面、および車両となり、図５（Ｂ）に示す断面形状データが生成される。
【００４２】
なお、図４、図５に示す点が走査ポイントである。
【００４３】
車両検知装置１は、現在の状態が車両検知中であるかどうかを判定する（ｓ３）。ここで言う、車両検知中とは、車両通行路３の走査ライン上に車両が存在していると判定されてから、この車両が車両通行路３の走査ライン上を通過したと判定されるまでの期間である。これに対して車両が無いときは車両未検知中である。
【００４４】
車両検知装置１は、ｓ３で車両検知中でないと判定すると、今回の１走査で得られた各レーザパルスの走査ポイントが車両検知開始条件を満足するかどうかを判定する（ｓ４）。車両検知開始条件は、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応付けたものである。ここでは、走査ポイントの高さを、路面からＨon1、Ｈon1〜Ｈon2、Ｈon2〜Ｈon3、Ｈon3〜Ｈon4、Ｈon4以上の、５つに区分しており、各区分に対して走査ポイント数の閾値を対応付けている（図６参照）。
【００４５】
Ｈon1は、その高さ以下である車両が殆ど存在しない高さである。Ｈon1は、例えば５０ｃｍである。路面からＨon1の区分に対する走査ポイント数の閾値は、無限大である。したがって、Ｈon1以下であ る走査ポイントの総数がいくつあっても、車両検知装置１は車両検知開始条件を満足しないと判定する。また、Ｈon1〜Ｈon2は、普通車のボンネットの高さである。Ｈon2は、例えば８０ｃｍである。Ｈon1〜Ｈon2の区分については、一般的なサイズ（車幅）の普通車のボンネットが走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ａが設定されている。Ｈon1〜Ｈon2であった走査ポイントの総数が閾値Ａ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。
【００４６】
また、Ｈon2〜Ｈon3は、バイクの高さ（乗車している人を含む）である。Ｈon3は、例えば１７０ｃｍである。Ｈon2〜Ｈon3の区分については、一般的なサイズのバイクが走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｂが設定されている。Ｈon2〜Ｈon3であった走査ポイントの総数が閾値Ｂ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。バイクの幅は、普通車の幅に比べると１／３〜１／４程度であるので、この閾値Ｂは閾値Ａの１／３〜１／４である。
【００４７】
また、Ｈon3〜Ｈon4は、車高が比較的高い乗用車の高さである。Ｈon4は、例えば２２０ｃｍである。Ｈon3〜Ｈon4は、車高が比較的高い乗用車を検知するための区分であり、この区分に相当するサイズの乗用車が走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｃが設定されている。Ｈon3〜Ｈon4であった走査ポイントの総数が閾値Ｃ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。Ｈon4以上の区分は、さらに車高が高いトラック等の大型車を検知するため区分であり、この区分に相当するサイズの大型が走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｄが設定されている。Ｈon4以上であった走査ポイントの総数が閾値Ｄ以上 あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。
【００４８】
閾値Ａ〜閾値Ｄの大小関係は、
閾値Ｂ＜閾値Ａ＜閾値Ｃ＜閾値Ｄ
である。このように設定している理由は、レーザパルスの走査ポイントとなる物体の位置が高くなるにつれて、隣り合う走査ポイントの間隔が狭くなるため、閾値を大きくすることにより、大型車のサイドミラー等を車両として判定しないように設定するためである。また、閾値Ｂを小さくしているのは、バイクを検知するためである。
【００４９】
このように、この実施形態の車両検知装置１は、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、車両検知開始条件（走査ポイント数の閾値）を異ならせているので、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができる。
【００５０】
ｓ４では、車両検知装置１は、段階的に区分された走査ポイントの高さのいずれかにおいて、車両検知開始条件を満足しているかどうかを判定している。
【００５１】
車両検知装置１は、ｓ４で車両検知条件を満足していないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。一方、ｓ４で車両検知条件を満足していると判定すると、現在の状態を車両検知中に変更し（ｓ５）、ｓ２で生成した断面形状データから車高値、および車幅値を取得し、記憶する（ｓ６）。ｓ６で取得する車高値、および車幅値は、図５に示す断面形状データの高さ、およびその幅である。車両検知装置１は、ｓ６の処理を完了すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。
【００５２】
次に、ｓ３で車両検知中であると判定した場合の動作について説明する。車両検知装置１は、ｓ３で車両検知中であると判定すると、今回の１走査で得られた各レーザパルスの走査ポイントが車両検知開始条件を満足するかどうかを判定する（ｓ７）。ｓ７にかかる処理は、上記ｓ４にかかる処理と同様の処理である。ｓ７で、車両検知開始条件を満たすと判定すると、ｓ２で生成した断面形状データから車高値、および車幅値を取得し（ｓ８）、既に記憶している車高値、車幅値を更新する（ｓ９）。ｓ８にかかる処理は上記ｓ６と同じ処理である。また、ｓ９にかかる処理は、車高値、および車幅値のそれぞれについて、現在記憶している値、今回ｓ８で取得した値とを比較し、その値が大きい方を新たな車高値、および車幅値として記憶する処理である。車両検知装置１は、ｓ９にかかる処理を完了すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。
【００５３】
また、車両検知装置１は、ｓ７で車両検知開始条件を満足していないと判定すると、この時点で記憶している車高値、および車幅値に基いて、車種を判別する（ｓ１０、ｓ１１）。ｓ１０、ｓ１１ではバイク、普通車、大型車のいずれであるかを判別する。
【００５４】
ここでバイクと判別した場合、このバイクについて車両通行路３の走査ライン上の通過を完了したと判定し、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００５５】
また、車両検知装置は普通車であると判定すると、普通車について設定されている車両検知完了条件を満足するかどうかを判定する（ｓ１１）。普通車の車両検知完了条件は、図７に示すように車幅の中心を含む、車幅の略１／２程度の範囲（この発明で言う判定エリア）において、その高さがＨoff1であった走査ポイントの総数が閾値ｘ未満であれば、車両検知完了条件を満足すると判定する。例えば、Ｈoff1は、１０ｃｍ〜１５ｃｍ程度とすれば良い。
【００５６】
この閾値ｘは、車両検知中の車両に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時にこの牽引部材に照射される走査ポイント数以下になるように設定している。したがって、車両検知中の車両に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時、車両検知完了条件を満足すると判定されない。また、普通車において、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けやすい、車両両側については判定エリアから外しているので、これらの影響を受けることなく、この普通車が車両通行路３の走査ライン上の通過を完了したかどうかを精度良く判定することができ、通過完了の検知の遅れが抑えられる。
【００５７】
車両検知装置１は、ｓ１３で車両検知完了条件を満足しないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。反対に、ｓ１３で車両検知完了条件を満足すると判定すると、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００５８】
また、車両検知装置は大型車であると判定すると、大型車について設定されている車両検知完了条件を満足するかどうかを判定する（ｓ１４）。大型車の車両検知完了条件は、図８に示すように車幅の全体において、その高さがＨoff2であった走査ポイントの総数が閾値ｙ未満であれば、車両検知終了条件を満足すると判定する。Ｈoff2は、大型車の牽引棒の高さ以下でＨoff1以上とすれば良い。例えば、Ｈoff2は、３０ｃｍ〜４０ｃｍ程度とすれば良い。
【００５９】
この閾値ｙは、車両検知中の大型車に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時にこの牽引部材に照射される走査ポイント数以下になるように設定されている。したがって、車両検知中の大型車に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時に、車両検知完了条件を満足すると判定しない。
【００６０】
車両検知装置１は、ｓ１４で車両検知完了条件を満足しないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。反対に、ｓ１４で車両検知完了条件を満足すると判定すると、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００６１】
このように、この実施形態の車両検知装置１は、車両検知開始条件を走査ポイントの高さを段階的に区分し、区分した走査ポイントの高さ毎に走査ポイント数の閾値を設定したので、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができる。例えば、比較的細いアームにより車両本体から前方に突き出すように取り付けられている大型車のサイドミラーが走査ライン上に位置した場合にこのサイドミラーを通行車両であると判定しないので、その後、サイドミラーを車両本体に取り付けているアームがレーザパルスの走査ライン上に位置しても、車両の通過が完了したと判定しない。そして、その後大型車本体がレーザパルスの走査ライン上に位置すると、車両として検知開始するので、大型車を１台の車両として検知することができる。
【００６２】
また、車種毎に車両検知完了条件を設定したので、牽引車両と被牽引車両とを、１台の車両として検出することができ、車両の検知精度の一層の向上が図れる。
【００６３】
さらに、車両検知完了条件を判定する判定エリアを設けたので、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けることがなく、通過完了の検知の遅れが抑えられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両検知開始条件を走査ポイントの高さを段階的に区分し、区分した走査ポイントの高さ毎に走査ポイント数の閾値を設定したので、車両の車高、車幅等に応じて車両検知を行うことができ、車両検知の精度を向上させられる。
【００６５】
また、車種毎に通過完了条件を設定したので、車種に応じた通過完了判定が行え、車両に通過完了の検知精度も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である車両検知装置の設置例を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である車両検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施形態である車両検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】走査ポイントの変化を説明する図である。
【図５】走査ポイントの変化を説明する図である。
【図６】車両検知開始条件を説明する図である。
【図７】普通車について車両検知終了条件を説明する図である。
【図８】大型車について車両検知終了条件を説明する図である。
【符号の説明】
１−車両検知装置
２−ポール
３−車両通行路
１１−制御部
１２−ＬＤ
１３−ＬＤドライバ
１５−ポリゴンミラー
１７−エンコーダ
１９−スタート信号発生回路
２０−受光素子
２６−ストップ信号発生回路
２７−時間差検出回路
２９−ディジタル処理部
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両通行路における通行車両を検出する車両検知装置に関し、例えば高速道路の出入口である料金所やＥＴＣブースを通過する通行車両を検出する車両検知装置、および車両検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速道路の出入口（インタチェンジ）において、通行券の受け取りや、通行料金の支払いのために通行車両を一時停止させることなく、通行券の発行や、通行料金の支払いを通行車両に搭載された端末機（車載機）との間で電子的に行うＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）が実用化されている。ＥＴ Ｃでは、ＥＴＣブースに進入してきた通行車両を検出するとともに、この通行車両の車種（普通車、大型車等）を判別する必要があり、ＥＴＣブースへの車両の進入検知機能、およびこの車両の車種を判別する判別機能を有する車両検知装置が設置されている。
【０００３】
従来の車両検知装置は、例えば特許文献１に記載されているように、ＥＴＣブースにつながる車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査し、その反射パルス光を検出することにより、車両通行路における車両を検知するとともに、この車両の車種を判別している。このとき、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。
【０００４】
車両通行路（レーザパルスの走査ライン上）に車両が存在しない場合、レーザパルスは路面で反射される。一方、車両通行路に車両が存在している場合、レーザパルスはこの車両の表面で反射される。レーザパルスを照射してから、その反射パルス光が検出されるまでの時間、所謂飛行時間、を検出することで、このレーザパルスが反射された位置（走査ポイント）が取得できる。走査ポイントは、車両通行路の幅方向の位置、およびその高さであり、飛行時間とレーザパルスの照射角度とから算出できる。
【０００５】
上記のように、車両検知装置は、車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査しているので、レーザパルス毎に走査ポイントを算出することで、車両通行路に車両等の物体が存在している場合、その物体の断面形状（走査ライン上の断面形状）を得ることができる。
【０００６】
従来の車両検知装置は、車両通行路の幅方向に対するレーザパルスの１走査において、予め定められた所定の高さｈよりも高かった走査ポイントの総数が予め定められた閾値以上であれば、車両通行路に車両が存在していると判定していた。また、走査ライン上の断面形状から車両通行路に存在している車両の車種を判別している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２６７６２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両検知装置は、上述のように、車両通行路の幅方向に対するレーザパルスの１走査において、予め定められた所定の高さｈよりも高かった走査ポイントの総数が予め定められた閾値以上であれば、車両通行路に車両が存在していると判定していたので、以下に示す問題があった。
【０００９】
（１）比較的細いアームにより車両本体から前方に突き出すように取り付けられている大型車のサイドミラーが走査ライン上に位置した場合、サイドミラーの上面だけでなく側面もレーザパルスの走査ポイント（反射位置）となり、また比較的高い位置に取り付けられているので、このサイドミラーで反射される走査ポイント数が多く、サイドミラーを通行車両であると誤判定する。その後、サイドミラーを車両本体に取り付けているアームがレーザパルスの走査ライン上に位置すると、このアームで反射される走査ポイント数が激減し、車両の通過が完了したと判定する。さらに、この後、大型車本体がレーザパルスの走査ライン上に位置すると、再び車両本体で反射される走査ポイント数が増加し、新たな車両として検知する。このように、従来の車両検知装置では、大型車を１台の車両ではなく、２台の車両として誤検知するという問題があった。
【００１０】
（２）牽引車両に牽引部材で被牽引車両を連結している場合、牽引車両が車両として判定された後、牽引部材がレーザパルスの走査ラインに位置したときに車両に通行が完了したと判定する。この後、被牽引車両がレーザパルスの走査ラインに位置すると、被牽引車両を新たな車両として検知する。したがって、牽引車両と被牽引車両とを２台の車両として誤検知してしまうという問題があった。
【００１１】
なお、高速道路では、牽引車両と被牽引車両とを１台の車両として通行を許可するので、ＥＴＣブースに進入してきた牽引車両と被牽引車両とを１台の車両として検知する必要がある。
【００１２】
（３）また、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、車両以外の物体により、走査ポイントが所定の高さｈよりも高くなって、車両が存在していると判定したり、車両が走査ラインを通過後も車両がまだ通過中であると判定する（通過完了の検知が遅れる）という問題があった。
【００１３】
上述の問題は、車両通行路を通行する車両の種類が大型車、普通車、牽引車 （被牽引車を含む）等、種々のタイプの車両を１つの条件で検知していることが原因である。
【００１４】
この発明の目的は、車両のタイプに合わせて通行車両を検知することにより、車両通行路における通行車両の検知精度を向上させた車両検知装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の車両検知装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１６】
（１）車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査する走査手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向に走査したレーザパルスの反射を検出する反射検出手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査した走査タイミングと、上記反射検出手段が車両通行路の幅方向に走査されたレーザパルスの反射を検出した検出タイミングと、の時間差である飛行時間から、レーザパルス毎に反射位置である走査ポイントを算出する走査ポイント算出手段と、
段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応づけた車両検知開始条件を記憶する記憶手段と、
上記段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、上記走査ポイント算出手段により算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶手段に記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば、車両が車両通行路に存在していると判定する判定手段と、を備えている。
【００１７】
この構成では、走査手段がレーザパルスを車両通行路の幅方向に走査し、その反射を反射検出手段が検出する。このとき、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。走査ポイント算出手段が、走査手段が車両通行路の幅方向に走査した各レーザパルスの反射位置である走査ポイントを算出する。ここで算出される走査ポイントは、車両通行路の幅方向の位置、およびその高さである。判定手段が、上記段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、上記走査ポイント算出手段により算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶手段に記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば、車両が車両通行路に存在していると判定する。
【００１８】
なお、走査ポイント数が閾値未満でない場合に、走査ポイント数が閾値を超えていると判定させてもよいし、また走査ポイント数が閾値以下でない場合に、走査ポイント数が閾値を超えていると判定させてもよい。走査ポイント数が閾値と同じであった場合については、適宜設定すればよい。
【００１９】
このように、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を設定したことで、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができるので、車両の検知精度を向上させられる。例えば、走査ポイントが高くなるにつれて、走査ポイント数の閾値を大きくすることにより、比較的高い位置にある物体、例えば大型車のサイドミラー、を車両として検知するのを抑えられる。これにより、大型車を１台の車両ではなく、２台の車両として誤検知するのを抑えることでき、車両検知精度の向上が図れる。
【００２０】
（２）上記走査ポイント算出手段が算出したレーザパルス毎の走査ポイントに基いて、レーザパルスの走査ラインにおける走査ポイントの変化パターンを生成し、この変化パターンから車両通行路に存在している車両の車種を判別する車種判別手段を備えている。
【００２１】
この構成では、レーザパルスの走査ラインにおける走査ポイントの変化パターンを生成することにより、走査ライン上に存在している車両（物体）の断面形状を取得し、この断面形状から車種を判別する。
【００２２】
（３）上記記憶手段は、さらに車種毎に車両の通過完了を判定する通過完了条件を記憶し、
上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足している場合に、車両が通過したと判定する通過完了判定手段を備えている。
【００２３】
この構成では、車種毎に通過完了条件を設定しているので、例えば牽引車と被牽引車とを連結している牽引部材がレーザパルスの走査ラインに位置しているときに、車両通行完了と判定されない条件を設定することで、牽引車と被牽引車とを１台の車両として検知できるので、車両検知精度の向上が図れる。
【００２４】
（４）上記通過完了条件には、車種毎に車両通行路の幅方向における判定エリアが含まれており、
通過完了判定手段は、上記判定エリア内で、上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足しているかどうかを判定する。
【００２５】
この構成では、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けにくいエリアを判定エリアとすることにより、車両が走査ラインを通過後も車両がまだ通過中であると判定する、通過完了の判定ミスや検知遅れを防止できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態である車両検知装置について説明する。
【００２９】
図１は、この発明の実施形態である車両検知装置の設置例を示す図である。図１において、１がこの発明の実施形態である車両検知装置である。車両検知装置１は、路側帯に設置されたポール２の上方に取り付けられている。車両検知装置１は、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に走査し、その反射を検出するように取り付けられている。レーザパルスによる走査範囲（走査ライン）は車両通行路３の道路幅より広くするのが好ましい。
【００３０】
なお、上記レーザパルスは、車両通行路における車両の進行方向に対して略垂直な方向に走査されている。また、ここでは車両検知装置１は、路側帯に設置されたポール２に取り付けた例を示しているが、車両通行路３にまたがるように設置されたガントリ（門型柱）に取り付け、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に走査し、その反射を検出するように構成してもよい。
【００３１】
図２は、この発明の実施形態である車両検知装置の構成を示すブロック図である。図２において、１１は装置本体の動作を制御する制御部である。１２は車両通行路３を幅方向に走査するレーザパルス（パルスレーザ光）を出力するレーザダイオード（以下ＬＤ１２と言う。）、１３はＬＤ１２の発光を制御するＬＤドライバ、１４は投光レンズである。ＬＤドライバ１３は、ＬＤ１２を所定の周期でパルス発光させる。
【００３２】
１５はＬＤ１２から出力されたレーザパルスを車両通行路３の幅方向に走査するためのポリゴンミラーである。このポリゴンミラー１５は、図示していないモータに回転自在に取り付けられている。１６は、ポリゴンミラー１５が取り付けられているモータを回転させるモータドライバであり、１７はポリゴンミラー１５の回転角度、すなわち車両通行路３におけるレーザパルスの照射角度、を検出するためのエンコーダである。
【００３３】
１８はＬＤドライバ１３がＬＤ１２に供給している駆動電流をモニタするモニタ回路であり、１９はモニタ回路１８でモニタしているＬＤ１２の駆動電流に基づいてＬＤ１２の発光タイミングに応じたスタート信号を出力するスタート信号発生回路である。また、２０はＬＤ１２から出力されたレーザパルスの反射光を受光する受光素子である。２１は受光レンズ、２２は光学フィルタ、２３は反射光を受光素子２０に導くための反射ミラーである。
【００３４】
なお、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスは、反射ミラー２３で反射されることなくポリゴンミラー１５に照射される。
【００３５】
２４は受光素子２０の出力電流をＩ／Ｖ変換（電流→電圧変換）するＩ／Ｖ変換回路であり、２５はＩ／Ｖ変換回路２４の出力を増幅するアンプであり、２６はアンプ２５の出力に基づいて反射光の受光タイミングに応じたストップ信号を出力するストップ信号発生回路である。
【００３６】
２７はスタート信号発生回路１９から入力されたスタート信号と、ストップ信号発生回路２６から入力されたストップ信号とに基づいて、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスの飛行時間を検出する時間差検出回路である。ここで言う飛行時間とは、ＬＤ１２からレーザパルスが出力されてから、受光素子２０でその反射光が受光されるまでの時間である。すなわち、スタート信号とストップ信号との時間差である。ＬＤ１２から出力されたレーザパルスを反射した物体までの距離がこの飛行時間から得られる。２８は時間差検出回路２７で検出された飛行時間をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、２９はこのディジタル信号を処理して車両通行路３を走行している車両の有無や、走行している車両の車種を判定するディジタル処理部である。３０は、光学窓である。
【００３７】
また、この実施形態の車両検知装置１は、後述する車両検知開始条件、および車両検知完了条件（この発明で言う通過完了条件）を制御部１１に設けられたメモリ等の記憶媒体に記憶している。また、車両検知装置は、図示していない出力部を備え、この出力部からＥＴＣ等の外部装置に対して通行車両が走査ラインを通過した車両ごとに車種情報も通知する。
【００３８】
次に、この実施形態の車両検知装置１の動作について説明する。図３は、車両検知装置の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
なお、以下の説明では車種をバイク・普通車・大型車の３種類として説明するが、本願発明をこれに限定するものではない。
【００４０】
車両検知装置１は、ポリゴンミラー１５を回転させて、ＬＤ１２から出力されたレーザパルスで車両通行路３を幅方向に繰り返し走査している。車両検知装置１は、レーザパルスで車両通行路３を幅方向に１走査する毎に、各レーザパルスの反射位置である走査ポイントを算出し（ｓ１）、１走査における断面形状データを生成する（ｓ２）。走査ポイントは、レーザパルスがＬＤ１２から照射されたタイミングと、受光素子２０でこのレーザパルスの反射が検出されたタイミングとの時間差（飛行時間）から得られる距離と、このレーザパルスの車両通行路３に対する照射角から算出できる。飛行時間は、スタート信号発生回路１９で発生されたスタート信号と、ストップ信号発生回路２６で発生されたストップ信号との時間差であり、時間差検出回路２７で検出されている。また、レーザパルスの車両通行路３に対する照射角は、エンコーダ１７により検出されている。
【００４１】
例えば、図４（Ａ）に示すように車両通行路３の走査ライン上に車両が存在しない場合、ｓ１で算出される各レーザパルスの走査ポイントは路面となり、図４（Ｂ）に示す断面形状データが生成される。また、図５（Ａ）に示すように車両通行路３の走査ライン上に車両が存在している場合、ｓ１で算出される各レーザパルスの走査ポイントは路面、および車両となり、図５（Ｂ）に示す断面形状データが生成される。
【００４２】
なお、図４、図５に示す点が走査ポイントである。
【００４３】
車両検知装置１は、現在の状態が車両検知中であるかどうかを判定する（ｓ３）。ここで言う、車両検知中とは、車両通行路３の走査ライン上に車両が存在していると判定されてから、この車両が車両通行路３の走査ライン上を通過したと判定されるまでの期間である。これに対して車両が無いときは車両未検知中である。
【００４４】
車両検知装置１は、ｓ３で車両検知中でないと判定すると、今回の１走査で得られた各レーザパルスの走査ポイントが車両検知開始条件を満足するかどうかを判定する（ｓ４）。車両検知開始条件は、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応付けたものである。ここでは、走査ポイントの高さを、路面からＨon1、Ｈon1〜Ｈon2、Ｈon2〜Ｈon3、Ｈon3〜Ｈon4、Ｈon4以上の、５つに区分しており、各区分に対して走査ポイント数の閾値を対応付けている（図６参照）。
【００４５】
Ｈon1は、その高さ以下である車両が殆ど存在しない高さである。Ｈon1は、例えば５０ｃｍである。路面からＨon1の区分に対する走査ポイント数の閾値は、無限大である。したがって、Ｈon1以下であ る走査ポイントの総数がいくつあっても、車両検知装置１は車両検知開始条件を満足しないと判定する。また、Ｈon1〜Ｈon2は、普通車のボンネットの高さである。Ｈon2は、例えば８０ｃｍである。Ｈon1〜Ｈon2の区分については、一般的なサイズ（車幅）の普通車のボンネットが走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ａが設定されている。Ｈon1〜Ｈon2であった走査ポイントの総数が閾値Ａ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。
【００４６】
また、Ｈon2〜Ｈon3は、バイクの高さ（乗車している人を含む）である。Ｈon3は、例えば１７０ｃｍである。Ｈon2〜Ｈon3の区分については、一般的なサイズのバイクが走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｂが設定されている。Ｈon2〜Ｈon3であった走査ポイントの総数が閾値Ｂ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。バイクの幅は、普通車の幅に比べると１／３〜１／４程度であるので、この閾値Ｂは閾値Ａの１／３〜１／４である。
【００４７】
また、Ｈon3〜Ｈon4は、車高が比較的高い乗用車の高さである。Ｈon4は、例えば２２０ｃｍである。Ｈon3〜Ｈon4は、車高が比較的高い乗用車を検知するための区分であり、この区分に相当するサイズの乗用車が走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｃが設定されている。Ｈon3〜Ｈon4であった走査ポイントの総数が閾値Ｃ以上あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。Ｈon4以上の区分は、さらに車高が高いトラック等の大型車を検知するため区分であり、この区分に相当するサイズの大型が走査ライン上に位置しているときに、この区分で検出される走査ポイント数に応じた閾値Ｄが設定されている。Ｈon4以上であった走査ポイントの総数が閾値Ｄ以上 あれば、車両検知開始条件を満足すると判定する。
【００４８】
閾値Ａ〜閾値Ｄの大小関係は、
閾値Ｂ＜閾値Ａ＜閾値Ｃ＜閾値Ｄ
である。このように設定している理由は、レーザパルスの走査ポイントとなる物体の位置が高くなるにつれて、隣り合う走査ポイントの間隔が狭くなるため、閾値を大きくすることにより、大型車のサイドミラー等を車両として判定しないように設定するためである。また、閾値Ｂを小さくしているのは、バイクを検知するためである。
【００４９】
このように、この実施形態の車両検知装置１は、段階的に区分した走査ポイントの高さ毎に、車両検知開始条件（走査ポイント数の閾値）を異ならせているので、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができる。
【００５０】
ｓ４では、車両検知装置１は、段階的に区分された走査ポイントの高さのいずれかにおいて、車両検知開始条件を満足しているかどうかを判定している。
【００５１】
車両検知装置１は、ｓ４で車両検知条件を満足していないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。一方、ｓ４で車両検知条件を満足していると判定すると、現在の状態を車両検知中に変更し（ｓ５）、ｓ２で生成した断面形状データから車高値、および車幅値を取得し、記憶する（ｓ６）。ｓ６で取得する車高値、および車幅値は、図５に示す断面形状データの高さ、およびその幅である。車両検知装置１は、ｓ６の処理を完了すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。
【００５２】
次に、ｓ３で車両検知中であると判定した場合の動作について説明する。車両検知装置１は、ｓ３で車両検知中であると判定すると、今回の１走査で得られた各レーザパルスの走査ポイントが車両検知開始条件を満足するかどうかを判定する（ｓ７）。ｓ７にかかる処理は、上記ｓ４にかかる処理と同様の処理である。ｓ７で、車両検知開始条件を満たすと判定すると、ｓ２で生成した断面形状データから車高値、および車幅値を取得し（ｓ８）、既に記憶している車高値、車幅値を更新する（ｓ９）。ｓ８にかかる処理は上記ｓ６と同じ処理である。また、ｓ９にかかる処理は、車高値、および車幅値のそれぞれについて、現在記憶している値、今回ｓ８で取得した値とを比較し、その値が大きい方を新たな車高値、および車幅値として記憶する処理である。車両検知装置１は、ｓ９にかかる処理を完了すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。
【００５３】
また、車両検知装置１は、ｓ７で車両検知開始条件を満足していないと判定すると、この時点で記憶している車高値、および車幅値に基いて、車種を判別する（ｓ１０、ｓ１１）。ｓ１０、ｓ１１ではバイク、普通車、大型車のいずれであるかを判別する。
【００５４】
ここでバイクと判別した場合、このバイクについて車両通行路３の走査ライン上の通過を完了したと判定し、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００５５】
また、車両検知装置は普通車であると判定すると、普通車について設定されている車両検知完了条件を満足するかどうかを判定する（ｓ１１）。普通車の車両検知完了条件は、図７に示すように車幅の中心を含む、車幅の略１／２程度の範囲（この発明で言う判定エリア）において、その高さがＨoff1であった走査ポイントの総数が閾値ｘ未満であれば、車両検知完了条件を満足すると判定する。例えば、Ｈoff1は、１０ｃｍ〜１５ｃｍ程度とすれば良い。
【００５６】
この閾値ｘは、車両検知中の車両に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時にこの牽引部材に照射される走査ポイント数以下になるように設定している。したがって、車両検知中の車両に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時、車両検知完了条件を満足すると判定されない。また、普通車において、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けやすい、車両両側については判定エリアから外しているので、これらの影響を受けることなく、この普通車が車両通行路３の走査ライン上の通過を完了したかどうかを精度良く判定することができ、通過完了の検知の遅れが抑えられる。
【００５７】
車両検知装置１は、ｓ１３で車両検知完了条件を満足しないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。反対に、ｓ１３で車両検知完了条件を満足すると判定すると、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００５８】
また、車両検知装置は大型車であると判定すると、大型車について設定されている車両検知完了条件を満足するかどうかを判定する（ｓ１４）。大型車の車両検知完了条件は、図８に示すように車幅の全体において、その高さがＨoff2であった走査ポイントの総数が閾値ｙ未満であれば、車両検知終了条件を満足すると判定する。Ｈoff2は、大型車の牽引棒の高さ以下でＨoff1以上とすれば良い。例えば、Ｈoff2は、３０ｃｍ〜４０ｃｍ程度とすれば良い。
【００５９】
この閾値ｙは、車両検知中の大型車に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時にこの牽引部材に照射される走査ポイント数以下になるように設定されている。したがって、車両検知中の大型車に牽引部材で被牽引車が連結されている場合において、走査ライン上に牽引部材が位置した時に、車両検知完了条件を満足すると判定しない。
【００６０】
車両検知装置１は、ｓ１４で車両検知完了条件を満足しないと判定すると、ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。反対に、ｓ１４で車両検知完了条件を満足すると判定すると、現在の状態を車両未検知中に変更し（ｓ１２）、ｓ１に戻る。
【００６１】
このように、この実施形態の車両検知装置１は、車両検知開始条件を走査ポイントの高さを段階的に区分し、区分した走査ポイントの高さ毎に走査ポイント数の閾値を設定したので、種々のタイプの車両をその車高に応じて検知することができる。例えば、比較的細いアームにより車両本体から前方に突き出すように取り付けられている大型車のサイドミラーが走査ライン上に位置した場合にこのサイドミラーを通行車両であると判定しないので、その後、サイドミラーを車両本体に取り付けているアームがレーザパルスの走査ライン上に位置しても、車両の通過が完了したと判定しない。そして、その後大型車本体がレーザパルスの走査ライン上に位置すると、車両として検知開始するので、大型車を１台の車両として検知することができる。
【００６２】
また、車種毎に車両検知完了条件を設定したので、牽引車両と被牽引車両とを、１台の車両として検出することができ、車両の検知精度の一層の向上が図れる。
【００６３】
さらに、車両検知完了条件を判定する判定エリアを設けたので、降雨粒子、降雪粒子、排ガス、スプラッシュ（タイヤの水跳ね）等、の影響を受けることがなく、通過完了の検知の遅れが抑えられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両検知開始条件を走査ポイントの高さを段階的に区分し、区分した走査ポイントの高さ毎に走査ポイント数の閾値を設定したので、車両の車高、車幅等に応じて車両検知を行うことができ、車両検知の精度を向上させられる。
【００６５】
また、車種毎に通過完了条件を設定したので、車種に応じた通過完了判定が行え、車両に通過完了の検知精度も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である車両検知装置の設置例を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である車両検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施形態である車両検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】走査ポイントの変化を説明する図である。
【図５】走査ポイントの変化を説明する図である。
【図６】車両検知開始条件を説明する図である。
【図７】普通車について車両検知終了条件を説明する図である。
【図８】大型車について車両検知終了条件を説明する図である。
【符号の説明】
１−車両検知装置
２−ポール
３−車両通行路
１１−制御部
１２−ＬＤ
１３−ＬＤドライバ
１５−ポリゴンミラー
１７−エンコーダ
１９−スタート信号発生回路
２０−受光素子
２６−ストップ信号発生回路
２７−時間差検出回路
２９−ディジタル処理部
Claims (5)
- 車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査する走査手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向に走査したレーザパルスの反射を検出する反射検出手段と、
上記走査手段が車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査した走査タイミングと、上記反射検出手段が車両通行路の幅方向に走査されたレーザパルスの反射を検出した検出タイミングと、の時間差である飛行時間から、レーザパルス毎に反射位置である走査ポイントを算出する走査ポイント算出手段と、
段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応づけた車両検知開始条件を記憶する記憶手段と、
上記段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、上記走査ポイント算出手段により算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶手段に記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば、車両が車両通行路に存在していると判定する判定手段と、を備えた車両検知装置。 - 上記走査ポイント算出手段が算出したレーザパルス毎の走査ポイントに基いて、レーザパルスの走査ラインにおける走査ポイントの変化パターンを生成し、この変化パターンから車両通行路に存在している車両の車種を判別する車種判別手段を備えた請求項１に記載の車両検知装置。
- 上記記憶手段は、さらに車種毎に車両の通過完了を判定する通過完了条件を記憶し、
上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足している場合に、車両が通過したと判定する通過完了判定手段を備えた請求項２に記載の車両検知装置。 - 上記通過完了条件には、車種毎に車両通行路の幅方向における判定エリアが含まれており、
上記通過完了判定手段は、上記判定エリア内で、上記走査ポイント算出手段により算出されたレーザパルス毎の走査ポイントが、上記車種判別手段が判別した車種に対応付けられている上記通過完了条件を満足しているかどうかを判定する請求項３に記載の車両検知装置。 - 車両通行路の幅方向にレーザパルスを走査した走査タイミングと、車両通行路の幅方向に走査したレーザパルスの反射を検出した検出タイミングと、の時間差である飛行時間から、レーザパルス毎に反射位置である走査ポイントを算出する第１のステップと、
本体に記憶している、段階的に区分した上記走査ポイントの高さ毎に、走査ポイント数の閾値を対応づけた車両検知開始条件を用いて、上記第１のステップで算出された走査ポイントの総数が、上記段階的に区分した走査ポイントの高さのいずれかにおいて、上記記憶している走査ポイント数の閾値を超えていれば車両が車両通行路に存在していると判定する第２のステップと、を備えた車両検知方法。
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