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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有料道路の自動料金収受(Electronic Toll Collection:ETC)システム関し、特に、料金所のETCレーン内の車両を的確に管理できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ETCシステムは、各所の有料道路に導入されており、このシステムを利用できる車両は、有料道路の料金所をノンストップで通過することができる。ETCシステムを利用するには、車両にETC車載器を取り付け、この車載器にETCカードを挿入して、料金所の通信用アンテナを備えたETCレーンのゲートを通過しなければならない。このETC車載器には、それを取り付けた車両の車種、長さ、幅、高さなどの情報が予め登録(セットアップ)されている。また、ETCカードは、クレジットカード会社が発行するETC専用のICカードであり、料金所通過の際に通過ゲートのIDや料金収受の記録が書き込まれる。有料道路の通行料は車種ごとに設定されている。また、入口ゲートと出口ゲートとを設けて走行距離に応じた料金を算定する対距離制の方式と、一つのゲートで一定額を徴収する料金均一制の方式とがある。ゲートの構成は、その方式の違いや入口ゲート、出口ゲートにより異なり、また、立地条件によっても違っている。このゲートの一例を図7(斜視図)及び図8(平面図)に示している。
【0003】
このゲートは、ETC車載器との無線通信に使用するアンテナ10をレーン上に備え、アイランド17には、複数の投光器及び受光器の対から成り、光線の遮断によって車両の通過を感知する第1車両検知器S1、第2車両検知器S2、第3車両検知器S3及び第4車両検知器S4と、レーンを通過する車両14-1に対して「通行可」または「停車」を表示する路側表示器11と、車両14−1がETC車載器を装備したETC車両であるときはバーを開き、非ETC車両であるときはバーを閉じたままとする遮断機12と、アンテナ10を通じてETC車載器と無線通信を行う路側無線装置16を内包し、レーンの動作を制御する車線制御装置15と、収受員が入るブース13とを備えている。
【0004】
図9は各部の関係をブロック図で示している。車線制御装置15は、各車両検知器S1〜S4及び路側無線装置16の検知情報を基に、車両14−1がETC車両であるか非ETC車両であるかを識別し、ETC車両であるときは、必要な課金処理を行い、路側表示器11に「通行可」を表示して遮断機12を開く。また、非ETC車両であるときは、路側表示器11に「停車」を表示し、遮断機12は閉じたままとする。なお、非ETC車両の場合は、収受員が料金の徴収等を行った後、手動で遮断機12を開く。また、車線制御装置15は、課金情報等の必要な情報を中央装置に送信し、また、中央装置からの指示情報を受信する。
【0005】
図10に示すように、第1車両検知器S1と第2車両検知器S2との間隔は4m程度に設定されている。なお、図7では、第1車両検知器S1を二対の車両検知器で構成しているが、こうすることにより車両の進行方向の検知が可能になる。また、両方の車両検知器の光線が同時に遮断されたときに車両として識別することにより、風に舞う新聞紙などを車両と誤認する検知ミスが防止できる。但し、第1車両検知器S1は一対の車両検知器で構成することも可能である。
【0006】
アンテナ10の指向性は、この第1車両検知器S1と第2車両検知器S2との間の区間だけが無線通信領域となるように絞り込まれる。このレーンに車両が進入し、第1車両検知器S1が車両を検知すると、その検知情報が車線制御装置15に伝えられ、車線制御装置15は路側無線装置16に無線送信を開始させる。車両がETC車両である場合には、車内のダッシュボード上などにETC車載器が設置されている。このETC車載器は、アンテナ10からの無線信号を受信すると、車種などの車両情報や、入口ゲート通過時にETCカードに書き込まれた入口ゲートのID情報などを送信する。この情報はアンテナ10で受信され、路側無線装置16から車線制御装置15に送られる。
【0007】
車線制御装置15は、通過車両14-1から無線による応答があると、自動料金収受の通信処理を実行し、その通信処理が正常に終了すると、路側表示器11に通行可能であることを表示し、遮断機12を開く。
通過車両14-1が第2車両検知器S2の位置に達し、第2車両検知器S2が車両14-1を検知すると、車線制御装置15は、アンテナ10からの送信を打ち切る。車両14-1が第1車両検知器S1の位置から第2車両検知器S2の位置まで走行する間に無線応答しなければ、車線制御装置15は、通過車両14-1を非ETC車両と識別し、路側表示器11に停車の指示を表示し、遮断機12を閉じたままとする。
通過車両14-1が第3車両検知器S3の位置に達し、第3車両検知器S3が車両14-1を検知すると、車線制御装置15は、路側表示器11の表示を消す。これは、後続車両14-2が路側表示器11の表示を見て誤認することを避けるためである。
また、ETC車両が、開かれた遮断機12を通過し、あるいは、収受員の課金処理を受けた非ETC車両が、収受員により開かれた遮断機12を通過すると、第4車両検知器S4は、これらの車両の車尾を検知して車線制御装置15に伝え、これを受けた車線制御装置15は、遮断機12を閉じる。
このように、ETCシステムでは、路車間通信の開始及び終了のタイミング、路側表示器11の点灯及び消灯のタイミング、遮断機12の開/閉のタイミングなどを全て、アイランド17に設置した車両検知器S1〜S4の検知結果に基づいて決めている。
【0008】
この車両検知器S1〜S4は、図11に示すように、一列に並ぶ複数の投光器と、これに対峙する複数の受光器とを備えており、複数の投光器が発光して光スクリーンを形成し、この光スクリーンを車両14が通過すると、車両の形状に応じて光が遮られ、受光器に検知される。特開平8−235487号公報には、この車両検知器の検知信号から車両のパターンを求め、車種判別に利用することが記載されている。
【0009】
また、車両検知の方法として、レーザ光による距離測定技術を応用した方式も知られている。この方式では、図12(a)に示すように、投受光器18からパルスレーザ光19をスキャンしながら照射して光スクリーンを形成し、レーザ光19が、光スクリーンを通過する車両に反射して投受光器18に戻るまでの往復時間を測定する。この測定データは、図12(b)に黒点で示すように、光スクリーンを通過する車両が存在する場合には、その車両の断面形状を表すことになる。この測定データの内、高さ方向の閾値h0を超える測定データが、幅方向の閾値w0を超えて計測された場合には、車両が存在するものと判定される。
【0010】
さて、レーンに進入した車両は、車両検知器S1〜S4が形成する光スクリーンを次々に通過してレーンを通り抜ける。レーン内の車両は、追い越すことも追い越されることも無く、レーンに進入した順番でレーンから退出する。
車線制御装置15は、こうした前提のもとに、現在レーン内を走行している車両の車両管理を行っており、第1車両検知器S1が進入車両を検知すると、その車両にIDを付してメモリのテーブルに登録し、第2車両検知器S2、第3車両検知器S3からの検知信号に基づいて、その車両位置を特定し、第4車両検知器S4が車両を検知すると、その車両がレーンからいなくなったものとしてテーブルから除外する。
【0011】
図1は、この車両管理の模様を概念的に示している。車線制御装置15は、まず、第1車両検知器S1が検知した進入車両をB1としてテーブルに登録し、無線通信の開始を制御する。次に第2車両検知器S2が車両を検知すると、車両B1が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別して、テーブルに到達位置を記録し、路車間通信を終了する。そして、車両B1に対するETC車両/非ETC車両の判別結果に基づき、路側表示器11に「通行可」または「停車」のメッセージを表示し、遮断機12の開閉を制御する。次に第3車両検知器S3が車両を検知すると、車両B1が第3車両検知器S3の位置に到達したものと識別してテーブルに到達位置を記録し、路側表示器11の表示を消去する。次に第4車両検知器S4が車尾を検知すると、車両B1が第4車両検知器S4の位置を通過したものと識別して、車両B1を管理対象から除外し、遮断機12を閉じる。
【0012】
しかし、車両検知器では、稀に、車両が通過したのに検知できなかったり、車両が通過しないのに検知したりする誤検知が発生する。こうした誤検知は、牽引車両やトレーラ等の1台の車両を誤って2台と検知したり、あるいは、蛙などが車両検知器に張り付いて光を遮断し、車両が通り過ぎてもそれが検知できなくなることなどが原因となる。
車両検知器の誤検知が発生すると、車線制御装置15が管理している車両とレーン内に現存する車両との間にズレが生じる。
例えば、図1において、第1車両検知器S1がレーンに進入した車両を検知し、車線制御装置15がこの車両をB2としてテーブルに登録したとする。第2車両検知器S2が車両を検知すると、車線制御装置15は、車両B2が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別し、テーブルに車両B2の到達位置を記録する。
【0013】
次に、車両B2が第3車両検知器S3の位置を通過したとき、第3車両検知器S3がこの車両を検知できなかったとすると、車両管理のテーブル上では、車両B2は第3車両検知器S3の位置に到達していないことになり、そのため、路側表示器11の表示は消去されないままとなる。車両B2が第4車両検知器S3の位置を通過し、第4車両検知器S4が車両B2を検知しても、第3車両検知器S3を通過せずに第4車両検知器S4を通過する筈がないので、これは検知ミスとして扱われ、車両B2は車両管理のテーブル上に残ることになる。
このように、レーンには実在しないのに車両管理テーブル上は残ってしまう車両を「ゴースト車両」と呼んでいる。車両管理ズレは、このゴースト車両により発生する。
【0014】
第1車両検知器S1が次の車両を検知し、車線制御装置15がこの車両をB3としてテーブルに登録する。第2車両検知器S2が車両を検知すると、車線制御装置15は、車両B3が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別し、テーブルに車両B3の到達位置を記録する。
次に、車両B3が第3車両検知器S3の位置を通過し、第3車両検知器S3がこの車両を検知すると、車線制御装置15は、実際に通過したのは車両B3であるのに、ゴースト車両B2が第3車両検知器S3の位置に到達したものと識別し、テーブルに車両B2の到達位置を記録し、路側表示器11の表示を消去する。ここで車両管理ズレが発生する。
【0015】
次に車両B3が第4車両検知器S4の位置を通過し、第4車両検知器S4がこの車両を検知すると、車線制御装置15は、同様に、ゴースト車両B2が第4車両検知器S4の位置を通過したものと識別し、車両B2を管理対象から除外する。そのため、今度は車両B3がゴースト車両として車両管理テーブルに残ることになる。このように、一旦ゴースト車両が発生すると、ゴースト車両が次々と更新されて、車両管理ズレが継続する。
【0016】
この車両管理ズレが起きると、路側表示器11には、先行車両に対するETC車両/非ETC車両の識別結果に基づいて表示されたメッセージが、次の車両の通過時まで表示されることになり、ドライバーを惑わせることになる。
係員(収受員)は、レーンを目視し、一台の車両もレーンを走行していないときに車両管理テーブル上で車両の記録が残されている場合に、始めてゴースト車両の存在を知ることができる。このとき、係員は、ゴースト車両を排除する手動操作を行い、車両管理ズレを修正する。
【0017】
この車両管理ズレの自動検出を可能にしたETCシステムが特開2001−312753号公報に開示されている。このシステムでは、2アンテナ方式のゲート(図7のゲートの第1のアンテナ10とは別に、遮断機12の後方に第2のアンテナを備えている。対距離制の有料道路の入口ゲートなどに見られる)の場合、第1のアンテナがETC車載器から受信した車載器情報と第2のアンテナがETC車載器から受信した車載器情報とを照合して車両管理ズレをチェックし、車両管理内容に異常があるときには、その管理内容を変更する。
また、1アンテナ方式のゲートでは、レーン内の車両の滞在時間を計測し、一定の時間を超過した場合に操作パネルにエラー表示を行い、これを見た係員が手入力で車両管理ズレを修正する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開2001−312753号公報に開示された車両管理方法では、1アンテナ方式の場合に、車両管理ズレの検出結果に対する信頼性が乏しく、そのため、この検出結果を用いて車両管理ズレを自動的に修正することができないと言う問題点がある。
また、2アンテナ方式の場合には、非ETC車両がレーンに進入したとき、車両管理ズレをチェックすることができないと言う問題点がある。
【0019】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、どのような方式のレーンにおいても、車両検知器の誤検知による車両管理ズレを検出し、正しい車両管理状態に戻すことができるETCシステムを提供することを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のETCシステムでは、直線状に並ぶ多数の光軸によりスクリーンを形成して前記スクリーンを通過する車両により遮光される遮光光軸を検知し、その検知結果を基に前記車両の特徴を表すデータを生成して出力する、同一の車線に沿って間隔を空けて配置された複数の車両検知手段と、前記車両検知手段の各々から出力された前記データを用いて前記車両検知手段を車両が通過したときの遮光光軸数の変化点数から車両の同一性を識別し、前記車線を通過中の車両の位置を特定する車両管理手段とを設けている。
【0022】
このように、本発明では、車両検知器が、オン/オフ信号だけの出力では無く、通過車両の特定を可能にするデータを出力するため、このデータを用いて各車両検知器を通過する車両の同一性をチェックすることが可能になり、このチェックにより車両管理ズレを修正することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるETCシステムのハード構成は、図7〜図10と同じである。
このシステムでは、車両が車両検知器S1〜S4の光スクリーンを通過する際、その検知情報から、この車両を識別するための特徴(パラメータ)を抽出する。そして、このパラメータを用いて、各車両検知器を通過する車両の同一性をチェックし、車両管理ズレを修正する。
【0024】
図4(a)(b)(c)は、光スクリーンを形成する車両検知器と、荷物の積載形態を異にする車両との関係を模式的に示している。車両検知器は、既存のものと同様に、約160cmの高さがあり、凡そ50の光軸数を有し、投光器が数msごとに発光して、その光を受光器で検出する。
この実施形態の車両検知器は、通過車両に対する投受光(スキャン)を数ms間隔で行う度に、遮光された光軸と遮光されなかった光軸とを記憶し、それらを基に、車両検知器を通過する車両のパラメータを算出する。
ちなみに、図3は、車両検知器を通過する車両を数ms間隔でスキャンし、遮光された光軸と遮光されなかった光軸とを記憶して、それらを基に合成した車両形状を示している。このように、遮光された光軸と遮光されなかった光軸とは明瞭に区別できる。
【0025】
算出するパラメータは、次の3種類である。
(1)パラメータ1(最大車高光軸)
光軸に下から順に1から50までの番号を付け、車両が車両検知器を通過する時に遮光された最上位の光軸を、その車両のパラメータ1(最大車高光軸)として求める。図4(a)(b)のように、荷物や車体の高さが車両検知器の高さ以上の車両では、最大車高光軸は50となる。このパラメータ1は、車両の速度がレーン内で変化した場合でも不変である。そのため、図4(a)(b)の形態でレーンを走行する車両と、図4(c)の形態でレーンを走行する車両とは、パラメータ1により区別可能となる。
【0026】
(2)パラメータ2(平均遮光率)
車両が車両検知器を通過する時に、1回のスキャンで車両により遮光される光軸数の平均値と、最大車高光軸(パラメータ1)との比をパラメータ2(平均遮光率)として算出する。この平均遮光率は、車両速度が一定だとすると、図4(c)において、車両部分と斜線部分とを含めた領域に対する車両部分の面積の割合を表すことになる。
この平均遮光率は、次のように算出する。
車両が車両検知器を通過している間に行った各スキャンで遮光された光軸数を累積加算し、遮光累積光軸数を求める。次に、この遮光累積光軸数をスキャン回数で除算して、次式(1)により平均遮光軸数を算出する。
平均遮光軸数 = 遮光累積光軸数/スキャン回数 (1)
次に、次式(2)により平均遮光率を算出する。
平均遮光率 = 平均遮光軸数/最大車高光軸 (2)
最大車高光軸は、パラメータ1の値であり、図4(a)(b)のように、荷物の高さが車両検知器の高さ以上の車両では50となる。
この平均遮光率は、車両が車両検知器を通過する過程で速度を変えなければ、車両に固有の値となる。そのため、図4(a)の形態の車両と図4(b)の形態の車両とは、パラメータ2により区別可能となる。
【0027】
但し、車両検知器を通過する過程で車両速度が変わる場合には、例えば、図4(b)において、車両の先頭部分の通過速度が遅く、荷物部分の通過速度が速いときは、遮光光軸数が少ない先頭部分でのスキャン回数が多くなり、遮光光軸数が多い荷物部分でのスキャン回数が少なくなるため、平均遮光率は小さくなり、逆に、車両の先頭部分の通過速度が速く、荷物部分の通過速度が遅いときは、平均遮光率は大きくなる。
【0028】
(3)パラメータ3(正規化遮光率)
車両が車両検知器を通過する間に遮光光軸位置が変化する点(変化点)を求め、その変化点のみを対象として平均遮光率を算出し、これをパラメータ3(正規化遮光率)とする。図4(a)(b)(c)には、各形態の車両の変化点を車両の下に示している。車両検知器を通過する過程で車両速度が変わっても、変化点の数は不変であり、また、変化点における遮光光軸数も車両速度には依存しない。そのため、変化点のみを対象として平均遮光率を算出することにより、車両速度に影響されない、車両固有の遮光率を得ることができる。
【0029】
この正規化遮光率は、次のように算出する。
車両検知器を通過する車両に対してスキャンを行い、その遮光光軸数を前回のスキャンにおける遮光光軸数と比較し、違っていれば、その遮光光軸数を累積加算し、同じであれば加算しない。こうして変化点における遮光累積光軸数(変化遮光累積光軸数)を求める。次に、この変化遮光累積光軸数を変化点数で除算して、平均遮光軸数に相当する正規化遮光軸数を次式(3)により算出する。
正規化遮光軸数 = 変化遮光累積光軸数/変化点数 (3)
次に、次式(4)により正規化遮光率を算出する。
正規化遮光率 = 正規化遮光軸数/最大車高光軸 (4)
このパラメータ3(正規化遮光率)を用いることにより、車両速度が変化する場合でも、図4(a)の形態の車両と図4(b)の形態の車両との区別が可能になる。
これらのパラメータを算出した車両検知器S1、S2、S3、S4は、そのパラメータを車線制御装置15に出力する。
【0030】
図2のフロー図は、車両検知器S1、S2、S3、S4の処理手順を示している。
スキャン時に光軸の遮光を検知すると(ステップ1)、スキャン回数のカウント数を1増やし、遮光光軸の位置を示す光軸パターンを記憶して(ステップ2)、最大車高光軸が更新されたか否かを識別する(ステップ3)。最大車高光軸が更新されたときは、その光軸位置の番号を記憶する(ステップ4)。
次いで、遮光光軸数を遮光累積光軸数に加算し(ステップ5)、その光軸パターンが前回スキャン時の光軸パターンから変化しているか否かを識別する(ステップ6)。光軸パターンが変化しているときは、その遮光光軸数を変化遮光累積光軸数に加算し(ステップ7)、変化点数のカウント数を1増やす(ステップ8)。この処理を光軸の遮光が検知されている間、繰り返す。
【0031】
ステップ1において遮光光軸の検知が終了すると、検知したものが車両であるか否かを識別し(ステップ9)、車両でなければ処理を終了する。車両であるときは、ステップ2で求めたスキャン回数とステップ5で求めた遮光累積光軸数とを用いて、式(1)により平均遮光軸数を算出し(ステップ10)、算出した平均遮光軸数とステップ4で求めた最大車高光軸の番号とを用いて、式(2)により平均遮光率を算出する(ステップ11)。また、ステップ8で求めた変化点数とステップ7で求めた変化遮光累積光軸数とを用いて、式(3)により正規化遮光軸数を算出し(ステップ12)、算出した正規化遮光軸数とステップ4で求めた最大車高光軸の番号とを用いて、式(4)により正規化遮光率を算出する(ステップ13)。そして、得られた最大車高光軸の番号(パラメータ1)、平均遮光率(パラメータ2)及び正規化遮光率(パラメータ3)を車線制御装置15に送信する(ステップ14)。
【0032】
車両検知器S1、S2、S3、S4から各パラメータの値を受信した車線制御装置15は、これらのパラメータを用いて、各車両検知器を通過する車両の同一性をチェックし、車両管理ズレを修正する。
例えば、図1において、車両を検知した第1車両検知器S1がパラメータの値p2を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、この車両をB2とし、パラメータp2とともに車両管理テーブルに登録する。第2車両検知器S2が車両を検知し、パラメータの値p2を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、パラメータp2の同一性を確認し、車両B2が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別して、車両管理テーブルに車両B2の到達位置を記録する。
【0033】
第3車両検知器S3は、車両B2の通過を検知できなかったとする。
次の車両を検知した第1車両検知器S1がパラメータの値p3を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、この車両をB3とし、パラメータp3とともに車両管理テーブルに登録する。第2車両検知器S2が車両を検知し、パラメータの値p3を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、パラメータp3の同一性を確認し、車両B3が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別して、車両管理テーブルに車両B3の到達位置を記録する。
【0034】
第3車両検知器S3が車両B3を検知し、パラメータの値p3を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、第3車両検知器S3が検知すべき車両B2のパラメータp2と、受信したパラメータp3とを比較し、それらが不一致であることを識別する。このとき、車線制御装置15は、次に進入する車両に基づいて車両管理を是正するモードに移行する。
【0035】
次の車両を検知した第1車両検知器S1がパラメータの値p4に送信すると、車線制御装置15は、この車両をB4とし、パラメータp4とともに車両管理テーブルに登録する。第2車両検知器S2が車両を検知し、パラメータの値p4を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、パラメータp4の同一性を確認し、車両B4が第2車両検知器S2の位置に到達したものと識別して、車両管理テーブルに車両B4の到達位置を記録する。
【0036】
第3車両検知器S3が車両B4を検知し、パラメータp4を車線制御装置15に送信すると、車線制御装置15は、このパラメータp4を、第3車両検知器S3が検知すべき車両B3のパラメータp3、及び、第2車両検知器S2から受信したパラメータp4と比較し、第3車両検知器S3の位置に到達した車両が車両B4であると識別する。こうして、車線制御装置15は、車両B4がゴースト車両とならないように車両管理テーブルのデータを修正する。
このように、車線制御装置15は、各車両検知器が検知するパラメータを用いて車両を特定し、車両管理ズレを修正することができる。
【0037】
なお、車両を特定するパラメータの一つとして、図2のステップ8で求めた変化点数を用いても良い。また、パラメータ1及びパラメータ2、または、パラメータ1及びパラメータ3の二つだけを用いて車両を特定しても良い。
また、車両の特定に一つのパラメータのみを用いることも可能である。ただ、パラメータの数が少ないと、同一車両か否かの判定結果に対する信頼性が低下する。この場合、対象の車両のパラメータのみを対比するのでは無く、対象の車両を含む複数の車両のパラメータを対比する群管理により、判定結果の信頼性を高めることができる。
【0038】
図5は、群管理による車両管理の一例を模式的に示している。
ここでは、パラメータとして最大車高光軸のみを用い、先行車両と後続車両とのパラメータの差分を用いる車両群管理について説明する。
通過車両の車種と最大車高光軸とが次の通りであるとする。
車両B1・・・軽自動車(最大車高光軸=30)
車両B2・・・自家用車(最大車高光軸=40)
車両B3・・・小型トラック(最大車高光軸=49)
車両B4・・・大型トラック(最大車高光軸=50、車高が車両検知器の高さを遥かに超える)
車両B5・・・自家用車(最大車高光軸=40)
車両を検知した車両検知器S1、S2、S3、S4は、最大車高光軸を検出し、その値を車高情報として車線制御装置15に出力する。
【0039】
また、車両検知器の光軸位置には若干のずれがあり、このズレが次の通りであるとする。
車両検知器S1 基準0
車両検知器S2 −1
車両検知器S3 +1
車両検知器S4 0
図5には、各車両検知器が検出する車両の最大車高光軸を、各車両の図形中に書き込んでいる。
【0040】
1台目の車両B1がレーンを通過するときは、車両検知器S1、S2、S3、S4により検知された最大車高光軸が車両管理テーブルに記録される。
2台目の車両B2を検知した車両検知器S1、S2は、それぞれ、車高情報(40)、(39)を出力する。これを受信した車線制御装置15は、先行車両B1との最大車高光軸の差分を算出する。
車両検知器S1の車高情報から算出した差分 40−30=10
車両検知器S2の車高情報から算出した差分 39−29=10
これらの差分は同一性の範囲内にあると見られるので、車線制御装置15は、車両管理に異常はないと判断する。
検知ミスを犯した車両検知器S3は、車高情報を報告しない。
【0041】
また、車両検知器S4は、車高情報(40)を出力するが、車線制御装置15は、この車高情報を廃棄する。その結果、車両管理テーブルでは、車両検知器S2と車両検知器S3との間に車両が滞留しているものと記録される。
3台目の車両B3を検知した車両検知器S1、S2、S3、S4は、それぞれ、車高情報(49)、(48)、(50)、(49)を出力する。
【0042】
車線制御装置15は、車両検知器S3、S4から受信した車高情報を2台目の車両B2の車高情報として割り当て、先行車両B1との最大車高光軸の差分を次のように算出する。
車両検知器S3の車高情報から算出した差分 50−31=19
車両検知器S4の車高情報から算出した差分 49−30=19
これらの値を、2台目の車両B2を検知した車両検知器S1、S2の車高情報から算出した差分10と比較する。その結果、それらの値が同一性の範囲から外れている(最大車高光軸の誤差は±1程度に収まる筈である)ので、車両検知器S1、S2を通過した車両と車両検知器S3、S4を通過した車両とが別物であると判断し、この時点で車両管理テーブルに記録されている滞留車両を車両管理ズレ対象車として、車両管理データから消去する。
こうして車両管理データをクリアした後、次の車両から(従って、車両B4から)車両管理を再開する。
【0043】
なお、再開後の最初の車両B4については、差分を取る比較対象が無いため、開始時と同様に、車両検知器S1、S2、S3、S4により検知された最大車高光軸を車両管理テーブルに記録する。この場合、図1で説明した、パラメータを用いて各車両検知器を通過する車両の同一性をチェックする車両管理方法と組み合わせて、一定回数の車両の流れをこの車両管理方法でチェックし、車両管理ズレが無いことを確認した後、差分を用いる群管理に移行するようにしても良い。
【0044】
また、ここでは、1つのパラメータを用いて車両群管理を行う場合について示したが、複数のパラメータを用いることも勿論可能である。
また、この実施形態では、車両検知器が平均遮光率や正規化遮光率を算出して車線制御装置に出力する場合について示したが、車両検知器は、図2のステップ1からステップ8までの処理を行い、ステップ2で求めたスキャン回数、ステップ4で求めた最大車高光軸、ステップ5で求めた遮光累積光軸数、ステップ7で求めた変化遮光累積光軸数、及び、ステップ8で求めた変化点数を車線制御装置15に送信し、車線制御装置15が、これらのデータを用いて平均遮光率や正規化遮光率を算出するようにしても良い。
【0045】
また、ここでは、車両検知器S3が車両を検知しなかったときは、車両を検知した車両検知器S4がパラメータ情報を出力しても、そのパラメータ情報を廃棄しているが、この場合に、車両検知器S4から出力されたパラメータ情報を記録し、車両検知器S1やS2から出力されたパラメータ情報と一致するか否かを識別して、車両検知器S3の異常の有無を判定するようにしても良い。車両検知器S1、S2及びS4から同じパラメータ情報が出力されているが、車両検知器S3からはパラメータ情報が出力されない、と言う状況が1回、あるいは、連続して数回発生した場合に、車両検知器S3に異常が起きていると判定して、管理者に警告を出す等の措置を講ずることができる。
【0046】
また、ここでは、車両検知器として、図11に示す複数の投光器や受光器が一列に並ぶ構造の車両検知器を用いる場合について説明したが、図12(a)に示すパルスレーザ光を走査して車両を検知する方式の車両検知器を用いることも可能である。
また、図6に示すように、車両検知器の一列に並ぶ投光器または受光器の一または複数に代えて(あるいは、投光器、受光器とは別に)撮像素子(カメラ)20を配置し、この撮像素子20が検出した車両の色をパラメータに加えるようにしても良い。こうすることにより、同一形状の車両であっても車体の色で区別することが可能になり、車両に対する識別能力が向上する。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のETCシステムでは、車両検知器が通過車両の特定を可能にするデータを出力するため、このデータを用いて各車両検知器を通過する車両の同一性をチェックし、車両管理ズレを修正することができる。この車両検知器の動作は、車両検知器のソフトウェアを変えるだけで可能である。従って、本発明は、その実施に当たり、既設のETCシステムのハードウェアをそのまま利用することができるので、実用性が高い。
【0048】
また、本発明では、非ETC車両がレーンを走行する場合でも、その車両管理を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるETCシステムでの車両管理を説明する図、
【図2】本発明の実施形態における車両検知器の処理手順を示すフロー図、
【図3】本発明の実施形態における車両検知器の検知結果から再生した車両形状を示す図、
【図4】本発明の実施形態を説明するための車両形状と車両検知器との関係を示す説明図、
【図5】本発明の実施形態におけるETCシステムでの車両群管理を説明する図、
【図6】本発明の実施形態における車両検知器の一例を示す図、
【図7】従来のETCシステムの料金所のゲートを示す斜視図、
【図8】従来のETCシステムの料金所のゲートを示す平面図、
【図9】従来のETCシステムの料金所の構成を示す機能ブロック図、
【図10】従来のETCシステムの路車間通信領域を示す図、
【図11】従来の車両検知器の光スクリーンを示す図、
【図12】従来のレーザ光を用いた車両検知器を示す図である。
【符号の説明】
S1 第1車両検知器
S2 第2車両検知器
S3 第3車両検知器
S4 第4車両検知器
10 アンテナ
11 路側表示器
12 遮断機
13 ブース
14-1、14-2 車両
15 車線制御装置
16 路側無線装置
17 アイランド
18 投受光器
19 パルスレーザ光
20 撮像素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic toll collection (Electronic Toll Collection: ETC) system for toll roads. In In particular, the vehicle in the ETC lane of the tollgate can be managed accurately.
[0002]
[Prior art]
In recent years, ETC systems have been introduced on toll roads at various locations, and vehicles that can use this system can pass through toll gates on toll roads non-stop. In order to use the ETC system, an ETC vehicle-mounted device must be attached to the vehicle, an ETC card must be inserted into the vehicle-mounted device, and the vehicle must pass through the gate of an ETC lane equipped with a tollgate communication antenna. In this ETC vehicle-mounted device, information such as the vehicle type, length, width, and height of the vehicle to which it is attached is registered (setup) in advance. The ETC card is an ETC-dedicated IC card issued by a credit card company, and a pass gate ID and a fee collection record are written when the toll gate passes. Toll road tolls are set for each vehicle type. In addition, there are a distance-based system in which an entrance gate and an exit gate are provided to calculate a charge according to the travel distance, and a uniform charge system in which a fixed amount is collected at one gate. The structure of the gate differs depending on the method, the entrance gate and the exit gate, and also differs depending on the location conditions. An example of this gate is shown in FIG. 7 (perspective view) and FIG. 8 (plan view).
[0003]
This gate has an antenna 10 used for wireless communication with the ETC on-vehicle device on the lane, and the island 17 is composed of a plurality of pairs of light projectors and light receivers, and detects the passage of the vehicle by blocking light rays. The roadside which displays "passable" or "stop" for the vehicle detector S1, the second vehicle detector S2, the third vehicle detector S3 and the fourth vehicle detector S4 and the vehicle 14-1 passing through the lane When the display 11 and the vehicle 14-1 are ETC vehicles equipped with an ETC on-board device, the bar is opened, and when the vehicle 14-1 is a non-ETC vehicle, the bar is kept closed, and the ETC is mounted through the antenna 10. A lane control device 15 that includes a roadside wireless device 16 that performs wireless communication with the vehicle and controls the operation of the lane, and a booth 13 in which a receiving person enters.
[0004]
FIG. 9 is a block diagram showing the relationship between each part. The lane control device 15 identifies whether the vehicle 14-1 is an ETC vehicle or a non-ETC vehicle based on the detection information of the vehicle detectors S1 to S4 and the roadside wireless device 16, and is an ETC vehicle. Performs the necessary billing process, displays “passable” on the roadside indicator 11, and opens the circuit breaker 12. Further, when the vehicle is a non-ETC vehicle, “stop” is displayed on the roadside indicator 11, and the breaker 12 is kept closed. In the case of a non-ETC vehicle, the collector opens the circuit breaker 12 manually after collecting the fee. The lane control device 15 transmits necessary information such as billing information to the central device, and receives instruction information from the central device.
[0005]
As shown in FIG. 10, the interval between the first vehicle detector S1 and the second vehicle detector S2 is set to about 4 m. In FIG. 7, the first vehicle detector S1 is composed of two pairs of vehicle detectors, but this makes it possible to detect the traveling direction of the vehicle. Further, by identifying the vehicle as a vehicle when the light beams of both vehicle detectors are simultaneously blocked, it is possible to prevent a detection error that misidentifies newspaper or the like flying in the wind as a vehicle. However, the first vehicle detector S1 can also be composed of a pair of vehicle detectors.
[0006]
The directivity of the antenna 10 is narrowed down so that only the section between the first vehicle detector S1 and the second vehicle detector S2 is a wireless communication region. When a vehicle enters this lane and the first vehicle detector S1 detects the vehicle, the detection information is transmitted to the lane control device 15, and the lane control device 15 causes the roadside device 16 to start wireless transmission. When the vehicle is an ETC vehicle, an ETC in-vehicle device is installed on a dashboard in the vehicle. When receiving the radio signal from the antenna 10, the ETC on-vehicle device transmits vehicle information such as the vehicle type, ID information of the entrance gate written in the ETC card when passing through the entrance gate, and the like. This information is received by the antenna 10 and sent from the roadside radio device 16 to the lane control device 15.
[0007]
When there is a wireless response from the passing vehicle 14-1, the lane control device 15 executes communication processing for automatic toll collection, and when the communication processing ends normally, displays that it can pass through the roadside indicator 11. Then, open the circuit breaker 12.
When the passing vehicle 14-1 reaches the position of the second vehicle detector S2 and the second vehicle detector S2 detects the vehicle 14-1, the lane control device 15 stops transmission from the antenna 10. If the vehicle 14-1 does not respond wirelessly while traveling from the position of the first vehicle detector S1 to the position of the second vehicle detector S2, the lane control device 15 identifies the passing vehicle 14-1 as a non-ETC vehicle. Then, a stop instruction is displayed on the roadside indicator 11, and the breaker 12 is kept closed.
When the passing vehicle 14-1 reaches the position of the third vehicle detector S3 and the third vehicle detector S3 detects the vehicle 14-1, the lane control device 15 turns off the display of the roadside indicator 11. This is to prevent the following vehicle 14-2 from misrecognizing the display on the roadside indicator 11.
Further, if the ETC vehicle passes through the opened circuit breaker 12 or a non-ETC vehicle that has been charged by the toll collector passes through the breaker 12 opened by the toll collector, the fourth vehicle detector S4 Detects the stern of these vehicles and transmits them to the lane control device 15, and the lane control device 15 that receives this detects that the breaker 12 is closed.
In this way, in the ETC system, the start and end timing of road-to-vehicle communication, the lighting and extinguishing timing of the roadside indicator 11, the opening / closing timing of the circuit breaker 12, etc. are all installed on the island 17 Determined based on the detection results of S1 to S4.
[0008]
As shown in FIG. 11, each of the vehicle detectors S1 to S4 includes a plurality of projectors arranged in a row and a plurality of light receivers facing each other, and the plurality of projectors emit light to form an optical screen. When the vehicle 14 passes through the light screen, light is blocked according to the shape of the vehicle and detected by the light receiver. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-235487 describes that a vehicle pattern is obtained from a detection signal of the vehicle detector and used for vehicle type discrimination.
[0009]
As a vehicle detection method, a method using a distance measurement technique using laser light is also known. In this method, as shown in FIG. 12 (a), a pulse laser beam 19 is irradiated from a light projecting / receiving device 18 while being scanned to form an optical screen, and the laser beam 19 is reflected by a vehicle passing through the optical screen. The round-trip time until returning to the projector / receiver 18 is measured. This measurement data represents the cross-sectional shape of the vehicle when there is a vehicle passing through the light screen, as indicated by a black dot in FIG. Among the measurement data, the threshold value h in the height direction 0 Measurement data exceeding the threshold w in the width direction 0 If the measured value exceeds the value, it is determined that the vehicle is present.
[0010]
Now, the vehicle that has entered the lane passes through the lane one after another through the light screen formed by the vehicle detectors S1 to S4. Vehicles in the lane leave the lane in the order in which they entered the lane without being overtaken or overtaken.
Under these assumptions, the lane control device 15 manages the vehicle currently traveling in the lane, and when the first vehicle detector S1 detects the approaching vehicle, it assigns an ID to the vehicle. If the vehicle position is specified based on the detection signals from the second vehicle detector S2 and the third vehicle detector S3 and the fourth vehicle detector S4 detects the vehicle, the vehicle is registered. Is removed from the table as missing from the lane.
[0011]
FIG. 1 conceptually shows this vehicle management pattern. The lane control device 15 first registers the approaching vehicle detected by the first vehicle detector S1 in the table as B1, and controls the start of wireless communication. Next, when the second vehicle detector S2 detects the vehicle, the vehicle B1 is identified as having reached the position of the second vehicle detector S2, the arrival position is recorded on the table, and the road-to-vehicle communication is terminated. Then, based on the discrimination result of the ETC vehicle / non-ETC vehicle with respect to the vehicle B1, the message “passable” or “stop” is displayed on the roadside indicator 11, and the opening / closing of the circuit breaker 12 is controlled. Next, when the third vehicle detector S3 detects the vehicle, the vehicle B1 is identified as having reached the position of the third vehicle detector S3, the arrival position is recorded on the table, and the display on the roadside indicator 11 is erased. . Next, when the fourth vehicle detector S4 detects the rear of the vehicle, the vehicle B1 is identified as having passed the position of the fourth vehicle detector S4, the vehicle B1 is excluded from the management target, and the breaker 12 is closed.
[0012]
However, in the vehicle detector, there are rarely false detections that cannot be detected even though the vehicle has passed, or that the vehicle detector has detected that the vehicle has not passed. Such misdetection is detected even if one vehicle, such as a tow vehicle or trailer, is mistakenly detected as two vehicles, or a fence sticks to the vehicle detector to block the light and the vehicle passes. Caused by being unable to do so.
When erroneous detection of the vehicle detector occurs, a deviation occurs between the vehicle managed by the lane control device 15 and the vehicle existing in the lane.
For example, in FIG. 1, it is assumed that the first vehicle detector S1 detects a vehicle that has entered the lane, and the lane control device 15 registers this vehicle in the table as B2. When the second vehicle detector S2 detects the vehicle, the lane control device 15 identifies that the vehicle B2 has reached the position of the second vehicle detector S2, and records the arrival position of the vehicle B2 on the table.
[0013]
Next, when the vehicle B2 passes the position of the third vehicle detector S3, if the third vehicle detector S3 cannot detect this vehicle, the vehicle B2 is displayed on the vehicle management table as the third vehicle detector. Since the position of S3 has not been reached, the display on the roadside indicator 11 remains unerased. Even if the vehicle B2 passes through the position of the fourth vehicle detector S3 and the fourth vehicle detector S4 detects the vehicle B2, it passes through the fourth vehicle detector S4 without passing through the third vehicle detector S3. Since there is no defect, this is treated as a detection error, and the vehicle B2 remains on the vehicle management table.
Thus, a vehicle that does not actually exist in the lane but remains on the vehicle management table is called a “ghost vehicle”. Vehicle management deviation is generated by this ghost vehicle.
[0014]
The first vehicle detector S1 detects the next vehicle, and the lane control device 15 registers this vehicle as B3 in the table. When the second vehicle detector S2 detects the vehicle, the lane control device 15 identifies that the vehicle B3 has reached the position of the second vehicle detector S2, and records the arrival position of the vehicle B3 on the table.
Next, when the vehicle B3 passes the position of the third vehicle detector S3 and the third vehicle detector S3 detects this vehicle, the lane control device 15 actually passes the vehicle B3, The ghost vehicle B2 is identified as having reached the position of the third vehicle detector S3, the arrival position of the vehicle B2 is recorded on the table, and the display on the roadside indicator 11 is erased. Here, vehicle management deviation occurs.
[0015]
Next, when the vehicle B3 passes the position of the fourth vehicle detector S4 and the fourth vehicle detector S4 detects this vehicle, the lane control device 15 similarly determines that the ghost vehicle B2 is the fourth vehicle detector S4. The vehicle B2 is identified as having passed the position, and the vehicle B2 is excluded from the management target. Therefore, this time, the vehicle B3 remains in the vehicle management table as a ghost vehicle. Thus, once a ghost vehicle is generated, the ghost vehicle is updated one after another, and the vehicle management deviation continues.
[0016]
When this vehicle management misalignment occurs, a message displayed based on the identification result of the ETC vehicle / non-ETC vehicle with respect to the preceding vehicle is displayed on the roadside indicator 11 until the next vehicle passes, It will confuse the driver.
An attendant (accounter) can know the existence of a ghost vehicle for the first time when a vehicle record is left on the vehicle management table when no vehicle is traveling on the lane by looking at the lane. it can. At this time, the clerk performs a manual operation to eliminate the ghost vehicle and corrects the vehicle management deviation.
[0017]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-312753 discloses an ETC system that enables automatic detection of this vehicle management deviation. In this system, a two-antenna type gate (in addition to the first antenna 10 of the gate in FIG. 7, a second antenna is provided behind the circuit breaker 12. The first antenna receives the OBE information received from the ETC OBE, the second antenna checks the OBE information received from the ETC OBE, and checks the vehicle management deviation. If there is an abnormality, change the management content.
In addition, the one-antenna type gate measures the staying time of the vehicle in the lane, displays an error display on the operation panel when a certain time is exceeded, and a staff member who sees the error manually corrects the vehicle management deviation. To do.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the vehicle management method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-312753, in the case of the single antenna system, the reliability of the detection result of the vehicle management shift is poor, and therefore the vehicle management shift is automatically detected using this detection result. There is a problem that it cannot be corrected automatically.
In the case of the two-antenna method, there is a problem that when a non-ETC vehicle enters the lane, the vehicle management deviation cannot be checked.
[0019]
The present invention solves such conventional problems, and an ETC system capable of detecting a vehicle management shift due to a false detection of a vehicle detector and returning to a correct vehicle management state in any type of lane. Provide Do The purpose is that.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the ETC system of the present invention, By many optical axes arranged in a straight line light of Vehicle that forms a screen and passes through the screen The light shielding optical axis that is shielded by A plurality of vehicle detection means arranged at intervals along the same lane, and detecting and generating data representing the characteristics of the vehicle based on the detection results; and each of the vehicle detection means Using the output data , The vehicle detection means Vehicle It has passed When Change point of the number of light-blocking optical axes of Vehicle management means for identifying the identity of the vehicle from the number and specifying the position of the vehicle passing through the lane is provided.
[0022]
In this way, in the present invention, the vehicle detector outputs not only the output of the on / off signal but also the data that allows the passing vehicle to be specified, so that the vehicle that passes through each vehicle detector using this data. It is possible to check the identity of the vehicle, and the vehicle management deviation can be corrected by this check.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The hardware configuration of the ETC system in the embodiment of the present invention is the same as that shown in FIGS.
In this system, when the vehicle passes through the light screens of the vehicle detectors S1 to S4, features (parameters) for identifying the vehicle are extracted from the detection information. And using this parameter, the identity of the vehicle which passes each vehicle detector is checked, and vehicle management gap is corrected.
[0024]
FIGS. 4A, 4B, and 4C schematically show the relationship between a vehicle detector that forms an optical screen and a vehicle that has a different loading form. The vehicle detector, like the existing one, has a height of about 160 cm, has approximately 50 optical axes, the projector emits light every few ms, and the light is detected by the light receiver.
The vehicle detector of this embodiment stores a light-shielded optical axis and a light-shielded optical axis every time a light projecting / receiving (scanning) is performed on a passing vehicle at intervals of several ms, and vehicle detection is performed based on these. The parameters of the vehicle passing through the vessel are calculated.
Incidentally, FIG. 3 shows a vehicle shape obtained by scanning a vehicle passing through the vehicle detector at intervals of several ms, storing the light-shielded optical axis and the light-shielded optical axis, and combining them based on them. Yes. In this way, a light-shielded optical axis and a light-shielded optical axis can be clearly distinguished.
[0025]
The following three types of parameters are calculated.
(1) Parameter 1 (maximum vehicle height optical axis)
Numbers from 1 to 50 are assigned to the optical axes in order from the bottom, and the highest optical axis shielded when the vehicle passes the vehicle detector is obtained as parameter 1 (maximum vehicle height optical axis) of the vehicle. As shown in FIGS. 4A and 4B, the maximum vehicle height optical axis is 50 in a vehicle in which the height of the load or the vehicle body is higher than the height of the vehicle detector. This parameter 1 does not change even when the vehicle speed changes in the lane. Therefore, the vehicle traveling on the lane in the form of FIGS. 4A and 4B and the vehicle traveling on the lane in the form of FIG.
[0026]
(2) Parameter 2 (average shading rate)
When the vehicle passes through the vehicle detector, a ratio between the average value of the number of optical axes shielded by the vehicle in one scan and the maximum vehicle height optical axis (parameter 1) is calculated as parameter 2 (average light shielding rate). . If the vehicle speed is constant, this average light shielding rate represents the ratio of the area of the vehicle portion to the region including the vehicle portion and the shaded portion in FIG. 4C.
This average light shielding rate is calculated as follows.
The number of light axes shielded by each scan performed while the vehicle passes the vehicle detector is cumulatively added to obtain the cumulative number of light shields. Next, the number of light shielding cumulative optical axes is divided by the number of scans, and the average number of light shielding axes is calculated by the following equation (1).
Average number of light-shielding axes = number of light-shielded cumulative optical axes / number of scans (1)
Next, an average shading rate is calculated by the following equation (2).
Average shading rate = Average number of shading axes / Maximum vehicle height optical axis (2)
The maximum vehicle height optical axis is the value of parameter 1, and as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the vehicle height is 50 for vehicles having a vehicle height higher than the vehicle detector.
This average shading rate is a value specific to the vehicle unless the speed is changed in the process of passing the vehicle detector. Therefore, the vehicle in the form of FIG. 4A and the vehicle in the form of FIG.
[0027]
However, when the vehicle speed changes in the process of passing through the vehicle detector, for example, in FIG. 4B, when the passing speed of the head portion of the vehicle is slow and the passing speed of the luggage portion is fast, the light shielding optical axis Since the number of scans at the top part with a small number increases, and the number of scans at the luggage part with a large number of light-shielding optical axes decreases, the average light shielding rate decreases, and conversely, the passing speed of the head part of the vehicle is high, When the passing speed of the luggage portion is slow, the average light shielding rate increases.
[0028]
(3) Parameter 3 (normalized shading rate)
A point (change point) where the light-shielding optical axis position changes while the vehicle passes the vehicle detector is obtained, and an average light-shielding rate is calculated only for the change point, and this is set as parameter 3 (normalized light-shielding rate). To do. 4 (a), 4 (b), and 4 (c), the changing points of the vehicles of the respective forms are shown below the vehicles. Even if the vehicle speed changes in the process of passing through the vehicle detector, the number of change points remains unchanged, and the number of light-shielding optical axes at the change points does not depend on the vehicle speed. Therefore, by calculating the average light blocking rate only for the change point, a vehicle specific light blocking rate that is not affected by the vehicle speed can be obtained.
[0029]
This normalized shading rate is calculated as follows.
Scan the vehicle passing the vehicle detector, compare the number of light-shielded optical axes with the number of light-shielded optical axes in the previous scan, and if not, cumulatively add the number of light-shielded optical axes. Do not add. In this way, the cumulative number of light-shielded light axes at the change point (the number of cumulative light-shielded light axes) is obtained. Next, the number of changed light-shielding cumulative optical axes is divided by the number of change points, and the normalized number of light-shielding axes corresponding to the average number of light-shielding axes is calculated by the following equation (3).
Normalized number of shading axes = Number of accumulated cumulative shading optical axes / number of changing points (3)
Next, the normalized shading rate is calculated by the following equation (4).
Normalized shading rate = normalized shading axis number / maximum vehicle height optical axis (4)
By using this parameter 3 (normalized shading rate), it is possible to distinguish between the vehicle in the form of FIG. 4 (a) and the vehicle in the form of FIG. 4 (b) even when the vehicle speed changes.
The vehicle detectors S1, S2, S3, and S4 that have calculated these parameters output the parameters to the lane control device 15.
[0030]
The flowchart of FIG. 2 shows the processing procedure of the vehicle detectors S1, S2, S3, and S4.
When light-blocking of the optical axis is detected during scanning (step 1), the number of scans is incremented by 1, an optical axis pattern indicating the position of the light-blocking optical axis is stored (step 2), and the maximum vehicle height optical axis is updated. Whether or not is identified (step 3). When the maximum vehicle height optical axis is updated, the optical axis position number is stored (step 4).
Next, the number of light-shielding optical axes is added to the number of light-shielded cumulative optical axes (step 5), and it is identified whether or not the optical axis pattern has changed from the optical axis pattern at the previous scan (step 6). When the optical axis pattern is changing, the number of light-shielding optical axes is added to the number of light-shielding cumulative optical axes (step 7), and the number of change points is incremented by 1 (step 8). This process is repeated while light-blocking of the optical axis is detected.
[0031]
When the detection of the light shielding optical axis is completed in step 1, it is identified whether or not the detected one is a vehicle (step 9). When the vehicle is a vehicle, the average number of light-shielding axes is calculated by equation (1) using the number of scans obtained in step 2 and the cumulative number of light-shielding axes obtained in step 5 (step 10). Using the number of axes and the number of the maximum vehicle height optical axis obtained in step 4, the average light shielding rate is calculated by equation (2) (step 11). Also, using the number of change points obtained in step 8 and the change light shielding cumulative optical axis number obtained in step 7, the normalized light shielding axis number is calculated by equation (3) (step 12), and the calculated normalized light shielding axis is calculated. Using the number and the number of the maximum vehicle height optical axis obtained in step 4, the normalized shading rate is calculated by equation (4) (step 13). Then, the obtained maximum vehicle height optical axis number (parameter 1), average shading rate (parameter 2) and normalized shading rate (parameter 3) are transmitted to the lane control device 15 (step 14).
[0032]
The lane control device 15 that has received the values of each parameter from the vehicle detectors S1, S2, S3, S4 uses these parameters to check the identity of the vehicle passing through each vehicle detector and Correct it.
For example, in FIG. 1, when the first vehicle detector S1 that detects a vehicle transmits a parameter value p2 to the lane control device 15, the lane control device 15 sets this vehicle as B2 and registers it in the vehicle management table together with the parameter p2. To do. When the second vehicle detector S2 detects the vehicle and transmits the parameter value p2 to the lane control device 15, the lane control device 15 confirms the identity of the parameter p2, and the vehicle B2 is the second vehicle detector S2. The arrival position of the vehicle B2 is recorded in the vehicle management table by identifying that the position has been reached.
[0033]
It is assumed that the third vehicle detector S3 cannot detect the passage of the vehicle B2.
When the first vehicle detector S1 that detects the next vehicle transmits the parameter value p3 to the lane control device 15, the lane control device 15 sets this vehicle to B3 and registers it in the vehicle management table together with the parameter p3. When the second vehicle detector S2 detects the vehicle and transmits the parameter value p3 to the lane control device 15, the lane control device 15 confirms the identity of the parameter p3, and the vehicle B3 is the second vehicle detector S2. The arrival position of the vehicle B3 is recorded in the vehicle management table by identifying that the position has been reached.
[0034]
When the third vehicle detector S3 detects the vehicle B3 and transmits the parameter value p3 to the lane control device 15, the lane control device 15 receives the parameter p2 of the vehicle B2 to be detected by the third vehicle detector S3, and receives the parameter p2. Is compared with the determined parameter p3 to identify that they are inconsistent. At this time, the lane control device 15 shifts to a mode for correcting vehicle management based on the next approaching vehicle.
[0035]
When the first vehicle detector S1 that detects the next vehicle transmits to the parameter value p4, the lane control device 15 sets this vehicle to B4 and registers it in the vehicle management table together with the parameter p4. When the second vehicle detector S2 detects the vehicle and transmits the parameter value p4 to the lane control device 15, the lane control device 15 confirms the identity of the parameter p4, and the vehicle B4 is the second vehicle detector S2. The arrival position of the vehicle B4 is recorded in the vehicle management table by identifying that the position has been reached.
[0036]
When the third vehicle detector S3 detects the vehicle B4 and transmits the parameter p4 to the lane control device 15, the lane control device 15 uses this parameter p4 as the parameter p3 of the vehicle B3 that the third vehicle detector S3 should detect. , And compared with the parameter p4 received from the second vehicle detector S2, the vehicle that has reached the position of the third vehicle detector S3 is identified as the vehicle B4. Thus, the lane control device 15 corrects the data in the vehicle management table so that the vehicle B4 is not a ghost vehicle.
In this way, the lane control device 15 can specify the vehicle using the parameters detected by each vehicle detector and correct the vehicle management deviation.
[0037]
Note that the number of change points obtained in step 8 of FIG. 2 may be used as one of parameters for specifying the vehicle. Alternatively, the vehicle may be specified by using only parameter 1 and parameter 2, or parameter 1 and parameter 3.
It is also possible to use only one parameter for vehicle identification. However, if the number of parameters is small, the reliability of the determination result as to whether or not the vehicle is the same decreases. In this case, the reliability of the determination result can be improved by group management that compares not only the parameters of the target vehicle but also the parameters of a plurality of vehicles including the target vehicle.
[0038]
FIG. 5 schematically shows an example of vehicle management by group management.
Here, vehicle group management using only the maximum vehicle height optical axis as a parameter and using the parameter difference between the preceding vehicle and the following vehicle will be described.
It is assumed that the vehicle type of the passing vehicle and the maximum vehicle height optical axis are as follows.
Vehicle B1 ... Mini vehicle (maximum vehicle height optical axis = 30)
Vehicle B2 ... Private vehicle (maximum vehicle height optical axis = 40)
Vehicle B3 ... light truck (maximum vehicle height optical axis = 49)
Vehicle B4 ... large truck (maximum vehicle height optical axis = 50, vehicle height far exceeds the height of the vehicle detector)
Vehicle B5 ... Private car (maximum vehicle height optical axis = 40)
The vehicle detectors S1, S2, S3, and S4 that detect the vehicle detect the maximum vehicle height optical axis and output the value to the lane control device 15 as vehicle height information.
[0039]
Further, it is assumed that there is a slight shift in the optical axis position of the vehicle detector, and this deviation is as follows.
Vehicle detector S1 standard 0
Vehicle detector S2 -1
Vehicle detector S3 +1
Vehicle detector S4 0
In FIG. 5, the maximum vehicle height optical axis of the vehicle detected by each vehicle detector is written in the figure of each vehicle.
[0040]
When the first vehicle B1 passes through the lane, the maximum vehicle height optical axis detected by the vehicle detectors S1, S2, S3, and S4 is recorded in the vehicle management table.
The vehicle detectors S1 and S2 that have detected the second vehicle B2 output vehicle height information (40) and (39), respectively. Receiving this, the lane control device 15 calculates the difference of the maximum vehicle height optical axis from the preceding vehicle B1.
Difference calculated from vehicle height information of vehicle detector S1 40-30 = 10
The difference calculated from the vehicle height information of the vehicle detector S2 39−29 = 10
Since these differences are considered to be within the range of identity, the lane control device 15 determines that there is no abnormality in vehicle management.
The vehicle detector S3 that made the detection error does not report vehicle height information.
[0041]
The vehicle detector S4 outputs vehicle height information (40), but the lane control device 15 discards the vehicle height information. As a result, the vehicle management table records that the vehicle stays between the vehicle detector S2 and the vehicle detector S3.
The vehicle detectors S1, S2, S3, and S4 that have detected the third vehicle B3 output vehicle height information (49), (48), (50), and (49), respectively.
[0042]
The lane control device 15 assigns the vehicle height information received from the vehicle detectors S3 and S4 as vehicle height information of the second vehicle B2, and calculates the difference of the maximum vehicle height optical axis from the preceding vehicle B1 as follows. .
Difference calculated from vehicle height information of vehicle detector S3 50−31 = 19
Difference calculated from vehicle height information of vehicle detector S4 49-30 = 19
These values are compared with the difference 10 calculated from the vehicle height information of the vehicle detectors S1 and S2 that detected the second vehicle B2. As a result, these values are out of the range of identity (the error of the maximum vehicle height optical axis should be within ± 1), so the vehicle passing through the vehicle detectors S1, S2 and the vehicle detector S3, It is determined that the vehicle that has passed S4 is different, and the staying vehicle recorded in the vehicle management table at this time is deleted from the vehicle management data as a vehicle management deviation target vehicle.
After clearing the vehicle management data in this way, the vehicle management is resumed from the next vehicle (and hence from the vehicle B4).
[0043]
Since there is no comparison target for the first vehicle B4 after the restart, the maximum vehicle height optical axis detected by the vehicle detectors S1, S2, S3, and S4 is stored in the vehicle management table in the same manner as at the start. Record. In this case, in combination with the vehicle management method described in FIG. 1 for checking the identity of vehicles passing through each vehicle detector using parameters, the vehicle management method checks the flow of a certain number of times. After confirming that there is no management deviation, the group management using the difference may be performed.
[0044]
Although the case where the vehicle group management is performed using one parameter is shown here, it is of course possible to use a plurality of parameters.
Further, in this embodiment, the case where the vehicle detector calculates the average shading rate and the normalized shading rate and outputs it to the lane control device has been shown. However, the vehicle detector can perform steps 1 to 8 in FIG. The number of scans obtained in step 2, the maximum vehicle height optical axis obtained in step 4, the cumulative number of light shields obtained in step 5, the cumulative number of light shields obtained in step 7, and in step 8 The obtained number of change points may be transmitted to the lane control device 15, and the lane control device 15 may calculate the average shading rate and the normalized shading rate using these data.
[0045]
In addition, here, when the vehicle detector S3 does not detect the vehicle, even if the vehicle detector S4 that detects the vehicle outputs the parameter information, the parameter information is discarded. Record the parameter information output from the vehicle detector S4, identify whether it matches the parameter information output from the vehicle detector S1 or S2, and determine whether there is an abnormality in the vehicle detector S3. May be. When the same parameter information is output from the vehicle detectors S1, S2 and S4, but the parameter information is not output from the vehicle detector S3, or when the situation occurs once or several times in succession, It is possible to determine that an abnormality has occurred in the vehicle detector S3 and take measures such as issuing a warning to the administrator.
[0046]
Further, here, a case has been described in which a vehicle detector having a structure in which a plurality of light projectors and light receivers shown in FIG. 11 are arranged in a row is used as the vehicle detector. However, the pulse laser light shown in FIG. It is also possible to use a vehicle detector that detects the vehicle.
In addition, as shown in FIG. 6, an imaging element (camera) 20 is arranged in place of one or a plurality of projectors or light receivers arranged in a row of vehicle detectors (or separately from the projectors and light receivers). The color of the vehicle detected by the element 20 may be added to the parameter. In this way, even vehicles having the same shape can be distinguished by the color of the vehicle body, and the identification ability for the vehicle is improved.
[0047]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the ETC system of the present invention. Then Since the vehicle detector outputs data that allows the passing vehicle to be identified, this data can be used to check the identity of the vehicle passing through each vehicle detector and correct the vehicle management deviation. The operation of the vehicle detector can be performed only by changing the software of the vehicle detector. Therefore, the present invention is highly practical because the hardware of the existing ETC system can be used as it is in the implementation.
[0048]
In the present invention, even when a non-ETC vehicle travels on a lane, the vehicle management can be performed accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining vehicle management in an ETC system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the vehicle detector in the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a vehicle shape reproduced from the detection result of the vehicle detector in the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a vehicle shape and a vehicle detector for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram for explaining vehicle group management in the ETC system according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a view showing an example of a vehicle detector in the embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a perspective view showing a toll gate of a conventional ETC system;
FIG. 8 is a plan view showing a toll gate of a conventional ETC system;
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of a toll gate of a conventional ETC system;
FIG. 10 is a diagram showing a road-to-vehicle communication area of a conventional ETC system;
FIG. 11 is a view showing a light screen of a conventional vehicle detector,
FIG. 12 is a diagram showing a conventional vehicle detector using laser light.
[Explanation of symbols]
S1 First vehicle detector
S2 Second vehicle detector
S3 Third vehicle detector
S4 4th vehicle detector
10 Antenna
11 Roadside indicator
12 Circuit breaker
13 booth
14-1, 14-2 Vehicle
15 Lane control device
16 Roadside radio equipment
17 Island
18 Emitter / receiver
19 Pulsed laser beam
20 Image sensor

Claims (3)

直線状に並ぶ多数の光軸によりスクリーンを形成して前記スクリーンを通過する車両により遮光される遮光光軸を検知し、その検知結果を基に前記車両の特徴を表すデータを生成して出力する、同一の車線に沿って間隔を空けて配置された複数の車両検知手段と、
前記車両検知手段の各々から出力された前記データを用いて前記車両検知手段を車両が通過したときの遮光光軸数の変化点数から車両の同一性を識別し、前記車線を通過中の車両の位置を特定する車両管理手段と
を備えることを特徴とする自動料金収受システム。
Forming a screen of light to detect the light shielding beams blocked by the vehicle passing through the screen by a number of optical axis aligned in a straight line, and generates data representing a characteristic of the vehicle based on the detection result Outputting a plurality of vehicle detection means arranged at intervals along the same lane;
By using the data output from each of the vehicle detection means, the vehicle detection means to identify the identity of the number of changing points of the light blocking optical number of axes of the vehicle when the vehicle passes, passing through the said lane An automatic toll collection system comprising vehicle management means for specifying the position of the vehicle.
前記車両管理手段は、着目する前記車両検知手段の後ろに配置した後続車両検知手段から前記データが出力され、前記着目する車両検知手段から前記データが出力されないとき、前記後続車両検知手段を含む複数の車両検知手段の各々から出力された前記データの同一性を判定し、判定結果に基づいて、前記着目する車両検知手段の異常の有無を識別することを特徴とする請求項1に記載の自動料金収受システム。  The vehicle management means includes a plurality of the following vehicle detection means when the data is output from the subsequent vehicle detection means arranged behind the vehicle detection means of interest and the data is not output from the vehicle detection means of interest. The automatic detection according to claim 1, wherein the identity of the data output from each of the vehicle detection means is determined, and the presence or absence of abnormality of the vehicle detection means of interest is identified based on the determination result. Toll collection system. 前記車両管理手段は、前記車両検知手段が異常であると識別したとき、警告を出力することを特徴とする請求項に記載の自動料金収受システム。The automatic fee collection system according to claim 2 , wherein the vehicle management means outputs a warning when the vehicle detection means identifies that the vehicle detection means is abnormal.
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