JP4219786B2 - 車種判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば有料道路や有料駐車場等に於ける車輌走行路上に設置して、通過する車輌が二輪車であるか四輪車であるから判別して、各種計数の出力や信号の出力を行うことができる車種判別装置に関するものである。

上述した車種判別装置に関しては、従来より、例えば特許文献１に見られるように、車輌が走行する走行路の側部に、走行する車輌に装着されているタイヤ側面の射影情報を得ることができるように、多数の光学センサをマトリクス状に配置して成る光学センサ装置を設置して、この光学センサ装置から得られるタイヤ側面の射影情報に基づいて、上記タイヤの直径情報を求め、このタイヤの直径情報から車輌の車種を判別するように構成したものが存在する。

更に他の車種判別装置としては、例えば特許文献２に見られるように、自転車と小型自動二輪車が通過する通路の所定位置に、車輪が位置したことを検知する検知手段と、通路に直交して設けられた複数のセンサとを設けて、センサが所定の関係を保って車輪を検出することで、自転車と小型の自動二輪車（ミニバイク）とを区別できるように構成したものが存在する。
特開平４−３６６７０８号公報 特開２０００−２２７９９０号公報

上記各特許文献に記載されている車種判別装置は、いずれもタイヤの直径やタイヤの形状から成るタイヤ情報に基づいて車種を判別するものである。しかしながら、タイヤの種類は非常に多く、また、使用状態による形状の違い（例えば摩耗によるタイヤ扁平）等が影響して、判定時に誤りが発生する可能性があった。

そこで本発明の技術的課題は、車種の判別に際して、タイヤ直径やタイヤ形状といった不確かな情報によることなく、四輪車と二輪車の判別を正確に行うことができるように工夫した車種判別装置を提供することである。

（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車種判別装置は、走行路上を走行する車輌の最前部を検出する車輌フロント検知部と、上記走行する車輌の前車輪を判別する前車輪判別部と、上記車輌フロント検知部と前車輪判別部による検出結果から、車輌最前部と前車輪が検出される順序を判定して、車輌最前部が先に検出された場合は四輪車と判定し、前車輪が先に検出された場合は二輪車と判定する車種判定手段とを備えて成る車種判別装置であって、
上記車輌が走行して来る方向に向かって、上記の車輌フロント検知部と前車輪判別部を前後に位置をずらして設置すると共に、
上記の前車輪判別部を、前車輪の中心部よりも少くとも下方にあって、走行して来る車輌の前車輪の前面外周部を検知するための第１センサと第２センサとによって構成して、第１センサを第２センサよりも高い位置に配置し、且つ、上記走行して来る車輌の前車輪の前面外周部を第１センサが検知した後に、第２センサが該前面外周部を検知するように、両センサを前後方向及び上下方向に間隔をあけて設置する一方、
上記の車輌フロント検知部を、車輌が走行する方向に向かって最前部に位置する第４センサと、この第４センサと前記第１センサとの中間に位置する第３センサとで構成して、これ等第４と第３の各センサを四輪車のフロント前面部を検知できるように第１センサよりも高い位置に配置し、且つ、上記の第３センサを、上記の第１センサ又は第２センサが走行して来る二輪車の前車輪の前面外周部を検知した場合でも、当該二輪車の最前部或はその一部を検知しない位置に配置したことを特徴としている。

（２） 更に本発明の請求項２に係る車種判別装置は、前記第１センサ、第２センサ、第３センサ及び第４センサの上下並びに前後の相互間隔を、調整可能に構成したことを特徴としている。

上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、走行路上を走行する四輪車又は二輪車の車輌最前部、並びに、前車輪を検知し、センサの検知順序から判断して、本発明に係る車種判別装置に対して車輌のフロントオーバーハング部が先に突入した場合は、四輪車と判断し、前車輪（タイヤ）から突入した場合は、二輪車であると判定することができる。

更に具体的には、上記の前車輪判別部が、走行して来る車輌に於ける前車輪の中央部よりも下側の前面外周部を検知する位置に設けた第１センサと第２センサとで構成され、更に、第１センサを第２センサよりも高い位置で、而かも、第１センサが検知した後に第２センサが検知するように、両センサを前後及び上下に離間させて設置したから、タイヤ（前車輪）が判別装置に到達した場合には、先ずタイヤの中央部より下側の外周部が第１センサによって検知され、次いで、タイヤが前進するにつれて次のステップで第２センサがこれを検知するため、これ等の一連した検知の状態から走行して来るタイヤ（前車輪）を検知することが可能になる。

また、上記の車輌フロント検知部が、車輌が走行する方向に向かって最前部に位置する第４センサと、第４センサと前記第１センサとの中間部に位置する第３センサとによって構成され、且つ、第４センサを第１センサよりも高い位置に設け、第３センサは、二輪車の前車輪が第１センサ又は第２センサによって検知された時に、二輪車の最前部或は二輪車の車体の一部を検知しない位置に設けられているため、フロントオーバーハングが長い四輪車の場合は、第１センサ及び第２センサによる前車輪判別を行う前に、第４センサが検知されて四輪車であることを判別し、また、軽自動車の様にフロントオーバーハングが極端に短い場合は、前車輪を検知し、且つ、第３センサが検知していれば、軽自動車の四輪車であると判別することができる。

そして二輪車と四輪車との判定は、前車輪判別部において前車輪が判別され、その後、第４センサが検知すれば二輪車であると判別し、一方、前車輪判別部において前車輪が判別された場合でも、その時第３センサが検知されていて、その後第４センサが検知されれば、フロントオーバーハングが極端に短い例えば軽自動四輪車であると判別することができる。また、前車輪判別部におけるセンサの検知順が第２センサが先で、第１センサが後の場合で、その後第４センサが検知した場合は、車高の極端に低い四輪車であると判定することができる。

上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、上記第１〜第４の各センサは、それぞれ上下、前後間隔を調整可能にして設けたから、車輌が走行する状況に応じて、例えば、車輌が通過する速度のレベルに合わせてセンサ間隔を調整すれば、車輌の通過速度に最も適したタイミングで検知することを可能する。更に、車高や車体の大きさに合わせて、センサの配置を最も適した位置に調整することもできる。

以上述べた次第で、本発明に係る車種判別装置によれば、第１センサと第２センサによって構成される前車輪判別部と、第３センサと第４センサによって構成される車輌フロント検知部とにより、車輌が車種判別装置に最初に突入（進入）して来る箇所が特定され、それにより車輌の最前部が先に突入する車輌であれば四輪車と特定し、前車輪が先に突入して来る車輌であれば、これを二輪車と判別することができるため、タイヤの直径やタイヤ形状といった不確かな情報によることなく、四輪車と二輪車を正確に判別できる利点を発揮できるものであって、有料道路や有料駐車場等に於ける車種判別用として、まことに有益なものである。

以下に、上述した本発明に係る車種判別装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明の使用例を説明した構成図、第２図は本発明の実施例を説明した構成図、図３は本発明によって判別される二輪車の前輪の構成を説明した説明図、図４は本発明の電気的構成を説明したブロック図であって、本発明は、図４のブロック図に示すように、走行車輌の前車輪を判別する前車輪判別部１１と、走行車輌の最前部を検出する車輌フロント検知部１２と、これ等前車輪判別部１１と車輌フロント検知部１２からの検知結果から、走行車輌が二輪車であるか四輪車であるかを判別する車種判別部１０とによって構成されている。

本発明に係る車種判別装置は、図１に示すような車輌ＯＭ、即ち、四輪車や二輪車が走行する有料道路或は有料駐車場の入り口及び出口の走行路に設けられるものであって、具体的には該走行路の側部に設置されていて、四輪車と二輪車の判別を行う。尚、図１には車輌ＯＭとして四輪車が示されていて、二輪車は示されていないが、これは作図上便宜的に省略したものである。

上述した前車輪判別部１１は、車輌ＯＭの前車輪の中心部よりも少くとも下側に位置して、走行路上を走行して来る車輌ＯＭの前車輪（タイヤ）の前面外周部を検知するための第１センサＳ１と、第２センサＳ２とによって構成されている。これ等２つのセンサＳ１，Ｓ２の配置は、図１並びに図２に示すように、第１センサＳ１を第２センサよりも高い位置に設けると共に、上記走行して来る車輌ＯＭの前車輪の前面外周部を上記の第１センサＳ１が検知した後に、第２センサＳ２が前車輪の前面外周部を検知するように、車輌ＯＭの走行方向に対して前後方向、及び、走行路に対して上下方向に夫々間隔をあけて設けられている。

図１において、ＯＭ′は四輪車の前車輪を示す。更に図１と図３において、ＳＴはスクーターの前車輪を示し、ＯＢはオフロードバイクの前車輪を、また、ＲＢはロードバイクの前車輪を示し、前記第１センサＳ１と第２センサＳ２は、図１に示すようにこれ等四輪車及び二輪車の各前車輪ＯＭ′，ＳＴ，ＯＢ，ＲＢの中心部より少くとも下側（走行路側）に設置されている。尚、図３に示した各寸法は、各前車輪ＳＴ，ＯＢ，ＲＢのホイールとタイヤの半径寸法であって、これは実施の一例であることは勿論である。

上述した車輌フロント検知部１２は、走行路上を走行する車輌ＯＭの走行方向に向かってその最前部に位置する第４センサＳ４と、この第４センサＳ４と前述した第１センサＳ１との中間部に設置された第３センサＳ３とによって構成されている。

これ等の両センサＳ３とＳ４は、四輪車のフロント前面部ＭＴを検知できるように、上記第１センサＳ１よりも高い位置に配置され、且つ、上記第３センサＳ３は、上述した第１センサＳ１又は第２センサＳ２が走行して来る車輌ＯＭの前車輪のうち、特に二輪車の前車輪ＳＴ，ＯＢ，ＲＢを検知した場合でも、当該二輪車の最前部又はその一部を検知しないように、その高さと位置が考慮されて配置されている。

図２は、上記各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の走行路からの高さと、各センサＳ１〜Ｓ４の上下並びに前後の相互間隔を、その寸法と共に示した配置例であるが、これは実施の一例であって、これ等の配置は、例えば、車輌ＯＭが通過する速度のレベルといった車輌ＯＭの走行情況や、車体の大きさ等に合わせて、最も検出に適した位置に調整できる仕組に成っている。

また、上述した車種判別部１０には、上述した前車輪判別部１１を構成する第１センサＳ１と第２センサＳ２による検出結果と、上述した車輌フロント検知部１２を構成する第３センサＳ３と第４センサＳ４による検出結果から、車輌ＯＭの車輌最前部ＭＴと、前車輪ＳＴ，ＯＢ，ＲＢの前面外周部が検出される順序を判定して、車輌最前部ＭＴが先に検出された場合は四輪車と判定し、前車輪ＳＴ，ＯＢ，ＲＢが先に検出された場合は、二輪車と判定する車種判定手段（プログラムソフト）と、これ等の判定結果を入口発券機や出口精算機、或は、二輪車と四輪車別のカウントを取ったり、車路上の案内表示を切替えたりする各種の外部装置に出力する外部出力手段が具備されている。

図５は、上記プログラムソフトに基づく車種判定の手順を説明したフローチャートであって、車輌ＯＭの走行（進入）に従って、始めのステップＳＴ１で第４センサＳ４がＯＮしたか否かが判定され、ＯＮした場合、即ち、第４センサＳ４が車輌ＯＭのフロント前面部ＭＴを検知した場合は、走行して来た車輌ＯＭがフロントオーバーハングが長い四輪車であると判定し、また、第４センサＳ４がＯＮしない場合は次のステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、第２センサＳ２がＯＮしたか否かが判定され、この第２センサＳ２がＯＮした後に、ステップＳＴ７で第４センサＳ４がＯＮした場合、即ち、車高が低くて第２センサＳ２がフロント前面部ＭＴによって先にＯＮした場合には、車高の低い四輪車として判定される。

一方、上記のステップＳＴ２で第２センサＳ２がＯＮせずに、次のステップＳＴ３で第１センサＳ１がＯＮし、次いで、ステップＳＴ４で第２センサＳ２がＯＮして車輌ＯＭの前車輪ＯＭ′，ＳＴ，ＯＢ，又はＲＢを検知すると、次のステップＳＴ５に進んで第３センサＳ３がＯＮしたか否か、即ち、第３センサＳ３が車輌の前面部を検知したか否かが判定される。

上記のステップＳＴ５で第３センサＳ３がＯＮし、その後、ステップＳＴ８で第４センサＳ４がＯＮした場合には、フロントオーバーハングが極端に短い四輪車と判定され、また、第３センサＳ３がＯＮせずに、次のステップＳＴ６で第４センサＳ４がＯＮした場合には、二輪車として判定される。

要するに、第４センサＳ４は、外径の大きなオフロードバイクの進入によって、その前車輪ＯＢ（フロントタイヤ）の前縁を第１センサＳ１が感知しても、感知しない位置までセットバックされており、更に、第２センサＳ２が感知した時でも、感知しない位置までセットバックされているため、第１センサＳ１がＯＮ→第２センサＳ２がＯＮの順番で条件成立後、第４センサＳ４の感知によって二輪車を判定することができる。

一方、四輪車のなかには、ゼロではないが非常に短いオーバーハングのものが存在するが、そのような四輪車に対して本発明では二輪車判定をしないように動作することができる。原理としては、二輪車は円で突入（進入）して来るのに対して、四輪車は面で突入して来ることを使用する。即ち、第３センサＳ３は軽自動車タイヤ前縁垂直接線方向で、二輪車の車体には干渉しない高さを保ち、面で突入して来る四輪車に対応するように構成されている。

また、上記第３センサＳ３のスキャンタイミングは二輪車判定が成される直前のみとされているため、車輌の突入によって第１センサＳ１が感知した後、オーバーハングが極端に短い関係で第４センサＳ４が感知する前に、第２センサＳ２が感知する。この場合、第１センサＳ１がＯＮ→第２センサＳ２がＯＮの順番なので、通常は二輪車と判定するが、この時、前記ステップＳＴ５で、第３センサＳ３が感知（ＯＮ）していれば、四輪車と判定し、逆に感知していなければ二輪車と判定することになる。

更に上記構成によれば、第３センサＳ３の働きによって、第１、第２、第４の各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ４の設置ピッチに余裕を持たせることができるため、高速移動する二輪車と四輪車を的確に判別することができる。また、通過速度の限界点は、第１センサＳ１と第２センサＳ２の取付けピッチによって決定される。即ち、センサの感知には、センサ自体の応答時間＋スキャン時間＋（チャタリング防止用オンディレータイマー）時間を必要とするが、この時間内に第１センサＳ１→第２センサＳ２の変化が起らない取付けピッチにする必要がある。

従って、高速で車輌が通過する場合は、その取付けピッチを広げる必要がある。また、第１センサＳ１と第２センサＳ２のピッチを広げるに従って、第４センサＳ４のセットバック量も増やす必要があり、更に、第４センサＳ４のセットバックを増やすことによって、フロントオーバーハングが検出しにくくなるが、上記第３センサＳ３の働きによってそれを補うことができる。

尚、前記車種判別部１０に格納する車種判別用のプログラムソフトには、低速用、高速用、或は、自転車対応用等が存在し、設置条件によってこれ等を切替使用可能にして、使用目的にあったモードを選択して使用するものとする。また、本発明で使用するセンサＳ１〜Ｓ４としては、例えば、光や超音波を走行路の車輌通過方向に対して直交する方向に放射して、車輌を検知する投受光式光センサや、超音波センサを使用するが、その他、車輌のフロントオーバーハングの検知や、前車輪の外周部の検知が可能であれば、その方式は問わないものとする。

本発明に係る車種判別装置の使用例を説明した構成図。 本発明の構成図。 二輪車の前車輪の構成を説明した説明図。 本発明の電気的構成を説明したブロック図。 本発明による車種判別の手順を説明したフローチャート。

符号の説明

１０ 車種判別部
１１ 前車輪判別部
Ｓ１ 第１センサ
Ｓ２ 第２センサ
１２ 車輌フロント検知部
Ｓ３ 第３センサ
Ｓ４ 第４センサ
ＯＭ 車輌
ＭＴ 四輪車のフロント前面部
ＯＭ′ 四輪車の前車輪
ＳＴ スクーターの前車輪
ＯＢ オフロードバイクの前車輪
ＲＢ ロードバイクの前車輪

Claims (2)

1. 走行路上を走行する車輌の最前部を検出する車輌フロント検知部と、上記走行する車輌の前車輪を判別する前車輪判別部と、上記車輌フロント検知部と前車輪判別部による検出結果から、車輌最前部と前車輪が検出される順序を判定して、車輌最前部が先に検出された場合は四輪車と判定し、前車輪が先に検出された場合は二輪車と判定する車種判定手段とを備えて成る車種判別装置であって、
   上記車輌が走行して来る方向に向かって、上記の車輌フロント検知部と前車輪判別部を前後に位置をずらして設置すると共に、
   上記の前車輪判別部を、前車輪の中心部よりも少くとも下方にあって、走行して来る車輌の前車輪の前面外周部を検知するための第１センサと第２センサとによって構成して、第１センサを第２センサよりも高い位置に配置し、且つ、上記走行して来る車輌の前車輪の前面外周部を第１センサが検知した後に、第２センサが該前面外周部を検知するように、両センサを前後方向及び上下方向に間隔をあけて設置する一方、
   上記の車輌フロント検知部を、車輌が走行する方向に向かって最前部に位置する第４センサと、この第４センサと前記第１センサとの中間に位置する第３センサとで構成して、これ等第４と第３の各センサを四輪車のフロント前面部を検知できるように第１センサよりも高い位置に配置し、且つ、上記の第３センサを、上記の第１センサ又は第２センサが走行して来る二輪車の前車輪の前面外周部を検知した場合でも、当該二輪車の最前部或はその一部を検知しない位置に配置したことを特徴とする車種判別装置。
2. 前記第１センサ、第２センサ、第３センサ及び第４センサの上下並びに前後の相互間隔を、調整可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の車種判別装置。

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