JP4268175B2 - 車両判別システム - Google Patents

Description

本発明は、自転車と自動二輪車とを判別する車両判別システムに関する。

平成１６年６月９日に公布された道路交通法の一部を改正する法律の施行により、駐車違反の取締りが強化されるのに伴い、バイクを駐車する設備の不足が問題視されている。その解決策の１つとして、駐輪場にバイクも駐車させることが考えられる。

しかしながら、一般の駐輪場では、車両検知器が作動しないために、駐輪できないことが多いという問題がある。仮に、バイクがその駐車場に入場できてもはるかに少ないスペースしか占めない自転車の利用者にとっては、バイクと同じ料金を請求されるので不満が生じる。

そこで、自転車とバイクとの料金の公平を図るため、いずれの車両であるかを判別する必要があり、この場合は二輪車識別器の設置が必要である（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、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車種判別装置が開示されている。
特開２００５−１２２５１９号公報

本発明では、確実に自転車とバイクを判別でき、既存の駐輪場に簡単に安価で設置可能な車両判別システムを提供する。

本発明にかかる、第１のビームを投光する第１の投光器と、該第１の投光器と所定の道幅を隔てて該第１のビームを受光する第１の受光器とからなる第１の光電手段と、第２のビームを投光する第２の投光器と、該第２の投光器と前記道幅を隔てて該第２のビームを受光する第２の受光器とからなる第２の光電手段と、第３のビームを投光する第３の投光器と、該第３の投光器と前記道幅を隔てて該第３のビームを受光する第３の受光器とからなる第３の光電手段と、第４のビームを投光する第４の投光器と、該第４の投光器と前記道幅を隔てて該第４のビームを受光する第４の受光器とからなる第４の光電手段と、第５のビームを投光する第５の投光器と、該第５の投光器と前記道幅を隔てて該第５のビームを受光する第５の受光器とからなる第５の光電手段と、を有する前記第１〜第５のビームが略平行に放射される車両検知手段と、前記車両検知手段から前記ビームの遮光状況を検知する検知信号を取得し、該検知信号に基づいて該ビームを遮った車両を判別する車両判別手段と、を備える、前記所定の道幅を有する通路に設置されて、該通路を通過する車両の種類を判別する車両判別システムは、前記第１、第３、及び第５の光電手段は、前記通路の路面に対して自転車の車輪の厚みに対応する高さよりも高く自動二輪車の車輪の周縁部の厚みに対応する高さよりも低い所定の高さに設置され、前記第２及び第４の光電手段は、前記第１、第３、及び第５の光電手段より低位置であって前記通路の路面に対して自転車の車輪の周縁部の厚みに対応する高さよりも低い位置で、かつ、該第２の光電手段は前記第１及び第３の光電手段の間に、該第４の光電手段は前記第３及び第５の光電手段の間に位置するように設置され、前記車両判別手段は、前記車両の進行に伴って移動する車輪により前記第１〜第５のビームが遮光されるのに対応して前記車両検知手段から出力される前記検知信号により示される前記第１〜第５のビームの遮光の状態及び変化に基づいて、前記車両の種類を判別するものであって、前記第２−５のビームが透過状態のときに前記第３のビームが遮光されると、前記車両判別手段は駆動して、前記第１，２，４，５のビームが透過状態で前記第３のビームが遮光状態となった後（ステップ２）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４，５のビームが透過状態のときに前記第５のビームが遮光された状態に変化した後（ステップ３）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４のビームが透過状態のときに該第４のビームが遮光状態に変化した場合か（ステップ５）、または、前記第２のビームが遮光状態で前記第４，５のビームが透過状態のときに該第５のビームが遮光状態に変化した後（ステップ３）、前記第３，４のビームが透過状態で前記第２，５のビームが遮光状態となった後（ステップ４）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４のビームが透過状態のとき該第４のビームが遮光状態に変化した場合（ステップ５）、前記通過した車両を自転車と判定することを特徴とする。

前記車両判別システムにおいて、前記第２−５のビームが透過状態のときに前記第３のビームが遮光されると、前記車両判別手段は駆動して、前記第２，４，５のビームが透過状態で前記第３のビームが遮光状態のときに前記第２のビームが遮光状態に変化した後（条件１）、前記第２，３のビームが遮光状態で前記第４、５のビームが透過状態のときに該第５のビームが遮光状態に変化した後（条件２）、第２−５のビームが遮光状態の後（条件３）、前記第１−４のビームが遮光状態の後（条件４）、前記第１，３、４のビームが遮光状態で第２のビームが透過状態のときに該第１のビームが透過状態に変化した後（条件５）、前記第１，２のビームが透過状態で前記第３−５のビームが遮光状態のときに該第４のビームが透過状態に変化した場合（条件６）、前記通過した車両を自動二輪車と判定することを特徴とする。

このように構成することにより、自転車、バイク、及びそれ以外の物体を確実に判別することができるので、不正な操作による誤認識を防止することができる。

本発明の車両判別システム１を用いることにより、確実に自転車とバイクを判別でき、既存の駐車場に簡単に安価で設置することができる。

図１は、本実施形態における車両判別システムを示す。図１（ａ）は、駐輪場の入退場口に設置された車両判別システムの上面図であり、図１（ｂ）は、その側面図である。車両判別システムは少なくとも車両検知装置１と車両判別装置２とからなる。同図には、さらに、ゲート開閉装置３が設置されている。

車両検知装置１は、通路５の両脇に設置された光電手段（光電管式車両検知器）により構成され、通路５を横断する方向に５本のビームが放射されている。車両検知装置１は、５本のビームを投光する投光部１ａと、各ビームを受光する受光部１ｂとから構成される。

車両判別装置２は、車両検知装置１からの検知信号を受信して、車両が自転車であるかバイクであるかを判別する装置である。車両判別装置２は、車両検知装置１、及びゲート開閉装置３と不図示の通信回線により接続されている。

車両判別装置２は、少なくとも、本実施形態にかかるプログラムが格納された記憶装置、この記憶装置よりそのプログラムを読み出して後述する処理を実行する制御装置、上記の通信回線の通信インターフェースを備える。なお、車両判別装置２は、さらに、駐車券の発券機能または駐車料の清算機能を備えてもよい。

ゲート開閉装置３は、車両判別装置２による所定の処理（例えば、駐輪料金の精算処理）に基づいて、ゲート４の開閉を行う装置である。
図２は、本実施形態における車両検知装置１の斜視図である。投光部１ａには、投光器Ａ₁₁，投光器Ｂ₁₁，投光器Ｃ₁₁，投光器Ｄ₁₁，投光器Ｅ₁₁が設けられている。受光部１ｂには、受光器Ａ₁₂，受光器Ｂ₁₂，受光器Ｃ₁₂，受光器Ｄ₁₂，受光器Ｅ₁₂が設けられている。

このような構成において、投光器Ａ₁₁及び受光器Ａ₁₂よりなる光電管Ａ１からはビームＡが放射され、投光器Ｂ₁₁及び受光器Ｂ₁₂よりなる光電管Ｂ１からはビームＢが放射され、投光器Ｃ₁₁及び受光器Ｃ₁₂よりなる光電管Ｃ１からはビームＣが放射され、投光器Ｄ₁₁及び受光器Ｄ₁₂よりなる光電管Ｄ１からはビームＤが放射され、投光器Ｅ₁₁及び受光器Ｅ₁₂よりなる光電管Ｅ１からはビームＥが放射される。

図３は、投光部１ａまたは受光部１ｂの正面図である。同図に示すように、５対の光電管Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１のうち、３対の光電管Ａ１，Ｃ１，Ｅ１は路面に対して略平行に設けられ、残り２対の光電管Ｂ１，Ｅ１はその３対の光電管Ａ１，Ｃ１，Ｅ１の下方に路面に対して略平行に設けられており、線対称の逆台形を成すように、投光部１ａ及び受光部１ｂに配置されている。なお、光電管Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１の設置間隔は、図４及び図５で説明するように、自転車及びバイクの車輪のサイドウォール幅及び径に基づいて設定させる相対的なものである。

次に、本実施形態の作用について説明する。車両検知装置１にバイクまたは自転車が矢印７で示す方向に進入してくると、バイクまたは自転車の前輪６は、５対の光電管Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１から発せられたビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを遮断しながら進む。このときのビームの遮断パターンによりいずれの車両かを判断することができる。

図４は、本実施形態におけるビームの遮断パターンにより通過した物体が自転車か否かを判別する様子を説明する図である。図４（ａ）は、車両検知装置１の投光部１ａと受光部１ｂとの間を自転車の前輪６ａが横切る様子を５段階で示している。ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、図面に対して図面奥から手前に垂直方向へ放射されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の各段階に対応するビームの遮光パターンを示す。「○」はビームが透過状態であることを示す。「●」はビームが遮光状態であることを示す。「？」は、ビームが透過状態であるか遮光状態であるかが不明またはどちらでもよく、無視してよいことを示す。

車両判別装置２は、車両検知装置１からの検知信号を受信し、その受信した検知信号に基づいて遮光と透過のパターンから自転車か否かを判別する。
まず、前輪６が車両検知装置１に進入する前は、ビームの状態は「Ａ：○」、「Ｂ：○」、「Ｃ：○」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」である。

ステップ１において、自転車の前輪６ａが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：○」、「Ｃ：○」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」という状態から、ビームＣが遮光されて、「Ｃ：○」→「Ｃ：●」になると当該プログラムが開始する。

ステップ２において、さらに前輪６ａが車両検知装置１に進入し、前輪６ａの空気入れ部分（不図示）がビームＡを遮光しない限り、「Ａ：○」、「Ｂ：○」、「Ｃ：●」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」の状態が生じる。

ステップ３において、さらに前輪６ａが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：●」、「Ｃ：？」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」という状態から、ビームＥが遮光されて、「Ｅ：○」→「Ｅ：●」になる。

ステップ４において、さらに前輪６ａが車両検知装置１に進入し、前輪６ａの空気入れ部分（不図示）がビームＣを遮光しない限り、「Ａ：？」、「Ｂ：●」、「Ｃ：○」、「Ｄ：○」、「Ｅ：●」という状態が生じる。

ステップ５において、さらに前輪６ａが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：●」、「Ｃ：？」、「Ｄ：○」、「Ｅ：？」という状態から、ビームＤが遮光されて、「Ｄ：○」→「Ｄ：●」になる。

上記のように、前輪が移動する毎に遮光パターンが変化するが、このうち、「ステップ１→ステップ２→ステップ３→ステップ５」または「ステップ１→ステップ３→ステップ４→ステップ５」が成立した場合、車両判別装置２は車両検知装置１を通過した車両が自転車であると判定する。

このような遮光パターンは例えば足１０等を用いて得ようとしても得ることができないので、不正な操作による誤判定を防止することができる。また、自転車とバイクとでは、車輪の径も幅（バイクの車輪６ｂの幅１１＞自転車の車輪６ａの幅１２）も異なるので、バイクが通過した場合でも図４（ｂ）の遮光パターンを得ることができず、自転車とバイクとを判別することができる。

図５は、本実施形態におけるビームの遮断パターンにより通過した物体がバイクか否かを判別する様子を説明する図である。図５（ａ）は、車両検知装置１の前をバイクの前輪６ｂが横切る様子を８段階で示している。ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、図面に対して図面奥から手前に垂直方向へ放射されている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）の各段階に対応するビームの遮光パターンを示す。「○」はビームが透過状態であることを示す。「●」はビームが遮光状態であることを示す。「？」は、ビームが透過状態であるか遮光状態であるかが不明またはどちらでもよく、無視してよいことを示す。

車両判別装置２は、車両検知装置１からの検知信号を受信し、その受信した検知信号に基づく遮光と透過のパターンから車両か否かを判別する。このプログラムは、プログラムを開始して終了するまでの間に図８中の条件１〜６までのすべてが成り立つ場合に車両であると判別する。このとき、車両（自転車、バイク）の利用者は乗車したまま車両検知装置１を通過するので、その利用者の足の干渉は考えない。

まず、前輪６ｂが車両検知装置１に進入する前は、ビームの状態は「Ａ：○」、「Ｂ：○」、「Ｃ：○」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」である。
ステップ１において、前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：○」、「Ｃ：○」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」という状態から、ビームＣが遮光されて、「Ｃ：○」→「Ｃ：●」になると当該プログラムが開始する。

ステップ２において、さらに前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：○」、「Ｃ：●」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」という状態から、ビームＢが遮光されて、「Ｂ：○」→「Ｂ：●」になる（条件１）。

ステップ３において、さらに前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、「Ａ：？」、「Ｂ：●」、「Ｃ：●」、「Ｄ：○」、「Ｅ：○」という状態から、ビームＥが遮光されて、「Ｅ：○」→「Ｅ：●」になる（条件２）。

ステップ４において、さらに前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、ビームＤを遮光して、「Ａ：？」、「Ｂ：●」、「Ｃ：●」、「Ｄ：●」、「Ｅ：●」という状態が生じる（条件３）。

ステップ５において、さらに前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、「Ａ：●」、「Ｂ：●」、「Ｃ：●」、「Ｄ：●」、「Ｅ：？」という状態が生じる（条件４）。
ステップ６において、さらに前輪６ｂが車両検知装置１に進入し、「Ａ：●」、「Ｂ：○」、「Ｃ：●」、「Ｄ：●」、「Ｅ：？」という状態から、ビームＡが透過して、「Ａ：●」→「Ａ：○」になる（条件５）。

ステップ７において、さらに前輪６が車両検知装置１に進入し、「Ａ：○」、「Ｂ：○」、「Ｃ：●」、「Ｄ：●」、「Ｅ：●」という状態から、ビームＤが透過して、「Ｄ：●」→「Ｄ：○」になる（条件６）。

ステップ８において、さらに前輪６が車両検知装置１に進入し、「Ａ：○」、「Ｂ：○」、「Ｃ：●」、「Ｄ：○」、「Ｅ：？」という状態から、ビームＣが透過して、「Ｃ：●」→「Ｃ：○」になる。このステップ８のパターンが得られると、当該プログラムは終了する。

このように、条件１，２，３，４，５，６の順で、ビームの遮光パターンの状態又は変化が得られると、車両が通過したと判別する。このような遮光パターンは例えば足１０等を用いて得ようとしても得ることができないので、不正な操作による誤判定を防止することができる。また、自転車とバイクとでは、車輪の径もサイドウォール幅（バイクの車輪６ｂの幅１１＞自転車の車輪６ａの幅１２）も異なるので、自転車が通過した場合でも図５（ｂ）の遮光パターンを得ることができず、自転車とバイクとを判別することができる。

このようにして、車両判別装置２は、車両検知装置１により検知された車両が４輪車かバイクかを判別することができる。したがって、車両判別装置２が発券機として機能する場合には車両を判別した結果を駐車券に出力して発券したり、車両判別装置２が清算機として機能する場合には車両の識別結果に応じた料金の精算をしたりすることができる。

なお、本実施形態において、投光部１ａに投光器Ａ₁₁，投光器Ｂ₁₁，投光器Ｃ₁₁，投光器Ｄ₁₁，投光器Ｅ₁₁を設置し、受光部１ｂに受光器Ａ₁₂，受光器Ｂ₁₂，受光器Ｃ₁₂，受光器Ｄ₁₂，受光器Ｅ₁₂を設置したがこれに限定されず、投光器と受光器とはいずれの側に設置されていてもよい。例えば、投光部１ａに投光器Ａ₁₁，受光器Ｂ₁₂，投光器Ｃ₁₁，受光器Ｄ₁₂，投光器Ｅ₁₁を設置し、受光部１ｂに受光器Ａ₁₂，投光器Ｂ₁₁，受光器Ｃ₁₂，投光器Ｄ₁₁，受光器Ｅ₁₂を設置してもよい。

本実施形態によれば、自転車、バイク、及びそれ以外の物体を確実に判別することができるので、不正な操作による誤認識を防止することができる。
なお、本実施形態で用いた光電管の各投光器から放射されたビームが対応する受光器により受光されるように、投光器のビームの出射口部分にはスリットが設けられ、そのスリットを通ことで、ビーム幅の制御し、その指向性を高めることができる。例えば、ビームを複数のスリットに通して指向性を高めてもよい。

また、例えば、投光器及び受光器のそれぞれの前面に所定の大きさ及び形状のスリット（絞り）を設けてもよい（一例として、例えば、所定の直径の丸型スリットが挙げられるがこれに限定されない）。

このように絞りを設けることにより、判定に用いられるビームは同じ直径のビームとなり、判定精度を向上させることができる。すなわち、ビーム径を小さくするほど、車輪の形状や大きさ、サイドウォール幅等を判別する精度が向上することになる。

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。

本実施形態における車両判別システムを示す。 車両検知装置１の斜視図である。 投光部１ａまたは受光部１ｂの正面図である。 本実施形態におけるビームの遮断パターンにより通過した物体が自転車か否かを判別する様子を説明する図である。 本実施形態におけるビームの遮断パターンにより通過した物体がバイクか否かを判別する様子を説明する図である。

符号の説明

１ 車両検知装置
２ 車両判別装置
３ ゲート開閉装置
５ 通路
６ 車輪
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１ 光電管
Ａ₁₁，Ｂ₁₁，Ｃ₁₁，Ｄ₁₁，Ｅ₁₁ 投光器
Ａ₁₂，Ｂ₁₂，Ｃ₁₂，Ｄ₁₂，Ｅ₁₂ 受光器

Claims (2)

1. 第１のビームを投光する第１の投光器と、該第１の投光器と所定の道幅を隔てて該第１のビームを受光する第１の受光器とからなる第１の光電手段と、
   第２のビームを投光する第２の投光器と、該第２の投光器と前記道幅を隔てて該第２のビームを受光する第２の受光器とからなる第２の光電手段と、
   第３のビームを投光する第３の投光器と、該第３の投光器と前記道幅を隔てて該第３のビームを受光する第３の受光器とからなる第３の光電手段と、
   第４のビームを投光する第４の投光器と、該第４の投光器と前記道幅を隔てて該第４のビームを受光する第４の受光器とからなる第４の光電手段と、
   第５のビームを投光する第５の投光器と、該第５の投光器と前記道幅を隔てて該第５のビームを受光する第５の受光器とからなる第５の光電手段と、
   を有する前記第１〜第５のビームが略平行に放射される車両検知手段と、
   前記車両検知手段から前記ビームの遮光状況を検知する検知信号を取得し、該検知信号に基づいて該ビームを遮った車両を判別する車両判別手段と、
   を備える、前記所定の道幅を有する通路に設置されて、該通路を通過する車両の種類を判別する車両判別システムであって、
   前記第１、第３、及び第５の光電手段は、前記通路の路面に対して自転車の車輪の厚みに対応する高さよりも高く自動二輪車の車輪の周縁部の厚みに対応する高さよりも低い所定の高さに設置され、
   前記第２及び第４の光電手段は、前記第１、第３、及び第５の光電手段より低位置であって前記通路の路面に対して自転車の車輪の周縁部の厚みに対応する高さよりも低い位置で、かつ、該第２の光電手段は前記第１及び第３の光電手段の間に、該第４の光電手段は前記第３及び第５の光電手段の間に位置するように設置され、
   前記車両判別手段は、前記車両の進行に伴って移動する車輪により前記第１〜第５のビームが遮光されるのに対応して前記車両検知手段から出力される前記検知信号により示される前記第１〜第５のビームの遮光の状態及び変化に基づいて、前記車両の種類を判別するものであって、
   前記第２−５のビームが透過状態のときに前記第３のビームが遮光されると、前記車両判別手段は駆動して、
   前記第１，２，４，５のビームが透過状態で前記第３のビームが遮光状態となった後（ステップ２）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４，５のビームが透過状態のときに前記第５のビームが遮光された状態に変化した後（ステップ３）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４のビームが透過状態のときに該第４のビームが遮光状態に変化した場合か（ステップ５）、または、
   前記第２のビームが遮光状態で前記第４，５のビームが透過状態のときに該第５のビームが遮光状態に変化した後（ステップ３）、前記第３，４のビームが透過状態で前記第２，５のビームが遮光状態となった後（ステップ４）、前記第２のビームが遮光状態で前記第４のビームが透過状態のとき該第４のビームが遮光状態に変化した場合（ステップ５）、
   前記通過した車両を自転車と判定する
   ことを特徴とする車両判別システム。
2. 前記第２−５のビームが透過状態のときに前記第３のビームが遮光されると、前記車両判別手段は駆動して、
   前記第２，４，５のビームが透過状態で前記第３のビームが遮光状態のときに前記第２のビームが遮光状態に変化した後（条件１）、前記第２，３のビームが遮光状態で前記第４、５のビームが透過状態のときに該第５のビームが遮光状態に変化した後（条件２）、第２−５のビームが遮光状態の後（条件３）、前記第１−４のビームが遮光状態の後（条件４）、前記第１，３、４のビームが遮光状態で第２のビームが透過状態のときに該第１のビームが透過状態に変化した後（条件５）、前記第１，２のビームが透過状態で前記第３−５のビームが遮光状態のときに該第４のビームが透過状態に変化した場合（条件６）、前記通過した車両を自動二輪車と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両判別システム。