JP4709634B2

JP4709634B2 - 車両検知装置

Info

Publication number: JP4709634B2
Application number: JP2005324773A
Authority: JP
Inventors: 重隆福崎; 伸太郎西岡
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: JP2007133562A

Description

本発明は、光学的手段を用いて車両を検出する車両検知装置に関する。

従来、光学的手段を用いて車両を検出する車両検知装置が知られている。車両検知装置は、有料道路の料金所や有料駐車場等において車両の車種を判別するために利用されている。

特許文献１は、発光器受光器対を車両の進行軸上離れた位置で２組使用することにより、それぞれの検知タイミング差及び期間から、車両の進入速度及び車両長を算出する車両検知装置を開示している。

特許文献２は、車両の前輪の中心位置を検出するセンサと、車両の前端部及び後端部を検出する前端部検出装置及び後端部検出装置と、高さ測定装置と、幅測定装置と、最低地上高測定装置とを備え、それぞれの測定値から総合的に判断して車両の車種を判別する車種判別装置を開示している。
特開平１０−３２６３９９号公報特開平９−２１７５１４号公報

本発明の目的は、機器費が節約される車両検知装置を提供することである。

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による車両検知装置（１００、１００’）は、発光器（１１）と、車線（９９）を挟んだ一方側に配置された光線分離器（１２）と、前記車線を挟んだ他方側に配置された第１受光器（２２又は２３）と、前記他方側に配置された第２受光器（２１）と、判定部（２４）とを具備している。ここで、前記光線分離器は、前記発光器が出力する光線から第１光線と第２光線とを分離する。前記第１受光器は前記第１光線を検出し、前記第２受光器は前記第２光線を検出する。前記判定部は、前記第１受光器による検出結果と、前記第２受光器による検出結果とに基づいて、前記車線を通行する車両を検出する。

さらに、本発明による車両検知装置（１００、１００’）は、前記第１光線を反射する第１反射板（３１若しくは３３、又は、３２’若しくは３３）を具備している。ここで、前記第１光線は、前記光線分離器と前記第１受光器とを結ぶ第１経路を通過する。そして、前記第１反射板は前記第１経路上に配置されている。

さらに、本発明による車両検知装置（１００、１００’）は、前記第１経路上に配置され、前記第１反射板によって反射された前記第１光線を反射する第２反射板（３２、３４）を具備している。ここで、前記第１反射板は前記一方側に配置され、前記第２反射板は前記他方側に配置されている。

さらに、本発明による車両検知装置（１００）においては、前記光線分離器と前記第１反射板（３１）は、前記車線に沿う方向に間隔を設けて配置されている。また、前記第２反射板（３２）は前記車線を挟んで前記第１反射板と対向しており、前記第２受光器は前記車線を挟んで前記光線分離器と対向している。

また、本発明による車両検知装置（１００、１００’）においては、前記光線分離器と前記第１反射板（３３）は、上下方向に間隔を設けて配置されている。そして、前記第２反射板（３４）は前記車線を挟んで前記第１反射板と対向しており、前記第２受光器は前記車線を挟んで前記光線分離器と対向している。

さらに、本発明による車両検知装置（１００、１００’）においては、前記第１受光器（２３）は前記第１光線が遮断されたことを示す第１光線遮断信号を出力し、前記第２受光器（２１）は前記第２光線が遮断されたことを示す第２光線遮断信号を出力する。そして、前記判定部は、前記第１光線遮断信号と前記第２光線遮断信号とに基づいて、前記車両の高さを判定する。

また、本発明による車両検知装置（１００、１００’）においては、前記判定部は、前記第１受光器（２２）及び前記第２受光器（２１）の検出タイミング差に基づいて前記車両の進行方向を判定する。

また、本発明による車両検知装置（１００、１００’）は、前記他方側に配置された第３受光器（２３又は２２）を具備している。ここで、前記光線分離器は前記光線から第３光線を分離する。前記第３受光器は前記第３光線を検出する。前記判定部は前記第３受光器による検出結果に基づいて前記車両を検出する。

さらに、本発明による車両検知装置（１００、１００’）においては、前記第１受光器（２２又は２３）は前記第１光線が遮断されたことを示す第１光線遮断信号を出力し、前記第２受光器（２１）は前記第２光線が遮断されたことを示す第２光線遮断信号を出力し、前記第３受光器（２３又は２２）は前記第３光線が遮断されたことを示す第３光線遮断信号を出力する。そして、前記判定部は、前記第１光線遮断信号と、前記第２光線遮断信号と、前記第３光線遮断信号とに基づいて、前記車両の進行方向と前記車両の高さとを判定する。

本発明によれば、機器費が節約される車両検知装置が提供される。

添付図面を参照して、本発明による車両検知装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置１００を図１に示す。図１（ａ）は車両検知装置１００の平面図を示し、図１（ｂ）は車両検知装置１００の正面図を示し、図１（ｃ）は車両検知装置１００の側面図を示している。車両検知装置１００は、発光部１、受光部２、反射板３１〜３４、及び支柱３３ａ、３４ａを具備している。

発光部１と受光部２は、車線９９を挟んで対向している。発光部１から出力された基準光線５１は、基準光線経路６１を通過して受光部２に入射する。基準光線経路６１は、発光部１と受光部２とを結ぶ経路である。基準光線経路６１は、水平であり、車線９９に沿う方向に垂直である。

反射板３１と反射板３２は、車線９９を挟んで対向している。反射板３１は、車線９９に対して発光部１と同じ側に設置されている。反射板３１と発光部１とは、車線９９に沿う方向に間隔を設けて設置されている。反射板３２は、車線９９に対して受光部２と同じ側に設置されている。反射板３２と受光部２とは、車線９９に沿う方向に間隔を設けて設置されている。発光部１から出力された進行方向判定用光線５２は、進行方向判定用光線経路６２を通過して受光部２に入射する。進行方向判定用光線経路６２は、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａと、進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂと、進行方向判定用光線経路第３部分６２ｃとを有している。進行方向判定用光線経路第１部分６２ａは、発光部１と反射板３１とを結ぶ経路である。進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂは、反射板３１と反射板３２とを結ぶ水平な経路であり、車線９９に沿う方向に垂直である。進行方向判定用光線経路第３部分６２ｃは、反射板３２と受光部２とを結ぶ経路である。進行方向判定用光線５２は、発光部１から出力され、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａを通過し、反射板３１によって反射され、進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂを通過し、反射板３２によって反射され、進行方向判定用光線経路第３部分６２ｃを通過し、受光部２に入射する。

反射板３３と反射板３４は、車線９９を挟んで対向している。反射板３３は、発光部１の上方に設置されており、支柱３３ａによって支持されている。反射板３４は、受光部２の上方に設置されており、支柱３４ａによって支持されている。したがって、反射板３３は車線９９に対して発光部１と同じ側に設置されており、反射板３４は車線９９に対して受光部２と同じ側に設置されている。発光部１から出力された車高判定用光線５３は、車高判定用光線経路６３を通過して受光部２に入射する。車高判定用光線経路６３は、車高判定用光線経路第１部分６３ａと、車高判定用光線経路第２部分６３ｂと、車高判定用光線経路第３部分６３ｃとを有している。車高判定用光線経路第１部分６３ａは、発光部１と反射板３３とを結ぶ経路である。車高判定用光線経路第２部分６３ｂは、反射板３３と反射板３４とを結ぶ水平な経路であり、車線９９に沿う方向に垂直である。車高判定用光線経路第３部分６３ｃは、反射板３４と受光部２とを結ぶ経路である。車高判定用光線５３は、発光部１から出力され、車高判定用光線経路第１部分６３ａを通過し、反射板３３によって反射され、車高判定用光線経路第２部分６３ｂを通過し、反射板３４によって反射され、車高判定用光線経路第３部分６３ｃを通過し、受光部２に入射する。

光線５１〜５３が赤外線光線である場合には、アルミニウム板、又は反射面にアルミニウム被膜を有する板を反射板３１〜３４として好適に用いることが可能である。

基準光線経路６１と進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂとは、車線９９に沿う方向に距離Ｌ１だけ離れている。基準光線経路６１と進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂとは、車線９９から測った高さがともにＨ１である。車高判定用光線経路第２部分６３ｂは、車線９９から測った高さがＨ２である。

車両検知装置１００においては、反射板３３を発光部１の下方に設置し、反射板３４を受光部２の下方に設置することも可能である。

矢印Ａは、車線９９上を通行する車両が発光部１と受光部２の間を先に通過して反射板３１と反射板３２の間を後に通過する場合の進行方向を表している。矢印Ｂは、車線９９上を通行する車両が反射板３１と反射板３２の間を先に通過して発光部１と受光部２の間を後に通過する場合の進行方向を表している。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置１００’を図２に示す。図２（ａ）は車両検知装置１００’の平面図を示し、図２（ｂ）は車両検知装置１００’の正面図を示し、図２（ｃ）は車両検知装置１００’の側面図を示している。車両検知装置１００’は、発光部１、受光部２、反射板３２’、３３、３４、支柱３３ａ及び３４ａを具備している。

反射板３２’は、車線９９に対して受光部２と同じ側に設置されている。反射板３２’と受光部２とは、車線９９に沿う方向に間隔を設けて設置されている。発光部１から出力された進行方向判定用光線５２は、進行方向判定用光線経路６２’を通過して受光部２に入射する。進行方向判定用光線経路６２’は、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ’と、進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂ’とを有している。進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ’は、発光部１と反射板３２’とを結ぶ水平な経路であり、車線９９を斜めに横切っている。進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂ’は、反射板３２’と受光部２とを結ぶ経路である。進行方向判定用光線５２は、発光部１から出力され、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ’を通過し、反射板３２’によって反射され、進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂ’を通過し、受光部２に入射する。

光線５１〜５３が赤外線光線である場合には、アルミニウム板、又は反射面にアルミニウム被膜を有する板を反射板３１、３２’、３３、及び３４として好適に用いることが可能である。

基準光線経路６１と進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ’は、車線９９から測った高さがともにＨ１である。車高判定用光線経路第２部分６３ｂは、車線９９から測った高さがＨ２である。

車両検知装置１００’においては、反射板３３を発光部１の下方に設置し、反射板３４を受光部２の下方に設置することも可能である。

矢印Ａは、車線９９上を通行する車両が発光部１と受光部２の間を先に通過して反射板３２’の前を後に通過する場合の進行方向を表している。矢印Ｂは、車線９９上を通行する車両が反射板３２’の前を先に通過して発光部１と受光部２の間を後に通過する場合の進行方向を表している。

（第１及び第２の実施形態に係る発光部及び受光部の内部構成）
発光部１の内部構成について図３を用いて説明する。発光部１は、発光器１１と、プリズム１２ａ及びプリズム１２ｂを有する光線分離器１２とを備えている。発光器１１は、赤外線発光器のような光源であり、光線５０を出力する。プリズム１２ａは、光線５０から進行方向判定用光線５２及び光線５０’を分離する。プリズム１２ａによって分離された進行方向判定用光線５２は進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ又は６２ａ’を通過して反射板３１又は３２’に到達する。したがって、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａは光線分離器１２と反射板３１とを結ぶ経路であり、進行方向判定用光線経路第１部分６２ａ’は、光線分離器１２と反射板３２’とを結ぶ経路である。プリズム１２ｂは、光線５０’から基準光線５１及び車高判定用光線５３を分離する。プリズム１２ｂによって分離された基準光線５１は基準光線経路６１を通過して後述する受光器２１に到達する。したがって、基準光線経路６１は、光線分離器１２と受光器２１とを結ぶ経路である。プリズム１２ｂによって分離された車高判定用光線５３は車高判定用光線経路第１部分６３ａを通過して反射板３３に到達する。したがって、車高判定用光線経路第１部分６３ａは、光線分離器１２と反射板３３とを結ぶ経路である。ここで、光線分離器１２は、光線５０から光線５１〜５３をどのような順番で分離しても良く、光線５０から光線５１〜５３を同時に分離しても良い。また、光線分離器１２は、入射光の一部を反射して一部を透過する半透鏡をプリズム１２ａ及び１２ｂの代わりに有していても良い。

受光部２の内部構成について図４を用いて説明する。受光部２は、受光器２１〜２３と、判定部２４とを備えている。受光器２１は、光線分離器１２と車線９９を挟んで対向しており、基準光線経路６１を通過して受光器２１に到達した基準光線５１を検出し、基準光線５１が遮断されたことを示す基準光線遮断信号７１を出力する。受光器２２は、進行方向判定用光線経路第３部分６２ｃ又は進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂ’を通過して受光器２２に到達した進行方向判定用光線５２を検出し、進行方向判定用光線５２が遮断されたことを示す進行方向判定用光線遮断信号７２を出力する。進行方向判定用光線経路第３部分６２ｃは、反射板３２と受光器２２とを結ぶ経路であり、進行方向判定用光線経路第２部分６２ｂ’は、反射板３２’と受光器２２とを結ぶ経路である。受光器２３は、車高判定用光線経路第３部分６３ｃを通過して受光器２３に到達した車高判定用光線５３を検出し、車高判定用光線５３が遮断されたことを示す車高判定用光線遮断信号７３を出力する。車高判定用光線経路第３部分６３ｃは、反射板３４と受光器２３とを結ぶ経路である。判定部２４は、基準光線遮断信号７１と、進行方向判定用光線遮断信号７２と、車高判定用光線遮断信号７３とに基づいて車両を検出し、車両検出信号７４を出力する。なお、判定部２４は、受光部２とは別体的に設置されていても良い。

（第１及び第２の実施形態に係る車両検知装置の動作）
車両検知装置１００及び１００’の動作について図５を用いて説明する。図５は、車両Ａ、及び車両Ｂが車両検知装置１００又は１００’を通過したときに判定部２４に入力される基準光線遮断信号７１と、進行方向判定用光線遮断信号７２と、車高判定用光線遮断信号７３のタイミングチャートを示している。基準光線遮断信号７１がＯＮの状態は、基準光線５１が遮断されたことを表す。同様に、進行方向判定用光線遮断信号７２がＯＮの状態は進行方向判定用光線５２が遮断されたことを表し、車高判定用光線遮断信号７３がＯＮの状態は車高判定用光線５３が遮断されたことを表す。基準光線遮断信号７１においては、遮断開始時刻をｔｓ１、遮断終了時刻をｔｅ１、遮断時間をΔｔ１＝ｔｅ１−ｔｓ１で表す。進行方向判定用光線遮断信号７２においては、遮断開始時刻をｔｓ２、遮断終了時刻をｔｅ２、遮断時間をΔｔ２＝ｔｅ２−ｔｓ２で表す。

判定部２４は、ｔｓ２−ｔｓ１＞０のとき、車両の進行方向は矢印Ａの方向であると判定し、車両の進行方向が矢印Ａの方向であるという情報を含む車両検出信号７４を出力する。そして、判定部２４は、ｔｓ２−ｔｓ１＜０のとき、車両の進行方向は矢印Ｂの方向であると判定し、車両の進行方向が矢印Ｂの方向であるという情報を含む車両検出信号７４を出力する。したがって、判定部２４は、車両Ａの進行方向は矢印Ａの方向であると判定し、車両Ｂの進行方向は矢印Ｂの方向であると判定する。

車両検知装置１００においては、判定部２４は、車両の速さｖを式ｖ＝Ｌ１／｜ｔｓ２−ｔｓ１｜により計算し、車両の速さｖの情報を含む車両検出信号７４を出力する。さらに、判定部２４は、車両の長さＬを式Ｌ＝ｖ×Δｔ１により計算し、車両の長さＬの情報を含む車両検出信号７４を出力する。ここで、判定部２４は、車両の長さＬを式Ｌ＝ｖ×Δｔ２により計算しても良く、式Ｌ＝ｖ×（Δｔ１＋Δｔ２）／２により計算しても良い。

判定部２４は、基準光線遮断信号７１と車高判定用光線遮断信号７３の両者が同時にＯＮになったことを検出した場合、車両の高さＨがＨ≧Ｈ２であると判定し、車両の高さＨがＨ≧Ｈ２であるという情報を含む車両検出信号７４を出力する。判定部２４は、基準光線遮断信号７１がＯＮになったことを検出し、基準光線遮断信号７１がＯＮになっているときに車高判定用光線遮断信号７３がＯＮになったことを検出しない場合、車両の高さＨがＨ１≦Ｈ＜Ｈ２であると判定し、車両の高さＨがＨ１≦Ｈ＜Ｈ２であるという情報を含む車両検出信号７４を出力する。したがって、判定部２４は、車両Ａの高さＨはＨ≧Ｈ２であると判定し、車両Ｂの高さＨはＨ１≦Ｈ＜Ｈ２であると判定する。

車両検知装置１００及び車両検知装置１００’においては、１個の発光器１１を用いて複数の光線５１〜５３を発生させているため、発光器の機器費が節約される。また、反射板３１〜３４、及び３２’は、電気回路を有していないから、防水が完備した筐体に収容する必要がなく、配線と配線工事の必要がない。したがって、筐体に係る機器費と、配線の費用と、配線工事の費用とが節約される。車両検知装置１００及び車両検知装置１００’は、配線が通行の妨げとならないから、交通量調査の目的で道路上に一時的に設置する場合に好適である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両検知装置を示し、図１（ａ）は車両検知装置の平面図を示し、図１（ｂ）は車両検知装置の正面図を示し、図１（ｃ）は車両検知装置の側面図を示す。図２は、本発明の第２の実施形態に係る車両検知装置を示し、図２（ａ）は車両検知装置の平面図を示し、図２（ｂ）は車両検知装置の正面図を示し、図２（ｃ）は車両検知装置の側面図を示す。図３は、発光部の内部構成について示す図である。図４は、受光部の内部構成について示す図である。図５は、判定部に入力される信号のタイミングチャートである。

符号の説明

１００、１００’…車両検知装置
１…発光部
１１…発光器
１２…光線分離器
１２ａ、１２ｂ…プリズム（半透鏡）
２…受光部
２１〜２３…受光器
３１〜３４、３２’…反射板
３３ａ、３４ａ…支柱
５０、５０’…光線
５１…基準光線
５２…進行方向判定用光線
５３…車高判定用光線
６１…基準光線経路
６２、６２’…進行方向判定用光線経路
６２ａ、６２ａ’…進行方向判定用光線経路第１部分
６２ｂ、６２ｂ’…進行方向判定用光線経路第２部分
６２ｃ…進行方向判定用光線経路第３部分
６３…車高判定用光線経路
６３ａ…車高判定用光線経路第１部分
６３ｂ…車高判定用光線経路第２部分
６３ｃ…車高判定用光線経路第３部分
７１…基準光線遮断信号
７２…進行方向判定用光線遮断信号
７３…車高判定用光線遮断信号
７４…車両検出信号
９９…車線
Ａ、Ｂ…車両の進行方向を示す矢印

Claims

発光器と、
車線を挟んだ一方側に配置された光線分離器と、
前記車線を挟んだ他方側に配置された第１受光器と、
前記他方側に配置された第２受光器と、
第１反射板と、
判定部と
を具備し、
前記光線分離器は、前記発光器が出力する光線から第１光線と第２光線とを分離し、
前記第１光線は、前記光線分離器と前記第１受光器とを結ぶ第１経路を通過し、
前記第１反射板は前記第１経路上に配置され、
前記第１経路は前記車線を斜めに横切る第１経路斜め部分を含み、
前記第２受光器は前記車線を挟んで前記光線分離器と対向しており、
前記第１受光器は前記第１光線を検出し、
前記第２受光器は前記第２光線を検出し、
前記判定部は、前記第１受光器による検出結果と、前記第２受光器による検出結果とに基づいて、前記車線を通行する車両の進行方向を判定する
車両検知装置。
発光器と、
車線を挟んだ一方側に配置された光線分離器と、
前記車線を挟んだ他方側に配置された第１受光器と、
前記他方側に配置された第２受光器と、
判定部と、
前記一方側に配置された第１反射板と、
前記他方側に配置された第２反射板と
を具備し、
前記光線分離器は、前記発光器が出力する光線から第１光線と第２光線とを分離し、
前記光線分離器と前記第１反射板は、前記車線に沿う方向に間隔を設けて配置され、
前記第２反射板は前記車線を挟んで前記第１反射板と対向しており、
前記第２受光器は前記車線を挟んで前記光線分離器と対向しており、
前記第１光線は、前記光線分離器と前記第１受光器とを結ぶ第１経路を通過し、
前記第１反射板及び前記第２反射板は前記第１経路上に配置され、
前記第１受光器は前記第１光線を検出し、
前記第２受光器は前記第２光線を検出し、
前記判定部は、前記第１受光器による検出結果と、前記第２受光器による検出結果とに基づいて、前記車線を通行する車両の速さを計算する
車両検知装置。
請求項２の車両検知装置であって、
前記判定部は、前記速さに基づいて前記車両の長さを計算する
車両検知装置。
請求項１乃至３から選択される１請求項の車両検知装置であって、
前記一方側に配置された第３反射板と、
前記他方側に配置された第４反射板と、
前記他方側に配置された第３受光器と
を更に具備し、
前記光線分離器と前記第３反射板は、上下方向に間隔を設けて配置され、
前記第４反射板は前記車線を挟んで前記第３反射板と対向しており、
前記光線分離器は前記光線から第３光線を分離し、
前記第３光線は、前記光線分離器と前記第３受光器とを結ぶ第３経路を通過し、
前記第３反射板及び前記第４反射板は前記第３経路上に配置され、
前記第３受光器は前記第３光線を検出し、
前記第２受光器は前記第２光線が遮断されたことを示す第２光線遮断信号を出力し、
前記第３受光器は前記第３光線が遮断されたことを示す第３光線遮断信号を出力し、
前記判定部は、前記第２光線遮断信号と前記第３光線遮断信号とに基づいて、前記車両の高さを判定する
車両検知装置。