JP5961739B1 - 物体特徴抽出システム - Google Patents
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Abstract
【課題】本願発明は、ビームセンサにより、円または楕円の輪郭を有する物体の特徴を抽出し、部材や車輪の形状の特徴を抽出する、誤認識等に強く、比較的安価で堅牢なシステムを提供することを課題とする。【解決手段】ビームセンサに対して相対的平行移動をし、円または楕円の輪郭を有する物体を対象物とし、発するビームが相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセンサを配置してビームセンサ群を構成する。【選択図】図1
Description
本発明は、物体の特徴を抽出するシステムに関し、特にビームセンサを用いて円または楕円の輪郭を有する物体の特徴を抽出するシステムに関するものである。
ここではビームセンサという用語を光電センサ、磁気ビームセンサ、粒子ビームセンサ等の意味に広く解釈される。また、ビームという用語は、光、磁気ビーム、粒子ビーム等のセンシングビームに対して用いている。
ここではビームセンサという用語を光電センサ、磁気ビームセンサ、粒子ビームセンサ等の意味に広く解釈される。また、ビームという用語は、光、磁気ビーム、粒子ビーム等のセンシングビームに対して用いている。
ベルトコンベア等によって移動させる物体には、円または楕円の形状を有する面を持つ部材が数多く存在し、その特徴を抽出する物体特徴抽出システムがあるが、その多くは画像認識等の装置を有する比較的高価なものである。
また、オートバイと自転車との車種判別等において、光電センサを用いて車輪の輪郭が形成する車輪特徴に起因する透過遮光のパターンを使ってオートバイらしさや自転車らしさを判別するシステムが実用化されている。
以下、記載を簡潔にするためオートバイと自転車を一括して二輪車と称する。二輪車の車種判別は、オートバイと自転車とを受け入れる駐輪場で必要とされている。従来から、車種判別のために光電センサを利用する車輪判別システムは存在していた。
しかしながら、光電センサを足などで遮光することにより容易に自転車の成済ましができてしまうなどの問題により、駐輪場の管理者が満足する機能を達成していない。
また、オートバイと自転車との車種判別等において、光電センサを用いて車輪の輪郭が形成する車輪特徴に起因する透過遮光のパターンを使ってオートバイらしさや自転車らしさを判別するシステムが実用化されている。
以下、記載を簡潔にするためオートバイと自転車を一括して二輪車と称する。二輪車の車種判別は、オートバイと自転車とを受け入れる駐輪場で必要とされている。従来から、車種判別のために光電センサを利用する車輪判別システムは存在していた。
しかしながら、光電センサを足などで遮光することにより容易に自転車の成済ましができてしまうなどの問題により、駐輪場の管理者が満足する機能を達成していない。
特許文献1において、上記単純な光電センサ配置の方式を改良した車輪判別システムを適用した車種判別が記載されている。これは、二輪車の車輪の側面形状に注目した方式である。側面に配置した複数の光電センサのビームにおける遮光状態(検知されている状態を示し、以下の記載ではオン状態と称する)と透過状態(検知されていない状態を示し、以下の記載ではオフ状態と称する)との間で変化するパターンを検出して、そのパターンによって車輪判別がされる。
通路の両脇に設置された光電センサにより構成され、通路を横断する方向に5本のビームが放射されている。車両検知装置は、5本のビームを投光する投光部と、各ビームを受光する受光部とから構成される。
この構成は、車輪の特徴によって発生する、ビームの遮光・透過パターンに依存した間接的な方式である。そのため、十分に機能しない問題がある。
通路の両脇に設置された光電センサにより構成され、通路を横断する方向に5本のビームが放射されている。車両検知装置は、5本のビームを投光する投光部と、各ビームを受光する受光部とから構成される。
この構成は、車輪の特徴によって発生する、ビームの遮光・透過パターンに依存した間接的な方式である。そのため、十分に機能しない問題がある。
先行技術文献に記載されているような間接的な方式では、車輪の特徴そのものではなく、その特徴によって発生する透過/遮光のパターンを判別することにより、間接的に車輪の特徴を判断する方式であった。そのため、車種判別の精度が駐輪場管理者を十分に満足させる判別精度を実現していなかった。
本願発明は、従来技術や先行技術とは異なった光電センサの配置パターンを採用し、円または楕円の輪郭を有する車輪の外径や内径等の特徴を直接抽出することにより、高い精度でノイズに強い車輪判別を実現に貢献する物体特徴抽出システムを提供することを課題とする。
また、ベルトコンベア等によって平行移動する物体であって、平行移動方向の側方から観察したときに円または楕円の輪郭を有する物体の径、長径、短径等の特徴を抽出する物体特徴抽出システムを提供することも課題となる。
さらには、抽出された物体の特徴を検証、補正、再補正することにより、誤認識の減少、成り済ましといった不正等への対応等に貢献する頑健な物体特徴抽出システムを提供とすることも課題となる。
本願発明は、従来技術や先行技術とは異なった光電センサの配置パターンを採用し、円または楕円の輪郭を有する車輪の外径や内径等の特徴を直接抽出することにより、高い精度でノイズに強い車輪判別を実現に貢献する物体特徴抽出システムを提供することを課題とする。
また、ベルトコンベア等によって平行移動する物体であって、平行移動方向の側方から観察したときに円または楕円の輪郭を有する物体の径、長径、短径等の特徴を抽出する物体特徴抽出システムを提供することも課題となる。
さらには、抽出された物体の特徴を検証、補正、再補正することにより、誤認識の減少、成り済ましといった不正等への対応等に貢献する頑健な物体特徴抽出システムを提供とすることも課題となる。
本発明の第1の観点によれば、ビームセンサに対して相対的平行移動をし、円の輪郭を有する物体を対象物とし、
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセンサを配置してビームセンサ群を構成し、複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも3つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
d)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔と、から前記対象物の前側の輪郭上の3点の相対位置の計算をする位置計算手段を備え、
e)所定の幾何学計算手段により、前記3点が通る円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システムが提供される。
本発明の第2の観点によれば、ビームセンサに対して相対的平行移動をする物体として、楕円の輪郭を有する駐輪場の入退通路を通過する車輪を対象物とし、
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセン
サを配置してビームセンサ群を構成し、
複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも4つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
b)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔から前記対象物の前側の輪郭上の4点の位置計算をする位置計算手段を備え、
d)所定の幾何学計算手段により、前記4点が通る楕円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システムが提供される。
ここで、上記輪郭は物体の外周だけでなく、物体の形状がドーナッツ形状のような場合には内周であってもよい。
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセンサを配置してビームセンサ群を構成し、複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも3つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
d)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔と、から前記対象物の前側の輪郭上の3点の相対位置の計算をする位置計算手段を備え、
e)所定の幾何学計算手段により、前記3点が通る円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システムが提供される。
本発明の第2の観点によれば、ビームセンサに対して相対的平行移動をする物体として、楕円の輪郭を有する駐輪場の入退通路を通過する車輪を対象物とし、
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセン
サを配置してビームセンサ群を構成し、
複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも4つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
b)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔から前記対象物の前側の輪郭上の4点の位置計算をする位置計算手段を備え、
d)所定の幾何学計算手段により、前記4点が通る楕円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システムが提供される。
ここで、上記輪郭は物体の外周だけでなく、物体の形状がドーナッツ形状のような場合には内周であってもよい。
(削除)
ここで前記相対的平行移動は、固定した前記物体に対して平行移動する前記光電センサ群によって生成されるとしてもよい。
上記第1の観点の物体特徴抽出システムにおいて、前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記物体の輪郭が形成する円の移動経路面垂直方向の径のうち最小径のものの半分以下になるように設定されているとしてもよい。
また、上記第2の観点の物体抽出システムにおいて、前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記物体の輪郭が形成する楕円の移動経路面垂直方向の径のうち最小径のものの半分以下になるように設定されているとしてもよい。
また、上記第2の観点の物体抽出システムにおいて、前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記物体の輪郭が形成する楕円の移動経路面垂直方向の径のうち最小径のものの半分以下になるように設定されているとしてもよい。
上記第1の観点又は第2の観点の物体特徴抽出システムにおいて、前記平行で進行方向に配置された光電センサから、さらに前記移動経路面と平行で進行方向に前記短い平行間隔よりも長い平行間隔をおいて配置された光電センサをさらに配置して、
前記最上位置の光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻と、前記長い平行
間隔をおいて配置された光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻との時差
から前記対象物の長区間の平均移動速度を計算する平均移動速度計算手段を備え、該平均移動速度と前記移動速度との比較から加減速のトレンドを計算し、該加減速のトレンドにより前記3点または前記4点の位置を計算するための前記移動速度
を補正する速度補正手段を備えるとしてもよい。
前記最上位置の光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻と、前記長い平行
間隔をおいて配置された光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻との時差
から前記対象物の長区間の平均移動速度を計算する平均移動速度計算手段を備え、該平均移動速度と前記移動速度との比較から加減速のトレンドを計算し、該加減速のトレンドにより前記3点または前記4点の位置を計算するための前記移動速度
を補正する速度補正手段を備えるとしてもよい。
上記第1の観点又は第2の観点の物体特徴抽出システムにおいて、前記少なくとも3つまたは前記少なくとも4つの光電センサと移動経路面と平行で進行方向に、前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサを含む少なくとも3つまたは4つの光電センサが、前記移動経路面と垂直方向に、前記既値の垂直間隔をおいて配置され、
さらに1つの光電センサが、前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサから前記移
動経路面と平行で進行方向に、前記短い平行間隔をおいて配置され、
a)前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知
した時刻と、該長い平行間隔をおいて配置された光電センサから平行で進行方向に配置さ
れた前記さらに一つの光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻との時差か
ら前記対象物の第2移動速度を計算する第2移動速度計算手段を備え、
b)前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサを含む少なくとも3つまたは4つの
光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻同士の時差と、前記移動速度とか
ら計算される前記対象物の前側の輪郭上の3点または4点の位置関係と、前記位置計算手
段により計算された前記3点又は4点の位置関係を比較して、所定の比率を超える乖離が
検出された場合に通知動作を実行する検証手段を備えるとしてもよい。
さらに1つの光電センサが、前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサから前記移
動経路面と平行で進行方向に、前記短い平行間隔をおいて配置され、
a)前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知
した時刻と、該長い平行間隔をおいて配置された光電センサから平行で進行方向に配置さ
れた前記さらに一つの光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻との時差か
ら前記対象物の第2移動速度を計算する第2移動速度計算手段を備え、
b)前記長い平行間隔をおいて配置された光電センサを含む少なくとも3つまたは4つの
光電センサが前記対象物の進行方向前側を検知した時刻同士の時差と、前記移動速度とか
ら計算される前記対象物の前側の輪郭上の3点または4点の位置関係と、前記位置計算手
段により計算された前記3点又は4点の位置関係を比較して、所定の比率を超える乖離が
検出された場合に通知動作を実行する検証手段を備えるとしてもよい。
上記第1の観点又は第2の観点の物体特徴抽出システムにおいて、
前記進行方向前側が形成する輪郭の軌道の接線の傾きに応じて変化する前記光電センサの
検知遅延時間を前記特徴抽出手段で計算した円軌道または楕円軌道より推定し、前記光電
センサ群を構成する光電センサの検知時刻を補正する時刻補正手段を備えるとしてもよい。
前記進行方向前側が形成する輪郭の軌道の接線の傾きに応じて変化する前記光電センサの
検知遅延時間を前記特徴抽出手段で計算した円軌道または楕円軌道より推定し、前記光電
センサ群を構成する光電センサの検知時刻を補正する時刻補正手段を備えるとしてもよい。
ここで、上記時刻補正手段によって補正した補正検知時刻を使って、前記特徴抽出手段が再計算した円軌道または楕円軌道により前記時刻補正の繰り返しを実行して検知時刻を計算する時刻補正繰り返し手段を備えるとしてもよい。
ここで、前記時刻補正の繰り返しを複数回実行して、検知時刻を計算するとしてもよい。
上記第1の観点及び第2の観点の物体特徴抽出システムは、自転車もしくは自動二輪車の車種判別システムの構成部分として組み込まれているとしてもよい。
以下、本発明の具体例につき図面を用いた実施例において説明する。
実施例において、本発明の機能を実現する各機能構成部は、予め組み込まれたファームウエア等の制御プログラムをコンピュータ、回路等のプロセッサーで実行し、光電センサ、磁気ビームセンサ等のデバイスと協働することにより実現される。また、これらのプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該プロセッサーによって記録媒体から読み出され、システムのユーザが操作すること又はシステムを構成するデバイスからの信号を受信することによって実行される。
実施例において、本発明の機能を実現する各機能構成部は、予め組み込まれたファームウエア等の制御プログラムをコンピュータ、回路等のプロセッサーで実行し、光電センサ、磁気ビームセンサ等のデバイスと協働することにより実現される。また、これらのプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該プロセッサーによって記録媒体から読み出され、システムのユーザが操作すること又はシステムを構成するデバイスからの信号を受信することによって実行される。
図1は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例1の車輪特徴抽出システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。
ここでは、駐輪場の車種判別に利用される物体特徴抽出システムを車輪特徴抽出システムという。
対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004で示す複数の光電センサが配置されている。各光電センサは、一の側からビームを発光する発光装置と他の側でビームを受光する受光装置とが一対となって、相対向させて設置されている。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。ここでXSは、想定される二輪車が通過するとき、光電センサ1001のビームがその車輪を検知した後、光電センサ1001から上記Y1の間隔で配置された光電センサ1003よりも早いタイミングで光電センサ1002のビームが上記車輪を検知するに十分な短い長さで設定される。
光電センサ群1001〜1004から二輪車1007の進行方向に所定の距離をおいて通路脇に精算機1006があるため、駐輪場を利用する二輪車は、必ずここを通る。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
ここでは、二輪車として自転車が記載されているが、オートバイや3輪車も判別対象車に含ませることが可能である。本発明において、二輪車とは、駐輪場の預かり対象となる車輌である。判別対象車の車輪の数は、2つに限定して解釈されるものではない。
また、後で説明する移動速度V1を計算するために光電センサ1002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、1001、1003そして1004の3つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、移動速度計算部7002を含まない車輪特徴抽出コンピュータとしてよい。
ここでは、駐輪場の車種判別に利用される物体特徴抽出システムを車輪特徴抽出システムという。
対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004で示す複数の光電センサが配置されている。各光電センサは、一の側からビームを発光する発光装置と他の側でビームを受光する受光装置とが一対となって、相対向させて設置されている。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。ここでXSは、想定される二輪車が通過するとき、光電センサ1001のビームがその車輪を検知した後、光電センサ1001から上記Y1の間隔で配置された光電センサ1003よりも早いタイミングで光電センサ1002のビームが上記車輪を検知するに十分な短い長さで設定される。
光電センサ群1001〜1004から二輪車1007の進行方向に所定の距離をおいて通路脇に精算機1006があるため、駐輪場を利用する二輪車は、必ずここを通る。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
ここでは、二輪車として自転車が記載されているが、オートバイや3輪車も判別対象車に含ませることが可能である。本発明において、二輪車とは、駐輪場の預かり対象となる車輌である。判別対象車の車輪の数は、2つに限定して解釈されるものではない。
また、後で説明する移動速度V1を計算するために光電センサ1002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、1001、1003そして1004の3つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、移動速度計算部7002を含まない車輪特徴抽出コンピュータとしてよい。
光電センサ1001〜1004は、通路を横切るビームのオン状態(ビーム断面の所定遷移閾面積以上を物体が遮光した状態である)とオフ状態(ビーム断面が遮光されていないか、遮光されていてもオン状態へ遷移する所定遷移閾面積に満たない状態である)を特に図示しない車輪特徴抽出コンピュータに送信する。
図2は、車輪1008が光電センサ1001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t1における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。2001は、光電センサ1001のビームと車輪の接点である。
ここでは接点と表現するが、厳密にはビーム断面の50%等の透光遮光の遷移閾面積を超える面積のビーム断面部分を部材が覆った瞬間のビーム断面中心点である。
ここでは接点と表現するが、厳密にはビーム断面の50%等の透光遮光の遷移閾面積を超える面積のビーム断面部分を部材が覆った瞬間のビーム断面中心点である。
図3は、車輪1008によって、光電センサ1002のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t2における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。3001は、光電センサ1002のビームと車輪の接点である。
図4は、車輪1008によって、光電センサ1003のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t3における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。4001は、光電センサ1003のビームと車輪の接点である。
図5は、車輪1008によって、光電センサ1004のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t4における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。5001は、光電センサ1004のビームと車輪の接点である。
(タイミングチャート)
図6は、光電センサ1001〜1004のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸6005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
図6は、光電センサ1001〜1004のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸6005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
(車輪特徴抽出コンピュータの機能構成)
図7は、車輪特徴抽出コンピュータ7000の機能構成図である。
ビーム状態受信部7001は、光電センサ1001〜1004から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
移動速度計算部7002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V1を計算する。
位置計算部7003は、時刻t1、時刻t3そして時刻t4から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する。さらに、通路垂直軸に関して対称移動して、判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の位置を算出する。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部7004に記憶されている。
図7は、車輪特徴抽出コンピュータ7000の機能構成図である。
ビーム状態受信部7001は、光電センサ1001〜1004から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
移動速度計算部7002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V1を計算する。
位置計算部7003は、時刻t1、時刻t3そして時刻t4から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する。さらに、通路垂直軸に関して対称移動して、判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の位置を算出する。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部7004に記憶されている。
図8は、上記3点の位置が、計算される原理を示した対照図である。
上段の図(1)は、図6のタイミングチャートそのものである。8005は光電センサ1001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、8006、8007は、光電センサ1003、1004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、8001、8002そして8003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置8004、8005そして8006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ1001と光電センサ1003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ1003と1004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x1は、時刻t1と時刻t3との時差に移動速度V1を掛けることにより計算される、光電センサ1001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。同様にx2は、時刻t3と時刻t4との時差に移動速度V1を掛けることにより計算される、光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、8004、8005そして8006は、XY座標上に示されるグラフ8007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、8004に示す位置(X0,Y0)とすると、8005は、(X0+(t3−t1)V1,Y0−Y1)と表される。同様に8006は、(X0+(t4−t3)V1,Y0−Y1−Y2)と表される。
上段の図(1)は、図6のタイミングチャートそのものである。8005は光電センサ1001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、8006、8007は、光電センサ1003、1004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、8001、8002そして8003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置8004、8005そして8006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ1001と光電センサ1003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ1003と1004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x1は、時刻t1と時刻t3との時差に移動速度V1を掛けることにより計算される、光電センサ1001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。同様にx2は、時刻t3と時刻t4との時差に移動速度V1を掛けることにより計算される、光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、8004、8005そして8006は、XY座標上に示されるグラフ8007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、8004に示す位置(X0,Y0)とすると、8005は、(X0+(t3−t1)V1,Y0−Y1)と表される。同様に8006は、(X0+(t4−t3)V1,Y0−Y1−Y2)と表される。
図7の説明に戻る。
車輪特徴抽出部7005は、位置計算部7003が算出した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置(8004、8005そして8006)に対して、既知の幾何学演算を行い、円軌道の直径を計算し、車輪の特徴を軌道の大きさとして抽出する。上記幾何学演算を実行するための円軌道、楕円軌道の方程式等を含む幾何学演算プログラムは、記憶装置7006に格納されている。
ここでは、車輪特徴を車輪の大きさとして直径を抽出したが、これに限定されるものではない。本願発明で採用な車輪特徴として、中心位置、半径、外周長、車輪の厚み(車輪の高さ)などを適宜採用可能である。
車輪特徴抽出部7005は、位置計算部7003が算出した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置(8004、8005そして8006)に対して、既知の幾何学演算を行い、円軌道の直径を計算し、車輪の特徴を軌道の大きさとして抽出する。上記幾何学演算を実行するための円軌道、楕円軌道の方程式等を含む幾何学演算プログラムは、記憶装置7006に格納されている。
ここでは、車輪特徴を車輪の大きさとして直径を抽出したが、これに限定されるものではない。本願発明で採用な車輪特徴として、中心位置、半径、外周長、車輪の厚み(車輪の高さ)などを適宜採用可能である。
出力部7007は、特に図示しない車両判別コンピュータに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
図9は、駐輪場の通路を移動して、精算機に向かって進む判別対象を検知してから車輪特徴を出力するまでのフローチャートである。
ビーム状態受信ステップS9001において、ビーム状態受信部が光電センサ群1001〜1004のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS9002において、移動速度計算部が判別対象の移動速度を計算する。
位置計算ステップS9003において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で判別対象の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
車輪特徴計算ステップS9004において、車輪特徴計算部が、車輪の大きさを示す特徴として直径を抽出する。
出力ステップS9005において、出力部が、本実施例の車輪特徴抽出システムを組み込んだ車種判別システム等の他のシステムに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
ビーム状態受信ステップS9001において、ビーム状態受信部が光電センサ群1001〜1004のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS9002において、移動速度計算部が判別対象の移動速度を計算する。
位置計算ステップS9003において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で判別対象の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
車輪特徴計算ステップS9004において、車輪特徴計算部が、車輪の大きさを示す特徴として直径を抽出する。
出力ステップS9005において、出力部が、本実施例の車輪特徴抽出システムを組み込んだ車種判別システム等の他のシステムに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
ここでは、二輪車の車輪は傾くことなく真っすぐに通路に進入することにより、その輪郭は円と見做せる場合を想定している。傾き等により輪郭が楕円となることを想定する場合は、上記通路面垂直方向に一列に並ぶ光電センサの数を4つ以上にし、位置計算部7003で算出する前側の輪郭軌道上の位置を4点とし、車輪特徴抽出部7005では既知の幾何学演算を行い、楕円軌道の短径もしくは長径を計算することとするなどの変更を適宜行えばよい。
図10は、楕円の輪郭を有する部材を運ぶベルトコンベアに導入した実施例2の物体特徴抽出システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。部材は、その輪郭が示す径(短径または長径)がベルトコンベア面と垂直になるように固定されて平行移動するように設けられている。
ここでは部材がベルトコンベアによって平行移動するときに磁気ビームセンサ群によって検知する構成となっているが、本願発明の平行移動は、相対的平行移動であり、固定された部材の輪郭の径の方向と垂直な方向に磁気ビームセンサ群が平行移動する方式により、部材の磁気ビームセンサ群に対する相対的平行移動を生成する方式であってもよい。
以下の記載において、磁気ビームであるビームが対象物に近接し検知している状態がオン状態であり、対象物が遠く検知していない状態がオフ状態である。記載する。
楕円の輪郭を有する部材10007を運搬するベルトベア10006の脇に10001〜10005で示す複数の磁気ビームセンサが配置されている。各磁気ビームセンサが発するビームは、いずれも部材の平行移動に対して垂直に交差するように設置されている。
10001、10003,10004そして10005で示す磁気ビームセンサは、ベルトコンベア面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。磁気ビームセンサ10001と磁気ビームセンサ10003との間隔はY1であり、磁気ビームセンサ10003と磁気ビームセンサ10004との間隔はY2である。さらに、磁気ビームセンサ10004と磁気ビームセンサ10005との間隔はY3である。
磁気ビームセンサ10002は、磁気ビームセンサ10001からベルトコンベア面に平行でベルトコンベア10006の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。ここでXSは、想定される部材10007が通過するとき、磁気ビームセンサ10001のビームがその輪郭を検知した後、磁気ビームセンサ10001から上記Y1の間隔で配置された磁気ビームセンサ10003よりも早いタイミングで磁気ビームセンサ10002のビームが上記輪郭を検知するに十分な短い長さで設定される。このことにより早期に平均移動速度を計算するのに有利に働くが、本発明の短い長さは、これに限られるのではなく、後で説明するXLより短ければよい。
ここで最高位置に配置された磁気ビームセンサ10001は想定される部材10007のうち最小の部材の短径以下の高さになるように設けられる。
ここでは部材がベルトコンベアによって平行移動するときに磁気ビームセンサ群によって検知する構成となっているが、本願発明の平行移動は、相対的平行移動であり、固定された部材の輪郭の径の方向と垂直な方向に磁気ビームセンサ群が平行移動する方式により、部材の磁気ビームセンサ群に対する相対的平行移動を生成する方式であってもよい。
以下の記載において、磁気ビームであるビームが対象物に近接し検知している状態がオン状態であり、対象物が遠く検知していない状態がオフ状態である。記載する。
楕円の輪郭を有する部材10007を運搬するベルトベア10006の脇に10001〜10005で示す複数の磁気ビームセンサが配置されている。各磁気ビームセンサが発するビームは、いずれも部材の平行移動に対して垂直に交差するように設置されている。
10001、10003,10004そして10005で示す磁気ビームセンサは、ベルトコンベア面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。磁気ビームセンサ10001と磁気ビームセンサ10003との間隔はY1であり、磁気ビームセンサ10003と磁気ビームセンサ10004との間隔はY2である。さらに、磁気ビームセンサ10004と磁気ビームセンサ10005との間隔はY3である。
磁気ビームセンサ10002は、磁気ビームセンサ10001からベルトコンベア面に平行でベルトコンベア10006の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。ここでXSは、想定される部材10007が通過するとき、磁気ビームセンサ10001のビームがその輪郭を検知した後、磁気ビームセンサ10001から上記Y1の間隔で配置された磁気ビームセンサ10003よりも早いタイミングで磁気ビームセンサ10002のビームが上記輪郭を検知するに十分な短い長さで設定される。このことにより早期に平均移動速度を計算するのに有利に働くが、本発明の短い長さは、これに限られるのではなく、後で説明するXLより短ければよい。
ここで最高位置に配置された磁気ビームセンサ10001は想定される部材10007のうち最小の部材の短径以下の高さになるように設けられる。
磁気ビームセンサ10001〜10005は、ベルトコンベア10006を横切るビームのオン状態とオフ状態を特に図示しない物体特徴抽出コンピュータに送信する。
図11は、部材10007によって、磁気ビームセンサ10001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t1における部材と磁気ビームセンサ群の位置関係を示した図である。11001は、磁気ビームセンサ10001のビームと部材輪郭との接点である。
ここでは接点と表現するが、論理的にはビーム断面の50%が遷移閾面積であり、部材がビーム断面中心点を通過する瞬間であるが、実際に存在するセンサの感度はその限りではない。
ここでは接点と表現するが、論理的にはビーム断面の50%が遷移閾面積であり、部材がビーム断面中心点を通過する瞬間であるが、実際に存在するセンサの感度はその限りではない。
図12は、部材10007によって、磁気ビームセンサ10002のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t2における部材と磁気ビームセンサ群の位置関係を示した図である。12001は、磁気ビームセンサ10002のビームと部材輪郭の接点である。
図13は、部材10007によって、磁気ビームセンサ10003のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t3における部材輪郭と磁気ビームセンサ群の位置関係を示した図である。13001は、磁気ビームセンサ10003のビームと部材輪郭の接点である。
図14は、部材10007によって、磁気ビームセンサ10004のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t4における部材輪郭と磁気ビームセンサ群の位置関係を示した図である。14001は、磁気ビームセンサ10004のビームと部材輪郭の接点である。
図15は、部材10007によって、磁気ビームセンサ10005のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t5における部材輪郭と磁気ビームセンサ群の位置関係を示した図である。15001は、磁気ビームセンサ10005のビームと部材輪郭の接点である。
(タイミングチャート)
図16は、磁気ビームセンサ10001〜10005のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸16000は、時間の進行を示す。
16001は、磁気ビームセンサ10001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16006は、磁気ビームセンサ10001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。破線矢印で示した16014は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t9を示している。
16002は、磁気ビームセンサ10002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16007は、磁気ビームセンサ10002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。破線矢印で示した16015は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t10を示している。
16003は、磁気ビームセンサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16008は、磁気ビームセンサ10003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。破線矢印で示した16013は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t8を示している。
16004は、磁気ビームセンサ10004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16009は、磁気ビームセンサ10004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。破線矢印で示した16012は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t7を示している。
16005は、磁気ビームセンサ10005のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16010は、磁気ビームセンサ10005がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。破線矢印で示した16011は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t6を示している。
各チャートのオフ状態からオン状態へ遷移する時刻は、部材10007の前側の輪郭が磁気ビームセンサ群により検知された時刻を示している。
またオン状態からオフ状態へ遷移する時刻は、部材の輪郭後ろ側が磁気ビームセンサ群によって検知された時刻を示している。
図16は、磁気ビームセンサ10001〜10005のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸16000は、時間の進行を示す。
16001は、磁気ビームセンサ10001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16006は、磁気ビームセンサ10001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。破線矢印で示した16014は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t9を示している。
16002は、磁気ビームセンサ10002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16007は、磁気ビームセンサ10002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。破線矢印で示した16015は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t10を示している。
16003は、磁気ビームセンサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16008は、磁気ビームセンサ10003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。破線矢印で示した16013は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t8を示している。
16004は、磁気ビームセンサ10004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16009は、磁気ビームセンサ10004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。破線矢印で示した16012は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t7を示している。
16005は、磁気ビームセンサ10005のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した16010は、磁気ビームセンサ10005がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。破線矢印で示した16011は、オン状態からオフ状態に遷移する時刻t6を示している。
各チャートのオフ状態からオン状態へ遷移する時刻は、部材10007の前側の輪郭が磁気ビームセンサ群により検知された時刻を示している。
またオン状態からオフ状態へ遷移する時刻は、部材の輪郭後ろ側が磁気ビームセンサ群によって検知された時刻を示している。
(物体特徴抽出コンピュータの機能構成)
図17は、物体特徴抽出コンピュータ17000の機能構成図である。
ビーム状態受信部17001は、磁気ビームセンサ10001〜10005から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
移動速度計算部17002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って部材の移動速度V1を計算する。
位置計算部17003は、時刻t1、時刻t3、時刻t4そして時刻t5から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値であるベルトコンベア面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、部材の前側の輪郭軌道とベルトコンベア垂直軸に関して対称の軌道上の4点の位置(相対位置)を計算する。さらに、ベルトコンベア垂直軸に関して対称移動して、部材の前側の輪郭軌道上の4点の位置を算出する。
図17は、物体特徴抽出コンピュータ17000の機能構成図である。
ビーム状態受信部17001は、磁気ビームセンサ10001〜10005から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
移動速度計算部17002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って部材の移動速度V1を計算する。
位置計算部17003は、時刻t1、時刻t3、時刻t4そして時刻t5から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値であるベルトコンベア面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、部材の前側の輪郭軌道とベルトコンベア垂直軸に関して対称の軌道上の4点の位置(相対位置)を計算する。さらに、ベルトコンベア垂直軸に関して対称移動して、部材の前側の輪郭軌道上の4点の位置を算出する。
この4点を計算する原理は、実施例1で図8を用いて説明したのと同様の原理であり、図16で示すタイミングチャートから抽出することができる。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部17004に記憶されている。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部17004に記憶されている。
図17の説明に戻る。
物体特徴抽出部17005は、位置計算部17003が算出した部材の前側の輪郭軌道上の4点の相対位置に対して、既知の幾何学演算を行い、楕円軌道の長径及び短径を計算し、物体の特徴として抽出する。ここで上記幾何学演算を実行する幾何学演算として楕円の方程式を含むプログラムが、記憶装置17006に格納されている。
ここでは、物体特徴を輪郭の軌道の大きさとして長径と短径を抽出したが、これに限定されるものではない。本願発明で採用可能な物体特徴として、中心位置、外周長などを適宜採用可能である。
物体特徴抽出部17005は、位置計算部17003が算出した部材の前側の輪郭軌道上の4点の相対位置に対して、既知の幾何学演算を行い、楕円軌道の長径及び短径を計算し、物体の特徴として抽出する。ここで上記幾何学演算を実行する幾何学演算として楕円の方程式を含むプログラムが、記憶装置17006に格納されている。
ここでは、物体特徴を輪郭の軌道の大きさとして長径と短径を抽出したが、これに限定されるものではない。本願発明で採用可能な物体特徴として、中心位置、外周長などを適宜採用可能である。
検知時刻補正部17007は、磁気ビームセンサごとに設置高さと上記移動速度V1とから遅延時間を算出し、検知時刻の時刻補正を実行する。
ここで遅延時間の計算は、磁気ビームセンサのベルトコンベア面からの高さと軌道の大きさと移動速度によって生ずる遅延時間を予め磁気ビームセンサごとに作成しておいた遅延時間テーブル17008を参照して、行われる。
ここで遅延時間の計算は、磁気ビームセンサのベルトコンベア面からの高さと軌道の大きさと移動速度によって生ずる遅延時間を予め磁気ビームセンサごとに作成しておいた遅延時間テーブル17008を参照して、行われる。
図18は、遅延時間が発生する原理を示す図である。
18001は、高い位置にある磁気ビームセンサのビーム断面である。時刻t0において輪郭前側が位置18002まで進んだときにビーム断面の面積の半分以上が遮蔽されて、検知となる(ここでは部材は左から右へ移動するものとする)。この高さの場合、輪郭の傾きと部材の移動方向との角度が90度に近いのでビーム感度がよい。輪郭前側が位置18003まで進めば、完全に検知中となって、中心18004を通過したときを時刻t1としてしまうような遅延時間の発生は少ない。従って、遅延時間はないか、短いと設定してよい。
一方。18005は、低い位置にある磁気ビームセンサのビーム断面である。この高さの場合、輪郭の傾きと部材の移動方向との角度が浅いのでビーム感度が悪い。時刻t0において、輪郭の前側が18007に示す位置まで進んだときにビーム断面の面積の半分以上が遮蔽されて、検知となるはずである。ここでビーム断面の中心18006を通る18007から少し進んだ時刻t1においても、輪郭前面18008は、中心18006の近傍にいる。従って、輪郭の前側がビーム断面の中心を通る時刻をt1としてしまう遅延時間の発生が多くなる。
ただし、ここでは所定数に分割された移動速度域と径の大きさ範囲ごとに予め設定した遅延時間テーブルを参照して計算するものとする。
18001は、高い位置にある磁気ビームセンサのビーム断面である。時刻t0において輪郭前側が位置18002まで進んだときにビーム断面の面積の半分以上が遮蔽されて、検知となる(ここでは部材は左から右へ移動するものとする)。この高さの場合、輪郭の傾きと部材の移動方向との角度が90度に近いのでビーム感度がよい。輪郭前側が位置18003まで進めば、完全に検知中となって、中心18004を通過したときを時刻t1としてしまうような遅延時間の発生は少ない。従って、遅延時間はないか、短いと設定してよい。
一方。18005は、低い位置にある磁気ビームセンサのビーム断面である。この高さの場合、輪郭の傾きと部材の移動方向との角度が浅いのでビーム感度が悪い。時刻t0において、輪郭の前側が18007に示す位置まで進んだときにビーム断面の面積の半分以上が遮蔽されて、検知となるはずである。ここでビーム断面の中心18006を通る18007から少し進んだ時刻t1においても、輪郭前面18008は、中心18006の近傍にいる。従って、輪郭の前側がビーム断面の中心を通る時刻をt1としてしまう遅延時間の発生が多くなる。
ただし、ここでは所定数に分割された移動速度域と径の大きさ範囲ごとに予め設定した遅延時間テーブルを参照して計算するものとする。
図19は、一つの磁気ビームセンサについての遅延時間を示す遅延時間テーブルのデータ構造を示したブロック図である。本実施例の場合、5つのテーブルが用意されることになる。最高位置にある10001と10002についての遅延時間を無視する場合は、3つのテーブルが用意される。
移動速度域19001は、移動速度をfとすると0<f≦f1、f1<f≦f2、f2<f≦fmaxの3区分である。ここでfmaxは、想定される最高移動速度である。
垂直方向の径の大きさ範囲は、径をrとすると0<r≦r1、r1<r≦r2、r2<r≦rmaxの3区分である。ここでrmaxは、想定される最大部材の径である。
ここで一例を示すと、19003で示す遅延時刻t31は、移動速度が0<f≦f1の範囲で部材の径が0<r≦r1に該当する場合の遅延時間を示している。
このテーブルは、遅延時刻に関する実験等を予め行った結果や所定の遅延時刻計算方式により作成した遅延時間の平均、最頻値等の数値の丸め処理を行った結果を格納したものである。
移動速度域19001は、移動速度をfとすると0<f≦f1、f1<f≦f2、f2<f≦fmaxの3区分である。ここでfmaxは、想定される最高移動速度である。
垂直方向の径の大きさ範囲は、径をrとすると0<r≦r1、r1<r≦r2、r2<r≦rmaxの3区分である。ここでrmaxは、想定される最大部材の径である。
ここで一例を示すと、19003で示す遅延時刻t31は、移動速度が0<f≦f1の範囲で部材の径が0<r≦r1に該当する場合の遅延時間を示している。
このテーブルは、遅延時刻に関する実験等を予め行った結果や所定の遅延時刻計算方式により作成した遅延時間の平均、最頻値等の数値の丸め処理を行った結果を格納したものである。
図17の説明に戻る。
時刻補正繰り返し部17009は、上記時刻補正によって生成した検知時刻を用いて、上記移動速度計算部、位置計算部及び物体特徴抽出部の動作を繰り返して
抽出された輪郭の軌道の大きさ用いて、上記時刻補正部の動作を再度行う。
このような繰り返しを2回繰り返して、高い精度の検知時刻を計算する。
本願発明の繰り返しは、本実施例の回数に限定されるものではなく、3回など複数回が採用されうる。ただし、発散しないような回数に設定する必要がある。
時刻補正繰り返し部17009は、上記時刻補正によって生成した検知時刻を用いて、上記移動速度計算部、位置計算部及び物体特徴抽出部の動作を繰り返して
抽出された輪郭の軌道の大きさ用いて、上記時刻補正部の動作を再度行う。
このような繰り返しを2回繰り返して、高い精度の検知時刻を計算する。
本願発明の繰り返しは、本実施例の回数に限定されるものではなく、3回など複数回が採用されうる。ただし、発散しないような回数に設定する必要がある。
出力部17010は、特に図示しない物体特徴抽出コンピュータに上記物体の大きさを示す特徴を出力する。
ここ出力される特徴は、上記高い精度の検知時刻を用いて抽出された特徴である。
ここ出力される特徴は、上記高い精度の検知時刻を用いて抽出された特徴である。
図20は、ベルトコンベアに運搬されて平行移動する部材を検知してから出力するまでの物体特徴抽出コンピュータの動作のフローチャートである。
ビーム状態受信ステップS20001において、ビーム状態受信部が磁気ビームセンサ群10001〜10005のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS20002において、移動速度計算部が部材の移動速度を計算する。
位置計算ステップS20003において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で部材の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
物体特徴計算ステップS20004において、物体特徴計算部が、物体の大きさを示す特徴として径(楕円の場合の短径及び長径を含む)を抽出する。
時刻補正ステップS20005において、検知時刻補正部が、各高さのセンサの検知時刻の補正を行う。
時刻補正繰り返しステップS20006において、時刻補正繰り返し部が、時刻補正によって生成した検知時刻を用いて、上記移動速度計算部、位置計算部及び物体特徴抽出部の動作を2回繰り返して、検知時刻を計算する。
抽出された輪郭の軌道の大きさ用いて、上記時刻補正部の動作
最終特徴抽出ステップS20007において、物体特徴抽出部が、上記時刻補正繰り返し部による精度の高い検知時刻を用いて、物体の特徴として楕円軌道の長径及び短径を計算する。
出力ステップS20008において、出力部が、本実施例の物体特徴抽出システムを組み込んだ部材判別システム等の他のシステムに上記物体の大きさを示す特徴を出力する。
ここで、移動速度V1を計算するために光電センサ10002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、10001、10003そして10004そして10005の4つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、移動速度計算部20002を含まない物体特徴抽出コンピュータとしてよい。
ビーム状態受信ステップS20001において、ビーム状態受信部が磁気ビームセンサ群10001〜10005のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS20002において、移動速度計算部が部材の移動速度を計算する。
位置計算ステップS20003において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で部材の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
物体特徴計算ステップS20004において、物体特徴計算部が、物体の大きさを示す特徴として径(楕円の場合の短径及び長径を含む)を抽出する。
時刻補正ステップS20005において、検知時刻補正部が、各高さのセンサの検知時刻の補正を行う。
時刻補正繰り返しステップS20006において、時刻補正繰り返し部が、時刻補正によって生成した検知時刻を用いて、上記移動速度計算部、位置計算部及び物体特徴抽出部の動作を2回繰り返して、検知時刻を計算する。
抽出された輪郭の軌道の大きさ用いて、上記時刻補正部の動作
最終特徴抽出ステップS20007において、物体特徴抽出部が、上記時刻補正繰り返し部による精度の高い検知時刻を用いて、物体の特徴として楕円軌道の長径及び短径を計算する。
出力ステップS20008において、出力部が、本実施例の物体特徴抽出システムを組み込んだ部材判別システム等の他のシステムに上記物体の大きさを示す特徴を出力する。
ここで、移動速度V1を計算するために光電センサ10002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、10001、10003そして10004そして10005の4つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、移動速度計算部20002を含まない物体特徴抽出コンピュータとしてよい。
実施例3は、実施例1の改良した変形例である。判別対象の移動速度をより精密に計算し、実施例1よりも車輪特徴抽出精度を高めた車輪特徴抽出システムである。実施例1と共通する部分は、可能な限り共通の符号を用いつつ、重複する説明を省いて、実施例3に特有の部分に焦点を当てて説明をする。
図21は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例1の車種判別システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。
実施例1と同様に対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004で示す複数の光電センサが配置されている。ここで実施例1と異なるのは光電センサ21001が最高位置に配置した光電センサ1001と通路面と平行に二輪車1007の進行方向にXLだけ離れた位置に設置される。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置され、XSはXLより短く設定される。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
実施例1と同様に対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004で示す複数の光電センサが配置されている。ここで実施例1と異なるのは光電センサ21001が最高位置に配置した光電センサ1001と通路面と平行に二輪車1007の進行方向にXLだけ離れた位置に設置される。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置され、XSはXLより短く設定される。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
光電センサ1001〜1004及び21001は、通路を横切るビームのオン状態とオフ状態を特に図示しない車輪特徴抽出コンピュータに送信する。
図22は、車輪1008が光電センサ1001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t1における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。2001は、光電センサ1001のビームと車輪の接点である。
図23は、車輪1008によって、光電センサ1002のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t2における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。3001は、光電センサ1002のビームと車輪の接点である。
図24は、車輪1008によって、光電センサ1003のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t3における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。4001は、光電センサ1003のビームと車輪の接点である。
図25は、車輪1008によって、光電センサ1004のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t4における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。5001は、光電センサ1004のビームと車輪の接点である。
図26は、車輪1008によって、光電センサ21001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t5における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。26001は、光電センサ21001のビームと車輪の接点である。
(タイミングチャート)
図27は、光電センサ1001〜1004及び21001のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸6005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
27001は、光電センサ21001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した27002は、光電センサ21001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。
図27は、光電センサ1001〜1004及び21001のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸6005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
27001は、光電センサ21001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した27002は、光電センサ21001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。
(車輪特徴抽出コンピュータの機能構成)
図28は、車輪特徴抽出コンピュータ28000の機能構成図である。
ビーム状態受信部28001は、光電センサ1001〜1004及び21001から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
第1移動速度計算部28002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の短区間移動速度V1を計算する。
第2移動速度計算部28003は、時刻t1と時刻t5の時差と、既値であるXLとから所定の速度計算式に従って判別対象の長区間平均移動速度VAを計算する。
速度補正部28004は、VAとV1との差から加速または減速のトレンドを示す加速度トレンドαを(VA−V1)/(t5−t2)の計算式で計算し、1001〜1004の各光電センサを通過する速度を補正して、光電センサごとに補正移動速度を生成する。
ここで採用する補正式は以下の通りである。
光電センサ1001通過後1003検知までの補正移動速度は、
V1+1/2α(t3−t1)であり、
光電センサ1003通過後1004検知までの補正移動速度は、
V1+1/2α(t4−t3)である。
ここで示した補正移動速度計算方式は、本願発明の補正移動速度の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。補正移行速度計算方式は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
図28は、車輪特徴抽出コンピュータ28000の機能構成図である。
ビーム状態受信部28001は、光電センサ1001〜1004及び21001から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
第1移動速度計算部28002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の短区間移動速度V1を計算する。
第2移動速度計算部28003は、時刻t1と時刻t5の時差と、既値であるXLとから所定の速度計算式に従って判別対象の長区間平均移動速度VAを計算する。
速度補正部28004は、VAとV1との差から加速または減速のトレンドを示す加速度トレンドαを(VA−V1)/(t5−t2)の計算式で計算し、1001〜1004の各光電センサを通過する速度を補正して、光電センサごとに補正移動速度を生成する。
ここで採用する補正式は以下の通りである。
光電センサ1001通過後1003検知までの補正移動速度は、
V1+1/2α(t3−t1)であり、
光電センサ1003通過後1004検知までの補正移動速度は、
V1+1/2α(t4−t3)である。
ここで示した補正移動速度計算方式は、本願発明の補正移動速度の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。補正移行速度計算方式は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
位置計算部28005は、時刻t1、時刻t3そして時刻t4から得られる時差と、上記補正移動速度と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する。さらに、通路垂直軸に関して対称移動して、判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の位置を算出する。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部28006に記憶されている。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部28006に記憶されている。
図29は、上記3点の位置が、計算される原理を示した対照図である。
上段の図(1)は、図27のタイミングチャートそのものである。8001は光電センサ1001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、8002、8003は、光電センサ1003、1004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
29001は、光電センサ21001が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、8001、8002そして8003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置8004、8005そして8006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ1001と光電センサ1003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ1003と1004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x1は、時刻t1と時刻t3との時差に補正移動速度V1+1/2α(t3−t1)を掛けることにより計算される、光電センサ1001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
同様にx2は、時刻t3と時刻t4との時差に補正移動速度V1+1/2α(t4−t3)を掛けることにより計算される、光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、8004、8005そして8006は、XY座標上に示されるグラフ8007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、8004に示す位置(X0,Y0)とすると、8005は、(X0+(t3−t1)・〔V1+1/2α(t3−t1)〕,Y0−Y1)と表される。同様に8006は、(X0+(t4−t3)〔V1+1/2α(t4−t3)〕,Y0−Y1−Y2)と表される。
ここで示した相対位置計算方式は、本願発明の相対位置の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。相対位置計算方式は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
上段の図(1)は、図27のタイミングチャートそのものである。8001は光電センサ1001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、8002、8003は、光電センサ1003、1004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
29001は、光電センサ21001が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、8001、8002そして8003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置8004、8005そして8006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ1001と光電センサ1003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ1003と1004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x1は、時刻t1と時刻t3との時差に補正移動速度V1+1/2α(t3−t1)を掛けることにより計算される、光電センサ1001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
同様にx2は、時刻t3と時刻t4との時差に補正移動速度V1+1/2α(t4−t3)を掛けることにより計算される、光電センサ1003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ1004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、8004、8005そして8006は、XY座標上に示されるグラフ8007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、8004に示す位置(X0,Y0)とすると、8005は、(X0+(t3−t1)・〔V1+1/2α(t3−t1)〕,Y0−Y1)と表される。同様に8006は、(X0+(t4−t3)〔V1+1/2α(t4−t3)〕,Y0−Y1−Y2)と表される。
ここで示した相対位置計算方式は、本願発明の相対位置の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。相対位置計算方式は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
図28の説明に戻る。
車輪特徴抽出部28007は、位置計算部28005が算出した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置(8008、8009そして8010)に対して、既知の幾何学演算を行い、円軌道の直径を計算し、車輪の特徴を軌道の大きさとして抽出する。
ここで円軌道、楕円軌道の方程式等を含む幾何学演算プログラムは、記憶装置28008に格納されている。
車輪特徴抽出部28007は、位置計算部28005が算出した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置(8008、8009そして8010)に対して、既知の幾何学演算を行い、円軌道の直径を計算し、車輪の特徴を軌道の大きさとして抽出する。
ここで円軌道、楕円軌道の方程式等を含む幾何学演算プログラムは、記憶装置28008に格納されている。
出力部28009は、特に図示しない車両判別コンピュータに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
図30は、駐輪場の通路を移動して、精算機に向かって進む判別対象を検知してから車輪特徴抽出コンピュータに出力するまでのフローチャートである。
ビーム状態受信ステップS30001において、ビーム状態受信部が光電センサ群1001〜1004及び21001のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS30002において、第1移動速度計算部が判別対象の移動速度V1を計算する。
長区間平均移動速度計算ステップS30003において、長区間平均移動速度計算部が判別対象の長区間平均移動速度VAを計算する。
速度補正ステップS30004において、速度補正部がVAとV1との差から加速または減速のトレンドを示す加速度トレンドαを計算し、1001〜1004の各光電センサを通過する速度を補正して、光電センサごとに補正移動速度を生成する。
位置計算ステップS30005において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で判別対象の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
車輪特徴計算ステップS30006において、車輪特徴計算部が、車輪の大きさを示す特徴として直径を抽出する。
出力ステップS30007において、出力部が、本実施例の車輪特徴抽出システムを組み込んだ車両判別システム等の他のシステムに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
ビーム状態受信ステップS30001において、ビーム状態受信部が光電センサ群1001〜1004及び21001のオン状態信号とオフ状態信号を受信する。
移動速度計算ステップS30002において、第1移動速度計算部が判別対象の移動速度V1を計算する。
長区間平均移動速度計算ステップS30003において、長区間平均移動速度計算部が判別対象の長区間平均移動速度VAを計算する。
速度補正ステップS30004において、速度補正部がVAとV1との差から加速または減速のトレンドを示す加速度トレンドαを計算し、1001〜1004の各光電センサを通過する速度を補正して、光電センサごとに補正移動速度を生成する。
位置計算ステップS30005において、位置計算部が上記説明に示した計算方式で判別対象の前側の輪郭軌道上3点の位置を算出する。
車輪特徴計算ステップS30006において、車輪特徴計算部が、車輪の大きさを示す特徴として直径を抽出する。
出力ステップS30007において、出力部が、本実施例の車輪特徴抽出システムを組み込んだ車両判別システム等の他のシステムに上記車輪の大きさを示す特徴を出力する。
ここでは、二輪車の車輪は傾くことなく真っすぐに通路に進入することにより、その輪郭は円と見做せる場合を想定している。傾き等により輪郭が楕円となることを想定する場合は、上記通路面垂直方向に一列に並ぶ光電センサの数を4つ以上にし、位置計算部28005で算出する前側の輪郭軌道上の位置を4点とし、車輪特徴抽出部28007では既知の幾何学演算を行い、楕円軌道の短径もしくは長径を計算することとするなどの変更を適宜行えばよい。
実施例4も、実施例1の改良した変形例である。判別対象の輪郭前側上の点をより精密に計算し、実施例1よりも車輪特徴抽出精度を高めた車輪特徴抽出システムである。実施例1と共通する部分は、可能な限り共通の符号を用いつつ、重複する説明を省いて、実施例3に特有の部分に焦点を当てて説明をする。
図31は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例4の車輪特徴抽出システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。
図31は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例4の車輪特徴抽出システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。
図31は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例3の車輪特徴抽出システムの設置イメージ図である。上段が平面図であり、下段が側面図である。
対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004と31001〜31004で示す複数の光電センサが配置されている。各光電センサは、一の側からビームを発光する発光装置と他の側でビームを受光する受光装置とが一対となって、相対向させて設置されている。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。同様に31001、31003そして31004で示す光電センサも、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置される。
ここで光電センサ1001と31001とは、通路面平行方向にXLの間隔に設定されている。XLは後で説明するXSよりも長く設定する。
光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。光電センサ31001と光電センサ31003との間隔もY1であり、光電センサ31003と光電センサ31004との間隔もY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。同様に光電センサ31002は、光電センサ31001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001、1002、31001及び31002は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
ここで、後で説明する移動速度V1やV2を計算するために光電センサ1002や31002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、1001、1003そして1004及び31001、31002及び31004の6つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、後で説明する第1移動速度計算部及び第2移動速度計算部を含まない車輪特徴抽出コンピュータとしてよい。
対象物の移動経路となる通路1005の両側に1001〜1004と31001〜31004で示す複数の光電センサが配置されている。各光電センサは、一の側からビームを発光する発光装置と他の側でビームを受光する受光装置とが一対となって、相対向させて設置されている。
1001、1003そして1004で示す光電センサは、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置されている。同様に31001、31003そして31004で示す光電センサも、通路面垂直方向に一列に並ぶように配置される。
ここで光電センサ1001と31001とは、通路面平行方向にXLの間隔に設定されている。XLは後で説明するXSよりも長く設定する。
光電センサ1001と光電センサ1003との間隔はY1であり、光電センサ1003と光電センサ1004との間隔はY2である。光電センサ31001と光電センサ31003との間隔もY1であり、光電センサ31003と光電センサ31004との間隔もY2である。
光電センサ1002は、光電センサ1001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。同様に光電センサ31002は、光電センサ31001から通路面に平行で二輪車1007の進行方向に短い平行間隔XSだけ離れた位置に設置される。
1008は、二輪車1007の車輪である。最高位置に配置された光電センサ1001、1002、31001及び31002は想定される車輪1008のうち最小の車輪の半径以下の高さになるように設けられる。
ここで、後で説明する移動速度V1やV2を計算するために光電センサ1002や31002を設置しているが、移動速度が予め分かっている場合、1001、1003そして1004及び31001、31002及び31004の6つの光電センサだけでセンサ群を構成するものであってもよい。その場合、後で説明する第1移動速度計算部及び第2移動速度計算部を含まない車輪特徴抽出コンピュータとしてよい。
光電センサ1001〜1004及び31001〜31004は、通路を横切るビームのオン状態とオフ状態を特に図示しない車輪特徴抽出コンピュータに送信する。
図32は、車輪1008が光電センサ1001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t1における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。2001は、光電センサ1001のビームと車輪の接点である。
図33は、車輪1008によって、光電センサ1002のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t2における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。3001は、光電センサ1002のビームと車輪の接点である。
図34は、車輪1008によって、光電センサ1003のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t3における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。4001は、光電センサ1003のビームと車輪の接点である。
図35は、車輪1008によって、光電センサ1004のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t4における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。5001は、光電センサ1004のビームと車輪の接点である。
図36は、車輪1008が光電センサ31001のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t5における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。36001は、光電センサ31001のビームと車輪の接点である。
図37は、車輪1008によって、光電センサ31002のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t6における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。37001は、光電センサ31002のビームと車輪の接点である。
図38は、車輪1008によって、光電センサ31003のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t7における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。38001は、光電センサ31003のビームと車輪の接点である。
図39は、車輪1008によって、光電センサ31004のビームがオン状態に遷移する瞬間の時刻t8における車輪と光電センサ群の位置関係を示した図である。39001は、光電センサ31004のビームと車輪の接点である。
(タイミングチャート)
図40は、光電センサ1001〜1004及び31001〜31004のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸40005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
40001は、光電センサ31001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40006は、光電センサ31001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。
40002は、光電センサ31002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40007は、光電センサ31002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t6を示している。
40003は、光電センサ31003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40008は、光電センサ31003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t7を示している。
40004は、光電センサ31004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t8を示している。
図40は、光電センサ1001〜1004及び31001〜31004のオフ状態、オン状態及び状態遷移を示すタイミングチャートである。横軸40005は、時間の進行を示す。
6001は、光電センサ1001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6006は、光電センサ1001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t1を示している。
6002は、光電センサ1002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6007は、光電センサ1002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t2を示している。
6003は、光電センサ1003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6008は、光電センサ1003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t3を示している。
6004は、光電センサ1004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した6009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t4を示している。
40001は、光電センサ31001のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40006は、光電センサ31001がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t5を示している。
40002は、光電センサ31002のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40007は、光電センサ31002がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t6を示している。
40003は、光電センサ31003のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40008は、光電センサ31003がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t7を示している。
40004は、光電センサ31004のオフ状態をハイレベルで示し、オン状態をローレベルで示したチャートである。破線矢印で示した40009は、光電センサ1004がオフ状態からオン状態に遷移する時刻t8を示している。
(車輪特徴抽出コンピュータの機能構成)
図41は、車輪特徴抽出コンピュータ41000の機能構成図である。
ビーム状態受信部41001は、光電センサ1001〜1004及び31001〜31004から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
第1移動速度計算部41002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V1を計算する。
第2移動速度計算部41003は、時刻t5と時刻t6の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V2を計算する。
位置計算部41004は、時刻t1、時刻t3そして時刻t4から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する。さらに、通路垂直軸に関して対称移動して、判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の位置を算出する。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部41005に記憶されている。
図41は、車輪特徴抽出コンピュータ41000の機能構成図である。
ビーム状態受信部41001は、光電センサ1001〜1004及び31001〜31004から送信されるオン状態信号とオフ状態信号を受信する。オン状態信号を受信している時間帯は、上記タイミングチャート上ではローレベルで示される。一方、オフ状態信号を受信している時間帯は、ハイレベルで示される。
第1移動速度計算部41002は、時刻t1と時刻t2の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V1を計算する。
第2移動速度計算部41003は、時刻t5と時刻t6の時差と、既値であるXSとから所定の速度計算式に従って判別対象の移動速度V2を計算する。
位置計算部41004は、時刻t1、時刻t3そして時刻t4から得られる時差と、上記移動速度V1と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する。さらに、通路垂直軸に関して対称移動して、判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の位置を算出する。
ここで位置計算プログラム及び間隔Y1、Y2は、記憶部41005に記憶されている。
上記3点の位置が、計算される原理は、実施例1と同様である。
車輪特徴抽出部41006は、位置計算部41004が算出した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置に対して、既知の幾何学演算を行い、円軌道の直径を計算し、車輪の特徴を軌道の大きさとして抽出する。上記幾何学演算を実行するための円軌道、楕円軌道の方程式等を含む幾何学演算プログラムは、記憶装置41007に格納されている。
検証部41008は、t5、t7そしてt8から得られる時差と、上記移動速度V2と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算し、この3点が形成する円の径を抽出する。
検証部41008は、さらに動作を続けて、t5、t7そしてt8に係る径と上記車輪特徴抽出部で抽出した径の大きさの比率を計算し、比較する。
ここで両者の比率が120%以上もしくは80%以下の場合、異常示す信号を出力部41009に送る。80%から120%の間に収まる場合は上記車輪特徴抽出手段が計算した径の値を出力部に送る。
ここでは、径の値の比率のぶれが±20%の範囲外のときに異常としたが、本発明の検証部の異常検出はこれに限定されるものではない。例えば、周長等の特徴を適宜採用して、異常とする範囲も±10%と数値を変えたり、±5cmと実寸の差の範囲とするなど適宜変更可能である。
検証部41008は、さらに動作を続けて、t5、t7そしてt8に係る径と上記車輪特徴抽出部で抽出した径の大きさの比率を計算し、比較する。
ここで両者の比率が120%以上もしくは80%以下の場合、異常示す信号を出力部41009に送る。80%から120%の間に収まる場合は上記車輪特徴抽出手段が計算した径の値を出力部に送る。
ここでは、径の値の比率のぶれが±20%の範囲外のときに異常としたが、本発明の検証部の異常検出はこれに限定されるものではない。例えば、周長等の特徴を適宜採用して、異常とする範囲も±10%と数値を変えたり、±5cmと実寸の差の範囲とするなど適宜変更可能である。
図42は、t5、t7そしてt8から得られる時差と、上記移動速度V2と、既値である通路面垂直方向の間隔Y1、Y2とから、判別対象の前側の輪郭軌道と通路垂直軸に関して対称の軌道上の3点の位置(相対位置)を計算する原理を示したものである。
上段の図(1)は、図40のタイミングチャートから時刻t5〜t8に係る部分を抜粋したものである。42001は光電センサ31001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、42002、42003は、光電センサ31003、31004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、42001、42002そして42003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置42004、42005そして42006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ31001と光電センサ31003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ31003と31004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x‘1は、時刻t5と時刻t7との時差に移動速度V2を掛けることにより計算される、光電センサ31001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ31003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。同様にx’2は、時刻t7と時刻t8との時差に移動速度V2を掛けることにより計算される、光電センサ31003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ31004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、42004、42005そして42006は、XY座標上に示されるグラフ42007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、42004に示す位置(X0,Y0)とすると、42005は、(X0+(t7−t5)V2,Y0−Y1)と表される。同様に42006は、(X0+(t8−t7)V2,Y0−Y1−Y2)と表される。
ここで示した相対位置は、本願発明の相対位置の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。相対位置は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
上段の図(1)は、図40のタイミングチャートから時刻t5〜t8に係る部分を抜粋したものである。42001は光電センサ31001が判別対象を最初に検知するタイミングである。同様に、42002、42003は、光電センサ31003、31004が判別対象を最初に検知するタイミングである。
下段の図(2)は、42001、42002そして42003で示したタイミングを、通路平行方向を示すX軸と通路垂直方向を示すY軸に取った座標の位置42004、42005そして42006に変換した図である。
図(2)に示されるY1は、光電センサ31001と光電センサ31003とのY軸方向の間隔(以下、高さの間隔という)を示しており、既値である。同様にY2も光電センサ31003と31004との高さの間隔を示し、既値である。
また、x‘1は、時刻t5と時刻t7との時差に移動速度V2を掛けることにより計算される、光電センサ31001の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ31003の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。同様にx’2は、時刻t7と時刻t8との時差に移動速度V2を掛けることにより計算される、光電センサ31003の高さの前側の輪郭軌道上の点と光電センサ31004の高さの前側の輪郭軌道上の点とのX軸方向の間隔を示している。
よって、42004、42005そして42006は、XY座標上に示されるグラフ42007で示した判別対象の前側の輪郭軌道上の3点の相対位置を示す(ただし、Y軸に関して対称)。例えば、42004に示す位置(X0,Y0)とすると、42005は、(X0+(t7−t5)V2,Y0−Y1)と表される。同様に42006は、(X0+(t8−t7)V2,Y0−Y1−Y2)と表される。
ここで示した相対位置は、本願発明の相対位置の一例を求める式を示したものであり、これに限定されるものではない。相対位置は、本願発明の趣旨に従って適宜変更され得る。
図41の説明に戻る。
出力部41009は、特に図示しない車両判別コンピュータに、検証部から受信した上記車輪の大きさを示す特徴又は異常発生を出力する。
出力部41009は、特に図示しない車両判別コンピュータに、検証部から受信した上記車輪の大きさを示す特徴又は異常発生を出力する。
ここでは、二輪車の車輪は傾くことなく真っすぐに通路に進入することにより、その輪郭は円と見做せる場合を想定している。傾き等により輪郭が楕円となることを想定する場合は、上記通路面垂直方向に一列に並ぶ光電センサの数を4つ以上にし、位置計算部41004で算出する前側の輪郭軌道上の位置を4点とし、車輪特徴抽出部41006では既知の幾何学演算を行い、楕円軌道の短径もしくは長径を計算することとするなどの変更を適宜行えばよい。
このような構成の車輪特徴抽出システム(車種判別に用いる物体特徴抽出システム)を採用することにより、車輪への成り済まし等の不正を異常発生として検知するなど、誤動作の少ない堅牢なシステムとする効果がある。
本発明で開示した発明は、駐輪場の車種判別、工場における部材の判別などに利用可能である。特に、オートバイと自転車を混在させて、二輪車を預かる駐輪場における車種判別の利用に期待される。
1001 光電センサ
1002 光電センサ
1003 光電センサ
1004 光電センサ
1005 移動経路
1008 車輪
1002 光電センサ
1003 光電センサ
1004 光電センサ
1005 移動経路
1008 車輪
Claims (13)
- ビームセンサに対して相対的平行移動をし、円の輪郭を有する物体を対象物とし、
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセンサを配置してビームセンサ群を構成し、複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも3つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
d)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔と、から前記対象物の前側の輪郭上の3点の相対位置の計算をする位置計算手段を備え、
e)所定の幾何学計算手段により、前記3点が通る円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システム。 - ビームセンサに対して相対的平行移動をする物体として、楕円の輪郭を有する駐輪場の入退通路を通過する車輪を対象物とし、
発するビームが前記相対的平行移動の移動経路に対して垂直に進むように複数ビームセン
サを配置してビームセンサ群を構成し、
複数の前記ビームの検知パターンから、前記物体の特徴を抽出するシステムであって、
a)前記ビームセンサ群のうち少なくとも1つのビームセンサが、前記垂直方向の最上位置のビームセンサから前記移動経路面と平行で進行方向に、前記垂直間隔よりも短い平行間隔をおいて配置され、
b)前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、該最上位置のビームセンサから前記平行で進行方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻との時差から前記対象物の移動速度を計算する移動速度計算手段を備えられ、
c)前記ビームセンサ群のうち少なくとも4つのビームセンサが、移動経路面と垂直方向に、予め設定された既値の垂直間隔をおいて配置が設定され、
b)前記垂直方向に配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記物体の移動速度と、前記既値の垂直間隔から前記対象物の前側の輪郭上の4点の位置計算をする位置計算手段を備え、
d)所定の幾何学計算手段により、前記4点が通る楕円軌道を前記対象物の輪郭として、該対象物の特徴を計算する特徴抽出手段を備えること特徴とする物体特徴抽出システム。 - 前記相対的平行移動は、固定した前記物体に対して平行移動する前記ビームセンサ群によ
って生成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のシステム。 - 前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記物体の輪郭が形成する円の移動経路面垂直方向の径のうち最小径のものの半分以下になるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム
- 前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記物体の輪郭が形成する楕円の移動経路面垂直方向の径のうち最小径のものの半分以下になるように設定されて
いることを特徴とする請求項2に記載のシステム - 前記平行で進行方向に配置されたビームセンサから、さらに前記移動経路面と平行で進行
方向に前記短い平行間隔よりも長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを少なくと
も1つさらに配置して、
前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、
前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知し
た検知時刻との時差から前記対象物の長区間の平均移動速度を計算する平均移動速度計算
手段を備え、
該一つ又は複数の平均移動速度と前記移動速度との比較から加減速のトレンドを計算し、該加減速のトレンドにより前記移動速度を補正する速度補正手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記平行で進行方向に配置されたビームセンサから、さらに前記移動経路面と平行で進行
方向に前記短い平行間隔よりも長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを少なくと
も1つさらに配置して、
前記最上位置のビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻と、
前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知し
た検知時刻との時差から前記対象物の長区間の平均移動速度を計算する平均移動速度計算
手段を備え、
該一つ又は複数の平均移動速度と前記移動速度との比較から加減速のトレンドを計算し、該加減速のトレンドにより前記移動速度を補正する速度補正手段を備えることを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記少なくとも3つのビームセンサから移動経路面と平行で進行方向に、前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを含む少なくとも3つのビームセンサが、前記移動経路面と垂直方向に、前記既値の垂直間隔をおいて配置され、
さらに1つのビームセンサが、前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサから前
記移動経路面と平行で進行方向に、前記短い平行間隔をおいて配置され、
a)前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検
知した検知時刻と、該長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサから平行で進行方向
に配置された前記さらに一つのビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知
時刻との時差から前記対象物の第2移動速度を計算する第2移動速度計算手段を備え、
b)前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを含む少なくとも3つのビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記移動速度とから計算される前記対象物の前側の輪郭上の3点の位置関係と、前記位置計算手段により計算された前記3点の位置関係を比較して、所定の比率を超える乖離が検出された場合に通知動作を実行する検証手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のシステム。 - 前記少なくとも4つのビームセンサから移動経路面と平行で進行方向に、前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを含む少なくとも4つのビームセンサが、前記移動経路面と垂直方向に、前記既値の垂直間隔をおいて配置され、
さらに1つのビームセンサが、前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサから前
記移動経路面と平行で進行方向に、前記短い平行間隔をおいて配置され、
a)前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検
知した検知時刻と、該長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサから平行で進行方向
に配置された前記さらに一つのビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知
時刻との時差から前記対象物の第2移動速度を計算する第2移動速度計算手段を備え、
b)前記長い平行間隔をおいて配置されたビームセンサを含む少なくとも4つのビームセンサが前記対象物の進行方向前側を検知した検知時刻同士の時差と、前記移動速度とから計算される前記対象物の前側の輪郭上の4点の位置関係と、前記位置計算手段により計算された前記4点の位置関係を比較して、所定の比率を超える乖離が検出された場合に通知動作を実行する検証手段を備えることを特徴とする請求項5に記載のシステム。 - 前記輪郭が前記ビームの断面の中心点を通過する中心通過時刻と前記検知時刻との時差である遅延時間を、該遅延時間は前記進行方向前側が形成する輪郭の軌道の接線の傾きに応じて変化するという関係から、前記ビームの前記移動経路面からの高さと前記特徴抽出手段で求められる軌道とで決まる前記ビームを通過する輪郭の傾きと前記移動速度から推定し、前記検知時刻を前記中心通過時刻へ時刻補正する検知時刻補正手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記時刻補正された検知時刻を使って前記特徴抽出手段が再計算した輪郭によって、前記
時刻補正の繰り返しを実行して検知時刻を計算する時刻補正繰り返し手段を備えることを
特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記時刻補正の繰り返しを複数回実行して、検知時刻を計算することを特徴とする請求項
11に記載のシステム。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の物体特徴抽出システムを構成部分として組み込んだことを特徴とする自転車もしくは自動二輪車の車種判別システム。
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