JP6148760B2 - Object feature extraction system - Google Patents

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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。
The present invention relates to a system for extracting features of an object, and more particularly to a system for extracting features of an object having a circular or elliptical outline using a beam sensor.
Here, the term beam sensor is broadly interpreted to mean a photoelectric sensor, a magnetic beam sensor, a particle beam sensor, or the like. The term beam is used for sensing beams such as light, magnetic beams, and particle beams.

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。
An object moved by a belt conveyor or the like has many members having a surface having a circular or elliptical shape, and there is an object feature extraction system for extracting the feature. Expensive.
In addition, a system for discriminating between a motorcycle and a bicycle using a transmission / light-shielding pattern caused by wheel characteristics formed by the contour of the wheel using a photoelectric sensor has been put to practical use in discriminating between a motorcycle and a bicycle. .
Hereinafter, for the sake of brevity, motorcycles and bicycles are collectively referred to as two-wheeled vehicles. The identification of the type of motorcycle is required in a bicycle parking lot that accepts motorcycles and bicycles. Conventionally, there has been a wheel discrimination system that uses a photoelectric sensor for vehicle type discrimination.
However, a function that satisfies the manager of the bicycle parking area has not been achieved due to the problem that the bicycle can be completed easily by shielding the photoelectric sensor with a foot or the like.

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。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes vehicle type discrimination to which a wheel discrimination system improved from the simple photoelectric sensor arrangement method is applied. This is a method paying attention to the side shape of the wheel of a two-wheeled vehicle. The light shielding state (showing the detected state, referred to as the on state in the following description) and the transmitting state (showing the undetected state) in the beam of the plurality of photoelectric sensors arranged on the side surface. The wheel is discriminated based on the pattern.
It is composed of photoelectric sensors installed on both sides of the passage, and five beams are radiated in a direction crossing the passage. The vehicle detection device includes a light projecting unit that projects five beams and a light receiving unit that receives each beam.
This configuration is an indirect method depending on the light shielding / transmission pattern of the beam generated by the characteristics of the wheel. Therefore, there is a problem that does not function sufficiently.

特開2007−304725号公報JP 2007-304725 A

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。
In an indirect method as described in the prior art document, the feature of the wheel is judged indirectly by discriminating not the wheel feature itself but the transmission / shading pattern generated by the feature. there were. For this reason, the accuracy of discriminating the vehicle type has not realized the discriminating accuracy that sufficiently satisfies the bicycle parking manager.
The present invention adopts a photoelectric sensor arrangement pattern different from the prior art and the prior art, and directly extracts features such as the outer diameter and inner diameter of a wheel having a circular or elliptical outline, so that noise can be accurately detected. It is an object to provide an object feature extraction system that contributes to realizing strong wheel discrimination.
Also, an object feature extraction system that extracts features such as diameter, major axis, and minor axis of an object that is translated by a belt conveyor or the like and has an outline of a circle or an ellipse when observed from the side in the translation direction. Providing is also an issue.
Furthermore, it is also an object to provide a robust object feature extraction system that contributes to dealing with frauds such as reduced recognition and impersonation by verifying, correcting, and recorrecting the extracted object features. Become.

本発明の第1の観点によれば、ビームセンサに対してベルトコンベアを含む搬送手段よっ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、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と、前記3つのビームの検知に係る輪郭上の3点の前記移動経路の方向の水平間隔はそれぞれの点に係る検知時刻同士の時差と前記移動速度との積であり、前記3点の前記移動経路と垂直方向の垂直間隔は既値であるという関係とから、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、c)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ベルトコンベアを含む搬送手段よって相対的平行移動をし、楕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、前記4つのビームの検知に係る輪郭上の4点の前記移動経路の方向の水平間隔はそれぞれの点に係る検知時刻同士の時差と前記移動速度との積であり、前記4点の前記移動経路と垂直方向の垂直間隔は既値であるという関係とから、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、c)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、さらにd)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、e)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、前記位置計算手段が使う前記物体の移動速度は、前記移動速度計算手段が計算した移動速度であ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。 According to the first aspect of the present invention, a relative parallel movement is performed with respect to the beam sensor by a conveying means including a belt conveyor , an object having a circular outline is set as an object, and the emitted beam is the relative parallel movement. A system in which a plurality of beam sensors are arranged so as to proceed perpendicular to a moving path to form a group of beam sensors, and a feature of the object is extracted from a plurality of detection patterns of the beams, and a) the beam sensor At least three beam sensors in the group are arranged at predetermined vertical intervals in the direction perpendicular to the movement path plane, and b) the beam sensors arranged in the vertical direction are the object. The time difference between the detection times when the front side of the traveling direction is detected, the moving speed of the object, the vertical distance of the existing value, and the three moving paths on the contour relating to the detection of the three beams The horizontal interval is the product of the time difference between the detection times of each point and the moving speed, and the vertical distance in the vertical direction of the three moving paths and the vertical direction is an existing value. A position calculating means for calculating the relative positions of the three points on the front contour of the object, and c) by means of a predetermined geometric calculation means, the circular trajectory through which the three points pass as the contour of the object, An object feature extraction system comprising a feature extraction means for calculating a feature is provided. According to the second aspect of the present invention, relative parallel movement is performed with respect to the beam sensor by a conveying unit including a belt conveyor , an object having an elliptical contour is set as an object , and the emitted beam is the relative parallel movement. A system in which a plurality of beam sensors are arranged so as to proceed perpendicular to a moving path to form a group of beam sensors, and a feature of the object is extracted from a plurality of detection patterns of the beams, and a) the beam sensor At least four beam sensors in the group are arranged at predetermined vertical intervals in the direction perpendicular to the movement path plane, and b) the beam sensors arranged in the vertical direction are the object. The time difference between the detection times when the front side of the traveling direction is detected, the moving speed of the object, the vertical distance of the existing value, and the directions of the four moving paths on the contour relating to the detection of the four beams The horizontal interval is the product of the time difference between the detection times for each point and the moving speed, and the vertical distance in the vertical direction of the four points of the moving path is an existing value. C) position calculation means for calculating the position of four points on the front contour of the object, and c) by means of a predetermined geometric calculation means, the elliptic trajectory through which the four points pass as the contour of the object, And d) at least one beam sensor of the group of beam sensors is parallel to the moving path surface from the beam sensor at the uppermost position in the vertical direction and is longer than the vertical interval. E) a detection time when the uppermost beam sensor detects the front side of the object in the traveling direction, and a beacon disposed in the traveling direction in parallel with the beam sensor at the uppermost position. The moving speed calculating means for calculating the moving speed of the object from the time difference from the detection time when the sensor detects the front side of the moving direction of the object is provided, and the moving speed of the object used by the position calculating means is the moving speed There is provided an object feature extraction system characterized by the moving speed calculated by the speed calculating means. Here, the contour may be not only the outer periphery of the object but also the inner periphery when the shape of the object is a donut shape.

上記第1の観点の物体特徴抽出システムにおいて、さらに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、前記位置計算手段が使う前記物体の移動速度は、前記移動速度計算手段が計算した移動速度であるとしてもよい。 In the object feature extraction system according to the first aspect, further, a) at least one of the beam sensor groups is parallel to the moving path plane from the uppermost beam sensor in the vertical direction in the traveling direction; B) arranged at a parallel interval shorter than the vertical interval; b) a detection time when the uppermost beam sensor detects the front side of the object in the direction of travel; and a parallel time direction from the beam sensor at the uppermost position. A moving speed calculating means for calculating a moving speed of the object from a time difference from a detection time when the beam sensor detected the front side in the traveling direction of the object is provided, and the moving speed of the object used by the position calculating means is: The moving speed calculated by the moving speed calculating means may be used.

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。 Here, the relative translation may be generated by the photoelectric sensor group that translates with respect to the fixed object.

前記最上位置は、その前記移動経路面からの高さが前記想定される輪郭が形成する円または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。 The uppermost position is set such that the height from the movement path plane is equal to or less than half of the diameter of the circle or ellipse formed by the assumed contour in the vertical direction of the movement path plane. It is good.

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。
From the photoelectric sensors arranged in the traveling direction in parallel, further arranged photoelectric sensors arranged in parallel to the movement path surface and in parallel with the traveling direction longer than the short parallel spacing,
From the time difference between the time when the uppermost photoelectric sensor detects the front side in the direction of travel of the object and the time when the photoelectric sensors arranged at a long parallel interval detect the front side in the direction of travel of the object An average moving speed calculating means for calculating an average moving speed of a long section of the object, and calculating a trend of acceleration / deceleration from a comparison between the average moving speed and the moving speed;
A speed correction means for correcting the moving speed for calculating the positions of the three points or the four points according to the acceleration / deceleration trend may be provided.

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。
The at least three or four photoelectric sensors including the at least three or at least four photoelectric sensors and the photoelectric sensors arranged in the traveling direction parallel to the movement path surface and at a long parallel interval are the movement path surface. Are arranged in the vertical direction with the above-mentioned vertical interval,
Furthermore, one photoelectric sensor is arranged at the short parallel interval in the traveling direction parallel to the movement path surface from the photoelectric sensor arranged at the long parallel interval,
a) The time when the photoelectric sensor arranged at the long parallel interval detects the front side in the traveling direction of the object, and the photoelectric sensor arranged at the long parallel interval in parallel with the photoelectric sensor. Furthermore, it comprises second movement speed calculation means for calculating the second movement speed of the object from the time difference from the time when one photoelectric sensor detects the front side in the traveling direction of the object,
b) Calculated from the time difference between the times when at least three or four photoelectric sensors including the photoelectric sensors arranged at long parallel intervals detect the front side in the traveling direction of the object and the moving speed By comparing the positional relationship of 3 or 4 points on the front contour of the object with the positional relationship of the 3 or 4 points calculated by the position calculating means, a deviation exceeding a predetermined ratio was detected. In some cases, a verification unit that executes a notification operation may be provided.

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。 The detection delay time of the photoelectric sensor that changes in accordance with the inclination of the tangent of the contour trajectory formed by the front side in the traveling direction is estimated from the circular or elliptical trajectory calculated by the feature extraction unit, and constitutes the photoelectric sensor group Time correction means for correcting the detection time of the photoelectric sensor may be provided.

前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。 There may be provided time correction repeating means for calculating the detection time by repeating the time correction using the circular or elliptical trajectory recalculated by the feature extraction means using the correction detection time corrected by the time correction means. Good.

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。 The detection time may be calculated by repeating the time correction a plurality of times.

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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。FIG. 1 is an installation image diagram of a wheel feature extraction system according to a first embodiment introduced into an entrance / exit passage of a bicycle parking lot. 図2は、車輪が光電センサ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。FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t1 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1001 changes to the ON state. 図3は車輪によって、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。FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel. 図4は、車輪によって、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。FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 transitions to the ON state by the wheel. 図5は、車輪によって、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。FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel. 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。FIG. 6 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004. 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。FIG. 7 is a functional configuration diagram of the wheel feature extraction computer 7000. 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。FIG. 8 is a contrast diagram showing the principle by which the positions of the three points are calculated. 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。FIG. 9 is a flowchart from when a discrimination target moving toward the settlement machine is detected after moving through the bicycle parking lot until the wheel feature is output. 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FIG. 10 is an installation image diagram of the object feature extraction system according to the second embodiment that is introduced into a belt conveyor that carries a member having an elliptical outline. 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。FIG. 11 is a diagram showing the positional relationship between the member and the magnetic beam sensor group at time t1 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10001 is turned on by the member 10007. 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。FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship between the member and the magnetic beam sensor group at time t2 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10002 is turned on by the member 10007. 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。FIG. 13 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t3 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10003 is turned on by the member 10007. 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。FIG. 14 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t4 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10004 is turned on by the member 10007. 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。FIG. 15 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t5 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10005 is turned on by the member 10007. 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。FIG. 16 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the magnetic beam sensors 10001 to 10005. 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。FIG. 17 is a functional configuration diagram of the object feature extraction computer 17000. 図18は、遅延時間が発生する原理を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating the principle that the delay time occurs. 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。FIG. 19 is a block diagram showing a data structure of a delay time table indicating a delay time for one magnetic beam sensor. 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に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。FIG. 20 is a flowchart of the operation of the object feature extraction computer from detection of a member transported on a belt conveyor to parallel translation until output. 図21は、駐輪場の入退の通路に導入した実施例1の車輪判別システムの設置イメージ図である。FIG. 21 is an installation image diagram of the wheel discriminating system of the first embodiment introduced into the entrance / exit passage of the bicycle parking lot. 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。FIG. 22 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t1 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1001 transitions to the ON state. 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。FIG. 23 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 24 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 25 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t4 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 26 is a diagram illustrating the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t5 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 21001 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 27 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 21001. 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。FIG. 28 is a functional block diagram of the wheel feature extraction computer 28000. 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。FIG. 29 is a contrast diagram showing the principle by which the positions of the three points are calculated. 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。FIG. 30 is a flowchart from when a discrimination target moving toward the checkout machine is detected by moving through the bicycle parking lot to output to the wheel feature extraction computer. 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。FIG. 31 is an installation image diagram of the wheel feature extraction system according to the fourth embodiment introduced into the entrance / exit passage of the bicycle parking lot. 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。FIG. 32 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t1 when the wheel 1008 transitions to the ON state of the photoelectric sensor 1001 beam. 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。FIG. 33 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 34 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 is changed to the ON state by the wheel 1008. 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。FIG. 35 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t4 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 36 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t5 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31001 changes to the ON state. 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。FIG. 37 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t6 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31002 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 38 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t7 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31003 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 39 is a diagram illustrating the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t8 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31004 is turned on by the wheel 1008. 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。FIG. 40 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 31001 to 10004. 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。FIG. 41 is a functional configuration diagram of the wheel feature extraction computer 41000. 図42は、t5、t7そしてt8から得られる時差と、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。FIG. 42 shows the positions (relative positions) of three points on the trajectory to be discriminated from the time differences obtained from t5, t7 and t8, the moving speed V2, and the distances Y1 and Y2 in the vertical direction of the passage surface. This shows the principle of calculating.

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。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the embodiment, each functional component that realizes the function of the present invention executes a control program such as firmware incorporated in advance by a processor such as a computer or a circuit, and cooperates with a device such as a photoelectric sensor or a magnetic beam sensor. It is realized by doing. These programs are recorded on a computer-readable recording medium, read from the recording medium by the processor, and executed by a system user operating or receiving a signal from a device constituting the system. Is done.

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。
FIG. 1 is an installation image diagram of a wheel feature extraction system according to a first embodiment introduced into an entrance / exit passage of a bicycle parking lot. The upper stage is a plan view and the lower stage is a side view.
Here, an object feature extraction system used for discriminating the type of a bicycle parking lot is referred to as a wheel feature extraction system.
A plurality of photoelectric sensors 1001 to 1004 are arranged on both sides of a passage 1005 serving as a moving path of the object. In each photoelectric sensor, a light-emitting device that emits a beam from one side and a light-receiving device that receives the beam on the other side are paired so as to face each other.
The photoelectric sensors 1001, 1003 and 1004 are arranged in a line in the direction perpendicular to the passage surface. The interval between the photoelectric sensor 1001 and the photoelectric sensor 1003 is Y1, and the interval between the photoelectric sensor 1003 and the photoelectric sensor 1004 is Y2.
The photoelectric sensor 1002 is installed at a position parallel to the passage surface from the photoelectric sensor 1001 by a short parallel distance XS in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007. Here, XS is a photoelectric sensor 1002 at a timing earlier than the photoelectric sensor 1003 arranged at the interval Y1 from the photoelectric sensor 1001 after the beam of the photoelectric sensor 1001 detects the wheel when the assumed motorcycle passes. Are set to a short enough length to detect the wheel.
Since there is a settlement machine 1006 at the side of the passage at a predetermined distance from the photoelectric sensor groups 1001 to 1004 in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007, the two-wheeled vehicle using the bicycle parking lot always passes here.
Reference numeral 1008 denotes a wheel of the motorcycle 1007. The photoelectric sensor 1001 arranged at the highest position is provided to have a height equal to or less than the radius of the smallest wheel among the assumed wheels 1008.
Here, although a bicycle is described as a two-wheeled vehicle, a motorcycle or a three-wheeled vehicle can also be included in the discrimination target vehicle. In the present invention, a two-wheeled vehicle is a vehicle to be stored in a bicycle parking lot. The number of wheels of the discrimination target vehicle is not interpreted as being limited to two.
In addition, a photoelectric sensor 1002 is installed to calculate a moving speed V1, which will be described later. If the moving speed is known in advance, a sensor group is configured by only three photoelectric sensors 1001, 1003, and 1004. It may be a thing. In this case, a wheel feature extraction computer that does not include the moving speed calculation unit 7002 may be used.

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。   The photoelectric sensors 1001 to 1004 are in an on state (a state in which an object shields light beyond a predetermined transition threshold area of the beam section) and an off state (even if the beam section is not shielded or shielded). Is transmitted to a wheel feature extraction computer (not shown).

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。
FIG. 2 is a diagram illustrating the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t1 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1001 changes to the ON state. Reference numeral 2001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1001 and a wheel.
Here, although expressed as a contact, strictly speaking, it is the center point of the beam cross section at the moment when the member covers the beam cross section having an area exceeding the transition threshold area of light transmission / shielding such as 50% of the beam cross section.

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。   FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at the time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 3001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1002 and the wheel.

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。   FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 4001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1003 and the wheel.

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。   FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t4 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 5001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1004 and the wheel.

(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。
(Timing chart)
FIG. 6 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004. The horizontal axis 6005 indicates the progress of time.
Reference numeral 6001 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1001 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6006 indicated by a dashed arrow indicates a time t1 at which the photoelectric sensor 1001 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6002 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1002 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6007 indicated by a dashed arrow indicates a time t2 at which the photoelectric sensor 1002 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6003 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1003 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6008 indicated by a dashed arrow indicates a time t3 when the photoelectric sensor 1003 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6004 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1004 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6009 indicated by a dashed arrow indicates a time t4 when the photoelectric sensor 1004 transitions from the off state to the on state.

(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。
(Functional configuration of wheel feature extraction computer)
FIG. 7 is a functional configuration diagram of the wheel feature extraction computer 7000.
The beam state receiving unit 7001 receives an on state signal and an off state signal transmitted from the photoelectric sensors 1001 to 1004. The time zone in which the on-state signal is received is indicated at a low level on the timing chart. On the other hand, the time zone in which the off-state signal is received is indicated by a high level.
The moving speed calculation unit 7002 calculates the moving speed V1 to be discriminated according to a predetermined speed calculation formula from the time difference between the time t1 and the time t2 and the existing value XS.
The position calculation unit 7003 calculates the front contour trajectory to be determined from the time difference obtained from time t1, time t3, and time t4, the moving speed V1, and the distances Y1 and Y2 in the vertical direction of the passage surface. The position (relative position) of three points on the orbit symmetrical about the path vertical axis is calculated. Further, it moves symmetrically with respect to the vertical axis of the passage, and calculates the positions of three points on the front contour trajectory to be discriminated.
Here, the position calculation program and the intervals Y1 and Y2 are stored in the storage unit 7004.

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。
FIG. 8 is a contrast diagram showing the principle by which the positions of the three points are calculated.
The upper diagram (1) is the timing chart itself of FIG. 8005 is the timing at which the photoelectric sensor 1001 first detects the discrimination target. Similarly, 8006 and 8007 are timings when the photoelectric sensors 1003 and 1004 first detect the discrimination target.
The lower figure (2) is a diagram in which the timings indicated by 8001, 8002 and 8003 are converted into coordinate positions 8004, 8005 and 8006 taken on the X axis indicating the passage parallel direction and the Y axis indicating the passage vertical direction. is there.
Y1 shown in the diagram (2) indicates a distance in the Y-axis direction between the photoelectric sensor 1001 and the photoelectric sensor 1003 (hereinafter referred to as a height distance), and is an existing value. Similarly, Y2 indicates the height interval between the photoelectric sensors 1003 and 1004 and is an existing value.
X1 is calculated by multiplying the time difference between the time t1 and the time t3 by the moving speed V1, and a point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 1001 and a contour on the front side of the height of the photoelectric sensor 1003. A distance in the X-axis direction from a point on the orbit is shown. Similarly, x2 is calculated by multiplying the time difference between the time t3 and the time t4 by the moving speed V1, the point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 1003, and the contour on the front side of the height of the photoelectric sensor 1004. A distance in the X-axis direction from a point on the orbit is shown.
Therefore, 8004, 8005, and 8006 indicate the relative positions of the three points on the contour contour on the front side of the discrimination target indicated by the graph 8007 shown on the XY coordinates (however, they are symmetric with respect to the Y axis). For example, if a position (X0, Y0) indicated by 8004 is assumed, 8005 is expressed as (X0 + (t3-t1) V1, Y0-Y1). Similarly, 8006 is represented as (X0 + (t4-t3) V1, Y0-Y1-Y2).

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。
Returning to the description of FIG.
The wheel feature extraction unit 7005 performs a known geometric operation on the relative positions (8004, 8005, and 8006) of the three points on the front contour trajectory to be discriminated calculated by the position calculation unit 7003 to obtain a circular trajectory. The diameter is calculated, and the wheel features are extracted as the size of the track. A geometric calculation program including circular or elliptical orbital equations for executing the geometric calculation is stored in the storage device 7006.
Here, the diameter is extracted with the wheel feature as the size of the wheel, but the present invention is not limited to this. As wheel characteristics adopted in the present invention, a center position, a radius, an outer peripheral length, a wheel thickness (wheel height), and the like can be appropriately employed.

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。   The output unit 7007 outputs a feature indicating the size of the wheel to a vehicle discrimination computer (not shown).

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。
FIG. 9 is a flowchart from when a discrimination target moving toward the settlement machine is detected after moving through the bicycle parking lot until the wheel feature is output.
In the beam state reception step S9001, the beam state reception unit receives the on state signal and the off state signal of the photoelectric sensor groups 1001 to 1004.
In the movement speed calculation step S9002, the movement speed calculation unit calculates the movement speed to be determined.
In position calculation step S9003, the position calculation unit calculates the positions of three points on the front contour trajectory to be determined by the calculation method described above.
In wheel feature calculation step S9004, the wheel feature calculation unit extracts a diameter as a feature indicating the size of the wheel.
In output step S9005, the output unit outputs a feature indicating the size of the wheel to another system such as a vehicle type discrimination system incorporating the wheel feature extraction system of the present embodiment.

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。 Here, it is assumed that the wheels of the two-wheeled vehicle enter the passage straight without tilting, and the contour can be regarded as a circle. When it is assumed that the contour is an ellipse due to inclination or the like, the number of photoelectric sensors arranged in a line in the vertical direction of the passage surface is set to four or more, and the position on the front contour trajectory calculated by the position calculation unit 7003 is set to 4 As a point, the wheel feature extraction unit 7005 may perform a known geometric calculation to calculate a short diameter or a long diameter of an elliptical orbit as appropriate.

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。
FIG. 10 is an installation image diagram of the object feature extraction system according to the second embodiment, which is introduced into a belt conveyor that carries a member having an elliptical outline. The upper stage is a plan view and the lower stage is a side view. The member is provided so that the diameter (minor axis or major axis) indicated by the contour thereof is fixed and translated so as to be perpendicular to the belt conveyor surface.
Here, the magnetic beam sensor group detects the member when it is translated by the belt conveyor, but the translation of the present invention is a relative translation, and the direction of the diameter of the contour of the fixed member. A method of generating relative translation of the member with respect to the magnetic beam sensor group by a method in which the magnetic beam sensor group moves in a direction perpendicular to the magnetic beam sensor group may be used.
In the following description, a state where a magnetic beam is approaching and detecting an object is an on state, and a state where the object is not detected far is an off state. Describe.
A plurality of magnetic beam sensors indicated by 10001 to 10005 are arranged beside a belt bear 10006 that conveys a member 10007 having an elliptical outline. The beams emitted from the magnetic beam sensors are all installed so as to intersect perpendicularly with respect to the translation of the member.
Magnetic beam sensors indicated by 10001, 10003, 10004, and 10005 are arranged in a line in the direction perpendicular to the belt conveyor surface. The interval between the magnetic beam sensor 10001 and the magnetic beam sensor 10003 is Y1, and the interval between the magnetic beam sensor 10003 and the magnetic beam sensor 10004 is Y2. Further, the interval between the magnetic beam sensor 10004 and the magnetic beam sensor 10005 is Y3.
The magnetic beam sensor 10002 is installed at a position parallel to the belt conveyor surface and separated from the magnetic beam sensor 10001 by a short parallel interval XS in the traveling direction of the belt conveyor 10006. Here, XS is a timing earlier than that of the magnetic beam sensor 10001 arranged at the interval Y1 from the magnetic beam sensor 10001 after the beam of the magnetic beam sensor 10001 detects the contour when the assumed member 10007 passes. Thus, the beam of the magnetic beam sensor 10002 is set to a short enough length to detect the contour. This is advantageous for calculating the average moving speed at an early stage, but the short length of the present invention is not limited to this, and may be shorter than XL described later.
Here, the magnetic beam sensor 10001 arranged at the highest position is provided so as to have a height equal to or less than the minor axis of the smallest member among the assumed members 10007.

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。   The magnetic beam sensors 10001 to 10005 transmit the on state and off state of the beam crossing the belt conveyor 10006 to an object feature extraction computer (not shown).

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。
FIG. 11 is a diagram showing the positional relationship between the member and the magnetic beam sensor group at time t1 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10001 is turned on by the member 10007. 11001 is a contact point between the beam of the magnetic beam sensor 10001 and the member contour.
Although expressed here as a contact point, logically 50% of the beam cross section is the transition threshold area and is the moment when the member passes the center point of the beam cross section, but the actual sensitivity of the sensor is not limited to this. .

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。   FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship between the member and the magnetic beam sensor group at time t2 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10002 is turned on by the member 10007. Reference numeral 12001 denotes a contact between the beam of the magnetic beam sensor 10002 and the member contour.

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。   FIG. 13 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t3 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10003 is turned on by the member 10007. Reference numeral 13001 denotes a contact between the beam of the magnetic beam sensor 10003 and a member contour.

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。   FIG. 14 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t4 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10004 is turned on by the member 10007. Reference numeral 14001 denotes a contact between the beam of the magnetic beam sensor 10004 and the member contour.

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。   FIG. 15 is a diagram showing the positional relationship between the member contour and the magnetic beam sensor group at time t5 at the moment when the beam of the magnetic beam sensor 10005 is turned on by the member 10007. Reference numeral 15001 denotes a contact point between the beam of the magnetic beam sensor 10005 and the member contour.

(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。
(Timing chart)
FIG. 16 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the magnetic beam sensors 10001 to 10005. The horizontal axis 16000 shows the progress of time.
16001 is a chart showing the off state of the magnetic beam sensor 10001 at a high level and the on state at a low level. 16006 indicated by a broken line arrow indicates a time t1 at which the magnetic beam sensor 10001 transitions from the off state to the on state. 16014 indicated by a broken-line arrow indicates a time t9 at which the on state is changed to the off state.
16002 is a chart showing the off state of the magnetic beam sensor 10002 at a high level and the on state at a low level. 16007 indicated by a broken line arrow indicates a time t2 when the magnetic beam sensor 10002 transitions from the off state to the on state. Reference numeral 16015 indicated by a broken line arrow indicates a time t10 at which the transition from the on state to the off state occurs.
16003 is a chart showing the off state of the magnetic beam sensor 1003 at a high level and the on state at a low level. 16008 indicated by a broken line arrow indicates a time t3 when the magnetic beam sensor 10003 transitions from the off state to the on state. A reference numeral 16013 indicated by a dashed arrow indicates a time t8 when the on state is changed to the off state.
Reference numeral 16004 is a chart showing the off state of the magnetic beam sensor 10004 at a high level and the on state at a low level. 16009 indicated by a broken-line arrow indicates a time t4 when the magnetic beam sensor 10004 transitions from the off state to the on state. A reference numeral 16012 indicated by a broken line arrow indicates a time t7 at which the on state is changed to the off state.
Reference numeral 16005 is a chart showing the off state of the magnetic beam sensor 10005 at a high level and the on state at a low level. 16010 indicated by a dashed arrow indicates a time t5 when the magnetic beam sensor 10005 transitions from the off state to the on state. Reference numeral 16011 indicated by a broken line arrow indicates a time t6 when the on state is changed to the off state.
The time when each chart transitions from the off state to the on state indicates the time when the front contour of the member 10007 is detected by the magnetic beam sensor group.
In addition, the time at which the transition from the on state to the off state indicates the time at which the contour rear side of the member is detected by the magnetic beam sensor group.

(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。
(Functional structure of object feature extraction computer)
FIG. 17 is a functional configuration diagram of the object feature extraction computer 17000.
The beam state receiving unit 17001 receives the on state signal and the off state signal transmitted from the magnetic beam sensors 10001 to 10005. The time zone in which the on-state signal is received is indicated at a low level on the timing chart. On the other hand, the time zone in which the off-state signal is received is indicated by a high level.
The moving speed calculation unit 17002 calculates the moving speed V1 of the member according to a predetermined speed calculation formula from the time difference between the time t1 and the time t2 and the existing value XS.
The position calculator 17003 calculates the time difference obtained from the time t1, the time t3, the time t4, and the time t5, the moving speed V1, and the distances Y1 and Y2 in the belt conveyor surface vertical direction, which are the existing values, on the front side of the member. The position (relative position) of four points on the symmetrical track with respect to the contour track and the belt conveyor vertical axis is calculated. Further, the position of four points on the contour track on the front side of the member is calculated by moving symmetrically with respect to the belt conveyor vertical axis.

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。
The principle for calculating these four points is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. 8, and can be extracted from the timing chart shown in FIG.
Here, the position calculation program and the intervals Y1 and Y2 are stored in the storage unit 17004.

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。
Returning to the description of FIG.
The object feature extraction unit 17005 performs a known geometric operation on the relative positions of the four points on the contour trajectory on the front side of the member calculated by the position calculation unit 17003, calculates the major axis and minor axis of the elliptical trajectory, Extract as object features. Here, a program including an elliptic equation as a geometric calculation for executing the geometric calculation is stored in the storage device 17006.
Here, the major axis and the minor axis are extracted using the object feature as the size of the contour trajectory, but the present invention is not limited to this. As the object features that can be employed in the present invention, a center position, an outer peripheral length, and the like can be appropriately employed.

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。
The detection time correction unit 17007 calculates a delay time from the installation height and the moving speed V1 for each magnetic beam sensor, and executes time correction of the detection time.
Here, the delay time is calculated by referring to a delay time table 17008 in which a delay time caused by the height of the magnetic beam sensor from the belt conveyor surface, the size of the track, and the moving speed is previously created for each magnetic beam sensor. Done.

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。
FIG. 18 is a diagram illustrating the principle that the delay time occurs.
Reference numeral 18001 denotes a beam cross section of the magnetic beam sensor at a high position. When the front side of the contour advances to position 18002 at time t0, more than half of the area of the beam cross section is shielded and detection is performed (here, the member moves from left to right). In the case of this height, since the angle between the inclination of the contour and the moving direction of the member is close to 90 degrees, the beam sensitivity is good. If the front side of the contour advances to the position 18003, detection is complete, and there is little occurrence of a delay time that causes the time t1 to pass through the center 18004. Therefore, the delay time may be set to be short or short.
on the other hand. 18005 is a beam cross section of the magnetic beam sensor in a low position. In the case of this height, the beam sensitivity is poor because the angle between the inclination of the contour and the moving direction of the member is shallow. At time t0, when the front side of the contour advances to a position indicated by 18007, more than half of the area of the beam cross section should be shielded and detection should occur. Here, the contour front surface 18008 is in the vicinity of the center 18006 even at a time t1 slightly advanced from 18007 passing through the center 18006 of the beam cross section. Accordingly, the occurrence of a delay time in which the time when the front side of the contour passes the center of the beam cross section is t1 increases.
However, here, the calculation is performed with reference to a preset delay time table for each of the moving speed range and the diameter range divided into a predetermined number.

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。
FIG. 19 is a block diagram showing a data structure of a delay time table indicating a delay time for one magnetic beam sensor. In this embodiment, five tables are prepared. When ignoring the delay times for the highest positions 10001 and 10002, three tables are prepared.
The moving speed area 19001 is divided into three sections: 0 <f ≦ f1, f1 <f ≦ f2, and f2 <f ≦ fmax, where f is the moving speed. Here, fmax is an assumed maximum moving speed.
The size range of the diameter in the vertical direction is divided into three sections: 0 <r ≦ r1, r1 <r ≦ r2, and r2 <r ≦ rmax, where r is the diameter. Here, rmax is the assumed maximum member diameter.
As an example, a delay time t31 indicated by 19003 indicates a delay time in the case where the moving speed is in the range of 0 <f ≦ f1 and the member diameter corresponds to 0 <r ≦ r1.
This table stores the results of experiments on delay times, etc., and the results of rounding of numerical values such as average of delay times and mode values created by a predetermined delay time calculation method.

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。
Returning to the description of FIG.
The time correction repeater 17209 uses the detection time generated by the time correction, and uses the size of the contour trajectory extracted by repeating the operations of the moving speed calculator, the position calculator, and the object feature extractor. The operation of the time correction unit is performed again.
Such a repetition is repeated twice to calculate a highly accurate detection time.
The repetition of the present invention is not limited to the number of times of the present embodiment, and a plurality of times such as three times can be adopted. However, it is necessary to set the number of times so as not to diverge.

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。
The output unit 17010 outputs a feature indicating the size of the object to an object feature extraction computer (not shown).
The feature output here is a feature extracted using the highly accurate detection time.

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。
FIG. 20 is a flowchart of the operation of the object feature extraction computer from detection to output of a member that is transported by the belt conveyor and moves in parallel.
In the beam state reception step S20001, the beam state reception unit receives the on state signal and the off state signal of the magnetic beam sensor groups 10001-10005.
In movement speed calculation step S20002, the movement speed calculation unit calculates the movement speed of the member.
In the position calculation step S20003, the position calculation unit calculates the positions of three points on the contour trajectory on the front side of the member by the calculation method described above.
In the object feature calculation step S20004, the object feature calculation unit extracts a diameter (including a short diameter and a long diameter in the case of an ellipse) as a characteristic indicating the size of the object.
In time correction step S20005, the detection time correction unit corrects the detection time of each height sensor.
In time correction repeat step S20006, the time correction repeater calculates the detection time by repeating the operations of the moving speed calculator, the position calculator, and the object feature extractor twice using the detection time generated by the time correction. To do.
Using the size of the extracted contour trajectory, the operation of the time correction unit In the final feature extraction step S20007, the object feature extraction unit uses the highly accurate detection time by the time correction repetition unit as the object feature. Calculate the major and minor axis of the elliptical orbit.
In the output step S20008, the output unit outputs a feature indicating the size of the object to another system such as a member discrimination system incorporating the object feature extraction system of the present embodiment.
Here, the photoelectric sensor 10002 is installed to calculate the moving speed V1, but when the moving speed is known in advance, the sensor group is composed of only four photoelectric sensors 10001, 10003, 10004, and 10005. It may be. In this case, an object feature extraction computer that does not include the moving speed calculation unit 20002 may be used.

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。 The third embodiment is a modified example of the first embodiment. This is a wheel feature extraction system in which the moving speed of the discrimination target is calculated more precisely and the wheel feature extraction accuracy is higher than that in the first embodiment. Portions that are common to the first embodiment will be described using the same reference numerals as much as possible, omitting redundant descriptions, and focusing on portions that are unique to the third embodiment.

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。
FIG. 21 is an installation image diagram of the vehicle type identification system according to the first embodiment that is introduced into the entrance / exit passage of the bicycle parking lot. The upper stage is a plan view and the lower stage is a side view.
Similar to the first embodiment, a plurality of photoelectric sensors 1001 to 1004 are arranged on both sides of a passage 1005 serving as a moving path of an object. The difference from the first embodiment is that the photoelectric sensor 21001 is installed at a position separated by XL in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007 parallel to the photoelectric sensor 1001 arranged at the highest position and the passage surface.
The photoelectric sensors 1001, 1003 and 1004 are arranged in a line in the direction perpendicular to the passage surface. The interval between the photoelectric sensor 1001 and the photoelectric sensor 1003 is Y1, and the interval between the photoelectric sensor 1003 and the photoelectric sensor 1004 is Y2.
The photoelectric sensor 1002 is installed at a position parallel to the passage surface from the photoelectric sensor 1001 and separated by a short parallel distance XS in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007, and XS is set shorter than XL.
Reference numeral 1008 denotes a wheel of the motorcycle 1007. The photoelectric sensor 1001 arranged at the highest position is provided to have a height equal to or less than the radius of the smallest wheel among the assumed wheels 1008.

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。   The photoelectric sensors 1001 to 1004 and 21001 transmit the on state and off state of the beam crossing the passage to a wheel feature extraction computer (not shown).

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。   FIG. 22 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t1 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1001 transitions to the ON state. Reference numeral 2001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1001 and a wheel.

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。   FIG. 23 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 3001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1002 and the wheel.

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。   FIG. 24 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 4001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1003 and the wheel.

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。   FIG. 25 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t4 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 5001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1004 and the wheel.

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。   FIG. 26 is a diagram illustrating the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t5 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 21001 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 26001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 21001 and the wheel.

(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。
(Timing chart)
FIG. 27 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 21001. The horizontal axis 6005 indicates the progress of time.
Reference numeral 6001 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1001 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6006 indicated by a dashed arrow indicates a time t1 at which the photoelectric sensor 1001 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6002 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1002 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6007 indicated by a dashed arrow indicates a time t2 at which the photoelectric sensor 1002 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6003 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1003 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6008 indicated by a dashed arrow indicates a time t3 when the photoelectric sensor 1003 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6004 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1004 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6009 indicated by a dashed arrow indicates a time t4 when the photoelectric sensor 1004 transitions from the off state to the on state.
27001 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 21001 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 27002 indicated by a broken line arrow indicates a time t5 when the photoelectric sensor 21001 transitions from the off state to the on state.

(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。
(Functional configuration of wheel feature extraction computer)
FIG. 28 is a functional block diagram of the wheel feature extraction computer 28000.
The beam state receiving unit 28001 receives an on state signal and an off state signal transmitted from the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 21001. The time zone in which the on-state signal is received is indicated at a low level on the timing chart. On the other hand, the time zone in which the off-state signal is received is indicated by a high level.
The first moving speed calculation unit 28002 calculates the short section moving speed V1 to be determined from the time difference between the time t1 and the time t2 and the existing value XS according to a predetermined speed calculation formula.
The second moving speed calculation unit 28003 calculates the long-term average moving speed VA to be discriminated from the time difference between the time t1 and the time t5 and the existing value XL according to a predetermined speed calculation formula.
The speed correction unit 28004 calculates the acceleration trend α indicating the acceleration or deceleration trend from the difference between VA and V1, using the formula (VA−V1) / (t5−t2), and the photoelectric sensors 1001 to 1004 are calculated. The passing speed is corrected to generate a corrected moving speed for each photoelectric sensor.
The correction formula adopted here is as follows.
The corrected moving speed from the passage of the photoelectric sensor 1001 to the detection of 1003 is
V1 + 1 / 2α (t3−t1),
The corrected movement speed from the passage through the photoelectric sensor 1003 to the detection of 1004 is
V1 + 1 / 2α (t4-t3).
The correction movement speed calculation method shown here is an expression for obtaining an example of the correction movement speed of the present invention, and is not limited to this. The correction transition speed calculation method can be appropriately changed according to the gist of the present invention.

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。
The position calculation unit 28005 calculates the front contour trajectory to be determined from the time difference obtained from the time t1, the time t3, and the time t4, the corrected moving speed, and the distances Y1 and Y2 in the vertical direction of the passage surface. The position (relative position) of three points on the orbit symmetrical about the path vertical axis is calculated. Further, it moves symmetrically with respect to the vertical axis of the passage, and calculates the positions of three points on the front contour trajectory to be discriminated.
Here, the position calculation program and the intervals Y1 and Y2 are stored in the storage unit 28006.

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。
FIG. 29 is a contrast diagram showing the principle by which the positions of the three points are calculated.
The upper diagram (1) is the timing chart itself of FIG. 8001 is a timing at which the photoelectric sensor 1001 first detects the discrimination target. Similarly, 8002 and 8003 are timings when the photoelectric sensors 1003 and 1004 first detect the discrimination target.
29001 is the timing at which the photoelectric sensor 21001 first detects the discrimination target.
The lower figure (2) is a diagram in which the timings indicated by 8001, 8002 and 8003 are converted into coordinate positions 8004, 8005 and 8006 taken on the X axis indicating the passage parallel direction and the Y axis indicating the passage vertical direction. is there.
Y1 shown in the diagram (2) indicates a distance in the Y-axis direction between the photoelectric sensor 1001 and the photoelectric sensor 1003 (hereinafter referred to as a height distance), and is an existing value. Similarly, Y2 indicates the height interval between the photoelectric sensors 1003 and 1004 and is an existing value.
X1 is calculated by multiplying the time difference between the time t1 and the time t3 by the corrected moving speed V1 + 1 / 2α (t3−t1), the point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 1001, and the photoelectric sensor. A distance in the X-axis direction from a point on the contour track on the front side having a height of 1003 is shown.
Similarly, x2 is calculated by multiplying the time difference between time t3 and time t4 by the corrected movement speed V1 + 1 / 2α (t4−t3), the point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 1003, and the photoelectric sensor. A distance in the X-axis direction from a point on the contour track on the front side having a height of 1004 is shown.
Therefore, 8004, 8005, and 8006 indicate the relative positions of the three points on the contour contour on the front side of the discrimination target indicated by the graph 8007 shown on the XY coordinates (however, they are symmetric with respect to the Y axis). For example, if a position (X0, Y0) indicated by 8004 is assumed, 8005 is represented as (X0 + (t3-t1) · [V1 + 1 / 2α (t3-t1)], Y0-Y1). Similarly, 8006 is represented as (X0 + (t4−t3) [V1 + ½α (t4−t3)], Y0−Y1−Y2).
The relative position calculation method shown here is an expression for obtaining an example of the relative position of the present invention, and is not limited to this. The relative position calculation method can be appropriately changed according to the gist of the present invention.

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。
Returning to the description of FIG.
The wheel feature extraction unit 28007 performs a known geometric operation on the relative positions (8008, 8009, and 8010) of the three points on the front contour trajectory to be discriminated calculated by the position calculation unit 28005 to obtain a circular trajectory. The diameter is calculated, and the wheel features are extracted as the size of the track.
Here, a geometric calculation program including an equation of a circular orbit, an elliptical orbit, and the like is stored in the storage device 28008.

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。   The output unit 28809 outputs a feature indicating the size of the wheel to a vehicle discrimination computer (not shown).

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。
FIG. 30 is a flowchart from when a discrimination target moving toward the checkout machine is detected by moving through the bicycle parking lot to output to the wheel feature extraction computer.
In the beam state reception step S30001, the beam state reception unit receives the ON state signal and the OFF state signal of the photoelectric sensor groups 1001 to 1004 and 21001.
In the movement speed calculation step S30002, the first movement speed calculation unit calculates the movement speed V1 to be determined.
In the long section average moving speed calculation step S30003, the long section average moving speed calculation unit calculates the long section average moving speed VA to be discriminated.
In the speed correction step S30004, the speed correction unit calculates an acceleration trend α indicating a trend of acceleration or deceleration from the difference between VA and V1, and corrects the speed passing through each of the photoelectric sensors 1001 to 1004, and each photoelectric sensor A corrected moving speed is generated.
In the position calculation step S30005, the position calculation unit calculates the positions of three points on the front contour trajectory to be determined by the calculation method described above.
In the wheel feature calculation step S30006, the wheel feature calculation unit extracts the diameter as a feature indicating the size of the wheel.
In the output step S30007, the output unit outputs a feature indicating the size of the wheel to another system such as a vehicle discrimination system incorporating the wheel feature extraction system of this embodiment.

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。 Here, it is assumed that the wheels of the two-wheeled vehicle enter the passage straight without tilting, and the contour can be regarded as a circle. When it is assumed that the contour is an ellipse due to an inclination or the like, the number of photoelectric sensors arranged in a line in the vertical direction of the passage surface is set to four or more, and the position on the front contour trajectory calculated by the position calculation unit 28005 is set to 4 The wheel feature extraction unit 28007 may perform a known geometric operation and calculate the minor axis or the major axis of the elliptical trajectory as appropriate.

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。
The fourth embodiment is also a modified example of the first embodiment. This is a wheel feature extraction system in which the points on the front side of the contour to be discriminated are calculated more precisely and the wheel feature extraction accuracy is higher than that in the first embodiment. Portions that are common to the first embodiment will be described using the same reference numerals as much as possible, omitting redundant descriptions, and focusing on portions that are unique to the third embodiment.
FIG. 31 is an installation image diagram of the wheel feature extraction system according to the fourth embodiment introduced into the entrance / exit passage of the bicycle parking lot. The upper stage is a plan view and the lower stage is a side view.

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。
FIG. 31 is an installation image diagram of the wheel feature extraction system of the third embodiment introduced into the entrance / exit passage of the bicycle parking lot. The upper stage is a plan view and the lower stage is a side view.
A plurality of photoelectric sensors 1001 to 1004 and 31001 to 10004 are arranged on both sides of a passage 1005 serving as a movement path of the object. In each photoelectric sensor, a light-emitting device that emits a beam from one side and a light-receiving device that receives the beam on the other side are paired so as to face each other.
The photoelectric sensors 1001, 1003 and 1004 are arranged in a line in the direction perpendicular to the passage surface. Similarly, photoelectric sensors indicated by 31001, 31003, and 31004 are also arranged in a line in the direction perpendicular to the passage surface.
Here, the photoelectric sensors 1001 and 31001 are set at an interval XL in the direction parallel to the passage surface. XL is set longer than XS described later.
The interval between the photoelectric sensor 1001 and the photoelectric sensor 1003 is Y1, and the interval between the photoelectric sensor 1003 and the photoelectric sensor 1004 is Y2. The interval between the photoelectric sensor 31001 and the photoelectric sensor 31003 is also Y1, and the interval between the photoelectric sensor 31003 and the photoelectric sensor 31004 is also Y2.
The photoelectric sensor 1002 is installed at a position parallel to the passage surface from the photoelectric sensor 1001 by a short parallel distance XS in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007. Similarly, the photoelectric sensor 31002 is installed at a position parallel to the passage surface and separated from the photoelectric sensor 31001 by a short parallel interval XS in the traveling direction of the two-wheeled vehicle 1007.
Reference numeral 1008 denotes a wheel of the motorcycle 1007. The photoelectric sensors 1001, 1002, 31001, and 31002 arranged at the highest position are provided to have a height equal to or less than the radius of the smallest wheel among the assumed wheels 1008.
Here, photoelectric sensors 1002 and 31002 are installed to calculate movement speeds V1 and V2, which will be described later. If the movement speed is known in advance, 1001, 1003 and 1004 and 31001, 31002 and 31004 A sensor group may be constituted by only six photoelectric sensors. In that case, it is good also as a wheel feature extraction computer which does not include the 1st movement speed calculation part and 2nd movement speed calculation part which are demonstrated later.

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。   The photoelectric sensors 1001 to 1004 and 31001 to 10004 transmit the on state and off state of the beam crossing the passage to a wheel feature extraction computer (not shown).

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。   FIG. 32 is a diagram showing the positional relationship between the wheel and the photoelectric sensor group at time t1 when the wheel 1008 transitions to the ON state of the photoelectric sensor 1001 beam. Reference numeral 2001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1001 and a wheel.

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。   FIG. 33 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t2 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1002 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 3001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1002 and the wheel.

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。   FIG. 34 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t3 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1003 is changed to the ON state by the wheel 1008. Reference numeral 4001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1003 and the wheel.

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。   FIG. 35 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t4 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 1004 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 5001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 1004 and the wheel.

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。   FIG. 36 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t5 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31001 changes to the ON state. Reference numeral 36001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 31001 and the wheel.

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。   FIG. 37 is a diagram showing the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t6 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31002 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 37001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 31002 and the wheel.

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。   FIG. 38 is a diagram showing a positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t7 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31003 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 38001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 31003 and the wheel.

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。   FIG. 39 is a diagram illustrating the positional relationship between the wheels and the photoelectric sensor group at time t8 at the moment when the beam of the photoelectric sensor 31004 is turned on by the wheel 1008. Reference numeral 39001 denotes a contact point between the beam of the photoelectric sensor 31004 and the wheel.

(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。
(Timing chart)
FIG. 40 is a timing chart showing the off state, the on state, and the state transition of the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 31001 to 10004. The horizontal axis 40005 indicates the progress of time.
Reference numeral 6001 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1001 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6006 indicated by a dashed arrow indicates a time t1 at which the photoelectric sensor 1001 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6002 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1002 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6007 indicated by a dashed arrow indicates a time t2 at which the photoelectric sensor 1002 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6003 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1003 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6008 indicated by a dashed arrow indicates a time t3 when the photoelectric sensor 1003 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 6004 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 1004 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 6009 indicated by a dashed arrow indicates a time t4 when the photoelectric sensor 1004 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 40001 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 31001 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 40006 indicated by a dashed arrow indicates a time t5 when the photoelectric sensor 31001 transitions from the off state to the on state.
Reference numeral 40002 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 31002 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 40007 shown by a broken line arrow indicates a time t6 when the photoelectric sensor 31002 transitions from the off state to the on state.
40003 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 31003 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 40008 indicated by a broken line arrow indicates a time t7 at which the photoelectric sensor 31003 transitions from the off state to the on state.
40004 is a chart showing the off state of the photoelectric sensor 31004 at a high level and the on state at a low level. Reference numeral 40009 indicated by a dashed arrow indicates a time t8 when the photoelectric sensor 1004 transitions from the off state to the on state.

(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。
(Functional configuration of wheel feature extraction computer)
FIG. 41 is a functional configuration diagram of the wheel feature extraction computer 41000.
The beam state reception unit 41001 receives the on state signal and the off state signal transmitted from the photoelectric sensors 1001 to 1004 and 31001 to 10004. The time zone in which the on-state signal is received is indicated at a low level on the timing chart. On the other hand, the time zone in which the off-state signal is received is indicated by a high level.
The first moving speed calculation unit 41002 calculates a moving speed V1 to be determined from a time difference between time t1 and time t2 and an existing value XS according to a predetermined speed calculation formula.
The second moving speed calculation unit 41003 calculates the moving speed V2 to be determined from the time difference between the time t5 and the time t6 and the existing value XS according to a predetermined speed calculation formula.
The position calculation unit 41004 calculates the front contour trajectory to be determined from the time difference obtained from the time t1, the time t3, and the time t4, the moving speed V1, and the gaps Y1 and Y2 in the vertical direction of the passage surface. The position (relative position) of three points on the orbit symmetrical about the path vertical axis is calculated. Further, it moves symmetrically with respect to the vertical axis of the passage, and calculates the positions of three points on the front contour trajectory to be determined.
Here, the position calculation program and the intervals Y1 and Y2 are stored in the storage unit 41005.

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。   The principle that the positions of the three points are calculated is the same as in the first embodiment.

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。 The wheel feature extraction unit 41006 performs a known geometric operation on the relative positions of the three points on the front contour trajectory to be discriminated calculated by the position calculation unit 41004, calculates the diameter of the circular trajectory, Extract features as trajectory size. A geometric calculation program including circular or elliptical orbital equations for executing the geometric calculation is stored in the storage device 41007.

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。
The verification unit 41008 relates to the front contour trajectory and the path vertical axis to be discriminated from the time difference obtained from t5, t7 and t8, the moving speed V2, and the distances Y1 and Y2 in the path surface vertical direction which are the existing values. The positions (relative positions) of the three points on the symmetrical trajectory are calculated, and the diameter of the circle formed by these three points is extracted.
The verification unit 41008 continues the operation to calculate and compare the ratios of the diameters related to t5, t7, and t8 and the size of the diameter extracted by the wheel feature extraction unit.
Here, when the ratio between the two is 120% or more or 80% or less, a signal indicating abnormality is sent to the output unit 41209. When it falls within the range of 80% to 120%, the value of the diameter calculated by the wheel feature extraction means is sent to the output unit.
Here, the abnormality is detected when the fluctuation of the ratio of the diameter values is outside the range of ± 20%, but the abnormality detection of the verification unit of the present invention is not limited to this. For example, by appropriately adopting characteristics such as the circumference, the abnormal range can also be changed as appropriate, such as changing the numerical value to ± 10% or changing the actual size difference to ± 5 cm.

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。
FIG. 42 is symmetrical with respect to the front contour trajectory to be discriminated and the path vertical axis from the time difference obtained from t5, t7 and t8, the moving speed V2, and the distances Y1 and Y2 in the path surface vertical direction which are the existing values. This shows the principle of calculating the position (relative position) of three points on the orbit of
The upper diagram (1) is an excerpt of the portion related to times t5 to t8 from the timing chart of FIG. 4001 is the timing at which the photoelectric sensor 31001 first detects the discrimination target. Similarly, 4002 and 4003 are timings when the photoelectric sensors 31003 and 31004 first detect the discrimination target.
The lower figure (2) is a diagram obtained by converting the timings indicated by 42001, 42002 and 42003 into coordinate positions 42004, 42005 and 42006 taken on the X axis indicating the passage parallel direction and the Y axis indicating the passage vertical direction. is there.
Y1 shown in FIG. 2 indicates the Y-axis direction interval (hereinafter referred to as height interval) between the photoelectric sensor 31001 and the photoelectric sensor 31003, and is an existing value. Similarly, Y2 indicates the height interval between the photoelectric sensors 31003 and 31004 and is an existing value.
Further, x′1 is calculated by multiplying the time difference between time t5 and time t7 by the moving speed V2, and a point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 31001 and the front side of the height of the photoelectric sensor 31003. The distance in the X-axis direction with respect to the points on the contour trajectory is shown. Similarly, x′2 is calculated by multiplying the time difference between the time t7 and the time t8 by the moving speed V2, the point on the contour trajectory on the front side of the height of the photoelectric sensor 31003, and the front side of the height of the photoelectric sensor 31004. The distance in the X-axis direction with respect to the points on the contour trajectory is shown.
Therefore, 42004, 4005, and 42006 indicate the relative positions of the three points on the contour trajectory on the front side of the discrimination target indicated by the graph 42007 shown on the XY coordinates (however, they are symmetric with respect to the Y axis). For example, if the position (X0, Y0) shown at 4004 is shown, 42005 is represented as (X0 + (t7-t5) V2, Y0-Y1). Similarly, 42006 is represented as (X0 + (t8-t7) V2, Y0-Y1-Y2).
The relative position shown here is an expression for obtaining an example of the relative position of the present invention, and is not limited to this. The relative position can be appropriately changed according to the gist of the present invention.

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。
Returning to the description of FIG.
The output unit 41209 outputs a feature or abnormality occurrence indicating the size of the wheel received from the verification unit to a vehicle discrimination computer (not shown).

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。 Here, it is assumed that the wheels of the two-wheeled vehicle enter the passage straight without tilting, and the contour can be regarded as a circle. When it is assumed that the contour is an ellipse due to an inclination or the like, the number of photoelectric sensors arranged in a line in the vertical direction of the passage surface is set to four or more, and the position on the front contour trajectory calculated by the position calculation unit 41004 is 4 In this case, the wheel feature extraction unit 41006 may perform a change such as performing a known geometric calculation and calculating the minor axis or major axis of the elliptical orbit.

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。 By adopting the wheel feature extraction system (object feature extraction system used for vehicle type discrimination) with such a configuration, it is possible to detect a fraud such as impersonation on the wheel as an abnormality, and to achieve a robust system with few malfunctions. is there.

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。   The invention disclosed in the present invention can be used for discriminating vehicle types at bicycle parking lots, discriminating members in factories and the like. In particular, it is expected to be used for discriminating vehicle types in bicycle parking lots where motorcycles and bicycles are mixed and used to store motorcycles.

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
1001 Photoelectric sensor 1002 Photoelectric sensor 1003 Photoelectric sensor 1004 Photoelectric sensor 1005 Movement path 1008 Wheel

Claims (13)

ビームセンサに対してベルトコンベアを含む搬送手段よっ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、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と、前記3つのビームの検知に係る輪郭上の3点の前記移動経路の方向の水平間隔はそれぞれの点に係る検知時刻同士の時差と前記移動速度との積であり、前記3点の前記移動経路と垂直方向の垂直間隔は既値であるという関係と、から前記対象物の前側の輪郭上の3点の相対位置計算をする位置計算手段を備え、c)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。 A plurality of beams are moved relative to the beam sensor by a conveying means including a belt conveyor so that an object having a circular outline is an object, and the emitted beam travels perpendicularly to the movement path of the relative translation. A system in which beam sensors are arranged to form a group of beam sensors, and the characteristics of the object are extracted from a plurality of detection patterns of the beam, and a) at least three of the beam sensor groups move. Arrangement is set in the vertical direction with respect to the route plane with a predetermined vertical interval, and b) between detection times when the beam sensors arranged in the vertical direction detect the front side in the traveling direction of the object. The time difference, the moving speed of the object, the vertical distance of the existing value, and the horizontal distance in the direction of the moving path of the three points on the contour relating to the detection of the three beams are at each point. 3 points on the front contour of the object from the relationship that the vertical difference in the vertical direction in the vertical direction of the movement path of the three points is a product of the time difference between the detection times and the moving speed. A position calculating means for calculating the relative position of the object, and c) a feature extracting means for calculating the characteristics of the object by using a circular trajectory passing through the three points as the contour of the object by a predetermined geometric calculating means. An object feature extraction system characterized by comprising. ビームセンサに対してベルトコンベアを含む搬送手段よって相対的平行移動をし、楕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、前記4つのビームの検知に係る輪郭上の4点の前記移動経路の方向の水平間隔はそれぞれの点に係る検知時刻同士の時差と前記移動速度との積であり、前記4点の前記移動経路と垂直方向の垂直間隔は既値であるという関係と、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、c)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、さらにd)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、e)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、前記位置計算手段が使う前記物体の移動速度は、前記移動速度計算手段が計算した移動速度であること特徴とする物体特徴抽出システム。 The beam sensor is moved relative to the beam sensor by a conveying means including a belt conveyor, and an object having an elliptical contour is set as a target, and a plurality of beams are emitted so as to travel perpendicularly to the movement path of the relative translation. A system in which beam sensors are arranged to form a group of beam sensors, and features of the object are extracted from a plurality of detection patterns of the beam, and a) at least four of the beam sensor groups move Arrangement is set in the vertical direction with respect to the route plane with a predetermined vertical interval, and b) between detection times when the beam sensors arranged in the vertical direction detect the front side in the traveling direction of the object. The time difference, the moving speed of the object, the vertical distance of the existing value, and the horizontal distance in the direction of the moving path of the four points on the contour relating to the detection of the four beams are at each point. 4 points on the contour on the front side of the object from the relationship that the vertical distance in the vertical direction of the movement path of the four points is an existing value. A position calculation means for calculating the position of the object, and c) a feature extraction means for calculating a feature of the object by using a predetermined geometric calculation means, with the elliptical trajectory passing through the four points as the outline of the object, D) At least one beam sensor in the group of beam sensors is arranged at a parallel interval shorter than the vertical interval in the traveling direction parallel to the movement path plane from the uppermost beam sensor in the vertical direction. E) a detection time when the uppermost beam sensor detects the front side of the object in the traveling direction, and a beam sensor arranged in parallel with the traveling direction from the uppermost beam sensor travels the object. A moving speed calculating means for calculating the moving speed of the object from the time difference with the detection time when the front side is detected is provided, and the moving speed of the object used by the position calculating means is calculated by the moving speed calculating means. An object feature extraction system characterized by speed. 前記物体特徴抽出システムにおいて、さらに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、前記位置計算手段が使う前記物体の移動速度は、前記移動速度計算手段が計算した移動速度であること特徴とする請求項1に記載のシステム。 In the object feature extraction system, further, a) at least one beam sensor in the group of beam sensors is shorter than the vertical interval in a traveling direction parallel to the movement path plane from the uppermost beam sensor in the vertical direction. B) a detection time when the uppermost beam sensor detects the front side of the object in the traveling direction, and a beam sensor disposed in parallel with the traveling direction from the uppermost beam sensor. The moving speed calculating means for calculating the moving speed of the object from the time difference with the detection time when the front side of the moving object is detected is provided, and the moving speed of the object used by the position calculating means is the moving speed calculation. The system according to claim 1, wherein the means is a calculated moving speed. 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。 The system according to claim 1 or 2, wherein the relative translation is generated by the group of beam sensors that translate with respect to the fixed object. 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 The uppermost position is set such that the height from the movement path plane is equal to or less than half of the diameter of the circle formed by the contour of the object in the vertical direction of the movement path plane. The system according to claim 1 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 The uppermost position is set such that the height from the moving path plane is equal to or less than half of the diameter of the ellipse formed by the contour of the object in the direction perpendicular to the moving path plane. The system according to claim 2 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3に記載のシステム。 At least one beam sensor arranged in parallel in the traveling direction and further arranged in parallel with the movement path plane and at a parallel interval longer than the short parallel interval in the traveling direction; From the time difference between the detection time when the uppermost beam sensor detects the front side in the traveling direction of the object and the detection time when the beam sensors arranged at a long parallel interval detect the front side in the traveling direction of the object An average moving speed calculating means for calculating an average moving speed of a long section of the object is calculated, a trend of acceleration / deceleration is calculated from a comparison between the one or more average moving speeds and the moving speed, and the acceleration / deceleration The system according to claim 3, further comprising a speed correcting unit that corrects the moving speed based on a trend. 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。 At least one beam sensor arranged in parallel in the traveling direction and further arranged in parallel with the movement path plane and at a parallel interval longer than the short parallel interval in the traveling direction; From the time difference between the detection time when the uppermost beam sensor detects the front side in the traveling direction of the object and the detection time when the beam sensors arranged at a long parallel interval detect the front side in the traveling direction of the object An average moving speed calculating means for calculating an average moving speed of a long section of the object is calculated, a trend of acceleration / deceleration is calculated from a comparison between the one or more average moving speeds and the moving speed, and the acceleration / deceleration The system according to claim 2, further comprising a speed correction unit that corrects the moving speed based on a trend. 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5に記載のシステム。 At least three beam sensors including the beam sensors arranged in the traveling direction parallel to the movement path surface from the at least three beam sensors and spaced apart from each other by the long parallel distance are Further, one beam sensor is arranged at a short parallel interval from the beam sensor arranged at a long parallel interval in a traveling direction in parallel with the movement path plane. a) The detection time when the beam sensor arranged at the long parallel interval detected the front side of the object in the traveling direction and the beam sensor arranged at the long parallel interval were arranged in the traveling direction in parallel. Second moving speed calculation for calculating the second moving speed of the object from the time difference from the detection time when the further one beam sensor detects the front side of the object in the traveling direction. B) is calculated from the time difference between detection times when the at least three beam sensors including the beam sensors arranged at long parallel intervals detected the front side in the traveling direction of the object and the moving speed. When a deviation exceeding a predetermined ratio is detected by comparing the positional relationship of the three points on the front contour of the object with the positional relationship of the three points calculated by the position calculating means The system according to claim 5, further comprising verification means for executing 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6に記載のシステム。 At least four beam sensors including the beam sensors arranged in the traveling direction parallel to the movement path plane from the at least four beam sensors and spaced apart from each other by the long parallel distance are perpendicular to the movement path plane. Further, one beam sensor is arranged at a short parallel interval from the beam sensor arranged at a long parallel interval in a traveling direction in parallel with the movement path plane. a) The detection time when the beam sensor arranged at the long parallel interval detected the front side of the object in the traveling direction and the beam sensor arranged at the long parallel interval were arranged in the traveling direction in parallel. Second moving speed calculation for calculating the second moving speed of the object from the time difference from the detection time when the further one beam sensor detects the front side of the object in the traveling direction. B) is calculated from the time difference between detection times when the at least four beam sensors including the beam sensors arranged at long parallel intervals detected the front side in the traveling direction of the object and the moving speed. The positional relationship between the four points on the front contour of the object and the positional relationship of the four points calculated by the position calculating means, and a notification operation is performed when a deviation exceeding a predetermined ratio is detected The system according to claim 6, further comprising verification means for executing 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2又は3に記載のシステム。 The delay time, which is the time difference between the center passage time at which the contour passes the center point of the cross section of the beam and the detection time, is determined according to the inclination of the tangent of the contour trajectory formed by the front side in the traveling direction. From the relationship of changing, it is estimated from the inclination of the contour passing through the beam and the moving speed determined by the height of the beam from the moving path surface and the trajectory obtained by the feature extracting means, and the detection time is determined as the center. 4. The system according to claim 2, further comprising detection time correction means for correcting the time to the passage time. 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11に記載のシステム。 12. The apparatus according to claim 11, further comprising a time correction repeating unit that calculates the detection time by repeating the time correction based on the contour recalculated by the feature extraction unit using the time corrected detection time. The described system. 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12に記載のシステム。 The system according to claim 12, wherein the detection time is calculated by repeating the time correction a plurality of times.
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