JP7003868B2 - 重量計測システム及び車両分離方法 - Google Patents

Description

車両道路を走行する車両の重量を計測する重量計測システム、及び当該重量計測システムにおいて車両を１台毎に分離する車両分離方法に関する。

従来、車両道路を走行する車両の重量を計測し、計測した重量が法令に規定された基準を超えるか否かを判定する処理が行われている。車両１台分の重量を正確に計測するためには、走行する車両を１台毎に区切るための処理（以下、「車両分離」という。）が必要となる。

特許文献１には、車両分離を行う車両分離機と、車輪が載ることにより輪重を検出する計測部とを備え、車両１台分の重量を計測する車両計測装置が開示されている。前記車両分離機は、車両道路の両側に設置された一対の光センサで構成される。一方の光センサは光信号を発信し、他方の光センサは当該光信号を受信する。前記車両分離機は、光センサにおける前記光信号の受信状態と遮断状態とに基づいて車両を１台毎に分離する。

特開２０１２－１８１４９号公報

しかし、特許文献１に記載の車両計測装置では、計測部とは別に、車両分離を行うための機器（車両分離機）が必要となる。このため、車両の重量を計測するためのシステム全体の構成が複雑化する問題がある。

本発明の目的は、簡易な構成により車両１台毎の重量を計測することが可能な重量計測システム及び車両分離方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る重量計測システムは、車両の走行方向に所定の間隔で配置された複数の輪重センサから出力される車輪毎の検出信号を取得する検出信号取得部と、前記検出信号取得部により取得された前記検出信号に基づいて、前記車輪の走行速度及び輪重を算出する算出部と、前記算出部により先行して算出された先行車輪の前記走行速度及び前記輪重と、前記算出部により後行して算出された後行車輪の前記走行速度及び前記輪重とに基づいて、前記輪重センサ毎に、当該輪重センサに対応する前記輪重が同一の前記車両の輪重であるか否かを判定する分離判定部と、前記複数の輪重センサのそれぞれに対する前記分離判定部の判定結果に基づいて、前記算出部により算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する車両分離部と、前記車両分離部により分離された前記車両１台毎の前記輪重に基づいて、前記車両の重量を計測する重量計測部と、を備える。

この構成によれば、輪重センサの検出信号に基づいて輪重を車両１台毎に分離して、当該車両の重量を算出する。すなわち、重量計測システムによれば、車両を分離するための別途の機器を必要とせず、輪重を検出するための軸重センサにより車両を分離できるため、簡易な構成により車両１台毎の重量を計測することが可能となる。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記分離判定部は、前記輪重センサに対応する前記先行車輪の前記輪重と当該輪重センサに対応する前記後行車輪の前記輪重との差の絶対値が第１閾値以上の場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する構成としてもよい。

この構成によれば、先行車輪の輪重と後行車輪の輪重との差が第１閾値以上の場合に輪重が車両１台毎に分離される。よって、輪重の大きさに基づいて車両を分離することができる。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記分離判定部は、前記輪重センサに対応する前記先行車輪の前記走行速度と当該輪重センサに対応する前記後行車輪の前記走行速度との差の絶対値が第２閾値以上の場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する構成としてもよい。

この構成によれば、先行車輪の走行速度と後行車輪の走行速度との差が第２閾値以上の場合に輪重が車両１台毎に分離される。よって、車輪の走行速度の大きさに基づいて車両を分離することができる。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記分離判定部は、前記先行車輪が前記輪重センサを通過してから前記後行車輪が当該輪重センサを通過するまでの時間が所定時間以上である場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する構成としてもよい。

この構成によれば、前記先行車輪が前記輪重センサを通過してから前記後行車輪が当該輪重センサを通過するまでの時間、すなわち輪重センサが反応しない無反応時間が、所定時間以上である場合に輪重が車両１台毎に分離される。よって、輪重センサの反応状況に基づいて車両を分離することができる。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記車両分離部は、前記複数の輪重センサのうち前記第１フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上の場合に、前記算出部により算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する構成としてもよい。

この構成によれば、第１フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上である場合に輪重が車両１台毎に分離される。よって、例えば１箇所の輪重センサが故障した場合であっても適切に重量計測を行うことが可能となる。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記第３閾値は、前記輪重センサの合計数の半数又は過半数の値に設定されてもよい。

本発明の他の局面に係る重量計測システムは、前記算出部は、第１輪重センサと前記第１輪重センサより下流側に隣接する第２輪重センサとの間の距離を、前記先行車輪が前記第１輪重センサを通過した通過時刻から前記先行車輪が前記第２輪重センサを通過した通過時刻までの時間で除算することにより、前記第２輪重センサに対応する前記車輪の走行速度を算出し、前記算出部は、さらに、前記第２輪重センサから出力される前記検出信号の信号レベルの合計値に、前記車輪の前記走行速度を乗算することにより、前記第２輪重センサに対応する前記車輪の輪重を算出する構成としてもよい。

本発明の他の局面に係る車両分離方法は、車両の走行方向に所定の間隔で配置された複数の輪重センサから出力される車輪毎の検出信号を取得する検出信号取得ステップと、前記検出信号取得ステップで取得された前記検出信号に基づいて、前記車輪の走行速度及び輪重を算出する算出ステップと、前記算出ステップで先行して算出された先行車輪の前記走行速度及び前記輪重と、前記算出ステップで後行して算出された後行車輪の前記走行速度及び前記輪重とに基づいて、前記輪重センサ毎に、当該輪重センサに対応する前記輪重が同一の前記車両の輪重であるか否かを判定する分離判定ステップと、前記複数の輪重センサのそれぞれに対する前記分離判定ステップの判定結果に基づいて、前記算出ステップで算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する車両分離ステップと、前記車両分離ステップで分離された前記車両１台毎の前記輪重に基づいて、前記車両の重量を計測する重量計測ステップと、を含む。

本発明によれば、簡易な構成により車両１台毎の重量を計測することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る重量計測システムの概略構成を示す図である。 図２Ａは、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、車両の走行状態を示す図である。 図２Ｂは、図２Ａの状態に対応する車両情報を示す図である。 図３Ａは、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、車両の走行状態を示す図である。 図３Ｂは、図３Ａの状態における第１車輪に対応する車両情報を示す図である。 図３Ｃは、図３Ａの状態における第２車輪に対応する車両情報を示す図である。 図４Ａは、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、車両の走行状態を示す図である。 図４Ｂは、図４Ａの状態における第２車輪に対応する車両情報を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、第２車輪に対応する車両情報を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、輪重センサに対応する車両情報を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、輪重センサ毎の分離判定の結果を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る重量計測システムにおいて、車両の走行状態を示す図である。 図９は、本発明の実施形態に係る重量計測システムで実行される分離判定処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施形態に係る重量計測システムで実行されるタイムアウト処理の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施形態に係る重量計測システムで実行される重量計測処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施形態に係る重量計測システムの他の構成を示す図である。 図１３は、本発明の実施形態に係る重量計測システムの他の構成を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。尚、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明に係る重量計測システムは、車両道路を走行する車両を１台毎に分離する車両分離機能と、各車両の重量を計測する重量計測機能とを備える。以下、本発明の具体的な実施形態の一例を説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る重量計測システム１００は、車両道路１０に埋設される軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３を備える。軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、車両道路１０を走行する車両２００の走行方向Ａに所定の間隔をあけてこの順に並んで配置される。また軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、隣り合う軸重センサ同士の間隔が異なるように不均等に配置されてもよい。具体的には、軸重センサＷ１及び軸重センサＷ２の間隔と、軸重センサＷ２及び軸重センサＷ３の間隔とが、互いに異なるように配置されてもよい。

各軸重センサは、１個の車輪に掛かる重量（輪重）を計測するための輪重センサを２個備えている。すなわち、各軸重センサは、２チャネルの信号出力が可能な構造を有している。具体的には、軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３はそれぞれ、車両２００の右側の車輪Ｈ１Ｒ，Ｈ２Ｒの輪重を検出する輪重センサと、車両２００の左側の車輪Ｈ１Ｌ，Ｈ２Ｌの輪重を検出する輪重センサとを含んで構成される。例えば、軸重センサＷ１は、輪重センサＷ１Ｌと輪重センサＷ１Ｒとを含んで構成され、軸重センサＷ２は、輪重センサＷ２Ｌと輪重センサＷ２Ｒとを含んで構成され、軸重センサＷ３は、輪重センサＷ３Ｌと輪重センサＷ３Ｒとを含んで構成される。輪重センサＷ１Ｌと輪重センサＷ１Ｒとは、走行方向Ａに直交する方向に並んで配置され、輪重センサＷ２Ｌと輪重センサＷ２Ｒとは、走行方向Ａに直交する方向に並んで配置され、輪重センサＷ３Ｌと輪重センサＷ３Ｒとは、走行方向Ａに直交する方向に並んで配置される。

各輪重センサは、例えば枠体の中央部に車両２００の１つの車輪が載る載荷板を収納した構成である。各輪重センサは、車輪が通過した場合の荷重をアナログ信号（検出信号）で出力する。尚、図１では、３列に配置された軸重センサＷ１、Ｗ２、Ｗ３に含まれる６個の輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒを例示しているが、輪重センサの数は６個に限定されず、２個以上であればよい。また軸重センサに含まれる輪重センサの数は２個に限定されず、１個でもよい。

図１に示す例では、軸重センサＷ１に含まれる輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒが最上流に配置され、軸重センサＷ２に含まれる輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒが輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒの下流側に配置され、軸重センサＷ３に含まれる輪重センサＷ３Ｌ，Ｗ３Ｒが最下流に配置されている。

尚、重量計測システム１００は、軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３として、車両道路１０に既に埋設されている軸重センサを用いることもできる。すなわち、軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、周知の構成を採用することもできる。

図１には、重量計測システム１００の機能ブロックを示している。重量計測システム１００は、制御部１１、記憶部１２、タイマ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を備えている。

記憶部１２は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等を含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部１２には、制御部１１に各種処理を実行させるための制御プログラム、重量計測システム１００で実行される後述の分離判定処理及び重量計測処理に用いられる車両情報１２１などが記憶される。車両情報１２１の具体例は後述する。

Ａ／Ｄ変換器１４は、各輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒから出力される検出信号（アナログデータ）を取得し、取得した検出信号をデジタルデータに変換して制御部１１に出力する。

制御部１１は、重量計測システム１００の各部の動作を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるための制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。制御部１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより重量計測システム１００を制御する。

図１に示すように、制御部１１は、検出信号取得部１１１、輪重算出部１１２、タイムアウト判定部１１３、分離判定部１１４、車両分離部１１５、重量計測部１１６等の各処理部を含む。制御部１１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各処理を実行することによって前記各処理部として機能する。また、制御部１１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。尚、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記各処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

検出信号取得部１１１は、車両２００の車輪が輪重センサを通過した場合に輪重センサから出力される検出信号を、Ａ／Ｄ変換器１４を介して取得する。検出信号取得部１１１は、本発明の検出信号取得部の一例である。また、検出信号取得部１１１は、前記検出信号を取得すると、所定の情報である車両データを輪重センサの識別情報に対応付けて記憶部１２の車両情報１２１に記憶する。前記車両データは、車輪が輪重センサを通過したことを示す情報（通過履歴）であり、例えば車輪が輪重センサを通過した時刻を表す通過時刻である。通過時刻は、例えば、検出信号取得部１１１が前記検出信号を取得した時刻であってもよい。尚、通過時刻はタイマ１３により計測される。すなわち、前記車両データは、輪重センサが反応した履歴（反応履歴）を表している。

輪重算出部１１２は、検出信号取得部１１１により取得される検出信号に基づいて輪重を算出する。ここで、車両２００の車輪が輪重センサを通過する場合、当該車輪が輪重センサに載り始めてから降りるまでの間に、輪重センサから出力される検出信号の信号レベル（アナログデータ）は規則的に変化する。そこで、輪重算出部１１２は、例えば、前記車輪が輪重センサに載り始めてから降りるまでの間に輪重センサから出力される各瞬間荷重の検出信号の信号レベルの合計値に、車両２００の車輪の走行速度を乗算して得られる値を輪重として算出する。

ここで、車両２００の車輪の走行速度は、対象となる輪重センサ（例えば輪重センサＷ２Ｌとする。）と、当該輪重センサＷ２Ｌより上流側に隣接する輪重センサ（例えば輪重センサＷ１Ｌとする。）との間の距離を、検出信号取得部１１１が輪重センサＷ１Ｌから前記検出信号を取得した時刻と検出信号取得部１１１が輪重センサＷ２Ｌから検出信号を取得した時刻との差で除算することにより算出される。すなわち、車両２００の車輪の走行速度は、前記距離を、車輪が輪重センサＷ１Ｌを通過した通過時刻から当該車輪が輪重センサＷ２Ｌを通過した通過時刻までの時間で除算することにより算出される。輪重算出部１１２は、前記方法により前記走行速度を算出する。

輪重算出部１１２は、前記走行速度及び前記輪重を算出すると、輪重センサ毎に前記走行速度及び前記輪重の情報を前記車両データとして、記憶部１２の車両情報１２１に記憶する。尚、前記走行速度は、対象となる輪重センサより上流側に隣接する輪重センサが存在しない場合は算出されない。そして、輪重算出部１１２は、前記走行速度に基づいて前記輪重を算出する構成である。このため、前記走行速度が算出されない最上流の輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒにおいては、輪重は算出されない。

すなわち、輪重算出部１１２は、対象となる輪重センサが最上流に配置された輪重センサではなく、かつ、対象の輪重センサの手前（上流側）の輪重センサを車輪が通過したことを示す前記所定の情報（通過時刻）が存在する場合に、前記走行速度及び前記輪重を算出する。輪重算出部１１２は、本発明の算出部の一例である。

タイムアウト判定部１１３は、検出信号取得部１１１が輪重センサから検出信号を取得しない時間が、予め設定された所定時間を経過したか否かを判定する。例えば、タイムアウト判定部１１３は、検出信号取得部１１１が輪重センサから前回検出信号を取得した時刻から今回検出信号を取得した時刻までの時間、すなわち輪重センサが反応しない無反応時間が、前記所定時間以上であるか否かを判定する。換言すると、タイムアウト判定部１１３は、先行車輪が輪重センサを通過してから後行車輪が当該輪重センサを通過するまでの時間が前記所定時間以上であるか否かを判定する。タイムアウト判定部１１３は、本発明の分離判定部の一例である。前記所定時間は、例えば、別の車両２００として分離したい軸間距離（例えば９ｍ）を設定し、当該軸間距離を前記走行速度で除算することにより求められる。タイムアウト判定部１１３は、前記所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）をタイマ１３にセットし、カウントダウンを行って前記判定処理を実行してもよい。尚、最上流に配置される輪重センサでは前記走行速度が算出されないため、前記走行速度を最低速度（例えば４ｋｍ／ｈ）に設定して前記所定時間を求めてもよい。

分離判定部１１４は、輪重センサ毎に、当該輪重センサに対応する輪重が同一の車両２００の輪重であるか否かを判定（分離判定）する。輪重センサに対応する輪重が同一の車両２００の輪重でないと判定された場合、分離判定部１１４は、当該輪重センサに分離フラグ（例えば「１」）を設定する。分離判定部１１４は、本発明の分離判定部の一例であり、分離フラグは本発明の第１フラグの一例である。

例えば、分離判定部１１４は、輪重センサＷ２Ｌにより検出される第１車輪（本発明の先行車輪の一例）の輪重と、輪重センサＷ２Ｌにより検出される第１車輪に続く第２車輪（本発明の後行車輪の一例）の輪重との差の絶対値が第１閾値以上の場合に、第１車輪の輪重と第２車輪の輪重とは同一車両２００の車輪の輪重ではないと判定し、輪重センサＷ２Ｌに分離フラグを設定する。前記第１閾値は、例えば、第１車輪の輪重及び第２車輪の輪重のうち小さい方の輪重の３倍の値に設定される。輪重センサに対応する輪重が同一の車両２００の輪重であると判定された場合、分離判定部１１４は、当該輪重センサに非分離フラグ（例えば「０」）を設定する。尚、分離判定部１１４は、輪重センサに対応する輪重が同一の車両２００の輪重であると判定された場合、前記分離フラグ「１」を設定しない構成としてもよい。

また例えば、分離判定部１１４は、輪重センサＷ２Ｌにおいて、第１車輪に対応する走行速度と、第２車輪に対応する走行速度との差の絶対値が第２閾値以上の場合に、第１車輪の輪重と第２車輪の輪重とが同一車両２００の車輪の輪重ではないと判定し、輪重センサＷ２Ｌに分離フラグを設定する。前記第２閾値は、例えば、１０ｋｍ／ｈに設定される。

また例えば、分離判定部１１４は、検出信号取得部１１１が輪重センサＷ２Ｌから検出信号を取得しない期間である前記無反応時間が、予め設定された所定時間以上である場合に、輪重センサＷ２Ｌに分離フラグを設定する。前記所定時間は、例えば１００ｍｓｅｃに設定される。

車両分離部１１５は、分離判定部１１４による輪重センサ毎の分離判定結果を取得して、輪重センサ毎に設定された分離フラグの合計数に基づいて、前記車両データに含まれる輪重を車両２００毎に分離する。車両分離部１１５は、本発明の車両分離部の一例である。例えば、車両分離部１１５は、６個の輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒのうち分離フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上である場合に、分離フラグが設定された輪重センサにおける検出対象の車輪と、その直前の検出対象の車輪とが同一の車両２００の車輪ではないと判定して、１台分の車両２００の輪重を分離する。前記第３閾値は、例えば輪重センサの合計数の半数（「３」）に設定される。例えば、車両分離部１１５は、分離フラグが設定された輪重センサの合計数が「３」に達した時点で車両２００を分離する。尚、前記第３閾値は、特に限定されず、過半数又は過半数の最小値（上記の例では「４」）でもよい。

重量計測部１１６は、記憶部１２の車両情報１２１から、分離された１台分の車両２００に対応する輪重を抽出し、抽出した輪重に基づいて車両２００の重量を計測する。重量計測部１１６は、本発明の重量計測部の一例である。尚、重量計測部１１６は、抽出した輪重に基づいて車両２００の軸重を計測してもよい。輪重に基づいて車両２００の重量又は軸重を計測する方法は、周知の方法を用いることができる。

次に、記憶部１２に記憶される車両情報１２１について具体例を挙げて説明する。図２Ａは、車両２００が軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３の手前を走行している状態を示す図である。図２Ｂには、図２Ａの状態に対応する車両情報１２１を示している。車両情報１２１には、輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒ毎に、通過時刻、走行速度、及び輪重を含む車両データが記憶される。各輪重センサの識別情報と前記車両データとは互いに関連付けられて記憶される。

図３Ａは、車両２００の第１車輪（先行車輪）が軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３を通過し、第２車輪（後行車輪）が軸重センサＷ１を通過した状態を示す図である。図３Ｂには、図３Ａの状態の第１車輪に対応する車両情報１２１を示している。最上流に配置された輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒでは、走行速度及び輪重は算出されないため、通過時刻のみが記憶される。輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒよりも下流側に配置された輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒでは、通過時刻、走行速度及び輪重が記憶される。

図３Ｃには、図３Ａの状態の第２車輪に対応する車両情報１２１を示す図である。最上流に配置された輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒでは、走行速度及び輪重は算出されないため、通過時刻のみが記憶される。

図４Ａは、車両２００の第１車輪が軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３を通過し、第２車輪が軸重センサＷ１，Ｗ２を通過した状態を示す図である。図４Ｂには、図４Ａの状態の第２車輪に対応する車両情報１２１を示している。最上流に配置された輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒでは、走行速度及び輪重は算出されないため、通過時刻のみが記憶される。輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒよりも下流側に配置された輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒでは、通過時刻、走行速度及び輪重が記憶される。

図５には、車両２００の第２車輪が軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３を通過した状態の第２車輪に対応する車両情報１２１を示している。第２車輪が軸重センサＷ１，Ｗ２，Ｗ３を通過することにより、輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒにおいて、通過時刻、走行速度及び輪重が記憶される。

尚、上述の説明では便宜上、第１車輪に対応する車両情報１２１と、第２車輪に対応する車両情報１２１とを区別して示しているが、実際には車両情報１２１には、時系列に従って、通過時刻、走行速度及び輪重が順次記憶されていく。例えば、図６に示すように、輪重センサ毎に通過時刻の時系列に従って、走行速度及び輪重が順次記憶されていく。図６には、輪重センサＷ２Ｌに対応する車両情報１２１を示している。

上述の例において、第１の方法として、分離判定部１１４は、例えば、輪重センサＷ２Ｌにより検出される第１車輪の輪重ｍ１２Ｌ（図３Ｂ及び図６参照）と、輪重センサＷ２Ｌにより検出される第２車輪の輪重ｍ２２Ｌ（図５及び図６参照）との差の絶対値（｜ｍ１２Ｌ－ｍ２２Ｌ｜）が第１閾値以上の場合に、第１車輪の輪重ｍ１２Ｌと第２車輪の輪重ｍ２２Ｌとが同一車両２００の車輪の輪重ではないと判定し、輪重センサＷ２Ｌに分離フラグ（例えば「１」）を設定する。前記絶対値（｜ｍ１２Ｌ－ｍ２２Ｌ｜）が第１閾値未満の場合には、分離判定部１１４は、第１車輪の輪重ｍ１２Ｌと第２車輪の輪重ｍ２２Ｌとが同一車両２００の車輪の輪重であると判定し、輪重センサＷ２Ｌに非分離フラグ（例えば「０」）を設定する。

また、第２の方法として、分離判定部１１４は、例えば、輪重センサＷ２Ｌにおいて、第１車輪に対応する走行速度ｖ１２（図３Ｂ及び図６参照）と、第２車輪に対応する走行速度ｖ２２（図５及び図６参照）との差の絶対値（｜ｖ１２－ｖ２２｜）が第２閾値以上の場合に、第１車輪の輪重ｍ１２Ｌと第２車輪の輪重ｍ２２Ｌとが同一車両２００の車輪の輪重ではないと判定し、輪重センサＷ２Ｌに分離フラグ（例えば「１」）を設定する。前記絶対値（｜ｖ１２－ｖ２２｜）が第２閾値未満の場合には、分離判定部１１４は、第１車輪の輪重ｍ１２Ｌと第２車輪の輪重ｍ２２Ｌとが同一車両２００の車輪の輪重であると判定し、輪重センサＷ２Ｌに非分離フラグ（例えば「０」）を設定する。分離判定部１１４は、例えば前記第１の方法又は前記第２の方法により、分離フラグ又は非分離フラグを設定する。

分離判定部１１４は、各輪重センサにおいて、第１車輪に対応する車両情報１２１と第２車輪に対応する車両情報１２１とを比較して、前記分離判定を行って分離フラグを設定する。尚、前記第１車輪及び前記第２車輪は、車両の前輪及び後輪を表すものではなく、輪重センサに対する前記分離判定を行う際に比較対象となり、当該輪重センサにより連続して検知される２つの車輪を表す。

図７は、輪重センサ毎の分離判定の結果を示す図である。図７には、３つの例を示している。例１では、各輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒに分離フラグが設定されておらず、分離フラグ「１」の合計数が「０」となっている。例１は、第１車輪及び第２車輪に対応する分離判定の結果、例えば上述した例の車両２００の第１車輪に対応する車両情報１２１（図３Ｂ及び図６参照）と、第２車輪に対応する車両情報１２１（図５及び図６参照）とに基づいて設定される分離判定の結果を示している。例１では、分離フラグが設定された輪重センサが存在しないため、車両分離部１１５は、輪重を車両１台毎に分離しない。すなわち、車両分離部１１５は、輪重ｍ１２Ｌ，ｍ２２Ｌを分離せず、第１車輪と第２車輪とは同一の車両２００の車輪であると判定する。

例２は、第２車輪及び第３車輪に対応する分離判定の結果、例えば車両２００の第２車輪（後輪）に対応する車両情報１２１（図５及び図６参照）と、車両２００の後続の車両３００（図８参照）の第３車輪（前輪）に対応する車両情報１２１（不図示）とに基づいて設定される分離判定の結果を示している。例２では、輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒに分離フラグ「１」が設定されている。例えば、図８に示すように、車両３００の第３車輪（前輪）が輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒを通過して、車両２００の第２車輪の輪重（図５及び図６参照）と第３車輪の輪重（不図示）との差の絶対値が第１閾値以上となる場合、分離判定部１１４は、輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒに分離フラグ「１」を設定する。ここでは、分離フラグの合計数が「４」となる。この場合、第３閾値が「３」に設定される場合、分離フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上となるため、車両分離部１１５は、分離フラグが設定された輪重センサの合計数が３個に達した時点で輪重を車両１台毎に分離する。例えば、車両分離部１１５は、車両２００の車輪が輪重センサＷ３Ｌ，Ｗ３Ｒを通過した時点で前記合計数が３個に達するため、この時点で輪重を車両１台毎に分離する。これにより、車両分離部１１５は、第２車輪及び第３車輪は同一の車両の車輪ではないと判定する。

ここで、各輪重センサが正常に作動している場合には、図７の例１又は例２に示すように分離フラグ及び非分離フラグが適切に設定される。一方、輪重センサが故障した場合、輪重センサが正常に作動しなくなることが考えられる。輪重センサが故障した場合、例えば、輪重センサから出力される検出信号の信号レベルが本来の信号レベルよりも低くなる。このため、前記検出信号に基づいて算出される走行速度及び輪重の値が、本来の値よりも小さくなる。そうすると、輪重の差の絶対値が、本来第１閾値以上となる場合であっても、第１閾値未満となったり、走行速度の差の絶対値が、本来第２閾値以上となる場合であっても、第２閾値未満となったりする。

この場合、図７の例３に示すように、故障した輪重センサ（例えば輪重センサＷ２Ｒ）では、本来分離フラグ「１」が設定される場合であっても、非分離フラグ「０」が設定されてしまう。また、輪重センサが故障したことにより、本来非分離フラグ「０」が設定される場合であっても、分離フラグ「１」が設定されてしまう場合もある。このような場合に、１箇所の輪重センサの分離判定の結果に基づいて輪重を分離する構成とした場合には、何れかの輪重センサが故障した場合に適切な重量計測を行うことができなくなる。

この点、本発明の実施形態に係る重量計測システム１００では、分離フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上である場合に輪重を車両１台毎に分離する構成であるため、例えば１箇所の輪重センサが故障した場合であっても適切に重量計測を行うことが可能となる。

［分離判定処理］
以下、図９のフローチャートを用いて、重量計測システム１００の制御部１１によって実行される分離判定処理の手順の一例について説明する。分離判定処理は、輪重センサ毎に実行される。すなわち、制御部１１は、輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒのそれぞれに対して、分離判定処理を実行する。

なお、本発明は、前記分離判定処理に含まれる一又は複数のステップを実行する車両分離方法の発明として捉えることができる。また、ここで説明する前記分離判定処理に含まれる一又は複数のステップが適宜省略されてもよい。また、前記分離判定処理における各ステップは、同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御部１１によって前記分離判定処理における各ステップが実行される場合を例に挙げて説明するが、他の実施形態では、複数のプロセッサーによって前記分離判定処理における各ステップが分散して実行されてもよい。

ステップＳ１０１において、制御部１１（検出信号取得部１１１）は、分離判定処理の判定対象の輪重センサから出力される検出信号を取得する。

ステップＳ１０２において、制御部１１（検出信号取得部１１１）は、前記検出信号を取得した時刻に対応する車輪の通過時刻を記憶部１２の車両情報１２１に記憶する。

ステップＳ１０３において、制御部１１（タイムアウト判定部１１３）は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）に設定したタイマ１３をリセットする。すなわち、検出信号取得部１１１は、前記輪重センサから出力される検出信号を取得する度に、検出信号取得部１１１が前記輪重センサから前回検出信号を取得した時刻から今回検出信号を取得した時刻までの時間（無反応時間）をリセットして、検出信号取得部１１１が前記輪重センサから次回検出信号を取得するまでの時間の計測を開始する。尚、前記無反応時間が前記所定時間以上となった場合には、後述のタイムアウト処理（図１０参照）が実行される。

ステップＳ１０４において、制御部１１（輪重算出部１１２）は、前記輪重センサが最上流に配置された輪重センサであるか否かを判定する。前記輪重センサが最上流に配置された輪重センサでない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理はステップＳ１０５に移行する。

前記輪重センサが最上流に配置された輪重センサである場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理は終了し、前記輪重センサには分離フラグ「１」及び非分離フラグ「０」が設定されない。

ステップＳ１０５において、制御部１１（輪重算出部１１２）は、前記輪重センサより上流側（手前）の輪重センサにおいて、通過履歴があるか否かを判定する。具体的には、制御部１１は、前記輪重センサの手前の輪重センサを車輪が通過した通過時刻が車両情報１２１に記憶されているか否かを判定する。前記通過履歴がある場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０６に移行する。

前記通過履歴がない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理は終了し、前記輪重センサには分離フラグ「１」及び非分離フラグ「０」が設定されない。

ステップＳ１０６において、制御部１１（輪重算出部１１２）は、前記輪重センサに対応する通過時刻と、手前の輪重センサに対応する通過時刻とに基づいて車両２００の車輪の走行速度を算出する。また、制御部１１（輪重算出部１１２）は、前記輪重センサから出力される検出信号と前記走行速度とに基づいて前記車輪の輪重を算出する。制御部１１は、算出した走行速度及び輪重を含む車両データを車両情報１２１に記憶する。

ステップＳ１０７において、制御部１１（分離判定部１１４）は、車両情報１２１に直前の車両データ、すなわち、分離判定処理の判定対象の前記輪重センサにより直前に検出された車輪の走行速度及び輪重が車両情報１２１に存在するか否かを判定する。直前の車両データが存在する場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０８に移行する。例えば、図６に示すように、分離判定処理の判定対象の輪重センサＷ２Ｌにおいて、現在時刻が通過時刻ｔ２２の場合、直前の通過時刻ｔ１２に検出された車輪の走行速度「ｖ１２」及び輪重「ｍ１２Ｌ」が存在するため、処理はＳ１０８に移行する。

直前の車両データが存在しない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理は終了し、前記輪重センサには分離フラグ「１」及び非分離フラグ「０」が設定されない。

ステップＳ１０８において、制御部１１（分離判定部１１４）は、現在時刻において算出された車両データと直前に算出された車両データとの差の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。例えば前記第１の方法として、図６に示すように、輪重センサＷ２Ｌにおいて、制御部１１は、現在時刻「ｔ２２」に算出された輪重「ｍ２２Ｌ」と、直前の通過時刻「ｔ１２」に算出された輪重「ｍ１２Ｌ」との差の絶対値（｜ｍ１２Ｌ－ｍ２２Ｌ｜）が第１閾値以上であるか否かを判定する。前記絶対値が第１閾値以上である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０９に移行し、前記絶対値が第１閾値未満である場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０に移行する。

また例えば前記第２の方法として、図６に示すように、輪重センサＷ２Ｌにおいて、制御部１１は、現在時刻「ｔ２２」に算出された走行速度「ｖ２２」と、直前の通過時刻「ｔ１２」に算出された走行速度「ｖ１２」との差の絶対値（｜ｖ１２－ｖ２２｜）が第２閾値以上であるか否かを判定する。前記絶対値が第２閾値以上である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０９に移行し、前記絶対値が第２閾値未満である場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１０９において、制御部１１（分離判定部１１４）は、分離判定処理の判定対象の輪重センサに分離フラグ「１」を設定する。ステップＳ１１０において、制御部１１（分離判定部１１４）は、分離判定処理の判定対象の輪重センサに非分離フラグ「０」を設定する。上述のようにして、輪重センサ毎に分離判定処理が実行される。

以下、図１０のフローチャートを用いて、タイムアウト処理の手順の一例について説明する。タイムアウト処理は前記分離判定処理に含まれる。

ステップＳ２０１からＳ２０３は図９に示すステップＳ１０１からＳ１０３と同一である。すなわち、ステップＳ２０１において、制御部１１（検出信号取得部１１１）は、分離判定処理の判定対象の輪重センサから出力される検出信号を取得する。ステップＳ２０２において、制御部１１（検出信号取得部１１１）は、前記検出信号を取得した時刻に対応する車輪の通過時刻を記憶部１２の車両情報１２１に記憶する。ステップＳ２０３において、制御部１１（タイムアウト判定部１１３）は、所定時間に設定したタイマ１３をリセットして、検出信号取得部１１１が前記輪重センサから前回検出信号を取得した時刻から今回検出信号を取得した時刻までの時間、すなわち当該輪重センサが反応しない無反応時間の計測を開始する。

ステップＳ２０４において、制御部１１（タイムアウト判定部１１３）は、前記無反応時間が前記所定時間以上であるか否かを判定する。前記無反応時間が前記所定時間以上である場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０５に移行し、前記無反応時間が前記所定時間未満である場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ２０５において、制御部１１（分離判定部１１４は）、分離判定処理の判定対象の輪重センサに分離フラグ「１」を設定する。

上述のようにして、輪重センサ毎にタイムアウト処理が実行される。尚、図９に示した分離判定処理と図１０に示したタイムアウト処理とは、例えば、検出信号取得部１１１が輪重センサから出力される検出信号を取得する度に並行して実行される。

［重量計測処理］
以下、図１１のフローチャートを用いて、重量計測システム１００の制御部１１によって実行される重量計測処理の手順の一例について説明する。重量計測処理は、輪重センサ毎に判定された上述の分離判定処理の結果に基づいて実行される。すなわち、制御部１１は、輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｌ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌ，Ｗ３Ｒのそれぞれに対する分離フラグの数に基づいて、１台分の車両２００の重量を計測する。

ステップＳ３０１において、制御部１１（車両分離部１１５）は、分離判定部１１４による輪重センサ毎の分離判定結果（図７参照）を取得する。

ステップＳ３０２において、制御部１１（車両分離部１１５）は、分離フラグが設定された輪重センサの数が第３閾値以上であるか否かを判定する。分離フラグが設定された輪重センサの数が第３閾値以上である場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３０３に移行し、分離フラグが設定された輪重センサの数が第３閾値未満である場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、処理はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０３において、制御部１１（車両分離部１１５）は、分離フラグが設定された輪重センサの検出対象の車輪と、その直前に検出対象の車輪とが同一の車両２００の車輪ではないと判定して、１台分の車両２００の輪重を分離する。

ステップＳ３０４において、制御部１１（重量計測部１１６）は、記憶部１２の車両情報１２１から、分離された１台分の車両２００に対応する輪重を抽出し、抽出した輪重に基づいて車両２００の重量又は軸重を計測する。

上述のように、重量計測システム１００は、輪重センサの検出信号に基づいて輪重を車両１台毎に分離して、当該車両２００の重量を算出する。すなわち、重量計測システム１００によれば、車両２００を分離するための別途の機器を必要とせず、輪重を検出するための軸重センサにより車両２００を分離できるため、簡易な構成により車両１台毎の重量を計測することが可能となる。

また、重量計測システム１００では、分離フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上である場合に車両分離を行う構成であるため、何れかの輪重センサが故障した場合であっても、適切に車両分離を行うことができ、車両１台毎の重量を計測することが可能となる。

本発明に係る重量計測システムは、上述の構成に限定されず、以下の構成であってもよい。

他の実施形態として、例えば図１２に示すように、輪重センサは、走行方向Ａに２列配置されている構成でもよい。図１２に示す構成によれば、輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒの検出結果及び輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒの検出結果に基づいて、輪重センサＷ２Ｌ，Ｗ２Ｒに対応する走行速度及び輪重を算出できるため、車両２００の分離判定及び重量の算出を行うことができる。尚、重量計測システム１００は、輪重センサが走行方向Ａに４列以上配置された構成であってもよい。

他の実施形態として、軸重センサに含まれる輪重センサの数は、１個であってもよい。例えば、重量計測システム１００は、図１に示す構成において、軸重センサＷ１が１個の輪重センサＷ１Ｌを備え、軸重センサＷ２が１個の輪重センサＷ２Ｌを備え、軸重センサＷ３が１個の輪重センサＷ３Ｌを備えた構成であってもよい。この場合、重量計測システム１００は、車両２００の右側の車輪Ｈ１Ｒ，Ｈ２Ｒに対する検出結果として、左側の車輪Ｈ１Ｌ，Ｈ２Ｌに対する輪重センサＷ１Ｌ，Ｗ２Ｌ，Ｗ３Ｌの検出結果と同一の値を用いてもよい。このように、左右何れか一方の車輪に対応する輪重センサの検出結果を他方の車輪に対応する検出結果に用いる構成を採用する場合、例えば図１３に示すように、輪重センサが千鳥状に配置された構成であってもよい。

上述の各実施形態においても、重量計測システム１００は、輪重センサの検出信号に基づいて輪重を車両１台毎に分離して当該車両２００の重量を算出することができるため、システム全体の構成を簡易化することができる。

尚、本発明に係る重量計測システムは、１台のコンピュータで構成されてもよいし、複数台のコンピュータが協働して動作するコンピュータシステムで構成されてもよい。また、重量計測システムで実行される各種の処理は、一又は複数のプロセッサーによって分散して実行されてもよい。

１０ ：車両道路
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：タイマ
１４ ：Ａ／Ｄ変換器
１００ ：重量計測システム
１１１ ：検出信号取得部
１１２ ：輪重算出部
１１３ ：タイムアウト判定部
１１４ ：分離判定部
１１５ ：車両分離部
１１６ ：重量計測部
１２１ ：車両情報
Ｗ１ ：軸重センサ
Ｗ１Ｌ ：輪重センサ
Ｗ１Ｒ ：輪重センサ
Ｗ２ ：軸重センサ
Ｗ２Ｌ ：輪重センサ
Ｗ２Ｒ ：輪重センサ
Ｗ３ ：軸重センサ
Ｗ３Ｌ ：輪重センサ
Ｗ３Ｒ ：輪重センサ

Claims (8)

1. 車両の走行方向に所定の間隔で配置された複数の輪重センサから出力される車輪毎の検出信号を取得する検出信号取得部と、
   前記検出信号取得部により取得された前記検出信号に基づいて、前記車輪の走行速度及び輪重を算出する算出部と、
   前記算出部により先行して算出された先行車輪の前記走行速度及び前記輪重と、前記算出部により後行して算出された後行車輪の前記走行速度及び前記輪重とに基づいて、前記輪重センサ毎に、当該輪重センサに対応する前記輪重が同一の前記車両の輪重であるか否かを判定する分離判定部と、
   前記複数の輪重センサのそれぞれに対する前記分離判定部の判定結果に基づいて、前記算出部により算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する車両分離部と、
   前記車両分離部により分離された前記車両１台毎の前記輪重に基づいて、前記車両の重量を計測する重量計測部と、
   を備える重量計測システム。
2. 前記分離判定部は、前記輪重センサに対応する前記先行車輪の前記輪重と当該輪重センサに対応する前記後行車輪の前記輪重との差の絶対値が第１閾値以上の場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する、
   請求項１に記載の重量計測システム。
3. 前記分離判定部は、前記輪重センサに対応する前記先行車輪の前記走行速度と当該輪重センサに対応する前記後行車輪の前記走行速度との差の絶対値が第２閾値以上の場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する、
   請求項１に記載の重量計測システム。
4. 前記分離判定部は、前記先行車輪が前記輪重センサを通過してから前記後行車輪が当該輪重センサを通過するまでの時間が所定時間以上である場合に、前記先行車輪の前記輪重と前記後行車輪の前記輪重とが同一の前記車両の輪重でないと判定して、当該輪重センサに第１フラグを設定する、
   請求項１に記載の重量計測システム。
5. 前記車両分離部は、前記複数の輪重センサのうち前記第１フラグが設定された輪重センサの合計数が第３閾値以上の場合に、前記算出部により算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する、
   請求項２から４の何れか１項に記載の重量計測システム。
6. 前記第３閾値は、前記輪重センサの合計数の半数又は過半数の値に設定される、
   請求項５に記載の重量計測システム。
7. 前記算出部は、第１輪重センサと前記第１輪重センサより下流側に隣接する第２輪重センサとの間の距離を、前記先行車輪が前記第１輪重センサを通過した通過時刻から前記先行車輪が前記第２輪重センサを通過した通過時刻までの時間で除算することにより、前記第２輪重センサに対応する前記車輪の走行速度を算出し、
   前記算出部は、さらに、前記第２輪重センサから出力される前記検出信号の信号レベルの合計値に、前記車輪の前記走行速度を乗算することにより、前記第２輪重センサに対応する前記車輪の輪重を算出する、
   請求項１から６の何れか１項に記載の重量計測システム。
8. 車両の走行方向に所定の間隔で配置された複数の輪重センサから出力される車輪毎の検出信号を取得する検出信号取得ステップと、
   前記検出信号取得ステップで取得された前記検出信号に基づいて、前記車輪の走行速度及び輪重を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップで先行して算出された先行車輪の前記走行速度及び前記輪重と、前記算出ステップで後行して算出された後行車輪の前記走行速度及び前記輪重とに基づいて、前記輪重センサ毎に、当該輪重センサに対応する前記輪重が同一の前記車両の輪重であるか否かを判定する分離判定ステップと、
   前記複数の輪重センサのそれぞれに対する前記分離判定ステップの判定結果に基づいて、前記算出ステップで算出された前記輪重を前記車両１台毎に分離する車両分離ステップと、
   前記車両分離ステップで分離された前記車両１台毎の前記輪重に基づいて、前記車両の重量を計測する重量計測ステップと、
   を含む車両分離方法。

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