JP7328737B2 - 車両処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両処理装置に関し、特に、処理対象の車両（車体）に対して検出処理を行い、その形状（車形）に合わせて洗浄処理を行う機能を備える洗車装置に適用して有効な技術に関する。

特開平１０－３３８１０３号公報（特許文献１）には、車形検出装置およびこれを備えた洗車装置が記載されている。

特開平１０－３３８１０３号公報

特許文献１に記載のような洗車装置では、前後に移動可能な本体部（フレーム）の起立方向（上下方向）に所定間隔毎に対をなす発光（投光）素子と受光素子が設けられている。この洗車装置では、本体部の移動と共に発光素子と受光素子との間に形成される光軸の通光／遮光によって車両の有無を検出する。光軸の通光／遮光は、受光素子での受光量が所定の閾値に達するか否かで判定され、通光した光軸を１、遮光した光軸を０とし２値データに変換される。起立方向を縦、移動方向を横とした行列配置を構成する各セルを２値データで示すことで車形画像データを取得することができる。

例えば、縦（行）側の１セルの長さは隣り合う発光素子の縦ピッチ（起立方向ピッチ）に相当し、横（列）側の１セルの長さは走行する本体部の位置検出用ロータリエンコーダのパルス発生タイミングに相当する。このため、１セルの縦分解能には本体部の起立方向に並ぶ複数素子の配置が寄与し、横分解能にはロータリエンコーダの性能が寄与する。車両検出の精度を向上するためには、これらの分解能を向上させることが考えられる。しかしながら、縦分解能を向上（起立方向の発光素子を多くして縦ピッチを狭くする）したり、横分解能を向上（エンコーダの性能向上）したりしても、発光素子や受光素子の汚れ等により光軸自体が妨げられては、車両検出の精度を十分に向上できないおそれがある。

本発明の一目的は、車両検出の精度を向上することのできる技術を提供することにある。

一解決手段に係る車両処理装置は、地面に起立する一対のフレームを有し、車両に対して相対的に前後に移動可能な本体部と、前記一対のフレームのそれぞれに設けられた発光部および受光部を有し、前記発光部と前記受光部との間で車両を検出する車両検出部と、を備える。ここで、前記発光部は、複数の発光素子を有し、前記本体部の起立方向および前後方向に沿って前記発光素子が並んで行列配置されている。

一解決手段によれば、車両検出の精度を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る車両処理装置の正面視からの概略図である。 図１に示す車両処理装置の側面視からの概略図である。 図１に示す車両処理装置の車両検出部を説明する概略図であり、（ａ）は受光部側からみた発光部、（ｂ）は発光部側からみた受光部、（ｃ）は平面視の発光部および受光部である。 図１に示す車両処理装置の制御系の概略図である。 図１に示す車両処理装置の車形検出処理フローの概略図である。 本発明の他の実施形態に係る車両処理装置の車両検出部を説明する概略図であり、（ａ）は受光部側からみた発光部、（ｂ）は発光部側からみた受光部、（ｃ）は平面視の発光部および受光部である。 本発明の他の実施形態に係る車両処理装置の車両検出部を説明する概略図であり、（ａ）は受光部側からみた発光部、（ｂ）は発光部側からみた受光部である。

以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

（実施形態１）
本発明の実施形態１では、車両処理装置として洗車装置に適用した場合について図面を参照して説明する。図１および図２は、本実施形態に係る洗車装置１０の正面視および側面視からの概略図である。図３は、車両検出部２６を説明する概略図であり、（ａ）は受光部ＲＵ側からみた発光部ＥＵ、（ｂ）は発光部ＥＵ側からみた受光部ＲＵ、（ｃ）は平面視の発光部ＥＵおよび受光部ＲＵである。図４は、洗車装置１０の制御系の概略図である。図５は、洗車装置１０の車形検出処理フローの概略図である。

洗車装置１０は、地面Ｇ（敷設面）に起立して設けられた本体部１１（本体機ともいう）を備えている。本体部１１は、処理対象となる車両Ｃを跨ぐように門型状のフレーム（筐体）で構成されている。このため、本体部１１は、地面Ｇから起立する一対の脚フレーム１１Ａと、この一対の脚フレーム１１Ａにかかる梁フレーム１１Ｂとを有している。

また、洗車装置１０は、レール１２と、車輪１３、１４とを備えている。一対のレール１２は、互いが平行となるように延在して地面Ｇに設けられている。車輪１３、１４は、一対の脚フレーム１１Ａの底部のそれぞれに設けられている。洗車装置１０では、車輪１３を駆動輪、車輪１４を従動輪としている。洗車装置１０では、この一対のレール１２間に車両Ｃが停車（図２では車両Ｃの前端を本体部１１に向けて停車）した状態で、一対のレール１２上を車輪１３、１４（計４輪）を介して本体部１１が前後に移動（往復走行）することとなる。なお、図２の右方向が本体部１１の前方向、左方向が後方向となる。

また、洗車装置１０は、モータ１５と、エンコーダ１６とを備えている。モータ１５は、地面Ｇに対して車輪１３よりも高い位置から車輪１３と接続されるように本体部１１の一対の脚フレーム１１Ａのそれぞれに設けられている。このモータ１５は、正逆転可能に構成されており、車輪１３（駆動輪）を介して本体部１１を前後に移動させる。エンコーダ１６は、本体部１１の脚フレーム１１Ａの一方に設けられ、その一方側のモータ１５の出力軸に連結されている。エンコーダ１６は、レール１２上における本体部１１の走行位置を検出する。すなわち、エンコーダ１６は、モータ１５の回転方向すなわち車輪１３の回転方向を検出しながら単位角度回転ごとにパルス信号を出力することで、レール１２上における本体部１１の位置を与えることができる。

また、洗車装置１０は、前後スイッチ１７およびドック１８Ａ、１８Ｂを備えている。前後スイッチ１７は、一方の脚フレーム１１Ａの底部に設けられている。また、ドック１８Ａは、一方のレール１２の一端側（本体部１１の前後方向前側）に設けられ、ドック１８Ｂは、同じレール１２の他端側（前後方向後側）に設けられている。前後スイッチ１７は、本体部１１の移動によりドック１８Ａ、１８Ｂでスイッチングし、ドック１８Ａとドック１８Ｂとの間で本体部１１の移動限界を検出する。このため、洗車装置１０では、本体部１１が停車した車両Ｃを跨いで車長方向に通過するように移動限界の範囲内で移動することができる。なお、洗車装置１０が入車待ちの状態（待機状態）は、前後スイッチ１７がドック１８Ｂとスイッチングして本体部１１が停止した状態である。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられたトップブラシ２０および一対のサイドブラシ２１を備えている。トップブラシ２０（回転ブラシ）は、待機時に門型状の本体部１１の開口上部側（梁フレーム１１Ｂ側）に収容されている。このトップブラシ２０は、可動部として本体部１１の移動に伴って回転しながら上下に昇降し、主に車両Ｃの上面をブラッシングすることができる。また、一対のサイドブラシ２１（回転ブラシ）は、それぞれ待機時に門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚フレーム１１Ａ側）に収容されている。一対のサイドブラシ２１は、可動部として本体部１１の移動に伴って回転しながら開閉動作（互いが近づいたり離れたりする動作）し、主に車両Ｃの前面、側面および後面をブラッシングすることができる。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられるトップスプレー２２および一対のサイドスプレー２３を備えている。トップスプレー２２は、門型状の本体部１１の開口上部側（梁フレーム１１Ｂ側）に収容されている。トップスプレー２２は、本体部１１の移動に伴ってパイプに設けられた複数の噴射ノズル（不図示）から水などの洗浄液を噴射し、主に車両Ｃの上面を洗浄することができる。また、一対のサイドスプレー２３は、それぞれ門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚フレーム１１Ａ側）に収容されている。一対のサイドスプレー２３は、本体部１１の移動に伴ってパイプに設けられた複数の噴射ノズル（不図示）から水などの洗浄液を噴射し、主に車両Ｃの側面を洗浄することができる。なお、洗車装置１０では、本体部１１の前進に伴って車両Ｃをブラッシング洗浄するため、トップスプレー２２およびサイドスプレー２３はトップブラシ２０およびサイドブラシ２１よりも本体部１１の前側に設けられている。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられるトップノズル２４（ブロワノズル）および一対のサイドノズル２５（ブロワノズル）を備えている。トップノズル２４は、待機時に門型状の本体部１１の開口上部側（梁フレーム１１Ｂ側）に収容されている。トップノズル２４は、可動部として本体部１１の移動に伴って送風しながら車両Ｃと接触せずに上下に昇降し、主に車両Ｃの上面を乾燥することができる。また、一対のサイドノズル２５は、それぞれ待機時に門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚フレーム１１Ａ側）に収容されている。一対のサイドノズル２５は、可動部として本体部１１の移動に伴って送風しながら車両Ｃと接触せずに開閉動作（互いが近づいたり離れたりする動作）し、主に車両Ｃの側面を乾燥することができる。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられ、車両Ｃを検出する車両検出部２６を備えている。車両検出部２６は、一対の脚フレーム１１Ａのそれぞれに設けられた発光部ＥＵおよび受光部ＲＵを備え、発光部ＥＵと受光部ＲＵとの間で車両Ｃを検出するよう構成されている。発光部ＥＵと受光部ＲＵとが対向するように、発光部ＥＵは、門型状の本体部１１の開口右側部側（一方の脚フレーム１１Ａ側）に収納され、受光部ＲＵは、門型状の本体部１１の開口左側部側（他方の脚フレーム１１Ａ側）に収納されている。

車両検出部２６は、発光部ＥＵが有する発光素子Ｅと、受光部ＲＵが有する受光素子Ｒとにより、透過型の光電センサとしての機能を有している。より具体的には、発光素子Ｅ（例えば、ＬＥＤ）と受光素子Ｒ（例えば、フォトダイオード）との間で光信号（例えば、赤外線）を授受して光軸Ｂが形成される。この光軸Ｂの通光／遮光を基に、車両検出部２６は車両Ｃの有無を検出し、種々のデータを取得することができる。例えば、通光した光軸を１、遮光した光軸を０に変換した２値データを基にし、車両Ｃの側方からの形状として車形画像データを取得することができる。また、発光素子Ｅと受光素子Ｒは、本体部１１の起立方向（鉛直方向）に沿って設けられているため、車両Ｃを検出した発光素子Ｅおよび受光素子Ｒの設置高さを基に、車両Ｃの高さを取得することができる。

図３（ａ）に示すように、発光部ＥＵは、複数の発光素子Ｅを有し、本体部１１の起立方向ｙおよび前後方向ｘに沿って発光素子Ｅが並んで行列配置されている。本実施形態では、複数の発光素子Ｅは、起立方向ｙのｍ行、前後方向ｘの３列の行列配置（素子数ｍ×３個）を構成している。また、図３（ｂ）に示すように、受光部ＲＵは、複数の受光素子Ｒを有し、本体部１１の起立方向ｙおよび前後方向ｘに沿って受光素子Ｒが並んで行列配置されている。本実施形態では、複数の受光素子Ｒは、起立方向ｙのｍ行、前後方向ｘの３列の行列配置（素子数ｍ×３個）を構成している。

このように、発光部ＥＵにおける発光素子Ｅの行列配置は、地面Ｇ側から１行目、２行目・・・ｍ行目とし、本体部１１の前面１１Ｆ側から１列目、２列目、３列目と構成されている。本実施形態では、例えば、１行１列の発光素子Ｅであれば発光素子Ｅ１１と番号を付し、ｍ行３列のものであれば発光素子Ｅｍ３のように番号を付して表す。また、受光部ＲＵにおける受光素子Ｒの行列配置についても同様である。

ここで、同じ行の発光素子Ｅであれば、それらの地面Ｇからの設置高さは同じとなる。具体的には、１行目の発光素子Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３であれば、地面Ｇからの高さｙ１として全てが同じ設置高さにある。また、２行目の発光素子Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３であれば、地面Ｇからの高さｙ２として全てが同じ設置高さにある。そして、隣接する行の発光素子Ｅの間隔は同じである。本体部１１の起立方向の発光素子Ｅが等間隔であることを縦ピッチｐｙ（起立方向ピッチ）と記す。

また、同じ列の発光素子Ｅであれば、本体部１１の前面１１Ｆからの設置距離は同じとなる。具体的には、１列目の発光素子Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１、・・・Ｅｍ１であれば、前面１１Ｆからの距離ｘ１として全てが同じ設置距離にある。また、２列目の発光素子Ｅ１２、Ｅ２２、・・・Ｅｍ２であれば、前面１１Ｆからの距離ｘ２として全てが同じ設置距離にある。また、３列目の発光素子Ｅ１３、Ｅ２３、・・・Ｅｍ３であれば、前面１１Ｆからの距離ｘ３として全てが同じ設置距離にある。そして、隣接する列の発光素子Ｅの間隔は同じである。本体部１１の前後方向の発光素子Ｅが等間隔であることを横ピッチｐｘ（前後方向ピッチ）と記す。

受光部ＲＵにおける受光素子Ｒの行列配置も発光部ＥＵにおける発光素子Ｅの行列配置もｍ行×３列に構成されている。このため、発光部ＥＵの複数の発光素子Ｅと、受光部ＲＵの複数の受光素子Ｒは同数であり、本実施形態では、同じ行で同じ列のもの同士が向かい合うように配置されている。例えば、図３（ｃ）に示すように、発光素子Ｅ１１と受光素子Ｒ１１とが距離Ｗ離れて向かい合っている。発光素子Ｅ１１が発光し、受光素子Ｒ１１で受光することで地面に水平な光軸Ｂ１１が形成される。発光素子Ｅ１２と受光素子Ｒ１２、発光素子Ｅ１３と受光素子Ｒ１３も同様であり、発光素子Ｅ１２と受光素子Ｒ１２との間では光軸Ｂ２２、発光素子Ｅ１３と受光素子Ｒ１３との間では光軸Ｂ３３が形成される。これら光軸Ｂ１１、Ｂ２２、Ｂ３３による光は車幅方向ｚ（前面１１Ｆと平行な方向）において平行に同じ距離Ｗを進むことになる。

ところで、縦分解能向上の観点からは、縦ピッチｐｙが狭い方が好ましい。しかしながら、例えば、図３（ａ）に示す発光素子Ｅ２１に水滴が付着した場合、その水滴は、重力により下へ落ちていくため縦ピッチｐｙが狭くなると発光素子Ｅ１１に付着するおそれが高くなってしまう。そこで、本実施形態では、本体部１１の前後方向ｘに複数の発光素子Ｅを設けることで、同じ設置高さにあるもの同士で補完しあうようにしている。例えば、発光素子Ｅ２１に水滴が付着していても本体部１１の前後方向ｘに隣接するように設けられた発光素子Ｅ２２、Ｅ２３によって、それらが設置されている高さｙ２における発光素子Ｅとしての機能（検出に十分な光軸Ｂが形成されること）を確保することができる。したがって、車両検出の精度を向上することができる。また、本実施形態では、受光部ＲＵでも本体部１１の前後方向ｘに複数の受光素子Ｒを設けており、同様の作用効果を得ることができる。

また、重力により水滴が下へ落ちて下隣の発光素子Ｅに付着するのを回避するため、ある程度の縦ピッチｐｙを確保することも考えられる。水滴が付着しづらくなるように縦ピッチｐｙが確保された場合であっても、横ピッチｐｘに関しては縦ピッチｐｙより狭くした方が、光の指向性の面から重力による水滴の影響を回避しやすい。そこで、本実施形態では、横ピッチｐｘ（前後方向ピッチ）が縦ピッチｐｙ（起立方向ピッチ）よりも狭くなるように発光部ＥＵの発光素子Ｅを配置している。このように前後方向ｘにおいて発光素子Ｅが近づくことで、同じ設置高さにあるもの同士でより緊密に補完しあうことができ、車両検出の精度をより向上することができる。また、発光素子Ｅとして、例えば砲弾型や表面実装型（チップ型）のＬＥＤを用いることができる。表面実装型の場合、本体部１１の前後方向ｘに互いを近づけて配置することができる。

このような発光部ＥＵおよび受光部ＲＵを有する車両検出部２６を備える洗車装置１０は、図４に示すように、発光部ＥＵ用の走査駆動部３０と、受光部ＲＵ用の走査駆動部３１とを備えている。本実施形態では、走査駆動部３０は、車両検出時において本体部１１の起立方向（行方向）に並ぶ一列目の発光素子Ｅを下から上（もしくは上から下）へ順次点灯し、次いで同様に２列目、３列目と順次点灯する。また、走査駆動部３１は、発光素子Ｅの走査に向かい合う受光素子Ｒを順次受光状態とする。これにより、対応する発光素子Ｅと受光素子Ｒとの間で光信号の授受がなされ、地面Ｇに水平な光軸Ｂが形成される。

また、洗車装置１０は、車形制御部３２を備えている。車形制御部３２はＣＰＵなどの電子部品から構成された種々の処理部（処理手段）を有し、本体部１１の走行エンコーダ１６からのパルス信号により、各走査駆動部３０、３１を動作させて車両Ｃの上面形状を検出するものである。この車形制御部３２は、走行位置検出部３３と、受光検出部３４と、閾値設定部３５と、車両検出部３６と、車両データ作成部３７と、画像処理部４０と、データ記憶部４１とを備えている。

走行位置検出部３３は、走行エンコーダ１６からのパルス信号により本体部１１の走行位置を検出する。受光検出部３４は、各受光素子Ｒでの受光量（受光レベル）を検出する。閾値設定部３５は、発光部ＥＵと発光部ＲＵとの間に車両Ｃが存在しない状態で各受光素子Ｒが受信する受光量に基づいて光軸Ｂの通光／遮光を判定する閾値を設定する。ここで、閾値とは、発光素子Ｅが発光したことによって対応する受光素子Ｒで受ける受光量の増加分と対比される数値である。発光により受光量が閾値以上増加すればその光軸Ｂは通光しているとして車両非検出と判定し、閾値に達しなければその光軸Ｂは遮光されているとして車両検出と判定される。

また、車両検出部３６は、走行エンコーダ１６からのパルス信号をトリガとして走査駆動部３０、３１を動作させ、受光検出部３４で検出される各受光素子Ｒの受光量を、閾値設定部３５で設定した閾値と比較して各光軸Ｂの通光／遮光を判定する。車両データ作成部３７は、走行位置検出部３３から与えられる本体部１１の走行位置と車両検出部３６で検出した各光軸Ｂの通光／遮光から２値画像データを作成する。画像処理部４０は、車両データ作成部３７で作成した２値画像データを解析処理し、洗車用データを作成する。データ記憶部４１は、走行位置検出部３３で検出される本体部１１の走行位置データ、閾値設定部３５で設定される閾値、車両データ作成部３７で作成される２値画像データや、画像処理部４０で抽出される洗車用データなどが記憶される。

また、洗車装置１０は、洗車制御部４２と、洗車駆動部４３と、操作パネル４４とを備えている。洗車制御部４２は、洗車処理プロブラムに従って洗車駆動部４３を介してトップブラシ２０、トップノズル２４などの処理装置（可動部）や本体部１１のモータ１５などを駆動し、本体部１１を移動させつつ、車両Ｃの洗浄、乾燥といった洗車処理を行わせる。例えば、洗車制御部４２は、作成された洗車用車形データに基づいてトップブラシ２０およびトップノズル２４を昇降制御し、車体面を忠実にトレースするよう操作する。操作パネル４４は、本体部１１とは別設される洗車受付装置（図示しない）に設けられ、ユーザによって洗車内容の選択入力や洗車開始入力が行われる。

次に、車形制御部３２を用いた車形検出の処理方法について説明する。図５に示すように、車形検出処理は、閾値設定処理（ステップＳ１０）、車両検出処理（ステップＳ２０）、判定処理（ステップＳ３０）、車形データ作成処理（ステップＳ４０）、画像処理（ステップＳ５０）を含み、この順に行われる。

＜閾値設定処理（ステップＳ１０）＞
閾値設定部３５では、発光素子Ｅを発光させる前の受光素子Ｒでの受光量と、発光素子Ｅを発光させたときの受光素子Ｒでの受光量との差分受光量に基づいて判別閾値を設定する。この判別閾値は、各発光素子Ｅや受光素子Ｒの個々の性能や精度に応じて通光／遮光を判別する基準値となるため、汚れの付着等による受光量低下も許容できるように車両検出前には必ず個々の受光素子Ｒ毎に設定される。

より具体的には、まず、車両検出部２６の発光部ＥＵと受光部ＲＵとの間に車両Ｃが本体部１１に入り込んでいない状態で行われ、受光部ＲＵの走査駆動部３１を駆動し、発光素子Ｅを発光させる前の受光素子Ｒの受光量ｒａの取り込みが行われる。次いで、発光部ＥＵの走査駆動部３０と受光部ＲＵの走査駆動部３１とを同期駆動し、発光素子Ｅを発光させた時の受光素子Ｒの受光量ｒｂの取り込みが行われる。その後、受光量ｒａと受光量ｒｂとの差分受光量ｒｃを算出し、この差分受光量ｒｃに対して所定割合（例えば５０％）を閾値Ｓとして設定し、データ記憶部４１に記憶する。

上記の手順で、各受光素子Ｒの全てに対して閾値Ｓの設定を行う。例えば、この設定動作で検出された受光素子Ｒ１１の差分受光量ｒｃ１１＝１０であった場合、受光素子Ｒ１１の閾値Ｓ＝５と設定される。なお、ここでは閾値Ｓを設定する際の所定割合を５０％としているが、洗車装置１０を使用する環境（湯気の発生等）や検出の精度によってその都度設定することが望ましい。

＜車両検出処理（ステップＳ２０）＞
車両検出部３６では、まず、受光部ＲＵの走査駆動部３１を駆動し、発光素子Ｅを発光させる前の受光素子Ｒの受光量ｒａの取り込みが行われる。次いで、発光部ＥＵの走査駆動部３０と受光部ＲＵの走査駆動部３１とを同期駆動し、発光素子Ｅを発光させた時の受光素子Ｒの受光量ｒｂの取り込みが行われる。その後、受光量ｒａと受光量ｒｂとの差分受光量ｒｃを算出する。

次いで、閾値設定処理によってデータ記憶部４１に記憶された閾値Ｓを読み出して、算出した差分受光量ｒｃと比較する。差分受光量ｒｃが閾値Ｓよりも低ければ光軸Ｂを「遮光」と判定し、閾値Ｓよりも高ければ光軸Ｂを「通光」と判定する。そして、一走査分（行列配置の一列分）の検出が終わると、それを車両データとしてデータ記憶部４１に記憶する。同様に、行列配置の他の列分についても走査による検出を行い、それを車両データとしてデータ記憶部４１に記憶する。

なお、行列配置の同じ行にある（本体部１１の起立方向の同一高さにおいて前後方向に並ぶ）発光素子Ｅを同時に発光させることもできる。例えば、発光部ＥＵ側では、同一の設置高さｙ１にある発光素子Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３を同時に発光させ、受光部ＲＵ側では、同一の設置高さｙ１にある受光素子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３で順に受光させることもできる。同時に発光させることで発光量が多くなるため、発光部ＥＵと受光部ＲＵとの間に水飛沫がある場合であっても、その影響を受けにくくすることができる。すなわち、水飛沫を車両Ｃがあると誤検出することを防止することができるので、車両検出の精度を向上することができる。

＜判定処理（ステップＳ３０）＞
ここでは、同じ設定高さにある受光素子Ｒの判定結果について多数決判定を行う。例えば、同じ設定高さの行列配置１行目にある受光素子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の３つ（３列分）において、２つ以上が「通光」であれば、１行目の受光素子Ｒとして「通光」と判定し、２つ以上が「遮光」であれば、１行目の受光素子Ｒとして「遮光」と判定する。行列配置のその他の行にある受光素子Ｒに対しても同様に行われると、それらのデータが車両データ作成部３７に送られる。

なお、本実施形態では、発光素子Ｅおよび受光素子Ｒの行列配置において本体部１１の起立方向に沿って３列の場合を説明している。これに限らず、行列配置において２列や４列、それ以上であってもよく、それらの場合でも前述の多数決判定を行うことができる。また、行列配置が偶数列の場合において、多数決判定が「通光」、「遮光」とも同数であれば、例えば「遮光」と判定すればよい。この判定結果から後述する洗車用データが作成され、これを基に車両Ｃに対してブラシなどを近づけて処理が行われるため、「遮光」と判定した方が車両Ｃへ近づきすぎてダメージを与えてしまうことを防止することができるからである。

＜車両データ作成（ステップＳ４０）＞
車両データ作成部３７では、車両検出部３６から受けた車両データに含まれる「通光」を「０」、「遮光」を「１」とした２値データを作成する。そして、この２値データを本体部１１が所定距離走行するごとに作成し、本体部１１が往行するまで実行して、横軸を横ピッチｐｘ、縦軸を縦ピッチｐｙとした行列上に展開された車形データを形成する。作成した車両データは、データ記憶部４１に記憶され、画像処理部４０で洗車用データに画像処理される。

＜画像処理（ステップＳ５０）＞
画像処理部４０では、２値化した車両データに論理フィルターをかけて輪郭線を抽出する。この処理は、車両データにおいて「１」が隣どうし連続して存在している連結成分の、最も下でかつ最も左に位置するセルを追跡開始点とし、この点を中心にその周りに隣接する８セルを右まわりに調べ、「０」から「１」に変わるセルを検出していき、検出したセルを輪郭線とするものである。実際には、本体部１１の走行とともに車両Ｃの車体画像データが順次送られてきて展開されつつ輪郭線を追跡するため、車両全体の画像データ取り込みを完了した時点で全体の輪郭線が抽出される。こうして得られた車両Ｃの輪郭から、本体部１１の前後方向ｘに対する本体部１１の起立方向ｙのデータを決定した洗車用データを作成することができる。

次に、洗車装置１０の動作（車両処理方法）について説明する。洗車装置１０は、ユーザによって操作パネル４４で受付がなされると、所定の停車位置に車両Ｃを停車させるよう表示機などによってユーザに案内を出す。これにより、車両Ｃは車両検出部２６で検出されない所定の停車位置に停車させられる。次いで、前述したように、車形検出処理が行われ（ステップＳ１０～Ｓ５０）、洗車用データが作成される。この洗車用データの作成は、本体部１１が往路を走行する間継続して実行され、連続した車両Ｃの上面輪郭が得られる。なお、１往行中に車形検出と洗浄を同時に行うことが可能である。

車両Ｃの形状が検出されると、検出された車両Ｃの輪郭に基づいて洗車動作が行われる。洗車動作は、本体部１１の走行に伴い、例えば、シャンプー噴射を伴う車両Ｃへのブラッシング処理と、高速風の噴射によるブロー処理が順次実行される。このうち、トップブラシ２０およびトップノズル２４は、検出された車両Ｃの輪郭に沿って昇降制御される。洗車動作が終了すると、洗車装置１０は表示機などによってユーザに車両Ｃの退出を促す。

（実施形態２）
前記実施形態１では、受光部の受光素子を行列配置（ｍ行×３列）とした場合について説明した。本発明の実施形態２では、受光部の受光素子を本体部の起立方向に沿って並ぶ一列配置（ｍ行×１列）とした場合について図面を参照して説明する。図６は、本実施形態２に係る車両検出部２６ａを説明する概略図であり、（ａ）は受光部ＲＵａ側からみた発光部ＥＵ、（ｂ）は発光部ＥＵ側からみた受光部ＲＵａ、（ｃ）は平面視の発光部ＥＵおよび受光部ＲＵａである。

車両検出部２６ａは、一対の脚フレーム１１Ａ（図１参照）のそれぞれに設けられた発光部ＥＵおよび受光部ＲＵａを備え、発光部ＥＵと受光部ＲＵａとの間で車両Ｃを検出するよう構成されている。図６（ａ）に示す車両検出部２６ａの発光部ＥＵは、図３（ａ）で示したものと同様であり複数の発光素子Ｅがｍ行３列の行列配置されている（素子数ｍ×３個）。他方、図６（ｂ）に示す車両検出部２６ａの受光部ＲＵａは、複数の受光素子Ｒを有し、本体部１１の起立方向ｙに沿って受光素子Ｒが並んで一列配置されている（素子数ｍ×１個）。なお、図６（ｂ）に示す受光部ＲＵａは、図３（ｂ）に示した受光部ＲＵの行列配置のうち、２列目の受光素子Ｒ１２、Ｒ２２・・・Ｒｍ２を残したものとして示している。

本実施形態では、本体部１１の起立方向ｙの同一設置高さ（例えば、ｙ１）において、前後方向ｘに並ぶ３つの発光素子（Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３）を同時に発光させて１つの受光素子（Ｒ１２）で受光するよう構成されている。より具体的には、走査駆動部３０は本体部１１の起立方向ｙに沿って並ぶ１～３列目の発光素子Ｅを同時に下から上（もしくは上から下）へ順次点灯し、走査駆動部３１は発光素子Ｅの走査に向かい合う同一の設定高さにある受光素子Ｒを順次受光状態とする。これにより、同一設定高さにある３つの発光素子Ｅと対応する１つの受光素子Ｒとの間で光信号の授受がなされ、地面Ｇに水平な光軸Ｂが形成される。

例えば、図６（ｃ）に示すように、発光素子Ｅ１１が発光し、受光素子Ｒ１２で受光することで地面Ｇに水平な光軸Ｂ１２が形成される。発光素子Ｅ１２と受光素子Ｒ１２、発光素子Ｅ１３と受光素子Ｒ１２も同様であり、地面Ｇに水平な光軸Ｂ２２および光軸Ｂ３２が形成される。同時に発光させることで発光量が多くなるため、発光部ＥＵと受光部ＲＵａとの間に水飛沫がある場合であっても、その影響を受けにくくすることができる。すなわち、水飛沫を車両Ｃがあると誤検出することを防止することができるので、車両検出の精度を向上することができる。

また、本実施形態では、本体部１１の前後方向ｘに並ぶ発光素子Ｅ（例えば、Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３）のうち前端のもの（例えば、Ｅ１１）と後端のもの（例えば、Ｅ１３）との中間位置（例えば、Ｅ１２が設けられている設置距離ｘ２）で対向するように受光素子が一列配置されている（Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ３２・・・Ｒｍ２）。例えば、図６（ｃ）に示すように、光軸Ｂ２２による光が車幅方向ｚ（前面１１Ｆと平行な方向）と平行に進んで受光素子Ｒ１２で受光され、更に光軸Ｂ１２、Ｂ３２による光が車幅方向ｚとは交差して進んで受光素子Ｒ１２に集まるようにして受光（集光）される。このため、見かけ上は、発光側で太く、受光側に向かうに従い細くなる光軸Ｂ２２を形成することができる。このような光軸を用いることでも、車両検出の精度を向上させることができる。

（実施形態３）
前記実施形態２では、発光部の発光素子を行列配置（ｍ行×３列）とした場合について説明した。本発明の実施形態３では、発光部の行列配置の一列が他列よりも本体部の起立方向に延びている場合について図面を参照して説明する。図７は、本実施形態３に係る車両検出部２６ｂを説明する概略図であり、（ａ）は受光部ＲＵａ側からみた発光部ＥＵａ、（ｂ）は発光部ＥＵａ側からみた受光部ＲＵａである。

車両検出部２６ｂは、一対の脚フレーム１１Ａ（図１参照）のそれぞれに設けられた発光部ＥＵａおよび受光部ＲＵａを備え、発光部ＥＵａと受光部ＲＵａとの間で車両Ｃを検出するよう構成されている。図７（ｂ）に示す車両検出部２６ｂの受光部ＲＵａは、図６（ｂ）で示したものと同様であり複数の受光素子Ｒが一列配置されている（素子数ｍ×１個）。他方、図７（ａ）に示す車両検出部２６ｂの発光部ＥＵａは、複数の発光素子Ｅを有し、本体部１１の起立方向ｙおよび前後方向ｘに沿って発光素子Ｅが並んで行列配置され（素子数ｎ×３個）、その一列が他列よりも起立方向ｙの上方に延びて配置されている（素子数（ｍ－ｎ）×１個）。すなわち、発光部ＥＵａでは、１行目からｎ行目までが３列配置、ｎ＋１行目からｍ行目までが一列配置となるように構成されている。なお、図７（ａ）に示す発光部ＥＵａの一列配置は、図６（ａ）に示した発光部ＥＵの行列配置のうち、２列目の発光素子Ｅ（ｎ＋１）２、・・・Ｅｍ２を残したものとして示している。

水飛沫は重力によって落ちていくため、本体部１１の起立方向ｙの上側よりも下側に多くの発光素子Ｅを配置することが好ましい。このように、起立方向ｙの下側に配置された前後方向ｘに並ぶ３つの発光素子Ｅを同時に発光させることで発光量を増加させ、発光部ＥＵと受光部ＲＵａとの間に水飛沫がある場合であっても、その影響を受けにくくすることができる。すなわち、水飛沫を車両Ｃがあると誤検出することを防止することができるので、車両検出の精度を向上することができる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施形態では、車両処理装置として、洗車装置に適用した場合について説明した。これに限らず、例えば、車両の形状を検出する車形検出装置にも適用することができる。

また、前記実施形態では、地面に停車した車両に対して本体部が移動する両処理装置を説明した。これに限らず、例えば、車両の車長方向に移動可能なキャリア（コンベヤ）に車両を搭乗させて、地面に固定された本体部に対して車両が移動する場合や、車両および本体部が共に移動する場合であってもよい。このため、本発明には、処理対象となる車両に対して本体部が相対移動する関係が含まれる。

また、前記実施形態では、発光素子からの光信号を同じ設置高さの受光素子で受信することで、地面に水平な光軸を形成する場合について説明した。これに限らず、発光素子とは異なる設置高さの受光素子で受信することで、地面に対して傾斜した光軸を形成することもできる。例えば、図４に示すような発光素子Ｅ２１からの光信号に対して、受光素子Ｒ２１で受信する（地面に水平な光軸）だけでなく、受光素子Ｒ２１の上隣の受光素子Ｒ３１や下隣の受光素子Ｒ１１で受信することで、地面Ｇに対して傾斜した光軸を形成することもできる。これによれば、発光素子Ｅ１１と発光素子Ｅ２１との間（受光素子Ｒ１１と受光素子Ｒ２１との間）、発光素子Ｅ２１と発光素子Ｅ３１との間（受光素子Ｒ２１と受光素子Ｒ３１との間）の高さにおいても車両Ｃを検出することができることとなる。このため、受光素子Ｒの縦ピッチｐｙに基づく縦分解能よりも、高分解能とすることもできる。

１０ 洗車装置
１１ 本体部
１１Ａ 脚フレーム
Ｃ 車両
ＥＵ 発光部
ＲＵ 受光部
Ｇ 地面

Claims (6)

1. 地面に起立する一対のフレームを有し、車両に対して相対的に前後に移動可能な本体部と、
   前記一対のフレームのそれぞれに設けられた発光部および受光部を有し、前記発光部と前記受光部との間で車両を検出する車両検出部と、を備え、
   前記発光部は、複数の発光素子を有し、前記本体部の起立方向および前後方向に沿って前記発光素子が並んで行列配置されており、
   前記受光部は、複数の受光素子を有し、前記本体部の起立方向に沿って前記受光素子が並んで一列配置されている、
   車両処理装置。
2. 前記本体部の前後方向に並ぶ前記発光素子のうち前端のものと後端のものとの中間位置で対向するように前記受光素子が一列配置されている、
   請求項１記載の車両処理装置。
3. 地面に起立する一対のフレームを有し、車両に対して相対的に前後に移動可能な本体部と、
   前記一対のフレームのそれぞれに設けられた発光部および受光部を有し、前記発光部と前記受光部との間で車両を検出する車両検出部と、を備え、
   前記発光部は、複数の発光素子を有し、前記本体部の起立方向および前後方向に沿って前記発光素子が並んで行列配置されており、
   前記本体部の起立方向の同一高さにおいて前後方向に並ぶ前記発光素子が同時に発光される、
   車両処理装置。
4. 地面に起立する一対のフレームを有し、車両に対して相対的に前後に移動可能な本体部と、
   前記一対のフレームのそれぞれに設けられた発光部および受光部を有し、前記発光部と前記受光部との間で車両を検出する車両検出部と、を備え、
   前記発光部は、複数の発光素子を有し、前記本体部の起立方向および前後方向に沿って前記発光素子が並んで行列配置されており、
   前記発光素子の行列配置において前後方向ピッチが起立方向ピッチよりも狭い、
   車両処理装置。
5. 前記発光素子が、表面実装型ＬＥＤである、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の車両処理装置。
6. 前記発光素子の行列配置の一列が他列よりも前記本体部の起立方向上方に延びている、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の車両処理装置。

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