JPH0142040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走行中の被測定車両の車輪の大きさ
の複数個のセンサにより検出することにより被測
定車両の種類（以下「車種」という）を自動的に
判別する車種判別装置に関するものである。

有料道路の料金所における通行料金の徴収、過
積載や速度違反の取締り等の実施においては、車
種に応じた処理が必要である。そこで、従来から
被測定車両の車種判別に関しては、種々の方法あ
るいは装置が提案されている。そのうち、最も単
純且つ原始的なものとして、人間の目視による方
法があり、現実に広く実施されている。

しかしながら、この方法によると、作業員（ま
たは警察官）の疲労等により誤認が生じ易く、ま
た昼夜にわたる監視、取締りを行うために多くの
人手と経費を必要としていた。

そこで、車種判別の精度の向上と省力化を図る
べく、種々の機械的手段や電気的手段を用いた判
別装置が考えられており、例えば被測定車両の高
さ、車軸数、タイヤの数、車幅、車長、重量等を
それぞれの検出器で検出し、これらの検出情報を
適宜電気的に処理して車種を判別する装置が種々
提案されている。

例えば、その第１の例として車両の長さおよび
幅の２つのデータより車種を判別する装置が特開
昭54―36756号公報に開示されている。この第１
の例の車種判別装置は、車両の走行路面に走行車
両の直交方向および走行方向にそれぞれ一定間隔
をおいて配設した複数の光反射体と走行路面の上
方から前記光反射体のそれぞれに光線を投光し、
その反射光を受光する投・受光器を設け、前記光
線の遮光状態により車両の長さおよび幅を検知し
車種を判別するものである。

しかしながら、この車種判別装置においては、
光反射体を走行路面上に多数設置する必要があり
そのため、設置工事が大がかりとなるばかりでは
なく、車両通過等により前記光反射体が損傷した
り汚れたりし易く、その保守、点検が煩瑣である
という欠点があつた。

また、第２の例として、車軸数により車種を判
別する装置が特開昭54―25200号公報に開示され
ている。この装置は、車両の走行路面に各車軸が
乗上げたときに信号を発する軸検出器を設け、車
軸数を検出するものであるが、車種によつては前
部１軸、後部２軸といつたように３軸以上有する
ものがあるため、これらのことを考慮し被測定車
両に上記の軸グレープがいくつあり各軸グループ
にはいくつの軸があるかということにより車種を
判別するものである。

しかしながら、この装置においては、路面に埋
設するための工事が厄介な軸検出器を含むほか、
各軸グループごとの軸数の検出を行うための計数
器および前記軸検出器からの信号相互間の時間を
計測する時間計数器、さらに同一車両の車軸でな
い場合に計算を一時中止する制御器等、かなり複
雑な回路系が必要で、判別装置全体のコストが著
しく嵩むという欠点があつた。しかも、軸グルー
プの分類のための条件として、被測定車両の速度
が測定時には等速であること、および後続車との
車間距離もある程度以上に保つておく必要がある
など、判別要素として適切なものとはいい難い。

また、第３の例として、車軸数および車幅によ
り車種を判別する装置が特公昭55―9757号公報に
開示されている。この装置は、車両の走行路面に
軸検出器を設け、車軸数を計数するとともに超音
波等を用いた車幅計測装置により車幅を検出し、
この２つのデータより車種を判別するものであ
る。

しかしながら、この装置においては、路面上に
軸検出器を設置する必要があるため、これを埋設
する工事が厄介であり、また車幅を検出するため
の超音波には、周囲よりの雑音が混入しやすく、
気象条件（例えば降雪、降雨等）によつて検出デ
ータに誤差を生じる可能性があつた。

さらに上述した例以外にも種々の車種判別方法
や装置が提案されているが、検出装置やその検出
データから車種を判別するための演算回路等が複
雑であつたり、被測定車両の各種条件（例えば、
走行速度、積載重量、先行および後続車両との車
間距離、車体振動等）および周囲環境条件（温湿
度、風速、雑音等）の影響を受け易く、いずれも
実用化には多くの問題点が残されていた。

本発明は、これら従来の車種判別装置が有する
欠点を除去すべくなされたもので、従来装置に比
べ、センサの構成が簡素で、このセンサの出力に
応じて車種を判別するための回路も簡素化でき、
センサの設置工事および保守が容易であり、この
装置を用いて車種を判別する場合のトータルコス
トが少なくてすみ、且つ各種外部条件および被測
定車両の走行状態の影響を受け難く、高精度な車
種判別を実現し得る車種判別装置を提供すること
も目的としている。

本発明は、上記の目的を達成するため、複数個
のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３と、判別回路４と、表
示手段（５〜１０）とを有する車種判別装置であ
つて、 前記複数個のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、被測
定車両の走行路側方で、該被測定車両の車輪接地
面から車輪軸中心０１，０２までの間の所定高さ
ｈ，h′位置に、被測定車両の車輪１，２，１１，
１２，１３に向け、互いに所定間隔ｌを隔ててそ
れぞれ設置され、前記一つの車輪がその前方に進
入してから退出するまでの間にわたつて感応して
車輪検出信号を出力するものであり、 前記判別回路４は、前記複数個のセンサＰ１，
Ｐ２，Ｐ３の出力を入力し、前記被測定車両の進
行方向最終域に配置されたセンサの出力を検知し
たときに前記車輪検出信号の個数に応じて車種を
判別して対応する車種判別信号を出力するもので
あり、 前記表示手段（５〜１０）は、前記判別回路４
からの車種判別信号を入力し、前記車種を表わす
情報を所定時間にわたり表示するものであること
を特徴とするものである。

以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。

第１図は、本発明に係る車種判別装置の原理を
説明するための模式図であり、１および２は走行
路面３上を転動する被測定車両たる大型車両およ
び小型車両の車輪、ｌ１およびｌ２は路面３上の
高さｈの位置における大型車両および小型車両の
車輪断面長（弦長）を示す。Ｐ１およびＰ２はそ
れぞれ第１および第２センサであり、車輪がセン
サＰ１，Ｐ２の前方を通過しているときに限り車
輪検出信号をそれぞれ出力するものとする。すな
わち、このセンサＰ１およびＰ２は、走行が予定
される被測定車両の車輪１，２に向けて、その車
両の走行路側方の所定高さｈ（この場合車輪１，
２の接地面から車輪中心０１，０２までの高さの
中間）に設定され且つ車両走行路に沿つて所定間
隔ｌを隔てて配置されている。センサＰ１，Ｐ２
の構成は、図示を省略したが、投光器および受光
器からなる光電センサであり、走行路の一方の側
方側には、細く集光されたビームを発する投光器
が設けられ、道路を挾んだ他方の側方側の対応位
置にはフオトダイオード、フオトセルなどの光電
変換器からなり前記投光器から発射されるビーム
を受光し光電出力を発する受光器が設けられ、こ
れらが対となつて２対設けられるものとする。セ
ンサＰ１，Ｐ２の走行路に沿う方向の設置間隔ｌ
は、車種に応じた車輪の大きさを段階的に区別で
きるようにｌ１＜ｌ＜ｌ２なる条件のもとに設置
されるものとする。

かかる条件のもとに、被測定車両の車輪が、第
１図において左から右へ転動しながら進行して、
各センサＰ１，Ｐ２の前方を通過すると、その車
輪によつて各センサＰ１，Ｐ２の投光器から発射
される光ビームが遮断されるため、各センサＰ
１，Ｐ２がこれに感応して第２図ＡおよびＢの波
形図に示す如き出力、すなわちＨレベルの車輪検
出信号を発する。ここで、第２図Ａは、大型車両
の車輪１が通過したときのセンサＰ１，Ｐ２の出
力を、第２図Ｂは、小型車両の車輪２が通過した
ときのセンサＰ１，Ｐ２の出力を、それぞれ表わ
している。

同図において、ｔ１は車輪の前端（但し路面３
上高さｈにおける車輪の前端）が第１センサＰ１
の前方にさしむかつた（臨んだ）瞬時の時点、ｔ
２は車輪の後端が第１センサＰ２の前方を通過
（退出）する瞬間の時点、ｔ３およびｔ４は、同
様にして第２センサの前方を、車輪の前端が臨ん
だ瞬間および後端が退出した瞬間の時点をそれぞ
れ表わしている。

同図より明らかなように、大型車両の車輪１が
通過したときは、センサＰ１，Ｐ２が同時に出力
する時間Ｔが存在する。これに対し、小型車両の
車輪２が通過したときは、両センサＰ１，Ｐ２が
時点をずらしてＨレベルの車輪検出信号を出力す
るが、同時に出力することはない。従つて、被測
定車両の車輪が、２つのセンサＰ１およびＰ２を
通過中に、同時に２つのセンサＰ１，Ｐ２から車
輪検出信号が発せられているが、否かによつて大
型車両であるか小型車両であるかの判別を確実に
行うことができる。

ところで、現に一般市場に供されている車両の
車輪外径は、乗用車の場合、568〜676mm、軽トラ
ツク、小型トラツクの場合、509〜816mm、そして
トラツク、バスの場合、958〜1108mmとなつてい
る。このような車種と車輪外径との関係に着目し
て、乗用車、軽トラツク、小型トラツク等を小型
車、トラツク、バス等を大型車と類別した場合の
本発明の実施例を以下に述べる。

上記の類別より、小型車の車輪の最大外径は、
816mm、大型車の車輪の最小外径は、958mmであ
り、その差は142mmである。第１図において、セ
ンサＰ１，Ｐ２の路面３よりの高さｈを100mmと
すると、 l1＝２√100（958−100）≒586mm (1) l2＝２√100（816−100）≒535mm (2) となり、ｌ１とｌ２の差は約50mmとなる。よつ
て、この場合のセンサの誤差許容範囲は、約±25
mmとなる。車両に実装された車輪外径は、車輪空
気圧、車体重量、積載重量、走行速度等により変
化するが、上記実施例における車種判別に影響を
及ぼす程ではない。

因に、このように設定したセンサＰ１，Ｐ２に
より、小型、大型の判別試験を行つたところ、被
測定車両840台のうち１台の誤認があつたにすぎ
なかつた。これは、極めて高い判別精度であると
いうことができる。

第３図は、センサＰ１，Ｐ２の出力に基づき車
種を判別するための判別回路および判別結果を表
示する表示手段の一実施例を示す回路図である。

同図において、４は判別回路としてのアンド回
路、５は単安定マルチバイブレータ、６はコンデ
ンサ、７は抵抗、８はインバータバツフア／ドラ
イバ、９は発光ダイオード等からなる発光素子、
１０は抵抗である。

尚、単安定マルチバイブレータ５から抵抗１０
までの機能部分を「表示手段」と称することとす
る。

この回路構成において、車輪が第１センサＰ１
の前方を通過中に第１センサＰ１から車輪検出信
号が端子Ｔ１に印加され、第２センサＰ２の前方
を通過中に第２センサＰ２から車輪検出信号が端
子Ｔ２に印加されるように回路接続されているの
で、被測定車両の車輪の通過時に、その車輪によ
つてセンサＰ１およびＰ２のビーム光が同時に遮
断された場合には、第２図Ａに示す時間Ｔだけア
ンド回路４の出力はＨ（ハイレベル）となる。前
記時間Ｔは一般に短時間であるため、アンド回路
４の出力を単安定マルチバイブレータ５に入力
し、パルス幅を大きくした後その出力をインバー
タバツフア／ドライバ８を介して反転させると抵
抗１０を介して電源Ｖc.c.から発光素子９に電流が
流れ発光素子９が点灯する。この発光素子９の点
灯時間は、目視で十分確認でき、且つ後続車との
区分けができる長さとし、その調整は、単安定マ
ルチバイブレータ５のコンデンサ６および抵抗７
の定数を適宜選択して行う。このようにして、表
示手段の一部をなす発光素子９の点灯により、大
型車両が通過していることが確認できる。これに
対して、小型車両が通過しても、アンド回路４の
入力端（端子Ｔ１，Ｔ２）にセンサＰ１，Ｐ２の
Ｈレベルの車輪検出信号が同時に印加されないか
ら、アンド回路４、および単安定マルチバイブレ
ータ５の出力は、Ｌ（ローレベル）のままであり、
インバータバツフア／ドライバ８の出力は、Ｈの
まま変化せず発光素子９は点灯しないので、この
場合は、小型車両であると判別することができ
る。このようにして、発光素子９の点灯状態によ
つて車種を判別することができる。

尚、小型車両であることを積極的に表示するに
は、判別回路として、例えばアンド回路とインバ
ータを各１つ追加し、そのアンド回路の一方の入
力端をそのインバータを介して端子Ｔ１と接続
し、他方の入力端を端子Ｔ２に直接接続し、この
追加したアンド回路の出力端に第３図に示した単
安定マルチバイブレータ５〜抵抗１０よりなる表
示手段を接続すればよい。このように構成するこ
とで、車輪の前部が第２センサＰ２に臨んだ時点
から追加した発光素子が点灯するので、これによ
り通過した車両が小型車両であることを積極的に
表示せしめることができる。

第４図は、本発明の他の実施例を示す模式図で
ある。

同図において、１１，１２および１３は、大型
特殊車両、大型車両および小型車両の各車輪をそ
れぞれ示し、ｌ１１，ｌ１２およびｌ１３は、略
面３上h′の位置における大型特殊車両、大型車両
および小型車両の各断面長（弦長）をそれぞれ示
す。Ｐ１，Ｐ２およびＰ３は、第１センサ、第２
センサおよび第３センサであり、第２センサＰ２
は第１センサ１からｌ３なる水平距離位置に配置
され、第３センサＰ３は、第１センサＰ１からｌ
４なる水平距離位置に配置されている。そして、
センサＰ１，Ｐ２およびＰ１，Ｐ３の間隔ｌ３，
ｌ４は、ｌ１３＜ｌ３＜ｌ１２およびｌ１２＜ｌ
４＜ｌ１１の条件のもとに配置されている。つま
り、第１〜第３センサＰ１〜Ｐ３は、車両の車種
に応じた車輪の大きさを段階的に区別できるよう
に所定間隔ｌ３，ｌ４を隔ててそれぞれ設置され
ている。

このようにセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３を走行路の
側方に配置した場合において、例えば、大型特殊
車両の車輪１１がセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３の前方
に臨むと、３つのセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３から同
時にＨレベルの車輪検出信号が出力され、大型車
両の車輪１２が通過すると２つのセンサＰ１，Ｐ
２から同時に出力され、小型車両の車輪１３が通
過するといずれか１つのセンサから時点を異にし
て出力されるだけで同時に２つ以上のセンサから
出力されることはない。従つて、この３つのセン
サＰ１，Ｐ２，Ｐ３の出力を用いて、その出力の
態様に応じて、発光素子９を発光せしめるよう論
理回路を構成すれば、車種を明確に判別すること
ができる。このように、センサの配置個数を増加
することにより、２種以上の車種の判別が可能と
なり、また検出精度を向上させることができる。

なお、本発明は、上述し且つ実施例に示された
もの以外にも種々の変形、応用が可能である。

例えばセンサとしての投光器および受光器を、
走行路の両側にそれぞれ設けた例につき説明した
が、投・受光器が一体化された光電センサを走行
路の一方の側方側に配置し、他方の側方側の対応
位置に投光器から発射された光を発光器に向けて
反射せしめる反射板（反射体）を設けてもよい。

また、センサとしては、光電センサのみに限ら
ず要は車輪の通過時に感応して電気的出力、すな
わち車輪検出信号を生ぜしめるものであれば、他
のセンサでも適用可能である。

また、本発明は、道路上を走行する車両（自動
車）に限らず、軌道上を走行する鉄道車両等の車
種判別にも適用可能である。

また、本発明は、車輪の大きさを検出して車種
を判別するだけでなく、被測定車両の走行速度を
知ることができる。すなわち、第１図および第２
図を参照してこれを説明すれば、既知の距離であ
るセンサＰ１，Ｐ２の間隔ｌを、車輪１または２
が通過する所要時間は、t3―t1（車輪の先端第１
センサＰ１から第２センサＰ２に移動する時間）
またはt4―t2（車輪の後端が第１センサＰ１から
第２センサＰ２に移動する時間）またはt4＋t3−
t2−t1（車輪の先端が、第１センサＰ１にさしか
かつた時点から車輪の後端が第２センサＰ２を通
過する時点までの時間）として求まるため、被測
定車両の走行速度も、次の(3)、(4)、(5)に示すいず
れかの式によつて知ることができる。

すなわち、車輪の先端の速度をＶ１、後端の速
度をＶ２、その平均速度をＶとすると、 V1＝ｌ／t3−t1 (3) V2＝ｌ／t4−t2 (4) Ｖ＝2l／t4＋t3−t2−t1 (5) このように、車種と走行速度の両方を知ること
ができることにより、例えば、大型車と小型車と
が異なる制限速度（例えば大型車80Km／ｈ、小型
車100Km／ｈの如く）に定められている道路上に
おいても、各別に制限速度オーバーの車両を摘発
することができ、甚だ都好合である。

また、第４図に示すように配置された３つのセ
ンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３から出力される車輪検出信
号を受けて車種を判別する判別回路については、
第３図に示した回路図および第４図に示す実施例
の構成並びに動作について説明したところより類
推できるので図示は省略したが、要は、車輪１
１，１２，１３の各前端が車両進行方向（例え
ば、第４図において左方向とする）の最終域に配
置された第１センサＰ１の前方に臨んだ時点で、
何個のセンサから車輪検出信号が同時に出力され
ているかを判別すればよい。従つて、例えば、こ
れを実現するには、第３図の回路図から類推でき
るように、アンド回路としては３入力型のものを
用い、３種の車輪を判別するのであるから、３つ
のアンド回路（以下、「第１のアンド回路」、第２
のアンド回路」、「第３のアンド回路」という）を
用い、そして、車輪が車両進行方向最終域に配置
された第１センサＰ１に臨んだとき、他の２つの
センサＰ２，Ｐ３から車種検出信号が出ているか
否かを判別すればよいのであるから、例えば、第
１のアンド回路の３つの入力に、第１、第２、第
３のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３の出力を直接入力す
れば大型特種車両の車輪１１の通過時のみ出力す
る車種判別信号を第１のアンド回路から取出すこ
とができ、そして第２のアンド回路の１つの入力
端に第３センサＰ３の出力のみインバータを介し
て入力し、他の２つの入力端に第１、第２センサ
Ｐ１，Ｐ２の出力を直接入力すれば、大型車両の
車輪１２の通過時のみ出力する車種判別信号を第
２のアンド回路から取出すことができ、そして、
第３のアンド回路の２つの入力端に第２、第３セ
ンサＰ２，Ｐ３の出力をインバータを介して入力
し残り１つの入力端に第１センサＰ１の出力を直
接入力すれば、小型車両の車輪１３の通過時のみ
出力する車種判別信号を第３のアンド回路から取
出すことができる。この場合、勿論第１、第２、
第３のアンド回路の各出力端には、上述した表示
手段をそれぞれ接続すればよい。

以上詳述したところより明らかなように、本発
明によれば、車輪の大きさを検出するセンサが非
常に簡単で、センサ自体が安価であるばかりでな
く、センサの設置に際しても、走行路面上の工事
や高所設置工事を伴なわず単に被測定車両の走行
路側方に簡単な支持具を設置または載置するだけ
でよいので、工事費が安価ですむという利点があ
る。

また、センサは、被測定車両の車輪に向けて配
置されるため車両の通過等によりセンサが損傷し
たり汚れたりする虞れは殆どなく、保守、点検が
極めて簡易となる。

さらにまた、センサの構成が簡単で、そのセン
サの出力によつて車種を判別する論理も簡単であ
るため、車種判別のための判別回路の回路構成も
簡単化でき、従つて装置全体としても安価に構成
できる。

また、本発明に係る車種判別装置は、変動要素
のない一つの車輪による複数センサの同時感応に
よつてデータを検出するものであり、多数のデー
タを用いず被測定車両の車輪の大きさという一つ
の要素のデータにより車種判別を行うものである
から、従来方法（または装置）に生じがちであつ
た走行速度、振動等の被測定車両の各種条件の影
響およ雑音、温湿度等の周囲環境条件の影響を受
け難く、判別精度が極めて高い。

また、被測定車両の前輪だけで車種の判別がで
きるため、判別結果を迅速に知ることができ、従
つて例えば、車種判別と走行速度違反の取締りと
を同時的に行うような場合、車種判別結果情報
を、走行速度違反の判定条件に逸速く取り入れる
ことができ、甚だ好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車種判別装置の車種判
別の原理を説明するための模式図、第２図Ａおよ
びＢは、大型車両および小型車両がそれぞれセン
サ前方を通過した時のセンサからの出力を表わす
波形図、第３図は、センサの出力に基づき車種を
判別するための判別回路および判別結果を表示す
る表示手段の一実施例を示す回路図、第４図は、
本発明の他の実施例を示す模式図である。 １，１２……大型車両の車輪、２，１３……小
型車両の車輪、３……走行路面、４……アンド回
路、５……単安定マルチバイブレータ、６……コ
ンデンサ、７，１０……抵抗、８……インバータ
バツフア／ドライバ、９……発光素子、１１……
大型特殊車両の車輪、Ｐ１〜Ｐ３……センサ、
ｌ，ｌ３，ｌ４……センサ間隔、ｌ１，ｌ２，ｌ
１１〜ｌ１３……路面高さｈ（またはh′）におけ
る車輪の断面長。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３と、判別回
   路４と、表示手段５〜１０とを有する車種判別装
   置であつて、 前記複数個のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、被測
   定車両の走行路側方で、該被測定車両の車輪接地
   面からの車輪軸中心０１，０２までの間の所定高
   さｈ，h′位置に、被測定車両の車輪１，２，１
   １，１２，１３に向け、互いに所定間隔ｌを隔て
   てそれぞれ設置され、前記一つの車輪がその前方
   に進入してから退出するまでの間にわたつて感応
   して車輪検出信号を出力するものであり、 前記判別回路４は、前記複数個のセンサＰ１，
   Ｐ２，Ｐ３の出力を入力し、前記被測定車両の進
   行方向最終域に配置されたセンサの出力を検出し
   たときに前記車輪検出信号の個数に応じて車種を
   判別して対応する車種判別信号を出力するもので
   あり、 前記表示手段（５〜１０）は、前記判別回路４
   からの車種判別信号を入力し、前記車種を表わす
   情報を所定時間にわたり表示するものであること
   を特徴とする車種判別装置。 ２ センサＰ２，Ｐ２は、二つであり、その間隔
   ｌは大型車両が通過する際には、一つの車輪によ
   り両センサＰ１，Ｐ２が同時に感応し、小型車両
   が通過する際には、両センサＰ１，Ｐ２が同時に
   感応し得ない距離であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の車種判別装置。 ３ 複数個のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、投光器
   および受光器からなる光電センサであつて、前記
   投光器は走行路の一方の側方に設置され、前記受
   光器は他方の側方側に設置されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の車種
   判別装置。 ４ 複数個のセンサＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、それぞ
   れ投・受光器とその投光器から発射された光を受
   光器側に反射せしめる反射板とからなり、前記走
   行路の一方の側方側には投・受光器が、他方の側
   方側には反射板がそれぞれ設置されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   車種判別装置。