JPH03256200A - 走行車種判別方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路を通行する車両の種類を判別し、よりき
め細かな交通状況に関する情報を得ることができる走行
車種判別装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕道路の
交通量を把握し、円滑な交通状況の実現に寄与するため
の交通管制センターでは、管制区域内の車両感知器から
自動的に送られてくる交通量データをコンピュータで分
析処理し、交通状況に応じて信号機や可変標識を制御し
ているか、この交通量データには、物資輸送のための貨
物車両も、交通量の大半を占める一般のマイカ−も、ま
た大量公共輸送機関として重要視されているバス等もす
べてこの中に混在している。これら車種別の交通状況の
把握のためには事前に多大な人手と日数とを費やして調
査を行い、その結果を固定的なパラメータとして交通制
御に利用しているのが現状である。

しかし、車種別交通状況を時々刻々交通管制センターに
送ることが可能であれば、よりきめ細かい交通制御が可
能となる。事実、どこの道路を見ても、そこを走行する
車両の種類が多様であること、また種類の分布も多様で
あることに驚く。このことは、単に交通量のみを計測し
ても交通状況を正確に把握するには不十分であることを
意味している。

従って、車両の種類すなわち「車種」を、判別し車種毎
に計数することが重要になる。この車種は、交通制御の
観点からは、例えば次の様に分類定義することができる
。

すなわち、大型車両は、道路を占有する度合、交通の流
れに影響する度合か大きく、このため通行規制の対象と
する道路も多い。こうした観点からまず大型車両と普通
車両とに分類される。

さらに車両の用途すなわち荷物を輸送するための車両か
、人を輸送するための車両かによって貨物車、乗用車と
２分類する。結局、大型トラック、バス、小型トラック
、乗用車の合計４種類に分類することが多い。

上記４種類に分類した車種毎の夫々について交通量を計
測すれば、今までにないきめ細かな交通状況が把握でき
ることになる。すなわち、こうして得られた車種別の交
通状況は交通管制センターに送られ、広範な制御に役立
てる他、トンネル交通等における大型車両の規制の自動
化、狭い道路での大型車両のみの交互通行、あるいは近
年大量公共輸送機関として重要視されているバスを優先
させる交通システムへの応用と、その応用範囲は多岐に
わたる。

このような背景のもとに、従来においても車種を判別す
る方法として次のような幾つかの方法がある。

（イ）超音波パルスレーダで車形を判別することにより
車種を判別する方法。

これは車線の中央上方（約５ｍ）に超音波トランスジュ
ーサを設置し、その下を通過する車両に超音波パルスを
発し、その反射波の戻り時間を順次ニー１測することに
より当該車両の上面形状を得て、その車種を判別する方
法である。

この方法は、設備費が高価となる他、超音波パルスの伝
搬速度が遅いため高速小型車の検出が正確にできないと
いう欠点がある。また、道路上に超音波トランスジュー
サを設備するため美観上も好ましくない。

（ロ）ループコイルのインダクタンスの変化を複数のし
きい値と比較して車種を判別する方法。

これはループコイルを道路に埋設し、ループコイル上を
重両が通過することによりインダクタンスが変化し、そ
の変化を複数の車種毎に予め設定したしきい値と比較し
て車種を判別する方法であるが、この方法は精密な車両
の形状ブタを得ているわけではないので判別精度が低く
、また車種の分類種別が少ないという欠点を有している
。また、信号のレベルのみに依存して判別しているため
、ループコイルの設置状態等の測定環境に左右され使用
に熟練を要することも欠点である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上述した従来の装置の欠点を改良した、安価な
構成で、かつ車両の形状データを得ることにより車種判
別の精度を高くするとともに、車種の分類種別を多くと
ることができ、加えて運用の簡易な走行車種判別装置を
提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明においては、路面に
配設したループコイルに走行車両通過時毎に生じる一連
のインダクタンス変化に対応した電気出力の時系列的特
徴を、複数の子め記憶しておいた走行車種毎の時系列的
特徴と比較し、記憶しておいた特徴のうち最も近似した
ものを決定し、もって走行通過した車両の車種を判別す
るようにする。

また、本発明の装置は、路面に配設されたルプコイルと
、このループコイルのインダクタンスに対応した電気出
力を送出する変換手段と、前記ループコイル上方を車両
が走行通過した際に前記変換手段から得られる一連のイ
ンダクタンス変化に対応した出力の時系列的特徴を抽出
保持して出力する正規化手段と、走行車種毎に前記変換
手段（または同等な手段）により得られる走行車種毎の
出力の典型的な時系列的特徴を標本データとして予め記
憶しておく標本記憶手段と、前記正規化手段の出力と前
記標本記憶手段からの記憶している各標本データに基づ
く電気出力とを順次比較した後、最も近似する標本デー
タを決定し、対応する車種判別信号を送出する車種判別
手段を具備する。

〔作　用〕

走行車両がループコイル上方を通過すると、車両の床下
形状に対応してループコイルのインダクタンスが時間的
（時系列的）に変化する。

この変化は変換手段により電気信号に変換され、正規化
手段によってその時系列的特徴が抽出される。この特徴
は、標本記憶手段に記憶された車種毎の標本データの特
徴と、車種判別手段により順次比較され最も近似する標
本データが決定される。車種判別手段は、決定された標
本データに対応する車種を判別明示する車種判別信号を
、後続する装置或いは伝送線に送出する。

〔実　施　例〕

以下、本発明を添附図面に示す実施例に基づいて、更に
詳しく説明する。

第１図は、本発明の装置の概略を示す基本的ブロック図
である。図中、（１）は車種判別の対象となる車両が走
行する路面に配設（埋設あるいは敷設）される所定のイ
ンダクタンスを有するループコイルである。ループコイ
ル（１）は、配設される路面の状況、判別対象となる車
両等の諸条件に応じ、その形状や性能が最適なものが各
種ループコイル中より適宜選択される。

（２）は、このループコイル（１）に接続された変換手
段で、ループコイル（１）のインダクタンスに応じた情
報（例えば、電圧・周波数等）を含む電気出力を出力す
る公知の回路である。以上述べた部分は、走行車両の有
無の検出、走行台数の計数等に広く利用されている。

ここで、実際の車両通過時のループコイル（１）のイン
ダクタンスの変化を第４図に示す。

第４図は、路面に埋設した長辺２ｍ、短辺１ｍの長方形
のループコイルの上を各種車両が通過した時にインダク
タンスが変化する様子を示すもので、横軸にループコイ
ルの前縁と車両前縁との距離を（単位ｍ）、縦軸にイン
ダクタンスの変化率（％）をとったものである。図から
判るように、車種毎に特有のパターンのインダクタンス
変化が生じる。これは、ループコイルのインダクタンス
を変化させる金属材料（主として鉄）の高さを含めた配
置が車種毎に異なっていることに基づくものである。す
なわち、車両は一般に床下部分には鉄を材料として用い
ており、車種毎にほぼ同様の特徴を持った床下形状を有
している。例えば乗用車であれば、床面が比較的低く、
またほぼ均一の高さに床面が存在する。一方、大型トラ
ックでは、床の位置が高く、車軸部分には路面に近接し
て金属部分が存在する。このような各床下形状に応じ、
その車両が移動するのに伴い、路面のループコイルに対
する磁気的影響も変化することになる。従って、前記変
換手段（２）の出力（Ａ）にも対応する時間的パターン
変化（時系列的特徴）が得られることになる。

前記変換手段（２）の出力（Ａ）は、正規化手段（３）
に入力される。正規化手段（３）は、前記出力（Ａ）の
レベルを変化開始からの時間経過に従って記憶する、或
いは出力（Ａ）の変化開始から変化終了までの時間を適
宜分割して各時間区分　ｎ ごとのレベルの平均値やピーク値として記憶する等、入
力の時系列的特徴（時間の経過にともなうレベル変化の
具合、走行車両においては床面距離の位置による変化す
なわち床下形状の特徴に対応する）を抽出し、これを保
持記憶する。

第５図は、正規化された信号パターンの一例を示してお
り、出力（Ａ）の変化開始から変化終了までの変化（す
なわち車両の通過時全時間に対応する）を１０分割して
区間ごとの平均値を求めることにより正規化したもので
ある。これら一連の区間毎に対応するレベルをデータと
して、一定規則に従って記憶保持する。

なお、上述のものは、出力レベルをそのまま利用してい
るが、全区間のレベルの平均値が一定となるように演算
を施して各レベルを補正することにより正規化したもの
を記憶保持しても良く、この様にすれば、装置全体の感
度に影響されずに正規化や比較が行えるので好適である
。

このようにして得られ、正規化されたループコイル（１
）からの信号は、車種判別手段（５）に１ 人力される。一方、標本記憶手段（４）は判別対象とす
る車種毎にこれらに対応する出力を予め上述したと同様
の正規化処理をし、結果をデータ化しておき比較用の標
本データとして判別車種数に応じた数たけ複数記憶して
置く。これらの標本データに対応した信号も前記車種判
別手段（５）に入力される。

車種判別手段（５）は、前記ループコイルがらの正規化
された信号と、標本記憶手段（４）から順次送出される
各標本データに対応した複数の信号とを順次比較し、こ
れらのうち最も近似した特徴を持つ標本データ信号を決
定しこの特定データに対応する車種を明示し得る電気信
号を車種判別出力として後続する装置に送出する。

この車種判別出力は最終的には集計されたり解析されて
交通制御に利用されることになる。

上述した正規化手段（３）、標本記憶手段（４）および
車種判別手段（５）は、Ａ／Ｄコンバータとマイクロプ
ロセッサ、メモリー及び１１０回路を組み合わせること
により容易に構成するこ　２ とができる。

第２図は、上述した過程の概略の流れを示すフローチャ
ートを示している。

本願発明の方法では以上述べたごとき装置を用いて、路
面に配設したループコイルより得られる走行車両に起因
する一連の電気出力の時系列的特徴と、複数の子め記憶
しておいた車種別の複数の時系列的特徴とを比較し最も
近似したものを決定することにより判別対象となる走行
車両の車種を判別する。

第３図は、第１図に示した装置を更に詳細、具体的に図
示したものである。

同図において、変換手段（２）は発振回路（６）、周波
数計測回路（７）及び車両検出出力回路（８）とから成
っている。発振回路（６）は、その発振周波数を決める
電気的要素としてループコイル（１）を用いている。こ
のため発振回路（６）の発振周波数は、ループコイル（
１）のインダクタンスに依存し、車両の通過等でインダ
クタンスが変化すると発振周波数も変化することになる
。

３ 発振回路（６）に後続する周波数計測回路（７）は周波
数に対応する電圧を発生するもので、ループコイル（１
）が定常状態のときの発振周波数に対応して電圧０ボル
トとなるように調整しであるので、ループコイル（１）
のインダクタンスの定常状態からの変化分に応じて電圧
を出力することになる。なお、ループコイル（１）の電
気的定数や諸口路の動作状態は、温度等の周囲の環境変
化の影響を受けて、ゆるやかに変動するので、一般には
「ドリフト補正回路」　（図示せず）を前記周波数計測
回路（７）に付加し、定常状態での出力を“０”に保つ
ようにする。

前記周波数計測回路（７）の出力に接続された車両検出
出力回路（８）は、入力がある電圧（車両検出し・きい
値）以上であること（すなわち、車両がループコイル（
１）の近傍に在るとき）を検出し車両検出出力を出す。

正規化手段（３）はゲート回路（９）、周波数電圧変換
回路（１０）、インダクタンス電圧記憶回路　（１１）
、正規化パターン作成回路（１２）、クロ４ ツク回路（１３）及び車両通過検出回路（１４）からな
る。前記車両検出出力回路（８）からの出力は、ゲート
回路（９）及び車両通過検出回路（１４）に加えられて
おり、車両を検出するとゲート回路（９）を介して前述
の周波数旧制回路（７）からの出力が周波数−電圧変換
回路（１０）を介してインダクタンス電圧記憶回路（１
１）に加えられる。同時に車両通過検出回路（１４）は
正規化パターン作成回路（１２）の動作を開始させる。

インダクタンス電圧記憶回路（１１）は、入力をデジタ
ル化するとともに順次記憶保持する機能を有する。クロ
ック回路（１３）は、このインダクタンス電圧記憶回路
（１１）の動作に必要なサンプリングパルスを供給する
。正規化パターン作成回路（１２）は、車両検出時から
車両が通り過ぎるまで前記インダクタンス電圧記憶回路
（１１）が記憶したデータを順次読み出して、所定の規
則に従って通過した車両に関する時間的特徴を抽出すべ
く正規化する。ここに、所定の規則とは、例えば車両検
出時から一定時間内のレベルの一定時間間隔ごと　５ の変化を求める、或いは、車両通過時に得られた全デー
タを時間的に１０分割して１区分ごとのレベルの平均値
を求め１０個の値の配列を求める等の処理手続きのこと
である。こうして正規化されたデータは正規化パターン
作成回路（１２）に保持され、必要に応じて車種判別手
段（５）により参照される。車種判別手段（５）は、正
規化パターン作成回路（１２）からのデータと、標本記
憶手段（４）に予め記憶しである判別対象車種毎の典型
的データ群とを順次比較し、特徴が最も近似したデータ
を決定する。この選択決定されたデータに対応した車種
が実際に通過した車種として、車種判別手段（５）より
出力される。この出力にあたっては、本実施例のように
、検出車種毎に専用の信号線を設けてもよいし、コード
化してパラレル伝送あるいはシリアル伝送しても良い。

なお、上述した各部・各手段は、マイクロプロセッサ、
メモリー、１１０部を含むシステムを用いて渾然と一体
的に構成することも可能である。

　６ 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の方法によれば、路面に配設
したループコイルに走行車両判別装置に生じる一連のイ
ンダクタンス変化に対応した電気出力の時系列的特徴を
、複数の子め記憶しておいた走行車種毎に車両通過時に
前記ルプコイルから得られる電気出力の時系列的特徴と
比較し、最も近似した特徴を決定し、もって走行通過し
た車両の車種を判別するようにしたので、 車両の形状データを利用して車種を判別することができ
、車種分類数の多くとれる、車種判別精度の高い走行車
両の車種判別が可能となる。

また、本発明の装置は、路面に配設されたループコイル
と、このループコイルのインダクタンスに対応した電気
出力を送出する変換手段と、前記ループコイル上方を車
両が走行通過した際に前記変換手段から得られる一連の
インダクタンス変化に対応した出力の時系列的特徴を抽
出保持して出力する正規化手段と、走行車種毎に７ 前記変換手段により得られる走行車種毎の出力の時系列
的特徴を特徴標本として予め記憶しておく標本記憶手段
と、前記正規化手段の出力とこの記憶手段の記憶してい
る特徴標本に基づく電気出力とを順次比較した後、最も
近似する特徴標本を決定する車種判別手段とから構成し
たので、 簡単な従って安価な構成でありながら、車種分類数が多
くとれ、車種判別精度の高い走行車両判別装置が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の概略を示すブロック図、 第２図は、本発明の動作過程を示すフローチャート、 第３図は、本発明の装置のブロック図、第４図は、本発
明に係るループコイルに生じるインダクタンスに対応す
る出力の一例を示す図、 ８ 第５図は、 本発明における標本パターンの− 例を示す図である。 （１） ・・・ループコイル、 （２） ・・・変換手段、 （３） ・・・正規化手段、 （４） ・・・標本記憶手段、 （５） ・・車種判別手段。 特 許 出 願 人 １１本信号株式会社 １つ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕路面に配設したループコイルに走行車両通過時毎
   に生じる一連のインダクタンス変化に対応した電気出力
   の時系列的特徴を、複数の子め記憶しておいた走行車種
   毎の時系列的特徴と比較し、最も近似した特徴を決定し
   、もって走行通過した車両の車種を判別する走行車種判
   別方法。 〔２〕路面に配設されたループコイルと、このループコ
   イルのインダクタンスに対応した電気出力を送出する変
   換手段と、前記ループコイル上方を車両が走行通過した
   際に前記変換手段から得られる一連のインダクタンス変
   化に対応した出力の時系列的特徴を抽出保持して出力す
   る正規化手段と、走行車種毎の時系列的特徴を標本デー
   タとして予め記憶しておく標本記憶手段と、前記正規化
   手段の出力と前記標本記憶手段からの記憶している各標
   本データに基づく電気出力とを順次比較した後、最も近
   似する標本データを決定し、対応する車種判別信号を送
   出する車種判別手段とから成る走行車種判別装置。