JPH04370900A - 交通流計測装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交通情報を情報信号と
して出力する複数の車両検知器と、これらの車両検知器
に接続され、各車両検知器からの交通情報を基に道路状
況を把握可能にする処理装置とを有する交通流計測装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】渋滞度等の道路状況は、道路管理者が交
通規制等を実施する上で必要なものであると共に、ドラ
イバーが安全運転および運行コースの選択等を行う上で
必要なものであり、所定の区間内の複数箇所から収集さ
れた複数の交通情報を情報処理して得られるようになっ
ている。

【０００３】一般に、交通情報の収集および情報処理は
、交通流計測装置で実施されるようになっている。従来
の交通流計測装置は、例えば３００ｍ等の所定間隔で道
路に配設された複数の車両検知器と、これらの車両検知
器に伝送線を介して接続された処理装置とを有しており
、上記の車両検知器は、例えば図８に示すように、ルー
プコイルセンサや超音波センサ等により車両の有無を検
知して車両有無信号を出力する検知部５１と、車両有無
信号を基にして車両検知信号を形成する検知信号形成回
路５３を有した検知器本体部５２とからなっている。 そして、この交通流計測装置は、処理装置にて車両検知
信号から台数カウントｎおよび時間占有率Ｏを得て、下
記の計算式から速度ｖを算出し、この速度ｖを渋滞度の
判定に使用するようになっている。

【０００４】ｖ　　＝　　ｋ・ｎ（ｌａｖ＋ｄ）／Ｏ尚
、ｌａｖは平均車長（ｍ）、ｄは検知範囲（ｍ）、ｋは
定数である。

【０００５】これにより、従来の交通流計測装置は、各
車両検知器から収集された車両検知信号を処理装置に送
り、ここで信号を処理して台数、占有率、および速度を
出力する。これにより、これらの車両検知器が配設され
た区間内の渋滞度等の道路状況を把握させることが可能
になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、渋滞度等の
道路状況は、車両の安全に密接に関連するため、正確な
把握が望まれている。しかしながら、上記従来の交通流
計測装置では、上述の計算式が大型車の混入率で変動す
る平均車長ｌａｖを定数として有しているため、算出さ
れる速度ｖが時間帯や設置場所等により大きな誤差を生
じ易く、渋滞度の正確な判定が困難であるという問題が
ある。

【０００７】そこで、従来の交通流計測装置には、図９
に示すように、所定間隔を有した１組の検知部５１・５
１に接続され、車両検知信号を出力する検知信号形成回
路５３・５３と、これらの検知信号形成回路５３・５３
からの車両検知信号の時間差から車両速度信号を出力す
る速度信号形成回路５４とからなる検知器本体部５２を
有した車両検知器もある。

【０００８】これにより、上記の車両検知器を有した交
通流計測装置は、車両速度信号から直接的に速度ｖを得
ることができるため、正確に渋滞度を判定することが可
能になっている。ところが、この交通流計測装置の場合
には、車両が所定間隔を移動する際に要する時間差から
速度を求めるため、検知部５１・５１同士を数ｍ程度離
す必要があり、この検知部５１・５１の間隔は、車両検
知器を敷設する際に、設置場所の制限を受け易くさせ、
設置時のコストを増大させるという問題を招来すること
になる。

【０００９】従って、本発明においては、１つの検知部
で速度を直接的に検出可能にすることで、正確な渋滞度
の判定と共に、設置場所の制限や設置コストの増大を防
止することができる交通流計測装置を提供することを目
的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の交通流計測装置
は、上記課題を解決するために、車両等の測定対象物の
速度を検出して速度データを出力する車両検知器と、こ
の車両検知器からの速度データを基に渋滞度を判定する
処理装置とを有するものであり、下記の特徴を有してい
る。

【００１１】即ち、交通流計測装置の車両検知器は、測
定対象物へ発信した例えば超音波信号や赤外線光等の検
知信号と、測定対象物から反射した検知信号とを基に、
測定対象物の速度を検出することを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、測定対象物の速度を車両
検知器により直接的に検出するようになっているため、
大型車の混入率が変動することによる誤差が発生せず、
渋滞度の正確な判定が可能になっている。また、この交
通流計測装置は、測定対象物への発信および測定対象物
からの反射による送受信時の検知信号を基に、測定対象
物の速度を検出するようになっているため、検知信号の
送受信器を１つの筐体に収納することが可能になってい
る。従って、この交通流計測装置は、車両検知器を敷設
する際に、設置場所の制限を受け難く、設置時のコスト
を減少させることが可能になっている。

【００１３】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例を図１ないし図３に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。

【００１４】本実施例に係る交通流計測装置は、図２に
示すように、例えば５００ｍ等の所定間隔で道路に配設
された複数の車両検知器１…と、これらの車両検知器１
…に例えば電話回線等の伝送線３を介して接続された処
理装置２とを有している。上記の車両検知器１…は、道
路の側方から車両等の測定対象物１３の前面に向けて検
知信号である超音波信号を発信可能になっており、図１
に示すように、超音波信号の送受信面が測定対象物１３
方向に向けられた一対の超音波送受信器４ａ・４ｂを有
している。

【００１５】上記の一方の超音波送信器４ａには、送信
信号増幅回路５を介してＯＳＣ（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ
）６が接続されている。ＯＳＣ６は、数１０ｋＨｚの発
振周波数ｆ０　を有した交流電圧からなる発振信号を出
力するようになっており、超音波送信器４ａは、上記の
発振信号が送信信号増幅回路５で増幅されて入力される
ことにより、超音波信号の発信用として使用されるよう
になっている。

【００１６】一方、他方の超音波受信器４ｂは、超音波
信号の受信用として使用されるようになっており、所定
の速度ｖを有した測定対象物１３の反射によるドップラ
ー効果で受信周波数ｆ１　とされた超音波信号を受信し
た際に生じる交流電圧を受信信号として出力するように
なっている。この超音波受信器４ｂは、交流電圧を増幅
する受信信号増幅回路７に接続されており、受信信号増
幅回路７は、受信信号の不要な帯域成分を除去するバン
ドパスフィルタ回路８に接続されている。

【００１７】上記のバンドパスフィルタ回路８は、ミキ
サー回路９に接続されており、このミキサー回路９には
、上述のＯＳＣ６が接続されている。そして、ミキサー
回路９は、バンドパスフィルタ回路８からの受信信号（
受信周波数ｆ１　）とＯＳＣ６からの発振信号（発振周
波数ｆ０　）とを混合させ、この混合から得られるドッ
プラー周波数ｆｄ　＝｜ｆ１　−ｆ０　｜の成分を有す
る混合信号を出力するようになっている。そして、この
ミキサー回路９は、混合信号の不要な高周波成分を除去
するローパスフィルタ回路１０に接続されており、ロー
パスフィルタ回路１０は、混合信号を矩形化する波形整
形回路１１を介してマイクロコンピュータ１２に接続さ
れている。

【００１８】上記のマイクロコンピュータ１２は、ＣＰ
Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ
）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）　、
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）
、カウンタ、インターフェース部等からなっており、上
記のＲＯＭには、混合信号のドップラー周波数ｆｄ　か
ら速度を算出する速度算出ルーチン等のプログラムが記
憶されている。

【００１９】上記の構成において、交通流計測装置の動
作について説明する。

【００２０】先ず、ＯＳＣ６が発振周波数ｆ０　の発振
信号を出力し、この発振信号が送信信号増幅回路５で増
幅された後、超音波送信器４ａに入力されることになる
。 超音波送信器４ａは、発振信号の電気的エネルギーを機
械的エネルギーに変換することになり、この機械的エネ
ルギーで空気を振動させて送信周波数ｆ０　の超音波信
号を発信することになる。

【００２１】上記の超音波信号は、図２に示すように、
道路の側方から測定対象物１３の前面に向けて音速で進
行し、測定対象物１３へ衝突して車両検知器１方向に反
射し、図１に示すように、車両検知器１の超音波受信器
４ｂで受信されることになる。この際、反射した超音波
信号は、測定対象物１３の速度ｖが上記の音速に加えら
れた速度になっており、超音波受信器４ｂでの超音波信
号の受信周波数は、ドップラー効果により送信周波数ｆ
０　から受信周波数ｆ１　に増大している。

【００２２】超音波信号を受信した超音波受信器４ｂは
、超音波信号の振動による機械的エネルギーを電気的エ
ネルギーに変換し、受信周波数ｆ１　の交流電圧からな
る受信信号を出力することになる。そして、この受信信
号は、受信信号増幅回路７で増幅され、バンドパスフィ
ルタ回路８で不要な帯域成分が除去された後、ミキサー
回路９に入力されることになる。

【００２３】ミキサー回路９に入力された受信信号は、
ＯＳＣ６からの発振周波数ｆ０　の発振信号と混合され
ることになり、ミキサー回路９は、この混合によりドッ
プラー周波数ｆｄ　＝｜ｆ１　−ｆ０　｜の成分を有す
る混合信号をローパスフィルタ回路１０へ出力すること
になる。 そして、混合信号は、ローパスフィルタ回路１０で不要
な高周波成分を除去された後、波形整形回路１１で矩形
化されてマイクロコンピュータ１２に入力されることに
なる。

【００２４】混合信号が入力されたマイクロコンピュー
タ１２は、速度算出ルーチンを実行しており、この速度
算出ルーチンは、混合信号のドップラー周波数ｆｄ　＝
｜ｆ１　−ｆ０　｜を下記の計算式に代入することにな
る。

【００２５】 ｖ　　＝　　（ｃ・ｆｄ　）／（２・ｆ０　・ＣＯＳθ
）尚、上記のｖは速度、ｃは音速、ｆ０　は超音波送信
器４ａから出力される超音波信号の送信周波数であり、
ＣＯＳθは、図３に示すように、超音波信号の進行方向
と車両の進行方向との角度θから反射した超音波信号の
有効成分を補正するものである。

【００２６】これにより、上記の計算式から各測定対象
物１３…の速度ｖが算出されることになり、これらの速
度ｖデータは、図２に示すように、伝送線３を介して処
理装置２に送信されることになる。そして、処理装置２
は、速度ｖデータを用いて渋滞度を判定することになる
。即ち、例えば速度ｖデータを４０ｋｍ／ｈ等の渋滞判
定速度データと比較し、速度ｖデータが渋滞判定速度デ
ータ以下で、且つ、この渋滞判定速度データ以下が例え
ば１〜１．５ｋｍ等の渋滞判定距離データ以上の場合に
、渋滞状態であると判定することになる。

【００２７】このように、本実施例の交通流計測装置は
、各測定対象物１３…の速度ｖを車両検知器１により直
接的に検出するようになっているため、大型車の混入率
が変動することによる誤差が発生せず、渋滞度の正確な
判定が可能になっている。また、この交通流計測装置は
、超音波送受信器４ａ・４ｂを１つの筐体に収納するこ
とが可能になっている。従って、交通流計測装置は、車
両検知器１を敷設する際に、設置場所の制限を受け難く
、設置時のコストを減少させることが可能になっている
。

【００２８】尚、本実施例の車両検知器１…は、超音波
信号の送受信時のドップラー効果により測定対象物１３
の速度ｖを得るようになっているが、これに限定される
ことはなく、例えばマイクロ波や赤外線光等の検知信号
のドップラー効果により速度ｖを得るようになっていて
も良い。

【００２９】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図４な
いし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００３０】本実施例に係る交通流計測装置は、例えば
３００ｍ等の所定間隔で道路に配設された複数の車両検
知器１…と、これらの車両検知器１…に伝送線３を介し
て接続された処理装置２とを有している（図２参照）。 上記の車両検知器１…は、図４に示すように、検知信号
である超音波信号の送受信面が測定対象物方向に向けら
れた一対の超音波送受信器２１ａ・２１ｂを有しており
、一方の超音波送信器２１ａには、２入力のＡＮＤ回路
２２の出力端子が接続されている。

【００３１】上記のＡＮＤ回路２２の一方の入力端子に
は、発振周波数が２０〜３０ｋＨｚの発振信号を出力す
るＯＳＣ２３が接続されている。また、ＡＮＤ回路２２
の他方の入力端子には、数１００ｍｓ程度のパルス周期
ｔ０　で数ｍｓのパルス幅の出力パルス信号を出力する
パルス発生回路２４が接続されている。そして、ＯＳＣ
２３およびパルス発生回路２４が接続されたＡＮＤ回路
２２は、出力パルス信号の入力時に発振信号を超音波送
信器２１ａへ出力するようになっており、この超音波送
信器２１ａは、上述のパルス周期ｔ０　で超音波信号を
発信するようになっている。

【００３２】上記の超音波信号は、測定対象物で反射さ
れた後、他方の超音波受信器２１ｂで受信されるように
なっており、超音波受信器２１ｂは、受信した超音波信
号から交流電圧の受信信号を出力するようになっている
。この超音波受信器２１ｂは、受信信号を増幅する受信
信号増幅回路２５に接続されており、受信信号増幅回路
２５は、受信信号の不要な帯域成分を除去するバンドパ
スフィルタ回路２６に接続されている。さらに、バンド
パスフィルタ回路２６は、受信信号をパルス状の直流電
圧に変換した受信パルス信号を出力するパルス生成回路
２７に接続されており、このパルス生成回路２７は、フ
リップフロップ回路２８のＲ端子２８ａに接続されてい
る。

【００３３】上記のフリップフロップ回路２８は、Ｒ端
子２８ａの他、Ｑ端子２８ｂおよびＣＫ端子２８ｃを有
しており、ＣＫ端子２８ｃには、上述の出力パルス信号
を出力するパルス発生回路２４が接続されている。また
、フリップフロップ回路２８のＱ端子２８ｂおよびパル
ス発生回路２４は、マイクロコンピュータ２９に接続さ
れており、このマイクロコンピュータ２９は、パルス発
生回路２４からの出力パルス信号と、フリップフロップ
回路２８を介したパルス生成回路２７からの受信パルス
信号とを基にして測定対象物の速度を算出するようにな
っている。

【００３４】上記の構成において、交通流計測装置の動
作について説明する。

【００３５】先ず、ＯＳＣ２３が発振信号を出力し、こ
の発振信号がＡＮＤ回路２２の一方の入力端子に入力さ
れることになる。この際、ＡＮＤ回路２２の他方の入力
端子には、図７にも示すように、パルス発生回路２４か
らの出力パルス信号がパルス周期ｔ０　で入力されてお
り、ＡＮＤ回路２２は、出力パルス信号の入力時に発振
信号を超音波送信器２１ａへ出力し、超音波送信器２１
ａから数ｍｓのパルス幅の超音波信号を間欠的に出力さ
せることになる。

【００３６】上記の超音波信号は、測定対象物に向けて
音速で進行し、測定対象物へ衝突して車両検知器方向に
反射し、車両検知器の超音波受信器２１ｂで受信される
ことになる。超音波信号を受信した超音波受信器２１ｂ
は、交流電圧からなる受信信号を出力することになり、
この受信信号は、受信信号増幅回路２５で増幅され、バ
ンドパスフィルタ回路２６で不要な帯域成分が除去され
た後、パルス生成回路２７に入力されることになる。

【００３７】パルス生成回路２７に入力された受信信号
は、交流電圧からパルス状の直流電圧である受信パルス
信号に変換され、フリップフロップ回路２８のＲ端子２
８ａに入力されることになる。一方、フリップフロップ
回路２８のＣＫ端子２８ｃには、パルス発生回路２４か
ら出力パルス信号が入力されており、フリップフロップ
回路２８は、出力パルス信号の立ち上がりエッジと受信
パルス信号の立ち上がりエッジとのパルス幅時間ｔ１　
，ｔ２　を有する時間差出力信号をＱ端子２８ｂから出
力することになる。

【００３８】上記の時間差出力信号は、パルス発生回路
２４からの出力パルス信号と共に、マイクロコンピュー
タ２９に入力されることになり、マイクロコンピュータ
２９は、出力パルス信号のパルス周期ｔ０　および時間
差出力信号のパルス幅時間ｔ１　・ｔ２　を基にして下
記の演算アルゴリズムで測定対象物の速度ｖを算出する
ことになる。

【００３９】即ち、図５に示すように、超音波信号Ｐ１
　が出力されたときに、速度ｖ（ｍ／ｓ）で走行する測
定対象物１３と車両検知器１との距離がＬ１　（ｍ）で
あるとし、音速がＣ（ｍ／ｓ）であるとすると、超音波
信号Ｐ１　が測定対象物１３に到達するまでの測定対象
物１３の走行距離および超音波信号Ｐ１　の進行距離は
、Ｃ・ｔ１　／２およびｖ・ｔ１　／２となる。これに
より、上記の距離Ｌ１　は、（Ｃ＋ｖ）・ｔ１　／２で
表されることになる。

【００４０】次に、超音波信号Ｐ１　からパルス周期ｔ
０　の時間遅れで超音波信号Ｐ２　が出力されたときの
測定対象物１３と車両検知器１との距離がＬ２　である
とすると、超音波信号Ｐ２　が測定対象物１３に到達す
るまでの測定対象物１３の走行距離および超音波信号Ｐ
２　の進行距離は、Ｃ・ｔ２　／２およびｖ・ｔ２　／
２となる。これにより、上記の距離Ｌ２　は、（Ｃ＋ｖ
）・ｔ２　／２で表されることになる。

【００４１】また、上記のパルス周期ｔ０　間に走行す
る測定対象物１３の走行距離Ｌ１　−Ｌ２　は、速度ｖ
にパルス周期ｔ０　を積算したｖ・ｔ０　に等しいため
、Ｌ１　−Ｌ２＝ｖ・ｔ０　の関係式が成立し、この関
係式に上述の（Ｃ＋ｖ）・ｔ１　／２および（Ｃ＋ｖ）
・ｔ２　／２を代入することで、下記の計算式が導かれ
ることになる。

【００４２】 　　ｖ　　＝　　Ｃ・（ｔ１　−ｔ２　）／〔２ｔ０　
−（ｔ１　−ｔ２　）〕そして、マイクロコンピュータ
２９は、上記の計算式にパルス周期ｔ０　、パルス幅時
間ｔ１　，ｔ２　、および音速Ｃデータを代入して測定
対象物１３の速度ｖを算出することになる。この後、測
定対象物１３の進行方向と超音波信号Ｐ１　・Ｐ２　の
進行方向とが角度θを有している場合には（図３参照）
、実測値Ｖがｖ／ＣＯＳθで換算された後、伝送線を介
して処理装置に送信されることになる。尚、以降の動作
は、実施例１と同様の動作であるため、その説明を省略
する。

【００４３】このように、本実施例の交通流計測装置は
、各測定対象物１３…の速度ｖを車両検知器１により直
接的に検出するようになっているため、大型車の混入率
が変動することによる誤差が発生せず、渋滞度の正確な
判定が可能になっていると共に、車両検知器１を敷設す
る際の設置場所の制限を受け難く、設置時のコストを減
少させることが可能になっている。

【００４４】尚、本実施例の車両検知器１…は、超音波
送受信器２１ａ・２１ｂが送信用と受信用とに分離され
ているが、これに限定されることはなく、送信用と受信
用とを兼用させた超音波センサで速度を検出するように
なっていても良い。

【００４５】

【発明の効果】本発明の交通流計測装置は、以上のよう
に、測定対象物の速度を検出して速度データを出力する
車両検知器と、この車両検知器からの速度データを基に
渋滞度を検出する処理装置とを有しており、上記車両検
知器が、測定対象物へ発信した検知信号と、測定対象物
から反射した検知信号とを基に上記速度を検出する構成
である。

【００４６】これにより、測定対象物の速度を車両検知
器により直接的に検出するようになっているため、車両
長の異なる車両の混入比率が変動することによる誤差が
発生せず、渋滞度の正確な判定が可能になっている。ま
た、測定対象物への発信および測定対象物からの反射に
よる送受信時の検知信号を基に、測定対象物の速度を検
出するため、検知信号の送受信器を接近または統合させ
て１つの筐体に収納することが可能になり、設置場所の
制限および設置時のコストを減少させることが可能であ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交通流計測装置の車両検知器のブロッ
ク図である。

【図２】交通流計測装置の概略構成図である。

【図３】測定対象物の走行方向と超音波信号の進行方向
との角度を示す説明図である。

【図４】車両検知器のブロック図である。

【図５】測定対象物と車両検知器との位置関係を示す説
明図である。

【図６】測定対象物と車両検知器との位置関係を示す説
明図である。

【図７】車両検知器内の信号の波形図である。

【図８】従来例を示すものであり、車両検知器のブロッ
ク図である。

【図９】従来例を示すものであり、車両検知器のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物の速度を検出して速度データを
   出力する車両検知器と、この車両検知器からの速度デー
   タを基に渋滞度を判定する処理装置とを有する交通流計
   測装置であって、上記車両検知器は、測定対象物へ発信
   した検知信号と、測定対象物から反射した検知信号とを
   基に上記速度を検出することを特徴とする交通流計測装
   置。