JPH05274589A - 車両検出装置及び交通量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設置場所を比較的容易に移すことができ、し
かも、天候に左右されることがなく、通常の道路上を移
動する車両を検出すること 【構成】 磁力検出計７は、検出した磁力（車両から受
ける固有磁界）の大きさを電圧に変換して出力するもの
で、車両の移動にともない変化する磁力を逐次検出し、
その出力を演算処理手段８内の極大値・極小値検出手段
９に入力する。極大値・極小値検出手段では、経時的に
変化する一連のデータ群の中から極大値と極小値を検出
し、それを次段の車両検出・判別手段１０へ入力する。
車両検出・判別手段では、ペアとなる極大値と極小値が
あるか否かを判別し、ペアが検出された場合には、その
差を求め一定以上の時に車両が１台通過したと判断し、
その差の大小に基いて検出した車両の種別も同時に判別
する。その判定結果を出力制御手段１０を介して出力部
１２に表示したり、メモリ１３に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両検出装置及び交通
量計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路上を移動する車両を検出したり、或
いはその検出した結果に基いて交通量を測定する場合、
例えば、特開平３−６７９９号に示されるようにレーザ
光線やマイクロ波レーダー並びに超音波センサ等を用い
て、各種光線を移動体に向けて出射し、その反射波等を
検出することにより車両の有無を検知するようにしたも
のがある。そして、所定の時間内に通過する（検出す
る）車両の台数から交通量を測定することができる。

【０００３】また、特開平２−２４４２９９号に示され
るように地中にループコイルを埋設し、そのループコイ
ルの上方を車両が通過する時に生じるループコイルのイ
ンダクタンスの変化を検出することにより、車両の通過
を検出するようにしたものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の車両検出・交通量計測装置では、以下に示す問題があ
り、いずれも十分なものではなかった。すなわち、前者
の場合には、降雨，吹雪き，濃霧等があると、測定誤差
が大きくなるため、計測が天候に左右されてしまい悪天
候の時のデータを得ることができないと言う問題があ
る。

【０００５】また、後者の場合には、ループコイルを地
中に埋設する作業が必要であるため、一旦車両の通行を
中断させた状態で道路を掘り起こし、ループコイルを設
置し、埋め戻すという作業が必要であり、一旦設置した
後はその設置位置を変更することが容易にはできず、常
に新たにループコイルを設置する必要がある。したがっ
て、係る作業が煩雑であり、結局その設置箇所は、例え
ば駐車場の出入り口通路などの特殊な場所に限られてし
まい、一般の道路における交通量計測をすることは実際
上できなかった。

【０００６】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、設置場所を比較的容
易に移すことができ、しかも、天候に左右されることが
なく、通常の道路上を移動する車両を検出することので
きる車両検出装置及び交通量計測装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る車両検出装置では、移動体が有する
固有磁気を検出する磁力検出装置と、前記移動体の移動
にともなう前記磁力検出装置の出力の変化から、極大値
と極小値を検出する手段と、その検出する手段の検出結
果から車両の有無を判断する手段とを備えた。

【０００８】また、好ましくは、前記検出する手段にて
検出された極大値と極小値の差を算出する手段と、算出
された差の大小により前記移動体の車両の種別を判定す
る判定手段とを備えることである。

【０００９】さらに本発明に係る交通量計測装置として
は、前記構成の車両検出装置と、その車両検出装置の出
力を記憶する手段と、計時手段とを備え、その計時手段
によって計測される所定の時間内における前記車両検出
装置からの出力を前記記憶する手段に格納するようにし
た。

【００１０】

【作用】車両はそれぞれ固有磁界を有しており、その車
両が移動すると、磁力検出装置に近付いてきて、その後
遠ざかることになるため、その移動にともない磁力検出
装置で検出される磁力が変化する。そして、必ず１台の
車両が通過すると極大値と極小値とのペアが生じる。し
たがって、係るペアを検出することにより車両の通過が
検出される。また、車両が有する固有磁界の大きさは、
車両の大きさに対応しており、大型車ほど大きくなる。
したがって、上記極大値と極小値との差を求め、その差
が大きい場合には大型車と判定でき、これにより車両の
種別の判別が行われる。

【００１１】また、計時手段からの信号に基づいて上記
車両検出装置を作動させ、その検出結果を記憶する手段
に格納することにより、一定時間内に通過した車両の
数、すなわち、交通量が計測される。そして、上記デー
タ格納の際に、車両の種別も合せて格納することによ
り、車両種別毎の交通量並びに総通過台数に対するその
種別の車両の割合などの交通量調査が行われる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る車両検出装置及び交通量
計測装置の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述す
るが、その具体的な実施例を説明する前に、本発明が創
作されるに至る過程並びに、基となる原理について説明
する。

【００１３】まず、図１，図２に示すように、移動体で
ある車両１は、鉄等の金属で形成されているため、地球
上に存在する種々の磁場により磁化されている。そして
その磁化の方向は、車両１の駐・停車位置や移動経路等
により各種方向に向いており、その大きさは、鉄等の金
属の量、すなわち、車両１の大きさに応じている。そし
て、その磁化は、磁気双極子であるダイポール２と考え
ることができ、車両１の中心Ｏとダイポール２の中心と
が一致するとともに、上記磁化の方向にダイポール２が
向いていることになる。

【００１４】そして、その車両１から発生する固有磁界
３は、１次近似では車両１の中心Ｏを中心としてのダイ
ポール２の軸の方向に一様に発生している球面の磁場で
あらわされる。なお、図２中固有磁界３は、便宜上ダイ
ポール２の片側のみに示したが、そのダイポール２を中
心として線対象となるように反対側にも固有磁界が生じ
ている。また、本明細書において便宜上、ダイポール２
の中心Ｏを通り、Ｎ極，Ｓ極に垂直な面をダイポール赤
道面４と呼び、そのダイポール赤道面４の周縁をダイポ
ール赤道５とする。そして、車両１の中心Ｏから所定方
向に所定距離だけ離れた地点Ｐに着目すると、中心Ｏか
ら地点Ｐまでの距離をｒとし、中心Ｏと地点Ｐを結ぶ線
と、前記ダイポール赤道面４との成す角φを、ダイポー
ル緯度とする。なお、この地点Ｐに、後述する本発明に
係る車両検出装置を構成する磁力検出計７が設置され
る。

【００１５】上記のように定義すると、地点Ｐにおける
磁力線は、 ｒ＝ｂ・cos ² φ （１） なる関係式であらわされる。ここでｂは中心Ｏから磁力
線３がダイポール赤道面４を切るまでの距離である。

【００１６】また、地点Ｐにおけるダイポール２の磁気
ポテンシャルＶは、次式であらわされる。

【００１７】

【数１】 そして、磁場の反径方向の成分Ｚ（地点Ｐから中心Ｏへ
向けた磁場成分）は、ダイポールの中心方向を正とすれ
ば、

【００１８】

【数２】 で与えられる。また、地点Ｐでの接線方向の成分Ｈは、
地点Ｐを通る子午線６上（接線方向）にあり、Ｎ極の方
向に向いており、次式で与えられる。

【００１９】

【数３】 そして、上記２つの磁場成分を合成した全磁力Ｆは、 Ｆ＝（Ｈ² ＋Ｚ² ）^1/2 （５） となり、この全磁力Ｆの上記磁場成分Ｚに対する傾きＩ
Ｘは、 tan ＩＸ＝Ｚ／Ｈ＝２tan φ （６） で与えられる。

【００２０】次ぎに、移動中の車両１から発生する地点
Ｐにおける固有磁界３の影響について考える。ここで、
まず図２に示すように、便宜上ＸＹ座標を規定する。す
なわち、車両１の進行方向をＹ軸とし、進行方向前方が
負で後方が正とする。また、車両１の進行方向に直交す
る方向をＸ軸とし、その進行方向に向かって右手が負
で、左手が正とする。そして、両軸の交点は、車両１の
中心Ｏとなる。すなわち、このＸＹ座標軸は、車両１の
移動にともない逐次変動する。

【００２１】また、上記Ｘ軸からダイポール赤道面４と
の成す角をバイアス角Ｂとおき、ダイポール緯度φとバ
イアス角Ｂの和、すなわちＸ軸と車両１の中心Ｏから地
点Ｐを結ぶ線のなす角をθとおくと、ＸＹ座標上におけ
る上記地点Ｐの座標（ｘ，ｙ）は、下記式によりもとめ
られる。

【００２２】 ｘ＝ｒ・cos （φ＋Ｂ）＝ｒ・cos θ ｙ＝ｒ・sin （φ＋Ｂ）＝ｒ・sin θ ^（７） 次ぎに、上記地点Ｐに磁力検出計７をおいた場合の、そ
の磁力検出計７の出力について考える。今、磁力検出計
７は、矢印Ｎ′方向の磁力を受けた時に最大出力とな
り、Ｎ′と逆方向の時に最小出力（負の最大）となり、
Ｎ′と直交方向の磁力を受けた時に出力０となるように
設定されている。

【００２３】したがって、仮にバイアス角Ｂが所定の角
度で磁化されている車両１が、Ｙ軸上を一定速度で無限
遠点から近付いてきて、さらに無限遠点に向かって遠ざ
かって行くように移動した場合の上記磁力検出計７の出
力波形は、図３（Ａ）〜（Ｈ）に示すようになる。これ
は、式（５）から、全磁力Ｆのｘ成分が

【００２４】

【数４】 Ｆx ＝Ｆ・cos （ＩＸ＋φ＋Ｂ）＝Ｆ・cos （ＩＸ＋θ） （８） で与えられることから明らかである。ここでＩＸは、式
（６）より、 ＩＸ＝tan ^-1（２tan φ） （９） で与えられる。

【００２５】そして、図から明らかなように、車両が１
台通過すると、極大値Ｍ１と極小値Ｍ２のペアがあらわ
れるため、そのペアを検出することにより車両を検出す
ることが可能となる。そして、上述したごとく大型の車
両ほど、その車両が有する固有磁界が大きいため、極大
値Ｍ１と極小値Ｍ２の差が大きくなる。したがって、そ
の差の大小を検出することによって、検出した車両の種
別、大型車か小型車かなどを判別することができる。

【００２６】本発明に係る車両検出装置は、上記した原
理に基いてなされたもので、例えば図４に示す構成によ
ってなる。すなわち、磁力検出計７は、検出した磁力
（車両１から受ける固有磁界）の大きさを電圧に変換し
て出力するもので、車両の移動にともない変化する磁力
を逐次検出し、出力する。そして、その出力を演算処理
手段８内の極大値・極小値検出手段９に入力する。この
極大値・極小値検出手段９では、与えられたデータに基
き、経時的に変化する一連のデータ群の中から極大値と
極小値を検出し、その極大値データと極小値データを次
段の車両検出・判別手段１０へ入力するようになってい
る。

【００２７】この車両検出・判別手段１０では、図３に
示すように１台の車両が通過すると、必ず対となる極大
値と極小値とが生じる（発生する順序は不問）ため、ペ
アとなる極大値と極小値があるか否かを判別し、ペアが
検出された場合には、車両が１台通過したと判断するよ
うになっている。但し、検出されたペアの中には固有磁
界以外の外部磁界の変動やノイズなどにより、或いは自
転車などの検出対象外でありながら小さな固有磁界を有
するものの移動にともない、極大値と極小値とのペアが
含まれることが有り得る。これは、検出精度を上げるた
めに、磁力検出計７の精度を高くするほど、車両１の通
過以外の理由による極大値と極小値のペアの発生する可
能性が高くなる。しかし、それらの不要なペアは、いず
れもその磁力が小さく、ペアとなる極大値と極小値との
差も小さくなる。そこで、本例では、その差がある一定
以上のペアがあった時に車両が通過したと判定するよう
にしている。

【００２８】また、この車両検出・判別手段１０では、
上記極大値と極小値との差の大小に基いて検出した車両
の種別、すなわち、大型車か小型車かを判別できるよう
になっている。

【００２９】したがって、この車両検出・判別手段１０
では、入力された極大値と極小値の差を求め、その算出
結果が一定値以上であれば、車両と判断し、さらに他の
所定値以上の場合には、大型車と判断する（所定値以下
の場合には小型車と判断する）ようになっている。

【００３０】そして、その判定結果を出力制御手段１０
を介して出力部１２に表示・印刷等するようになってい
る。さらに本例では、出力制御手段１０にメモリ１３を
連繋させ、判定結果を記憶できるようにしている。この
ようにして本発明に係る車両検出装置が構成されるので
あるが、かかる構成の車両検出装置に対し、同図中符合
１４で示すように計時手段を接続することにより、本発
明に係る交通量測定装置を形成することができる。

【００３１】すなわち、この計時手段１４からの時刻信
号に基づいて、一定期間上記演算処理手段８を作動さ
せ、その期間内に検出された車両データを一旦メモリ１
３内に格納する。この車両データとしては、例えば大型
車の台数と、その大型車と小型車を合せた台数等であ
る。また、この台数に関する情報とともに時刻データも
合せて格納しておくことが好ましい。係る構成とするこ
とにより、ある一定時間内に通過した車両の総数と、大
型車の総数が直接的に計測され、両総数の差をとること
により小型車の総数を求めることもできる。

【００３２】次ぎに、上記装置における具体的な作用に
ついて図５〜図７に示すフローチャート図を用いて説明
する。

【００３３】なお、磁力検出計７の出力は０〜５Ｖの範
囲となっており、８ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器によるデータ
処理が行われ、変換後のデータに基づいて各種処理が行
われるようになっている。

【００３４】まず、交通量があまり多くない時に、好感
度の磁力検出計７の出力が中間の２．５Ｖ付近になるよ
うに磁力検出計７の方向をセットする。そして、この
２．５Ｖが上記した図３における縦軸の零位置となる。

【００３５】そして、本装置を可動すると、演算処理手
段８内の各種レジスタ類が初期化され、小型車と大型者
の合計台数を示すパラメータＣＮ並びに大型車の台数を
示すパラメータＣＭが初期値０台にリセットされる。さ
らに、磁力検出計７から出力される極大値と極小値の差
を示すパラメータをセットする。このセットとしては、
例えば小型車以上をＤＣ＝５とし、大型車についてはＤ
Ｚ＝４０とする（Ｓ１００）。

【００３６】次いで、磁力検出計７の出力データをＡ／
Ｄ変換して０（上記０Ｖに相当）から２５５（上記５Ｖ
に相当）の値として読み込み、その値から１２８（上記
２．５Ｖに相当）を引いた値をＡとして読み込み、最初
の初期データとしてＹ0 ＝Ａとする（Ｓ１１０）。

【００３７】次ぎに極大値，極小値の存在を示すフラグ
Ｆ1 ，Ｆ2 を０にリセットする。このフラグＦ1 ，Ｆ2
は、データ処理の結果、極大値や極小値が見付かった場
合には、１にセットされる。また、極大値Ｍ1 と極小値
Ｍ2 の初期値としてＭ1 ＝−１２８，Ｍ2 ＝１２８にセ
ットされる。さらに、検出された最新の出力データと、
直前の出力データとが等しい、すなわち、同一データが
連続して出力している度合いを示すパラメータＬを、初
期値として０にリセットする（Ｓ１２０）。

【００３８】この様にして、各パラメータの初期設定が
完了したなら、上記ステップ１１０と同様の手法により
現在の磁力のデータ値Ａを求め、Ｙ1 ＝Ａとする（Ｓ１
３０）。そして、この最新のデータＹ1 と、前回に求め
たデータＹ0 の差ＤＹを求めた後、最新のデータＹ1 を
Ｙ0 に置き換える（Ｓ１４０，Ｓ１５０）。そして、上
記ＤＹが０でないか否かを判断し、ＤＹが０のときに
は、出力データに何等変化がなく、車両がいないことを
意味するため、ステップ１３０に戻る。そして、ＤＹが
０以外、すなわち、磁力の変化が生じ、車両が移動して
いる可能性が生じた場合には、そのＤＹが正か負のいず
れであるかを判断する（Ｓ１６０，Ｓ１７０）。

【００３９】そして、負であるならば、検出された磁力
は減少、すなわち極小値に向かっているため、その極小
値を検出するステップ１８０以降のループに飛ぶ。すな
わち、上記ステップ１１０等と同様にして現在の最新の
データを読み込み（Ｙ1 ＝Ａ）、前回のデータＹ0 との
差ＤＹを求めるとともに、そのＹ1 をＹ0 に置き換える
（Ｓ１８０〜Ｓ２００）。

【００４０】次ぎに、上記差ＤＹが正か否かを判断する
（Ｓ２１０）。そして、正でない場合には、いまだ極小
値に向かっていると判断でき、ステップ２２０にてＤＹ
が零であるか否かを判断し、０の場合には、磁力が変動
していないため、上記パラメータＬを１だけカウントア
ップし、Ｌの値が２０を越えるまで、再びステップ１８
０に戻り、上記の処理を繰り返し行う。そして、Ｌが２
０を越えたなら、ステップ１２０に戻り、各パラメータ
を初期化すると共に、極大値，極小値の検出を最初から
行う（Ｓ２３０，Ｓ２４０）。

【００４１】また、上記ステップ２１０の判断におい
て、ＤＹが正の場合には、磁力の変動が減少から増加に
変わったことを意味するため、その直前のデータＹ1 が
極小値であるとみなせるので、そのデータＹ1 を極小値
Ｍ2 として記憶すると共に、極小値フラグＦ2 を１とす
る（Ｓ２５０）。これにより極小値の検出が行える。

【００４２】そして、極大値フラグＦ1 が１であるか否
かを判断し、１でない、すなわち、０の場合には、いま
だ極大値が検出されていないため、極大値を検出するス
テップ２７０以降のループに飛ぶ（Ｓ２６０）。このル
ープにおいても、基本的には上記した極小値の検出処理
と同様の処理が行われ、検出された極大値データをＭ1
に記憶するとともに、極大値フラグＦ1 を１とする（Ｓ
２７０〜Ｓ３４０）。

【００４３】次に、ステップ３５０にて極小値フラグＦ
2 が１か否かを判断する。そして、フラグＦ2 が１であ
れば、極大値Ｍ1 と極小値Ｍ2 のペアが検出されたこと
になるため、両者の差ＤＭを求め、その値ＤＭが所定
値、すなわち、初期セットした小型車以上（ＤＣ）並び
に大型車（ＤＺ）より大きいか否かを判断し、大きい場
合には、各台数を示すパラメータＣＮ，ＣＭを１づつカ
ウントアップした後、ステップ１２０に戻り、所定のパ
ラメータを初期設定し、次の車両の検出に備えるように
なっている。また、上記差ＤＭが所定値以下の場合に
は、極大値，極小値のペアが所定の車両によるものでは
ないため、台数を示すパラメータＣＮ，ＣＭの両方或い
はＣＭのみのカウントアップを行うこと無く、ステップ
１２０に戻り、上記処理を繰り返し行う（Ｓ３６０〜Ｓ
４００）。

【００４４】なお、上記した例では、最初に極小値が生
じるパターンについてのものであるが、極大値が最初に
生じるパターンの場合には、ステップ２７０の判断後、
上記とは逆にステップ２７０以降のループにより極大値
を検出した後、ステップ１８０以降のループにより極小
値を検出することになる。

【００４５】この様にして、一定時間本装置を稼働させ
ることにより、本装置の付近を通過する車両の総台数、
すなわち交通量の測定が行われる。

【００４６】なお、上記したデータＡの読み込み（ステ
ップ１１０，１３０，１８０，２７０）に際し、実際に
は、磁力データを読み込むだけでなく、図８に示すよう
に、磁力データＡの読み込みとほぼ同時に計時手段１４
から発生する時刻パルスのデータＢの読み込みを平行し
て行う。そして、一定間隔の時刻パルスのデータＢが検
出されたなら、その時までに計測されていた大型車と小
型車の総通過台数ＣＮと、大型車の通過台数ＣＭをメモ
リ１３に格納し、図５〜図７に示すフローチャートにお
けるステップ１００に戻るようになっている。そして、
時刻パルスのデータＢが検出されない限り、図５〜図７
に示すフローチャートにおける各ステップの次のステッ
プに移行する。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る車両検出装
置及び交通量計測装置では、車両の有する固有磁界が、
車両の移動にともない変化するため、その極大値と極小
値を検出することにより、車両を検出することが可能と
なり、さらには、その車両の種別まで判別することも可
能となる。したがって、一定時間その検出作業を行うと
ともに、検出した車両の数を記憶することにより、交通
量の計測を簡単に行うことができる。

【００４８】そして、その検出に際しては、地上に設置
した磁力検出手段と、その検出手段からの出力信号に対
して所定の処理をする装置があれば良いため、従来のよ
うにループコイルを地中に埋設する必要がなく、例え
ば、測定する道路の脇等に本装置を設置するだけで良
く、移動が簡単で、所望の位置に移動し設置することが
できる。しかも、磁力を検出媒体としているため、降
雨，吹雪き，濃霧等であったとしても、測定が可能で天
候に左右されない。さらに、磁力の変化を検出媒体とし
ているため、地磁気等の固有磁界以外の外部磁界の影響
を受けることがなく、正確に測定することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動作原理を説明するための図である。

【図２】本発明の動作原理を説明するための図である。

【図３】車両の移動にともなう磁力の変化を示す図で、
（Ａ）〜（Ｈ）は車両の磁化方向をパラメータとした上
記変化の差を示すグラフである。

【図４】本発明に係る車両検出装置並びに交通量計測装
置の好適な一実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明の作用を説明するためのフローチャート
の一部である。

【図６】本発明の作用を説明するためのフローチャート
の一部で、主として極大値・極小値検出手段における作
用を示す図である。

【図７】本発明の作用を説明するためのフローチャート
の一部で、主として車両検出判別手段における作用を示
す図である。

【図８】データ取り込みと時刻パルス取り込みを示すフ
ローチャート図である。

【符号の説明】

１ 車 両 ３ 固有磁界 ７ 磁力検出計 ９ 極大値・極小値検出手段 １０ 車両検出判別手段 １３ メモリ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体が有する固有磁気を検出する磁力
   検出装置と、前記移動体の移動にともなう前記磁力検出
   装置の出力の変化から、極大値と極小値を検出する手段
   と、その検出する手段の検出結果から車両の有無を判断
   する手段とを備えた車両検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出する手段にて検出された極大値
   と極小値の差を算出する手段と、算出された差の大小に
   より前記移動体の車両の種別を判定する判定手段とを備
   えた請求項１に記載の車両検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の車両検出装置
   と、その車両検出装置の出力を記憶する手段と、計時手
   段とを備え、その計時手段によって計測される所定の時
   間内における前記車両検出装置からの出力を前記記憶す
   る手段に格納するようにした交通量計測装置。