JPH06208696A

JPH06208696A - 超音波式車種判別装置

Info

Publication number: JPH06208696A
Application number: JP1793893A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shimizu; 修清水
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の走行距離に対応づけた車形情報を得る
と共に、車高、車形及び車長により正確に車種を判別し
得る超音波式車種判別装置を提供する。【構成】超音波送受器１は、車両４に向けて超音波Ｗ
1 を送信しその反射波Ｗ２を受信する。速度検知器２
は、車両４の走行速度を検知し速度信号Ｓ1 を出力す
る。送信回路３１は超音波送受器１に送信信号Ｓ2 を時
間間隔Ｔｓをおいて供給する。受信回路３１は最も早い
反射波Ｗ1 に基づき受信信号Ｓ321 を出力する。演算処
理回路３３は、車形パターンＰｋを記憶し、送信信号Ｓ
2 が送信されてから受信信号Ｓ321 が入力されるまでの
反射波到来時間Ｔに基づき車両４の車高Ｈを演算する。
速度信号Ｓ1 から車両４の走行距離Δｘを演算し、走行
距離Δｘ及び車高Ｈから車形情報Ｐｓを求め、車形情報
Ｐｓと車形パターンＰｋとを照合して車種を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波式車種判別装置
に関し、更に詳しくは、車両の走行速度を求め、走行距
離及びその走行距離を移動した位置における車高から車
形情報を求め、車形情報と車形パターンとを照合して車
種を判別する技術に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波式車種判別装置として、特
公平１−２６１２０号公報が知られている。かかる従来
技術は、所定の高さに設置された超音波送受器が車両に
向けて超音波を送信すると共に、その反射波を受信し、
反射波到来時間検知器が超音波の送信から反射波の受信
までの時間から車形情報を得るとともに、演算処理装置
が車形情報と車両分類基準とを照合して車種を判別する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波式車種判別装置は、車形情報が車両の走行距離に
対応づけられていないので、車両が超音波送受器の下を
不均一な速度でノロノロ走行をした場合には車両と相似
形の車形情報が得られず、正確な車形情報を得ることが
できない。このため、渋滞時の車種判別精度に問題があ
った。また、道路面から車両の屋根までの高さ（車高）
のみの車形情報から車種を判別するため、積雪等により
道路面からの反射波が受信できなくなると、正確な車高
データが得られず、判別不能となる場合がある。

【０００４】そこで、本発明の課題は、上述した問題点
を解決し、車両の走行距離に対応づけた車形情報を得る
と共に、車高、車形及び車長により正確に車種を判別し
得る超音波式車種判別装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明は、超音波送受器と、速度検知器と、信号処
理回路とを含む超音波式車種判別装置であって、前記超
音波送受器は、車両の通行する道路面から所定の高さで
設置され、前記道路面上を走行する前記車両に向けて超
音波を送信しその反射波を受信するものであり、前記速
度検知器は、前記超音波送受器の近傍に設けられ、前記
車両の走行速度を検知し速度信号を出力するものであ
り、前記信号処理回路は、送信回路と、受信回路と、演
算処理回路とを含み、前記送信回路が前記超音波送受器
に送信信号を時間間隔をおいて供給して前記超音波を送
信させ、前記受信回路が前記時間間隔において前記超音
波送受器によって受信される前記反射波のうち、最も早
い前記反射波に基づき受信信号を出力し、前記演算処理
回路は、車形パターンを記憶し、前記受信信号と、前記
速度信号とが入力され、前記送信信号が送信されてから
前記受信信号が入力されるまでの反射波到来時間に基づ
き前記時間間隔毎の前記車両の車高を演算し、前記速度
信号から前記時間間隔毎の前記車両の走行距離を演算
し、前記走行距離及び前記車高から車形情報を求め、前
記車形情報と前記車形パターンとを照合して車種を判別
するものである。

【０００６】

【作用】超音波送受器は、車両の通行する道路面から所
定の高さで設置され、道路面上を走行する車両に向けて
超音波を送信しその反射波を受信するものであり、信号
処理回路は、送信回路が超音波送受器に送信信号を時間
間隔をおいて供給して超音波を送信させ、受信回路が時
間間隔において超音波送受器によって受信される反射波
のうち、最も早い反射波に基づき受信信号を出力し、演
算処理回路は、送信信号が送信されてから受信信号が入
力されるまでの反射波到来時間に基づき時間間隔毎の車
両の車高を演算するから、車高及び車高の包絡線で形成
される車形に基づいて車種の判別ができる。

【０００７】速度検知器は、超音波送受器の近傍に設け
られ、車両の走行速度を検知し速度信号を出力するもの
であり、信号処理回路は、速度信号から時間間隔毎の車
両の走行距離を演算し、走行距離及び車高から車形情報
を求めるから、車両の走行（移動）距離に対応づけた車
形情報を得ることができる。即ち、検出する車両の車両
形状に１対１に対応した車形情報を得ることができ、車
長も加味した車種判別ができる。

【０００８】信号処理回路は、車形情報と記憶した車形
パターンとを照合して車種を判別するものであるから、
車高、車形及び車長の３つのパラメータにより正確に車
種を判別し得る超音波式車種判別装置が得られる。

【０００９】これにより、積雪等により道路面からの反
射波が受信できず、正確な車高データが得られない場合
でも、車形及び車長により車種を判別し得る超音波式車
種判別装置が得られる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る超音波式車種判別装置の
第１の実施例の構成を示すブロック図である。図におい
て、１は超音波送受器、２は速度検知器、３は信号処理
回路、４は車両、５は道路面である。

【００１１】超音波送受器１は、車両４の通行する道路
面５から所定の高さＨh で設置され、道路面５上を走行
する車両４に向けて超音波Ｗ1 を送信しその反射波Ｗ2
を受信する。超音波Ｗ1 の周波数は、例えば３５ｋＨｚ
または３８ｋＨｚに設定される。

【００１２】速度検知器２は、超音波送受器１の近傍に
設けられ、車両４の走行速度を検知し速度信号Ｓ1 を出
力する。速度検知器２は、超音波等のドップラー効果を
利用したドップラレーダ、投光器及び受光器の対を等間
隔で配置し、当該間隔を車両が通過する時間によって速
度を検出する速度検知器等で構成できる。

【００１３】信号処理回路３は、送信回路３１と、受信
回路３２と、演算処理回路３３とを含んでいる。送信回
路３１は、超音波送受器１に送信信号Ｓ2 を時間間隔Ｔ
s をおいて供給して超音波Ｗ1 を送信させる。時間間隔
Ｔs は、最も経路が長い道路面５からの反射波到来時間
を考慮し、例えば３５msecに設定される。受信回路３２
は、時間間隔Ｔs において超音波送受器１によって受信
される反射波Ｗ2 のうち、最も早い反射波Ｗ2 に基づき
受信信号Ｓ321 を出力する。演算処理回路３３は、車形
パターンＰk を記憶し、速度信号Ｓ1 と、受信信号Ｓ32
1 とが入力される。演算処理回路３３は、送信信号Ｓ2
が送信されてから受信信号Ｓ321 が入力されるまでの反
射波到来時間Ｔに基づき時間間隔Ｔs 毎の車両４の車高
Ｈを演算する。例えば、車両４が存在しない場合におい
て、超音波送受器１から送出された超音波Ｗ1 が道路面
５で反射され、反射波Ｗ2 が再び超音波送受器１に戻る
までの反射波到来時間Ｔh は、Ｔh ＝２Ｈh ／（０．６１ｔ＋３３１）・・・（１）となる。ここで、（０．６１ｔ＋３３１）は温度ｔ℃に
おける音速である。

【００１４】次に車高Ｈn 及びＨr なる車両４が超音波
送受器１の下に進入した場合を考えると、超音波送受器
１から送出された超音波Ｗ1 が車両４で反射され、反射
波Ｗ2 が再び超音波送受器１に戻るまでの反射波到来時
間Ｔn 、Ｔr は、Ｔn ＝２（Ｈh −Ｈn ）／（０．６１ｔ＋３３１）・・・（２）Ｔr ＝２（Ｈh −Ｈr ）／（０．６１ｔ＋３３１）・・・（３）となる。従って、車高Ｈn 、Ｈr は、（１）〜（３）式
より、Ｈn ＝Ｈh −Ｔn （０．６１ｔ＋３３１）／２＝（Ｔh −Ｔn ）＊（０．６１ｔ＋３３１）／２・・・（４）Ｈr ＝Ｈh −Ｔr （０．６１ｔ＋３３１）／２＝（Ｔh −Ｔr ）＊（０．６１ｔ＋３３１）／２・・・（５）と求まる。

【００１５】演算処理回路３３は、速度信号Ｓ1 から時
間間隔Ｔs 毎の車両４の走行距離△ｘを演算する。走行
距離△ｘ及び車高Ｈから車形情報Ｐs を求める。車形情
報Ｐs と車形パターンＰk とを照合して車種を判別し、
車種判別信号Ｓ4 を出力する。

【００１６】図２は本発明に係る超音波式車種判別装置
の動作を説明するタイムチャートである。図において、
図１と同一参照符号は同一性ある構成部分を示してい
る。参照符号Ｔ1 〜Ｔ9 は、送信信号Ｓ2 が送信されて
から受信信号Ｓ321 が入力されるまでの反射波到来時間
を示している。参照符号ｈ1 〜ｈ9 は車高Ｈの具体的な
値を示し、参照符号ｖ1 〜ｖ9 は速度信号Ｓ1 の具体的
な値を示している。参照符号△ｘ1 〜△ｘ9 は車両４の
時間間隔Ｔs 毎の走行距離を示し、例えば、走行距離△
ｘ1 は速度Ｖ１と時間間隔Ｔs とを乗算した値となって
いる。時間間隔Ｔs は、車高Ｈが高くなって反射波到来
時間Ｔが短くなったら短くすることもできる。図１を参
照しながら図２を作用と共に説明する。

【００１７】上述したように、超音波送受器１は、車両
４の通行する道路面５から所定の高さＨh で設置され、
道路面５上を走行する車両４に向けて超音波Ｗ1 を送信
しその反射波Ｗ2 を受信するものであり、信号処理回路
３は、送信回路３１が超音波送受器１に送信信号Ｓ2 を
時間間隔Ｔs をおいて供給して超音波Ｗ1 を送信させ、
受信回路３２が時間間隔Ｔs において超音波送受器１に
よって受信される反射波Ｗ2 のうち、最も早い反射波Ｗ
2 に基づき受信信号Ｓ321 を出力し、演算処理回路３３
は、送信信号Ｓ2 が送信されてから受信信号Ｓ321 が入
力されるまでの反射波到来時間Ｔ1 〜Ｔ9 に基づき時間
間隔Ｔs 毎の車両４の車高Ｈを演算するから、車高Ｈ及
び車高Ｈの包絡線で形成される車形に基づき車種の判別
ができる。

【００１８】速度検知器２は、超音波送受器１の近傍に
設けられ、車両４の走行速度を検知し速度信号Ｓ1 を出
力するものであり、信号処理回路３は、速度信号Ｓ1 か
ら時間間隔Ｔs 毎の車両４の走行距離△ｘを演算し、走
行距離△ｘ及び車高Ｈから車形情報Ｐs を求めるから、
車両４の走行（移動）距離に対応づけた車形情報Ｐsを
得ることができる。即ち、検出する車両４の車両形状に
１対１に対応した車形情報Ｐs を得ることができ、車長
Ｌも加味した車種判別ができる。

【００１９】図３は信号処理回路が有する車形パターン
を示す図である。図において、参照符号ａは普通乗用
車、参照符号ｂは普通貨物車、参照符号ｃは大型乗用車
（バス）、参照符号ｄは大型貨物車Ａタイプ、参照符号
ｅは大型貨物車Ｂタイプの車形パターンを示している。
普通乗用車の車形パターンａは、車高Ｈ1 、Ｈ2 及びＨ
3 と、車長Ｌ1 と、車形（イ）とにより特徴づけられて
いる。同様に、普通貨物車の車形パターンｂは、車高Ｈ
4 及びＨ5 と、車長Ｌ2 と、車形（ロ）とにより特徴づ
けられ、バスの車形パターンｃは、車高Ｈ6 と、車長Ｌ
3 と、車形（ハ）とにより特徴づけられ、大型貨物車Ａ
タイプの車形パターンｄは、車高Ｈ7 及びＨ8 と、車長
Ｌ4 と、車形（ニ）とにより特徴づけられ、大型貨物車
Ｂタイプの車形パターンｅは、車高Ｈ9 、Ｈ10及びＨ11
と、車長Ｌ5 と、車形（ホ）とにより特徴づけられてい
る。

【００２０】信号処理回路３は、車形情報Ｐs と記憶し
た車形パターンＰk とを照合して車種を判別するもので
あるから、車高、車長及び車形の３つのパラメータによ
り正確に車種を判別し得る超音波式車種判別装置が得ら
れる。

【００２１】図１の実施例の送信回路３１は、超音波送
受器１への送信信号Ｓ2 の送信に同期した同期信号Ｓ31
を演算処理回路３３に供給する。演算処理回路３３は、
同期信号Ｓ31により送信信号Ｓ2 の送信時を定める。こ
れにより、演算処理回路３３は、送信信号Ｓ2 が送信さ
れてから受信信号Ｓ321 が入力されるまでの反射波到来
時間Ｔを確実に測定することができる。

【００２２】また、送信回路３１は、送信指令信号Ｓ33
1 が入力され、送信指令信号Ｓ331に基づき送信信号Ｓ2
を送信し、演算処理回路３３は、送信指令信号Ｓ331
の出力時に送信信号Ｓ2 の送信時を定めるように構成す
ることもできる。この構成でも、演算処理回路３３は、
送信信号Ｓ2 が送信されてから受信信号Ｓ321 が入力さ
れるまでの反射波到来時間Ｔを確実に測定することがで
きる。

【００２３】更に図１の実施例の送信回路３１は、周波
数の異なる複数の送信信号Ｓ2 を順に送信する。例え
ば、図２に示すように、送信周波数ｆ1 、ｆ2 が３５ｋ
Ｈｚ及び３８ｋＨｚの送信信号Ｓ2 を時間間隔Ｔs 毎に
交互に送信する。まず、超音波送受器１は、周波数が３
５ｋＨｚの超音波Ｗ1 を車両４に向けて放射する。超音
波送受器１は、周波数が３５ｋＨｚの車両４からの反射
波Ｗ2 を時間間隔Ｔs 内に受信する。この時、超音波送
受器１は、周波数が３５ｋＨｚの反射波Ｗ2 の一部を反
射する。受信回路３２は、周波数が３５ｋＨｚの反射波
Ｗ2 に基づき受信信号Ｓ321 を出力する。超音波送受器
１は、時間間隔Ｔs 経過した時に、周波数が３８ｋＨｚ
の超音波Ｗ1 を車両４に向けて放射する。超音波送受器
１は、車両４で反射された周波数が３５ｋＨｚの再反射
波を受信し、その後に車両４で反射された周波数が３８
ｋＨｚの反射波Ｗ2 を受信する。受信回路３２は、周波
数が３８ｋＨｚの反射波Ｗ2 に基づき受信信号Ｓ321 を
出力する。これにより、同一周波数に関する受信信号を
得る時間間隔が２倍となるので、再反射波を充分減衰さ
せることができ、演算処理回路３３は、周波数またはレ
ベル判定により、反射波と再反射波とを容易に分離でき
る。このため、演算処理回路３３は、送信信号Ｓ2 が送
信されてから受信信号Ｓ321 が入力されるまでの反射波
到来時間Ｔを正確に求めることができ、車高Ｈを高精度
で演算できる。

【００２４】図１の実施例の受信回路３２は、周波数の
異なる複数のフィルタ回路３２１、３２２を有してい
る。フィルタ回路３２１は、３５ｋＨｚの反射波Ｗ2 を
受信して受信信号Ｓ321 を得る。フィルタ回路３２２
は、３８ｋＨｚの反射波Ｗ2 を受信して受信信号Ｓ322
を得る。このため、演算処理回路３３は、受信信号Ｓ32
1または受信信号Ｓ322 の受信レベルの判定により反射
波到来時間Ｔの終期を決定でき、反射波到来時間Ｔを容
易に求めることができる。

【００２５】図４は本発明に係る超音波式車種判別装置
の第２の実施例の構成を示すブロック図、図５は図４の
Ａ方向の矢示図である。図において、図１と同一参照符
号は同一性ある構成部分を示している。

【００２６】速度検知器２は、超音波送波器２１と、超
音波受波器２２とを含んでいる。超音波送波器２１及び
超音波受波器２２は、指数関数形状ホーンで構成され、
寸法・形状は図６のようになっている。超音波送波器２
１は、超音波送受器１が照射する超音波Ｗ1 との干渉を
防止するため、送信周波数ｆ0 が４０ｋＨｚの速照超音
波ＳＷ1 を車両４に照射する。速照用送信器２１０は、
送信周波数ｆ0 が４０ｋＨｚの送信信号Ｓ21を発生し、
超音波送波器２１に送信する。超音波受波器２２は、速
照超音波ＳＷ1 の反射波（ドップラ波）ＳＷ2 を受信し
て超音波ドップラレーダを構成する。

【００２７】超音波送波器２１及び超音波受波器２２
は、超音波送受器１の取付け位置の鉛直線上に設けられ
ている。図では、同一の高さに設けられている。これに
より、車高が測定されている車両と同一車両の走行速度
を検出できる。

【００２８】超音波送波器２１及び超音波受波器２２
は、開口面２１１、２２１を有し、開口面２１１、２２
１を通る法線が鉛直方向から車両４の進行方向ａに対し
て後方側に角度θを向いている。風速がないと仮定した
場合、ドップラ波ＳＷ2 のドップラ周波数ｆd は、ｆd ＝２＊ｆo ＊Ｖ＊COS θ／（Ｃ−Ｖ＊COS θ）・・・（６）で与えられる。ここで、符号Ｖは車両４の走行速度、Ｃ
は音速、ｆo は速照超音波ＳＷ1 の送信周波数、θは超
音波送波器２１及び超音波受波器２２の取付角度であ
る。従って、車両４の走行速度Ｖは、（６）式からＶ＝ｆd ＊Ｃ／（ｆd ＋２＊ｆo ＊COS θ）・・・（７）と求まる。

【００２９】実施例の超音波送波器２１及び超音波受波
器２２は、開口面２１１、２２１を通る法線が鉛直方向
から４５度斜め後方に向いている。このため、超音波受
波器２２は、対称性により、各種車両に対して最も効果
的なドップラ波を受信できる。

【００３０】速度検知器２は、速度信号処理回路２３を
含んでいる。速度信号処理回路２３は、受信部２３１
と、Ａ／Ｄ変換部２３２と、演算部２３３とを有してい
る。受信部２３１は、ドップラ波ＳＷ2 を処理してドッ
プラ信号Ｓ23を抽出し、ドップラ信号Ｓ23のレベルが一
定の値以上になったときにトリガ信号Ｓ24を出力する。
Ａ／Ｄ変換部２３２は、トリガ信号Ｓ24が入力されたと
きにドップラ信号Ｓ23をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換信号
Ｓ25を出力する。演算部２３３は、Ａ／Ｄ変換信号Ｓ25
の周波数解析をしてドップラ信号Ｓ23のドップラ周波数
ｆd を求めると共に、送信周波数ｆo 及びドップラ周波
数ｆd から車両４の走行速度Ｖを（７）式に従って演算
し、速度信号Ｓ1 を出力する。

【００３１】演算部２３３は、離散フーリエ変換（ＤＦ
Ｔ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）手法によりドッ
プラ信号Ｓ23の周波数解析を行ない、ドップラ周波数ｆ
d を求める。演算部２３３は、記憶部２３４を有し、記
憶部２３４がＡ／Ｄ変換信号Ｓ25及びドップラ周波数ｆ
d を記憶する。

【００３２】図７は本発明に係る超音波式車種判別装置
の第２の実施例の動作を示すタイムチャート、図８はＡ
／Ｄ変換信号の一例を示す波形図、図９はＤＦＴ手法に
よるドップラ信号の周波数解析結果を示す図である。

【００３３】図７〜図９について図４を参照しながら説
明する。図７において、ＳＷ1 は速照超音波、ＳＷ2 は
ドップラ波、Ｗ11、Ｗ12は車高検知用の超音波、Ｗ21、
Ｗ22は車高検知用の反射波、Ｔ1 〜Ｔ4 は反射波到来時
間、Ｈは車高データ、Ｓ1 は速度信号、Ｓ4 は車種判別
信号である。

【００３４】受信部２３１は、ドップラ信号Ｓ23のレベ
ルが一定の値Ｖref 以上になった時刻ｔ1 にトリガ信号
Ｓ24を出力する。Ａ／Ｄ変換部２３２は、トリガ信号Ｓ
24が入力された時刻ｔ1 からドップラ信号Ｓ23をＡ／Ｄ
変換し、Ａ／Ｄ変換信号Ｓ25を出力する。ドップラ信号
Ｓ23のドップラ周波数ｆd は、車両４の許容最高速度を
１２０ｋｍ／ｈとすると、（６）式より、８７００Ｈｚ
と求まる。従って、Ａ／Ｄ変換のサンプリング速度は、
ナイキストの定理より１７ｋＨｚ（２ｆd ）以上でなけ
ればならない。実施例では、Ａ／Ｄ変換のサンプリング
速度が２０ｋＨｚに設定され、Ａ／Ｄ変換信号Ｓ25は図
８のようになる。Ａ／Ｄ変換信号Ｓ25は記憶部２３４に
記憶される。記憶部２３４の容量は、１００msec継続す
るドップラ信号Ｓ23を１６ビットのＡ／Ｄ変換信号Ｓ25
で記憶する場合を仮定すると、４ｋバイトを必要とす
る。実施例では８ｋバイトに設定されている。

【００３５】車高検知用の超音波Ｗ11、Ｗ12は、３５ms
ecの時間間隔で交互に放射され、反射波到来時間Ｔ1 〜
Ｔ4 で超音波送受器１に受信されている。図は反射波到
来時間Ｔ1 によって車両検知を開始している。

【００３６】演算部２３３は、時刻ｔ2 から記憶部２３
４に記憶されたＡ／Ｄ変換信号Ｓ25に基づきＤＦＴ演算
手法によりドップラ周波数を求める。具体的には、ドッ
プラ信号レベルＬd をとして求める。ここで、Ｎは任意に設定できるが、実施
例では１０２４である。ドップラ周波数ｆd が最大で８
７００Ｈｚであるから、周波数ｆは１ｋＨｚから１０ｋ
Ｈｚまで１ｋＨｚ間隔で１０回演算し、ドップラ周波数
ｆd のピークが存在する領域を捜す。次に、存在する領
域近傍で１００Ｈｚ間隔で１０回演算し、ドップラ周波
数ｆd のピークが存在する領域を捜す。更に、必要があ
れば、存在する領域近傍で１０Ｈｚ間隔で１０回演算
し、ドップラ周波数ｆd のピークが存在する領域を捜
す。この演算結果を図示すると、図９のようになる。演
算部２３３は、ドップラ周波数ｆd に基づき（７）式に
より車両の走行速度Ｖを求め、速度信号Ｓ1 を出力す
る。また、（８）式の演算時間Ｔｋは、１回当たりの積
和算が０．５μsecで実行できるので、１５msecとな
り、車高検知の時間間隔３５msec以内で実行できる。

【００３７】これにより、反射波到来時間Ｔ２を受信し
車高Ｈを得たときは、時間間隔３５msecで車両４が移動
した距離に対応した車両位置の車高Ｈであると求めるこ
とができる。以下、反射波到来時間Ｔ３、Ｔ４について
も同様である。従って、検出する車両４の車両形状に１
対１に対応した車形情報Ｐs を得ることができる。

【００３８】演算部２３３は、デジタルシグナルプロセ
ッサ（ＤＳＰ）で構成されている。このため、演算部２
３３は高速でドップラ周波数ｆd を求めることができ
る。

【００３９】更に、演算部２３３は、記憶部２３４がデ
ュアルポートラムで構成されている。このため、Ａ／Ｄ
変換信号Ｓ25が入力されるポートと、デジタルシグナル
プロセッサとのデータ処理用のポートとが分離でき、ド
ップラ信号Ｓ23の高速処理が達成される。また、Ａ／Ｄ
変換信号Ｓ25が１６ビットで構成された場合には、並列
処理が可能となり高速処理が達成される。

【００４０】図１０は本発明に係る超音波式車種判別装
置の第３の実施例の構成を示すブロック図、図１１はそ
の信号処理回路の構成を示すブロック図である。本実施
例は、速度検知器の速度信号処理回路及び速照用送信器
が信号処理回路３に設けられている。図において、図４
と同一参照符号は同一性ある構成部分を示している。３
１は送信回路、３２受信回路、３３は演算処理回路、３
４は速照用送信回路、３５は受信部、３６はＡ／Ｄ変換
部、３７は演算部、３８は温度補正回路である。

【００４１】送信回路３１は、送信カウンタ３１１と、
送信アンプ３１２とを有している。送信カウンタ３１１
は、演算処理回路３３から供給される送信周波数が３５
ｋＨｚまたは３８ｋＨｚの送信信号Ｓ331 の送信時間を
決定する。本実施例では、３５ｋＨｚまたは３８ｋＨｚ
の送信信号Ｓ331 を３５msec間隔で交互に送信するよう
に送信時間を設定する。送信アンプ３１２は、送信信号
Ｓ331 を増幅し、送信信号Ｓ2 として超音波送受器１に
供給する。

【００４２】受信回路３２は、受信アンプ３２０と、フ
ィルタ回路３２１、３２２と、受信カウンタ３２５、３
２８とを有している。受信アンプ３２０は、反射波Ｗ2
を増幅する。フィルタ回路３２１は、バンドパスフィル
タ３２３と、コンパレータ３２４とを有している。バン
ドパスフィルタ３２３は、送信周波数が３５ｋＨｚの信
号成分を通過させる。コンパレータ３２４は、３５ｋＨ
ｚの信号成分が一定のレベル以上になったときに受信信
号Ｓ321 を出力する。受信カウンタ３２５は、演算処理
回路３３が送信周波数３５ｋＨｚの送信信号Ｓ331 を送
信回路３１に送信するに同期して同期信号Ｓ332 が入力
される。同期信号Ｓ332 が入力されてから受信信号Ｓ32
1 が入力されるまでの時間から反射波到来時間Ｔを求
め、演算処理回路３３に供給する。フィルタ回路３２２
は、バンドパスフィルタ３２６と、コンパレータ３２７
とを有している。バンドパスフィルタ３２６は、送信周
波数が３８ｋＨｚの信号成分を通過させる。コンパレー
タ３２７は、３８ｋＨｚの信号成分が一定のレベル以上
になったときに受信信号Ｓ322 を出力する。受信カウン
タ３２８は、演算処理回路３３が送信周波数３８ｋＨｚ
の送信信号Ｓ331 を送信回路３１に送信するに同期して
同期信号Ｓ332 が入力される。同期信号Ｓ333が入力さ
れてから受信信号Ｓ322 が入力されるまでの時間から反
射波到来時間Ｔを求め、演算処理回路３３に供給する。

【００４３】演算処理回路３３は、マイクロコンピュー
タで構成されている。

【００４４】速照用送信器３４は、送信カウンタ３４１
と、送信アンプ３４２とを有している。送信カウンタ３
４１は、演算処理回路３３から供給される送信周波数ｆ
0 が４０ｋＨｚの送信信号Ｓ334 の送信時間を決定す
る。本実施例では、連続送信するようになっている。送
信アンプ３４２は、送信信号Ｓ334 を増幅して超音波送
波器２１に供給する。

【００４５】受信部３５、Ａ／Ｄ変換部３６及び演算部
３７は、第２の実施例における受信部２３１、Ａ／Ｄ変
換部２３２及び演算部２３３と同様の機能を有してい
る。受信部３５は、受信帯域アンプ３５１、ミキサ３５
２、ローパスフィルタ３５３、バッファアンプ３５４、
コンパレータ３５５、Ａ／Ｄサンプリングパルス発生回
路３５６を有している。受信帯域アンプ３５１は、ドッ
プラ波ＳＷ2 の受信帯域の信号成分を増幅し、増幅信号
Ｓ351 を出力する。ミキサ３５２は、増幅信号Ｓ351 と
ローカル信号Ｓ352 が入力され、増幅信号Ｓ351 をロー
カル信号Ｓ352 で変調をかけ、ドップラ信号Ｓ353 を出
力する。ローパスフィルタ３５３は、ドップラ信号Ｓ35
3 に含まれる高周波成分をカットする。バッファアンプ
３５４は、ドップラ信号Ｓ353 を増幅する。コンパレー
タ３５５は、基準電圧レベルＶrefを有し、ドップラ信
号Ｓ353 が基準電圧レベルＶref 以上となったときにト
リガ信号Ｓ354 を出力する。Ａ／Ｄサンプリングパルス
発生回路３５６は、トリガ信号Ｓ354 が入力されたとき
にサンプリングパルスＳ355 を出力する。

【００４６】Ａ／Ｄ変換部３６は、サンプリングパルス
Ｓ355 に基づきドップラ信号Ｓ353をＡ／Ｄ変換し、Ａ
／Ｄ変換信号Ｓ36を出力する。

【００４７】演算部３７は、デュアルポートラム３７
１、３７２と、デジタルシグナルプロセッサ３７３とを
有している。デュアルポートラム３７１は、Ａ／Ｄ変換
信号Ｓ36を記憶する。デジタルシグナルプロセッサ３７
３は、デュアルポートラム３７１に記憶されたＡ／Ｄ変
換信号Ｓ36をＤＦＴまたはＦＦＴ手法により周波数解析
してドップラ信号Ｓ353 のドップラ周波数ｆd を求める
と共に、送信周波数ｆo及びドップラ周波数ｆd から車
両４の走行速度Ｖを（７）式に従って演算し、速度信号
Ｓ1 を出力する。デュアルポートラム３７２は、速度信
号Ｓ1 を記憶する。

【００４８】温度補正回路３８は、図示しない温度セン
サから供給される温度検知信号を処理し、反射波到来時
間Ｔの温度補正信号Ｓ３８を演算処理回路３３に供給す
る。

【００４９】演算処理回路３３は、受信回路３２から供
給される反射波到来時間Ｔに基づき車両の車高Ｈを演算
し、デュアルポートラム３７２に蓄積された速度信号Ｓ
1 に基づき単位時間当たりの車両４の走行距離Δｘを求
め、車形情報Ｐs を得る。演算処理回路３３は、車形情
報Ｐs と記憶した車形パターンＰk とを照合して車種を
判別し、車種判別信号Ｓ4 を出力する。

【００５０】演算処理回路３３は、道路面に対応した車
高Ｈ0 が得られないときに、車形情報Ｐs から求めた車
長Ｌにより車種を判別する。図１２は演算処理回路の車
種判定プログラムのフローチャートである。

【００５１】道路面に対応した反射波が「有」の場合
は、通常の場合と同様、車高Ｈを主体に判別する。車高
Ｈが２．２ｍよりも高い場合は、車高が均一であればバ
スと判別し、車高Ｈが不均一であれば大型貨物と判別す
る。車高Ｈが２．２ｍ以下の場合は、車高形状が普通乗
用車型であれば普通乗用車と判別し、普通乗用車型でな
ければ普通貨物車と判別する。

【００５２】道路面に対応した反射波が「無」の場合
は、車長Ｌを主体に判別する。車長Ｌが５ｍよりも長い
場合は、形状が均一であればバスと判別し、形状が不均
一であれば大型貨物と判別する。車長Ｌが５ｍ以下の場
合は、形状が普通乗用車型であれば普通乗用車と判別
し、普通乗用車型でなければ普通貨物車と判別する。

【００５３】これにより、積雪等により道路面からの反
射波が受信できず、正確な車高データが得られない場合
でも、車形及び車長により車種を判別し得る超音波式車
種判別装置が得られる。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下のような効果が得られる。（ａ）超音波送受器は、車両の通行する道路面から所定
の高さで設置され、道路面上を走行する車両に向けて超
音波を送信しその反射波を受信するものであり、信号処
理回路は、送信回路が超音波送受器に送信信号を時間間
隔をおいて供給して超音波を送信させ、受信回路が時間
間隔において超音波送受器によって受信される反射波の
うち、最も早い反射波に基づき受信信号を出力し、演算
処理回路は、送信信号が送信されてから受信信号が入力
されるまでの反射波到来時間に基づき時間間隔毎の車両
の車高を演算するから、車高及び車高の包絡線で形成さ
れる車形に基づいて車種を判別し得る超音波式車種判別
装置を提供できる。（ｂ）速度検知器は、超音波送受器の近傍に設けられ、
車両の走行速度を検知し速度信号を出力するものであ
り、信号処理回路は、速度信号から時間間隔毎の車両の
走行距離を演算し、走行距離及び車高から車形情報を求
めるから、検出する車両の車両形状に１対１に対応した
車形情報を得ることができ、車長も加味して車種を判別
し得る超音波式車種判別装置を提供できる。（ｃ）信号処理回路は、車形情報と記憶した車形パター
ンとを照合して車種を判別するものであるから、車高、
車形及び車長の３つのパラメータにより正確に車種を判
別し得る超音波式車種判別装置を提供できる。（ｄ）積雪等により道路面からの反射波が受信できず、
正確な車高データが得られない場合でも、車形及び車長
により車種を判別し得る超音波式車種判別装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波式車種判別装置の第１の実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る超音波式車種判別装置の動作を説
明するタイムチャートである。

【図３】信号処理回路が有する車形パターンを示す図で
ある。

【図４】本発明に係る超音波式車種判別装置の第２の実
施例の構成を示すブロック図である。

【図５】図４のＡ方向の矢示図である。

【図６】速度検知器を構成する超音波送波器及び超音波
受波器の寸法及び形状を示す図である。

【図７】本発明に係る超音波式車種判別装置の第２の実
施例の動作を示すタイムチャートである。

【図８】Ａ／Ｄ変換信号の一例を示す波形図である。

【図９】ＤＦＴ手法によるドップラ信号の周波数解析結
果を示す図である。

【図１０】本発明に係る超音波式車種判別装置の第３の
実施例の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０の実施例に係る信号処理回路の構成を
示すブロック図である。

【図１２】車種判別プログラムのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１超音波送受器２速度検知器３信号処理回路３１送信回路３２受信回路３３演算処理回路４車両５道路面Ｓ1 速度信号Ｓ2 送信信号Ｓ321 受信信号Ｓ4 車種判別信号Ｈｎ、Ｈｒ車高Ｌ車長Ｗ1 超音波（放射波）Ｗ2 超音波（反射波）Ｔ反射波到来時間Ｈ車高 Δｘ走行距離Ｐｓ車形情報Ｐｋ車形パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波送受器と、速度検知器と、信号処
理回路とを含む超音波式車種判別装置であって、前記超音波送受器は、車両の通行する道路面から所定の
高さで設置され、前記道路面上を走行する前記車両に向
けて超音波を送信しその反射波を受信するものであり、前記速度検知器は、前記超音波送受器の近傍に設けら
れ、前記車両の走行速度を検知し速度信号を出力するも
のであり、前記信号処理回路は、送信回路と、受信回路と、演算処
理回路とを含み、前記送信回路が前記超音波送受器に送
信信号を時間間隔をおいて供給して前記超音波を送信さ
せ、前記受信回路が前記時間間隔において前記超音波送
受器によって受信される前記反射波のうち、最も早い前
記反射波に基づき受信信号を出力し、前記演算処理回路
は、車形パターンを記憶し、前記受信信号と、前記速度
信号とが入力され、前記送信信号が送信されてから前記
受信信号が入力されるまでの反射波到来時間に基づき前
記時間間隔毎の前記車両の車高を演算し、前記速度信号
から前記時間間隔毎の前記車両の走行距離を演算し、前
記走行距離及び前記車高から車形情報を求め、前記車形
情報と前記車形パターンとを照合して車種を判別するも
のである超音波式車種判別装置。
【請求項２】前記送信回路は、前記超音波送受器への
前記送信信号の送信に同期した同期信号を前記演算処理
回路に供給するものであり、前記演算処理回路は、前記同期信号により前記送信信号
の送信時を定めるものである請求項１に記載の超音波式
車種判別装置。
【請求項３】前記送信回路は、送信指令信号が入力さ
れ、前記指令信号に基づき前記送信信号を送信するもの
であり、前記演算処理回路は、前記送信指令信号の出力時に前記
送信信号の送信時を定めるものである請求項１に記載の
超音波式車種判別装置。
【請求項４】前記送信回路は、周波数の異なる複数の
送信信号を順に送信するものである請求項１、２または
３に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項５】前記受信回路は、周波数の異なる複数の
フィルタ回路を有し、前記フィルタ回路のそれぞれが前
記送信信号に基づく反射波を各別に受信して前記受信信
号を得るものである請求項４に記載の超音波式車種判別
装置。
【請求項６】前記速度検知器は、超音波送波器と、超
音波受波器とを含み、前記超音波送波器が前記車両に速
照超音波を照射し、前記超音波受波器が前記速照超音波
の反射波を受信して超音波ドップラレーダを構成するも
のでなる請求項１、２、３、４または５に記載の超音波
式車種判別装置。
【請求項７】前記超音波送波器及び前記超音波受波器
は、前記超音波送受器の取付け位置の鉛直線上に設けら
れている請求項６に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項８】前記超音波送波器及び前記超音波受波器
は、開口面を有し、前記開口面が前記車両の進行方向に
対して斜め後方に向いている請求項７に記載の超音波式
車種判別装置。
【請求項９】前記超音波送波器及び前記超音波受波器
は、前記開口面が鉛直方向から４５度斜め後方に向いて
いる請求項８に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項１０】前記速度検知器は、速度信号処理回路
を含んでおり、前記速度信号処理回路は、受信部と、Ａ
／Ｄ変換部と、演算部とを有し、前記受信部が前記速照
超音波の反射波を処理してドップラー信号を抽出し、前
記ドップラー信号のレベルが一定の値以上になったとき
にトリガ信号を出力し、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記トリ
ガ信号が入力されたときに前記ドップラー信号をＡ／Ｄ
変換し、Ａ／Ｄ変換信号を出力し、前記演算部は、前記
Ａ／Ｄ変換信号の周波数解析をして前記ドップラー信号
の周波数を求め、前記速照超音波の周波数に対する前記
ドップラー信号の周波数の変化から速度を演算し、前記
速度信号を出力するものである請求項６、７、８または
９に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項１１】前記演算部は、離散フーリエ変換また
は高速フーリエ変換手法により前記周波数解析を行なう
ものである請求項１０に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項１２】前記演算部は、デジタルシグナルプロ
セッサでなる請求項１０または１１に記載の超音波式車
種判別装置。
【請求項１３】前記演算部は、記憶部を有し、前記記
憶部がデュアルポートラムでなる請求項１２に記載の超
音波式車種判別装置。
【請求項１４】前記速度信号処理回路は、前記信号処
理回路に設けられている請求項１０、１１、１２または
１３に記載の超音波式車種判別装置。
【請求項１５】前記信号処理回路は、路面に対応した
車高が得られないときに、前記車形情報から求めた車長
により車種を判別する請求項１乃至１４に記載の超音波
式車種判別装置。