JPH09319902A - 自動料金収受システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転台の高さにリンクした収受ユニットの高さ
の位置決めを行なえる自動料金収受システムを提供する
こと。 【解決手段】車両１０の進入路４を挟み対峙して設置さ
れ、光学的に車両１０の形状を検出する一対の車両検出
手段（１，２）と、これら一対の車両検出手段（１，
２）の上部に各々少なくとも一つ設けられ、光学的に車
両１０の車高を検出する車高検出手段（２１，２２）
と、一対の車両検出手段（２１，２２）のなす光軸下に
おける路面に埋設され、車両１０の車種を判別する車種
判別手段（５）と、車両検出手段（１，２）、車高検出
手段（２１，２２）および車種判別手段（５）から取得
した情報を基に車両１０の運転台の窓の高さを判別する
判別手段（７）と、この判別手段（７）で判別された車
両１０の運転台の窓の高さに料金収受機能（９１〜９
３）を追従させるよう制御する制御手段（９）とを具
備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路や駐車場
等の料金収受に適用される自動料金収受システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の自動料金収受装置として、特願
平０６−３００８８４号公報に、車種に応じて収受ユニ
ット部（前面パネル）を上下に可動する方式の機構を用
いた自動料金収受装置が開示されている。

【０００３】図１０は、特願平０７−０３３７０９号公
報に開示されている車種判別装置の構成を示す図であ
る。図１０においてエリヤセンサ型の車両検出器１（発
光側），２（受光側）は、車両１０の通過を光スクリー
ン６の遮光の有無により検出し、遮光のシルエットすな
わち車高および窓パターンから、乗用車、トラック、バ
スなどの車種を識別する。

【０００４】踏板５は、車両の軸数、輪数、トレッドな
どを検知して、普通、中型、大型などの車種区分を行な
う。処理装置７は、車両のシルエットと踏板５による車
種区分から決まる車種の情報を総合して、料金収受機９
で動作させる処理ユニット９１の高さを選択する。

【０００５】また、特願平０７−０１３７５６号公報、
特願平０７−０１３７５４号公報にも、この種の車両検
知装置が開示されている。これらは上記と同様に、料金
収受装置の処理ユニットの高さを選択するための、車両
の運転台の高さ検出に関するものである。これらは、運
転台の高さにリンクしていると考えられる車両のサイド
ミラー（ドアミラー）をターゲットとして、ラインセン
サまたは光学式エリヤセンサの配置を工夫している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動料金収受装
置の収受ユニット（処理口）の高さ選択は、車種、車
高、形状などの情報を複数段の高さに区分することで行
なわれた。そのため、その選択が実際の運転台の高さに
必ずしもリンクしない場合がある。例えばトラックやバ
スなどの大型車においては、外観の形状が同じものであ
っても、運転台の位置が高いものや低いものがある。

【０００７】このため従来の自動料金収受装置では、複
数段の収受ユニットを設けているとはいえ、多様な運転
台の高さに対応しきれていない。よって、運転台の高さ
と作動する収受ユニットの高さが一致しない場合、操作
性が不十分になるという問題がある。

【０００８】また、上述した運転台の代りにサイドミラ
ーを検出する方法では、車両の先端から出張ったサイド
ミラー（フェンダミラー）に限りラインセンサなどで車
両を斜視して検知するものであり、車両の検出が限定さ
れるという問題がある。本発明の目的は、運転台の高さ
にリンクした収受ユニットの高さの位置決めを行なえる
自動料金収受システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の自動料金収受システムは以下
の如く構成されている。本発明の自動料金収受システム
は、通行車両の料金収受を行なう自動料金収受システム
において、前記車両の進入路を挟み対峙して設置され、
発光および受光することで光学的に前記車両の形状を検
出する一対の車両検出手段と、これら一対の車両検出手
段の上部に各々少なくとも一つ設けられ、発光および受
光することで光学的に前記車両の車高を検出する車高検
出手段と、前記一対の車両検出手段のなす光軸下におけ
る路面に埋設され、前記車両の車種を判別する車種判別
手段と、前記車両検出手段、前記車高検出手段および前
記車種判別手段から取得した情報を基に前記車両の運転
台の窓の高さを判別する判別手段と、この判別手段で判
別された前記車両の運転台の窓の高さに料金収受機能を
追従させるよう制御する制御手段と、から構成されてい
る。

【００１０】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。本発明の自動料金収受システムは、前記車両検
出手段、前記車高検出手段および前記車種判別手段から
取得した情報を基に前記車両の運転台の窓の高さを判別
し、その高さに料金収受機能を追従させるよう制御する
ので、従来のように自動料金収受機の収受ユニットの高
さを単に車種で区分して段階毎に選択するのではなく、
各車両の運転台の高さを測定し、その高さに追従して制
御することになる。すなわち、車種と運転台の高さにリ
ンクして収受ユニットの高さ方向の位置決めがなされる
ことになり、自動料金収受機の操作性が著しく向上す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る自動料金収受システムの構成を示す図である。
なお、図１において図１０と同一な部分には同一符号を
付してある。図１において、車両検出器１（発光側）お
よび車両検出器２（受光側）は柱状をなしている。車両
検出器１，２には、その高さ方向に沿って複数の光電ス
イッチ３（Ｐ１〜Ｐｎ）が設けられている。これら車両
検出器１，２は、車両進入路４を挟み、対峙して設置さ
れている。車両検出器１，２のなす光軸下の路面には、
踏板５が埋設されている。

【００１２】車両検出器１，２は、それぞれ高さ方向に
配設された複数の光電スイッチ３（Ｐ１〜Ｐｎ）によ
り、路面の垂直方向へ光スクリーン６を張りめぐらせて
いる。この光スクリーン６の検出エリヤ（高さ）は、路
面付近から大型車の車高までを補うことができる。なお
光電スイッチ３は、時分割で高速に繰返し走査される。
踏板５は車両検出器１およびケーブル８１を介して処理
装置７に接続されている。また車両検出器１は、ケーブ
ル８１を介して処理装置７に接続されており、処理装置
７はケーブル８２を介して自動料金収受機９に接続され
ている。車両検出器２は、図示しないケーブルおよびケ
ーブル８１を介して処理装置７に接続されている。

【００１３】踏板５は車両１０の通過中に、その車両の
軸数、輪数、トレット等の車種判別要因を計測し、車種
を自動的に判別するものである。これら車両検出器１，
２および踏板５からの出力信号は、処理装置７で処理さ
れ、自動料金収受機９にて車種に応じた料金を表示し、
料金の自動収受を行なう。自動料金収受機９の進入路４
側には、通行券、紙幣、硬貨などの入出のための収受ユ
ニット９１〜９３が上下方向に配設されている。

【００１４】なお収受ユニット９１〜９３は、自動料金
収受機９の上、中、下段に計三体設けてられている。こ
れら収受ユニット９１〜９３は、判別された車種に応じ
て三体のうち用いるものを適宜選択的に切替えることが
できる。なお、収受ユニットの数は三体に限らない。ま
た一体の収受ユニット（９２）を設け、上下方向へスラ
イドするよう制御するようにしてもよい。

【００１５】図２は、当該自動料金収受システムの信号
処理ブロック図である。処理装置７において、ラインメ
モリ７１は比較回路７２を介してフレームメモリ７３に
接続されているとともに、フレームメモリ７３に直接接
続されている。さらに、比較回路７２は走査回路７４を
介して車両検出器２に接続されている。またフレームメ
モリ７３はパターン識別回路７５と車種判別回路７６に
接続されていおり、パターン識別回路７５は料金収受機
９に接続されている。車種判別回路７６は踏板５と料金
収受機９に接続されており、踏板５はフレームメモリ７
３に接続されている。車両検出器２の光電スイッチＰ１
〜Ｐｎは、各々ラインメモリ７１に接続されている。

【００１６】図２において、車両検出器１，２（１は不
図示）の光電スイッチＰ１〜Ｐｎは、走査回路７４によ
り高速に切替え走査される。光電スイッチＰ１〜Ｐｎか
らの受光出力は、１走査毎にラインメモリ７１に一旦記
憶され、１ライン毎に比較回路７２へ転送される。この
とき比較回路７２は、受け入れたデータと前ラインのデ
ータとを比較し、変化がある場合のみ前記受け入れたデ
ータをフレームメモリ７３へ転送する。この処理は車両
が渋滞したときの、データ毎の補正である。この比較を
１回毎に行なうか数回（ｎ回目）毎に行なうかは、車両
の速度と走査回数の関係で決める。以上の動作により、
フレームメモリ７３には車両のシルエットが記録され、
そのシルエット情報がパターン識別回路７５と車種判別
回路７６へ出力される。本第１の実施の形態では、踏板
５の軸信号出力もフレームメモリ７３に記録される。

【００１７】図３の（ａ）〜（ｄ）は、実車シルエット
の測定記録を示す図である。図３の（ａ）と（ｂ）は、
乗用車などボンネット型の例を示しており、図３の
（ｃ）と（ｄ）はボンネットの無い型のワンボック車
（ワゴン、バスなど）やトラックの例を示している。

【００１８】ボンネット型の車の特徴は、車両の１軸目
までがボンネットであり、１軸から２軸の間に運転台の
窓がある。またボンネットの高さと窓の高さは、ほぼ一
致している。またボンネット型以外の車の特徴は、車両
の１軸目までに運転台の窓がある。このため、エリヤセ
ンサ型の車両検出器１，２による光スクリーン６の検出
範囲が、最大車高より十分広い場合、このシルエットに
集約される。これらの特徴を利用し、以下に示すパター
ン識別回路７５のソフトウェア処理により、運転台の窓
の高さの検出を行なう。

【００１９】図４は、処理装置７のパターン識別回路７
５による処理手順を示すフローチャートである。以下、
図４を基にパターン識別回路７５の処理手順を説明す
る。まずステップＳ１で、画像の切り出しを行なう。初
めに１軸目までの車両のシルエットを切り出す。図５
は、その切り出しパターンを示す図であり、図５の
（ａ）はボンネット型の車の場合、図５の（ｂ）はボン
ネット型以外の車であり窓のある場合を示している。

【００２０】次にステップＳ２で、切り出したパターン
から輪郭の抽出を行ない、車両のシルエットを切り出
す。このとき、外輪郭におけるサイドミラーやフェンダ
ミラーなどの突出部（図３の（ｃ）と（ｄ）に示され
る）などの“黒”の部分、すなわち遮光された部分で画
素がほとんど連なっていない部分などを切り捨てる。

【００２１】また、内輪郭が示す窓の部分すなわち光ビ
ームが透過した部分である“白”の内部において、運転
台内部の障害物（運転手、ハンドル等）を示す“黒”が
点在している部分も切り捨てる。そして、“黒”または
“白”の部分で、タテ、ヨコ、斜めを含め画素が連なっ
て部分を輪郭とする。なお“白”の輪郭内の画素数（面
積）は、所定画素数以上を有効とし、窓の大きさと障害
物を考慮して決める。

【００２２】次にステップＳ３で、“黒”の輪郭内にお
ける“白”の有無を判定する。ここで“白”が有効画素
数あれば“窓”有りとし、ボンネット型車以外であると
する。また“白”が有効画素数無ければ、ボンネット型
車とする。“窓”有りすなわちボンネット型車以外の場
合、ステップＳ４で、“白”の最低部を運転台の高さと
する。またボンネット型車であれば、ステップＳ５で
“黒”の最高部をもってボンネットの高さ、すなわち運
転台の高さとする。なおボンネット型車の場合、１軸か
ら２軸の間の窓を同様の方法で切り出し、運転台を識別
するようにしてもよい。

【００２３】従来では、料金収受機９の複数個の収受ユ
ニット９１〜９３の選択が車種区分で行なわれていたの
に対し、本第１の実施の形態では個々の車両の運転台の
高さを各々測定して、その高さに応じて動作させる収受
ユニット９１〜９３を選択するか、あるいは前記高さに
応じて一体の収受ユニット（９２）を上下方向へスライ
ドさせることでその高さを可変制御できるため、料金収
受機の操作性が著しく改善できる。

【００２４】（第１の実施の形態の作用効果） (1) エリヤセンサが全車種の車高をカバーできるくらい
十分広い場合、車両検出器１，２の光スクリーン６のエ
リヤは十分広いので、全ての車両の側面シルエットを捉
えることができる。 (2) 全ての車両の運転台には窓があり、窓の高さは運転
手が“手”を操作しやすい高さに設計されている。ま
た、窓はガラスの有無にかかわらず光ビームを通すた
め、窓の透過パターンを必ずキャッチすることができ
る。 (3) 車両検出器１，２と踏板５は上下同位置関係にある
ので、軸位置と窓の配置の関係が検知できる。 (4) 運転台の窓は、ボンネット型車以外は必ず１軸目の
前にある。ボンネット型車は１軸目までには窓はない
が、１軸目のボンネット高さがシルエットから検知で
き、ボンネットの高さと運転台の窓の高さはほぼ一致し
ている。また、１軸目までに窓パターンが検知できない
場合、１軸から２軸の間の窓パターンの先頭を運転台と
することもできる。 (5) 車両のシルエットから窓パターンの抽出が画像処理
により行なわれる。窓パターンには運転手その他の陰も
記録されているが、最下点が窓の高さである。窓の高さ
は全車両について測定できるため、個々の車両の運転台
に合わせて料金収受装置の収受ユニットの高さを制御す
ることが可能になる。

【００２５】（第２の実施の形態）図６は、本発明の第
２の実施の形態に係る自動料金収受システムの構成を示
す図である。なお、図６において図１，図１０と同一な
部分には同一符号を付してある。図６においては、車両
検出器（エリヤセンサ）１（発光側），２（受光側）の
上部に、それぞれ光学的に車高を検出する車高検出器２
１（発光側），２２（受光側）が１台づつまたは複数台
づつ増設されている。

【００２６】図７は、増設された車高検出器２１，２２
の回路接続を示した当該自動料金収受システムの信号処
理ブロック図である。図７において図２と同一な部分に
は同一符号を付してある。フレームメモリ７３には車高
検出器２１、２２が接続されており、車高検出器２１、
２２からフレームメモリ７３へ並列に車高検知信号Ｓ１
が取込まれる。

【００２７】図８の（ａ）および（ｂ）は、実車シルエ
ットの測定記録を示す図であり、図８の（ａ）は車両の
１軸目までに車高検知信号Ｓ１が“無い”場合を示して
おり、（ｂ）は車両の１軸目までに車高検知信号Ｓ１が
“有る”場合を示している。なお、図８の（ａ）および
（ｂ）において踏板信号Ｓ２は、踏板５から出力される
信号である。

【００２８】図９の（ａ），（ｂ）は、それぞれ図８の
（ａ），（ｂ）の測定記録から踏板５により検出された
車両の１軸目までの画像を切り出したパターンを示す図
である。図９の（ａ）は車高検知信号Ｓ１が“無い”場
合を示しており、図９の（ｂ）は車高検知信号Ｓ１が
“有る”場合を示している。図９の（ａ）では窓の一部
“白”が検出されており、図９の（ｂ）では窓が検出さ
れず全て“黒”である。ただし図９の（ｂ）では、右下
コーナに一部車体が欠ける“白”部分がある。これはボ
ンネットの高さより十分低いため（図３の（ａ）（ｂ）
参照）、切り捨てるかまたは“黒”とみなす。

【００２９】上記第１の実施の形態で図５に示したと同
様に輪郭抽出を行なうが、輪郭がエリヤセンサの上限
（Ｙmax ）にクロスした場合、それ以上は“黒”とみな
し、“黒”輪郭内の“白”有無の判定に入る。また、エ
リヤセンサの上限（Ｙmax ）以下に“白”の有無を判定
し、“有”の場合はその最低部を運転台の高さとする。
ここで“白”の有無が“無”であり全て“黒”の場合
は、運転台高さはＹmax 以上となるが、車高検知信号の
有無で２区分に分類される。車高検出器２１，２２を発
光側と受光側にそれぞれ複数設ければ、さらに細区分で
きる。

【００３０】（第２の実施の形態の作用効果） (1) エリヤセンサが全車種の車高をカバーできるくらい
広いタイプのセンサは高価であるので、上方は１〜２台
の車高検出器で代用することもできる。 (2) 車種別の普及比率は普通乗用車、普通トラック（積
載重量５トン未満）が約９０％である。このクラスの運
転台高さは２ｍ未満であり、この範囲をエリヤセンサで
カバーし、残りの車種は車高検出器で従来通り区分化す
る。これは現実的な実施例である。 (3) 車高検出器に充電スイッチを用いてもよい。この場
合一部の範囲の窓高さの検出精度が低下するほかは、第
１の実施の形態と同様の作用を奏する。

【００３１】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。

【００３２】実施の形態に示された自動料金収受システ
ムは、通行車両の料金収受を行なう自動料金収受システ
ムにおいて、前記車両１０の進入路４を挟み対峙して設
置され、発光および受光することで光学的に前記車両１
０の形状を検出する一対の車両検出手段（１，２）と、
これら一対の車両検出手段（１，２）の上部に各々少な
くとも一つ設けられ、発光および受光することで光学的
に前記車両の車高を検出する車高検出手段（２１，２
２）と、前記一対の車両検出手段（２１，２２）のなす
光軸下における路面に埋設され、前記車両１０の車種を
判別する車種判別手段（５）と、前記車両検出手段
（１，２）、前記車高検出手段（２１，２２）および前
記車種判別手段（５）から取得した情報を基に前記車両
１０の運転台の窓の高さを判別する判別手段（７）と、
この判別手段（７）で判別された前記車両１０の運転台
の窓の高さに料金収受機能（９１〜９３）を追従させる
よう制御する制御手段（９）と、から構成されている。

【００３３】このように上記自動料金収受システムにお
いては、前記車両検出手段（１，２）、前記車高検出手
段（２１，２２）および前記車種判別手段（５）から取
得した情報を基に前記車両１０の運転台の窓の高さを判
別し、その高さに料金収受機能（９１〜９３）を追従さ
せるよう制御するので、従来のように自動料金収受機９
の収受ユニット９１〜９３の高さを単に車種で区分して
段階毎に選択するのではなく、各車両１０の運転台の高
さを測定し、その高さに追従して制御することになる。
すなわち、車種と運転台の高さにリンクして収受ユニッ
ト９１〜９３の高さ方向の位置決めがなされることにな
り、自動料金収受機９の操作性が著しく向上する。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、運転台の高さにリンク
した収受ユニットの高さの位置決めを行なえる自動料金
収受システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動料金収受
システムの構成を示す図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る自動料金収受
システムの信号処理ブロック図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る実車シルエッ
トの測定記録を示す図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るパターン識別
回路による処理手順を示すフローチャート。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る車両のシルエ
ットの切り出しパターンを示す図。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る自動料金収受
システムの構成を示す図。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る自動料金収受
システムの信号処理ブロック図。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る実車シルエッ
トの測定記録を示す図。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る車両の１軸目
までの画像を切り出したパターンを示す図。

【図１０】従来例に係る車種判別装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…車両検出器（発光側） ２…車両検出器（受光側） ２１…車高検出器 ２２…車高検出器 ３（Ｐ１〜Ｐｎ）…光電スイッチ ４…車両進入路 ５…踏板 ６…光スクリーン ７…処理装置 ８１…ケーブル ８２…ケーブル ９…自動料金収受機 ９１…収受ユニット ９２…収受ユニット ９３…収受ユニット １０…車両 ７１…ラインメモリ ７２…比較回路 ７３…フレームメモリ ７４…走査回路 ７５…パターン識別回路 ７６…車種判別回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通行車両の料金収受を行なう自動料金収受
   システムにおいて、 前記車両の進入路を挟み対峙して設置され、発光および
   受光することで光学的に前記車両の形状を検出する一対
   の車両検出手段と、 これら一対の車両検出手段の上部に各々少なくとも一つ
   設けられ、発光および受光することで光学的に前記車両
   の車高を検出する車高検出手段と、 前記一対の車両検出手段のなす光軸下における路面に埋
   設され、前記車両の車種を判別する車種判別手段と、 前記車両検出手段、前記車高検出手段および前記車種判
   別手段から取得した情報を基に前記車両の運転台の窓の
   高さを判別する判別手段と、 この判別手段で判別された前記車両の運転台の窓の高さ
   に料金収受機能を追従させるよう制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする自動料金収受システム。