JPH11232587A - Detecting device, vehicle measuring instrument, axle detecting device, and pass charge calculating device - Google Patents

Detecting device, vehicle measuring instrument, axle detecting device, and pass charge calculating device

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JPH11232587A
JPH11232587A JP10032641A JP3264198A JPH11232587A JP H11232587 A JPH11232587 A JP H11232587A JP 10032641 A JP10032641 A JP 10032641A JP 3264198 A JP3264198 A JP 3264198A JP H11232587 A JPH11232587 A JP H11232587A
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light
axle
vehicle
detection
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Chuichi Ueda
忠一 上田
Kenji Takemura
賢治 武村
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detecting device which is easily installed and maintained and high in precision and can detect an object such as a tire. SOLUTION: The photodetection position of photodetected reflected light is different among a case wherein light is projected on a road surface 12 on which a vehicle 4 is absent, a case wherein the light is projected on a tire 15 of the vehicle 44 on the road surface 12, and a case wherein the light is projected on the body 17 of the vehicle 14 on the road surface 12, so reference position data corresponding to the object of detection is previously stored and position data on a measured reflection point is compared with the stored reference position data to decide that the object of detection is present when both the position data are sufficiently similar to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両のタ
イヤ(車軸)などの対象物を検出するのに好適な検出装
置、それを用いた車両計測装置および車軸検出装置並び
に通過料金算出装置に関し、さらに詳しくは、有料道路
や有料駐車場などにおいて、車両の車軸を検出し、それ
に基づいて車種を判別して料金を収受する料金収受シス
テムなどに好適な検出装置、車両計測装置、車軸検出装
置および通過料金算出装置に関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detecting device suitable for detecting an object such as a tire (axle) of a vehicle, a vehicle measuring device and an axle detecting device using the same, and a toll calculating device. More specifically, a detecting device, a vehicle measuring device, and an axle detecting device suitable for a toll collection system that detects an axle of a vehicle on a toll road, a toll parking lot, and the like, determines a vehicle type based on the axle, and receives a toll. And toll calculation device

【0002】。[0002]

【従来の技術】有料道路、有料駐車場等の料金収受シス
テムにおいては、通過車両の車種判別を行い、車種の応
じて料金を徴収する。自動的に車種を判別する方法とし
ては、車両の軸数(走行方向のタイヤの数)を検出し
て、その軸数より判別する方法がある。
2. Description of the Related Art In a toll collection system for a toll road, a toll parking lot, or the like, the type of a passing vehicle is determined, and a fee is collected according to the type of the vehicle. As a method of automatically discriminating a vehicle type, there is a method of detecting the number of axes of a vehicle (the number of tires in a traveling direction) and discriminating from the number of axes.

【0003】この種の従来の車軸検出装置としては、道
路に踏み板を埋設し、踏み板スイッチのオン/オフで車
軸を検出するもの、通過車両のタイヤ付近をカメラで撮
像し、タイヤの輪郭を画像認識処理で検出するもの(特
開平3−260897号)などがある。
A conventional axle detecting device of this type is one in which a tread is buried in a road and the axle is detected by turning on / off a tread switch. There is one that is detected by recognition processing (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-260897).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車軸検
出装置のうち、踏み板スイッチを使用するものは、踏み
板を道路に埋設しなければならないため、機器据え付け
時には、長時間の車両通行止めを行わなければならな
い、高架橋に料金所を設置した高速道路での使用は困難
である。また、踏み板での計測は、タイヤが踏圧するこ
とにより行われる接触方式のため、耐用期間が著しく短
く、運用期間中で定期的に踏み板の交換が必要になると
いう問題があった。
Among the above-described conventional axle detecting devices, those using a tread switch require that the tread be buried in the road, so that when the equipment is installed, the vehicle must be closed for a long time. It is difficult to use on expressways that have toll gates installed in viaducts. In addition, since the measurement with the tread is a contact method performed by pressing the tire, the service life is extremely short, and there is a problem that the tread needs to be periodically replaced during the operation period.

【0005】また、車両の画像をカメラで読み取り、タ
イヤの輪郭を画像処理により認識する方法は、タイヤと
その他の車体部分、路面との境界認識が困難であり、画
像処理に非常に高精度が要求されるという問題がある。
In the method of reading an image of a vehicle with a camera and recognizing the outline of the tire by image processing, it is difficult to recognize the boundary between the tire and other vehicle parts and the road surface, and the image processing is extremely accurate. There is a problem that is required.

【0006】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、設置、メンテナンスが容易で、精度高く、タ
イヤなどの対象物を検出できる検出装置、それを用いた
車両計測装置、車軸検出装置および通過料金算出装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is a detector which can be easily installed and maintained, can detect an object such as a tire with high accuracy, and a vehicle measuring device using the same. It is an object to provide an axle detection device and a toll calculation device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

【0008】すなわち、請求項1の本発明の検出装置
は、所定のパターンの光を対象物に投光する投光手段
と、その反射光を受光する受光手段と、受光した反射光
の受光位置に応じた位置データを算出する位置データ算
出手段と、予め対象物に対応した基準位置データが記憶
される記憶手段とを備え、前記算出された位置データと
予め記憶されている基準位置データとを比較することに
よって、対象物を検出するものである。
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a detecting device for projecting a predetermined pattern of light to an object, a light receiving device for receiving the reflected light, and a light receiving position of the received reflected light. Position data calculating means for calculating the position data according to, and storage means for storing the reference position data corresponding to the object in advance, the calculated position data and the reference position data stored in advance The object is detected by the comparison.

【0009】請求項2の本発明の検出装置は、請求項1
の構成において、受光面が互いに異なった方向を向いた
複数の前記受光手段を備え、前記複数の受光手段には、
当該検出装置の近傍を向いた受光手段と遠方を向いた受
光手段とが含まれるものである。
According to the second aspect of the present invention, there is provided the detection apparatus according to the first aspect.
In the configuration of, comprises a plurality of light receiving means whose light receiving surfaces face different directions, the plurality of light receiving means,
It includes a light receiving means facing the detection device and a light receiving means facing far away.

【0010】請求項3の本発明の検出装置は、請求項1
または2の構成において、少なくとも前記投光手段およ
び前記受光手段が収納されるケースを備え、該ケース
は、内方に窪んだ窪み部を有し、前記投光手段および前
記受光手段は、前記窪み部に設置された光学窓を介して
それぞれ投光および受光するものである。
A third aspect of the present invention provides a detection apparatus according to the first aspect.
In the configuration of or 2, the apparatus further includes a case in which at least the light projecting means and the light receiving means are housed, the case has a concave portion which is depressed inward, and the light projecting means and the light receiving means are provided with the concave part. Light is projected and received through an optical window installed in the unit.

【0011】請求項4の本発明の検出装置は、請求項1
ないし3のいずれかの構成において、前記投光手段によ
る投光方向を、前記対象物の移動方向に対して直交しな
いように該移動方向に対して傾けて設置したものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the detection apparatus according to the first aspect.
In any one of the constitutions (1) to (3), the light projection direction of the light projecting means is inclined with respect to the moving direction of the object so as not to be orthogonal to the moving direction of the object.

【0012】請求項5の本発明の検出装置は、請求項1
ないし4のいずれかの構成において、対象物が検出され
ている期間を計測する検出期間計測手段と、対象物の速
度を検出する速度検出手段と、検出された対象物の速度
と計測された検出期間とから対象物の大きさを算出する
大きさ算出手段とを備えている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the detection apparatus according to the first aspect.
In any one of the constitutions (1) to (4), detection period measuring means for measuring a period during which the object is detected, speed detecting means for detecting the speed of the object, speed of the detected object and the detected detection Size calculating means for calculating the size of the object from the period.

【0013】請求項6の本発明の車両計測装置は、請求
項1ないし5のいずれかに記載の検出装置と、この検出
装置によって得られる路面および車両のボディの両位置
データに基づいて、路面から車両のボディまでの高さを
計測する高さ計測手段とを備えている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vehicle measuring apparatus, comprising: a detecting device according to any one of the first to fifth aspects; and a road surface and a vehicle body position data obtained by the detecting device. Height measuring means for measuring the height from the vehicle to the body of the vehicle.

【0014】請求項7の本発明の車軸検出装置は、請求
項1ないし5のいずれかに記載の検出装置と、この検出
装置によって検出される対象物としての車軸の検出間隔
を計測する検出間隔計測手段と、車速を検出する車速検
出手段と、検出された車速と計測された車軸の検出間隔
とから軸距離を算出する軸距離算出手段とを備えてい
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an axle detecting apparatus according to any one of the first to fifth aspects, and a detecting interval for measuring a detecting interval of an axle as an object detected by the detecting apparatus. The vehicle includes a measuring means, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a shaft distance calculating means for calculating a shaft distance from the detected vehicle speed and the measured axle detection interval.

【0015】請求項8の本発明の車軸検出装置は、請求
項1ないし5のいずれかに記載の検出装置と、この検出
装置からの車両および車軸の検出出力に基づいて軸数を
計測する軸数計測手段とを備えている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an axle detecting device according to any one of the first to fifth aspects, and an axle for measuring the number of axles based on detection outputs of the vehicle and the axle from the detecting device. Number counting means.

【0016】請求項9の本発明の通過料金算出装置は、
請求項1ないし5のいずれかに記載の検出装置と、この
検出装置によって検出した車軸データに基づいて車両の
通過料金を算出する料金算出手段とを備えている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided
A detecting device according to any one of claims 1 to 5, and a fee calculating means for calculating a vehicle toll based on axle data detected by the detecting device.

【0017】請求項1の本発明によれば、予めタイヤな
どの検出すべき対象物に対応する基準位置データを記憶
しておき、受光した反射光の受光位置から算出される位
置データと、前記基準位置データとを比較することによ
り、対象物を検出するので、設置やメンテナンスが容易
で、しかも、精度高く対象物を検出できる。
According to the first aspect of the present invention, reference position data corresponding to an object to be detected such as a tire is stored in advance, and position data calculated from a light receiving position of the received reflected light; Since the object is detected by comparing with the reference position data, installation and maintenance are easy, and the object can be detected with high accuracy.

【0018】請求項2の本発明によれば、少なくとも近
傍位置と遠方位置とに対応した複数の受光手段を備えて
いるので、広い検出範囲で対象物を確実に検出すること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, since a plurality of light receiving means corresponding to at least the near position and the far position are provided, the object can be reliably detected in a wide detection range.

【0019】請求項3の本発明によれば、ケースの窪み
部に光学窓を設置しているので、光学窓に雨や泥なとが
付着しにくくなるとともに、周囲光が入射しにくくな
り、高精度で検出できる。
According to the third aspect of the present invention, since the optical window is provided in the recess of the case, it is difficult for rain and mud to adhere to the optical window, and it is difficult for ambient light to enter. Can be detected with high accuracy.

【0020】請求項4の本発明によれば、投光手段によ
る投光方向を、対象物の移動方向に対して直交しないよ
うに該移動方向に対して傾けて設置したので、対象物以
外で反射した迷光の影響を低減できることになる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the light projecting direction by the light projecting means is set so as to be inclined with respect to the moving direction of the object so as not to be orthogonal to the moving direction of the object, the light projecting means is provided for other than the object. The effect of the reflected stray light can be reduced.

【0021】請求項5の本発明によれば、対象物が検出
されている検出期間と、対象物の速度とから対象物の大
きさを検出することができる。
According to the present invention, the size of the object can be detected from the detection period during which the object is detected and the speed of the object.

【0022】請求項6の本発明によれば、本発明の検出
装置で得られる路面および車両のボディの両位置データ
に基づいて、路面から車両のボディまでの高さを検出で
きることになる。
According to the present invention, the height from the road surface to the body of the vehicle can be detected based on both the position data of the road surface and the position data of the vehicle body obtained by the detection device of the present invention.

【0023】請求項7の本発明によれば、本発明の検出
装置によって検出される車軸の検出間隔と車速とによっ
て軸距離を検出できることになる。
According to the seventh aspect of the present invention, the axial distance can be detected by the detection interval of the axle and the vehicle speed detected by the detection device of the present invention.

【0024】請求項8の本発明によれば、本発明の検出
装置によって検出される車両および車軸に基づいて車両
の軸数を検出できることになる。
According to the present invention, the number of axles of the vehicle can be detected based on the vehicle and the axle detected by the detecting device of the present invention.

【0025】請求項9の本発明によれば、本発明の検出
装置によって検出された車軸データに基づいて車種を判
別して車両の通過料金を算出できることになる。
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to determine the vehicle type based on the axle data detected by the detection device of the present invention and calculate the toll for the vehicle.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面によって、本発明の実
施の形態について、詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明の一つの実施の形態に係る
車軸検出装置1を料金所に設置した状態を示す概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which an axle detecting device 1 according to one embodiment of the present invention is installed at a tollgate.

【0028】この実施の形態の車軸検出装置1は、料金
所のブース2が設置されているアイランド3上の進入口
寄りに設けられており、通過する車両4の車種判別のた
めに、車両4の車軸(タイヤ数)を後述のようにして検
出するものである。
The axle detecting device 1 of this embodiment is provided near an entrance on an island 3 where a booth 2 of a tollgate is installed. Is detected as described later.

【0029】図2は、この車軸検出装置1の概略断面図
であり、図3は、その内部構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the axle detecting device 1, and FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration thereof.

【0030】この実施の形態の車軸検出装置1は、路面
12または車両4に対して光束を道路横断方向に沿っ
て、すなわち、車両4の進行方向に対して垂直に走査す
る投光モジュール5と、走査された光束の反射光束を受
光して光量重心を算出する受光モジュール6と、光量重
心から三角測量により、路面または車両に照射された光
束のスポットから受光光学系までの距離と方向、すなわ
ち、路面または車両によって反射された反射点に応じた
位置を演算してXY座標に座標変換し、座標変換した位
置データと予め記憶されている車軸(タイヤ)に対応し
た基準位置データであるモデルデータとに基づいて、車
軸を検出する車軸検出モジュール7と、各部を制御する
とともに、外部装置に車軸検出結果を通信するための通
信制御を行う制御モジュール8と、各部に電源を供給す
る電源9,10と、それらを収納する筺体(ケース)と
から構成されている。
The axle detecting device 1 of this embodiment includes a light projecting module 5 which scans the road surface 12 or the vehicle 4 with a light beam in a direction transverse to the road, that is, perpendicularly to the traveling direction of the vehicle 4. A light receiving module 6 for receiving a reflected light beam of the scanned light beam and calculating a light quantity center of gravity, and a distance and direction from a light flux spot applied to a road surface or a vehicle to a light receiving optical system by triangulation from the light quantity center of gravity, Calculates the position corresponding to the reflection point reflected by the road surface or the vehicle, converts the coordinates into XY coordinates, and converts the coordinate-converted position data and prestored model data as reference position data corresponding to the axle (tire). And an axle detection module 7 for detecting an axle, and a control module for controlling each unit and performing communication control for communicating an axle detection result to an external device. And Yuru 8, a power supply 9 supplies power to each unit, and is configured from a casing for accommodating them (case).

【0031】ここで、この実施の形態の車軸検出の基本
的な考え方について、説明する。
Here, the basic concept of axle detection of this embodiment will be described.

【0032】図4は、光束を、路面12または車両(タ
イヤ、ボディ)4に対して走査した場合の一走査分の光
束の軌跡を模式的に示した図であり、走査領域に車両4
が存在しないときには、光束のスポット光点14は、全
て路面12上に照射されることになり、走査領域に車両
4のタイヤ15が存在するときには、光束のスポット光
点16は、路面12上に照射され、その途中から連続的
にタイヤ15の上方に向かって照射されることになり、
走査領域に車両4のボディ17が存在するときには、光
束のスポット光点18は、路面12上に照射されるとと
もに、一部が路面12から離れた位置あるボディ17に
照射されることになる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the trajectory of a light beam for one scan when the light beam is scanned on the road surface 12 or the vehicle (tire, body) 4.
Does not exist, all the spot light spots 14 of the light beam are radiated on the road surface 12, and when the tire 15 of the vehicle 4 is present in the scanning area, the spot light spot 16 of the light beam is It is irradiated, and it is irradiated continuously upward from the middle of the tire 15,
When the body 17 of the vehicle 4 exists in the scanning area, the spot light spot 18 of the light beam is radiated on the road surface 12 and a part thereof is radiated on the body 17 located at a position distant from the road surface 12.

【0033】図5は、これらスポット光点の位置デー
タ、すなわち、反射点の位置データをXY座標で表現し
た図であり、車両4が存在しないときには、光束のスポ
ット光点14は、全て路面上に照射されるので、同図
(A)に示されるようにY軸方向の座標は、すべて0と
なって高さ成分がなく、X軸方向に沿って変化すること
になり、車両4のタイヤ15が存在するときには、光束
のスポット光点16は、路面12上に照射されてその途
中から連続的にタイヤ15の上方に向かって照射される
ので、同図(B)に示されるように、X軸方向に沿って
変化した後、途中からY軸方向に沿って変化することに
なり、車両4のボディ17が存在するときには、光束の
スポット光点18は、路面12上に照射されるととも
に、一部が路面12から離れた位置ある上方のボディ1
7に照射されるので、X軸方向に沿って変化するととも
に、途中から間隔をあけてY軸方向にも変化することに
なる。
FIG. 5 is a diagram in which the position data of these spot light spots, that is, the position data of the reflection points are expressed by XY coordinates. When the vehicle 4 is not present, the spot light spots 14 of the light flux are all on the road surface. (A), the coordinates in the Y-axis direction are all zero, have no height component, and change along the X-axis direction, as shown in FIG. When 15 is present, the spot light spot 16 of the luminous flux is radiated on the road surface 12 and radiated continuously upward from the middle thereof, so as shown in FIG. After changing along the X-axis direction, it changes along the Y-axis direction from the middle, and when the body 17 of the vehicle 4 is present, the spot light spot 18 of the light beam is irradiated onto the road surface 12 and , Part from road surface 12 Upper body 1 in position
Since the light is irradiated to the light source 7, it changes along the X-axis direction, and also changes in the Y-axis direction at intervals from the middle.

【0034】このように、光束を、路面12、車両4の
タイヤ15あるいは車両4のボディ17に対してそれぞ
れ走査した場合に得られる反射点に対応する位置データ
のパターンは、明確に相違するものであり、そこで、こ
の実施の形態では、車両のタイヤが存在する状態で、光
束を走査したときに得れる図5(B)に示されるような
反射点の位置データを基準となるモデルデータとして予
め記憶しておき、光束のスポット光点の位置データを計
測し、計測した位置データのパターンと、予め記憶した
タイヤが存在するときのモデルデータのパターンとを比
較して類似しているときに、車両のタイヤであると判定
する、すなわち、車軸を検出するものである。
As described above, the pattern of the position data corresponding to the reflection point obtained when the light beam is scanned on the road surface 12, the tire 15 of the vehicle 4, or the body 17 of the vehicle 4, respectively, is clearly different. Therefore, in this embodiment, position data of a reflection point as shown in FIG. 5B obtained when a light beam is scanned in a state where a vehicle tire is present is used as model data serving as a reference. It is stored in advance, the position data of the spot light spot of the light beam is measured, and the pattern of the measured position data is compared with the pattern of the model data when the tire stored in advance is present. It is determined that the tire is a vehicle tire, that is, an axle is detected.

【0035】再び図3を参照して、投光モジュール5
は、レーザダイオード(LD)19と、レーザダイオー
ド19をパルス変調駆動するLD駆動回路20と、レー
ザダイオード19から出射された光を平行光へと変換す
る投光レンズ(コリメータ)21と、投光レンズ21に
より変換された平行光を道路横断方向に沿って走査する
ポリゴンミラー22と、ポリゴンミラー22を回転させ
るポリゴンモータ駆動回路23と、一走査毎のタイミン
グを発生する走査タイミング回路24とを備えている。
Referring again to FIG.
A laser diode (LD) 19, an LD drive circuit 20 for pulse-modulating the laser diode 19, a light projecting lens (collimator) 21 for converting light emitted from the laser diode 19 into parallel light, A polygon mirror 22 that scans the parallel light converted by the lens 21 along the road crossing direction, a polygon motor drive circuit 23 that rotates the polygon mirror 22, and a scan timing circuit 24 that generates a timing for each scan are provided. ing.

【0036】なお、スポット光を走査する手段として
は、平面ミラーをガルバノモータによって往復回転させ
てもよい。
As a means for scanning the spot light, a plane mirror may be reciprocated by a galvano motor.

【0037】走査タイミング回路24は、図6に示すよ
うなセンサ部25とタイミング発生部26とからなり、
センサ部25は、ポリゴンミラー22に向けて光を投光
する投光回路27、投光素子28および投光レンズ29
からなる投光部を備えるとともに、ポリゴンミラー22
からの反射光を受ける受光レンズ30、受光素子31お
よび受光回路32からなる受光部を備えている。ポリゴ
ンミラー22は、矢符Aで示されるように回転している
ので、反射光は、同図(B)に示されるように、ある決
まった角度にポリゴンミラー22が位置したときだけ受
光部に入射される。したがって、受光部は、一走査に一
回、反射光が入射したときに信号を出力する。なお、走
査タイミング回路は、エンコーダを用いて一走査毎にタ
イミング信号を生成するようにしてもよい。
The scanning timing circuit 24 comprises a sensor unit 25 and a timing generation unit 26 as shown in FIG.
The sensor unit 25 includes a light emitting circuit 27 that emits light toward the polygon mirror 22, a light emitting element 28, and a light emitting lens 29.
And a light projecting section made of
And a light receiving unit including a light receiving element 30, a light receiving element 31, and a light receiving circuit 32. Since the polygon mirror 22 is rotating as indicated by the arrow A, the reflected light is transmitted to the light receiving portion only when the polygon mirror 22 is positioned at a certain angle as shown in FIG. Incident. Therefore, the light receiving section outputs a signal once in one scan when reflected light enters. Note that the scan timing circuit may generate a timing signal for each scan using an encoder.

【0038】受光モジュール6は、この実施の形態で
は、図2に示されるように、近傍と遠方とに対応して2
つの受光手段33,34を備えており、各受光手段3
3,34は、図3に示されるように光学フィルタ35,
36と、走査された光束の反射光束を受光する受光素子
としてPSD(Position Sensitive Device)37,3
8と、反射光束を前記PSD37,38上に集光する光
学レンズ39,40と、反射光束の光量重心を演算する
重心演算回路41,42とをそれぞれ備えている。な
お、図2に示される遠方の検出領域S2に対応する受光
手段34のレンズ径は、近傍の検出領域S1に対応する
受光手段33のレンズ径よりも大きくなっている。ま
た、この実施の形態では、上方から投光し、下方の受光
手段33,34で受光するようにしており、これによっ
て、受光手段の受光量を多くとって検出精度を高めるよ
うにしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the light receiving module 6 has two
And three light receiving means 33 and 34.
3, 34 are optical filters 35, as shown in FIG.
36, and PSDs (Position Sensitive Devices) 37, 3 as light receiving elements for receiving reflected light beams of the scanned light beams.
8, optical lenses 39 and 40 for condensing the reflected light flux on the PSDs 37 and 38, and gravity center calculation circuits 41 and 42 for calculating the light quantity gravity center of the reflected light flux, respectively. The lens diameter of the light receiving means 34 corresponding to the far detection area S2 shown in FIG. 2 is larger than the lens diameter of the light receiving means 33 corresponding to the near detection area S1. Further, in this embodiment, light is projected from above, and light is received by the light receiving means 33 and 34 below, whereby the amount of light received by the light receiving means is increased to increase detection accuracy.

【0039】各重心演算回路41,42は、PSD3
7,38からの2つの出力v1,v2をそれぞれ電流電圧
変換後増幅し、(v1−v2)/(v1+v2)の演算をそ
れぞれ行って演算結果であるPSDに集光する光量重心
を算出する。
Each of the center-of-gravity arithmetic circuits 41 and 42 is a PSD3
The two outputs v 1 and v 2 from 7, 38 are respectively subjected to current-to-voltage conversion and then amplified, and are subjected to the calculation of (v 1 −v 2 ) / (v 1 + v 2 ), respectively, and are condensed on the PSD which is the calculation result. The center of gravity of the light quantity to be calculated is calculated.

【0040】なお、受光素子として、CCDあるいはP
Dアレイを用いた場合は、重心演算回路において、素子
上の受光量の分布を用いることにより光量重心を演算す
る。
Note that a CCD or P
When the D array is used, the center of gravity of the light amount is calculated by using the distribution of the amount of received light on the element in the center of gravity calculation circuit.

【0041】この実施の形態では、図7に示されるよう
に、各モジュールを収納する筺体11は、路面に望む側
の面の一部が内方に窪んだ窪み部11a,11bを上下
に有しており、上方の窪み部11aには、投光モジュー
ル5のポリゴンミラー22に望む光学窓43が斜めに設
置される一方、下方の窪み部11bには、2つの受光手
段33,34に望む光学窓44が斜めに設置されてい
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the housing 11 for accommodating each module has upper and lower depressions 11a and 11b in which a part of the surface desired on the road surface is depressed inward. In the upper concave portion 11a, an optical window 43 desired for the polygon mirror 22 of the light projecting module 5 is installed obliquely, while in the lower concave portion 11b, two light receiving means 33 and 34 are desired. An optical window 44 is installed obliquely.

【0042】このように、筺体11の窪み部11a,1
1bに設置された光学窓43,44を介して投光あるい
は受光するので、雨や泥などが付着しにくいとともに、
周囲光が入射しにくく、精度の高い検出が行える。ま
た、光学窓43,44に、光触媒効果を有するコーティ
ングを行うことにより、排気ガスや雨あかなどによる汚
れを容易に落とせるようにしてもよい。
As described above, the recessed portions 11a, 1
Since light is emitted or received through the optical windows 43 and 44 installed in 1b, rain and mud do not easily adhere,
Ambient light is hardly incident, and highly accurate detection can be performed. Further, the optical windows 43 and 44 may be coated with a photocatalytic effect so that dirt such as exhaust gas and rain scales can be easily removed.

【0043】再び、図3を参照して、車軸検出モジュー
ル7は、重心データ格納部45,46と、基礎データ記
憶部47と、車軸検出演算部48との3つのブロックと
を備えている。
Referring to FIG. 3 again, the axle detection module 7 includes three blocks of a center-of-gravity data storage unit 45, 46, a basic data storage unit 47, and an axle detection calculation unit 48.

【0044】重心データ格納部45,46は、受光モジ
ュール6から出力される光量重心データを走査タイミン
グ回路24からの情報を用いて一走査毎に格納する。重
心データ格納部45,46は、デュアルポートメモリに
よって実現可能である。
The centroid data storage units 45 and 46 store the light quantity centroid data output from the light receiving module 6 for each scan using information from the scan timing circuit 24. The center-of-gravity data storage units 45 and 46 can be realized by a dual port memory.

【0045】基礎データ記憶部47は、距離演算・車軸
判定に用いるためのパラメータ値と上述のタイヤのモデ
ルデータとを記憶しており、必要時に車軸検出演算部4
8に記憶内容を受け渡す。基礎データ記憶部47として
は、例えばRAMやROMを用いる。EEPROMを用
いれば、車軸検出装置をフィールドに設置後も容易に保
持データを変更できるので、メンテナンスなどが容易と
なる。
The basic data storage unit 47 stores parameter values for use in distance calculation and axle determination and the above-described tire model data.
8 to pass the stored contents. As the basic data storage unit 47, for example, a RAM or a ROM is used. If the EEPROM is used, the stored data can be easily changed even after the axle detection device is installed in the field, so that maintenance and the like become easy.

【0046】DSPあるいはMPUなどで構成される車
軸検出演算部48は、重心データ格納部45,46に格
納されている1走査毎の光量重心データと走査タイミン
グ回路24の信号と基礎データ記憶部47に記憶してい
るパラメータ値とを用いて車軸を検出する演算を行い、
制御モジュール8に検出結果を出力する。車軸を検出す
る演算は、位置データとタイヤのモデルデータとのユー
クリッド距離の二乗の総和を相関値として用い、この値
がスレッシュレベルよりも小さくなるほど類似した場合
に、タイヤ、すなわち、車軸と検出するものである。
The axle detection / calculation section 48 composed of a DSP or an MPU includes a light quantity center of gravity data for each scan stored in the center of gravity data storage sections 45 and 46, a signal of the scan timing circuit 24, and a basic data storage section 47. Performs an operation to detect the axle using the parameter values stored in
The detection result is output to the control module 8. The calculation for detecting the axle uses the sum of the squares of the Euclidean distance between the position data and the model data of the tire as a correlation value. If the value is more similar to a value smaller than the threshold level, it is detected as a tire, that is, an axle. Things.

【0047】この車軸検出演算部48の動作をさらに詳
細に説明すると、先ず、光量重心データと演算のための
パラメータ値とによって、路面あるいは車両に結ばれる
光束のスポット光点の座標、すなわち、反射点の位置を
XY座標に変換した位置データを演算する。
The operation of the axle detection / calculation section 48 will be described in more detail. First, the coordinates of the spot light spot of the light flux connected to the road surface or the vehicle, that is, the reflection, are calculated based on the light quantity gravity center data and the parameter values for the calculation. The position data obtained by converting the position of the point into XY coordinates is calculated.

【0048】このX,Y座標変換式の導出について説明
する。
The derivation of the X, Y coordinate conversion formula will be described.

【0049】図8に示されるように、PSD受光面の中
心をQ(xQ,yQ)、レーザスポット光のPSD受光面
上の結像点をPo(xPo,yPo)、物体面上のレーザス
ポット光点、すなわち、反射点をP(xP,yP)、受光
レンズ(光学レンズ)の中心をS(0,h1)、ポリゴ
ンミラー面上のレーザスポット光点をO(xO,h2)、
受光レンズの中心とPSDの中心との間の距離をf、水
平成分から測定された受光レンズの傾きをβo、PSD
受光面の長さをl、水平成分から測定されたPSD受光
面の傾きをηOとすると、 点Qの座標は、Q(xQ,yQ)=(−fcosβo,h1
fsinβo) PSDの出力をv1,v2とすると、Δlは、PSDの特
性より、 Δl=(l/2)・{(v1−v2)/(v1+v2)} Poの座標は、Po(xPo,yPo)=(xQ+ΔlcosηO,yQ+ΔlsinηO) =(−fcosβo+ΔlcosηO,h1+fsinβo+ΔlsinηO) 直線POSは、 y−h1={(yPo−h1)/xPo}x よって、y={(yPo−h1)/xPo}x+h1 ……(1) 直線OPは、 y−h2=tan(−α)(x−xO) Pの座標は、(xP,tan(−α)(xP−xO)+h2) 点Pは、直線POS上の点でもあるので、上記(1)式
に代入して、 tan(−α)(xP−xO)+h2={(yPo−h1)/x
Po}xP+h1 ここで、(yPo−h1)/xPo=KSと置いて整理する
と、 {tan(−α)−KS}xP=tan(−α)xO+(h1−h
2) したがって、xP={tan(−α)xO+(h1−h2)}
/{tan(−α)−KS} よって、yP=tan(−α)(xP−xO)+h2 ={tan(−α)h1+xOStan(−α)−KS2}/(tan(−α)−KS) となる。
[0049] As shown in FIG. 8, the center of the PSD light receiving surface Q (x Q, y Q) , the imaging point on the PSD light receiving surface of the laser spot light P o (x Po, y Po ), the object laser on the surface spot light spot, i.e., the reflection point P (x P, y P) , the light receiving lens center (optical lens) S (0, h 1) , a laser spot light spot on the polygon mirror surface O (x O, h 2),
The distance between the center of the light receiving lens and the center of the PSD is f, the inclination of the light receiving lens measured from the horizontal component is β o , PSD
Assuming that the length of the light receiving surface is 1 and the inclination of the PSD light receiving surface measured from the horizontal component is η O , the coordinate of the point Q is Q (x Q , y Q ) = (− f cos β o , h 1 +
fsinβ o) When the output of the PSD and v 1, v 2, Δl is the characteristic of the PSD, Δl = (l / 2 ) · {(v 1 -v 2) / (v 1 + v 2)} of the P o coordinates, P o (x Po, y Po) = (x Q + Δlcosη O, y Q + Δlsinη O) = (- fcosβ o + Δlcosη O, h 1 + fsinβ o + Δlsinη O) linear P O S is, y-h 1 = {(Y Po −h 1 ) / x Po } x Therefore, y = {(y Po −h 1 ) / x Po } x + h 1 (1) The straight line OP is y−h 2 = tan (−α) The coordinates of (x−x O ) P are (x P , tan (−α) (x P −x O ) + h 2 ) Since the point P is also a point on the straight line P OS , the above equation (1) is used. Tan (−α) (x P −x O ) + h 2 = {(y Po −h 1 ) / x
Po} x P + h 1, where the (y Po -h 1) / x Po = organize at the K S, {tan (-α) -K S} x P = tan (-α) x O + ( h 1 -h
2 ) Therefore, x P = {tan (−α) × O + (h 1 −h 2 )}
/ {Tan (-α) -K S } Thus, y P = tan (-α) (x P -x O) + h 2 = {tan (-α) h 1 + x O K S tan (-α) -K S a h 2} / (tan (-α ) -K S).

【0050】但し、KS=(yPo−h1)/xPo=(fsi
o+ΔlsinηO)/(−fcosβo+ΔlcosηO) 以上のようにして算出される路面あるいは車両に結ばれ
る光束のスポット光点のXY座標についての一走査分の
位置データと、予め記憶されているタイヤのモデルデー
タとのユークリッド距離の二乗の総和を下記式で算出
し、この算出値がスレッシュレベルよりも小さくなるほ
ど類似した場合に、タイヤ、すなわち、車軸と検出する
ものである。
Where K S = (y Po −h 1 ) / x Po = (fsi
o + Δlsin η O ) / (− f cos β o + Δlcos η O ) Position data for one scan of the XY coordinates of the spot light spot of the light beam connected to the road surface or the vehicle calculated as described above, and is stored in advance. The sum of the square of the Euclidean distance with the model data of the tire is calculated by the following equation, and when the calculated value becomes smaller as the threshold level becomes smaller, the tire, that is, the axle is detected.

【0051】[0051]

【数1】 (Equation 1)

【0052】ここで、(xi,yi)は、算出されたスポ
ット光の座標、(xiModel,yiModel)は、予め記憶さ
れたタイヤの座標である。
Here, (x i , y i ) is the calculated coordinates of the spot light, and (x iModel , y iModel ) is the tire coordinates stored in advance.

【0053】このように道路を横切るように光束を走査
し、その反射光を受光して反射点に応じた位置のデータ
を算出し、この算出された位置データと、予め記憶され
ている車軸の基準位置データとを比較して車軸を検出す
るので、一走査毎の位置データによって車軸を検出でき
ることになり、高速処理が可能となる。
As described above, the light beam is scanned so as to cross the road, the reflected light is received, the data of the position corresponding to the reflection point is calculated, and the calculated position data and the axle of the axle stored in advance are calculated. Since the axle is detected by comparing it with the reference position data, the axle can be detected based on the position data for each scan, and high-speed processing can be performed.

【0054】しかも、路面に埋設する必要がなく、通行
止めをすることなく設置が可能で、メンテナンスが容易
である。また、道路の片側のみに設置すればよく、省ス
ペース化を図ることができる。
Moreover, there is no need to bury the device on the road surface, the device can be installed without blocking traffic, and maintenance is easy. In addition, only one side of the road needs to be installed, so that space can be saved.

【0055】上述の実施の形態では、予め記憶された車
両のタイヤが存在するときの基準位置データであるモデ
ルデータと、算出された位置データとを比較して車軸を
検出したけれども、本発明の他の実施の形態として、図
5(A)に示されるような車両が存在しない路面に光束
を走査した場合の路面の位置データを予め記憶してお
き、この路面の位置データと車軸検出演算部48で演算
された位置データとの差分、すなわち、高さ情報を算出
し、この高さ情報のみをモデルデータと比較して車軸を
検出するようにしてもよく、この場合には、高さ情報の
みの処理となるので処理すべきデータ数が削減されて一
層高速な処理が可能となる。
In the above-described embodiment, the axle is detected by comparing model data, which is reference position data when vehicle tires stored in advance are present, with calculated position data. As another embodiment, position data of a road surface when a light beam is scanned on a road surface where no vehicle exists as shown in FIG. 5A is stored in advance, and the position data of the road surface and the axle detection calculation unit are stored. A difference from the position data calculated at 48, that is, height information may be calculated, and only this height information may be compared with model data to detect the axle. In this case, the height information Since only processing is performed, the number of pieces of data to be processed is reduced, and higher-speed processing can be performed.

【0056】また、車軸検出装置1を設置したときに、
路面の位置データを基礎データ記憶部47に記憶させる
ための初期設定用のスイッチを、基礎データ記憶部47
が実装されている回路に取り付け、車軸検出装置1の設
置時には、路面を数回走査し、そのときの位置データの
平均値を路面の基準となる位置データとして記憶してお
くようにしてもよい。これによって、設置場所に即した
路面の位置データを記憶できるとともに、数走査分の平
均値を用いることによって、バラツキの影響が少なく、
精度の高い車軸検出が可能となる。
When the axle detecting device 1 is installed,
A switch for initial setting for storing road surface position data in the basic data storage unit 47 is provided in the basic data storage unit 47.
When the axle detection device 1 is installed, the road surface may be scanned several times and the average value of the position data at that time may be stored as reference data of the road surface. . As a result, the position data of the road surface according to the installation location can be stored, and by using the average value of several scans, the influence of the variation is small,
Highly accurate axle detection becomes possible.

【0057】さらに、本発明の他の実施の形態として、
設置時に、予め路面の位置データを記憶しておき、車軸
検出演算部48で路面と判定されたときには、得られた
路面の位置データと予め記憶されている路面の位置デー
タとの平均を算出してそれを新たな位置データとして更
新記憶するようにして、例えば、轍などの路面の変化に
対応できるようにしてもよい。あるいは、設置時に予め
記憶した路面の位置データと計測された路面の位置デー
タとを比較することにより、路面形状の経時変化が測定
できることになり、轍などを検出して路面の修復を適切
なタイミングで行えるようにしてもよい。
Further, as another embodiment of the present invention,
At the time of installation, the road surface position data is stored in advance, and when the axle detection calculation unit 48 determines that the road surface is the road surface, an average of the obtained road surface position data and the previously stored road surface position data is calculated. Then, it may be updated and stored as new position data so that it can cope with a change in the road surface such as a rut. Alternatively, by comparing the road surface position data stored in advance at the time of installation with the measured road surface position data, it is possible to measure the temporal change in the road surface shape, and it is possible to detect a rut or the like and repair the road surface at an appropriate time. May be performed.

【0058】また、本発明の他の実施の形態として、基
礎データ記憶部47に、路面の位置データに加えて、路
面の受光量を予め記憶させ、この受光量データを用いて
投光パワーを調節してもよい。すなわち、検出した受光
量と記憶している受光量とを比較し、受光量が、天候や
光学窓の汚れなどのために減少したときは、投光パワー
を増加させ、例えば記憶している受光量と等しくなるよ
うに制御するのである。これによって、常に安定した受
光量を得ることができるので、環境に左右されない安定
した検出が可能となる。
As another embodiment of the present invention, in addition to the road surface position data, the received light amount of the road surface is stored in advance in the basic data storage unit 47, and the light projection power is used by using the received light amount data. May be adjusted. That is, the detected light reception amount is compared with the stored light reception amount, and when the light reception amount decreases due to the weather or dirt on the optical window, the light emission power is increased, and for example, the stored light reception amount is increased. It is controlled to be equal to the amount. As a result, a stable amount of received light can always be obtained, so that stable detection independent of the environment can be performed.

【0059】また、本発明の他の実施の形態として、例
えば、雨天時などの車の泥跳ねや水しぶきにより光学窓
が汚れ、あるいは、経時的に光学窓に汚れが付着して受
光量があるレベル以下となる状態が数走査以上連続的に
続いたときには、異常信号を出力するように構成してメ
ンテナンスのタイミングを知らせ、これによって誤動作
を未然に防止できるようにしてもよい。
In another embodiment of the present invention, for example, the optical window becomes dirty due to mud splashing or splashing of a car in rainy weather, or the amount of light received is increased due to the soiling of the optical window over time. If the state of the level or lower continues for several scans or more, an abnormal signal may be output to notify the timing of maintenance, thereby preventing a malfunction from occurring.

【0060】本発明の他の実施の形態として、図9に示
されるように、車軸検出装置11の前面部に光学窓4
3,44を有する開閉扉49を設けた構成とし、都市部
の高速道路の高欄などに埋め込み設置した後のメンテナ
ンスを容易に行えるようにしてもよい。
[0060] As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, the optical window 4 on the front portion of the axle detecting device 1 1
A configuration may be adopted in which an opening / closing door 49 having 3 and 44 is provided, so that maintenance after being embedded and installed in a railroad on a highway in an urban area can be easily performed.

【0061】本発明の他の実施の形態として、車軸検出
装置1が縁石上に設置されるような場合には、図10に
示されるように、縁石50に切り込み51を形成して受
光視野を広げるのが好ましい。
As another embodiment of the present invention, when the axle detecting device 1 is installed on a curb, as shown in FIG. Spreading is preferred.

【0062】上述の実施の形態では、車軸検出装置1
を、車両の進行方向に垂直に設置したけれども、本発明
の他の実施の形態として、車軸検出装置12を、車両5
2の進行方向に垂直ではなく、図11および図12に示
されるように、進行方向に対して傾きをもって設置し、
ボディに映り込む迷光の影響を低減するようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the axle detecting device 1
Is installed perpendicularly to the traveling direction of the vehicle, but as another embodiment of the present invention, the axle detecting device 12 is connected to the vehicle 5.
2 is not perpendicular to the traveling direction, but is installed with an inclination to the traveling direction as shown in FIGS.
The effect of stray light reflected on the body may be reduced.

【0063】本発明の他の実施の形態として、タイヤが
検出されている期間と車速とによってタイヤサイズを検
出できるように構成してもよい。車軸検出モジュール7
でタイヤを検出している期間T1、すなわち、タイヤで
あると判定された走査が連続している期間は、図13に
示されるように、車軸検出信号が出力されており、この
期間は、車軸検出装置1の前を通過するタイヤ53の通
過時間に相当するので、車両4の車速を用いて、(タイ
ヤの検出期間)×(車速)の演算を行うことにより、タ
イヤ53の大きさ、すなわち、タイヤサイズを検出でき
ることになり、大型車や小型車の車種判別に用いること
ができる。
As another embodiment of the present invention, the tire size may be detected based on the period during which the tire is detected and the vehicle speed. Axle detection module 7
In the period T1 in which the tire is detected in the above, that is, in the period in which the scanning determined to be the tire is continuous, an axle detection signal is output as shown in FIG. Since the time corresponds to the passing time of the tire 53 passing in front of the detection device 1, the size of the tire 53, that is, the calculation of (tire detection period) × (vehicle speed) using the vehicle speed of the vehicle 4 is performed. Thus, the tire size can be detected, which can be used for discriminating the type of a large vehicle or a small vehicle.

【0064】なお、車速の検出は、例えば、図14に示
されるように、本車軸検出装置1を、もう一台車両の進
行方向に一定距離離れた地点に設置し、各装置1,1の
車軸検出のタイミングの時間差を測定し、この時間差と
装置1,1間の距離とから車速を演算するようにしても
よいし、別に車速センサを設けてもよい。また、図14
のように、車軸検出装置を2台設置することにより、前
後進の判別も行える。なお、道路を挟んで両サイドに車
軸検出装置1,1を設置してもよい。
For detecting the vehicle speed, for example, as shown in FIG. 14, this axle detection device 1 is installed at a point which is another fixed distance away in the traveling direction of another vehicle. The time difference of the axle detection timing may be measured, and the vehicle speed may be calculated from the time difference and the distance between the devices 1 and 1, or a separate vehicle speed sensor may be provided. FIG.
By installing two axle detection devices as described above, it is possible to determine whether the vehicle is traveling forward or backward. The axle detection devices 1, 1 may be installed on both sides of the road.

【0065】本発明のさらに他の実施の形態として、図
15に示されるように、車軸検出の時間間隔Tを計測
し、(車軸検出の時間間隔)×(車速)の演算を行うこ
とにより、車両4の車軸と車軸との間の距離、すなわ
ち、軸距を検出できるように構成してもよい。図15の
時間間隔は、1軸目の車軸(タイヤ)54の検出期間の
1/2と、2軸目の車軸(タイヤ)55の検出期間の1
/2と、1軸目の車軸54が検出されなくなってから2
軸目の車軸55の検出が開始されるまでの期間の和とし
て算出でき、あるいは、車軸検出信号の立ち上がりから
立ち上がりまでの期間あるいは立ち下がりから立ち下が
りまでの期間として算出してもよい。
As still another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15, a time interval T of axle detection is measured, and a calculation of (time interval of axle detection) × (vehicle speed) is performed. The distance between the axles of the vehicle 4, that is, the axle distance may be detected. The time interval in FIG. 15 is 1 / of the detection period of the first axle (tire) 54 and 1 of the detection period of the second axle (tire) 55.
/ 2 and 2 after the first axle 54 is no longer detected.
It may be calculated as the sum of the periods until the detection of the axle 55 of the axle is started, or may be calculated as the period from the rise to the rise or the period from the fall to the fall of the axle detection signal.

【0066】また、本発明の他の実施の形態として、予
め記憶している路面の位置データと、算出された位置デ
ータとの差分をとって高さ情報が得られるか否かを判定
することにより、車両の有無を検出してもよい。すなわ
ち、高さ情報があるときには、車両有りと判定し、高さ
情報がないときには、車両無しと判定するものである。
さらに、車両有りと判定されている期間において、車軸
を検出する回数を計数することにより、車両の軸数を検
出するようにしてもよい。
According to another embodiment of the present invention, it is determined whether or not height information can be obtained by calculating a difference between road position data stored in advance and calculated position data. Thus, the presence or absence of the vehicle may be detected. That is, when there is height information, it is determined that there is a vehicle, and when there is no height information, it is determined that there is no vehicle.
Further, the number of axles may be detected by counting the number of times the axle is detected during the period in which it is determined that the vehicle is present.

【0067】さらに、車軸検出装置1を、自動料金収受
システムに適用してもよい。
Further, the axle detecting device 1 may be applied to an automatic toll collection system.

【0068】自動料金収受システムにおいては、料金収
受処理を行う車載機を搭載した車両が、道路料金所ブー
スを通過すると、車載機と路側システムとの間で交信し
て料金の決済を行うのであるが、交信の際の車両情報
が、車軸検出装置によって検出された軸数と異なるとき
には、車種が一致しないとして料金収受処理を行わない
ようにして不正防止を図るようにしてもよい。
In the automatic toll collection system, when a vehicle equipped with an on-vehicle device for performing toll collection processing passes through a toll booth, communication is established between the on-vehicle device and the roadside system to settle the toll. However, when the vehicle information at the time of communication is different from the number of axles detected by the axle detection device, the vehicle type may not match and the toll collection process may not be performed to prevent fraud.

【0069】また、車軸検出装置で検出された軸数、軸
距およびタイヤサイズ等の車軸データに基づいて、車種
を判別し、車種に応じた通行料金を算出するようにして
もよい。
The vehicle type may be determined based on axle data such as the number of axles, axle distance, and tire size detected by the axle detector, and a toll according to the type of vehicle may be calculated.

【0070】本発明の他の実施の形態として、路面の位
置データと車両のボディの位置データとに基づいて、路
面からボディまでの高さを計測し、この高さが法定の高
さに違反しているときには、それを報知するようにして
もよい。
According to another embodiment of the present invention, the height from the road surface to the body is measured based on the road surface position data and the vehicle body position data, and this height violates the legal height. If so, it may be notified.

【0071】また、本発明の検出装置と、例えば、透過
型の光電センサを鉛直方向に並設した車両検出センサ
(車両分離センサ)とを組み合わせて、車両検出センサ
で車両が検出されていないにも拘わらず、本発明の検出
装置で高さ情報が得られた時、すなわち、何らかの物体
が検出された時には、路上に車両以外の落下物などが存
在していると判定して報知するようにしてもよい。
Further, the detection device of the present invention is combined with, for example, a vehicle detection sensor (vehicle separation sensor) in which transmission-type photoelectric sensors are juxtaposed in the vertical direction, so that no vehicle is detected by the vehicle detection sensor. Nevertheless, when height information is obtained by the detection device of the present invention, that is, when an object is detected, it is determined that a falling object other than a vehicle is present on the road and the system is notified. You may.

【0072】上述の実施の形態では、車軸の検出に適用
して説明したけれども、本発明は、車軸に限るものでは
なく、種々の対象物を検出できるものである。
In the above embodiment, the present invention is applied to the detection of the axle. However, the present invention is not limited to the axle, but can detect various objects.

【0073】上述の実施の形態では、位置データとし
て、XY座標の値を用いたけれども、本発明の他の実施
の形態として、受光手段から反射点までの距離データま
たは受光手段から見た反射点の方向を示す方向データを
位置データとして用いてもよい。
In the above embodiment, the XY coordinate values are used as the position data. However, as another embodiment of the present invention, the distance data from the light receiving means to the reflection point or the reflection point as viewed from the light receiving means are used. May be used as the position data.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予めタイ
ヤなどの検出すべき対象物に対応する基準位置データを
記憶しておき、受光した反射光の受光位置から算出され
る位置データと、前記基準位置データとを比較すること
により、対象物を検出するので、設置やメンテナンスが
容易で、しかも、精度高く対象物を検出できる。
As described above, according to the present invention, reference position data corresponding to an object to be detected such as a tire is stored in advance, and position data calculated from the light receiving position of the received reflected light is stored. Since the object is detected by comparing with the reference position data, installation and maintenance are easy, and the object can be detected with high accuracy.

【0075】また、少なくとも近傍と遠方とに対応した
複数の受光手段を備えているので、広い検出範囲で対象
物を確実に検出することができる。
Further, since a plurality of light receiving means corresponding to at least near and far areas are provided, an object can be reliably detected in a wide detection range.

【0076】さらに、ケースの窪み部に光学窓を設置し
ているので、光学窓が雨や泥なとが付着しにくくなると
ともに、周囲光が入射しにくくなり、高精度で検出でき
る。
Further, since the optical window is provided in the hollow portion of the case, it is difficult for the optical window to adhere to rain and mud, and it is difficult for ambient light to enter, so that detection can be performed with high accuracy.

【0077】また、投光手段による投光方向を、対象物
の移動方向に対して直交しないように前記移動方向に対
して傾けて設置したので、対象物以外で反射した迷光の
影響を低減できることになる。
Further, since the light projecting direction of the light projecting means is inclined with respect to the moving direction of the object so as not to be orthogonal to the moving direction of the object, the influence of stray light reflected by other than the object can be reduced. become.

【0078】また、対象物が検出されている検出期間
と、対象物の速度とから対象物の大きさを検出すること
ができ、例えば、タイヤサイズを検出することができ
る。
Further, the size of the object can be detected from the detection period during which the object is detected and the speed of the object, and for example, the tire size can be detected.

【0079】さらに、本発明の検出装置で得られる路面
および車両のボディの両位置データに基づいて、路面か
ら車両のボディまでの高さを検出できることになる。
Further, the height from the road surface to the vehicle body can be detected based on both the position data of the road surface and the position data of the vehicle body obtained by the detection device of the present invention.

【0080】また、本発明の検出装置によって検出され
る車軸の検出間隔と車速とによって軸距離を検出できる
ことになる。
Further, the shaft distance can be detected based on the detection interval of the axle and the vehicle speed detected by the detection device of the present invention.

【0081】また、本発明の検出装置によって検出され
る車両および車軸に基づいて車両の軸数を検出できるこ
とになる。
Further, the number of axles of the vehicle can be detected based on the vehicle and the axle detected by the detecting device of the present invention.

【0082】さらに、本発明の検出装置によって検出さ
れた車軸データに基づいて車種を判別して車両の通過料
金を算出することができる。
Further, the vehicle type can be determined based on the axle data detected by the detection device of the present invention, and the toll for the vehicle can be calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る車軸検出装置が設置された料金所
の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a tollgate where an axle detection device according to the present invention is installed.

【図2】図1の車軸検出装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the axle detecting device of FIG.

【図3】図1の車軸検出装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the axle detection device of FIG. 1;

【図4】本発明を説明するための光束の軌跡を模式的に
示した図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a trajectory of a light beam for explaining the present invention.

【図5】図4の光束の軌跡の位置をXY座標で示した図
である。
5 is a diagram showing the position of the trajectory of the light beam in FIG. 4 in XY coordinates.

【図6】図3の走査タイミング回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a scan timing circuit of FIG. 3;

【図7】光学窓の設置状態を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing an installation state of an optical window.

【図8】XY座標への座標変換を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining coordinate conversion into XY coordinates.

【図9】本発明の他の実施の形態の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに他の実施の形態の斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view of still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明のさらに他の実施の形態の斜視図であ
る。
FIG. 11 is a perspective view of still another embodiment of the present invention.

【図12】図11の実施の形態の設置状態を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram illustrating an installation state of the embodiment in FIG. 11;

【図13】タイヤサイズの検出を説明するための図であ
る。
FIG. 13 is a diagram for explaining detection of a tire size.

【図14】車速の検出のための設置状態を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing an installation state for detecting a vehicle speed.

【図15】軸距の検出を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining detection of a wheelbase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,12 車軸検出装置 4,52 車両 5 投光モジュール 6 受光モジュール 7 車軸検出モジュール 11 筺体 12 路面 15,53,54,55 タイヤ 17 ボディ 43,44 光学窓1,1 1, 1 2 axle detector 4,52 vehicle 5 light projecting module 6 receiving module 7 axle detection module 11 housing 12 road 15,53,54,55 tire 17 body 43 optical window

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のパターンの光を対象物に投光する
投光手段と、その反射光を受光する受光手段と、受光し
た反射光の受光位置に応じた位置データを算出する算出
手段と、予め対象物に対応した基準位置データが記憶さ
れる記憶手段とを備え、前記算出された位置データと予
め記憶されている基準位置データとを比較することによ
って、対象物を検出することを特徴とする検出装置。
1. A light projecting means for projecting a predetermined pattern of light to an object, a light receiving means for receiving the reflected light, and a calculating means for calculating position data corresponding to a light receiving position of the received reflected light. Storage means for storing reference position data corresponding to an object in advance, and detecting the object by comparing the calculated position data with reference position data stored in advance. Detection device.
【請求項2】 受光面が互いに異なった方向を向いた複
数の前記受光手段を備え、前記複数の受光手段には、当
該検出装置の近傍を向いた受光手段と遠方を向いた受光
手段とが含まれる請求項1記載の検出装置。
2. A light-receiving device comprising: a plurality of light-receiving means having light-receiving surfaces oriented in different directions; The detection device according to claim 1, which is included.
【請求項3】 少なくとも前記投光手段および前記受光
手段が収納されるケースを備え、該ケースは、内方に窪
んだ窪み部を有し、前記投光手段および前記受光手段
は、前記窪み部に設置された光学窓を介してそれぞれ投
光および受光する請求項1または2記載の検出装置。
And a case in which at least the light projecting means and the light receiving means are accommodated. The case has a concave portion which is depressed inward, and the light projecting means and the light receiving means are provided with the concave portion. The detection device according to claim 1, wherein the light is projected and received through an optical window installed in the device.
【請求項4】 前記投光手段による投光方向を、前記対
象物の移動方向に対して直交しないように該移動方向に
対して傾けて設置した請求項1ないし3のいずれかに記
載の検出装置。
4. The detecting device according to claim 1, wherein a light projecting direction of the light projecting means is inclined with respect to a moving direction of the object so as not to be orthogonal to the moving direction of the object. apparatus.
【請求項5】 対象物が検出されている期間を計測する
検出期間計測手段と、対象物の速度を検出する速度検出
手段と、検出された対象物の速度と計測された検出期間
とから対象物の大きさを算出する大きさ算出手段とを備
える請求項1ないし4のいずれかに記載の検出装置。
5. A detection period measurement unit for measuring a period during which an object is detected, a speed detection unit for detecting a speed of the object, and an object based on the speed of the detected object and the measured detection period. The detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a size calculation unit configured to calculate a size of the object.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の検
出装置と、この検出装置によって得られる路面および車
両のボディの両位置データに基づいて、路面から車両の
ボディまでの高さを計測する高さ計測手段とを備える車
両計測装置。
6. A height from a road surface to a vehicle body is measured based on the detection device according to any one of claims 1 to 5, and both position data of a road surface and a vehicle body obtained by the detection device. Vehicle measuring device comprising:
【請求項7】 請求項1ないし5のいずれかに記載の検
出装置と、この検出装置によって検出される対象物とし
ての車軸の検出間隔を計測する検出間隔計測手段と、車
速を検出する車速検出手段と、検出された車速と計測さ
れた車軸の検出間隔とから軸距離を算出する軸距離算出
手段とを備えることを特徴とする車軸検出装置。
7. A detection device according to claim 1, a detection interval measuring means for measuring a detection interval of an axle as an object detected by the detection device, and a vehicle speed detection for detecting a vehicle speed. And an axle distance calculating means for calculating an axle distance from the detected vehicle speed and the measured axle detection interval.
【請求項8】 請求項1ないし5のいずれかに記載の検
出装置と、この検出装置からの車両および車軸の検出出
力に基づいて軸数を計測する軸数計測手段とを備えるこ
とを特徴とする車軸検出装置。
8. A detection device according to claim 1, further comprising: a number-of-axes measuring means for measuring the number of axles based on detection outputs of a vehicle and an axle from the detection device. Axle detection device.
【請求項9】 請求項1ないし5のいずれかに記載の検
出装置と、この検出装置によって検出した車軸データに
基づいて車両の通過料金を算出する料金算出手段とを備
えることを特徴とする通過料金算出装置。
9. A pass comprising: the detecting device according to claim 1; and a fee calculating means for calculating a toll for the vehicle based on axle data detected by the detecting device. Charge calculator.
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