JPH11272988A - 交通量調査装置 - Google Patents

交通量調査装置

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JPH11272988A
JPH11272988A JP10077852A JP7785298A JPH11272988A JP H11272988 A JPH11272988 A JP H11272988A JP 10077852 A JP10077852 A JP 10077852A JP 7785298 A JP7785298 A JP 7785298A JP H11272988 A JPH11272988 A JP H11272988A
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JP
Japan
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vehicle
passing
duration
level
type
Prior art date
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Application number
JP10077852A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ishizaka
宏幸 石坂
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波レーダを用いて通行車両の車種を識別
し、車種別に交通量を調査できるようにする。 【解決手段】 道路側部にレーダアンテナを配置し、こ
のレーダアンテナに受信された反射波のレベルおよび持
続時間を検出して、その出力を評価することにより通過
車両の車種を識別し計数する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路に設置してその道
路を通過する車両を検出し、その道路の交通状態を調査
する装置の改良に関する。本発明は、人手によることな
く、道路を通行する車両の車種を識別することができる
交通量調査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電波、光、あるいは音波を道路に放射
し、その反射波を受信することにより、その道路を通過
する車両を識別計数する装置が知られている。また、道
路側部に配置したテレビジョン撮影装置により道路の画
面を撮影し、その画面を分析し記録することにより通過
車両を識別計数する装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、道路を通過す
る車両の車種を検出することができる有用な装置はな
い。従来から、車種を調査する必要がある場合には人手
によらなければならない。すなわち、調査者を道路を見
渡せる位置に配置し、あるいはテレビジョン画面を見な
がら、車種毎に設定した複数の計数器を操作する方法に
より車種別の交通量を調査することが行われている。
【0004】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、電波レーダを用いて、通行車両の車種を識別す
ることができる装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、道路を通行す
る車両の車種を自動的に識別し、交通量を車種別に計数
することを特徴とする。
【0006】すなわち、本発明は、道路側部に配置され
たレーダアンテナと、このレーダアンテナに受信された
反射波から通過車両を計数する手段とを備えた交通量調
査装置において、前記反射波のレベルおよび持続時間を
検出する手段と、この検出する手段の出力を評価するこ
とにより通過車両の車種を識別する手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0007】前記車種を識別する手段は、反射波のレベ
ルおよび持続時間に対応して車種別のモデル・パターン
をあらかじめ記憶した手段と、受信された反射波のレベ
ルおよび持続時間をこのモデル・パターンと比較するこ
とにより車種を特定する手段とを含み、前記レーダアン
テナはその感度が最大になる方向が道路に垂直に横断す
る方向から角度(θ)および車高が異なる複数の通過車
両を確実に検知するのに必要な高さ(h)を設けて設置
され、前記反射波のドップラ周波数から通過車両の速度
を表す値を検出する手段と、前記持続時間をこの速度を
表す値により補正する手段とを含むことが望ましく、さ
らに、前記反射波の目標反射物体までの距離を識別する
手段を備え、この距離によりレーン毎の通過車両を個別
に検出する手段を含むことが望ましい。
【0008】レーダアンテナを道路側部に配置し、この
レーダアンテナから電波ビームを道路に向けて放射す
る。この電波ビームの放射帯を車両が通過すると、車体
側部で反射した電波ビームがレーダアンテナに受信され
る。この反射波の受信により通過車両を計数するととも
に、反射波の強度レベルおよび反射の持続時間を検出し
てこれを評価することにより通過車両の車種を識別す
る。
【0009】この検出出力の評価は、あらかじめ記憶し
た反射波の強度レベルおよび反射波の持続時間に対応す
る車種別のモデルパターンと、受信した反射波の強度レ
ベルおよびその持続時間により作成した実測パターンと
を比較することにより行う。反射波の持続時間とその強
度レベルで示されるパターンは車両の側部形状および大
きさによって異なる。例えば、乗用車の場合は持続時間
が短く強度レベルは小さい。また、大型車の場合は持続
時間は長く強度レベルは大きい。
【0010】このように、車種によって反射波の強度レ
ベルの分布は異なり、同じ大型車であってもバスとトラ
ックでは側部形状が異なるので受信した反射波の強度レ
ベルの分布は異なる。この車種によってそれぞれ異なる
モデルパターンと、受信した反射波の強度レベルおよび
その持続時間で示されるパターンとを比較することによ
り通過車両の車種を正確に識別し特定することができ
る。
【0011】レーダアンテナは、その感度が最大になる
方向が道路に垂直に横断する方向から角度(θ)および
車高が異なる複数の通過車両を確実に検知するのに必要
な高さ(h)を設けて設置する。これにより、通過車両
からの電波反射の持続時間を大きくすることができると
ともに、ドップラ効果を利用して車両の走行速度を検出
することができる。
【0012】すなわちドップラ周波数(fd)と車両の
走行速度(Vr)とは、 fd=(2Vr/λ)cosθ λ:電波ビームの波長 の関係式で示される。
【0013】角度(θ)は車両の前を照射するように
(θは正)、あるいは後を照射するように(θは負)い
ずれの形態でもよい。レーダの出力周波数は、角度
(θ)を車両の進入側にもたせたときをfb(up)と
し、通過側にもたせたときをfb(down)とする
と、 fb(up)=fr+fd fb(down)=fr−fd ただし、 fr:相対速度0のときの周波数 で示される。
【0014】したがって、反射波のドップラ周波数(f
d)から通過車両の速度(Vr)を検出することがで
き、反射波の持続時間を表すレーダの出力周波数(fb
(up)またはfb(down))をドップラ周波数
(fd)により補正することができる。
【0015】さらに、電波が反射する目標反射物体(通
過車両)までの距離(d)が演算により求められるの
で、この距離(d)によりレーン毎の通過車両を個別に
検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
【0017】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施例装置の要部の構成を示すブロッ
ク図、図2は本発明実施例装置を道路に配置した状態を
示す平面図、図3は本発明実施例装置を道路に配置した
状態を示す正面図である。
【0018】本発明実施例装置は、道路側部にレーダア
ンテナ1が配置され、このレーダアンテナ1には、情報
処理手段2と、発振周波数が数十GHz帯の高周波を発
振する高周波発振器3と、この高周波発振器3の出力を
電波ビームとして車両の通過する路上の空間に向けて送
信しその反射波を受信するアンテナ4と、高周波発振器
3が発生した電波の減衰率を調整する第一のアッテネー
タ11および第二のアッテネータ12と、第一のアッテ
ネータ11からの出力を分岐する方向性結合器5と、こ
の方向性結合器5からの出力をアンテナ4に出力すると
ともにアンテナ4からの反射波を受信するサーキュレー
タ6と、第二のアッテネータ12の出力とサーキュレー
タ6の出力とを混合するミキサ7と、このミキサ7の出
力をアナログ信号からディジタル信号に変換するAD変
換器8と、このAD変換器8の出力の周波数分析を行い
情報処理手段2に出力する周波数分析器9と、ミキサ7
から出力された低周波数電流値を測定する低周波電流測
定器10とが備えられる。
【0019】情報処理手段2には、アンテナ4に受信さ
れた反射波から通過車両を計数する手段と、反射波のレ
ベルおよび持続時間を検出する手段と、検出された持続
時間を評価することにより通過車両の車種を識別する手
段とが備えられる。
【0020】車種を識別する手段には、反射波のレベル
および持続時間に対応して車種別のモデル・パターンを
あらかじめ記憶した手段と、受信された反射波のレベル
および持続時間をこのモデル・パターンと比較すること
により車種を特定する手段とが含まれる。
【0021】レーダアンテナ1はその感度が最大になる
方向が道路に垂直に横断する方向から角度(θ)および
車高が異なる複数の通過車両を確実に検知するのに必要
な高さ(h)を設けて設置され、情報処理手段2には、
さらに、反射波のドップラ周波数から通過車両の速度を
表す値を検出する手段と、持続時間をこの速度を表す値
により補正する手段と、反射波の目標反射物体までの距
離を識別する手段と、この距離によりレーン毎の通過車
両を個別に検出する手段とが含まれる。
【0022】情報処理手段2で処理されたデータは道路
情報管理センタ13に出力され集計されて各種道路情報
として送出される。
【0023】図4(a)は本発明実施例装置に記憶され
る車種別のモデルパターンを説明する図、(b)は車種
別の受信電力を説明する図である。
【0024】アンテナ4から放射された電波ビームの反
射波の受信電力(Pr)は、 (Pr)=Pt・g2 ・λ2 ・S/(4π)3 ・d4 (1) Pt : 送信電力 g : アンテナ利得 λ : 電波ビームの波長 d : 走行車両の側面までの距離 S : レーダ反射断面積 ただし、 S=(4πA2 ・cos2 α)/λ2 A : 車体側面の面積 α : 電波ビームの入射角度 により求められる。
【0025】走行する車両に対し電波ビームを放射し、
その反射波の受信電力を求めると、図4(a)に示すよ
うに、大型車の場合には持続時間(T)が長く、かつ受
信電力が大きく示される。図4(a)はそれぞれ標準速
度(例えば40km/h)でレーダ装置の前を通過した
ときのレーダ反射波レベルのパターンである。小型トラ
ックの場合には持続時間(T)は短くなり、その受信電
力(Pr)の強度は小さくなる。また、乗用車の場合に
は持続時間(T)はさらに短くなり、受信電力の強度
(Pr)もさらに小さくなる。この車種別の受信電力の
強度分布は、実線および破線で示すように、レーダアン
テナ1から走行車両の側面までの距離dが図3に示すd
1 の場合には大きく、d2 の場合には小さい値になる
が、その分布曲線により示されるパターンとしては大き
な変化は現れない。そこで、標準速度を設定し、図4に
示すように、反射波のレベルを示す受信電力(Pr)お
よび標準速度(m/sec)における持続時間(T)
(sec/(m/sec))で表されるパターンをモデ
ル・パターンとし、計測された持続時間(t)および車
速(Vr)からモデル・パターンに対応する持続時間
(T)を T(sec2 /m)=t(sec)/Vr(m/se
c) により演算し、モデル・パターン上の車種により異なる
持続時間(T)と比較することによって車種を識別する
ことができる。図4(a)に示す例では、持続時間
(T)は、大型車は(T1 )、小型トラックは
(T2 )、乗用車は(T3 )で示されている。
【0026】さらに、車種により異なる車両の通過時間
に対する強度分布を利用すると車種の識別が正確にな
る。すなわち、車種ごとの複数のモデル・パターンをあ
らかじめ記憶しておき、図4(b)に示すように車種に
よって異なる反射波の受信電力レベルおよびその持続時
間をこのモデル・パターンと比較することによって受信
レベルからも車種を特定することができる。
【0027】次に、このように構成された本発明実施例
装置の動作について説明する。図5は本発明実施例装置
による車種識別動作の流れを示すフローチャートであ
る。
【0028】アンテナ4が受信した反射波はサーキュレ
ータ6からミキサ7に出力される。ミキサ7からは、方
向性結合器5および第二のアッテネータ12を経由して
入力された電波とサーキュレータ6からの反射波との位
相差からビート信号が生成され出力される。
【0029】このビート信号はAD変換器8によりアナ
ログ信号からディジタル信号に変換され、利得が調整さ
れて周波数分析器9で周波数が分析される。この周波数
分析器9からの出力およびミキサ7から分岐して低周波
電流測定器10で測定された低周波電流値の測定出力は
情報処理手段2に入力される。
【0030】情報処理手段2は、この入力により反射波
の持続時間(T)を演算し、ドップラ周波数(fd)に
より車速(Vr)を演算して持続時間(T)を補正し、
さらに、通過した車両までの距離(d)を演算する。
【0031】車速(Vr)は、 λ : 電波ビームの波長 fb: レーダの出力周波数 fr: 相対速度0のときの出力周波数 fm: 送信周期 Δf: 変調幅 とするときに、 fd=(2Vr/λ)cosθ (3) fr=(2d/c)・2・fm・Δf (4) で示される関係式により求められる。
【0032】道路を垂直に横断する方向に対して車両が
進入する方向に角度(θ)を設けたとき(図2に示す方
向)はレーダの出力周波数(fb)は、 fb(up)=fr+fd として補正し、車両が通過する方向に角度(θ)をもた
せたときのレーダの出力周波数(fb)は、 fb(down)=fr−fd として補正する。
【0033】次いで、式(1)および式(2)を用いて
受信電力(Pr)を演算し、持続時間(T)に対応する
受信電力の測定パターンを作成する。この測定パターン
とあらかじめ記憶されたモデルパターンとを比較し、乗
用車、小型トラック、大型トラック、その他多数の車種
のモデルパターンのいずれに合致するかを判定する。そ
のいずれかの車種に合致している場合には、受信電力
(Pr)の最大値(Prmax)がその車種について妥
当なレベルを示しているか否かを判定する。最大値(P
rmax)が妥当なレベルを示していればその車種をモ
デルパターンの車種に特定し通過車両として計数する。
【0034】モデルパターンとの比較においていずれの
パターンとも合致しない場合、およびモデルパターンに
合致してはいるが受信電力(Pr)の最大値(Prma
x)が妥当なレベルを示していない場合は、ノイズと判
定し通過車両としての計数は行わない。
【0035】このようにして情報処理手段2により計数
されたデータは道路情報管理センタ13にリアルタイム
に送出される。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
波レーダを用いて、通行する車両の車種を識別すること
ができるので、道路側部に車種識別用の特別の装置を配
置することなく、かつ人手を要することなく車種別の交
通量を正確に調査集計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例装置の要部の構成を示すブロック
図。
【図2】本発明実施例装置を道路に配置した状態を示す
平面図。
【図3】本発明実施例装置を道路に配置した状態を示す
正面図。
【図4】(a)は本発明実施例装置に記憶される車種別
のモデルパターンを説明する図、(b)は車種別の受信
電力を説明する図。
【図5】本発明実施例装置による車種識別動作の流れを
示すフローチャート。
【符号の説明】
1 レーダアンテナ 2 情報処理手段 3 高周波発振器 4 アンテナ 5 方向性結合器 6 サーキュレータ 7 ミキサ 8 AD変換器 9 周波数分析器 10 低周波電流測定器 11 第一のアッテネータ 12 第二のアッテネータ 13 道路情報管理センタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路側部に配置されたレーダアンテナ
    と、このレーダアンテナに受信された反射波から通過車
    両を計数する手段とを備えた交通量調査装置において、 前記反射波のレベルおよび持続時間を検出する手段と、
    この検出する手段の出力を評価することにより通過車両
    の車種を識別する手段とを備えたことを特徴とする交通
    量調査装置。
  2. 【請求項2】 前記車種を識別する手段は、反射波のレ
    ベルおよび持続時間に対応して車種別のモデル・パター
    ンをあらかじめ記憶した手段と、受信された反射波のレ
    ベルおよび持続時間をこのモデル・パターンと比較する
    ことにより車種を特定する手段とを含む請求項1記載の
    交通量調査装置。
  3. 【請求項3】 前記レーダアンテナはその感度が最大に
    なる方向が道路に垂直に横断する方向から角度(θ)お
    よび車高が異なる複数の通過車両を確実に検知するため
    に必要な高さ(h)を設けて設置され、 前記反射波のドップラ周波数から通過車両の速度を表す
    値を検出する手段と、前記持続時間をこの速度を表す値
    により補正する手段とを含む請求項2記載の交通量調査
    装置。
  4. 【請求項4】 前記反射波の目標反射物体までの距離を
    識別する手段を備え、この距離によりレーン毎の通過車
    両を個別に検出する手段を含む請求項1または3記載の
    交通量調査装置。
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