JPS6010357B2 - 車両判別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移動物体のパターン（形状）識別に係わり、特
に有料道路における通行車両のパターン識別を行なう車
両判別装置に関するものである。

多区間有料道路では通行券を発行し、出口でその通行券
に記載された入口インターチェンジの番号や車種等から
通行料金計算を行なって料金徴収を行なう。そのため、
利用者が通行券を交換して利用区間を誤理銘ヒす等の不
正使用が問題となっており、一つの対策として入口で車
両ナンバーを通行券（パンチカード、磁気カード等）に
符号化して記録し、出口でこれを再生してこれをチェッ
クする方法がある。

車両ナンバーの代りに車両の形状をカメラまたは複数の
光電スイッチ群による透過像などを符号化して記録し、
チェックする方法もある。

しかしながら、車両ナンバー、形状などをカメラで捕え
、画像解析して通行券に記録する方式は技術的にも高度
な信号処理を必要とし、且つ高価になる欠点がある。

また、複数の光電スイッチ群による方式も信号処理と云
う点では前者に比し簡単であるものの通過車両の走行速
度に影響されないように捕えるには平面的に光電スイッ
チ群を配置し、且つ瞬時的に全スイッチの信号をサンプ
リングする必要があるため、光電スイッチを多数並べる
必要がある。これを簡略化して光電スイッチ群を縦方向
に一列配置して透過像を車両の走行時間変化として捕え
ると、走行速度が一定しない場合は同一車両でも同じパ
ターンが検出できず、車両識別が不正確となる欠点を有
していた。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、道路の幅方
向に延びて道路上に設けられ車両の踏圧に応じて信号を
出す踏板装置と、同踏板装置の設置位置に対応する道路
肩に対向して設けられ該踏板装置上の空間に道路の幅方
向に延びる光路を形成し、同光路を車両が遮ったとき検
出信号を出す一対の没受光器を高さ方向に複数組隔設す
る技受光装置と、同投受光装置の立上り信号、立下り信
号及び上記踏板装置の出力信号に応じてタイミングパル
ス信号を出すパルス発生器と同パルス発生器の出力信号
に応じて上記投受光装置の授受光器の検出パターンを検
出し同検出結果に基づき通過車両の識別信号を出す識別
装置より構成し、車両の前後緑及び車両の鞠位置におけ
る高さ情報を特徴抽出値として車両コードとすることに
より車両の走行速度に影響を受けることなく同一である
か否かの車両識別を行なうことのできるようにした車両
判別装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。本発明は光電スイッチの遮光状態を時分割サン
プリングする従来の方式に対し、縦一列に複数個配置さ
れた光電スイッチの遮光状態を車両の前後縁及び車輪の
踏板を踏圧した時点の遮光数を特徴抽出値として捕える
ことにより時間要因の関係しない車両固有の特徴を抽出
するところにある。

第１図は本装置の料金所における装置配列状態を示す斜
視図である。図中１，１′は料金所のアイラン‐ドであ
り、これらアイランド１，１′間に挟まれる路面が進入
路となる。２，２′はこの進入路を介してアイランド１
，１′に対向して設けられる車両パターン光電検出用の
投光器及び受光器であり進入路と直角に対向設置される
。

この投光器２、受光器２′は路面に対し垂直上方向に所
定の間隔でｍ個の光電スイッチ３・，３２，・・・３ｍ
が配列されて構成されており、ｍなる個数は判別対象と
なる車両の高さを十分カバーすると共に各々の車両の特
徴を掴むことのできる配設個数である。また、各々対と
なる前記光電スイッチ３，，３２，・・・３ｍの光軸は
各々路面と平行としてある。４は路面に敷設され車輪の
踏圧により動作して検出出力を発生する踏板であり、こ
の踏板４の敷設位置は前記投光器２及び受光器２′の設
鷹闇路面上としてある。

５は料金所のブースで、この中にはパンチカードまたは
磁気カード等の通行券に各種必要データを記録して発行
する通行券発行機（但し入口料金所の場合）または通行
券の記録内容を議取りまたデータの照合等を行なう通行
券確認機（出口料金所の場合）が設置される。

第２図は前記光電スイッチ３，，３２，・・・３ｍを車
両６が走行しながら遮光する状態の一例を示す図である
。４は前述の踏板であり光電スイッチ３，，３２，・・
・３ｍの光鞠直下の位置にこの光軸と平行に配設されて
いる。

車両前部■が光樹上を通過する時、その光軸にある図で
は２個の光電スイッチ３，，３２が遮光される。そして
一軸目の車輪位置■が通過する時にはこの一触目の車輪
が踏板４を踏圧し、且つ図では５個の光電スイッチ３１
，３２，３３，３４，３５が遮光され、同機に２鍬目の
車輪位置■が通過する時には４個の光電スイッチ３，，
３２，３３，３４が、更に車両６の後端部■が通過する
時には２個の光電スイッチ３・，３２が遮光される。こ
の各検出点■，■，■，■における光電スイッチの遮光
数は上述の説明からもわかるよううに各車両により変わ
ることになるから各単車両個有の特徴を示す。

同形状のトラックでも積荷６３の個有パターンが得られ
るからである。第３図は本発明装置に用いる車両パター
ンを識別する回路の構成を示している。

図中３，，３２，３３，・・・３ｍは前述の光電スイッ
チ、４は前述の踏板である。３１‘ま前記踏板４の踏圧
を感知して一定パルス幅のパルスＰ２を発生するパルス
発生器、３２は前記光電スイッチ３・，３２，３３ ，
・・・３ｍの出力のＮＡＮＤ論理をとり、車両の通過中
を判別するナンド回路であり、光電スイッチ３１，３２
，…３ｍのディジタル出力が非遮光時にレベル“Ｈ”と
すると車両の非通過時における光電スイッチ３，，３２
，…３ｍ出力はすべて“Ｈ”となるからナンド回路３２
出力はしベル“Ｌ”、また車両の通過時は少なくとも１
個の光電スイッチは遮光されて“Ｌ”となるから入力が
１つでも“Ｌ”となればナンド回路３２の出力は“Ｈ”
となり、この出力レベルによって車両通過判別が行なえ
る。

３３はこのナンド回路３２の出力を入力とし、このナン
ド回路３２出力の立上り（レベル“Ｌ”から“Ｈ”への
変化点）及び立下り（レベル“Ｈ”から“Ｌ”への変化
点）を検知して一定パルス幅のパルスＰ，を発生するパ
ルス発生器である。

即ち、このパルス発生器３３は通過車両の前部及び後部
が前記光軸上を通過するときパルスを発生する。３４は
このパルス発生器３３及び前記パルス発生器３１の出力
を入力とし、両者のＯＲ論理をとるオア回路であり、パ
ルス発生器３１，３３のいずれかの一方よりパルスが出
力されたとき入力パルス幅と同じパルス幅のパルスＰ８
を出力する。

３６は前記パルス発生器３３の出力する車両の後端部通
過時の出力パルス（各車両毎の出力のうち各２番目の出
力）を検知してｎ個以上のパルスＣ，，Ｃ２（Ｃ２はＣ
，よりやや遅延されている）を発生するパルス発生器、
３６は前記ｍ個の光電スイッチ３，，３２，…３ｍにそ
れぞれ対応して並列にｍ個、直列には車両の前後部二点
を含み対象車両の最大軸数をカバーするに十分な個数ｎ
個の桁数を有する該光電スイッチの出力保持用のレジス
タメモリであり、このレジスタメモリ３６は前記オア回
路３４から出力されるパルスＰ３で歩進し光電スイッチ
からの信号を取り込むと共に前記パルス発生器３５の出
力するパルスＣ，により保持内容を転送する。

即ち、パルスＣ，は車両の後端部検出時の信号であるか
らしジスタメモリ３６は車両通過後、保持内容を転送す
る構成となつている。３７はこのレジスタメモリ３６の
出力する転送内容を１桁ずつ読み出し、通行券上に記録
または再生し易いコードに符号変換する数値化回路、３
８はこの数値化回路３７より出力されるコードを前記パ
ルスＣ２を受けた時に前述の通行券発行機または通行券
確認機へパターン・コードとして転送する車銭送回路で
ある。

Ｓは前記ナンド回路３２よりの出力で車両通過中を示す
ストローブ信号であり、前記通行券発行機または通行券
確認機へ与える。次に上記構成の本装置の作用について
説明する。

第４図は本装置の動作を示すタイムチャートであり、こ
れを参照しながら説明を進める。車両６の前部■が光電
スイッチ３・，３２，．・・３ｍのいずれかの光軸を遮
るとこれら光電スイッチ３１，３２，…３ｍの出力を入
力とするナンド回路３２はその遮られた光電スイッチの
出力が“Ｌ”となるために“Ｈ”の出力を発生する。今
、第４図ａの如く順次光電スイッチ３，，３２，・・・
３ｍが遮られる場合を想定してみると、車両６の前部■
が投光器２、受光器２′の光軸位置に達した時点で光電
スイッチ３，，３２がその光軸を遮られ、出力“Ｌ”と
なる。従って、ナンド回路３２はこの時点で第４図ｂに
示す如く出力“Ｌ”から“Ｈ”となる。このナンド回路
３２の出力はパルス回路３３に与えられ、このパルス回
路３３はナンド回路３２の出力立上り時に第４図ｃに示
す如くパルスＰＭを発生する。このパルスＰ．−，はオ
ア回路３４に加えられ、オア回路３４はこの時点で踏板
４からの出力が無いから、このパルスＰ，−，の時間幅
のパルスＰ３を出力し、レジスタメモリ３６に与える。
これにより、レジスタ−メモリ３６は１桁分歩進するが
、この際、各光蟹スイッチ３，，３２，・・・３ｍの出
力をそれぞれ対応するレジスタに取り込む。即ち、車両
６の前部■の通過時点では光蟹スイッチ３，．３２ の
みがその光軸を遮られているだけであるからこの光蚤ス
イッチ３，，３２ ，が“Ｌ”、その他は“Ｈ”のデー
タとして取り込まれる。次に車両６が進行してその第１
麹目の車輪が投光器２、受光器２′の位置に達し、ここ
に敷設してある踏板４を踏圧する。すると、この踏板４
の動作によりパルス発生器３１が動作し、第４図ｄに示
すようにパルスＰ２−，を発生し、オア回路３４に与え
る。するとこのオア回路３４はこのパルスＰ２−，の時
間幅分のパルスＰ３を発生し、レジスタメモリ３６に与
える。これにより、レジスタメモリ３６はこの時の光電
スイッチ３，，３２，・・・３ｍの出力を取り込む。即
ち、この時点は第４図ａの■の状態であり、光蟹スイッ
チ３，，３２，３３，３４，３５ が遮光されてそれぞ
れ“Ｌ”、それ以外は“Ｈ”である。同様に第２軸目の
到達時には第４図ａの■の如く光電スイッチ３，，３２
，３３，３４が遮光されてこれらの出力が“Ｌ”となる
。

この際、踏板４の出力にてパルス発生器３１は第４図ｄ
の如くパルスＰ２‐２を発生し、これによりオア回路３
４よりパルスＰ３が発生してレジスタメモリ３６に与え
られるから、第４図ａにおける■の状態真の光電スイッ
チ出力がレジスタメモリ３６に取り込まれ歩進される。
軸数が更に多い場合は同様に順次取り込んでゆく。車両
６が薄過完了する時点では第４図ａの■に示すように光
電スイッチ３，，３２のみが遮光されており、この時の
光鰭スイッチ３・，・・・３ｍの出力は通過完了時に光
電スイッチ３１，３２，・・・３ｍがすべて“Ｈ”とな
る際、これらを入力とするナンド回路３２の出力が“Ｈ
”から“Ｌ”に変るその立下りによってパルス発生器３
３の出力するパルスによりオア回路３４出力パルスによ
って取り込まれる。

この場合、オア回路３４出力発生は光電スイッチ３，，
・・・３ｍがすべて“Ｈ”となった時点であるから車両
６の後端が光電スイッチの光軸位置に到達した時点では
無く、通過完了後となってしまう。従って、車両後端の
情報を得るにはしジスタメモリ３６にその情報が取り込
まれるまでは保持するようやや時間遅れをもって光電ス
イッチ３１，３２，…３ｍの出力状態を更新してゆくよ
うなデータ一時保持用のバッファレジスタ等をレジスタ
メモリ３６の入力段に設けておき、これを介して光電ス
イッチの出力状態を取り込むようにする。このようにし
て光電スイッチのスイッチング経過は上述の例ではしジ
スタメモリ３６に４桁の直列ディジタルデータとして記
憶されることになる。もちろん３軸以上の車ではふえた
軸数分桁数が増加する。パルス回路３３がナンド回路３
２の出力の立下り時に出力したパルスはパルス発生器３
５に加えられる。

従って、これによりパルス発生器３５はしジスタメモリ
３６の桁数ｎ以上のクロックパルスＣ，を第４図ｅの如
く出力し、レジスタメモリ３６及び数値化回路３７に与
える。するとレジスタメモリ３６はこのパルスＣ，によ
って順次シフトされてその保持内容が読み出される。こ
のレジスタメモリ３６の出力は前記パルスＣ，によって
動作する数値化回路３７によって通行券上に記録、再生
し易いコードーこ符号変換され、転送回路３８に送られ
る。そして、この転送回路３８はパルス発生器３５の出
力する前記Ｃ，よりやや遅れたタイミングの第４図ｆに
示す如きパルスＣ２によって前記符号変換されたレジス
タメモリ３６読み出し内容を順次通行券発行機または通
行券確認機に転送する。この転送データの内容は第４図
ａの如き光電スイッチ動作状態を示すパターン情報であ
り、第４図の例では車両前部■を示す第１桁目のデータ
Ｘ，が“２”、第１藤目■を示す第２桁目のデータＸ２
が“５”、第２軸目■を示す第３桁目のデータＸ３が“
４”、車両後端■を示す第４桁目のデータＸ４が“２”
の情報内容を含んでいてこれが車両の特徴を示すパター
ンのコードとして通行券発行機或いは通行券確認機に送
られ、ここで通行券へこの抽出した車両の特徴を示すパ
ターンのコードを記録し、或いはこのコードと通行券に
記録された車両の特徴を示すパターンのコードを照合し
、合否を判定して通行券不正使用のチェックを行なう。
車両の特徴を示すパターンは車両の後部及び車軸位置で
検出したものであり、個々の車両の特徴をほぼ掴むこと
ができ、通行券の不正使用防止のための車両チェックに
効果が期待できる。しかも検出位置が車両の前後部及び
車軸位置と特定されており、これら位置は確実に位置検
出が可能な部分であるから、車両の走行速度に影響を受
けることなく特徴抽出ができる。このように道路の幅方
向に延びて道路上の設けられ車両の踏圧に応じて信号を
出す踏板装置と、同踏板装置の設置位置に対応する道路
肩に対向して設けられた該踏板装置上の空間に道路の幅
方向に延びる光路を形成し同光路を車両が遮ったとき検
出信号を出す一対の没受光器を高さ方向に複数組隔設す
る没受光装置と、同没受光装置の立上り信号、立下り信
号及び上記踏板装置の出力信号に応じてタイミングパル
ス信号を出すパルス発生器と、同パルス発生器の出力信
号に応じて上記投受光装置の各技受光器の検出パターン
を検出し同検出結果に基づき通過車両の識別装置を出す
識別装置より構成し、前記没受光装置より出力される投
受光器からの信号にて通過車両の前後部を検出し、また
踏板装置の出力にて車軸位置の検出を行なうと共にこれ
ら各検出出力発生時における前記役受光器の動作状態を
一時記憶してこれを符号化し、該通過車両の特徴を示す
パターンのコードとして出力するようにしたので、車両
の前後縁部及び車軸位置の高さ情報が特徴抽出値として
得られ、しかも、この特徴抽出を行なう検出位置は確実
に検出可能な部分であるから車両の走行速度の影響を原
理的に受けることが無く、従って同一車両であれば速度
に関係なく同一パターンの検出出力が得られ信頼度も高
くなる等、確実に車両判別が行なえる車両判別装置が提
供できる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の料金所における構成要素の配置を
説明するための図、第２図は光電スイッチの動作と車両
の関係を説明するための図、第３図は本装置における車
両パターン調協Ｕのための回路構成を示すブロック図、
第４図ａ〜ｆは本装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。 ３・，３２，〜３ｍ・・・・・・光電スイッチ「 ４・
・・・・・踏板、６・…・・車両、３１，３３，３５・
・・・・・パルス発生器、３２・・・・・・ナンド回路
、３４・・・・・・オア回路、３６・・…・レジスタメ
モリ、３７・・・・・・数値化回路、３８・・・・・・
転送回路。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 道路の幅方向に延びて道路上に設けられ車両の踏圧
   に応じて信号を出す踏板装置と、同踏板装置の設置位置
   に対応する道路肩に対向して設けられ該踏板装置上の空
   間に道路の幅方向に延びる光路を形成し同光路を車両が
   遮つたとき検出信号を出す一対の投受光器を高さ方向に
   複数組隔設する投受光装置と、同投受光装置の立上り信
   号、立下り信号及び上記踏板装置の出力信号に応じてタ
   イミングパルス信号を出すパルス発生器と、同パルス発
   生器の出力信号に応じて上記投受光装置の各投受光器の
   検出パターンを検出し同検出結果に基づき通過車両の識
   別信号を出す識別装置とを有してなることを特徴とする
   車両判別装置。