JPS6029160B2 - 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。そのための
、利用者が通行券を交換して利用区間を謀摩化す等の不
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チェックする
方法がある。

車両ナンバーの代わ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。

車両ナンバー、形状などをカメラで補え、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法も信号処理と云う点では前者に比
して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
過像を車両の送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、車両識別が不正確になる欠点を有していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、道路をはさ
んで対向して設けられた道路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
号を出す一対の投受光器を高さ方向に複数組隔設する技
受光装置と、同役受光装置の隣設する２組の授受光器の
両出出信号を受けてその出力信号が不一致のとき信号を
出す比鮫装置と、同批鮫装置の出力信号に応じてタイミ
ングパルス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授受光装置の各役受光器の検出パタ
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、縦一列に複数個配置された
投受光器の遮光状態が変化した時点の直前の状態のみを
ヒストグラム化したパターンとして捕えることにより、
時間的要因の関係しない車両個有の特徴を抽出すること
ができるようにし、同一車両であるか否かの車両判別を
正確に行なうことが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。

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′間に挟まれる略面が進入路となる。２，
２′はこの進入路を介してアィランドー，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（投受光器）３，，３２
，・・・３ｍが配設されており、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、前記光
電スイッチ３，，３２，・・・３ｍの光鼠は各々路面と
平行としてある。４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を各種必要デー
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読み取りまたデータの
照合等を行なう通行券確認機（出口料金所の場合）が配
設される。

第２図は前記光電スイッチ３・，３２，・・・３ｍを車
両５が走行しながら遮光する状態の一例を示す図である
。

本装置においては光電スイッチ３・，３２，３ｍの遮光
状態が変化するであろう車両５の■，■，〜■位置の特
徴抽出によりパターン識別を行なうようにする。

即ち、第２図は車両５の■の位置（運転台位置）が光電
スイッチ光軸位置に達し、車両５の前部■の位置からボ
ンネット部にかけての遮光数より更に多くの光電スイッ
チが遮光された状態を示しており、図からわかるように
以後は■の位置（運転台位置から荷台位置への境界位置
）、次に■の位置（荷台上の荷物積載部分前端側）、次
に■の位置（荷台上の荷物部分後部側）、更に■の位置
（車両５の後端の位置）でそれぞれ光電スイッチの遮光
数が変わり、結局車両５では■，〜■の各位層で遮光数
が変化し、車両５の側面におけるシルエットのパターン
が抽出できる。第３図は本発明装置における車両パター
ン識別回路部分の構成を示すブロック図である。

図中３．，３２，・・・３ｍは前述の光電スイッチ、３
１はこれら光電スイッチ３，，〜３ｍの全出力を入力と
し、これらの入力のＮＡＮＤ論理をとるナンド回路であ
り、このナンド回路３１は車両５の通過中を検出するも
のでｍ個の光電スイッチ３，，〜３ｍのうち一つでも遮
光されてその遮光スイッチの出力がオフ即ち、論理レベ
ル“Ｌ”になるとＮＡＮＤが論理レベル“Ｌ”から“Ｈ
”になることを利用しており、ナンド回路３１の出力“
Ｈ”を車両検出信号Ｓとして用いる。３２・，〜３２ｍ
‐．はそれぞれ２入力排他的論理和回路（Ｅｘｃｌ肌ｉ
ｖｅ−ＯＲ：以下Ｅｘ−ＯＲ回路を略称する）であり、
Ｅｘ−ＯＲ回路３２，は光電スイッチ３・，３２の出力
を入力とし、またＥｘ−ＯＲ回路３２２ は光電スイッ
チ３２，３３ の出力を入力とし、Ｅｘ−ＯＲ回路３２
３では光電スイッチ３３，３４の出力を入力とし、Ｅｘ
−ＯＲ回路３２ｍ−，では光電スイッチ３ｍ‐，，３ｍ
の出力を入力とする。

これら各Ｅｘ−ＯＲ回路３２，，３２ｍ‐，はそれぞれ
の入力源である隣接する二つの光電スイッチの排他的論
理和ととることにより遮光状態に変化があったことを検
出する。３３，，３３２，〜３３ｍ‐，はこれらＥｘ−
ＯＲ回路３２，．３２２，３２ｍ‐，に対応して設けら
れその対応するＥｘ−ＯＲ回路３２・，〜３２ｍ‐，出
力に変化があったときぐＬ”→“Ｈ”，“Ｈ”→“Ｌ”
への変化があったとき）微小幅のパルスを発生するパル
ス発生器であり、例えば単安定マルチパイプレータ等を
用いて構成してある。

３４はこれらのパルス発生器３３，，〜３３′ｍ‐，の
‐出力を入力とし、これらのＯＲ論理をとるオア回路で
ある。

このオア回路３４はパルス発生器３、３，，〜３３ｍ‐
，の全出力を入力としているため、Ｅｘ−ＯＲ回路３２
，，〜３２ｍ‐，のし、ずれかに変化が生じた場合、タ
イミングパルスＦ・を発生する。３５は前記ナンド回路
３１の出力の立下り（“Ｈ”→“Ｌ”）則ち車両５の光
軸上通過完了を検出してｎ回以上の微小幅のクロツクパ
ルスＣ，及びこのＣ，よりやや遅れたタイミングのクロ
ックパルスＣ２を発生するクロック発生器、３６は並列
ｍ桁、直列ｎ桁のレジスタメモＩＪであり、このレジス
タメモリ３６は前記光電スイッチ３，，３２，〜３ｍの
計ｍ個の出力を並列入力として前記オア回路３４の出力
するタイミングパルスＰ，により歩進し光電スイッチの
状態を読み取り、また、前記クロック発生器３５の出力
するクロックパルスＣ，を受けてこの読み取った内容を
順次シフトして読み出す。

レジスタメモリ３６における直列桁数のｎは対象車両の
形状により光電スイッチの遮断数変化が生ずるであろう
回数分（第２図の例では■から■までの６回）を記憶す
るに十分な桁数である。３７は数値化回路であり、レジ
スタメモリ３６により読み出された内容を通行券に書き
込んだり、或いは再生するに容易なコードに変換し車両
コードとして出力する。

この変換は並列ｍビットを１桁ずつ変換するものとする
。３８はこの数値化回路３７の出力を前述の通行券発行
機または通行券確認機に転送する信号転送回路であり、
この信号転送回路３８は前記クロックパルスＣ，よりや
や遅れたタイミングのクロックパルスＣ２より駆動され
て転送を行なう。

また前記車両検出信号Ｓはは車両通過中を検知するスト
ローブ信号で通行券発行機またま通行券確認機に送出さ
れる。次に上記緩成の本装置の動作について説明する。

第４図は本発明装置のタイミングチャートであり、一例
として第２図に示した車両５の識別について以下に説明
する。前記光電スイッチ３，，３２，・・・３ｍはそれ
ぞれ非遮光時には論理レベル“Ｈ”、遮光時には論理レ
ベル“Ｌ”が出力されるものとする。従って、車両５が
光電スイッチ３・，３２，・・・３ｍの光軸を遮ると遮
られた光鰭スイッチの出力が“Ｌ”となり、光電スイッ
チ３．，〜３ｍの出力のＮＡＮＤ論理をとるナンド回路
３ １はその出力が“Ｌ”から“Ｈ”となる。車両５の
通過中は光蟹スイッチ３１，３２，…３ｍのうち少なく
とも１つは遮光されているから通過期間、ナンド回路３
１は“Ｈ”の出力（車両検出信号Ｓ）を発生し続ける。
ナンド回路３１の出力はクロック発生器３５に入力され
るが、このクロック発生器３５に立下り信号によって動
作する回路であるから、この時′点では不動作状態にあ
る。一方、光電スイッチ３，，３２，・・・３ｍの出力
はそれぞれ隣接する２つの光電スイッチの出力を細とし
て対応するＥｘ−ＯＲ回路３２，，３２２，…３２ｍ−
，に与えられる。

そして、これらＥｘ−ＯＲ回路３２，，３２２，…３２
ｍ‐，の出力はそれぞれ対応するパルス発生器３３，，
・・・３３ｍ‐，を介してオア回路３４に加えられるか
ら、遮光された光電スイッチの出力を得るＥｘ−ＯＲ回
路は出力が変化し、この出力変化によってパルスを出力
するパルス発生器はオア回路３４にパルスを与える。従
って、オア回路３４はこのパルスをＰ．なるタイミング
パルスとして第４図ｂの如く発生し、レジスタメモリ３
６に与える。即ち、車両５の前部■が光電スイッチ３．
，３ｍの光軸位置に達すると第４図ｂ，ｃに示すようＬ
のタイミング時に車両通過信号Ｓ及びタイミングパルス
Ｐ，が発生することとなる。

タイミングパルスＰ，を受けたレジスタメモリ３６は歩
進動作することにより光電スイッチ３．，・・・３ｍの
出力を読み込むが、このｔ，のタイミング以前の光電ス
イッチの状態はすべて非遮光であるからすべて“Ｈ”で
あり、レジスタメモリ３６はすべて“Ｈ”の並列データ
を読み込む。

すなわち、レジスタメモリ３６のデータの取り込みタイ
ミングは光電スイッチ３・，〜３ｍのいずれかの遮光状
況に変化が生じた時であり、この時点でタイミングパル
スＰ，が発生して、これをトリガとして並列データを取
り込む。

この時、レジスタメモリ３６は歩進動作によるデータの
読み込み、すなわち、タイミングパルスＰ，によって、
現在の入力データを保持するとともにそれまで保持して
いたデータを送って記憶する。ここでの旧データは前車
の通過完了時のデータであり、そのため、レジスタメモ
リ３６には全て“Ｈ”の並列データが読み込まれる。タ
イミングら時に車両５の■の部分が前記光軸＆直に達す
ると光電スイッチ３，，３２，・・・３ｍのうち車両５
の前部■通過後に遮光されていた光母スイッチの数より
更に遮光される光電スイッチがふえる。

この新たに遮光された光電スイッチの“Ｌ”なる出力変
化によりこの出力を受けたＥｘ−ＯＲ回路は出力変化し
、これによってこのＥｘ一ＯＲ回路に対応するパルス発
生器より出力がオア回路３４に与えられる。そのためオ
ア回路３４は第４図ｂに示す如くタイミングパルスＰ，
を発生し、レジスタメモリ３６に与える。このら時以前
の光電スイッチ３，，・・・３ｍの遮光数は第４図ａの
如く２個であるからこの遮光された２個の光電スイッチ
の各出力“Ｌ”を含む全出力を前述同様の作用によって
並列データとして取り込む。以下同様に第２図における
■，■，■，■の位置が前記光軸位置を通過する際に第
４図ｂに示すようにオア回路３４によりタイミングパル
スＰ，が出力され、レジスタメモリ３６はこのタイミン
グパルスＰ，の出力時以前の光電スイッチの状態を取り
込んでゆく。その結果、車両５の通過完了時点における
レジスタメモリ３６の内容は例えば第５図の如くとなる
。車両５が通過完了すると光電スイッチ３，，・・・３
ｍの全出力は“Ｈ’’となるのでナンド回路３１は出力
が“Ｈ”から“Ｌ”に戻る。

従って、この立下りによりクロック発生器３５は動作し
たｎ個のクロックパルスＣ，，Ｃ２を第４図ｄ，ｅの如
く発生する。そして、クロックパルスＣ，はしジスタメ
モリ３６に転送信号として与えられ、レジスタメモリ３
６の内容はクロツクパルスＣ，入力毎に順次桁ずつ転送
される。この転送内容は数値化回路３７によって符号化
され、Ｃ，より遅れたタイミングのクロックパルスＣ２
により駆動される信号転送回路３８によりこの符号化さ
れたデータは通行券発行機または通行券確認機に送られ
て、記録或いは照合される。転送されるデータＸはこの
場合、仮りにＢＣＤ（二進化十進コ−ド）に変換すると
して１桁目のデータＸ，＝０，２桁目のデータＸ２＝２
、三桁目のデータＸ３＝３、四桁目のデータＸ４＝１、
五桁目のデータＸ５＝２、六桁目のデータＸ６＝１とな
り、これが車両５の特徴抽出値則ち車両パターンとして
出力される。このように車両５の通過中の光電スイッチ
３，・・・３ｍの状態変化を起した時点を高さ情報抽出
タイミングとし、その変化前の状態を取り込むようにす
るから車両５の走行速度に関係なく車両の特徴抽出が可
能となり、従って同一車両であれば入口、出口での走行
速度が異なることによりパターンの変化を起こすような
心配が全くないから確実に識別できる等、信頼性の高い
車両識別の可能な車両判別装置を提供できる。以上詳述
したように道路をはさんで対向して設けられた道路上の
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技受光器を高さ方向
に複数組隔設する没受光装置と、同役受光装置の隣接す
る２組の投受光器の両出力信号を受けてその出力信号が
不一致のとき信号を出す比較装置と、同比較装置の出力
信号に応じてタイミングパルス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役受光装置の各
役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、比較装置
により前記役受光器の遮光数に変化があったときこれを
検出し、この検出出力によりパルス発生器よりタイミン
グパルスを発生させてこのタイミングパルス発生前の前
記役受光器検出パターンを識別装置に取り込み、車両通
過完了後にこの検出パターンを該通過車両の識別信号と
して送出するようにしたので、同一の車両であれば走行
速度に無関係に同一パターンが得られるから確実に同一
車両の識別が可能となり、従って本装置により得た車両
識別のためのパターンを通行券に記録し、出口にてこの
記録されているパターンと新たに識別して得たパターン
を比較照合させることにより、車両同士の通行券交換時
等による通行券不正使用を未然に防ぐことができる車両
判別装置を提供することができる。

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図は本発明側層の料金所に配設される装置部分の配
置例を示す斜視図、第２図は光電スイッチと車両の関係
を説明するための図、第３図は本装置における車両パタ
ーン識別のための回路構成を示すブロック図、第４図ａ
，〜ｅはその動作を説明するためのタィムチャート、第
５図はしジスタメモリに読み込まれた車両パターンの一
例を示す図である。 ３１，３２，〜３ｍ・・・・・・光電スイッチ、３１・
・・…ナンド回路〜３２，，３２２，〜３２ｍ−，……
排他的論理和回路、３３，，３３２，〜３３ｍ‐・・・
・・・・パルス発生器、３４・・・・・・オア回路、３
５・・・・・・クロツク発生器、３６・・・・・・レジ
スタメモリ、３７・・・・・・数値化回路、３８・・・
・・・信号転送回路。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 道路をはさんで対向して設けられ道路上の空間に道
   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、同投受光装置の隣設する２組の
   投受光器の両出力信号を受けてその出力信号が不一致の
   とき信号を出す比較装置と、同比較装置の出力信号に応
   じてタイミングパルス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。