JPS61166688A

JPS61166688A - 車種判別装置

Info

Publication number: JPS61166688A
Application number: JP60008235A
Authority: JP
Inventors: 冨田　知伸; 池田　晶一
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1986-07-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕有料道路は一般に普通車、大型車などの車種別に通行料
金が異なる料金体系を用いている場合が多い。また、高
速道路などのように多区間の有料道路では、更に利用区
間毎に定めた料金を徴収する。

このような有料道路システムでは、入口インターチェン
ジの入口ゲートにおいて入ロインターチェンジ名や番号
及び入口進入年月日２時刻、更には上記分類による車種
の車種コードなどの必要なデータを記入した通行券を発
行し、これを出口インターチェンジの出口ゲートにおい
て受は取り、この受は取った通行券の前記データを処理
装置の読取機で読み取って出口インターチェンジまでの
利用区間に対応する車種別料金を求め、これを表示して
係員がその表示料金を利用者より徴収することになる。

ところが、有料道路業務は昼夜を通して行わなくてはな
らず、有料道路網も拡大の一途を辿るなど係員も多人員
必要とすることなどから有料道路のインターチェンジに
おける人出ロゲートの無人化が望まれている。

本発明は有料道路における料金所の無人化システムに用
いられる車種判別装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の有料道路システムにおける入口の無人化を図る方
法として、通行車両の車種（普通車・大型車・特大車等
の種類）を自動判別し当該車両に相当する通行券を発行
することが考えられている。

車種を自動判別するには、通行車両の車幅値あるいはト
レッド（軸距）を測定することにより可能である。これ
は、それぞれ超音波あるいは路面の幅方向に複数個の踏
板スイッチを等間隔に設置することによって実現可能で
ある。

しかし、この車幅値あるいはトレッドの測定を行って車
種判別をしても判別不能なものがでて来る。

例えば外国製普通乗用車及びマイクロバスは大型車に属
する車幅値であるが、実際の車種区分は普通車に属する
。また、バスは特大車であるが、大型車との区別がつか
ない。

従って無人化を図るにはこれらの正確な車種区分ができ
るようにしなければならない。

〔発明の概要〕

本発明装置は上記問題点を解決し、車種を正確に判別で
きるようにするため、図示のように車両通過路Ｗに敷設
され、通過車両の車輪の踏圧作用幅に応じて電気抵抗を
変化させ同車輪の接地幅及び車両のトレッドを検出する
幅接点体２１　、２２と、通過車両の踏圧による接点の
オン・オフによって車両の通過方向と車軸数を検出する
方向接点体２３〜２６と、踏圧に応じた電気信号を発生
する圧電素子を用いて通過車両の車軸重量を検出する感
圧体３１〜３４とを備えた踏板装置１１と、この踏圧装
置１１に接続して幅接点体２１　、２２、方向接点体２
３〜２６及び感圧体３１〜３４の出力信号を入力してこ
れらを演算し、車種判別信号を出力する車種判別処理装
置３００とで構成する。

本発明装置は、複数個の方向接点体２３〜２６．必要に
応じてこれ等と幅接点体２１　、２２の信号を組み合ｂ
−ｔ＝ａ、ニー、＝−ｒ“０時間差”ら車両０通過方向
４　　　　；・□求めることができ、また幅接点体２１
　、２２の信号から通過車両の車輪の接地幅及びトレッ
ドを求めることができ、また感圧体３１〜３４の信号か
ら通過車両の車軸重量を求めることができる。従ってこ
れらの信号を車種判別処理装置３００により論理的に解
析することによって通過車両の車種判別を行うことによ
り、従来よりも正確な車種判別を可能とする車種判別装
置を提供することができるものである。

〔発明の詳細な説明〕

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図は本発明装置に係る踏板装置の設置状況を示した
斜視図である。

第１図においてＷは車両が通行する一車線分の車両通過
路であり、１１は本発明の踏板装置であり、車両通過路
Ｗの横断方向にほぼ道幅全体に渡って敷設され、４組の
方向接点体２３〜２゛６（第２．第３図参照）、２組の
幅接点体２１．２２（第２．第４図参照）、４組の感圧
体３１〜３４（第３図参照）を有していて、方向接点体
２３〜２６によって通過車両の進行方向を測定し、また
幅接点体２１　、２２によって通過車両の車輪の接地幅
及び車両のトＩ／ノドを測定し、感圧体３１〜３４によ
って通過車両の車軸重量を測定するものである。

第２図は前記踏板装置１１の構成を示す平面図であり、
図中２１　、２２は道幅方向に配設された幅接点体であ
る。

一方の幅接点体２２は道路中央部位置より右側路肩方向
で、かつ進行手前側に、また他方の幅接点体２１は該中
央部位置より左側路肩方向で、かつ進行向う側にそれぞ
れ配置されており、またその構造は例えば細長い抵抗体
４２．４４（第４図参照）を下部接点とし、この抵抗体
４２　、４４上に所定間隔離間させて弾力のある例えば
ステンレス材等による帯状導体による上部接点体４１．
４３（第４図参照）が配設されていて、各々の幅接点体
２１　、２２における前記上部接点体４１　、４３が車
輪の踏圧を受けると上部接点体４１　、４３のその部分
が抵抗体４２　、４４上に接して抵抗体はその接した部
分の区間が短絡され、その分の抵抗値が減少することを
利用して抵抗体両端す、ｃ間及びｂ’、ｃ’間の抵抗値
よりタイヤ幅を検出し、また抵抗体４２　、４４と上部
接点体４１、４３とで形成されるａ、ｂ間及びａ′、ｂ
′間の回路の抵抗値でトレッド即ち軸距を測定する。

また２３　、２４　、２５　、２６はそれぞれ前記幅接
点体２１．２２に平行に設置された方向接点体であり、
これら方向接点体２３〜２６は例えば上下に適宜離間さ
せて弾力のある帯状の一対の導電体を配設して構成され
ると共に、車輪の踏圧を受けてその踏圧を受けた部分が
上下に接することにより車輪の通過及び通過方向を検出
することができるようにしたものである。

通過方向は４組の方向接点体２３　、２４　、２５　、
２６の動作パターンより検知できる。

第３図は、第２図に示した踏板装置のＩ［［−ＤＩ線。

における概略縦断面図である。感圧体３１　、３２　、
３３．３４は方向接点体２３　、２４　、２５　、２６
の下方に配設され、かつ被覆３５の突起３６　、３７　
、３８　、３９の下方に位置するように敷設される。従
って踏板装置ｌｌ上を通過する車両の軸重は突起３６　
、３７　、３８　、３９を介して感圧体３１　、３２　
、３３　、３４に歪を発生させ、当該窓圧体より軸重に
対応した電気信号が取り出されることになる。

感圧体３１〜３４は例えば薄膜状の高分子系圧電体の両
面に電極を設けた圧電素子で構成され、軸重は膜面に対
して垂直方向の圧力として検知される。

高分子系圧電体としては、ポリ弗化ビニリデンやポリ（
シアン化ビニリデン・酢酸ビニル）共重合体などの高分
子を延伸して分極した高分子圧電体や、高分子とＰ　Ｚ
　Ｔ、　ＰｂＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ２等の強誘電性セラ
ミックスの微粉末との混合物を分極した高分子複合圧電
体など、薄膜化が可能で、かつ耐衝撃性を有する圧電体
が適する。

第４図は踏板装置１１の幅接点体の動作原理を説明する
ための図であり、図中４１　、４３は前述の幅接点体２
１　、２２における上部接点体、４２　、４４は抵抗体
である。

幅接点体２１　、２２は前述の所定の位置に配設され、
′″、ｆＦＬａ″ｂ’　、ｃ　＆’ＣＦ　ａ’　、　ｂ
’　、　ｃ’　（７）ｆｉ″１・・を有している。これ
らのうち端子ａ　　、　　ａ’はそれぞれ上部接点体４
１　、４３の片端に接続され、また端子す、ｂ’はそれ
ぞれ抵抗体４２　、４４の一方の端部に、また端子・ｃ
、ｃ’はそれぞれ抵抗体４２　、４４の他方の端部に接
続されている。上部接点体４１　、４３はステンレス等
の導電性金属で作られているためにその固有抵抗値が小
さく、抵抗値を殆ど無視できる。

また上部接点体４１　、４３と対を成す抵抗体４２　、
４４は例えばスルーホール付両面銅貼プリント基板の一
方の面にアレー状電極を設け、他方の面側に抵抗素子を
設けて前記アレー状電極間を直列に接続することで実現
できる。

ここで、この踏板装置１１による通過車両のトレッドお
よびタイヤ幅の測定原理を説明しておく。

今、トレッドがＬなる長さを有し、タイヤ幅！なる車輪
Ａを装着した車両が踏板装置１１上に差しかかり、幅接
点体２１　、２２を踏圧したとする。幅接点体２１は一
車線分の幅の車両通過路Ｗの中央より左側に、また、他
の幅接点体２２は右側に配設されているため、車両の左
側車輪は幅接点体２１を、また右側車輪は幅接点体２２
を踏圧する。

すると、この幅接点体２１では、左側車輪によりその上
部接点体４１の踏圧を受けた部分が下方にへこみ、下部
の抵抗体４２に接触する。また、同様に幅接点体２２で
は右側車輪によりその上部接点体４３の踏圧を受けた部
分が下方にへこみ、下部の抵抗体４４に接触する。

この抵抗体４２　、４４における上部接点体４１　、４
３との接触部と非接触部とを区分すると、抵抗体４２側
ではタイヤ幅２に対応する幅で中央に接触部分が、そし
てその両脇に非接触の部分が生じ、また、抵抗体４４側
でも同様である。

これらのうち、タイヤ幅２に対応する接触部分の抵抗体
抵抗値をｒｚ　、　ｒ５とし、その両脇部分の非接触部
分の抵抗体抵抗値をそれぞれｒｌ＋ｒ３及びｒ４＋ｒ６
とすると、それぞれの抵抗体４２　、４４の両端子す、
０問およびｂ’　、ｃ’間抵抗値Ｒ＋’、Ｒｚ’は各々
の抵抗体４２　、４４の本来の抵抗値をＲ，、Ｒ２とす
ると、このＲ，、Ｒ，から各々の上部接点体４１　、４
３の接触による短絡部分の抵抗値ｒ２　＋　ｒｓを差し
引いた抵抗値、即ちＲ１’　＝Ｒ１ｒｚ　＋　　Ｒｚ’　＝Ｒｚ　　ｒｓと
なって、踏圧を受けた際、それぞれＲ１からＲ１′。

Ｒ２からＲ２′へと抵抗値が変化する。一方、幅接点体
２１　、２２の端子ａ、ｂ間及び　Ｊ、ｂ１間の抵抗値
は幅接点体２１側では上部接点体４１に接触しない左側
部分の抵抗値ｒ　Ｉ　＋　また幅接点体２２側では上部
接点体４３に接触しない右側部分の抵抗値ｒ６を示すこ
とになる。

前記したように幅接点体２１　、２２の車両通過路Ｗ路
面上における設置位置は路面の横断方向に沿い中央より
それぞれ左右路肩方向へ伸びる所定の位置であり、従っ
てａ、ｂ端子間抵抗及びａ′、ｂ′端子間抵抗を加えた
値は車両のトレッドに密接な関係を示す値となる。

従ってこれらのことからトレッドＬおよびタイヤ幅！の
測定をすることができる。

第５図は本発明装置の構成を示すブロック図である。図
中２１　、２２は幅接点体であり、４１　、４３は各々
の上部接点体、４２　、４４は抵抗体である。ａ、ｂ、
Ｃ及び　Ｔ、　　１．ｃｌはそれぞれ幅接点体２１．２
２における前記端子、１４１．　１４４．　１４９．　
１５２は抵抗値を電圧値に変換する抵抗−電圧変換回路
である。これらのうち、１４１は前記端子ａ、ｂ間に接
続され、端子間の示す抵抗値を電圧値に変換して出力す
る。また、１４４．　１４９．　１５２も同様である。

１４２、　１４５．　１４８．　１５１は電圧変化ピー
ク値を記憶する電圧変化値記憶回路で、これらのうち１
４２は前記抵抗−電圧変換回路１４１に接続されてその
出力電圧値を入力し、そのピーク値を抽出して記憶し、
また１４５．　１４８．　１５１も同様である。

１４３、　１４６，１４７　．１５０はアナログ信号を
ディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換、
回路であり、１４３は電圧変化値記憶回路１４２の出力
を、また１４６．　１４７．　１５０も同様に電圧変化
値記憶回路１４５．　１４８．　１５１の出力をディジ
タル信号に変換して出力するものである。

２３・２４・２５・２６１＝！　Ｒａａ　’ａ　’１１
！Ｅｌｆｆｉｌｌ（７）　７１ｉｉ１接・”４８．・で
あり、２０１はこれら方向接点体２３，２４，２５．２
６　　　　　’が車両の進行方向に並設されていて車両
の進行に伴い、車輪踏圧によって時間的なずれを持ち順
次接点のオン操作が成されることを利用してこれら方向
接点体２３　、２４　、２５　、２６のオン・オフ状態
から車両の前後進を判別する車両前後進判別回路である
。

３１　、３２　、３３　、３４は前記踏板装置１１の感
圧体であり、通過した車両の重量に対応した電気信号を
発生する。２０２は電圧変化ピーク値を記憶する電圧変
化値記憶回路で、感圧体３１　、３２　、３３　、３４
に接続されてその出力電圧値を入力し、そのピーク値を
抽出して記憶する。２０３はアナログ信号をディジタル
信号に変換するアナログ−ディジタル変換回路であり、
電圧変化値記憶回路２０２からの出力電圧ピーク値をデ
ィジタル信号に変換して出力するものである。

２０４は前記アナログ−ディジタル変換回路１４３、　
１４６．　１４７．　１５０．　２０３及び車両前後進
判別回路２０１と中央処理装置２０６との入出力インタ
ーフェースを行う人出力インターフェース回路、２０５
はメモリ回路であり、このメモリ回路２０５に記憶させ
であるプログラム内容に従って中央処理装置２０６は演
算制御動作を行い、人出力インターフェース回路２０４
を介して与えられる前記各種情報を処理して車種判別を
行う。尚メモリ回路２０５はデータの一時記憶や演算時
のワーキングエリア等としても用いられる。

次に上記構成の本装置の動作について説明する。

本装置においては待機状態時、中央処理装置２０６は常
に入出力インターフェース回路２０４を監視して外部か
らの入力が来るのを待つ。

車輪部分が踏板装置１１の位置に差しかかると車輪踏圧
を受けて幅接点体２１　、２２の上部接点体４１゜４３
が弾性変形して第４図で詳述したように抵抗体４２　、
４４に接し、幅接点体２１　、２２の端子ａ、ｂ間。

Ｊ、ｂＬ間、ｂ、ｃ間　ｂ／　、　　０１間の抵抗値が
変化する。これら抵抗値は各々の端子間に接続された抵
抗電圧変換回路１４１．　１４４．　１４９．　１５２
により電圧信号として検出され、これら各々の電圧信号
は対応する電圧変化値記憶回路１４２．　１４５、　１
４８．　１５１に入力されて各々の電圧信号のピーク値
が記憶される。この各々のピーク値は読み出されて各々
の後段に設けたアナログ−ディジタル変換回路１４３．
　１４６．　１４７．　１５０に入力され、各々ディジ
タル信号に変換されて入出力インターフェース回路２０
４に入力され、これを介して中央処理装置２０６に出力
される。

また踏板装置１１には４組の方向接点体２３　、２４　
。

２５　、２６があり、車輪は通過時にこれらを順次踏圧
してゆく。その踏圧の順序は車両の進行方向により定ま
るから方向接点体２３　、２４　、２５　、２６に接続
された車両前後進判別回路２０１により接点信号の出力
状況から車両の前後進軸数、即ち、前進により通過した
車軸数と後進により通過した車軸数を検出判別し、その
判別出力を人出力インターフェース回路２０４を介して
中央処理装置２０６に入力する。

更に、踏板装置１１には４組の感圧体３１　、３２　、
３３．３４があり、車輪は通過時にこれらを順次踏圧し
てゆく。感圧体３１　、３２　、３３　、３４の上方に
は、各々被覆３５の突起３６　、３７　、３８　、３９
があり、これら突起によって車輪全体の圧力を受けるこ
とができるように構成されているので、車輪の軸重は感
圧体３１、３２　、３３　、３４によって検出される。

感圧体は圧電素子で構成されているので、検出した軸重
は電圧信号となり、電圧変化値記憶回路２０２によって
ピーク電圧が記憶される。このピーク値は読み出されて
後段のアナログ−ディジタル変換回路２０３に入力され
、ディジタル信号に変換されて入出力インターフェース
回路２０４に人力され、これを介して中央処理装置２０
６に出力される。

すると中央処理装置２０６は車両が一台分通過するまで
の間上記の各入力情報を取り込むと共にこれをメモリ回
路２０５に記憶する。そして該車両が通過完了した時点
で中央処理装置２０６は前記各人力情報をメモリ回路２
０５から読み出し、車軸数。

タイヤ幅、トレッド、進行方向、車軸重量などの車種判
別要素を求める。

そして、これらの車種判別要素をもとに予めメそり回路
２０５に設定しである車種判別テーブルから当該通過車
両の車種を判別し、判別結果を人出　　　　　１′力イ
ンターフエース回路２０４を介して外部へ出力する。

以上詳述したように本発明は車両通過路Ｗに敷設され、
通過車両の車輪の踏圧作用幅に応じて電気抵抗を変化さ
せ同車輪の接地幅および車両のトレッドを検出する幅接
点体２１　、２２と、踏圧による接点のオン・オフによ
って車両の進行方向と車軸数を検出する方向接点体２３
〜２６と、踏圧に応じた電気信号を発生する圧電素子を
用いて通過車両の車軸重量を検出する感圧体３１〜３４
とを備えた踏板装置１１と、上記踏板装置１１に接続し
て幅接点体２１．２２と、方向接点体２３〜２６及び感
圧体３１〜３４の出力信号を入力してこれらを演算し車
種判別信号を出力する車種判別処理装置３００とで構成
され、正確な車種判別を自動的に行うことのできる車種
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され
ることなくその主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り、例えば実施例においてはタイヤ
幅を単純にその絶対値のみ測定する場合を示したが、更
にシングルタイヤであるかダブルタイヤであるかの判別
を行って情報として利用するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に係る踏板装置の接地状況を示す斜
視図、第２図は踏板装置の構成を示す平面図、第３図は
第２図に示した踏板装置のｍ−ｍ線における概略縦断面
図、第４図は踏板装置の動作原理を説明するための図、
第５図は本発明装置の構成を示すブロック図である。１１・・・・・・踏板装置、２ｉ　、　２２・・・・・
・幅接点体、２３　、２４、２５　、２６・・・・・・
方向接点体、３１　、３２　、３３　、３４・・・・・
・感圧体、３５・・・・・・被覆、３６　、３７　、３
８　、３９・・・・・・突起、４１．４３・・・・・・
上部接点体、４２　、４４・・・・・・抵抗体、３００
・・・・・・車種判別処理装置。

Claims

【特許請求の範囲】

車両通過路に敷設され、通過車両の車輪の踏圧作用幅に
応じて電気抵抗を変化させ同車輪の接地幅および車輪の
トレッドを検出する幅接点体と、踏圧による接点のオン
・オフによって車両の通過方向と車軸数を検出する方向
接点体と、踏圧に応じた電気信号を発生する圧電素子を
用いて通過車両の車軸重量を検出する感圧体とを備えた
踏板装置と、踏板装置に接続して幅接点体、方向接点体
及び感圧体の出力信号を入力してこれらを演算し、車種
判別信号を出力する車種判別処理装置とで構成したこと
を特徴とする車種判別装置。