JPS6240758B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、道路上を走行している車両の渋滞
情況を検出する装置に関する。

車両の渋滞情況の検出には２つの方式がある。
その１つは、車両の空間オキユパンシイにもとづ
いて渋滞情況を把握するもので、道路の所要距離
範囲内に存在する車両台数を検出する。車両台数
の検出は通常、検出すべき範囲にわたつて50〜
300ｍもの長さの長大ループコイルを路面下に埋
設し、この長大ループコイルのインダクタンスの
変化をみる。この方式は、きわめて長いループコ
イルを路面下に埋設しなければならないから、埋
設工事がきわめて大がかりとなる欠点がある。他
の１つは車両の時間オキユパンシイにもとづくも
ので、１地点における１車両の存在時間を計測
し、この存在時間の大小により渋滞度をみるもの
である。この方式は１地点で検出が可能であると
いう利点があるが、検出地点に駐車している車両
があるとその車両の存在時間はきわめて長いか
ら、車両の渋滞と誤検知することがある。

この発明は、上記２つの車両渋滞検知方式のそ
れぞれの欠点を克服し、車両の渋滞情況を正確に
しかも１箇所で検出することができるとともに容
易に設備しうる車両渋滞検出装置を提供するもの
である。

以下図面を参照してこの発明の実施例について
詳しく説明する。

第１図は、光学系およびこの光学系に含まれる
受光素子の概略的な配置状態ならびに受光素子の
検知面および渋滞情況の検知範囲を示している。
光学系１は道路４上方に設けられた凸レンズ２を
含み、この光学系１の位置よりも車両の進行方向
（矢印Ｘ）前方において車両像をとらえるように
結像面３が設定されている。そしてこの結像面３
上に、車両の進行方向に所要の間隔をおいて多数
の受光素子１１，１２……１ｎが一直線状に配置
されている。受光素子１１〜１ｎたとえばフオ
ト・ダイオードからなる。検知面２１，２２……
２ｎは、各受光素子１１〜１ｎによつて検知され
る路面上における範囲を示すものであり、一定距
離（たとえば20〜50ｍ）ずつ間隔をおいて設定さ
れている。また検知面２１〜２ｎは１車両相当分
の大きさにつくられている。１車両相当分の大き
さとは、１つの受光素子に１台の車両のみが検知
される範囲をいい、後述するところが明らかにな
るように、相前後して走行する２台の車両があつ
ても、１車両相当分の大きさの検知面においては
この２台の車両が同時に検知されることはない。
受光素子１１〜１ｎの各受光面１１ａ〜１naは
各検知面２１〜２ｎにそれぞれ対応しているか
ら、受光素子１１〜１ｎは、それらの検知面２１
〜２ｎが１車両相当分の大きさで上記一定距離の
間隔をおいてあらわれるようにつくられかつ配置
されている。各検知面２１〜２ｎの箇所が検知地
点であり、すべての検知面２１〜２ｎを含む範囲
Ｙが検知範囲である。

第２図は車両渋滞検出装置の一例を、第３図は
第２図の回路の各ブロツクの出力波形をそれぞれ
示している。これらの図において、各受光素子１
１〜１ｎの出力影像信号Ａ１，Ａ２……Anは前
置増巾器３１，３２……３ｎでそれぞれ適当な大
きさに増巾され、次に比較器４１，４２……４ｎ
にそれぞれ送られる。比較器４１〜４ｎには基準
となるレベルが設定されており、各増巾器３１〜
３ｎの出力信号はこの基準レベルで弁別されるこ
とにより波形整形され、信号Ｂ１，Ｂ２……Bn
となる。そしてこれらの各信号Ｂ１〜Bnは検知
時間計数器５１，５２……５ｎでそれぞれの時間
巾が測定される。第４図に示すように、車両は受
光素子の検知範囲Ｒにさしかかつた時点（車両を
（Ca）で示す）から範囲Ｒを抜け出した時点（車
両を（Cb）で示す）までの間、受光素子によつ
て検知される。この時間が車両の検知時間であ
り、計数器５１〜５ｎによつてそれぞれ測定され
る。計数器５１〜５ｎによつて測定された車両検
知時間を表わす信号は、それぞれ地点渋滞判定器
６１，６２……６ｎに送られここで、渋滞判定基
準時間設定器６０にあらかじめ設定されている基
準時間（to）と比較される。判定器６１〜６ｎは
計数器５１〜５ｎの信号の表わす検知時間が、基
準時間（to）よりも長い場合に“Ｈ”レベルの信
号Ｃ１，Ｃ２……Cnを出力し、検知時間が基準
時間（to）よりも短い信号が入力するまで“Ｈ”
レベルに保持する。こられの信号Ｃ１〜Cnは渋
滞情報作成器７０に送られる。作成器７０は信号
Ｃ１〜Cnの組合せにもとづいて種々の渋滞情報
をつくり出すものであつて、たとえば論理回路ま
たはマイクロプロセツサなどから構成されてい
る。検知時間が長いということは、車両が検知地
点を低速で走行している、または停止しているこ
とを意味し、車両が渋滞している可能性がある。
しかしながら、多数の検知地点のうちいずれか１
〜２地点でのみ検知時間が長い場合には、その地
点のみ何らかの原因で車両が停止しているだけ
で、道路を全体的にみると車両はスムーズに流れ
ている可能性が強い。逆に多数の地点で検知時間
が長い場合には、多数の車両が同時に低速で走行
または停止しているのであるから渋滞している可
能性がきわめて大きい。作成器７０は信号Ｃ１〜
Cnのうちどの信号が“Ｈ”レベルにあるか、い
くつの信号が“Ｈ”レベルであるかなどに応じ
て、渋滞なし、渋滞ありなどの渋滞の有無、なら
びに渋滞ありの場合には渋滞の程度すなわち渋滞
度大、中および小などの情報をあらわす信号を出
力する。また必要に応じて、信号Ｃ１〜Cnのう
ち“Ｈ”レベルになつている検知地点の数と検知
地点間距離との積により渋滞長を求める。

受光素子から出力される車両検知映像信号を観
察すると、車両が１台のみの場合には第５ａ図に
示すように、映像信号波形には山部Ｍにつづいて
後半部に谷部Ｎがあらわれる。これは、光学系が
道路上を走行する車両をその後方から俯瞰するよ
うに配置されており、車両が検知範囲を通過する
ときにリヤ・ウインドを通して車両内部の暗さが
検知されるためと思われる。多数台の車両が短い
車間距離で一列状に並んで走行している場合には
これを俯瞰すると車両の一部が重なつてみえる。
このときの映像信号には上記のように車両１台分
の波形はあらわれず、第５ｂ図に示すように山部
と谷部が連続した波形となる。見かけの空間波長
（PA）は車両１台分の波長（PO）よりも短く、
そのときの車頭間隔に相当する値となる。

第６図に示すように、道路４上の車両（CA）
を光学系１からみた場合の投影像を相定し、その
車両の進行方向にそう長さを車両の見かけの車長
（LA）とする。この見かけの車長（LA）は光学
系１から遠方にいき俯角が小さくなるほど長くな
る。見かけの車長（LA）が最低車頭間隔
（TM）（後述する）よりも短い場合には、この見
かけの車長（LA）内には必ず１台の車両しか存
在し得ず、２台以上の車両が含まれるということ
はあり得ない。ところが、光学系１から遠方の地
点において見かけの車長（LA）が最低車頭間隔
（TM）よりも長くなると、車両の投影像が重な
り、見かけの車長（LA）範囲内に２台以上の車
両が存在し得るようになる。車両が１台しか存在
しない範囲は見かけの車長（LA）からそれらの
重なり部分Ｄを除いた範囲であり、これは最低車
頭間隔（TM）に等しい。

以上の点を考慮して、道路上に仮想される検知
面２１〜２ｎの大きさ、とくにその車両の進行方
向にそう長さ（これを検知長（Ｓ）という）は、
最低車頭間隔（TM）よりも見かけの車長
（LA）の方が短い場合には、見かけの車長
（LA）にもとづいて次式により決定される。

Ｓ＝ＬＡ／Ｋ ……(1) また、最低車頭間隔（TM）よりも見かけの車
長（LA）の方が長い場合には、検知長（Ｓ）は
最低車頭間隔（TM）を用いて次式により決定さ
れる。

Ｓ＝ＴＭ／Ｋ ……(2) ここで(K)は係数であつて２程度に選定される。
そして、このようにして決定された検知長（Ｓ）
の検知面をもつように受光素子１１〜１ｎの配置
位置およびその受光面の大きさが決定される。

ところで、光学系１は道路上を走行する車両と
その後方から俯瞰するから、結像面３上には遠方
にある車両ほど小さくあらわれる。したがつて、
もし実際の車長にもとづいて結像面上に配置され
る受光素子の受光面の大きさを決定するならば、
遠方の検知地点の車両を検知する受光素子の受光
面はきわめて小さくなり、実際に製作することは
不可能である。しかし、上述の見かけの車長
（LA）は遠方にいくほど大きくなつているから、
第(1)式による検知長（Ｓ）にもとづいて受光素子
の受光面の大きさを決定するならば、その受光面
の寸法はそれほど小さくならず、複数の受光素子
を同一面（結像面）上に製作するのに好都合であ
る。最低車頭間隔（TM）もまた実際の車長より
はるかに長いから、第(2)式による検知長（Ｓ）に
もとづいて受光素子の受光面の大きさを決定する
場合にも同様のことが言える。

第４図に戻つて、上述の車両検知時間を（ｔ）
とすると、この検知時間（ｔ）は検知長（Ｓ）と
実際の車長（LC）とを用いて次式で表わされ
る。

ｔ＝ａ・Ｓ＋ＬＣ／Ｖ ……(3) ここで（Ｖ）は車両の走行速度であり、(a)は係
数である。見かけの車長（LA）が最低車頭間隔
（TM）よりも短い場合には、第(3)式における検
知長（Ｓ）は第(1)式で表わされる。実際の車長
（LC）は車種によつて異なるが、見かけの車長
（LA）は車長（LC）よりもはるかに大きいか
ら、車種による検知時間（ｔ）の変動は小さいこ
とが理解されよう。

見かけの車長（LA）が最低車頭間隔（TM）
よりも長い場合には、第(3)式における検知長
（Ｓ）は第(2)式で表わされる。最低車頭間隔
（TM）をたとえば10ｍ（速度15Km／Ｈでの乗用
車の車頭間隔）とすれば、第(3)式は次のように変
形される。

ｔ＝ａ・１０／Ｋ＋ＬＣ／Ｖ ……(4) 車頭間隔10ｍ以内で複数台の車両が続いている
場合には１つの検知範囲内に２台以上の車両が存
在し、受光素子からの映像信号の山部が第５ｂ図
のように分離せず重なつてしまつて１台の車両が
実際よりも低速度で通過しているように誤計測さ
れるが、このような場合には各車両が既に低速で
あり１台の車両の検知時間でさえも渋滞判定基準
時間設定器６０の基準時間（to）を超してしまう
ので、地点渋滞判定器６１〜６ｎの出力に影響を
及ぼすことはない。

以上のようにこの発明の車両渋滞検出装置によ
れば、複数の検知地点における車両の時間オキユ
パンシイを測定し、この時間オキユパンシイの空
間的分布から総合的に判断して、これらの検知地
点を含む検知範囲全体の渋滞情報を得ているので
車両の渋滞を正確に検出することができる。しか
も、上記検知範囲を俯瞰する位置に設けられた光
学系に、複数の受光素子が上記の各検知地点の車
両をそれぞれ検知するように配置されているの
で、１箇所で車両の渋滞情況を把握することがで
き、簡単に設備しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は道路上方に設けられた光学系およびこ
の光学系に含まれる受光素子の概略的な配置状態
ならびに受光素子の検知面および検知範囲を示す
図、第２図は車両渋滞検出装置の一列を示すブロ
ツク図、第３図は第２図に示す回路の出力波形を
示す波形図、第４図は車両検知の様子を示す図、
第５図は車両検知影像信号を示す波形図、第６図
は光学系から車両をみた場合の車両の投影像を示
す説明図である。 １……光学系、３……結像面、４……道路、１
１〜１ｎ……受光素子、２１〜２ｎ……検知面、
４１〜４ｎ……比較器、５１〜５ｎ……検知時間
計数器、６０……渋滞判定基準時間設定器、６１
〜６ｎ……地点渋滞判定器、７０……渋滞情報作
成器、Ｙ……検知範囲。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 道路の所要長さの検知範囲を俯瞰する位置に
   配置され、検知範囲を検知する複数の受光素子を
   含む光学系を備え、複数の受光素子の検出出力に
   基づいて検知範囲内の車両の渋滞を検出する装置
   において、 複数の受光素子は互いに間隔をおいて配置さ
   れ、かつ各受光素子の受光面の大きさは光学系か
   らその受光素子の検知地点までの距離に応じて変
   つており、 複数の受光素子のそれぞれから別個の受光信号
   が出力され、 これらの受光素子のそれぞれについて、受光素
   子の出力を所定の基準レベルで弁別する比較器、
   比較器の出力の継続時間を測定する検知時間計数
   器、検知時間計数器の出力を所要の基準時間と比
   較して検知時間が基準時間よりも長いときに地点
   渋滞信号を出力する地点渋滞判定器が設けられ、 さらに複数の地点渋滞判定器の出力にもとづい
   て検知範囲全体の渋滞情報をつくりだす渋滞情報
   作成器を備えている車両渋滞検出装置。