(57)【要約】【課題】スキャン式レーザセンサの性能にかかわらず、精度よく車両の存在を検知することができる車両検知器及び車両検知方法を提供する。【解決手段】車両検知器１０は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第１スキャン式レーザセンサ１１ａと、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第２スキャン式レーザセンサ１１ｂと、前記第１スキャン式レーザセンサ１１ａと、前記第２スキャン式レーザセンサ１１ｂとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定する判定部１２０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第１スキャン式レーザセンサと、
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第２スキャン式レーザセンサと、
前記第１スキャン式レーザセンサと、前記第２スキャン式レーザセンサとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定する判定部と、
を備える車両検知器。
【請求項２】
前記第１スキャン式レーザセンサ及び前記第２スキャン式レーザセンサは、垂直方向に異なる位置、又は、車線幅方向に異なる位置に並べて配置される、
請求項１に記載の車両検知器。
【請求項３】
前記第１スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第２スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される、
請求項１又は２に記載の車両検知器。
【請求項４】
前記第１スキャン式レーザセンサは、前記第１スキャン式レーザセンサの筐体の水平軸が垂直方向に傾くように配置される、
請求項１から３の何れか一項に記載の車両検知器。
【請求項５】
前記第１スキャン式レーザセンサが配置される傾きは、前記車両の車体の一部又は車体に取り付けられた付属物である検知対象物の形状的な特徴に基づいて決定される、
請求項４に記載の車両検知器。
【請求項６】
前記第１スキャン式レーザセンサは、前記第１スキャン式レーザセンサの筐体の垂直軸が車線方向に傾くように配置される、
請求項１から５の何れか一項に記載の車両検知器。
【請求項７】
前記第１スキャン式レーザセンサのスキャン方向は、前記第２スキャン式レーザセンサのスキャン方向と逆方向である、
請求項１から６の何れか一項に記載の車両検知器。
【請求項８】
前記第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサに前記レーザ光の照射及び受光を指示する同期信号を出力する制御部を更に備える、
請求項１から７の何れか一項に記載の車両検知器。
【請求項９】
前記第１スキャン式レーザセンサ及び前記第２スキャン式レーザセンサは、垂直方向の所定位置において車線方向に隣接して配置され、
前記第１スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第２スキャン式レーザセンサの前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される、
請求項１に記載の車両検知器。
【請求項１０】
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第１スキャン式レーザセンサによりスキャンするステップと、
レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第２スキャン式レーザセンサによりスキャンするステップと、
前記第１スキャン式レーザセンサと、前記第２スキャン式レーザセンサとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定するステップと、
を有する車両検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両検知器及び車両検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物の存在を検知するためのセンサとして、スキャン式レーザセンサが知られている。スキャン式レーザセンサは、発光素子から発光されたレーザ光を複数の照射角度で照射するとともに、レーザ光の反射光を受光素子で受光することにより、レーザ光が照射された領域内に対象物が存在するか否かを検知する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
スキャン式レーザセンサは、有料道路の料金所等において、料金所の車線を走行する車両の存在を検知するための車両検知器に用いられることがある。例えば、図１７に示すように、従来の車両検知器９０は、車線Ｌの路側（アイランドＩ上）に設置された１台のスキャン式レーザセンサ９１により、車両Ａの存在を検知する。車両Ａの形状及び大きさは車種、積載物の有無等に応じて変化するため、車両検知器９０のスキャン式レーザセンサ９１は、広範囲にレーザ光を照射できることが求められる。例えば、図１７に示すスキャン式レーザセンサ９１は、レーザ光の照射開始角度から照射終了角度まで約１９０度のスキャン範囲において、複数の照射角度でレーザ光を照射する。
【０００４】
また、車両Ａは、牽引棒により被牽引車と連結されている場合がある。牽引棒は細いため、スキャン式レーザセンサ９１の角度分解能が低い（隣接する二つのレーザ光がなす角度の値が大きい）と、牽引棒上にレーザ光が照射されず、車両Ａとその後続車両が連結されているか否か判断できない可能性がある。このため、車両検知器９０のスキャン式レーザセンサ９１は、牽引棒のような細いパーツを検知可能な角度分解能（例えば、約０．６７度）を有していることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−６７７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、多種多様なスキャン式レーザセンサが存在しているが、これらの中には、検知角度範囲（スキャン範囲）が狭く、且つ、角度分解能が低いものがある。しかしながら、このようなスキャン式レーザセンサは車両検知器に求められる性能を満たしていないことがあるので、これらを使用すると車両の検知精度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、個々のスキャン式レーザセンサの性能にかかわらず、精度よく車両の存在を検知することができる車両検知器及び車両検知方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第１の態様によれば、車両検知器（１０）は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）と、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）と、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）と、前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）との検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定する判定部（１２０）と、を備える。
このようにすることで、車両検知器は、スキャン式レーザセンサの個々の性能が車両検知器の要求性能を満たしていない場合であっても、第１及び第２スキャン式レーザセンサの双方の検知結果を組み合わせることにより、スキャン式レーザセンサ単体の性能よりも高い性能を得ることができる。これにより、車両検知器は、個々のスキャン式レーザセンサの性能にかかわらず、高い精度で車両の存在を検知することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）及び前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）は、垂直方向に異なる位置、又は、車線幅方向に異なる位置に並べて配置される。
このようにすることで、第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向又は車線幅方向にずらすことができる。これにより、車両検知器全体のスキャン範囲を垂直方向、又は車線幅方向に拡張することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、第１又は第２の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）の前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）の前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される。
このようにすることで、第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサのそれぞれについて、検知対象となる車両の部位ごとに適切なスキャン範囲を設定することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れか一の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）は、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）の筐体の水平軸（Ｈａ）が垂直方向に傾くように配置される。
このようにすることで、車両検知器は、第１スキャン式レーザセンサの設定を変更することなく、簡易且つ確実にスキャン範囲を垂直方向にずらすことができる。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、第４の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）が配置される傾きは、前記車両の車体の一部又は車体に取り付けられた付属物である検知対象物の形状的な特徴に基づいて決定される。
このようにすることで、例えば車両に牽引棒のような小さい（細い）付属物が取り付けられている場合、この付属物の形状的な特徴に応じた角度で第１スキャン式レーザセンサすることにより、この付属物を検知できる可能性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第６の態様によれば、第１から第５の何れか一の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）は、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）の筐体の垂直軸（Ｖａ）が車線方向に傾くように配置される。
このようにすることで、垂直方向における第１スキャン式レーザセンサの隣接する二つのレーザ光の照射位置間の間隔を示す照射ピッチが狭くなる。これにより、第１スキャン式レーザセンサの垂直方向における角度分解能を向上させることができる。
【００１４】
本発明の第７の態様によれば、第１から第６の何れか一の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）のスキャン方向は、前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）のスキャン方向と逆方向である。
このようにすることで、第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサのスキャン範囲が重複する場合であっても、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを低減させることができる。
【００１５】
本発明の第８の態様によれば、第１から第７の何れか一の態様に係る車両検知器（１０）は、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）及び第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）に前記レーザ光の照射及び受光を指示する同期信号を出力する制御部（１２１）を更に備える。
このようにすることで、第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサのスキャン範囲が重複する場合であっても、それぞれのレーザ光の照射及び受光タイミングが一致しないように制御することができる。これにより、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを抑制することができる。
【００１６】
本発明の第９の態様によれば、第１の態様に係る車両検知器（１０）において、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）及び前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）は、垂直方向の所定位置において、車線方向に隣接して配置される。前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）の前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度は、前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）の前記スキャン範囲の一端側における前記レーザ光の照射角度と異なるように設定される。
このようにすることで、例えば第１スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向の上方側に向け、第２スキャン式レーザセンサのスキャン範囲を垂直方向の下方側に向ける等、それぞれのスキャン範囲を異ならせることができる。これにより、車両検知器によるスキャン範囲を拡張することができる。また、第１スキャン式レーザセンサ及び第２スキャン式レーザセンサそれぞれが照射するレーザ光の照射角度（位相）がずれるように、それぞれのスキャン範囲をずらすことにより、車両検知器の角度分解能を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第１０の態様によれば、車両検知方法は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）によりスキャンするステップと、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内において、複数の照射角度で前記レーザ光を照射する第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）によりスキャンするステップと、前記第１スキャン式レーザセンサ（１１ａ）と、前記第２スキャン式レーザセンサ（１１ｂ）との検知結果の組み合わせに基づいて、車線を走行する車両が存在するか否かを判定するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る車両検知器及び車両検知方法によれば、スキャン式レーザセンサの性能にかかわらず、精度よく車両の存在を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る車両検知器の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る制御部の機能を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態の変形例に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態の変形例に係る制御部の機能を説明するための第１の図である。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る制御部の機能を説明するための第２の図である。
【図７】第２の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係るスキャン範囲の一例を示す第１の図である。
【図１０】第３の実施形態に係るスキャン範囲の一例を示す第２の図である。
【図１１】第４の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図１２】第５の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図１３】第５の実施形態に係るレーザセンサの機能を説明するための図である。
【図１４】第６の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係る車両検知器の機能を説明するための図である。
【図１６】少なくとも一つの実施形態に係る車両検知器のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１７】従来技術の車両検知器の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る車両検知器について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２１】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る車両検知器の全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両検知器１０は、例えば有料道路の料金所において、車両Ａから通行料金を収受する料金収受システム１を構成する機器の一つとして用いられる。なお、図１には、出口料金所における料金収受システム１の一例が示されている。
【００２２】
図１に示すように、出口料金所において、車両Ａは有料道路側から一般道路側に延びる車線Ｌを走行する。車線Ｌの両側にはアイランドＩが設けられており、料金収受システム１を構成する各種機器はアイランドＩ上、又は車線Ｌの路面上に設置される。なお、以下の説明では、車線Ｌが延在する方向（Ｘ方向）を「車線方向」とも記載し、車線方向に水平に直交する方向（Ｙ方向）を「車線幅方向」とも記載する。また、車両Ａの進行方向手前側（−Ｘ側）を「上流側」とも記載し、車両Ａの進行方向奥側（＋Ｘ側）を「下流側」とも記載する。
【００２３】
料金収受システム１は、複数の車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、路側アンテナ３と、発進制御機４とを備えている。
【００２４】
車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、それぞれ車線Ｌの所定位置に到来した車両Ａの存在を検知する。
【００２５】
車両検知器１０Ａは、車線Ｌの最も上流側（−Ｘ側）の進入検知位置Ｘ１に設置される。車両検知器１０Ａは、車線Ｌに進入する（進入検知位置Ｘ１を通過する）車両Ａの存在を検知する。
【００２６】
車両検知器１０Ｂは、車両検知器１０Ａよりも下流側（＋Ｘ側）の通信終了位置Ｘ２に設置され、車両Ａが後述の路側アンテナ３の無線通信領域を通過したことを検知する。
【００２７】
車両検知器１０Ｃは、車線Ｌの最も下流側（＋Ｘ側）の退出検知位置Ｘ３に設置される。車両検知器１０Ｃは、車線Ｌから退出する（退出検知位置Ｘ３を通過する）車両Ａの存在を検知する。
【００２８】
路側アンテナ３は、車両検知器１０Ａよりも車線方向の下流側（＋Ｘ側）に設けられる。路側アンテナ３は、所定の無線通信領域に到来した車両Ａの車載器と無線通信を行い、通行料金を収受するための各種情報の送受信を行う。なお、路側アンテナ３は、車両検知器１０Ａにより車両Ａが進入検知位置Ｘ１に到来したことが検知されると、無線通信を開始する。また、路側アンテナ３は、車両検知器１０Ｂにより車両Ａが無線通信領域を通過したことが検知されたとき（車両検知器１０Ｂが通信終了位置Ｘ２において車両Ａを検知し、その後非検知となったとき）、無線通信を終了する。
【００２９】
発進制御機４は、路側アンテナ３よりも車線方向の下流側（＋Ｘ側）に設置され、車線Ｌを走行する車両Ａの発進制御を行う。発進制御機４は、車両Ａに対する料金収受処理が完了するまでは、開閉バーを下ろして車両Ａの退出を規制する。また、発進制御機４は、車両Ａに対する料金収受処理が完了すると、開閉バーを上げて車両Ａの退出を許可する。また、発進制御機４は、車両検知器１０Ｃにより車両Ａが車線Ｌから退出したことが検知されると、再び開閉バーを下ろして後続車両の退出を規制する。
【００３０】
（機能構成）
以下、図２を参照しながら、本実施形態に係る車両検知器１０の機能構成について説明する。なお、本実施形態では、車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃはすべて同一の機能構成を有しているとする。このため、以下の説明では、車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを総称して単に車両検知器１０と記載する。
【００３１】
図２は、第１の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図２に示すように、車両検知器１０は、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂと、ＣＰＵ１２と、を備えている。
【００３２】
本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ、１１ｂは、スキャン式レーザセンサである。レーザセンサ１１ａ、１１ｂは、それぞれ車線方向の所定位置（図１の進入検知位置Ｘ１、通信終了位置Ｘ２、又は退出検知位置Ｘ３）において垂直方向（Ｚ方向）に異なる位置に並べて配置される。
【００３３】
なお、以下の説明では、レーザセンサ１１ａを「第１スキャン式レーザセンサ」、レーザセンサ１１ｂを「第２スキャン式レーザセンサ」とも記載する。なお、他の実施形態では、レーザセンサ１１ｂが「第１スキャン式レーザセンサ」であり、レーザセンサ１１ａが「第２スキャン式レーザセンサ」であってもよい。
【００３４】
レーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）は、所定のスキャン範囲Ｒａ内において、複数の照射角度でレーザ光Ｐａを照射する。例えば、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａは、内部に発光素子（不図示）及びポリゴンミラー（不図示）を有しており、発光素子がレーザ光Ｐａを照射（投光）してポリゴンミラーで反射させる。レーザセンサ１１ａは、ポリゴンミラーの角度を変化させることで、図２に示すように、車線Ｌに直交する横断面（スキャン範囲Ｒａ）内で複数の照射角度でレーザ光Ｐａを照射する。また、レーザセンサ１１ａは、内部に受光素子（不図示）を備えており、照射したレーザ光Ｐａが被検知物である車両Ａ等で反射された反射光を、ポリゴンミラーを介して受光することにより、被検知物の存在及び位置等を検知することができる。レーザセンサ１１ａは、スキャン範囲Ｒａ内における車両Ａの存在の有無を示す検知結果をＣＰＵ１２に出力する。なお、このレーザセンサ１１ａの構成は一例である。レーザセンサ１１ａとして、他の既存のスキャン式レーザセンサを適用してもよい。
【００３５】
なお、本実施形態では、レーザセンサ１１ａは、図２に示すように水平方向（Ｙ方向）を中心として、垂直方向の上方側（＋Ｚ側）から下方側（−Ｚ側）まで約９０度のスキャン範囲でレーザ光Ｐａを照射するとする。このように、レーザ光を照射するスキャン範囲が狭い（例えば、９０度以下である）レーザセンサは、スキャン範囲が広い（例えば、１８０度以上である）レーザセンサと比較して安価である。
【００３６】
レーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、レーザセンサ１１ａと同様の構成を有しており、スキャン範囲Ｒｂ内における車両Ａの存在の有無を示す検知結果をＣＰＵ１２に出力する。なお、本実施形態では、レーザセンサ１１ａ及び１１ｂが同一の機種である態様について説明するが、これに限られることはない。他の実施形態では、レーザセンサ１１ａ及び１１ｂは、それぞれ異なる機種であってもよい。レーザセンサの設置高さに応じて、車両Ａの車体のうちレーザ光が照射される部位が変わってくる。例えばレーザセンサ１１ｂが車両Ａの牽引棒のような細い構成物の有無を検知することを目的としている場合、レーザセンサ１１ｂはレーザセンサ１１ａよりも角度分解能が高い機種であってもよい。このように、レーザセンサそれぞれが車体のどの部位を検知対象物とするかに応じて、性能（スキャン範囲及び角度分解能）が異なる機種を選択するようにしてもよい。
【００３７】
ＣＰＵ１２は、車両検知器１０の動作全体を司るプロセッサである。ＣＰＵ１２は、所定のプログラムに従って動作することにより、判定部１２０、制御部１２１としての機能を発揮する。
【００３８】
判定部１２０は、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂそれぞれの検知結果の組み合わせに基づいて、車線Ｌを走行する車両Ａが存在するか否かを判定する。具体的には、判定部１２０は、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの検知結果に基づいて、スキャン範囲Ｒａ及びＲｂの少なくとも一方にレーザ光を遮蔽する物体、即ち車両Ａが存在していると判断した場合、車両Ａが進入検知位置Ｘ１に存在していると判定する。一方、判定部１２０は、スキャン範囲Ｒａ及びＲｂの何れにも車両Ａが存在していないと判断した場合、車両Ａは進入検知位置Ｘ１に存在していないと判定する。
【００３９】
制御部１２１は、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂにレーザ光の照射及び受光（スキャン）を指示する同期信号を出力する。図２に示すように、隣接するレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）のスキャン範囲Ｒａ及びＲｂが重複する場合がある。このとき、レーザセンサ１１ａがスキャン範囲Ｒａ及びＲｂが重複する領域にレーザ光Ｐａを照射すると、レーザセンサ１１ｂがこのレーザ光Ｐａの反射光を受光してしまう可能性がある。このように、レーザセンサ１１ａから照射されたレーザ光Ｐａが、隣接するレーザセンサ１１ｂに干渉してしまうと、レーザセンサ１１ｂは誤った検知結果を出力してしまう可能性がある。このような他のレーザセンサのレーザ光の干渉を抑制するために、制御部１２１はレーザセンサそれぞれのスキャンタイミングを同期信号により制御する。
【００４０】
図３は、第１の実施形態に係る制御部の機能を説明するための図である。
図３に示すように、制御部１２１は、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂの何れか一方のみがスキャンを行うように、「Ｌｏ」及び「Ｈｉ」の２値からなる同期信号をレーザセンサ１１ａ、１１ｂそれぞれに出力する。
【００４１】
レーザセンサ１１ａは、受信した同期信号が「Ｌｏ」であるとき、レーザ光の照射及び受光の機能がＯＮとなるように予め設定されている。同様に、レーザセンサ１１ｂは、受信した同期信号が「Ｈｉ」であるとき、レーザ光の照射及び受光の機能がＯＮとなるように予め設定されている。制御部１２１は、図３に示すように、所定の時間間隔ごとに「Ｌｏ」又は「Ｈｉ」の同期信号を交互に出力することにより、何れか一方のレーザセンサのみがスキャンを実行するようにする。これにより、隣接するレーザセンサからのレーザ光の干渉を抑制することが可能となる。
【００４２】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車両検知器１０は、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲Ｒａ内において、複数の照射角度でレーザ光Ｐａを照射するレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）と、レーザ光が照射される所定のスキャン範囲内Ｒｂにおいて、複数の照射角度でレーザ光Ｐｂを照射するレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）と、レーザセンサ１１ａと、レーザセンサ１１ｂとの検知結果の組み合わせに基づいて、車線Ｌを走行する車両Ａが存在するか否かを判定する判定部１２０と、を備える。
このようにすることで、車両検知器１０は、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの個々の性能が車両検知器の要求性能を満たしていない場合であっても、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの双方の検知結果を組み合わせることにより、レーザセンサ単体の性能よりも高い性能を得ることができる。これにより、車両検知器１０は、個々のレーザセンサ１１ａ、１１ｂの性能にかかわらず、高い精度で車両Ａの存在を検知することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂは、垂直方向（Ｚ方向）に異なる位置に並べて配置される。
スキャン範囲が限られたレーザセンサを使用した場合、車両の車体の一部分のみしかスキャンできないことが考えられる。従来の車両検知器のように、１台のレーザセンサ、（例えば、図２のレーザセンサ１１ａ）のみで車両Ａの検知を行うと、車両Ａの形状及び大きさによっては、車両Ａの車体がスキャン範囲Ｒａ内を通過しない場合がある。そうすると、車両検知器はこの車両Ａが存在することを正しく検知することが出来ない可能性がある。しかしながら、本実施形態では、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの配置を垂直方向に異ならせているので、レーザセンサ１１ａ、１１ｂのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂを垂直方向にずらすことができる。これにより、車両検知器全体のスキャン範囲を垂直方向に拡張することができる。そうすると、車両検知器１０は、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの何れかのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂにおいて車両Ａが検知されればよいので、車両Ａの存在を検知する精度を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る車両検知器１０は、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂにレーザ光の照射及び受光を指示する同期信号を出力する制御部１２１を更に備える。
このようにすることで、レーザセンサ１１ａ、１１ｂのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂが重複する場合であっても、それぞれのレーザ光の照射及び受光タイミングが一致しないように制御することができる。これにより、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを抑制することができる。
【００４５】
＜第１の実施形態の変形例＞
（機能構成）
図４は、第１の実施形態の変形例に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
第１の実施形態では、車両検知器１０が２つのレーザセンサ１１ａ、１１ｂを備えている態様について説明したが、これに限られることはない。車両検知器１０の検知対象、設置環境等に応じて３つ以上のレーザセンサを備えていてもよい。例えば、本変形例では、図４に示すように、車両検知器１０は４つのレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えているとする。なお、レーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの機能構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
また、本変形例では、レーザセンサの数が増加した分、ＣＰＵ１２の制御部１２１の機能が第１の実施形態と異なっている。
【００４７】
図５は、第１の実施形態の変形例に係る制御部の機能を説明するための第１の図である。
例えば、レーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち、レーザセンサ１１ａ及び１１ｃは配置された位置（距離）が離れているため、互いのレーザ光が干渉しないとする。同様に、レーザセンサ１１ｂ及び１１ｄは配置された位置が離れているため、互いのレーザ光が干渉しないとする。そうすると、本変形例に係る制御部１２１は、図５に示すように、レーザセンサ１１ａ及び１１ｃの組（第１スキャン式レーザセンサ）と、レーザセンサ１１ｂ及び１１ｄの組（第２スキャン式レーザセンサ）との何れか一方のみがスキャンを行うように、「Ｌｏ」及び「Ｈｉ」の２値からなる１ｂｉｔの同期信号をレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄそれぞれに出力する。
【００４８】
レーザセンサ１１ａ及び１１ｃは、受信した同期信号が「Ｌｏ」であるとき、レーザ光の照射及び受光の機能がＯＮとなるように予め設定されている。同様に、レーザセンサ１１ｂ及び１１ｄは、受信した同期信号が「Ｈｉ」であるとき、レーザ光の照射及び受光の機能がＯＮとなるように予め設定されている。制御部１２１は、図５に示すように、所定の時間間隔ごとに「Ｌｏ」又は「Ｈｉ」の同期信号を交互に出力することにより、何れか一方の組のみがスキャンを実行するようにする。
【００４９】
図６は、第１の実施形態の変形例に係る制御部の機能を説明するための第２の図である。
レーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの配置によっては、４つのレーザセンサのうち何れか１つのみがスキャンを実行するようにした方が、より確実にレーザ光の干渉を抑制できる場合がある。この場合、図６に示すように、制御部１２１は、「Ｌｏ」及び「Ｈｉ」の２値からなる２ｂｉｔの同期信号をレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄそれぞれに出力するようにしてもよい。この場合、例えば１ｂｉｔ目が「Ｌｏ」、且つ２ｂｉｔ目が「Ｌｏ」である場合、レーザセンサ１１ａのみがレーザ光の照射及び受光の機能がＯＮとなる。同様に、１ｂｉｔ目が「Ｈｉ」、且つ２ｂｉｔ目が「Ｈｉ」である場合はレーザセンサ１１ｂのみ機能がＯＮとなる。１ｂｉｔ目が「Ｌｏ」、且つ２ｂｉｔ目が「Ｈｉ」である場合はレーザセンサ１１ｃのみ機能がＯＮとなる。１ｂｉｔ目が「Ｈｉ」、且つ２ｂｉｔ目が「Ｌｏ」である場合はレーザセンサ１１ｄのみ機能がＯＮとなる。このように、制御部１２１は、レーザセンサの台数に応じて同期信号のｂｉｔ数を増加させてもよい。
【００５０】
（作用効果）
このように、本変形例に係る車両検知器１０は、レーザセンサの数を増加させることにより、更にスキャン範囲を拡張することができる。また、レーザセンサは、照射口から水平方向（＋Ｙ方向）に照射したレーザ光による検知結果が最も精度が高い。車両検知器１０は、異なる高さに配置された複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えていることにより、このように精度の高い検知結果を得られる照射ポイントを複数有している。このため、車両検知器１０全体の検知精度を向上させることができる。
【００５１】
また、車両Ａの車体の色、曲率等によっては、反射率が低く、レーザセンサが反射光を受光することが困難な場合がある。しかしながら、本変形例のように、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを異なる高さに配置することにより、何れかのレーザセンサのレーザ光が、車体上の反射率が比較的高い箇所に照射される可能性が上昇する。これにより、車両検知器１０は、車両Ａの車体の色、曲率等によらず、当該車両Ａの存在を検知する精度を向上させることができる。
【００５２】
また、車両検知器１０が備えるレーザセンサの台数が増加したとしても、制御部１２１により隣接するレーザセンサ同士のレーザ光の干渉を抑制することが可能である。
【００５３】
なお、レーザセンサそれぞれのスキャン範囲は、照射口から離れるほど重複する範囲が増加する。しかしながら、車両検知器１０としては、車線Ｌを走行する車両Ａの存在を検知できればよいので、照射口から所定距離（例えば２ｍ）以内の近距離におけるレーザ光の干渉のみを抑制すればよい。このため、所定距離以内でスキャン範囲が重複していなければ、レーザセンサのスキャンタイミングが一致してもよい。したがって、レーザセンサそれぞれの配置及びスキャン範囲に応じて、同期信号「Ｌｏ」又は「Ｈｉ」で動作するレーザセンサの組み合わせを適宜変更してもよい。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両検知器１０について図７を参照しながら説明する。
第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００５５】
（機能構成）
図７は、第２の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図７に示すように、第２の実施形態に係る車両検知器１０は、第１の実施形態の変形例と同様に、４つのレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えている。なお、第１の実施形態の変形例では、図４に示すように、全てのレーザセンサについて、スキャン範囲の上限角度（垂直方向の上端側の照射角度）及び下限角度（垂直方向の下端側の照射角度）が同一であった。しかしながら、本実施形態では、図７に示すように、レーザセンサそれぞれの検知対象に合わせて、スキャン範囲の上限角度及び下限角度がそれぞれ異なるように設定される。
【００５６】
例えば、本実施形態に係るレーザセンサ１１（１１ａ〜１１ｄ）は、以下のような検知対象に合わせて、スキャン範囲Ｒａ〜Ｒｄが設定される。
【００５７】
有料道路の通行料金は、車両Ａの車両諸元（車高、車長、車幅、車軸数等）に応じて異なる場合がある。例えば、車両Ａの車高が所定の高さＨ（例えば、２ｍ）以上であるか否かに応じて、異なる車種に区分されるとする。本実施形態に係るレーザセンサ１１ａは、車両Ａの車種を正確に判断するための情報として、車両Ａの車高が所定の高さＨを超えるか否かを検知する。上述のように、レーザセンサは、照射口から水平方向（＋Ｙ方向）に照射したレーザ光による検知結果が最も精度が高い。このため、レーザセンサ１１ａは、照射口が所定の高さＨに位置するように配置される。これにより、レーザセンサ１１ａは、車両Ａの車高が所定の高さＨを超えるか否かをより正確に検知することができる。
【００５８】
また、車両Ａの車体上（天井又は荷台）には、車両Ａの車尾から突出する長尺物が積載される場合がある。車両Ａの長尺物が車両検知器１０Ｃよりも高い位置に積載されていると、車両検知器１０Ｃがこの長尺物が退出検知位置Ｘ３（図１）を通過したか否かを正しく検知できない可能性がある。そうすると、長尺物が退出検知位置Ｘ３を通過中であるときに発進制御機４の開閉バーが下ろされて衝突してしまう可能性がある。このため、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａは、車両Ａに積載された長尺物の有無も検知する必要がある。
【００５９】
このように、レーザセンサ１１ａの検知対象は所定の高さＨ以上の範囲に位置するもの（車両Ａの車体及び積載物）であるので、スキャン範囲Ｒａに所定の高さＨよりも上方側（＋Ｚ側）の領域が含まれるように、上限角度及び下限角度が設定される。照射口を原点として、水平方向（＋Ｙ方向）に向かうレーザ光の照射角度が０度、垂直方向の上方（＋Ｚ方向）に向かうレーザ光の照射角度が−９０度、垂直方向の下方（−Ｚ方向）に向かうレーザ光の照射角度が＋９０度であるとすると、スキャン範囲Ｒａは、例えば図７に示すように、上限角度が−９０度、下限角度が０度に設定される。なお、レーザセンサ１１ａが所定の高さＨにおいて水平方向にレーザ光を照射可能であれば、下限角度は０度以上の値であってもよい。
【００６０】
一方、本実施形態に係るレーザセンサ１１ｃ、１１ｄは、車両Ａのバンパーを検知対象とする。例えば、ナンバープレート読取装置２は、車両検知器１０により車両Ａが進入検知位置Ｘ１に到達したことが検知されると、車両Ａのナンバープレートを撮影する。このため、レーザセンサ１１ｃ、１１ｄのスキャン範囲Ｒｃ、Ｒｄは、車両Ａのナンバープレートが取り付けられるバンパーを精度よく検知できるように下方側（−Ｚ側）の領域を含むように設定される。例えば図７に示すように、スキャン範囲Ｒｃ、Ｒｄは上限角度が０度、下限角度が＋９０度に設定される。
【００６１】
同様に、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂについても、検知対象に応じて任意に上限角度及び下限角度を設定してもよい。
【００６２】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）のスキャン範囲Ｒａの一端側におけるレーザ光Ｐａの照射角度（上限角度）は、レーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）のスキャン範囲Ｒｂの一端側におけるレーザ光Ｐｂの照射角度（上限角度）と異なるように設定される。また、レーザセンサ１１ｃ、１１ｄのスキャン範囲Ｒｃ、Ｒｄについても、他のレーザセンサと異なる上限角度が設定されてもよい。
このようにすることで、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂのそれぞれについて、検知対象となる車両Ａの部位ごとに適切なスキャン範囲を設定することができる。
【００６３】
なお、図７の例では、レーザセンサ１１ｃ、１１ｄのスキャン範囲Ｒｃ、Ｒｄの上限角度及び下限角度が同一である態様が示されているが、これに限られることはない。レーザセンサ１１ｃ、１１ｄのスキャン範囲Ｒｃ、Ｒｄについても、他のレーザセンサ１１ａ、１１ｂと同様に、異なる上限角度及び下限角度が設定されてもよい。
【００６４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る車両検知器１０について図８〜図１０を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００６５】
（機能構成）
図８は、第３の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図８に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、垂直方向（Ｚ方向）の所定位置において車線方向（Ｘ方向）に隣接して配置される。また、レーザセンサ１１ａ、１１ｂそれぞれのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂの上限角度（垂直方向の上端側の照射角度）及び下限角度（垂直方向の下端側の照射角度）は、それぞれ異なるように設定される。
【００６６】
例えば、レーザセンサ１１ａにより車両Ａの車体下部（バンパー、牽引棒等の有無）を検知し、レーザセンサ１１ｂにより車両Ａの車体上部（車両Ａの車高が所定の高さを超えるか否か、積載物の有無等）を検知するとする。この場合、図８に示すように、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａは垂直方向の下方側（−Ｚ側）を向き、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂは垂直方向の上方側（＋Ｚ側）を向くように設定する。
【００６７】
図９は、第３の実施形態に係るスキャン範囲の一例を示す第１の図である。
図９において、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａを実線で示し、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂを破線で示す。照射口を原点として、水平方向（＋Ｙ方向）に向かうレーザ光の照射角度が０度、垂直方向の上方（＋Ｚ方向）に向かうレーザ光の照射角度が−９０度、垂直方向の下方（−Ｚ方向）に向かうレーザ光の照射角度が＋９０度であるとすると、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａは、図９の例では、上限角度が０度、下限角度が＋９０度に設定される。また、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂは、上限角度が−９０度、下限角度が０度に設定される。このように、スキャン範囲Ｒａ、Ｒｂそれぞれの上限角度及び下限角度を異ならせることにより、車両検知器１０全体のスキャン範囲を、−９０度から＋９０度までの１８０度の範囲に拡張することができる。
【００６８】
図１０は、第３の実施形態に係るスキャン範囲の一例を示す第２の図である。
また、図１０に示すように、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａ、及びレーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂは、互いに重複するように設定されてもよい。
【００６９】
例えば、レーザセンサ１１ａ、１１ｂそれぞれの角度分解能が約１．３度であったとする。このとき、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａ内におけるレーザ光Ｐａの照射角度（位相）と、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂ内におけるレーザ光Ｐｂの照射角度（位相）とが０．５ピッチ分（１ピッチ＝角度分解能約１．３度）ずれるように、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａの上限角度を、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂの上限角度よりも垂直方向の上方（＋Ｚ方向）にずらす。そうすると、図１０に示すように、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａとレーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂとが重複する範囲では、レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａと、レーザセンサ１１ｂのレーザ光Ｐｂとが０．５ピッチずつずれた位相で照射されることとなる。したがって、判定部１２０は、レーザセンサ１１ａの検知結果と、レーザセンサ１１ｂの検知結果とを組み合わせることにより、スキャン範囲Ｒａ、Ｒｂが重複する範囲における角度分解能をおよそ倍に向上させることができる。例えば、車両Ａの牽引棒のような細いパーツを検知する必要がある場合、このように複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂから照射されるレーザ光Ｐａ、Ｐｂの位相を異ならせて角度分解能を向上させることが有効である。
【００７０】
なお、図９及び図１０には、車両検知器１０が２つのレーザセンサ１１ａ、１１ｂを備えている例が示されているが、これに限られることはない。他の実施形態では、車両検知器１０は、要求されるスキャン範囲及び角度分解能に応じて、３つ以上のレーザセンサを備えていてもよい。
【００７１】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車両検知器１０において、レーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、垂直方向（Ｚ方向）の所定位置において、車線方向（Ｘ方向）に隣接して配置される。また、レーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａの一端側におけるレーザ光Ｐａの照射角度（上限角度）は、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂの一端側におけるレーザ光Ｐｂの照射角度（上限角度）と異なるように設定される。
このようにすることで、例えばレーザセンサ１１ａのスキャン範囲Ｒａを垂直方向の上方側（＋Ｚ側）に向け、レーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒｂを垂直方向の下方側（−Ｚ側）に向ける等、それぞれのスキャン範囲を異ならせることができる。これにより、車両検知器１０によるスキャン範囲を拡張することができる。また、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂそれぞれが照射するレーザ光Ｐａ、Ｐｂの照射角度（位相）がずれるようにそれぞれのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂをずらすことにより、車両検知器１０の角度分解能を向上させることができる。
【００７２】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態に係る車両検知器１０について図１１を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００７３】
（機能構成）
図１１は、第４の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図１１に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、それぞれ配置角度が異なる。なお、図１１において、料金収受システム１全体で共有する共有座標系「Ｘ、Ｙ、Ｚ」に対し、「Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ」はレーザセンサ１１ａの固有座標系を表す。Ｘａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の幅方向を示す。Ｙａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の奥行方向（水平軸Ｈａ方向）を示す。Ｚａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の高さ方向を示す。また、同様に、「Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ」はレーザセンサ１１ｂの固有座標系を表す。
【００７４】
図１１に示すように、レーザセンサ１１ａは、Ｙａ方向に延びる筐体の水平軸Ｈａが共有座標系における垂直方向の下方（−Ｚ方向）に傾くように、Ｘａ軸回りに回転されて配置される。レーザセンサが配置される傾きは、車両Ａの車体の一部又は車体に取り付けられた付属物（牽引棒等）である検知対象物の形状的な特徴に基づいて決定することができる。例えば、車両Ａは牽引棒を介して被牽引車を牽引している場合がある。牽引棒は、垂直方向（Ｚ方向）に薄く、幅方向（Ｙ方向）に厚い形状を有していることがある。つまり、牽引棒は、幅方向を向く側面よりも、上方を向く上面の方が広い面積を有している。したがって、レーザセンサは、水平方向からレーザ光を照射して側面を検知するよりも、斜め上からレーザ光を照射して上面を検知した方が、牽引棒の検知性能を上昇させることができる。このため、本実施形態では、レーザセンサ１１ａを、筐体前面を下方（−Ｚ方向）に傾けて配置している。これにより、レーザセンサ１１ａは、車両Ａの牽引棒を検知しやすくしている。
【００７５】
また、図示を略すが、レーザセンサ１１ａが例えば車両Ａに積載された長尺物を検知対象とする場合、レーザセンサ１１ａの筐体の水平軸Ｈａを共有座標系における垂直方向の上方（＋Ｚ方向）に傾くように配置されてもよい。
【００７６】
一方、レーザセンサ１１ｂは、Ｙｂ方向に延びる筐体の水平軸Ｈｂが共有座標系における車線幅方向（Ｙ方向）に一致するように配置される。
【００７７】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車両検知器１０において、レーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）は、筐体の水平軸Ｈａが共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）に傾くように配置される。
このようにすることで、車両検知器１０は、レーザセンサ１１ａの設定を変更することなく、簡易且つ確実にスキャン範囲Ｒａを垂直方向にずらすことができる。
【００７８】
なお、図１１には、レーザセンサ１１ａを傾けて配置する例を示したが、これに限られることはない。他の実施形態では、レーザセンサ１１ｂの筐体の水平軸Ｈｂが共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）に傾くように配置してもよい。
【００７９】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態に係る車両検知器１０について図１２〜図１３を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００８０】
（機能構成）
図１２は、第５の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図１２に示すように、本実施形態に係るレーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、それぞれ配置角度が異なる。なお、図１２において、料金収受システム１全体で共有する共有座標系「Ｘ、Ｙ、Ｚ」に対し、「Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ」はレーザセンサ１１ａの固有座標系を表す。Ｘａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の幅方向を示す。Ｙａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の奥行方向を示す。Ｚａ方向はレーザセンサ１１ａの筐体の高さ方向（垂直軸Ｖａ方向）を示す。また、同様に、「Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ」はレーザセンサ１１ｂの固有座標系を表す。
【００８１】
図１２に示すように、レーザセンサ１１ａは、Ｚａ方向に延びる筐体の垂直軸Ｖａが共有座標系における車線方向の下流側（−Ｘ方向）に傾くように、Ｙａ軸回りに回転されて配置される。そうすると、レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａは、筐体の高さ方向（垂直軸Ｖａ方向）に沿って複数の照射角度で照射される。
【００８２】
一方、レーザセンサ１１ｂは、筐体の垂直軸Ｖｂが共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）に一致するように配置される。レーザセンサ１１ｂのレーザ光Ｐｂは、筐体の高さ方向（垂直軸Ｖｂ方向）、即ち、共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）に沿って複数の照射角度で照射される。
【００８３】
図１３は、第５の実施形態に係るレーザセンサの機能を説明するための図である。
図１３には、レーザセンサ１１ａ、１１ｂそれぞれが照射したレーザ光のピッチが示されている。図１３に示すように、レーザセンサ１１ｂのレーザ光Ｐｂは、筐体の高さ方向（垂直軸Ｖｂ方向）、共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）に沿って、複数の照射角度それぞれに対応した位置に照射される。このとき、レーザ光Ｐｂのピッチは、照射角度が水平方向（共有座標系におけるＹ方向）に近いほど狭くなっている。
【００８４】
また、レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａは、筐体の高さ方向（垂直軸Ｖａ方向）に沿って、複数の照射角度それぞれに対応した位置に照射される。したがって、レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａの軌跡は、共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）から車線方向（Ｘ方向）に傾いている。このとき、レーザ光Ｐａのピッチは、レーザ光Ｐｂと同様に照射角度が水平方向（共有座標系におけるＹ方向）に近いほど狭くなっている。しかしながら、図１３に示すように、レーザ光Ｐａの軌跡は車線方向（Ｘ方向）に傾いているので、垂直方向（Ｚ方向）におけるピッチがレーザ光Ｐｂよりも狭くなる。つまり、車線方向（Ｚ方向）に傾けて配置されたレーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａは、傾けずに配置されたレーザセンサ１１ｂよりも、共有座標系における垂直方向（Ｚ方向）の角度分解能が高くなっている。
【００８５】
なお、図１２には、レーザセンサ１１ａの筐体の垂直軸Ｖａが共有座標系における車線方向の下流側（−Ｘ方向）に傾くように配置される例が示されているが、これに限られることはない。レーザセンサ１１ａは、筐体の垂直軸Ｖａが共有座標系における車線方向の上流側（＋Ｘ方向）に傾くように配置されてもよい。
【００８６】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車両検知器１０において、レーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）は、筐体の垂直軸Ｖａが共有座標系における車線方向（Ｘ方向）に傾くように配置される。
このようにすることで、共有座標系の垂直方向（Ｚ方向）におけるレーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａの照射ピッチが狭くなる。これにより、レーザセンサ１１ａの垂直方向（Ｚ方向）における角度分解能を向上させることができる。
【００８７】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態に係る車両検知器１０について図１４〜図１５を参照しながら説明する。
上述の各実施形態及び変形例と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００８８】
（機能構成）
図１４は、第６の実施形態に係る車両検知器の機能構成を示す図である。
図１４に示すように、本実施形態に係る車両検知器１０は、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えている。レーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ車線方向の所定位置（図１の進入検知位置Ｘ１、通信終了位置Ｘ２、又は退出検知位置Ｘ３）において車線幅方向（Ｙ方向）に異なる位置に並べて配置される。このとき、レーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、ガントリ等により車線Ｌの上空に設置される。
【００８９】
なお、本実施形態に係る車両検知器１０は、有料道路の料金所ではなく、複数の車線Ｌが並列するマルチレーンフリーフローに設けられていてもよい。この場合、車両検知器１０の判定部１２０は、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの検知結果に基づいて、複数の車線Ｌそれぞれを走行する車両Ａの存在を検知する。
【００９０】
また、図１４に示すように、本実施形態において、隣接するレーザセンサ同士のスキャン方向を逆方向に設定している。例えば、レーザセンサ１１ａ及び１１ｃ（第１スキャン式レーザセンサ）のスキャン方向は、車線幅方向の一方側（＋Ｙ側）から他方側（−Ｙ側）へ向かう方向である。一方、レーザセンサ１１ｂ及び１１ｄ（第２スキャン式レーザセンサ）のスキャン方向は、車線幅方向の他方側（−Ｙ側）から一方側（＋Ｙ側）へ向かう方向である。
【００９１】
例えば、隣接するレーザセンサ１１ａ及び１１ｂのスキャン方向が同一であったとする。このとき、レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａの照射角度と、レーザセンサ１１ｂのレーザ光Ｐｂの照射角度とが一致（同期）してしまうと、レーザセンサ１１ａが照射したレーザ光Ｐａの反射光が、レーザセンサ１１ｂに入射されてしまう（レーザセンサ１１ａのレーザ光Ｐａがレーザセンサ１１ｂに干渉する）場合がある。そうすると、レーザセンサ１１ｂは車両Ａの有無を誤検知してしまう可能性がある。このように、隣接するレーザセンサの照射角度が同期しないように、レーザセンサそれぞれの照射角度の位相をずらすことが考えられている。しかしながら、レーザセンサを継続して稼働させているうちに、隣接するレーザセンサの照射角度の位相が同期してしまう場合がある。このため、本実施形態に係る車両検知器１０は、上述のように隣接するレーザセンサ同士のスキャン方向を逆方向に設定している。
【００９２】
図１５は、第６の実施形態に係る車両検知器の機能を説明するための図である。
図１５に示すように、レーザセンサ１１ａのスキャン方向と、レーザセンサ１１ｂのスキャン方向とは逆方向に設定されている。この場合、隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉する可能性がある領域は、レーザセンサ１１ａ、１１ｂのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂが重複する領域（図１５の網掛けで示される領域）である。一方、レーザセンサ１１ａ、１１ｂのスキャン方向を同方向にした場合、レーザセンサ１１ａ、１１ｂの配置によっては、スキャン範囲Ｒａ、Ｒｂの全域において隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉してしまう可能性がある。したがって、本実施形態のようにスキャン方向を設定することにより、隣接するレーザセンサのレーザ光が干渉してしまう可能性を低減させることができる。
【００９３】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車両検知器１０において、レーザセンサ１１ａ（第１スキャン式レーザセンサ）及びレーザセンサ１１ｂ（第２スキャン式レーザセンサ）は、車線幅方向（Ｙ方向）に異なる位置に並べて配置される。
このようにすることで、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂのスキャン範囲を車線幅方向（Ｙ方向）にずらすことができる。これにより、車両検知器１０全体のスキャン範囲を車線幅方向に拡張することができる。また、図１４に示すように、車両検知器１０は、２つ以上のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えていてもよい。このようにすることで、車両検知器１０全体のスキャン範囲を更に拡張することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る車両検知器１０において、レーザセンサ１１ａのスキャン方向は、隣接するレーザセンサ１１ｂのスキャン方向と逆方向である。
このようにすることで、レーザセンサ１１ａ及びレーザセンサ１１ｂのスキャン範囲Ｒａ、Ｒｂが重複する場合であっても、一方のレーザセンサが照射したレーザ光が他方のレーザセンサに干渉することを低減させることができる。
【００９５】
なお、第１の実施形態の変形例（図４）のように、複数のレーザセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを垂直方向（Ｚ方向）に並べて配置した場合も、同様に上下に隣接するレーザセンサ同士のスキャン方向を逆方向に設定するようにしてもよい。このような態様であっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、隣接するレーザセンサ同士のスキャン範囲が重複する領域が、検知精度に影響を与えない程度に狭い場合、ＣＰＵ１２は制御部１２１の機能を省略してもよい。
【００９７】
（ハードウェア構成）
図１６は、少なくとも一つの実施形態に係る車両検知器のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図１６を参照しながら、上述の各実施形態及び変形例に係る車両検知器１０のハードウェア構成の一例について説明する。
【００９８】
図１６に示すように、コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
【００９９】
上述の車両検知器１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１（ＣＰＵ１２）は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、車両検知器１０が各種処理に用いる記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
【０１００】
補助記憶装置９０３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置９０３は、コンピュータ９００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９０４又は通信回線を介してコンピュータ９００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【０１０１】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
更に、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。例えば、上述の各実施形態及び変形例において、複数の車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれぞれ同一の機能構成を有する態様を例として説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、車両検知器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃそれぞれが異なる実施形態又は変形例に係る機能構成を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  料金収受システム
２  ナンバープレート読取装置
３  路側アンテナ
４  発進制御機
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  車両検知器
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  レーザセンサ
１２  ＣＰＵ
１２０  判定部
１２１  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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