(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車若しくは自動二輪車が走行する車路の両脇に、相対向させて設置した一対の発光受光装置の一側から発光される複数本のビームの他側での受光検知パターンに従って、自転車と自動二輪車とを判別して検知することができる車輪検知装置であって、
少なくとも基準となるビームの車路面からの高さを、当該車路面からの高さより想定される最小径の前輪の中心位置とほぼ等しい高さ位置に配置して、前記車路面から離間した位置で、前記複数本のビームが検知した前輪の進行方向前側の外径部とリム内径部までの厚みの差を検出することによって、前輪タイヤの厚みを判別して、この判別結果から自転車と自動二輪車を識別することを特徴とする車輪検知装置。
【請求項２】
自転車若しくは自動二輪車が走行する車路の両脇に対向させて一対の発光受光装置を設置し、これ等設置した一対の発光受光装置の一側から発光される４本のビームの他側での受光検知パターンに従って、自転車と自動二輪車を検知する車輪検知装置であって、
上記４本のビームのうち、第１のビーム（Ｂ１）は、車路面から離間して自転車の最小タイヤの中心位置とほぼ等しい高さにあり、第２のビーム（Ｂ２）は、前記第１のビーム（Ｂ１）から自転車のタイヤの厚み（Ｗ１）よりも長く、且つ、自動二輪車のタイヤの厚み（Ｗ２）よりも短い距離を隔てて進行方向斜め下に配置され、第３のビーム（Ｂ３）は、前記第２のビーム（Ｂ２）よりさらに第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）を結ぶラインの方向にオフセットした位置の上方で、且つ、前記第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）の車路面からの高さの中間に配置され、第４のビーム（Ｂ４）は、前記第２のビーム（Ｂ２）よりさらに第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）を結ぶラインの方向にオフセットした位置の下方で、且つ、前記第２のビーム（Ｂ２）と車路面との中間の高さに配置されていて、各ビームの他側での受光検知パターンから、自転車と自動二輪車とそれ以外の異物を判別して出力することを特徴とする請求項１に記載の車輪検知装置。
【請求項３】
前記各ビームのうちの何れか１つ若しくは２つのビームの発光方向を、他のビームと異ならせしめることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車や自動二輪車の入場と出場を管理する、自転車／自動二輪車併用駐車場で使用して好適な車輪検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道駅前や大型ショッピングモールの周辺には有料や無料の駐輪場が設置されてきたが、自動二輪車（バイク）用の駐車場に関しては、未だ整備が行き届いていないのが現状である。この解決策としては、自動二輪車専用の駐車場を設置する方法もあるが、最近では既存の自転車専用の駐輪場を、自動二輪車にも併用で収容出来る様に改良し、駐輪場の入場口や出場口で車種を判別して、自動二輪車であれば、自転車よりも若干割高な駐車場利用料金を徴収するといった運用が増えてきている。
【０００３】
そこで、車種、即ち、自転車と自動二輪車とを、自動的に、而も、正確に判別することができる判別装置の必要性が生じており、その結果、例えば特許文献１によって、５つのビームを投光する車両検知装置と、この車両検知装置からの検知信号に基づいて、各ビームを遮った車両を判別する車両判別装置とからなる車両判別システムにおいて、車両判別装置は車両の進行に伴って移動する車輪により各ビームが遮光されるのに対応して、車両検知装置から出力される検知信号により表わされる各ビームの遮光の状態及び変化に基づいて、入場する車両が自転車かバイクかを判別することにより、確実に自転車とバイクを判別でき、而も、既存の駐車場に簡単に、且つ、安価にて設置可能な車両判別システムの技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０４７２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の車両判別システムを用いた自転車／自動二輪車併用駐車場において、自転車と自動二輪車を判別できる様に考慮された車両判別システムは、入場時に、誤って、若しくは故意に、自転車や自動二輪車の車輪以外のもの、例えば利用者の足などが車両判別用の検知ビームを遮ってしまうと、自転車や自動二輪車の判別が出来なくなる問題があった。この問題に対しては、駐車場の運用上の注意書きなどに、自転車や自動二輪車以外のもので検知ビームを遮らない様に明記して、注意を喚起することにより対処していたが、反面、この誤動作を悪用して、自動二輪車を自転車と偽ることにより、駐車場使用料金を安く算出させる不正行為発生の割合が高くなっている問題があって、これ等の不正行為に対して、強固に防衛可能なシステムになっていないのが実情であった。
【０００６】
更に、従来の車両判別システムでは、自動二輪車の車輪のタイヤとリムを含む断面の高さが、自転車のそれとは異なるという特徴を利用して、自転車と自動二輪車を判別しているが、自動二輪車のタイヤの空気圧が低めだった場合に、誤って、若しくは故意に、利用者が検知ビーム付近で前輪上方より体重を加えてタイヤを扁平な状態に押しつぶした状態にすると、自動二輪車を自転車として認識してしまう誤検知が生じる可能性があり、この誤検知を利用して駐車場使用料金を安く算出させる不正行為にも、強固な対策が求められていた。
【０００７】
従って本発明の技術的課題は、利用者の足などが車輪判別用の検知ビームを遮ったり、或いは、検知ビーム付近で前輪上方より体重を加えてタイヤを扁平な状態にしたとしても、誤検知が生じることがなく、利用者の故意による不正行為に対して、強固な防衛機能を発揮する車種判別システムが施された車輪検知装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車輪検知装置は、自転車若しくは自動二輪車が走行する車路の両脇に、相対向させて設置した一対の発光受光装置の一側から発光される複数本のビームの他側での受光検知パターンに従って、自転車と自動二輪車とを判別して検知することができる車輪検知装置であって、
少なくとも基準となるビームの車路面からの高さを、当該車路面からの高さより想定される最小径の前輪の中心位置とほぼ等しい高さ位置に配置して、前記車路面から離間した位置で、前記複数本のビームが検知した前輪の進行方向前側の外径部とリム内径部までの厚みの差を検出することによって、前輪タイヤの厚みを判別して、この判別結果から自転車と自動二輪車を識別することを特徴としている。
【０００９】
（２）  上記課題を解決するために、本発明の請求項２に係る車輪検知装置は、自転車若しくは自動二輪車が走行する車路の両脇に対向させて一対の発光受光装置を設置し、これ等設置した一対の発光受光装置の一側から発光される４本のビームの他側での受光検知パターンに従って、自転車と自動二輪車を検知する車輪検知装置であって、
上記４本のビームのうち、第１のビーム（Ｂ１）は、車路面から離間して自転車の最小タイヤの中心位置とほぼ等しい高さにあり、第２のビーム（Ｂ２）は、前記第１のビーム（Ｂ１）から自転車のタイヤの厚み（Ｗ１）よりも長く、且つ、自動二輪車のタイヤの厚み（Ｗ２）よりも短い距離を隔てて進行方向斜め下に配置され、第３のビーム（Ｂ３）は、前記第２のビーム（Ｂ２）よりさらに第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）を結ぶラインの方向にオフセットした位置の上方で、且つ、前記第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）の車路面からの高さの中間に配置され、第４のビーム（Ｂ４）は、前記第２のビーム（Ｂ２）よりさらに第１第２のビーム（Ｂ１）、（Ｂ２）を結ぶラインの方向にオフセットした位置の下方で、且つ、前記第２のビーム（Ｂ２）と車路面との中間の高さに配置されていて、各ビームの他側での受光検知パターンから、自転車と自動二輪車とそれ以外の異物を判別して出力することを特徴としている。
【００１０】
（３）上記の課題を解決するために、本発明の請求項３に係る車輪検知装置は、前記各ビームのうちの何れか１つ若しくは２つのビームの発光方向を、他のビームと異ならせしめることを特徴としている。
【００１１】
上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、基準となるビームが検知した前輪の外径部とリム内径部までの厚みの差、即ち、前輪の進行方向前側のタイヤの厚みが薄いと検知した場合は、自転車と判別し、当該前輪の進行方向前側のタイヤの厚みが厚いと検知した場合は、自動二輪車と判別することにより、自転車と自動二輪車を正確に識別することを可能にする。
【００１２】
上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、第１のビームと第２のビーム両方が、遮蔽した状態の有無によって、自転車と自動二輪車を正確に識別することができる。即ち、これら第１と第２のビームが床面から離間して前輪、特に、前輪の進行方向前側を検知するために、利用者の足と重なって検知することが極力防止できて、エラーの発生を少なく抑えることができる。
【００１３】
また、上記（１）と（２）で述べた請求項１、２に係る手段によれば、タイヤの空気圧を、前輪の前側にて検知しているために、利用者が検知ビーム付近で前輪の上側より体重を加えて、タイヤを扁平に押しつぶしたとしても、つぶれるのは前輪の下側部分であって、前輪の前側ではないから、タイヤのつぶれ具合によって判定が左右されることがなく、意図的にタイヤをつぶして誤検知させるような不正を、確実に防止することができる。
【００１４】
更に、上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、第１のビームと第２のビームが両方透過する状態で自転車との判定を行い、仮に検知する前輪が大きく進行方向に対して曲がっていたとしても、まっすぐな状態と比較してほとんど前輪の検知状態に差が無く、正確に自転車としての検知を行うことができる。
【００１５】
また、上記（３）で述べた請求項３に係る手段によれば、近隣にある複数のビーム同士での干渉や誤検知が確実に防止できて、車輪検知装置を高性能に実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べた次第で、本発明の車輪検知装置によれば、利用者の足などの異物が車輪判別用の検知ビームを遮ったとしても、誤動作を生じさせることがなく、また、検知ビーム付近で車輪上方より体重を加えてタイヤを扁平な状態に変形させたとしても、自動二輪車を自転車と間違える誤検知が生じることがないため、これ等故意による不正行為に対して強固で、且つ、正確な車種判別機能を搭載した車輪検知装置を実現できるものであって、例えば、有料の自転車／自動二輪車併用駐車場の入場口や出場口に設置して、頗る好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る車輪検知装置が搭載された自転車／自動二輪車併用駐車場の入場車路の概観図。
【図２】本発明の実施例に係る車輪検知装置の概観図。
【図３】本発明の実施例に係る車輪検知装置の側面図。
【図４】本発明の実施例に係る車輪検知装置の詳細図。
【図５】本発明の実施例に係る車輪検知装置が大径タイヤの自転車を検知している場合の動作説明図。
【図６】本発明の実施例に係る車輪検知装置が小径タイヤの自転車を検知している場合の動作説明図。
【図７】本発明の実施例に係る車輪検知装置が自動二輪車（バイク）を検知している場合の動作説明図。
【図８】本発明の実施例に係る車輪検知装置の動作フロー図。
【図９】本発明の実施例に係る車輪検知装置の動作説明図。
【図１０】本発明の他の実施例に係る車輪検知装置の概観図。
【図１１】本発明の実施例に係る車輪検知装置の詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る車輪検知装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明の一実施例に係る車輪検知装置が搭載された自転車／自動二輪車併用駐車場（以下、単に駐車場と称す）の入場車路ＥＤ部分の概観図である。図１において、入場車路ＥＤには両脇に路肩ＥＳ，ＥＴが形成され、その片側の路肩ＥＤに駐車券発行機１０が設置されている。なお、入場車路ＥＤの車路幅は、自転車／自動二輪車が二台同時に進行することが出来ない程度の幅に抑えており、路肩ＥＳ，ＥＴには図示しないが、規制バリヤーが設置され、利用者が入場車路ＥＤの途中から路肩ＥＳ，ＥＴにはみ出したり抜け出して行ったりする様な事は出来ない仕組みに成っている。
【００１９】
また、上記駐車券発行機１０よりも進行方向奥側には、一対の車輪検知装置１１，１２が、両路肩ＥＳ，ＥＴに夫々一側と他側に分離されて設置されている。利用者Ｈは自転車Ａ又は自動二輪車Ｍ（図７参照）を入場車路ＥＤに進入させるにあたり、自転車Ａや自動二輪車Ｍに乗車したままでも良いが、図の様に一旦降車してハンドルを押しながら進入することが一般的である。もちろん、駐車場管理者が運用上危険回避のために降車して進入することを義務付けている場合もある。
【００２０】
図示しないが、図１の入場車路ＥＤの前後にはゲート装置が夫々設置され、車路ＥＤに入場する手前側のゲート装置と車路ＥＤから退場する奥側のゲート装置と、前記駐車券発行機１０と、前記一対の車輪検知装置１１，１２と、さらに図示しないが前記手前側と奥側のゲート装置の近傍にも、自転車Ａや自動二輪車Ｍや利用者Ｈを検知するセンサーが設置されている。
【００２１】
本発明の車輪検知装置はゲート装置の近傍のセンサーとして使用される場合もあるが、むしろ入場車路ＥＤにあっては前記駐車券発行機１０の近傍に設置されて、自転車Ａか自動二輪車Ｍかを正確に識別するために用いられるものである。また出場車路（図示省略）に設置される場合には、前記駐車券発行機１０に変えて料金精算機（図示省略）が使用されるが、その料金精算機の近傍に本発明の車輪検知装置が設置されて使用される。
【００２２】
図１の状態で図示したように自転車Ａが入場車路ＥＤに進入して来た場合、自転車Ａの前輪ＡＳが一対の車輪検知装置１１，１２の間の所定の位置に達すると、自転車Ａか自動二輪車Ｍかの判別信号が出力され、その信号を駐車券発行機１０が受信し、進入したのが自転車Ａである場合は、自転車Ａであることが駐車券発行機１０に認識される。次いで、駐車券発行機１０は自動的に自転車用の駐車券を発行するか、若しくは「発券ボタンを押して駐車券をおとり下さい」の様なメッセージを適宜出力し、利用者Ｈが発券ボタン１０Ｈを押下した際に、自転車用の駐車券を発行するようにしても良い。
【００２３】
なお、自転車用の駐車券とは、駐車券（図示省略）に自転車を示すフラグが記録されているが、それ以外は入場日付と時刻と駐車券番号と駐車券発行機の機械番号などが図示しない磁気ストライプに記録され、表面にもそれらの情報が視認可能に印字された駐車券である。反対に自動二輪車Ｍを判別した場合には、自動二輪車Ｍを示すフラグが記録される。
【００２４】
図１乃至図３において、夫々符号１１と１２で全体的に示したのは、本発明の実施例に係る車輪検知装置であって、一側の車輪検知装置１１には、ケース内部に４箇の受光部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（赤外線受光素子）が、図示した所定の位置に配置されている。また、他側の車輪検知装置１２には、ケース内部に４箇の発光部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ（赤外線発光素子）が所定の位置に配置されている。もちろん各々の相対的な位置関係は同じであり、即ち、車路ＥＤの中央ラインに対して左右対称の関係にある。
【００２５】
一方、他側の車輪検知装置１２のケース内には、上述した発光部１２Ａ〜１２Ｄとしての発光素子の取付機構部（図示省略）が設けられ、これ等各発光素子から図示しない配線を介して一側の車輪検知装置１１に接続されている。また、一側の車輪検知装置１１のケース内部には、上述した受光部１１Ａ〜１１Ｄとしての発光素子の各取付機構部や、各受光素子からの配線（いずれも図示省略）と、前記の各発光部１２Ａ〜１２Ｄからの配線が設けられ、これ等各配線は内部の図示しない制御部に接続されており、且つ、当該ケース内部には、その他電源部や設定操作部（いずれも図示省略）などが設けられている。
【００２６】
更に、一側の車輪検知装置１１は図示しない配線を介して駐車券発行機１０に接続され、後述する車種判別信号やリセット信号の入出力部や電源供給路が、入場車路ＥＤや路肩ＥＳ，ＥＴに埋設されて配線されている。
【００２７】
本発明の実施例では、上述した発光部１２Ａ〜１２Ｄと受光部１１Ａ〜１１Ｄには、赤外線ビームを用いたセンサーを使用しているが、赤外線に限らずに赤色可視光線方式のセンサーでも良いし、超音波やマイクロ波やレーザー光線を用いる方式でも実現可能であって、センサーの指向性やスポット径やセンサー素子の価格を考慮して適宜決定すれば良い。
【００２８】
図３は、本発明の実施例に係る一側の車輪検知装置１１の側面図を示し、一側の車輪検知装置１１を他側の車輪検知装置１２側から見た状態を示している。図の様に一側の車輪検知装置１１には第１〜第４のビーム受光部１１Ａ〜１１Ｄが夫々所定の位置に受光口を開口して設置されており、その内部には前述の赤外線受光素子が配置されている。他側の車輪検知装置１２もこれと全く同じ位置関係で４つの発光口が開口して、夫々赤外線発光部１２Ａ〜１２Ｄが配置されている。
【００２９】
次に、上記各受光部１１Ａ〜１１Ｄの配置を図に従って説明すると、まず進行方向手前側で、入場車路ＥＤの地面より離間した位置に、第１のビーム（以下第１ビームＢ１と称す）の受光部１１Ａが配置され、当該第１ビームＢ１の受光部１１Ａから進行方向に斜め下方向に推移した位置に第２のビーム（以下第２ビームＢ２と称す）の受光部１１Ｂが配置されている。さらに第１、第２ビームＢ１、Ｂ２の受光部１１Ａ，１１Ｂを結ぶラインとほぼ直角で、第２ビームＢ２を通る仮想ラインを、若干斜め下にオフセットした位置の上方側に、第３のビーム（以下第３ビームＢ３と称す）の受光部１１Ｃが配置され、その仮想ラインの下方側に第４のビーム（以下第４ビームＢ４と称す）の受光部１１Ｄが配置されている。
＜センサー配置詳細説明＞
【００３０】
図４（１）と（２）は、本発明の実施例に係る車輪検知装置の詳細図を示し、前述の４つのビームＢ１〜Ｂ４の受光部１１Ａ〜１１Ｄの配置の詳細な位置関係を示す。まず前述の第１ビームＢ１の受光部１１Ａは、車路ＥＤの面から最も離間して、自転車Ａの最小タイヤＡＳＬの中心位置とほぼ等しい高さにある。そして、上記第１ビームＢ１が、前記特許請求の範囲の請求項１に記載の基準となるビームを構成している。
【００３１】
具体的には、図４（１）において、想定される自転車Ａの最小タイヤＡＳＬの径は、ＪＩＳ規格上では１２．５インチで、およそ直径３２０ｍｍであるから、第１ビームＢ１の受光部１１Ａの高さは車路ＥＤの面より１６０ｍｍ前後の高さに配置されているが、好適には、最小タイヤＡＳＬの凹み等を考慮して１４０ｍｍから１６０ｍｍの間の高さに配置されるのが好ましい。しかし、タイヤ径の中心位置よりも高い場合には、泥除けなどのパーツによって適正に車輪を検知しないことが懸念されるが、極力高い方が良い。
【００３２】
第１と第２のビームＢ１、Ｂ２の受光部１１Ａと１１Ｂの高さが極力高い方が良いという理由は、各ビームＢ１とＢ２の受光部１１Ａ，１１Ｂが両方遮蔽した状態の有無で自転車Ａと自動二輪車Ｍを識別でき、これらのビームＢ１，Ｂ２が路面から離間して前輪ＡＳの進行方向前側を検知するために、利用者Ｈの足ＨＬと重なって検知することが極力防止できて、エラー発生の割合を少なく抑えられるからである。また、最小タイヤＡＳＬの空気圧が低い状態でも、前輪ＡＳの前側を検知しているために最小タイヤＡＳＬのつぶれ具合に左右されず、意図的に最小タイヤＡＳＬをつぶして誤検知させるような不正が防止できるからである。
【００３３】
次に、前述の第２ビームＢ２の受光部１１Ｂは、第１ビームＢ１の受光部１１ＡからＬ１の距離を隔てて進行方向斜め下に配置され、当該Ｌ１の距離は、自転車Ａの最小タイヤ外径Ｄ３とリム内径Ｄ４の差、即ち自転車ＡのタイヤＡＳＲの厚みＷ１よりも若干長い距離に設定されており、且つ、自動二輪車ＭのタイヤＭＳＬの外径Ｂとリム内径Ｄの差、即ち、図４（２）に示す自動二輪車ＭのタイヤＭＳＬの厚みＷ２よりも短い距離に設定されている。
【００３４】
この際の自転車ＡのタイヤＡＳＲの厚みＷ１は想定される最大値を採用し、一方で自動二輪車ＭのタイヤＭＳＬの厚みＷ２は想定される最小値を採用する。具体的には自転車ＡのタイヤＡＳＲの厚みＷ１はおよそ６０ｍｍ以下であり、自動二輪車ＭのタイヤＭＳＬの厚みＷ２はおよそ８０ｍｍ以上である。よって上記第１ビームＢ１と第２ビームＢ２のビーム間隔Ｌ１は７０ｍｍ前後に設定している。また、両ビームＢ１〜Ｂ２を結ぶラインの角度はおよそ４５度の下向きに設定している。
【００３５】
次に、前述の第３ビームＢ３は、第１及び第２の各ビームＢ１、Ｂ２の受光部１１Ａ，１１Ｂを結ぶラインとほぼ直角で、第２のビームＢ２を通る仮想ラインを、さらに第１と第２のビームＢ１、Ｂ２を結ぶラインの方向にオフセットした位置の上方にあり、オフセット寸法Ｌ２は最大タイヤを想定して、その変形や設置誤差を考慮して１０ｍｍ程度とし、さらに車路ＥＤの面からの高さは第１のビームＢ１よりも低く、第１と第２の各ビームＢ１、Ｂ２高さのほぼ中間に配置している。
【００３６】
さらに前述の第４のビームＢ４は、第１と第２の各ビームＢ１、Ｂ２の受光部１１Ａ，１１Ｂを結ぶラインとほぼ直角で、第２のビームＢ２を通る仮想ラインを、さらに第１と第２のビームＢ１、Ｂ２を結ぶラインの方向にオフセットした位置の下方にあり、オフセット寸法Ｌ３は最小タイヤＡＳＬを想定して、その変形や設置誤差を考慮して１０ｍｍ程度とし、さらに車路面ＥＤからの高さは第２のビームＢ２よりも低くて、少なくとも車路ＥＤの面よりも高く、且つ、第２のビームＢ２高さのほぼ中間から３分の２程度の高さに配置している。
【００３７】
なお、前述のオフセット寸法Ｌ２、Ｌ３は、第１と第２のビームＢ１、Ｂ２の受光部１１Ａ，１１Ｂを結ぶラインとほぼ直角で、第２のビームＢ２を通る仮想ラインを、さらに第１と第２のビームＢ１、Ｂ２を結ぶラインの方向にオフセットした距離で示してもよいが、実際に使用する場合の想定される自転車Ａの最大のタイヤＡＳＲと最小のタイヤＡＳＬが夫々進行方向に移動した際に、最大のタイヤＡＳＲが第３のビームＢ３を、最小のタイヤＡＳＬが第４のビームＢ４を遮蔽する位置までの進行方向の距離を考慮して決定しており、諸々の誤差やタイヤの変形を考慮して、前述の通りオフセット寸法Ｌ２、Ｌ３で１０ｍｍ程度とした。
【００３８】
これらの位置関係の詳細は、使用する赤外線式センサーのビーム径や近接する素子との干渉具合や、設置位置調整の正確さを考慮のうえで決定すればよい。また、発光側の各ビームＢ１〜Ｂ４の位置関係もこれと全く同じ位置関係にあり、即ち車路ＥＤの中央ラインに対して対称な配置となっている。
＜動作説明＞
【００３９】
図５（１）〜（６）は本発明の実施例に係る車輪検知装置１１，１２の動作説明図であり、まず最大径タイヤＡＳＲの自転車Ａ１の動作を示す。（１）では自転車Ａ１の前輪が車輪検知装置１１と１２の間まで達していないので、全てのビームＢ１〜Ｂ４はすべてＯＮ（透過）状態である。自転車Ａ１が進行するとまず（２）の位置に達し、第１のビームＢ１のみＯＦＦ（遮蔽）状態となる。さらに自転車Ａ１が進行すると（３）の位置に達し、第１のビームＢ１がＯＮしてそれ以外のビームＢ２〜Ｂ４もＯＮのままという状態となる。すぐさま（４）の位置に達して第２のビームＢ２がＯＦＦし、次に（５）の位置に達して第のビームＢ３がＯＦＦする。さらに進行すると、（６）の位置に達して第４のビームＢ４もＯＦＦとなる。この一連の検知状態において、上記（５）の検知状態に成った時点で、最大タイヤＡＳＲの自転車Ａ１の判定を出力することが出来る。
【００４０】
図６は本発明の実施例に係る車輪検知装置の動作説明図であり、最小タイヤＡＳＬの自転車Ａ２の動作を示す。（１）では自転車Ａ２の前輪が車輪検知装置１１，１２まで達していないので、全てのビームＢ１〜Ｂ４はすべてＯＮ（透過）状態である。自転車が進行するとまず（２）の位置に達し、第１のビームＢ１のみＯＦＦ（遮蔽）状態となる。さらに自転車Ａ２が進行すると（３）の位置に達し、第１のビームＢ１がＯＮしてそれ以外のビームＢ２〜Ｂ４もＯＮのままという状態となる。すぐさま（４）の位置に達して第２のビームＢ２がＯＦＦし、次に（５）の位置に達して第４のビームＢ４がＯＦＦする。さらに進行すると（６）の位置に達して第３のビームＢ３もＯＦＦとなる。この一連の検知状態において、（５）の検知状態に成った時点で、最小タイヤＡＳＬの自転車Ａ２の判定を出力することが出来る。
【００４１】
即ち、図５に示す最大タイヤＡＳＲ、図６に示す最小タイヤＡＳＬ、若しくはその中間の径のタイヤであっても、自転車Ａであれば前述の通り、（１）全てのビームＢ１〜Ｂ４は全てＯＮ、（２）第１のビームＢ１のみＯＦＦ、（３）第１のビームＢ１がＯＮしてそれ以外のビームＢ２〜Ｂ４もＯＮのまま、（４）第２のビームＢ２がＯＦＦ、（５）第３のビームＢ３ｏｒ 第４のビームＢ４の一方がＯＦＦ、（６）第３のビームＢ３ ｏｒ 第４のビームＢ４の他方がＯＦＦ、という検知状態に成る。そこで（５）の段階で自転車の判定を出力するが、（６）を検知してからでも良い。また、（５）、（６）で第３、第４のビームが同時にＯＦＦすることもあり得る。
【００４２】
図７は本発明の実施例に係る車輪検知装置の動作説明図であり、自動二輪車Ｍの動作を示す。
（１）では自動二輪車Ｍの前輪ＭＡが車輪検知装置１１，１２まで達していないので、全てのビームＢ１〜Ｂ４はＯＮ（透過）状態である。自動二輪車Ｍが進行するとまず（２）の位置に達し、第１のビームＢ１がＯＦＦとなる。さらに自動二輪車Ｍが進行すると（３）の位置に達し、第１のビームＢ１がＯＦＦで、且つ、第２のビームＢ２がＯＦＦの状態となる。前述の自転車Ａ１，Ａ２の検知状態と異なるので、この時点で自動二輪車Ｍの判定を出力することが出来る。さらに自動二輪車Ｍが進行すると（４）の位置に達するが、その時点で第１のビームＢ１がＯＮするかどうかは自動二輪車ＭのタイヤＭＡのホイール形状などによって一様ではない。また、第２のビームＢ２がＯＦＦとなるか第３のビームＢ３がＯＦＦとなるかは、自動二輪車Ｍのタイヤ径によって異なる。
【００４３】
いずれにせよ、自動二輪車Ｍであれば、（１）ビームＢ１〜Ｂ４はすべてＯＮ、（２）第１のビームＢ１のみＯＦＦ、（３）第１のビームＢ１がＯＦＦのままで第２のビームＢ２がＯＦＦ、という検知状態に成った時点で自動二輪車Ｍの判定を出力するが、この判定は（４）を検知してからでも良い。
【００４４】
この様に本発明の実施例では、Ｂ１〜Ｂ４で示した４本のビームの検知状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）から、自転車Ａか自動二輪車Ｍかの判別を行い、それらの独特の検知パターンが成立した時点で判別信号を出力するように工夫されている。また、これらの検知パターンを仮に利用者Ｈが足ＨＬなどをかざして発生させようとしても、車路ＥＤから離間した高さに夫々が配置された各ビームＢ１〜Ｂ４を前述のパターン通りに検知させることは、たまたま生じることはあっても、意図的に不正な目的でこれを成そうとすることはほとんど不可能であるといえる。
【００４５】
図８は本発明の実施例に係る車輪検知装置の動作フローを示し、前述の検知パターンのいずれかが成立するかによって、自転車Ａを判定出力をするか、自動二輪車Ｍを判定出力をするかを切り替えている。また、いずれのパターンにも該当しない場合には、ステップＳ１１に示すとおりエラー出力を行い、一旦ステップＳ１に戻って処理を再開する。
【００４６】
なお、ステップＳ５で自転車Ａの判定出力をするか、又は、ステップＳ８で自動二輪車Ｍの判定出力をすると、その出力は前述の駐車券発行機１０に入力されて所望のデータを記録印字して駐車券が発券され、その駐車券を利用者が抜き取ると進行方向前方のゲート装置（図示省略）が開状態となり、利用者が入場車路ＥＤから退出することができる。
【００４７】
そして利用者の退出を別途ゲート近傍のセンサー（図示省略）で検知すると、駐車券発行機１０はゲート装置に対してゲート閉の指令を出力すると共に、車輪検知装置１１，１２にはリセット信号を出力する。ステップＳ６でそのリセット信号の入力を受けると、車輪検知装置１１，１２の動作は一通り終了する。
【００４８】
図９は本発明の実施例に係る車輪検知装置１１，１２の動作説明図であり、自動二輪車Ｍの進行状態を示す。本発明の構成の利点は、自転車Ａと自動二輪車Ｍの判別を正確に行い、且つ、意図的に判別状態を誤検知させるような不正を防止することにあるが、例えば（１）にあるように自動二輪車Ｍを車輪検知装置１１，１２に進行させながら、（２）のようにハンドルＭＨに体重ＦＰをかけて前輪のタイヤＭＡを符号ＭＸで示す如く凹ました場合、（空気圧を減らせておけば容易に成される）、若しくはパンクした自動二輪車Ｍを押している場合、本発明の実施例においては（２）の状態が前述の図７（３）の検知状態と全く同じパターンとなるため、この様な状態で検知しても正確に自動二輪車Ｍであると判別することが出来る。
【００４９】
また、本発明のもうひとつの利点は、前輪タイヤの検知を、図１又は図９で示した前輪タイヤＡＳ又はＭＡの進行方向前側で行うので、利用者がハンドルを押しているときなどに意図せずに足ＨＬ（図１参照）が前輪タイヤＡＳ又はＭＡ付近にかかってしまっても、その足ＨＬをタイヤＭＡと一緒に判定してしまってエラーを出すようなことを、ほとんどの場合に防ぐことが出来る。もちろん意図的に足ＨＬを前に突き出してタイヤＡＳ及びＭＡの位置にかざせば、エラーとなる可能性はあるが、意図せずにタイヤＡＳ、ＭＡと足ＨＬを並走させてしまっても、それがエラーになりにくいという効果が十分に発揮できる。
【００５０】
さらに本発明の利点として、各ビームＢ１〜Ｂ４が車路ＥＤの面から離間した状態にあり、各々の位置関係が正確に配置されていれば、仮に車路ＥＤの面がゆがんでいたり、水勾配のために中央部が若干高くなっていたりしても、自転車Ａや自動二輪車Ｍの判別に支障はほとんどないという利点もあげられ、全体的に各ビームＢ１〜Ｂ４間の相対的な位置関係を維持できれていれば、性能が設置状態によって左右されにくいため、製造工場で十分調整しておけば出荷して現地で設置した際の調整工程が従来よりも削減できる。
【００５１】
＜他の実施例１＞
図１０は本発明の他の実施例に係る車輪検知装置の概観図である。本発明の実施の難しい箇所として、各ビームＢ１〜Ｂ４が比較的近隣に配置されていることがあるが、これによって隣接するビームによって干渉を起こしたり誤検知したりしないよう、例えば４本のビームＢ１〜Ｂ４のうちの２本づつを、図示の如く発光部１２Ａ，１２Ｂ，１１Ｘ，１１Ｙと受光部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ｘ，１２Ｙを左右交互に設けて、異なる方向から発光させるのも効果的である。
【００５２】
さらに同方向からのビームＢ１〜Ｂ４同士については、偏光レンズを介して偏光角度を異ならせて、干渉に強くすることも有効である。もちろんパルス駆動を行って発光と受光をタイミングを異ならせて検知する手段も有効であり、これらを組み合わせることで、近隣位置に配置した複数のビームの干渉や誤検知を確実に防止することが出来る。
【００５３】
また、図１１は本発明の実施例に係る車輪検知装置の詳細図であり、本発明の利点として自転車Ａの前輪ＡＳＬ又はＡＳＲが曲がった状態でも、確実に自転車Ａとして検知することを説明した図である。（１）は車路ＥＤの上方より見た平面図であり、（２）は側方より見た図である。特に自転車ＡでもタイヤＡＳＬの小さいものほど、（１）で示した様に通路内を進行する際にハンドルを曲げることでタイヤＡＳＬが大きく曲がる事がある。図では４５度曲げた状態を示している。
【００５４】
図１１（２）では想定上の最小タイヤＡＳＬの自転車Ａが車輪検知装置１１，１２に検知される際に、タイヤＡＳＬが（１）の様に４５度曲がった場合と、まっすぐの状態を比較して示している。自転車Ａの最小タイヤＡＳＬが４５度曲がっていた場合であっても、第１と第２のビームＢ１とＢ２の間にタイヤ外径Ｘとリム内径Ｙ（図６（２）参照）が納まることで、まっすぐな状態と同じ検知状態が得られる。これにより、自転車ＡのタイヤＡＳＬが４５度曲がっていても（４５度曲がって進行しても）、確実に自転車としての判定を行うことが出来る。
【００５５】
図１１（２）を詳細に説明すると、まっすぐのタイヤＡＳＬと４５度曲がったタイヤＡＳＬで最も側方視で異なるのは、タイヤＡＳＬの斜め下と斜め上の外径差の部分であるが、この部分にほとんど掛からずに第１と第２のビームＢ１とＢ２でタイヤＡＳＬを検知することができ、その際に第４のビームＢ４がまだ検知していない状態も得られているため、本発明の実施例においては、４５度程度曲がったタイヤＡＳＬであっても、正確に自転車Ａとの判定をすることができることが明確に示されている。
＜他の実施例２＞
【００５６】
特に図示しないが、本発明の実施例の車輪検知装置１１，１２を車路ＥＤの進行方向に２セットを近接させて配置すると、これらの検知信号のパターンが同じように繰り返されたかどうかを判定に追加する事ができ、利用者の足ＨＬと自転車Ａ若しくは自動二輪車Ｍの識別が確実に成される。
【００５７】
特に小動物が徘徊する可能性がある場所であったり、利用者がペットを連れて利用することまで考慮すると、本発明の実施例の車輪検知装置１１，１２を２セット近接させて配置して、夫々の検知信号パターンが２回繰り返された場合にのみ、自転車Ａ若しくは自動二輪車Ｍの検知信号を出力することで、極めて誤検知しにくい強固な車輪検知装置が実現する。
【００５８】
なお、本発明の実施例で説明した車輪検知装置の構成は一例で、上記に述べた本発明の実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の技術は、有料の自転車／自動二輪車併用駐車場の入場口や出場口に設置されて利用されることが見込まれるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０          駐車券発行機
ＥＤ          入場車路（車路面）
１１，１２    車輪検知装置
Ｂ１〜Ｂ４    ビーム
１１Ａ〜１１Ｄ    受光部
１２Ａ〜１２Ｄ    発光部
Ａ            自転車
Ｍ            自動二輪車
ＡＳ，ＭＳ    前輪
Ｈ            利用者
【図１】
0005602543.tif 000002
【図２】
0005602543.tif 000003
【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】
0005602543.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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