(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両進行方向に沿って平行に複数設置され、車両の進行方向に対して垂直な方向に光を照射し、照射した光が遮られることによって車両の有無を検出する車両分離器と、
上記車両のタイヤの通過を検出する車軸センサと、
上記車両分離器の出力信号の遷移を監視し、予め定義した前進車両用遷移または後退車両用遷移を示す出力信号の遷移が発生した場合に、上記遷移の間における上記車軸センサの検出数を状態遷移に応じて予め定めておいた閾値と比較し、当該閾値以上であれば車両通過と判定する車両検知手段と、
を備えたことを特徴とする車両検知装置。
【請求項２】
上記車両分離器が２つ設けられており、上記車軸センサは２つの上記車両分離器の間に設置されていることを特徴とする請求項１記載の車両検知装置。
【請求項３】
上記検証条件として、前進車両用と後退車両用の二つをあらかじめ定めておき、上記車両検知手段は、複数の上記車両分離器の出力信号の遷移が前進車両用遷移であれば前進車両用の閾値にて判定を行ない、後退車両用遷移であれば後退車両用の閾値にて判定を行なうことを特徴とする請求項１または２記載の車両検知装置。
【請求項４】
上記前進車両用遷移の出力信号のうちの一部を前進車両候補用遷移としてあらかじめ定めておき、上記車両検知手段は、上記前進車両候補用遷移が発生した際に前進車両候補発生情報を出力し、その後、上記前進車両候補用遷移が前進車両用遷移の一部でなかったと判明した場合及び対応する前進車両用遷移の判定において上記車軸センサの検出数が上記閾値以上でなかった場合のいずれかの場合に前進車両候補棄却情報を出力することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両検知装置。
【請求項５】
上記車軸センサは、車両進行方向に沿って、一定距離離して複数設置され、上記車両検知手段は複数の上記車軸センサの出力信号を参照して判定を行なうことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両検知装置。
【請求項６】
複数の上記車軸センサの故障を検出する車軸センサ故障判定手段をさらに備え、上記車両検知手段は正常な上記車軸センサの出力信号だけを参照して判定を行なうことを特徴とする請求項５記載の車両検知装置。
【請求項７】
上記車軸センサ故障判定手段が、全ての上記車軸センサを故障と判定した場合、上記車両検知手段は前進車両用遷移に対しては判定を行なわずに通過車両ありと判定し、後退車両用遷移に対しては通過車両なしと判定することを特徴とする請求項６記載の車両検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通過車両を検出する車両検知装置に関するものであり、特に有料道路の料金所や駐車場の出入り口等に設置されて進入車両を検出する車両検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、例えば特開平１０−１６２１１５号公報に記載された従来の車両検知装置の構成を示すブロック図であり、１０００は車両の進行方向に対して垂直方向に光を照射して光スクリーンを形成し、この光スクリーンが遮られることによってＯＮの信号を出力する第１の車両分離器、２０００は第１の車両分離器１０００と同様の機能を有する第２の車両分離器、１００は第１の車両分離器１０００と第２の車両分離器２０００の出力信号から車両の通過を認識する処理機である。また、図１４は、図１３に示す従来の車両検知装置の設置状態を示す斜視図であり、１００１と１００２は光を照射する光電管、１００３は光電管１００１の照射した光を受光する受光センサ、１００４は光電管１００２の照射した光を受光する受光センサ、１００５は光電管１００１の照射した光が形成する光スクリーン、１００６は光電管１００２の照射した光が形成する光スクリーンである。光電管１００１と受光センサ１００３で図１３における第１の車両分離器１０００を構成し、光電管１００２と受光センサ１００４で第２の車両分離器２０００を構成している。第１の車両分離器１０００と第２の車両分離器２０００とは、車両進行方向に対して光スクリーンが略々垂直に交わり、かつ、互いに一定間隔離れるように平行に設置されている。
【０００３】
次に動作を説明する。第１の車両分離器１０００と第２車両分離器２０００とは、それぞれ、光電管１００１及び１００２により、図１４に示す光スクリーン１００５及び１００６を形成しており、これらの光スクリーン１００５及び１００６を受光センサ１００３及び１００４により受光して、この光スクリーンが遮られているか否かを判定し、遮られていない状態では処理機１００に対して信号ＯＦＦを出力し、遮られた場合は信号ＯＮを出力する。以降、この第１の車両分離器１０００と第２車両分離器２０００の特定時刻での出力信号を一つのペアとし、［第１の車両分離器１の出力信号，第２車両分離器２の出力信号］という形態で表現する。例えば［ＯＮ，ＯＦＦ］は、第１の車両分離器１の出力信号がＯＮであり、第２の車両分離器２の出力信号がＯＦＦであることを示す。
【０００４】
処理機１００は、第１の車両分離器１０００と第２車両分離器２０００の出力信号をそれぞれ監視し、通過車両の検出を行なう。以下、図１５に示す車両通過状態を例として、処理機１００の動作を説明する。図１５は車両通過状態と車両分離器出力信号の遷移を時系列で表現したタイミングチャートであり、１０７は先行車両、１０８は後続車両、１０９は第１の車両分離器１０００の設置位置、１１０は第２の車両分離器２０００の設置位置、１１１は第１の車両分離器１０００の出力信号、１１２は第２の車両分離器２０００の出力信号である。
【０００５】
まず車両が通過していない時点の車両分離器１０００、２０００の出力信号は［ＯＦＦ，ＯＦＦ］（時刻Ｔ１）であり、車両１０７が進入して来て、車両前部が第１の車両分離器１が形成する光スクリーン１００５を遮ると出力信号は［ＯＮ，ＯＦＦ］（時刻Ｔ２）となり、その後、第２の車両分離器２０００が形成する光スクリーン１００６も遮ると［ＯＮ，ＯＮ］（時刻Ｔ３）となる。処理機１００は、この［ＯＦＦ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］の遷移をもって１台の車両が進入して来たと認識する。さらに車両１０７が前進し、車両後端が第１の車両分離器１０００の位置を通過すると光スクリーン１００６のみが遮られ、出力信号は［ＯＦＦ，ＯＮ］（時刻Ｔ４）となる。その後は後続車両が来なければ最初の［ＯＦＦ，ＯＦＦ］にもどるが、図１５の例では車両１０７の後ろから車両分離器１０００、２０００の設置間隔未満の車間距離で後続車両１０８が進入して来るため、先行車両１０７が光スクリーン１００６を遮ると共に、後続車両１０８が光スクリーン１００５を遮り、車両分離器１０００、２０００の出力信号は［ＯＮ，ＯＮ］（時刻Ｔ５）となる。処理機１００は、この［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＮ］の遷移をもって次車両進入候補と認識する。
【０００６】
そして先行車両１０７と後続車両１０８がさらに前進し、先行車両１０７の後端が第２の車両分離器２０００の位置を通過すると光スクリーン１００６が遮られなくなるため［ＯＮ，ＯＦＦ］（時刻Ｔ６）となり、さらに後続車両１０８が前進して光スクリーン１００６も遮ると［ＯＮ，ＯＮ］（時刻Ｔ７）となる。処理機１００は、この［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］の遷移を判別し、１台の車両が通過した後に別の車両が進入したと判定する。
【０００７】
その後、後続車両１０８の後端が第１の車両分離器１０００の位置を通過すると光スクリーン１００５が遮られなくなるため［ＯＦＦ，ＯＮ］（時刻Ｔ８）となり、さらに第２の車両分離器２０００の位置も通過すると［ＯＦＦ，ＯＦＦ］（時刻Ｔ９）となる。処理機１００は、この［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＦＦ］の遷移をもって１台の車両が通過したと判別する。以上の動作により、処理機１００は、２台の車両が車両分離器の設置間隔未満の車間距離を保持して通過する場合でも、正しく通過台数を計測する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両検知装置は以上のように、車両が全て前進することを前提として車両の通過を検出するため、後退して来る車両や、前進と後退を繰り返す車両を正しく検出できないという課題があった。例えば、図１６は単独車両１１３が前進・後退・前進を行なって通過する遷移を示しているが、この場合の車両分離器の出力信号の遷移は上記従来装置の説明における図１５の２台通過の例と全く同じであるため、１台の通過を２台の通過と誤認識してしまうことになる。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数車両が車両分離器設置間隔より短い車間距離を保持して通過する場合を含め、車両が後退通過する場合や前進・後退を繰り返すような場合でも正しく車両を検出することができる車両検知装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、車両進行方向に沿って平行に複数設置され、車両の進行方向に対して垂直方向に光を照射し、照射した光が遮られることによって車両の有無を検出する車両分離器と、車両のタイヤの通過を検出する車軸センサと、車両分離器の出力信号の遷移を監視し、前進車両用遷移または後退車両用遷移を示す出力信号の遷移が発生した場合に、遷移の間における車軸センサの検出数を状態遷移に応じて予め定めておいた閾値と比較し、当該閾値以上であれば車両通過と判定する車両検知手段と、を備えた車両検知装置である。
【００１１】
また、車両分離器が２つ設けられており、車軸センサは２つの上記車両分離器の間に設置されている。
【００１２】
また、検証条件として、前進車両用と後退車両用の二つをあらかじめ定めておき、車両検知手段は、複数の車両分離器の出力信号の遷移が前進車両用遷移であれば前進車両用の閾値にて判定を行ない、後退車両用遷移であれば後退車両用の閾値にて判定を行なう。
【００１３】
また、前進車両用遷移の一部を前進車両候補用遷移としてあらかじめ定めておき、車両検知手段は、前進車両候補用遷移が発生した際に前進車両候補発生情報を出力し、その後、前進車両候補用遷移が前進車両用遷移の一部でなかったと判明した場合及び対応する前進車両用遷移の判定において上記車軸センサの検出数が上記閾値以上でなかった場合のいずれかの場合に前進車両候補棄却情報を出力する。
【００１４】
また、車軸センサは、車両進行方向に沿って、一定距離離して複数設置され、車両検知手段は複数の車軸センサの出力信号を参照して判定を行なう。
【００１５】
また、複数の車軸センサの故障を検出する車軸センサ故障判定手段をさらに備え、車両検知手段は正常な車軸センサの出力信号だけを参照して判定を行なう。
【００１６】
また、車軸センサ故障判定手段が、全ての車軸センサを故障と判定した場合、車両検知手段は前進車両用遷移に対しては判定を行なわずに通過車両ありと判定し、後退車両用遷移に対しては通過車両なしと判定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係わる車両検知装置を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における車両検知装置の構成を示すブロック図である。図において、１は車両の進行方向に対して垂直方向に光を照射して光スクリーンを形成し、この光スクリーンが遮られることによってＯＮの信号を出力する第１の車両分離器、２は第１の車両分離器１と同様の機能を有する第２の車両分離器である。３は車両のタイヤの通過を検出する車軸センサ、４は車両分離器１、２と車軸センサ３の出力信号から通過車両を検知する車両検知手段である。
【００１８】
図２はこの発明の実施の形態１の車両検知装置の設置状態を示す図であり、５は車両検知手段４を内蔵する処理装置である。また、図２に示すように、車軸センサ３は道路に埋設された踏板（圧力センサ）となっており、車両進行方向に対して垂直になるような向きで設置されている。１０１と１０２は光を照射する光電管、１０３は光電管１０１の照射した光を受光する受光センサ、１０４は光電管１０２の照射した光を受光する受光センサである。光電管１０１と受光センサ１０３で図１における第１の車両分離器１を構成し、光電管１０２と受光センサ１０４で第２の車両分離器２を構成しており、第１の車両分離器１と第２の車両分離器２とは、それぞれの光電管１０１，１０２及びそれぞれの受光センサ１０３，１０４が車両進行方向に沿って一定間隔離して並んで設置されている。なお、図示してはいないが、光電管１０１、１０２と受光センサ１０３、１０４の間には、従来例を示した上述の図１４と同様の光スクリーンが形成される。この光スクリーンは、言うまでもなく、車両進行方向に略々垂直に交わる。なお、先に説明した車軸センサ３は、第１の車両分離器１が設置されている位置と第２の車両分離器２が設置されている位置との間に設置されている。
【００１９】
次に動作を図３〜５により説明する。図３はこの発明の車両検知手段４の処理フロー図である。図４は車両分離器の設置間隔未満の車間距離を保持して通過する２台の車両の通過状態と、対応する車両分離器１、２及び車軸センサ３の出力信号を示す図であり、６は車軸センサの設置位置、７は車軸センサの出力信号、８は先行車両、９は後続車両、１０と１２は前進車両用遷移に合致する車両分離器１、２の出力信号の遷移、１１は後退車両用遷移に合致する車両分離器１、２の出力信号の遷移であり、先行車両８と後続車両９を示す矩形８ａ及び９ａの周囲にある黒塗りの四つの小矩形８ｂ及び９ｂはタイヤを示している。１０９は第１の車両分離器１の設置位置、１１０は第２の車両分離器２の設置位置、１１１は第１の車両分離器１の出力信号、１１２は第２の車両分離器２の出力信号である。図５は１台の車両が前進・後退・前進を行なって通過する場合の通過状態と、対応する車両分離器１，２及び車軸センサ３の出力信号を示す図であり、１３は通過車両である。図４は２台通過、図５は１台通過の例であるが、車両分離器１，２の出力信号１１１，１１２の遷移は全く同じになっているが、車軸センサ３の出力信号７の遷移は異なっている。なお、車両分離器１、２は従来の車両検知装置における車両分離器１０００及び２０００と同様の動作を行ない、また車軸センサ３はタイヤ通過時にＯＮ、そうでない場合にＯＦＦを出力するものとする。
【００２０】
まず、車両検知手段４は車両分離器１、２の現時点での出力信号を参照し、前回参照時との比較を行なう（ステップＳ１）。前回と同じで変化がなければ処理を終了し、変化があれば、車両分離器１，２の最近の遷移においてあらかじめ定めた前進車両用遷移が発生したかどうかを確認する（ステップＳ２）。以下、本実施の形態では前進車両用遷移を［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］の遷移と定めた場合で説明する。図４及び図５の例では、車両分離器出力信号遷移１０及び１２が［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］の遷移となっているため、時刻Ｔ４及び時刻Ｔ８において前進車両用遷移発生と判定する。
【００２１】
車両検知手段４は、ステップＳ２において前進車両用遷移が発生していないと判定した場合には、次にあらかじめ定めた後退車両用遷移が発生したかどうかを確認し（ステップＳ３）、後退車両用遷移も発生していないと判定した場合には処理を終了する。以下、本実施の形態では後退車両用遷移を［ＯＦＦ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＦＦ］の遷移と定めた場合で説明する。図４及び図５の例では、車両分離器出力信号遷移１１が［ＯＦＦ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＦＦ］の遷移となっているため、時刻Ｔ６において後退車両用遷移発生と判定する。
【００２２】
ステップＳ２において前進車両用遷移が発生したと判定した場合、またはステップＳ３において後退車両用遷移が発生したと判定した場合には、車両検知手段４は車軸センサ出力信号履歴を参照して検証を行なう（ステップＳ４）。以下、本実施の形態では、ステップＳ４における検証条件として、「前進または後退車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＮ］の状態において車軸センサが１回以上ＯＮになった」という条件とする。図２に示すように車軸センサ３は第１の車両分離器１と第２の車両分離器２の間に設置されているため、このような単純な条件でも真の車両通過か否かを判定するに十分な検証条件となる。なぜならば、第１の車両分離器１及び第２の車両分離器２が形成する２つの光スクリーンを同一車両が遮っているのであれば、出力信号が［ＯＮ，ＯＮ］の状態から別の状態に移る前には、必ず、その車両のタイヤが車軸センサ３上を１回以上（例えば、前輪と後輪で２回になる）通過するからである。そこで、ステップＳ４の後、検証条件が成立したかどうかを確認（ステップＳ５）し、不成立なら処理を終了し、成立していれば、車両通過情報として通過ありを示す信号と通過車両の進行方向をホスト計算機（図示せず）に出力（ステップＳ６）する。
【００２３】
図４の例では、前進車両用遷移に合致した遷移１０及び１２で上記検証条件が成立する（すなわち、遷移１０及び１２において、［ＯＮ，ＯＮ］の状態で、車軸センサ３が１回以上ＯＮになっている）ため、時刻Ｔ４及び時刻Ｔ８において前進車両通過を意味する車両通過情報が出力される。図５の例では、前進車両用遷移に合致した遷移１０及び１２と後退車両用遷移に合致した遷移１１の全てで上記検証条件が成立する（すなわち、遷移１０，１１及び１２において、［ＯＮ，ＯＮ］の状態で、車軸センサ３が１回以上ＯＮになっている）ため、時刻Ｔ４で前進車両通過を意味する車両通過情報が、時刻Ｔ６において後退車両通過を意味する車両通過情報が、時刻Ｔ８において前進車両通過を意味する車両通過情報が出力される。なお、図５の例では１台の前進車両通過に対して前進車両通過・後退車両通過・前進車両通過の３回の車両通過情報が出力されるが、有料道路の料金所や駐車場の出入り口等では一方通行になっているため、この３回の車両通過情報を受け取るホスト計算機側にて進行方向の異なる車両通過情報を相殺し、１台前進通過と判定することは極めて容易である。
【００２４】
車両検知手段４は、以上の動作を繰り返すことで、車両検出を行なう。
【００２５】
この実施の形態では、以上の工程を経ることで、後退車両や前進・後退を繰り返した後に通過する車両でも正しく検出することができる。なお、本実施の形態では、前進車両用遷移の確認の後に後退車両用遷移の確認を実施しているが、この順序は逆でも良い。また、検証条件として車軸センサが１回以上ＯＮになることとしたが、これは２回以上としても良い。さらに、車両検知手段の実現方法については特に記載していないが、これは上記説明と同様な動作を行なうものであれば実現方法は何でも良く、ハードウエアで構成しても良いし、ＣＰＵで動作するソフトウエアで実現しても良い。
【００２６】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係わる車両検知装置を図について説明する。上記実施の形態１と同様に構成を示すブロック図及び設置状態を示す斜視図は図１及び図２である。次に、本実施の形態の車両検知手段４の動作を図により説明する。処理フロー図は図６である。本実施の形態の車両検知装置は、車軸センサの出力信号による検証の条件を前進車両用と後退車両用で別々に２つあらかじめ定めておき、複数の上記車両分離器の出力信号の遷移が前進車両用遷移であれば前進車両用の検証条件にて検証を行ない、後退車両用遷移であれば後退車両用の検証条件にて検証を行なうことにより、一方通行の走行路において台数の極めて多い走行方向に通過する車両の検出誤りを低減させることができるようにしたものである。
【００２７】
まず、実施の形態１と同様に、車両検知手段４は車両分離器１、２の現時点での出力信号を参照し、前回参照時との比較を行ない（ステップＴ１）、前回と同じならば処理を終了し、変化があれば、車両分離器１，２の最近の遷移において前進車両用遷移が発生したかどうかを確認する（ステップＴ２）。前進車両用遷移が発生していないと判定した場合には、さらに後退車両用遷移が発生したかどうかを確認し（ステップＴ４）、後退車両用遷移も発生していないと判定した場合には処理を終了する。
【００２８】
ステップＴ２において前進車両用遷移発生と判定した場合には、車両検知手段４は車軸センサ３の出力信号履歴による前進車両検証を行なう（ステップＴ３）。前進車両検証条件としては、例えば、実施の形態１の検証条件よりも緩い条件として、「前進車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＦＦ］または［ＯＮ，ＯＮ］の状態において車軸センサが１回以上ＯＮになった」という条件とする。
【００２９】
また、ステップＴ４において後退車両用遷移発生と判定した場合には、車両検知手段４は車軸センサの出力信号履歴による後退車両検証を行なう（ステップＴ５）。後退車両検証条件としては、例えば、実施の形態１と同じ検証条件とする。
【００３０】
以降は実施の形態１と同様に、上記ステップＴ３およびステップＴ５においての検証条件が成立したかを確認（ステップＴ６）して、不成立ならば処理を終了し、成立ならば車両通過情報を出力する（ステップＴ７）。車両検知手段４は、以上の動作を繰り返すことで、車両検出を行なう。
【００３１】
この実施の形態では、以上の工程を経ることで、前進車両検証条件を後退車両検証条件よりも緩くすることができ、有料道路の料金所や駐車場の出入り口のように、前進車両の割合が極めて高い状況において前進車両の検出誤りを低減させることができる。なお、本実施の形態では、前進車両の検証条件と後退車両の検証条件の違いを車軸センサが１回以上ＯＮとなる車両分離器出力信号の状態遷移としたが、これは例えば車軸センサがＯＮになる回数を前進の条件として１回、後退の条件として２回とするように、車軸センサがＯＮになる回数で差をつけても良い。
【００３２】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係わる車両検知装置を図について説明する。上記実施の形態１と同様に構成を示すブロック図及び設置状態を示す斜視図は図１及び図２である。
【００３３】
次に車両検知手段４の動作を図により説明する。処理フロー図は図７である。ここでは図８を用いて動作を説明する。図８は前進・後退する２台の車両の通過状態と、対応する車両分離器１、２及び車軸センサ３の出力信号を示す図であり、１４は後側車両、１５は前側車両、１６と１８は前進車両候補用遷移に合致する車両分離器１、２の出力信号の遷移、１７と１９は前進車両用遷移に合致する車両分離器１、２の出力信号の遷移、２０は後退車両用遷移に合致する車両分離器１、２の出力信号の遷移である。
【００３４】
まず、車両検知手段４は車両分離器の現時点での出力信号を参照し、前回参照時との比較を行ない（ステップＵ１）、前回と同じならば処理を終了し、変化があれば、車両分離器１，２の最近の遷移（この実施の形態においては、現時点と前回との遷移）においてあらかじめ定めた前進車両候補用遷移が発生したかどうかを確認する（ステップＵ２）。前進車両候補用遷移とは前進車両の発生可能性をできる限り早く認識するためのものであり、前進車両用遷移の始めの方の一部を前進車両候補用遷移とする。以下、本実施の形態では、前進車両用遷移を［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］とし、前進車両候補用遷移を［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］と定めた場合で説明する。図８の例では、車両分離器出力信号遷移１６、１８が［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］の遷移となっているため、時刻Ｔ３及びＴ７において前進車両候補用遷移発生と判定する。
【００３５】
ステップＵ２において前進車両候補用遷移が発生したと判定した場合には、車両検知手段４は前進車両候補が発生したことを記憶しておくために前進車両候補発生フラグをＯＮとし（ステップＵ３）、さらに前進車両候補発生情報を出力（ステップＵ４）して処理を終了する。なお、上記前進車両候補発生フラグは、車両検知装置の電源投入時にＯＦＦに初期化されているものとする。
【００３６】
ステップＵ２において前進車両候補用遷移が発生していないと判定した場合には、車両検知手段４は、車両分離器１，２の最近の遷移（この実施の形態においては、現時点と前回と前々回の遷移）において前記の通り定めた前進車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＵ５）する。図８の例では、車両分離器出力信号遷移１７、１９が［ＯＮ，ＯＦＦ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＦＦ，ＯＮ］の遷移であるため、時刻Ｔ４及びＴ８において前進車両用遷移発生と判定される。
【００３７】
前記の通り前進車両候補用遷移は前進車両用遷移の始めの方の一部を用いているため、ステップＵ５において前進車両用遷移発生と判定された場合は、過去に前進車両候補用遷移が発生して前進車両候補発生情報が出力されていることは確実である。このため、車両検知手段４は、ステップＵ５において前進車両用遷移が発生したと判定された場合、前進車両候補発生フラグは参照せずに当該フラグをＯＦＦにし（ステップＵ６）、車軸センサ出力情報履歴による前進車両検証を行なう（ステップＵ７）。本実施の形態では、例えば、前進車両用検証条件を実施の形態２と同じ条件、すなわち、前進車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＦＦ］または［ＯＮ，ＯＮ］の状態において車軸センサが１回以上ＯＮになったという条件とする。
【００３８】
その後、車両検知手段４は、ステップＵ７での検証条件が成立したかどうかを確認（ステップＵ８）し、成立すれば車両通過情報を出力（ステップＵ１６）して処理を終了し、不成立ならば、過去に前進車両候補として認識したものが前進車両ではなかったということを示す前進車両候補棄却情報を出力（ステップＵ９）して処理を終了する。図８の例では、ステップＵ５の説明で述べたように時刻Ｔ４及びＴ８において前進車両用遷移発生と判定されるため、この時刻に前進車両検証が行なわれるが、上記前進車両用検証条件は時刻Ｔ８では成り立つが時刻Ｔ４では成り立たないため、時刻Ｔ４においては前進車両候補棄却情報が、時刻Ｔ８においては前進車両通過を示す車両通過情報が出力される。
【００３９】
一方、ステップＵ５において前進車両用遷移が発生していないと判定した場合には、車両検知手段４は、前進車両候補発生フラグを参照し（ステップＵ１０）、当該フラグがＯＮであれば、過去に当該フラグをＯＮにした際発生した前進車両候補用遷移が前進車両用遷移にはならなかったことになるため、当該フラグをＯＦＦにし（ステップＵ１１）、前進車両候補棄却情報を出力する（ステップＵ１２）。
【００４０】
その後、車両検知手段４は、車両分離器１，２の最近の遷移において後退車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＵ１３）する。また、上述のステップＵ１０において、当該フラグがＯＦＦの場合も、同様に、このステップU１３の処理を行う。本実施の形態では、後退車両用遷移を実施の形態１と同様に［ＯＦＦ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＮ］→［ＯＮ，ＯＦＦ］と定めるものとする。図８の例では、車両分離器出力信号遷移２０がこの遷移に合致するため、時刻Ｔ６において後退車両用遷移発生と判定される。
【００４１】
ステップＵ１３にて後退車両用遷移発生と判定した場合、車両検知手段４は、車軸センサ出力情報履歴による後退車両検証を行ない（ステップＵ１４）、検証条件が成立したかどうかを確認（ステップＵ１５）して、不成立ならばそのまま処理を終了し、成立すれば後退車両通過を示す車両通過情報を出力（ステップＵ１６）して処理を終了する。本実施の形態では、例えば、後退車両用検証条件を実施の形態１と同じ条件、すなわち、後退車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＮ］の状態において車軸センサが１回以上ＯＮになったという条件とする。図８の例では、後退車両用遷移に合致した遷移２０では本検証条件が成立しないため、後退車両通過を示す車両通過情報は出力されない。
【００４２】
車両検知手段４は、以上の動作を繰り返すことで、車両候補情報の出力と車両検出を行なう。図８の例での車両検知手段４の出力内容を時間軸に従ってまとめると、時刻Ｔ３では前進車両候補発生情報、時刻Ｔ４では前進車両候補棄却情報、時刻Ｔ７では前進車両候補発生情報、時刻Ｔ８では前進車両通過を示す車両通過情報が出力され、真の前進車両を正しく検出すると共に、前進車両通過時とまぎらわしい車両挙動を前進車両でないと正しく判定している。
【００４３】
この実施の形態では、以上の工程を経ることで、前進車両通過を早い段階で予測し外部に知らせることができる。また、当該予測が誤っていたとしても、後で真の前進車両であったか否かを判定することで当該予測情報を訂正することができるため、予測誤りの影響は少ない。例えば、通信により通行料金を支払う形態の自動料金所システムでは、通信時間等の制約から前進車両通過をなるべく早い段階で予測する必要があり、特にこのようなシステムに効果が大きい。
【００４４】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係わる車両検知装置を図について説明する。図９はこの発明の実施の形態４の車両検知装置の構成を示すブロック図である。図において、２１は第１の車軸センサ、２２は第２の車軸センサである。また、図１０はこの発明の実施の形態４の車両検知装置の設置状態を示す図である。第１の車軸センサ２１及び第２の車軸センサ２２は、共に、図１０に示すように、第１の車両分離器１と第２の車両分離器２との間に、車両進行方向に対して垂直に、かつ、一定間隔離して設置されている。
【００４５】
次に車両検知手段４の動作を図により説明する。車両検知手段４の処理フロー図は実施の形態１と同じく図３である。
【００４６】
まず、実施の形態１と同様に、車両検知手段４は車両分離器１，２の現時点での出力信号を参照して前回参照時との比較を行ない（ステップＳ１）、変化があれば、車両分離器１，２の最近の遷移において前進車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＳ２）し、前進車両用遷移が発生していないと判定した場合はさらに後退車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＳ３）する。
【００４７】
車両検知手段４は、ステップＳ２において前進車両用遷移発生と判定した場合またはステップＳ３において後退車両用遷移発生と判定した場合に、車軸センサ出力信号履歴による検証を行なう（ステップＳ４）。本実施の形態では、ステップＳ４における検証条件として、例えば、前進または後退車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＮ］の状態において第１の車軸センサ２１と第２の車軸センサ２２の出力信号のどちらかが１回以上ＯＮという条件を設定する。このように二つの車軸センサを用い、両者の出力信号のＯＲ条件で検証を行なうと、車両進行方向の長さが長い車軸センサと同様な効果が得られ、タイヤが車体の前端や後端近くにあるような特殊形状の車両も安定した検証が行なえる。
【００４８】
以降は実施の形態１と同様であり、車両検知手段４は、ステップＳ４での検証条件が成立したかどうかを確認（ステップＳ５）し、成立していれば車両通過情報として通過ありを示す信号と通過車両の進行方向を出力（ステップＳ６）する。車両検知手段４は、以上の動作を繰り返すことで、車両検出を行なう。
【００４９】
この実施の形態では、以上の工程を経ることで、タイヤが車体の前端や後端近くにあるような特殊形状の車両であっても、正しく検証を行なうことができる。なお、本実施の形態では車軸センサを二つ用いたが、これは三つ以上用いても良い。
【００５０】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５に係わる車両検知装置を図について説明する。図１１はこの発明の実施の形態５の車両検知装置の構成を示したブロック図である。図において、２３は、第１の車軸センサ２１及び第２の車軸センサ２２の出力信号を監視し、車軸センサ２１，２２が故障していないかどうかを判定して当該判定結果を出力する車軸センサ故障判定手段である。なお、本実施の形態の車両検知装置の設置状態を示した図は、実施の形態４と同じく図１０である。
【００５１】
次に動作を図により説明する。車両検知手段４の処理フロー図は図１２である。車軸センサ故障判定手段２３は常時第１の車軸センサ２１及び第２の車軸センサ２２の出力信号を監視し、出力信号が異常と判断した場合は、当該車軸センサを故障と判断し、当該車軸センサの識別コードを含む故障情報を出力する。異常の判断においては、例えば一定時間以上ＯＮが継続することを異常と判断する条件とする。
【００５２】
以下、車両検知手段４の動作を説明する。まず、実施の形態１と同様に、車両検知手段４は車両分離器の現時点での出力信号を参照して前回参照時との比較を行ない（ステップＶ１）、変化があれば、車両分離器１，２の最近の遷移において前進車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＶ２）し、前進車両用遷移が発生していないと判定した場合はさらに後退車両用遷移が発生したかどうかを確認（ステップＶ３）する。
【００５３】
車両検知手段４は、ステップＶ２において前進車両用遷移発生と判定した場合またはステップＶ３において後退車両用遷移発生と判定した場合に、車軸センサ故障判定手段２３の出力を参照し、まず全車軸センサが故障しているかどうかを確認する（ステップＶ４）。全車軸センサが故障している場合、前進車両用遷移か否かを確認（ステップＶ５）し、前進車両用遷移でなければ処理を終了し、前進車両用遷移であれば検証を行なわずに車両通過情報を出力（ステップＶ８）する。ステップＶ４において故障していない車軸センサが存在する場合は車軸センサ出力信号履歴による検証を行なう（ステップＶ６）。本実施の形態では、ステップＶ６における検証条件として、前進または後退車両用遷移の中の車両分離器１、２の出力信号が［ＯＮ，ＯＮ］の状態において、第１の車軸センサ２１と第２の車軸センサ２２の両方とも故障でないと判断されている場合は両車軸センサ２１、２２のどちらかの出力信号が１回以上ＯＮという条件とし、どちらかがを故障と判断されている場合は故障でない方の車軸センサの出力信号が１回以上ＯＮという条件とする。その後、車両検知手段４は、ステップＶ６での検証条件が成立したかどうかを確認（ステップＶ７）し、成立していれば車両通過情報を出力（ステップＶ８）する。車両検知手段４は、以上の動作を繰り返すことで、車両検出を行なう。
【００５４】
この実施の形態では、以上の工程を経ることで、二つの車軸センサのどちらかあるいは両者が故障したとしても、入手可能な範囲の情報、すなわち一つの車軸センサが故障したら車両分離器の出力情報と故障していない方の車軸センサの出力情報を用いて車両検知を行ない、また車軸センサが二つとも故障したとしても車両分離器の出力情報だけを用いて前進車両の検知は行なうことができ、全体システムの運用を停止させることなく可能な限りの精度で車両を検出することができる。なお、本実施の形態では、車軸センサの故障情報を装置外部に出力していないが、これをホスト計算機等の外部に出力し、管理者に故障した車軸センサの交換を促すようにしても良い。また、車軸センサが両方とも正常な場合は両者の出力情報を用い、片方が故障した場合に正常な片方の出力信号を使用するようにしたが、これは、通常はどちらかあらかじめ決めた片方、例えば、第１の車軸センサの出力信号を使用し、当該車軸センサが故障と判断され且つ他方の車軸センサが故障でないと判断された場合には他方の車軸センサの出力信号を使用するようにしても良い。
【００５５】
なお、以上の実施の形態１〜５では、車軸センサを道路に埋設する踏板（圧力センサ）としたが、これはタイヤの通過を検出することができるものであれば他のタイプのセンサでも良く、例えば、電気学会道路交通研究会資料RTA-97-32「レーザ走査式レンジファインダを応用した非接触軸数計測」に記載のような光学式のものでも良い。また、車両分離器を対向式の平行光照射型としたが、これは他のタイプでも良く、例えばＳＩＣＥ’９７のｐｐ．６−７「光走査回帰反射光学系を用いた小型車両検知センサ」に記載のような光走査型・反射型でも良い。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、車両進行方向に沿って平行に複数設置され、車両の進行方向に対して垂直方向に光を照射し、照射した光が遮られることによって車両の有無を検出する車両分離器と、車両のタイヤの通過を検出する車軸センサと、車両分離器の出力信号の遷移を監視し、前進車両用遷移または後退車両用遷移を示す出力信号の遷移が発生した場合に、遷移の間における車軸センサの検出数を状態遷移に応じて予め定めておいた閾値と比較し、当該閾値以上であれば車両通過と判定する車両検知手段と、を備えた車両検知装置であるので、複数の車両分離器の出力信号の遷移で前進車両または後退車両の通過を仮定し、車軸センサの出力信号で検証を行なうことで、複数車両が車両分離器設置間隔より短い車間距離を保持して通過する場合を含め、車両が後退通過する場合や前進・後退を繰り返すような場合でも正しく車両検知を行なうことができるという効果を奏する。
【００５７】
また、車両分離器が２つ設けられており、車軸センサは２つの車両分離器の間に設置されているので、車軸センサを２つの車両分離器の間に設置することで、車両通過時において車軸センサがＯＮとなる時点を車両分離器の特定の状態遷移と対応させることができ、単純な検証条件で検証を行なうことができるという効果を奏する。
【００５８】
また、検証条件として、前進車両用と後退車両用の二つをあらかじめ定めておき、車両検知手段は、複数の車両分離器の出力信号の遷移が前進車両用遷移であれば前進車両用の閾値にて判定を行ない、後退車両用遷移であれば後退車両用の閾値にて判定を行なうようにしたので、車軸センサの出力信号による検証の条件を前進車両用と後退車両用で別々の条件とすることにより、一方通行の走行路において台数の極めて多い走行方向に通過する車両の検出誤りを低減させることができるという効果を奏する。
【００５９】
また、前進車両用遷移の一部を前進車両候補用遷移としてあらかじめ定めておき、車両検知手段は、前進車両候補用遷移が発生した際に前進車両候補発生情報を出力し、その後、前進車両候補用遷移が前進車両用遷移の一部でなかったと判明した場合及び対応する前進車両用遷移の判定において上記車軸センサの検出数が上記閾値以上でなかった場合のいずれかの場合に前進車両候補棄却情報を出力するようにしたので、前進車両用遷移の一部を前進車両候補用遷移として定めておくことで、前進車両通過を早い段階で予測し外部に知らせることができるという効果を奏する。
【００６０】
また、車軸センサは、車両進行方向に沿って、一定距離離して複数設置され、車両検知手段は複数の車軸センサの出力信号を参照して判定を行なうようにしたので、複数の車軸センサの出力信号を用いて検証を行なうことで、タイヤが車体の前端や後端近くにあるような特殊形状の車両であっても、正しく検証を行なうことができるという効果を奏する。
【００６１】
また、複数の車軸センサの故障を検出する車軸センサ故障判定手段をさらに備え、車両検知手段は正常な車軸センサの出力信号だけを参照して判定を行なうようにしたので、複数の車軸センサを備えて、各車軸センサの故障を判定し、正常な車軸センサの出力信号だけを用いるようにしたので、一部の車軸センサが故障しても支障無く運用することができるという効果を奏する。
【００６２】
また、車軸センサ故障判定手段が、全ての車軸センサを故障と判定した場合、車両検知手段は前進車両用遷移に対しては判定を行なわずに通過車両ありと判定し、後退車両用遷移に対しては通過車両なしと判定するようにしたので、全ての車軸センサが故障と判断された場合に車軸センサの出力信号による検証を行なわず、車両分離器の出力信号遷移情報で前進車両の通過だけ判定するようにしたので、全車軸センサが故障した場合でも前進車両は正しく検出でき、運用を継続することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１〜３に係わる車両検知装置の構成を示したブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態１〜３に係わる車両検知装置の設置状態を示した斜視図である。
【図３】  本発明の実施の形態１及び４に係わる車両検知装置に設けられた車両検知手段の処理の流れを示した処理フロー図である。
【図４】  本発明の実施の形態１に係わる車両検知装置において、車両分離器の設置間隔未満の車間距離を保持して通過する２台の車両の通過状態と、対応する車両分離器及び車軸センサの出力信号の遷移を示したタイミングチャートである。
【図５】  本発明の実施の形態１に係わる車両検知装置において、１台の車両が前進・後退・前進を行って通過する場合の通過状態と、対応する車両分離器及び車軸センサの出力信号の遷移を示したタイミングチャートである。
【図６】  本発明の実施の形態２に係わる車両検知装置に設けられた車両検知手段の処理の流れを示した処理フロー図である。
【図７】  本発明の実施の形態３に係わる車両検知装置に設けられた車両検知手段の処理の流れを示した処理フロー図である。
【図８】  本発明の実施の形態３に係わる車両検知装置において、２台の車両の通過状態と、対応する車両分離器及び車軸センサの出力信号の遷移を示したタイミングチャートである。
【図９】  本発明の実施の形態４に係わる車両検知装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】  本発明の実施の形態４〜５に係わる車両検知装置の設置状態を示した斜視図である。
【図１１】  本発明の実施の形態５に係わる車両検知装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】  本発明の実施の形態５に係わる車両検知装置に設けられた車両検知手段の処理の流れを示した処理フロー図である。
【図１３】  従来の車両検知装置の構成を示したブロック図である。
【図１４】  従来の車両検知装置の設置状態を示した斜視図である。
【図１５】  従来の車両検知装置において、車両分離器の設置間隔未満の車間距離を保持して通過する２台の車両の通過状態と、対応する車両分離器及び車軸センサの出力信号の遷移を示したタイミングチャートである。
【図１６】  従来の車両検知装置において、１台の車両が前進・後退・前進を行って通過する場合の通過状態と、対応する車両分離器及び車軸センサの出力信号の遷移を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  第１の車両分離器、２  第２の車両分離器、３  車軸センサ、４  車両検知手段、５  処理装置、１０１，１０２  光電管、１０３，１０４  受光センサ、２１  第１の車軸センサ、２２  第２の車軸センサ、２３  車軸センサ故障判定手段。
【図１】
0003638239.tif 000002
【図２】
0003638239.tif 000003
【図３】
0003638239.tif 000004
【図４】
0003638239.tif 000005
【図５】
0003638239.tif 000006
【図６】
0003638239.tif 000007
【図７】
0003638239.tif 000008
【図８】
0003638239.tif 000009
【図９】
0003638239.tif 000010
【図１０】
0003638239.tif 000011
【図１１】
0003638239.tif 000012
【図１２】
0003638239.tif 000013
【図１３】
0003638239.tif 000014
【図１４】
0003638239.tif 000015
【図１５】
0003638239.tif 000016
【図１６】
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