(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が同一方向に走行する道路の沿道方向の２地点それぞれの一側に、前記道路の他側に向い前記道路を横断する方向に超音波を出力し、走行する車両により反射した超音波を受波する反応距離調整機能付きの超音波送受波器構成の超音波センサを設置し、
前記超音波センサの有効送受波距離を前記道路の他側までの距離とし、
前記両地点の超音波センサの受波信号が入力されるコンピュータ構成の本体処理装置に、
前記両地点の超音波センサの受波信号のレベル変化から、前記車両の前記両地点の通過タイミングのずれ及び前記両地点それぞれの通過時間を検出する手段と、
前記通過タイミングのずれ及び前記両地点の通過時間の検出結果と、前記両地点の超音波センサの設置間隔とに基づく車長検出により、前記車両の大型／小型の車種を識別する手段とを設けた
ことを特徴とする走行車両識別装置。
【請求項２】
車両が同一方向に走行する道路の沿道方向の３地点以上の多地点それぞれの一側に、前記道路の他側に向い前記道路を横断する方向に超音波を出力し、走行する車両により反射した超音波を受波する反応距離調整機能付きの超音波送受波器構成の超音波センサを設置し、
前記超音波センサの有効送受波距離を前記道路の他側までの距離とし、
前記各地点の超音波センサの受波信号が入力されるコンピュータ構成の本体処理装置に、
前記各地点の超音波センサから選択して組合わされた各２地点の超音波センサ毎に、両地点の超音波センサの受波信号のレベル変化から、前記車両の両地点の通過タイミングのずれ及び両地点それぞれの通過時間を検出する手段と、
前記各２地点の超音波センサ毎に、前記通過タイミングのずれ及び前記両地点それぞれの通過時間の検出結果と、前記両地点の超音波センサの設置間隔とに基づき、前記車両の計測車長を算出する手段と、
前記各計測車長の平均により前記車両の検出車長を決定して前記車両の大型／小型の車種を識別する手段とを設けた
ことを特徴とする走行車両識別装置。
【請求項３】
本体処理装置に、各超音波センサの送受波応答の感度幅に依存した前記各超音波センサの受波信号の時間誤差を設定し、
走行する車両の各地点の通過時間の検出値に前記時間誤差を加減して前記通過時間の検出値を補正するようにした
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の走行車両識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路を走行する車両の車長を検出し、検出した車長から、その車両の大型／小型の車種を識別する走行車両識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有料道路や一般道路においては、交通情報サービス，交通管制，トンネル換気制御の交通状況監視や交通量調査等のため、道路上の所定の監視ポイントやトンネル入口等で、時々刻々の交通量を計測することが行われている。
【０００３】
この交通量の計測は、走行する車両（主に自動車）を、その車長によって大型／小型に分類し、大型／小型の車種別に、例えば１分間の走行台数，平均車速を求めて行われる。
【０００４】
その際、前記監視ポイントやトンネル入口を通過する車両につき、その車長を非接触計測して検出する必要がある。
【０００５】
そして、従来は道路にループコイルを埋設し、車両が通過するときのループコイルのインダクタンス変化から、その車両（通過車両）の車長を非接触計測して検出することが行われる。
【０００６】
しかし、このループコイル式の車長検出の場合、道路にループコイルを埋込むため、設置工事の際には交通規制等が必要になり、しかも、一旦設置すると、その後は容易には移動等することができず、監視ポイントを変えて交通量調査等を機動的に行うことができない。
【０００７】
ところで、特願平９−８６１２７号，特願平９−１６５２２８号（以下既出願という）の出願の明細書，図面等には、沿道２地点に光電センサを設置して走行する車両の車長を非接触検出し、その車両の大型／小型の種別を行うことが記載されている。
【０００８】
これらの光電センサ式の車長検出の場合、センサを道路に埋設する必要がなく、前記のループコイル式の場合に比して設置は容易である。
【０００９】
また、特開平７−１４１５８６号公報には、道路端の背の高い支持ポール（ポスト）や道路横断方向に伸びたアーム等の大型構造物に超音波ヘッド（超音波送受波）を取付けて、このヘッドから下方の路面に向って超音波を出力し、その反射波の受波レベルの変化により、ヘッドの真下を通過する車両の車長を非接触検出し、検出車長から、その大型／小型に種別する超音波式の装置が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記既出願の光電センサ式の車長検出の場合、反射光の有無により通過車両を検出する反射タイプであれば、車両の外形状によって反射光の進む方向が変わり、しかも、車両の色や気象環境によっても反射光の強度や散乱の程度が変わることから、光電センサをどのように設置しても、曲面の多い車両や濃色の車両の検出ミス（検出漏れ）が多く、雨や霧のような気象環境での検出ミスも多く、走行車両のいわゆる取こぼしが発生し、通過する車両を漏れなく検出して車種判別することは極めて困難である。
【００１１】
また、車両による光の遮断の有無から通過車両を検出する透過光タイプであれば、前記の車両の外形状等による検出ミスは少ないが沿道の投光器に対向するように、道路中央に受光器や偏光板等を設置する必要があり、いわゆる中央分離帯のない道路に設置することは困難であり、設置可能な道路に制約があり、しかも、道路中央に受光器や偏光板を設置する際には、交通規制等が必要になる。
【００１２】
一方、前記公報に記載の従来の超音波センサ式の場合は、超音波ヘッドにより、超音波を送波し、車両によるその超音波の反射波を受波して車長を検出するため、道路中央に前記の受光器や偏光板等を設置しなくてよく、また、超音波がある程度の広がりをもって伝播することから、反射波の受波ミスは少なく、走行車両の取りこぼしはほとんど生じない。
【００１３】
しかし、上方の超音波ヘッドから真下の路面に超音波を出力するため、前記の支持ポールやアーム等の大型構造物を要し、前記従来のループコイル式の場合と同様、設置工事やメンテナンスの際に交通規制等が必要になり、しかも、設置場所を変えることは困難であり、監視ポイントを変えて交通量調整等を機動的に行うことができない問題点もある。
【００１４】
本発明は、設置工事が容易で設置後のメンテナンスや移動等も容易に行える新規な超音波センサ式の走行車両識別装置を提供することを課題とし、その際、大型／小型の車種の識別精度を向上することも課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１の走行車両識別装置は、車両が同一方向に走行する道路の沿道方向の２地点それぞれの一側に、道路の他側に向い前記道路を横断する方向に超音波を出力し、走行する車両により反射した超音波を受波する反応距離調整機能付きの超音波送受波器構成の超音波センサを設置し、
前記超音波センサの有効送受波距離を前記道路の他側までの距離とし、
両地点の超音波センサの受波信号が入力されるコンピュータ構成の本体処理装置に、
両地点の超音波センサの受波信号のレベル変化から、車両の両地点の通過タイミングのずれ及び両地点それぞれの通過時間を検出する手段と、
通過タイミングのずれ及び両地点の通過時間の検出結果と、両地点の超音波センサの設置間隔とに基づく車長検出により、車両の大型／小型の車種を識別する手段とを設けたものである。
【００１６】
したがって、超音波センサは道路の２地点の一側（沿道）に設置されてそれぞれ道路の他側方向（道路横断方向）に超音波を出力する。
【００１７】
この場合、道路の真上から超音波を出力する構成でないため、前記公報に記載の従来装置の支持ポールやアーム等の大型構造物に超音波ヘッドを取付ける大がかりな設置工事は不要であり、そのための交通規制等も不要であり、超音波センサの設置が極めて容易に行え、しかも、設置後のメンテナンスやセンサ移動等も容易に行える。
【００１８】
そして、両地点の超音波センサは、車両が通過して反射された超音波を受波し、走行する車両が通過する間に通過時間の幅の受波信号を出力する。
【００１９】
このとき、両センサは設置地点が異なり、車両の通過タイミングにずれがあり、このずれに応じて受波信号の出力タイミングがずれる。
【００２０】
そして、両センサの設置地点を車両が通過するタイミングのずれと、両センサそれぞれの車両通過時間と、両センサの設置間隔とに基づき、車長を検出してその車両の大型／小型の車種の識別が行える。
【００２１】
つぎに、請求項２の走行車両識別装置は、車両が同一方向に走行する道路の沿道方向の３地点以上の多地点それぞれの一側に、道路の他側に向い前記道路を横断する方向に超音波を出力し、走行する車両により反射した超音波を受波する反応距離調整機能付きの超音波送受波器構成の超音波センサを設置し、
前記超音波センサの有効送受波距離を前記道路の他側までの距離とし、
各地点の超音波センサの受波信号が入力されるコンピュータ構成の本体処理装置に、
各地点の超音波センサから選択して組合わされた各２地点の超音波センサ毎に、両地点の超音波センサの受波信号のレベル変化から、車両の両地点の通過タイミングのずれ及び両地点それぞれの通過時間を検出する手段と、
各２地点の超音波センサ毎に、前記通過タイミングのずれ及び両地点それぞれの通過時間の検出結果と、両地点の超音波センサの設置間隔とに基づき、走行する車両の計測車長を算出する手段と、
各計測車長の平均により走行する車両の検出車長を決定して車両の大型／小型の車種を識別する手段とを設けたものである。
【００２２】
したがって、３地点以上の多地点から選択して組合わされた各２地点の超音波センサ毎に、両地点の超音波センサの受波信号に基づき、請求項１と同様にして計測車長が検出されて求められる。
【００２３】
さらに、これらの計測車長を平均して走行する車両の検出車長が決定され、この検出車長に基づいてその車両の大型／小型の車種の識別が行われる。
【００２４】
この場合、道路の沿道方向の一側に設ける超音波センサの数は請求項１より多くなるが、それらの設置工事は従来装置より容易であり、それらの移動も容易に行える。
【００２５】
そして、複数の計測車長を平均して走行する車両の車長（検出車長）を求めるため、車長の検出精度が向上して識別性能が向上する。
【００２６】
そして、道路が対面通行路のときであっても、各超音波センサの超音波の有効送受波距離が、車両が同一方向に走行する道路の一側から他側までの距離、すなわち対向車線の手前までの距離に設定されているため、一方向に走行する車両についてのみ車長を求めて車種を識別することができる。
【００２７】
また、超音波センサは、一般に光電センサに比して指向性が悪く、反応速度も遅い特性を有し、送受波応答の感度幅が大きく、受波信号の立上り，立下りのタイミングが車両の前端，後端の実際の通過タイミングからずれて誤差を含む。
【００２８】
したがって、本体処理装置に、各超音波センサの送受波応答の感度幅に依存した各超音波センサの受波信号の時間誤差を設定し、走行する車両の各地点の通過時間の検出値に時間誤差を加減して通過時間の検出値を補正し、補正後の通過時間に基づいて走行する車両の大型／小型の車種を識別することが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図１〜図１５を参照して説明する。
（第１の形態）
まず、第１の形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１の車両が同一方向に走行する道路１の平面図に示すように、道路１の実線矢印を車両走行方向とし、道路１の沿道方向の２地点Ａ，Ｂそれぞれの一側に超音波センサ２ａ，２ｂを設置し、両センサ２ａ，２ｂから道路１の他側に向って（道路横断方向に）超音波を出力する。
【００３０】
このとき、センサ２ａ，２ｂは超音波距離センサと呼ばれる反応距離調整機構付きの超音波送受波器構成のセンサであり、有効送受波距離が道路１の他側までの距離であり、道路１を走行する車両３に当たって反射するように、スタンド等に載置されて適当な高さに位置する。
【００３１】
また、センサ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌは、車長演算を簡単にするため、通常、予測される最大車長より長く、数メートル〜数十メートル程度である。
【００３２】
そして、センサ２ａ，２ｂは車両３に反射した超音波を受波し、図３の（ｂ），（ｃ）に示すように、ほぼ車両３の通過中にハイレベルになる受波信号Ｓａ，Ｓｂそれぞれを出力する。
【００３３】
これらの受波信号Ｓａ，Ｓｂは、有線又は無線で図１に示した建屋の電気室４又は屋外閉鎖盤等に設けられたコンピュータ構成の本体処理装置５に伝送される。
【００３４】
この本体処理装置５は図２に示すように形成され、受波信号Ｓａ，Ｓｂは、アンプ，フィルタ等からなる２チャンネルの入力処理部６により並列処理され、不要雑音等を除去して２チャンネルのＡ／Ｄ変換部７に転送され、このＡ／Ｄ変換部７により、計測精度等を考慮して設定された所定のサンプリング周期τでそれぞれサンプリングしてＡ／Ｄ変換される。
【００３５】
このＡ／Ｄ変換により形成された受波信号Ｓａ，Ｓｂのデジタルデータはマイクロコンピュータが形成する演算処理部８に送られ、この演算処理部８は、入力されたデジタルデータに基づき、２地点Ａ，Ｂを通過した車両３の車長を求め、この車長から車両３の大型／小型の車種を識別し、さらに、この識別にしたがって、例えば、道路１の１分毎の大型／小型別の走行車両の台数及び平均速度の情報を交通量の計測情報として形成する。
【００３６】
そのため、演算処理部８はいわゆるコンピュータプログラムによって形成されたつぎの（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）  の手段を有する。
（ｉ）受波信号Ｓａ，Ｓｂのレベル変化から、車両３の地点Ａ，Ｂの通過タイミングのずれ及び地点Ａ，Ｂそれぞれの通過時間を検出する手段
（ｉｉ）通過タイミングのずれ及び地点Ａ，Ｂの通過時間の検出結果と、設置間隔Ｌとに基づく車長検出から、車両３の大型／小型の車種を識別する手段
（ｉｉｉ）  車種の識別に基づき、大型，小型の別に台数を計測し、車速の平均を求める手段
【００３７】
つぎに、演算処理部８による車両３の車長の検出手法を説明する。
まず、図３の（ａ）に示すように、地点Ａで計測された車両３の車長，車速（瞬時車速）をｌ１［ｍ］，Ｖ１［ｋｍ／ｈ］とし、その車両３の計測点Ｂで計測された車長，車速（瞬時車速）をｌ２［ｍ］，Ｖ２［ｋｍ／ｈ］とし、２地点Ａ．Ｂ間の平均車速をＶ［ｋｍ／ｈ］とする。なお、ｈは時間（ｈｏｕｒ）である。
【００３８】
この場合、受波信号Ｓａ，Ｓｂは図３の（ｂ），（ｃ）に示したようにレベル変化し、車両３が地点Ａ．Ｂに到達してセンサ２ａ，２ｂが反射波を受波し始める時刻（入時刻）をｔ1，ｔ2それぞれとし、車両３が地点Ａ．Ｂを通過し終る時刻（出時刻）をｔ1′，ｔ2′とすると、センサ２ａの受波信号Ｓａは、車両３がセンサ２ａを通過する時間（通過時間）Ｗ1 （＝ｔ1′−ｔ1）［sec］ にハイレベルになり、同様に、センサ２ｂの受波信号Ｓｂは、車両３がセンサ２ｂを通過する時間（通過時間）Ｗ2 （＝ｔ2′−ｔ2）［sec］にハイレベルになる。
【００３９】
また、車両３がセンサ２ａ，２ｂを通過するタイミングの差（ずれ）は、ｔ２′−ｔ１′又はｔ２−ｔ１のＷ０［ｓｅｃ］時間になる。
【００４０】
そして、所定距離Ｌは予め設定され、時間Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２  はＡ／Ｄ変換部７のデジタルデータから、例えば、受波信号Ｓａ，Ｓｂそれぞれの立下りの時刻ｔ１  ′，ｔ２  ′の差（ｔ２′−ｔ１′）及び受波信号Ｓａ，Ｓｂそれぞれのハイレベルの時間（ｔ１′−ｔ１），（ｔ２′−ｔ２）を計測して得られる。
【００４１】
一方、平均車速Ｖはつぎの数１の式で示される。なお、式中の３．６は単位［ｍ／ｓｅｃ］  を単位［ｋｍ／ｈ］に変換する際の定数（＝３６００／１０００）である。
【００４２】
【数１】
0003590614.tif 000002
【００４３】
また、瞬時車速Ｖ１  ，Ｖ２  はつぎの数２の２式で示される。
【００４４】
【数２】
Ｖ１［ｋｍ／ｈ］＝ｌ１［ｍ］・３．６／Ｗ１［ｓｅｃ］
Ｖ２［ｋｍ／ｈ］＝ｌ２［ｍ］・３．６／Ｗ２［ｓｅｃ］
【００４５】
そして、数１，数２の式に基づき、つぎの数３の式が得られる。
【００４６】
【数３】
Ｌ［ｍ］・３．６・２／Ｗ０［ｓｅｃ］＝Ｖ１［ｋｍ／ｈ］＋Ｖ２［ｋｍ／ｈ］
＝ｌ１［ｍ］・３．６／Ｗ１［ｓｅｃ］＋ｌ２［ｍ］・３．６／Ｗ２［ｓｅｃ］
【００４７】
さらに、この数３の式からつぎの数４の式が得られる。
【００４８】
【数４】
Ｌ［ｍ］・２／Ｗ０［ｓｅｃ］＝ｌ１［ｍ］／Ｗ１［ｓｅｃ］＋ｌ２［ｍ］／Ｗ２［ｓｅｃ］
【００４９】
そして、数４の式において、ｌ１＝ｌ２＝ｌとすると、車両３の車長ｌは、つぎの数５の式から求められて検出される。
【００５０】
【数５】
ｌ［ｍ］＝Ｌ［ｍ］・２／Ｗ０［ｓｅｃ］／（１／Ｗ１［ｓｅｃ］＋１／Ｗ２［ｓｅｃ］）
【００５１】
したがって、演算処理部８は車両３がセンサ２ａ，２ｂを通過する毎に、設定された所定距離Ｌ及び計測した時間Ｗ０  ，Ｗ１  ，Ｗ２  に基づき、前記数５の式の演算から車両３の車長ｌを求めて非接触に検出する。
【００５２】
具体的には、演算処理部８が例えば図４，図５の計測・識別処理プログラムにしたがって動作し、車両３が地点Ａ，Ｂを通過する毎に、図４のステップＳ１〜Ｓ８により時間Ｗ１，Ｗ２を計測する。
【００５３】
なお、計測途中に何らかの異常が発生し、センサ２ａ，２ｂの受波信号Ｓａが異常になると、図４のステップＳ９  ，Ｓ１０，Ｓ１１により検出時間のタイムアウトに基づいて計測を中断し、図５のステップＳ１２により計測異常の通知を出力した後、ステップＳ１３により内部のＷ０  ，Ｗ１  ，Ｗ２  ，Ｖ，ｌのカウンタ等をクリアしてつぎの車両３の計測に備える。
【００５４】
一方、時間Ｗ１，Ｗ２を計測すると、図４のステップＳ８  から図５のステップＳ１４に移行し、ステップＳ１４，Ｓ１５により時間Ｗ０  及び車速Ｖ，車長ｌを算出して求める。
【００５５】
さらに、ステップＳ１６により車長ｌと予め設定した基準車長ｌ０  とを比較し、ｌ≧ｌ０であればステップＳ１７により大型に決定し、ｌ＜ｌ０であればステップＳ１８により小型に決定し、車両３の大型／小型を識別する。
【００５６】
そして、この識別に基づき、大型であればステップＳ１９，Ｓ２０により大型の台数カウンタを１カウントアップするとともに算出した車速Ｖを大型についての１分間の計測車速の１つとしてメモリ等に記憶し、小型であればステップＳ２１，Ｓ２２により小型の台数カウンタを１カウントアップするとともに算出した車速Ｖを小型についての１分間の計測車速の１つとしてメモリ等に記憶する。
【００５７】
つぎに、ステップＳ１３によりＷ０，Ｗ１，Ｗ２  ，Ｖ，ｌの計測，算出に用いたカウンタ等をクリアした後、ステップＳ２３により１分経過したか否かを判定し、１分経過するまでは、このステップＳ２３から図４のステップＳ１  に戻り、走行車両５の車長ｌを計測して大型又は小型の台数カウンタの１カウントアップ及び計測車速の記憶をくり返す。
【００５８】
そして、１分経過すると、ステップＳ２３からステップＳ２４に移行し、このステップＳ２４とつぎのステップＳ２５とにより、この１分間に記憶した大型／小型それぞれの計測車速の平均を算出し、この算出結果と大型／小型の台数カウンタの値とに基づいて、この１分間に監視ポイントを通過した走行車両５の大型／小型の列の台数及び平均車速の情報を交通量の計測情報をして出力する。
【００５９】
さらに、この情報の出力後、ステップＳ２６によりＷ０，Ｗ１，Ｗ２  ，Ｖ，ｌのカウンタ及び大型／小型の台数カウンタや計測車速のメモリ等をクリアし、演算処理部８の内部をつぎの１分間の計測に備えるように初期化し、この初期化後に図４のステップＳ１に戻り、つぎの１分間の計測を行う。
【００６０】
以上の処理のくり返しにより、演算処理部８は１分毎の交通量の計測情報を形成し、この計測情報を図２の出力処理部９から表示処理部（図示せず）や情報収集用の蓄積記憶部（図示せず）等に供給し、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等のモニタ表示装置（図示せず）に１分間隔の交通量のトレンドグラフ等を表示する。
【００６１】
また、例えばトンネル換気制御に適用するときは、前記交通量の計測情報がトンネル換気制御の計測情報としてトンネル換気制御装置に伝送される。
【００６２】
この場合、超音波センサ２ａ，２ｂを道路１の一側に設置し、道路横断方向の超音波の送受波により、車両３の識別等に必要な計測が行われるため、センサ２ａ，２ｂの設置に、道路の真上から路面に超音波を出力して識別する場合のような大型構造物が不要であり、大規模な交通規制等を行う必要もなく、しかも、中央分離帯がなくてもよく、設置工事やメンテナンスが極めて簡単になり、設置場所の変更等も容易に行える。
【００６３】
また、超音波センサ２ａ，２ｂの場合、車両３の色は受波信号Ｓａ，Ｓｂに影響せず、超音波が一定の広がりをもって伝播するため、車両３の外形状によらず、反射波が確実に受波され、しかも、雨や霧等の気象条件の影響も受けないため、従来の光電センサを用いた場合等の検出ミス（取りこぼし）が生じることもない。
【００６４】
つぎに、２個のセンサ２ａ，２ｂを設置したため、センサ２ａ，２ｂに故障が発生したり、地点Ａ，Ｂのいずれか一方に車両３が停車したりして、異常な事態が発生すると、前記の検出時間のタイムアウトが発生したり、時間Ｗ１，Ｗ２のいずれか一方が計測されなかったり、時間Ｗ１，Ｗ２のいずれか一方が連続計測されたりする。
【００６５】
そして、図４のステップＳ１の検出及びステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１の検出時間切れの判別により、前記の異常な事態が発生したときには、ステップＳ１４以降の処理が行われず、センサ２ａ，２ｂの故障や車両３の停車等による誤識別が確実に防止される。
【００６６】
ところで、前記したように超音波が一定の広がりをもって伝播することから、受波信号Ｓａ，Ｓｂは、実際には図６の（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ、センサ２ａ，２ｂの送受波応答の感度幅に依存した立上り，立下りの時間誤差ε，ε′（ε，ε′＞０又は０＜ε，ε′）を含み、この時間誤差ε，ε′はセンサ２ａ，２ｂの特性等によって正又は負になる。
【００６７】
そして、時間誤差ε＋ε′がセンサ２ａ，２ｂの感度幅の時間誤差ΔＷであり、この誤差ΔＷ（＝ε＋ε′）は、車速に依存しない一定の時間誤差又は車速Ｖ１，Ｖ２に応じて変化する時間誤差であり、長さに換算すると、通常、０．５ｍ〜１．０ｍ程度である。
【００６８】
そして、誤差ΔＷが計測された時間Ｗ１，Ｗ２に含まれ、図６の（ａ），（ｂ）においては、時間Ｗ１，Ｗ２が車長ｌ１，ｌ２に即した真の時間Ｗ１′，Ｗ２′と誤差ΔＷとを加算した時間Ｗ１＝Ｗ１′＋ΔＷ，Ｗ２＝Ｗ２′＋ΔＷになる。
【００６９】
なお、センサ２ａ，２ｂの特性等によっては、Ｗ１＝Ｗ１′−ΔＷ，Ｗ２＝Ｗ２′―ΔＷになり、ΔＷの正，負等は事前の実験等で確められる。
【００７０】
そして、識別精度の向上等を図るため、本形態では、実際には予め設定した一定の時間、又は基準の時間誤差ΔＷ０  に数２の式の速度Ｖ１，Ｖ２に応じた乗率α（０＜α）を乗算した時間からなる時間誤差ΔＷに基づき、図５のステップＳ１５において、計測された時間Ｗ１，Ｗ２から誤差ΔＷを加減算して真の時間Ｗ１  ′，Ｗ２  ′を求め、この時間Ｗ１′，Ｗ２′を数５の式のＷ１，Ｗ２に代入して真の車長ｌ′を求める。
【００７１】
さらに、車長ｌ′と基準車長ｌ０とを比較して車両３の種別を識別する。
したがって、超音波の特性によらず、車両３の大型／小型の識別が極めて精度よく行われる。
【００７２】
（第２の形態）
つぎに、車両の追いつき、追い越しが発生する２車線の道路に適用した第２の形態について、図７〜図１３を参照して説明する。
まず、図１のような１車線の道路１でなく、例えば図７の平面図に示す２車線Ｒ１，Ｒ２の道路１０においては、前記第１の形態の計測，識別のみではつぎのような問題が生じる。
なお、図７において、図１と同一符号は、同一又は相当するものを示す。
【００７３】
すなわち、図７において、センサ２ａ，２ｂの有効送受波距離（超音波反応距離）を、道路１０の一側から２車線Ｒ１，Ｒ２をカバーする距離に設定し、２車線Ｒ１，Ｒ２のいずれを走行する車両３についても、第１の形態と同様にして計測・識別しようとすると、センサ２ａ，２ｂ間を２車線Ｒ１，Ｒ２の２台の車両３ａ，３ｂが並走する並走状態時、この並走状態と１台の車両の単独走行状態とを区別することができないため、並走する２台の車両３ａ，３ｂの大型／小型を識別することができない。
【００７４】
また、超音波センサ２ａ，２ｂ間を、２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂが追いつき・追い越しの走行状態で通過する場合、例えば追いつきであれば、手前の地点Ａでは２台の車両３ａ，３ｂがずれた状態で不連続に通過するが、先の地点Ｂでは２台の車両３ａ，３ｂが並走状態で連続的に通過し、このとき、センサ２ａの受波信号Ｓａは車両３ａ，３ｂの通過毎に断続して車両３ａ，３ｂ毎に波形分離した２パルスの信号になるが、センサ２ｂの受波信号Ｓｂは断続せず、単一パルス信号になる。
また、追い越しであれば、追いつきとは地点Ａ，Ｂを逆にした状態が生じる。
【００７５】
そのため、追いつき，追い越しの走行状態時も並走状態時と同様、２車線Ｒ１，Ｒ２  を走行する２台の車両３ａ，３ｂの大型／小型の車種を識別することができない問題が生じる。
【００７６】
そこで、この形態においては、本体処理装置５の演算処理部８において、単独走行，並走，追いつき・追い越しの走行状態を判別して２台の車両３ａ，３ｂの大型／小型の車種識別を行うため、第１の形態の（ｉｉ）の手段として、つぎの（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の手段を備える。
【００７７】
（ａ）前記数５の式と同様のつぎの数６の式から走行車両の推定車長ｌＸ  を算出する手段
【００７８】
【数６】
ｌＸ＝Ｌ・２／Ｗ０／（１／Ｗ１＋１／Ｗ２）
【００７９】
（ｂ）推定車長ｌＸ  と時間Ｗ１，Ｗ２とにより地点Ａ，Ｂでの車速Ｖ１，Ｖ２を算出し，両車速Ｖ１，Ｖ２の平均車速Ｖを算出する手段
（ｃ）Ｗ１−Ｗ２≧δ（δは後述のサンプリング誤差定数）になる加速判定時、加速状態の単独走行（単独加速走行）とみなして地点Ｂでの上限車速ＶＵ  を算出し，Ｗ２−Ｗ１≧δになる減速判定時、減速状態の単独走行（単独減速走行）とみなして地点Ａでの上限車速ＶＤ  を算出する手段。
（ｄ）Ｗ１−Ｗ２≧δかつＶ２＞ＶＵ又はＷ２−Ｗ１≧δかつＶ１＞ＶＤのときに２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂが並走状態で両地点Ａ，Ｂを通過したことを検出し、時間Ｗ１  ，Ｗ２  と車速Ｖ１，Ｖ２とにより地点Ａ，Ｂそれぞれでの並走車長を算出し、両並走車長と大型／小型の基準車長との比較により並走する２台の車両３ａ，３ｂの大型／小型を識別する手段
（ｅ）センサ２ａ，２ｂの少なくともいずれか一方の受波信号Ｓａ又はＳｂが一定の時間以下の短い間隔で断続するときに、２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂが追いつき・追い越しの走行状態で地点Ａ，Ｂを通過したことを検出し、センサ２ａ，２ｂの一方の受波信号Ｓａ又はＳｂの前記断続により得られた２パルスの時間の比でセンサ２ａ，２ｂの他方の単一パルスの受波信号Ｓａ又はＳｂを車両通過時間相当の２パルスに分割し、受波信号Ｓａの２パルスそれぞれの信号幅の時間Ｗ１１，Ｗ１２と、受波信号Ｓｂの２パルスそれぞれの信号幅の時間Ｗ２１，Ｗ２２と、所定距離Ｌ及び両センサ２ａ，２ｂの車両通過時間差Ｗ０  とに基づき、時間Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ０の組合せと、時間Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ０の組合せとから、２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂそれぞれの車長を算出し、算出した両車長と大型／小型の基準車長との比較により、追いつき・追い越しの走行状態で走行する２台の車両３ａ，３ｂの大型／小型を識別する手段
【００８０】
つぎに、演算処理部８の具体的な処理について説明する。
まず、２車線Ｒ1，Ｒ2のいずれか一方を１台の車両，例えば車両３ａが単独走行する場合について説明する。
図８の（ａ）に示すように、車両３ａの計測地点Ａでの車長，車速（瞬時車速）をｌ1a［ｍ］，Ｖ1 ［km／ｈ］とし、地点Ｂでの車長，車速（瞬時車速）をｌ2a［ｍ］，Ｖ2 ［km／ｈ］とし、地点Ａ，Ｂ間の平均車速をＶ［km／ｈ］とする。
【００８１】
また、図８の（ｂ），（ｃ）に示すように、車両３ａが地点Ａ，Ｂに到達してセンサ２ａ，２ｂが反射超音波を受波し始める時刻（入時刻）をｔ１ａ，ｔ２ａとし、車両３が地点Ａ，Ｂを通過し終わる時刻（出時刻）をｔ１ａ′，ｔ２ａ′とする。
【００８２】
このとき、センサ２ａの受波信号Ｓａは図８の（ｂ）の波形に示すように、車両３ａ地点Ａを通過する時間Ｗ１  （＝ｔ１ａ′−ｔ１ａ）［ｓｅｃ］  にハイレベルになり、同様に、センサ２ｂの受波信号Ｓｂは図８の（ｃ）  の波形に示すように、車両３ａが地点Ｂを通過する時間Ｗ２  （＝ｔ２ａ′−ｔ２ａ）［ｓｅｃ］  にハイレベルになり、いずれも単一パルスである。
【００８３】
また、車両３ａが地点Ａ，Ｂを通過するタイミングの差の時間Ｗ０  はｔ２ａ′−ｔ１ａ′又はｔ２ａ−ｔ１ａである。
【００８４】
そして、車両３ａの平均車速Ｖは前記数１の式から求まり、車速Ｖ１，Ｖ２は、地点Ａ，Ｂで検出される車長ｌ１ａ，ｌ２ａに基づき、前記数２の式に相当するつぎの数７の２式で示される。
【００８５】
【数７】
Ｖ１［ｋｍ／ｈ］＝ｌ１ａ・３．６／Ｗ１
Ｖ２［ｋｍ／ｈ］＝ｌ２ａ・３．６／Ｗ２
【００８６】
そして、数１，数７の式に基づき、つぎの数８の式が得られる。
【００８７】
【数８】
Ｌ・３．６・２／Ｗ０＝Ｖ１＋Ｖ２＝ｌ１ａ・３．６／Ｗ１＋ｌ２ａ・３．６／Ｗ２
【００８８】
さらに、この数８の式から、前記数４の式に相当するつぎの数９の式が得られる。
【００８９】
【数９】
Ｌ・２Ｗ０＝ｌ１ａ／Ｗ１＋ｌ２ａ／Ｗ２
【００９０】
そして、車両３ａの単独走行であることから、数９の式において、ｌ１ａ＝ｌ２ａ＝ｌＸとすると、車両３ａの推定車長ｌＸが、前記数６の式から求まる。
【００９１】
そして、推定車長ｌＸが求まると、この車長ｌＸと大型／小型の基準車長とを比較して大型／小型の車種識別を行う。
【００９２】
なお、大型／小型の基準車長は、後述の追いつき・追い越しの走行状態の検出も考慮して、小型車両の最短，最長の基準車長Ｓｍｉｎ［ｍ］，Ｓｍａｘ［ｍ］及び大型車両の最短，最長の基準車長Ｌｍｉｎ［ｍ］，Ｌｍａｘ［ｍ］とからなり、Ｓｍｉｎ  ＜Ｓｍａｘ＜Ｌｍｉｎ＜Ｌｍａｘである。
【００９３】
また、推定車長ｌＸ  に含まれる時間Ｗ１，Ｗ２のサンプリング誤差を考慮し、平均車速Ｖとサンプリング誤差定数δ［ｓｅｃ］（δ≧０）  とに基づき、つぎの数１０の式の誤差調整長さΔｌ［ｍ］を算出する。
【００９４】
【数１０】
Δｌ［ｍ］＝（Ｖ／３．６）・δ
【００９５】
そして、受波信号Ｓａ，Ｓｂが共に単一パルスになる単独走行の場合は、推定車長ｌＸと基準車長Ｌｍｉｎとを比較し、ｌＸ≧Ｌｍｉｎであれば大型と識別し、ｌＸ  ＜Ｌｍｉｎであれば小型と識別する。
【００９６】
つぎに、並走状態で２台の車両３ａ，３ｂが走行する場合について説明する。この場合は図９の（ａ）に示すように並走状態で走行する２台の車両３ａ，３ｂがセンサ２ａ，２ｂにより車長ｌ１ｂ［ｍ］，ｌ２ｂ［ｍ］それぞれの１台の車両として検出され、車両３ａ，３ｂの入時刻をｔ１ｂ，ｔ２ｂ，出時刻をｔ１ｂ′，ｔ２ｂ′とすると、センサ２ａ，２ｂの受波信号Ｓａ，Ｓｂは、同図の（ｂ），（ｃ）に示すように時間Ｗ１［ｓｅｃ］，Ｗ２［ｓｅｃ］がＷ１＝ｔ１ｂ′−ｔ１ｂ，Ｗ２＝ｔ２ｂ′−ｔ２ｂになる。
【００９７】
そして、この信号レベルの変化が１台の車両の単独走行で生じたとし、その推定車長ｌＸ  と時間Ｗ１  ，Ｗ２  とに基づき、地点Ａ，Ｂでの車速Ｖ１  ，Ｖ２  及び平均車速Ｖを数７の２式に相当するつぎの数１１の２式及び数１２の式から求める。
【００９８】
【数１１】
Ｖ１［ｋｍ／ｈ］＝ｌＸ・３．６／Ｗ１
Ｖ２［ｋｍ／ｈ］＝ｌＸ・３．６／Ｗ２
【００９９】
【数１２】
Ｖ［ｋｍ／ｈ］＝｛ｌＸ・３．６／Ｗ１＋ｌＸ・３．６／Ｗ２｝／２
【０１００】
一方、距離Ｌの地点Ａ，Ｂ間を１台の車両が限界加速状態，限界減速状態で走行する場合、種々の実験等から、その走行距離と車速との関係を示す加減速特性は図１０の実線Ａｃ，Ｂｋに示すようになる。
【０１０１】
この図１０の加減速特性で地点Ａ，Ｂ間を走行する車両は、その車速をＶｘ［ｋｍ／ｈ］とすると、この車速Ｖｘに対する加速特性走行距離ＬＵ  ［ｍ］，減速特性走行距離ＬＤ  ［ｍ］はつぎの数１３，数１４の２式それぞれで示される。
【０１０２】
なお、式中のａは予想される最高車速に相当する定数、ｂ，ｃは加速，減速の変化特性（傾き）を示す定数、Ｌｎは自然対数を示す演算子である。
【０１０３】
【数１３】
ＬＵ［ｍ］＝−ｂ・Ｌｎ（１−Ｖｘ／ａ）
【０１０４】
【数１４】
ＬＤ［ｍ］＝ｃ・Ｌｎ（１−Ｖｘ／ａ）＋ａ
【０１０５】
さらに、限界加速状態で単独走行するときは、地点Ｂで最も速く、上限車速ＶＵ  ［ｋｍ／ｈ］になり、限界減速状態で単独走行するときは、地点Ａで最も速く、上限車速ＶＤ［ｋｍ／ｈ］になる。
そして、数１３の式に基づき、上限車速ＶＵは、つぎの数１５の式から求まる。
【０１０６】
【数１５】
ＶＵ［ｋｍ／ｈ］＝ａ・［１−ｅｘｐ｛−（ＬＵ＋Ｌ／２）／ｂ］
【０１０７】
但し、ａ≦ＶＵになってしまうときは、ａ＝ＶＵ＋β１，（β１は上限補正用の正定数）に再設定して上限車速ＶＵを求める。
また、数１４の式に基づき、上限車速度ＶＤは、つぎの数１６の式から求まる。
【０１０８】
【数１６】
ＶＤ［ｋｍ／ｈ］＝ａ・［１−ｅｘｐ｛（ＬＤ  −ａ−Ｌ／２）／ｃ｝］
【０１０９】
但し、ａ≦ＶＤになってしまうときは、ａ＝ＶＤ＋β２，（β２は上限補正用の正定数）に再設定して上限車速ＶＤを求める。
【０１１０】
ところで、時間Ｗ１，Ｗ２は、前記のサンプリング誤差定数δを考慮すると、加速走行時にＷ１−Ｗ２≧δになり、減速走行時にＷ２−Ｗ１≧δになる。
【０１１１】
なお、簡単には、δ＝０として、加速走行時にＷ１≧Ｗ２，減速走行時にＷ２≧Ｗ２になる。
【０１１２】
そして、単独走行であれば、Ｗ１−Ｗ２≧δの加速走行時、平均車速Ｖは上限車速ＶＵ以下になり、Ｗ２−Ｗ１≧δの減速走行時、平均車速Ｖは上限車速ＶＤ以下になる。
【０１１３】
したがって、Ｗ１−Ｗ２≧δかつＶ＞ＶＵ又はＷ２−Ｗ１≧δかつＶ＞ＶＤになるときは、追いつきでも追い越しでもないことから、２車線Ｒ１，Ｒ２の２台の車両３ａ，３ｂが並走状態で地点Ａ，Ｂを通過したことを検出する。
【０１１４】
そして、この並走状態を検出したときは、時間Ｗ１，Ｗ２と車速Ｖ１，Ｖ２とにより、地点Ａ，Ｂでの並走車長ｌ１ｂ（＝Ｖ１  ／３．６・Ｗ１ｂ），ｌ２ｂ（＝Ｖ２  ／３．６・Ｗ２ｂ）を算出する。
【０１１５】
さらに、並走車長ｌ１ｂ，ｌ２ｂと大型／小型の基準車長Ｌｍｉｎ，Ｓｍａｘ，Ｓｍｉｎ  とに基づき、つぎの（イ），（ロ），（ハ）の判別条件から並走する２台の車種の組合せを判別して検出する。
【０１１６】
（イ）ｌ１ｂ｛＝（Ｖ１／３．６）・Ｗ１｝＞（Ｌｍｉｎ＋Ｓｍｉｎ−Δｌ）かつｌ２ｂ｛＝（Ｖ２／３．６）・Ｗ２｝＞（Ｌｍｉｎ＋Ｓｍｉｎ−Δｌ）であれば、２台とも大型車である。
（ロ）ｌ１ｂ｛＝（Ｖ１／３．６）・Ｗ１｝＞（Ｓｍａｘ＋Ｓｍｉｎ−Δｌ）かつｌ２ｂ｛＝（Ｖ２／３．６）・Ｗ２｝＞（Ｓｍａｘ＋Ｓｍｉｎ−Δｌ），｛但しｌ１ｂ，ｌ２ｂ＜（２Ｌｍｉｎ  −Δｌ）｝であれば、大型車１台と小型車１台である。
（ハ）ｌ１ｂ｛＝（Ｖ１／３．６）・Ｗ１｝≧（Ｓｍａｘ  −Δｌ）かつｌ２ｂ｛＝（Ｖ２  ／３．６）・Ｗ２  ｝≧（Ｓｍａｘ  −Δｌ），｛但しｌ１，ｌ２＜（Ｌｍｉｎ＋Ｓｍａｘ−Δｌ）｝であれば、２台とも小型車である。
【０１１７】
つぎに、２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂが追いつき・追い越しの走行状態で走行する場合について説明する。
まず、追いつきの場合は図１１の（ａ）に示すように、地点Ａを、先行の車両３ａ，この車両３ａより速い後行の車両３ｂが間隔をあけて順に通過し、その後、先行の車両３ａに後行の車両３ｂが追いつき、地点Ｂを両車両３ａ，３ｂが並走状態で通過する。
【０１１８】
このとき、センサ２ａの受波信号Ｓａは図１１の（ｂ）に示すように、先行の車両３ａの入時刻ｔ１１ｃから出時刻ｔ１１ｃ′までの時間Ｗ１１［ｓｅｃ］  ，後行の車両３ｄの入時刻ｔ１２ｃから出時刻ｔ１２ｃ′までの時間Ｗ１２［ｓｅｃ］  にハイレベルになり、センサ２ｂの受波信号Ｓｂは同図の（ｃ）に示すように、両車両３ａ，３ｂの並走状態の入時刻ｔ２ｃから出時刻ｔ２ｃ′までの時間Ｗ２［ｓｅｃ］にハイレベルになる。
【０１１９】
また、追い越しの場合はつぎの２つのケースがある。
第１のケースは図１２の（ａ）に示すように、地点Ａを先行の車両３ａ，後行の車両３ｂが並走状態で通過し、その後、車両３ｂが車両３ａを追い越し、この車両３ｂが第２の地点Ｂを通過した後、車両３ａが同地点Ｂを通過する場合である。
【０１２０】
このとき、センサ２ａの受波信号Ｓａは図１２の（ｂ）に示すようにひとかたまりの車両の入時刻ｔ１ｄから出時刻ｔ１ｄ′までの時間Ｗ１  ［ｓｅｃ］  にハイレベルになり、センサ２ｂの受波信号２ｂは同図の（ｃ）に示すように車両３ｂの入時刻ｔ２１ｄ  から出時刻ｔ２１ｄ′までの時間Ｗ２１［ｓｅｃ］  及び車両３ａの入時刻ｔ２２ｄから出時刻ｔ２２ｄ  ′までの時間Ｗ２２［ｓｅｃ］にハイレベルになる。
【０１２１】
第２のケースは図１３の（ａ）に示すように、地点Ａを先行の車両３ａ，後行の車両３ｂが順に通過し、その後、車両３ｂが車両３ａを追い越し、車両３ｂが地点Ｂを通過した後、車両３ａが同地点Ｂを通過するケースである。
【０１２２】
このとき、センサ２ａの受波信号Ｓａは図１３の（ｂ）に示すように、先行の車両３ａの入時刻ｔ１１ｅから出時刻ｔ１１ｅ′の時間Ｗ１１［ｓｅｃ］  ，後行の車両３ｂの入時刻ｔ１２ｅから出時刻ｔ１２ｅ′の時間Ｗ１２［ｓｅｃ］  にハイレベルになり、センサ２ｂの受波信号Ｓｂは同図の（ｃ）に示すように、車両３ａの入時刻ｔ２１ｅから出時刻ｔ２１ｅ′の時間Ｗ２１［ｓｅｃ］，車両３ｂの入時刻ｔ２２ｅから出時刻ｔ２２ｅ′の時間Ｗ２２［ｓｅｃ］にハイレベルになる。
【０１２３】
ところで、両地点Ａ，Ｂ間を１台の車両が限界加速（最大加速），限界減速（最大減速）の加減速状態で走行する場合、その走行距離に対する車速特性は前記したように図１０の実線Ａｃ，Ｂｋに示すようになる。
【０１２４】
そして、追いつき・追い越し可能な車速差を求めるため、地点Ａを同じ車速で通過した２台の車両の一方（先行車両）が限界減速で減速走行し、他方（後行車両）が限界加速で加速走行したとする。
【０１２５】
このとき、図１０の実線Ｂｋに基づく減速特性走行距離ＬＤ  ［ｍ］は前記数１４の式で表され、その車速Ｖｘについての平均車速Ｖはつぎの数１７の式から求まり、この車速Ｖは地点Ａ，Ｂの中間地点（ＬＤ  ＝Ｌ／２）の車速に相当するものである。
【０１２６】
【数１７】
Ｖ［ｋｍ／ｈ］＝ａ′・［１−ｅｘｐ｛ＬＤ−ａ′）／ｃ′｝］
【０１２７】
なお、式中のａ′，ｃ′は数１４の式のａ，ｃに相当する定数である。
そして、減速走行時は地点Ａで最も速く、その車速を減速側の上限車速ＶＤ１［ｋｍ／ｈ］とすると、この上限車速ＶＤ１はつぎの数１８の式で表される。
【０１２８】
【数１８】
ＶＤ１［ｋｍ／ｈ］＝ａ′・［１−ｅｘｐ｛（ＬＤ−ａ′−Ｌ／２）／ｃ′）｝］
【０１２９】
また、減速走行時は地点Ｂで最も遅く、その車速を下限車速ＶＤ２［ｋｍ／ｈ］とすると、この下限車速ＶＤ２はつぎの数１９の式で表される。
【０１３０】
【数１９】
ＶＤ２［ｋｍ／ｈ］＝ａ′・［１−ｅｘｐ｛（ＬＤ−ａ′＋Ｌ／２）／ｃ′｝］
【０１３１】
一方、追いつき・追い越しの始点である地点Ａでは減速走行する車両と加速走行する車両の車速が等しく、この地点Ａでの加速走行する車両の車速を加速側の下限車速ＶＵ１［ｋｍ／ｈ］とすると、この下限車速ＶＵ１は上限車速ＶＤ１に等しく、ＶＵ１［ｋｍ／ｈ］＝ＶＤ１である。
【０１３２】
また、図１０の実線Ａｃに基づく加速走行距離ＬＵ  ［ｍ］は、つぎの数２０の式で表される。なお、式中のＬｎは自然対数を示す演算子である。
【０１３３】
【数２０】
ＬＵ［ｍ］＝−ｂ′・Ｌｎ（１−ＶＤ１／ａ′）
【０１３４】
そして、地点Ｂでの加速走行する車両の車速を加速側の上限車速ＶＵ２［ｋｍ／ｈ］とすると、この上限車速ＶＵ２は、数２０の式に基づき、つぎの数２１の式で表される。
【０１３５】
【数２１】
ＶＵ２［ｋｍ／ｈ］＝ａ′・［１−ｅｘｐ｛−（ＬＵ＋Ｌ）／ｂ′｝］
【０１３６】
但し、ａ′≦ＶＵ１になってしまうときはａ′＝ＶＵ１＋β′，（β′は上限補正係数）に補正する。
【０１３７】
つぎに、等加速走行又は等減速走行の場合、初速をＶ１［ｋｍ／ｈ］，終速をＶ２［ｋｍ／ｈ］とすると、一般に、ｔ［ｓｅｃ］  間の走行距離Ｌｔ  ［ｍ］は、つぎの数２２の式から求まる。
【０１３８】
【数２２】
Ｌｔ［ｍ］＝（Ｖ１  ／３．６）・ｔ＋（１／２）・｛（Ｖ２  ／３．６−Ｖ１  ／３．６）／ｔ｝・ｔ２
【０１３９】
また、ｔ［ｓｅｃ］はつぎの数２３の式から求まる。
【０１４０】
【数２３】
ｔ［ｓｅｃ］＝Ｌｔ・３．６／｛Ｖ１  ＋（１／２）・（Ｖ１  −Ｖ２  ）｝
【０１４１】
そして、地点Ａ，Ｂ間の距離Ｌ［ｍ］を一方の車両が限界加速状態で走行する所要時間と、同じ距離Ｌ［ｍ］を他方の車両が限界減速状態で走行する所要時間との時間差が、追いつき・追い越し可能な限界車速に相当する時間になり、この時間を遅れ判定時間Ｄｔｙ［ｓｅｃ］  とすると、この遅れ判定時間Ｄｔｙはつぎの数２４の式で表される。
【０１４２】
【数２４】
0003590614.tif 000003
【０１４３】
そして、図１１の追いつきの場合は、同図の（ｂ）の地点Ａでの時間Ｗ１１，Ｗ１２の立下りの差，すなわち２台の通過時間差（ｔ１２ｃ′−ｔ１１ｃ′＝）ＷΔｃ［ｓｅｃ］  がＷΔｃ≦Ｄｔｙでなければならない。
【０１４４】
また、図１２の追い越しの場合は、同図の（ｃ）の地点Ｂの時間Ｗ２１，Ｗ２２の立下りの差，すなわち２台の通過時間差（ｔ２２ｄ′−ｔ２１ｄ′＝）ＷΔｄ［ｓｅｃ］  がＷΔｃ≦Ｄｔｙでなければならない。
【０１４５】
さらに、図１３の追い越しの場合は、同図の（ｂ）のＷΔｃ≦Ｄｔｙかつ同図の（ｃ）のＷΔｄ≦Ｄｔｙでなければならず、しかも、時間Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２ がＷ１１＞Ｗ１２かつＷ２１＜Ｗ２２又はＷ１１＜Ｗ１２かつＷ２１＞Ｗ２２でなければならない。
【０１４６】
したがって、センサ２ａ，２ｂの受波信号Ｓａ，Ｓｂのいずれか一方がＷΔｃ≦Ｄｔｙ又はＷΔｄ≦Ｄｔｙを満足する間隔で断続して２パルスの信号になるときには、２台の車両３ａ，３ｂが追いつき・追い越しの走行状態で光電センサ２ａ，２ｂを通過したことを検出する。
【０１４７】
このとき、ＷΔｃ≦Ｄｔｙのみを満足すれば図１１の追いつきの走行状態であると判別し、ＷΔｃ≦Ｄｔｙのみを満足すれば図１２の追い越しの走行状態であると判別し、ＷΔｃ≦ＤｔｙかつＷΔｄ≦ＤｔｙであってＷ１１＞Ｗ１２かつＷ２１＜Ｗ２２又はＷ１１＜Ｗ１２かつＷ２１＞Ｗ２２であれば図１３の追い越しの走行状態であると識別する。
【０１４８】
そして、ＷΔｃ≦Ｄｔｙの図１１の追いつきの判別時は、センサ２ａの受波信号Ｓａの２パルス信号の時間Ｗ１１，Ｗ１２の比に応じて、センサ２ｂの受波信号２ｂの時間Ｗ２  を、つぎの数２５の２式に示す２パルス信号の時間Ｗ２１，Ｗ２２に分割する。
【０１４９】
【数２５】
Ｗ２１［ｓｅｃ］＝Ｗ２  ・｛Ｗ１１／（Ｗ１１＋Ｗ１２）｝
Ｗ２２［ｓｅｃ］＝Ｗ２  ・｛Ｗ１２／（Ｗ１１＋Ｗ１２）｝
【０１５０】
さらに、時間ＷΔｃの中間の時刻ｔｍからｔ２Ｃ′までの時間（ｔ２ｃ′−ｔｍ）を、１台の車両とみたときのセンサ２ａ，２ｂの受波信号Ｓａ，Ｓｂの信号遅れ時間Ｗ０  ［ｓｅｃ］とする。
【０１５１】
そして、時間Ｗ１１とＷ１２，Ｗ１２とＷ２２をそれぞれ数６の式のＷ１とＷ２に代入し、同式のＷ０  に時間（ｔ２Ｃ′−ｔｍ）を代入して同式から２台の車両３ａ，３ｂの個別の推定車長ｌＸ＝ｌＸａ［ｍ］，ｌＸｂ［ｍ］を求める。
【０１５２】
つぎに、ＷΔｄ≦Ｄｔｙの図１２の追い越しの判別時は、センサ２ｂの受波信号Ｓｂの時間Ｗ２１，Ｗ２２の比に応じて、センサ２ａの受波信号Ｓａの時間Ｗ１  を、つぎの数２６の２式に示す２時間Ｗ１１，Ｗ１２に分割する。
【０１５３】
【数２６】
Ｗ１１［ｓｅｃ］＝Ｗ１・｛Ｗ２１／（Ｗ２１＋Ｗ２２）｝
Ｗ１２［ｓｅｃ］＝Ｗ１・｛Ｗ２２／（Ｗ２１＋Ｗ２２）｝
【０１５４】
さらに、時刻ｔ１ｄ′から時間ＷΔｄの中間時刻ｔｎまでの時間（ｔｎ−ｔ１ｄ′）をセンサ２ａ，２ｂの受波信号Ｓａ，Ｓｂの信号遅れ時間Ｗ０  ［ｓｅｃ］とする。
【０１５５】
そして、図１１の場合と同様にして数６の式から２台の車両３ａ，３ｂの推定車長ｌＸ＝ｌａ［ｍ］，ｌｂ［ｍ］を求める。
【０１５６】
つぎに、図１３の追い越しの判別時は、２時間Ｗ１１とＷ２２，Ｗ１２とＷ２１を、数６の式の時間Ｗ１  とＷ２  とし、かつ、時間ＷΔｃ，ＷΔｄの中間時刻ｔｍ，ｔｎの時間差（ｔｎ−ｔｍ）を数６の式の時間Ｗ０  として同式から車両３ａ，３ｂの推定車長ｌＸ＝ｌＸａ［ｍ］，ｌＸｂ［ｍ］を求める。
【０１５７】
そして、推定車長ｌＸａ，ｌＸｂをｌ１ｂ  ，ｌ２ｂ  それぞれとして前記（イ），（ロ），（ハ）の判別条件から２車線Ｒ１，Ｒ２の車両３ａ，３ｂの大型／小型の組合せを特定して車両３ａ，３ｂの大型／小型を識別する。
【０１５８】
なお、これらの識別に基づき、第１の形態と同様、大型／小型の台数及び平均車速も求める。
【０１５９】
したがって、この形態の場合は、２車線Ｒ１，Ｒ２の道路１０において、車両３ａ，３ｂが並走状態及び追いつき、追い越しの走行状態で地点Ａ，Ｂを通過するときにも、車両３ａ，３ｂの車長計測に基づき、車両３ａ，３ｂの大型／小型を識別することができる。
【０１６０】
そして、この形態の場合も道路１０の一側に超音波センサ２ａ，２ｂを設置すればよいため、第１の形態の場合と同様、設置工事等は極めて簡単であり、しかも、車両３ａ，３ｂの色や外形状等に基づく検出ミスが生じることがない。
【０１６１】
ところで、この形態においても超音波の特性に基づく図６の（ａ），（ｂ）の時間誤差ε，ε′を考慮する場合は、計測した時間Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２につき、誤差ΔＷを加減算して真の時間を求め、これらの真の時間に基づいて各式の演算等を行えばよい。
【０１６２】
（第３の形態）
つぎに、本発明の第３の形態について、図１４，図１５を参照して説明する。前記第１，第２の形態においては、道路１，１０の２地点Ａ，Ｂの一側に超音波センサ２ａ，２ｂを設けて通過する車両３，３ａ，３ｂを検出したが、請求項２に対応するこの形態においては、図１４の平面図に示すように道路１１の例えば等間隔Ｌの３地点α，β，γそれぞれの一側に、超音波センサ２α，２β，２γを設置する。
【０１６３】
そして、各センサ２α〜２γは第１，第２の形態のセンサ２ａ，２ｂと同様にして車両３′の通過を検出し、それぞれ受波信号Ｓα，Ｓβ，Ｓγを図１，図７の本体処理装置５と同様のコンピュータ構成の本体処理装置５′に伝送する。
【０１６４】
この本体処理装置５′は図１５に示すように、入力処理部６′，Ａ／Ｄ変換部７′，演算処理部８′及び出力処理部９′を有し、これらは図１の本体処理装置５の各部６，７，８，９に対応する。
【０１６５】
そして、各センサ２α〜２γの受波信号Ｓα〜Ｓγが３チャンネルの入力処理部６′によりフィルタ処理等されてＡ／Ｄ変換部７′に送られ、この変換部７′によりそれぞれサンプリング周期τでサンプリングしてＡ／Ｄ変換される。
【０１６６】
さらに、このＡ／Ｄ変換により形成された各受波信号Ｓα〜Ｓγのデジタルデータがマイクロコンピュータの演算処理部８′に送られる。
【０１６７】
この演算処理部８′は、コンピュータプログラムによって形成されたつぎの（ｉ）′，（ｉｉ）′，（ｉｉｉ）′，（ｉｖ）′の手段を有する。
（ｉ）′各地点α〜δのセンサ２α〜２γから選択されて組合わされた各２地点αとβ，βとγ，γとαのセンサ２αと２β，２βと２γ，２γと２α毎に、センサ２αと２β，２βと２γ，２γと２αの受波信号ＳαとＳβ，ＳβとＳγ，ＳγとＳαのレベル変化から、車両３′の両地点αとβ，βとγ，γとαの通過タイミングのずれ及び両地点αとβ，βとγ，γとαそれぞれの通過時間を検出する手段
（ｉｉ）′各２地点αとβ，βとγ，γとαのセンサ２αと２β，２βと２γ，２γと２α毎に、前記の通過タイミングのずれ及び両地点αとβ，βとγ，γとαそれぞれの通過時間の検出結果と、各２地点αとβ，βとγ，γとαのセンサ設置間隔Ｌとに基づき、走行する車両３′の計測車長ｌα，ｌβ，ｌγを算出する手段
（ｉｉｉ）′各計測車長ｌα〜ｌγの平均により走行する車両３′の検出車長ｌ′を決定してその大型／小型の車種を識別する手段
（ｉｖ）′車種の識別に基づき、大型／小型の別に台数を計測し、車速の平均を求める手段
【０１６８】
そして、演算処理部８′が第１の形態の演算処理部８と異なる点は、つぎの処理を行う点である。
【０１６９】
すなわち、自動又は手動の２地点の選択により、３地点α〜γから選択された全ての組合わせの２地点αとβ，βとα，αとγ又は設定された組合わせの複数の２地点，例えば２地点αとβ，βとγが、演算処理部８′に事前に設定される。
【０１７０】
そして、例えば全ての組合わせの２地点αとβ，βとγ，γとαが事前に設定された場合、演算処理部８′は、各２センサ２αと２β，２βと２γ，２γと２αを、それぞれ第１の形態の２センサ２ａと２ｂとして、前記数５の式の演算から、各２地点αとβ，βとγ，γとα毎の計測車長ｌα，ｌβ，ｌγを算出する。
【０１７１】
さらに、各計測車長ｌα，ｌβ，ｌγにつき、全ての平均，（ｌα＋ｌβ＋ｌγ）／３、又は極端に異なる車長を除いた残りの計測車長の平均，例えば（ｌα＋ｌβ）／２を算出し、算出した平均の車長を車両３の検出車長ｌ＊ として決定する。
【０１７２】
そして、検出車長ｌ＊と基準車長ｌ０との比較から車両３′の大型／小型を識別し、大型／小型の別の台数の計測や平均車速の演算を行う。
【０１７３】
この場合、設置する超音波センサの数は多くなるが、車長検出精度が向上し、識別精度等が著しく向上する。
【０１７４】
なお、設置する超音波センサの数を多くして計測車長を多くする程、その平均の信頼性が向上して計測精度等が一層向上する。
【０１７５】
また、前記形態では、各計測車長の単純平均から検出車長ｌ＊ を求めたが、検出車長ｌ＊ は種々の平均演算で求めてよく、例えばセンサの設置位置による重み付け平均等で求めてもよい。
【０１７６】
さらに、前記形態では１車線の道路１１の場合に適用したが、第２の形態のような２車線の道路であって、並走状態及び追いつき、追い越しの通行状態が生じる場合についても、３個以上の多数の超音波センサを設置することにより、前記と同様に識別精度等が向上する。
【０１７７】
ところで、前記各形態において、道路１，１０，１１が対向車線のある対面通行路の場合には、センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γが反射波を受波して受波信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓα〜Ｓγを出力し得る距離，すなわちセンサ２ａ，２ｂ，２α〜２γの有効送受波距離を、道路の一側から対向車線の手前の車線までの距離、即ち車両が同一方向に走行する道路の他側までの距離に設定されている。
【０１７８】
具体的には、図１，図１４の道路１，１４のような片側一車線の道路であれば、センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γの設置位置からその車線の中央（真中）程度までの距離に設定し、図７の道路１０のような片側２車線の道路であれば、センサ２ａ，２ｂの位置から中央寄りの車線Ｒ２の中央程度までの距離に設定する。
【０１７９】
このように設定すれば、対向車線の車両に超音波センサが反応せず、誤検出が防止されて識別精度の低下が防止される。
【０１８０】
また、対向車線についても同様の識別を行う場合は、道路の他側にも超音波センサを設置すればよく、このとき、車両走行方向からみれば、道路の他側が一側になり、前記各形態と同様の識別が行える。
【０１８３】
したがって、センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γには、反応距離調整機能付きの超音波距離センサを用いる。この調整機能付きのセンサは、例えば、超音波の出力レベルを可変設定できるとともに一定レベル以上の反射波のみを受波し、その出力レベルの調整により、地点毎に、有効送受波距離を、沿道や車線数に応じた最適な距離に調整して設定することができる。
【０１８４】
つぎに、前記各形態では１車線又は２車線の道路に適用したが、３車線以上の多車線の一方通行又は対面通行の道路にも本発明は同様に適用することができる。
【０１８５】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項１の場合は、超音波センサ２ａ，２ｂが、車両が同一方向に走行する道路１，１０の２地点Ａ，Ｂの一側に設置されてそれぞれ道路１，１０の他側方向（道路横断方向）に超音波を出力し、車両により反射した超音波を受波する反応距離調整機能付きの超音波送受波器構成であり、有効送受波距離が道路の他側までの距離であり、車両３，３ａ，３ｂを検出する。
【０１８６】
この場合、道路の真上から超音波を出力する従来装置の支持ポールやアーム等の大型構造物に超音波ヘッドを取付ける大がかりな設置工事が不要であり、センサ２ａ，２ｂを道路１，１０の一側に設置すればよいため、設置工事やメンテナンスの際に交通規制等を行う必要がなく、中央分離帯のない場合にも設置が容易であり、超音波センサ２ａ，２ｂの設置が極めて容易に行え、しかも、設置後のセンサ２ａ，２ｂのメンテナンスや移動等も容易に行うことができる。
【０１８７】
また、両地点Ａ，Ｂのセンサ２ａ，２ｂは、車両３，３ａ，３ｂが通過して反射された超音波を受波し、走行する車両３，３ａ，３ｂが通過する間に通過時間の幅の受波信号を出力し、両センサは設置地点が異なり、車両の通過タイミングにずれがあり、このずれに応じて受波信号の出力タイミングがずれる。
【０１８８】
そして、両センサ２ａ，２ｂの地点Ａ，Ｂを車両３，３ａ，３ｂが通過するタイミングのずれＷ０  と、両センサ２ａ，２ｂそれぞれの車両通過時間Ｗ１，Ｗ２と、センサ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌとに基づき、演算によって車長ｌ，ｌａ，ｌｂを検出してその大型／小型を識別することができる。
【０１８９】
この場合、センサ２ａ，２ｂは超音波が車両３，３ａ，３ｂの色の影響を受けず、また、一定の広がりをもって伝播し、車両３，３ａ，３ｂの外形状によらず反射波が確実に受波され、さらに、雨や霧等の気象条件の影響も受けることがない。
【０１９０】
したがって、設置等が極めて安価かつ容易に行え、しかも、従来の光電センサを用いた場合より著しく精度よく、車両３，３ａ，３ｂの識別を行うことができる。
【０１９１】
つぎに、請求項２の場合は、道路１１の３地点以上の多地点α，β，γから選択されて組合わされた各２地点αとβ，βとγ，γとαの超音波センサ２αと２β，２βと２γ，２γと２αの受波信号に基づき、請求項１の場合と同様にして計測車長が求められ、これらの計測車長を平均して走行する車両の検出車長が決定され、この検出車長に基づいて大型／小型の車種の識別が行われる。
【０１９２】
したがって、道路１１の沿道方向の一側に設ける超音波センサの数は請求項１より多くなるが、それらの設置工事やメンテナンス等は、上方から車道に超音波を出力する従来装置より容易である。
【０１９３】
そして、複数の計測車長を平均して走行車両の検出車長を求めるため、請求項１の場合より、識別性能が一層向上する。
【０１９４】
そして、道路１，１０，１１が対面通行路のときでも、各超音波センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γの超音波の有効送受波距離が、道路１，１０，１１の一側から対向車線の手前までの距離、即ち車両が同一方向に走行する道路の他側までの距離であるため、一方向に走行する車両３，３′，３ａ，３ｂについてのみ車長を求めて車種を識別することができる。
【０１９５】
また、超音波センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γは、一般に光電センサに比して指向性が悪く、反応速度も遅い特性を有し、送受波応答の感度幅が大きく、受波信号の立上り，立下りのタイミングが車両の前端，後端の実際の通過タイミングからずれて誤差を含むため、本体処理装置５，５′に、各センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γの送受波応答の感度幅に依存した各センサ２ａ，２ｂ，２α〜２γの受波信号の時間誤差を設定し、車両３，３′，３ａ，３ｂの２地点Ａ，Ｂ，αとβ，βとγ，γとαの通過時間の検出値に時間誤差を加減して通過時間の検出値を補正すれば、補正後の通過時間に基づいて走行する車両３，３′，３ａ，３ｂの大型／小型の車種を一層精度よく識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態の道路の平面図である。
【図２】図１の本体処理装置の詳細なブロック図である。
【図３】（ａ）は図２の演算原理の説明図，（ｂ），（ｃ）は図１の２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図４】図２の処理説明用の第１のフローチャートである。
【図５】図４に続く処理説明用の第２のフローチャートである。
【図６】（ａ），（ｂ）は図１の２地点の超音波センサそれぞれの感度幅に応じた時間誤差の説明図である。
【図７】本発明の実施の第２の形態の道路の平面図である。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の道路の単独走行の場合の車両走行説明図，２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の道路の並走状態の場合の車両走行説明図，２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図１０】図７の車両の加減速走行時の走行距離と車速との関係図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の道路の追いつきの場合の車両走行説明図，２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の道路の追い越しの第１のケースの車両走行説明図，２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の道路の追い越しの第２のケースの車両走行説明図，２地点の超音波センサの受波信号の波形図である。
【図１４】本発明の実施の第３の形態の道路の平面図である。
【図１５】図１４の本体処理装置の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１，１０，１１  道路
２ａ，２ｂ，２α，２β，２γ  超音波センサ
３，３′，３ａ，３ｂ  車両
５，５′  本体処理装置
Ａ，Ｂ，α，β，γ  地点
【図１】
0003590614.tif 000004
【図２】
0003590614.tif 000005
【図３】
0003590614.tif 000006
【図４】
0003590614.tif 000007
【図５】
0003590614.tif 000008
【図６】
0003590614.tif 000009
【図７】
0003590614.tif 000010
【図８】
0003590614.tif 000011
【図９】
0003590614.tif 000012
【図１０】
0003590614.tif 000013
【図１１】
0003590614.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
0003590614.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
0003590614.tif 000018