(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、
前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングであることを特徴とする投光制御方法。
【請求項２】
共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする投光制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記投光体が、光ビームをパルス的もしくは連続的に投光し得る光ビーム走査型投光体であることを特徴とする投光制御装置。
【請求項４】
投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする物体等の投光対象検出装置。
【請求項５】
請求項４において、
ポリゴンミラーを有し、前記投光体が前記ポリゴンミラーを用いて光ビームを投光対象に向けてパルス的に走査可能とされていることを特徴とする物体等の投光対象検出装置。
【請求項６】
車両通過路に向けて投光可能に配置されて、かつ、その投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有し、かつ、その投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、
前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することを特徴とする車両検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置および車両検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５を参照して従来の車両検出装置を説明する。例えば２車線の高速道路２上を横断してガントリー４が設置されている。このガントリー４には６つの光ビーム走査型センサ６がその横断方向に等間隔に配備されている。左側車線８には３つの光ビーム走査型センサ６が配備されて左側車線８を走行する車両１０の検出を受け持つ。右側車線１２には３つの光ビーム走査型センサ６が配備されて右側車線１２を走行する車両の検出を受け持つ。光ビーム走査型センサ６は光ビームを投光するための図示省略の投光素子と、反射光を受光する図示省略の受光素子とを有している。投光素子は、それからの投光される光ビームが前記車線横断方向に扇形に所定の投光領域１４の範囲内で投光走査駆動されるようになっている。投光された光ビームは、高速道路２面あるいは高速道路２を走行ないしは停止している車両１０で反射される。その反射光は受光素子で受光される。路肩側に設置された制御ボックス１６内にはマイクロコンピュータなどの制御部などが収納されている。制御部は、例えば、光ビーム走査型センサ６それぞれの投光素子から光ビームが投光され前記反射され受光素子で受光されるまでの時間を演算し車両の有無、形状といった車両に関するデータを得るようになっている。
【０００３】
図６を参照して上述の光ビーム走査型センサ６の一例を説明する。この一例はポリゴンミラー（多面回転鏡）を用いたものである。このセンサ６は、高速道路２上に光ビームを投光するための投光素子１８、ポリゴンミラー２０、高速道路２とか車両１０からの反射光を受光する受光素子２２と、後述するＳＯＳ信号を出力するために用いられる投光素子２４および受光素子２６とを有するとともに、図示していないが、ポリゴンミラーを駆動するためのモータがある。
【０００４】
このセンサ６の動作を説明すると、投光素子１８は駆動されることで光ビームをポリゴンミラー２０に向けて投光する。ポリゴンミラー２０は、常時一定速度で矢印方向にモータで回転駆動されている。そのため、投光された光ビームは、ポリゴンミラー２０の回転角度に応じて走査されつつそのミラー面で反射される。このポリゴンミラー２０の回転角度と投光素子１８からの投光位置とで前記投光領域１４が決定される。光ビームの反射光を受光する受光素子２２出力に基づく車両データは、光ビームの走査位置を用いて算出されている。この走査位置はポリゴンミラー２０の回転位置に応じて変位するので、ポリゴンミラー２０の基準位置が必要である。そのため、一対の投光素子２４と受光素子２６とからなる基準位置センサが配備されている。基準位置センサにおいては、投光素子２４の光ビームがポリゴンミラー２０の回転に伴い反射方向が変化するが、ミラー面が投光素子２４と受光素子２６との投受光軸に垂直のときに投光素子２４の投光によるポリゴンミラー２０での反射光が受光素子２６で受光できることを利用している。受光素子２６出力は図６では図示されていないＳＯＳ回路（走査開始回路、Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｓｃａｎの略称）に与えられる。制御部はその走査開始部からのＳＯＳ信号（走査開始信号）の入力に応答して制御を開始する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車両検出装置においては、例えば左側車線８を走行している車両１０を検出できるようにするために、左側３つの光ビーム走査型センサ６それぞれの光ビームの投光領域１４には部分的に斜線で示されている共通投光領域２８が存在している。
【０００６】
そのために、隣接してガントリー４に配置されたセンサ６それぞれからの光ビームは、その共通投光領域２８において相互干渉する。この相互干渉は光ビームの位相が同相であると強め合い、逆相であると弱め合うものであり、したがって、受光光量に比例する受光素子出力とか投受光のタイミング、などに基づいて車両の検出を行う場合では車両の形状あるいは有無などに対して誤検出する可能性が高いものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の投光制御方法においては、共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングであることによって上述の課題を解決している。
【０００８】
本発明投光制御装置においては、共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって、上述の課題を解決している。
【０００９】
本発明の物体等の投光対象検出装置においては、投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって上述の課題を解決している。
【００１０】
本発明の車両検出装置においては、車両通過路に向けて投光可能に配置されてかつその投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有しかつその投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することによって上述の課題を解決している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
なお、本実施の形態の車両検出装置が設置される高速道路、ガントリー等については図５を参照する。また、本実施の形態の車両検出装置に含まれる光ビーム走査型センサは、図６のポリゴンミラーが用いられる。また、本発明においては、実施の形態では車両検出装置について説明するが、これには、投光制御方法、投光制御装置、物体等の投光対象検出装置も含まれている。
【００１３】
図１を参照して、本実施の形態の物体等の投光対象である車両を検出する車両検出装置は、図５の路肩寄りの制御ボックス１６内に収納されるマイクロコンピュータからなる制御部３０と、複数の第１ないし第ｎのセンサ処理部３２１，３２２，…，３２ｎ（以下、説明の都合で３２と総称する）と、図５のガントリー４側に設置される複数の投光素子３４１，３４２，…，３４ｎ（以下、説明の都合で３４と総称する）、複数の受光素子３６１，３６２，…，３６ｎ（以下、説明の都合で３６と総称する）および複数のＡ／Ｄ変換器３８１，３８２，…，３８ｎ（以下、説明の都合で３８と総称する）とで構成されている。各投光素子３４、受光素子３６およびＡ／Ｄ変換器３８の組み合わせ、投光素子３４および受光素子３６の組み合わせ、あるいは、センサ処理部３２、投光素子３４、受光素子３６およびＡ／Ｄ変換器３８の組み合わせで光ビーム走査型センサ６が構成されている。なお、制御部３０も含めた組み合わせで光ビーム走査型センサ６が構成されているともいい得る。ただ、本実施の形態では、説明の都合で制御部３０は含めない。投光素子３４は例えば半導体レーザ、ＬＥＤで構成される。受光素子３６は例えばホトダイオードで構成されている。
【００１４】
投光素子３４それぞれはガントリー４上にそれぞれ図５で説明したように所定の投光領域１４を有するように設置される。投光素子３４それぞれはまた、前記それぞれが有する投光領域１４のうち、ガントリー４上で隣接する投光素子３４と共通する投光領域２８を有している。受光素子３６は対応する投光素子３４からの光ビームの反射光を受光できる位置に配置されている。なお、投光素子３４が図６のポリゴンミラー２０で反射されて投光対象である高速道路２面あるいは車両１０に向けて投光される様子は図５で説明したのでその詳しい説明は省略する。受光素子３６それぞれの受光信号Ｓ４はＡ／Ｄ変換器３８でＡ／Ｄ変換されてデジタルの受光データＳ５にされている。
【００１５】
制御部３０は、各センサ処理部３２に各投光素子３４それぞれからの投光タイミングを異ならせるための投光タイミング信号Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎ（以下、説明の都合でＳ１と総称する）を出力する。各センサ処理部３２それぞれは同一の内部回路構成を有しているので、図１で上側のセンサ処理部３２を代表して説明することにする。センサ処理部３２は、タイミング信号発生部４０、アドレス発生部４２、ＳＯＳ回路４４、メモリ４６を有している。タイミング信号発生部４０は、投光タイミング信号Ｓ１の入力に応答して投光素子３４の駆動クロックＳ２と、アドレス発生部４２とＡ／Ｄ変換器３８それぞれのアドレスクロックＳ３とを生成出力する。駆動クロックＳ２とアドレスクロックＳ３とは、タイミング信号Ｓ１から所定時間遅延している。メモリ４６は、前記受光データＳ５を対応するアドレスに格納する。ＳＯＳ回路４４は、ポリゴンミラー２０の基準位置信号をアドレス発生部４２に入力する。アドレス発生部４２は、この基準位置信号の入力を基準として、受光データＳ５を格納するためのメモリアドレスＳ６を発生する。これによって、受光データＳ５は対応するメモリ４６内のアドレスに格納される。
【００１６】
図２を参照して動作を説明する。図２ではセンサ処理部３２１、センサ処理部３２２に関するタイミング信号等をあらわしている。それ以降のセンサ処理部のタイミング信号等は同様の関係であるので図示を省略している。なお、以下の動作説明では各部の符号を総称していない。
【００１７】
制御部３０は、まず、第１センサ処理部３２１のタイミング信号発生部４０にタイミング信号Ｓ１１を出力する。タイミング信号発生部４０は、投光素子３４１を駆動する駆動クロックＳ２を出力する。投光素子３４１はこの駆動クロックＳ２に応答して光ビームを高速道路２面に向けて投光する。
【００１８】
タイミング信号発生部４０からのアドレスクロックＳ３はアドレス発生部４２とＡ／Ｄ変換器３８１とに入力される。そして、前記光ビームの高速道路２面あるいは車両１０での反射光は受光素子３６１で受光され、ここで電気信号に変換されたアナログの受光信号Ｓ４はＡ／Ｄ変換器３８１でデジタルの受光データＳ５にされる。一方、アドレス発生部４２は、ＳＯＳ回路４４でＳＯＳ信号が入力されると、これに応答して、メモリアドレスＳ６をメモリ４６に出力する。メモリ４６はこのメモリアドレスＳ６に対応するアドレスに前記受光データＳ５を格納する。この一連の投光と受光とが完了すると、制御部３０は第２センサ処理部３２２のタイミング信号発生部にタイミング信号Ｓ１２を出力する。それ以降の第２センサ処理部３２２での処理動作は第１センサ処理部３２１でのそれと同様であるので説明を省略する。また、それ以降の第ｎセンサ処理部３２ｎまでの動作も同様であるのでその説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態では制御部３０は各センサ処理部３２１，３２２，…，３２ｎにおけるタイミング信号発生部４０に対するタイミング信号Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎを順次に所定時間遅延させてから出力するようにしており、これによって、各投光素子３４１，３４２，…，３４ｎからの光ビームが隣接する投光素子からの光ビームと干渉することがない。つまり、図３を参照してそのことを説明すると、図３（ａ）では第１センサ処理部３２１のタイミング信号発生部４０にタイミング信号Ｓ１１が入力されたことによって第１投光素子３４１が光ビームを投光している様子が、図３（ｂ）では第２センサ処理部３２２のタイミング信号発生部４０にタイミング信号Ｓ１２が入力されたことによって第２投光素子３４２が光ビームを投光している様子が、図３（ｃ）では図示省略の第３センサ処理部のタイミング信号発生部にタイミング信号が入力されたことによって第３投光素子が光ビームを投光している様子がそれぞれ示されている。
【００２０】
したがって、各投光素子それぞれは隣接する投光素子間で共通の投光領域を有していても、投光素子それぞれからの光ビームは投光タイミングが異なっているので、相互に干渉することがなくなり、その干渉による上述した不具合の発生はない。
【００２１】
なお、上述の実施の形態においては光ビーム走査型センサにおける投光素子と受光素子とをセンサヘッドとしてガントリーに配備する構成としてもよい。この場合、Ａ／Ｄ変換器もそのセンサヘッドに含めてガントリーに配備すればアナログのまま受光信号が伝送されるよりもデジタルで伝送されることで耐ノイズ性に優れたものとなる。もちろん、センサ処理部を含めてセンサヘッドとしてガントリーに配備してもよい。
【００２２】
なお、上述の実施の形態においては複数のセンサ処理部が設けられているが、図４で示すように１つのセンサ処理部構成としてもよい。この図４においては制御部３０、センサ処理部３２、複数の投光素子３４１〜３４ｎ、複数の受光素子３６１〜３６ｎ、複数のＡ／Ｄ変換器３８１〜３８ｎとで構成される。センサ処理部３２は、タイミング信号発生部４０、メモリ４６、アドレス発生部４２、複数のＳＯＳ回路４４１〜４４ｎで構成されている。制御部３０からタイミング信号発生部４０に車両検出開始信号が入力されると、タイミング信号発生部４０はそれぞれの投光素子３４１〜３４ｎに順次にタイミング信号を出力する。これによって、投光素子３４１〜３４ｎは異なるタイミングが駆動されて光ビームを高速道路面に向けて投光する。そして、高速道路面または車両からの反射光は対応する受光素子３６１〜３６ｎで受光されるとともに、対応するＡ／Ｄ変換器３８１〜３８ｎでＡ／Ｄ変換されてメモリ４６に出力される。メモリ４６においては各受光素子３６１〜３６ｎそれぞれに対応したメモリエリアが割り当てられており、それぞれのメモリエリア内の各アドレスにアドレス発生部４２からのアドレスに対応して受光データが格納される。アドレス発生部４２は各ＳＯＳ回路４４１〜４４ｎに対応したアドレスを発生する。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば次の効果を得られる。
【００２４】
本発明の投光制御方法によれば、共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体が配置され、少なくとも前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する投光制御方法であって、前記投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングとすることにより、投光タイミングが、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するタイミングとしたので、受光タイミングにおいても受光する光ビームが投光のための光ビームに干渉されなくなって、より正確に車両等の検出が可能となる。
【００２６】
本発明の投光制御装置によれば、共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御する制御部とを具備した投光制御装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御するので、受光タイミングにおいても受光する光ビームが投光のための光ビームに干渉されなくなって、より正確に車両等の検出が可能となる。
【００２８】
前記の場合、前記投光体が、光ビームをパルス的にもしくは連続的に投光し得る光ビーム走査型投光体である場合ではより好適に適用可能となる。
【００２９】
本発明の物体等の投光対象検出装置によれば、投光対象に向けて投光するに際し共通の投光領域を有するように配置された少なくとも２つの投光体と、前記投光体それぞれからの投光による投光対象での反射光を受光可能に配置された１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記投光対象を検出する制御部と、を具備した物体等の投光対象検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することで、上述と同様に投光対象を正確に検出できる。
【００３０】
この場合、ポリゴンミラーを有し、前記投光体が前記ポリゴンミラーを用いて光ビームを投光対象に向けてパルス的に走査可能とされている場合では、より好適に適用可能となる。
【００３１】
本発明の車両検出装置によれば、車両通過路に向けて投光可能に配置されてかつその投光に際しそれぞれが所定の投光領域を有しかつその投光領域のうち互いに共通の投光領域を有する少なくとも２つの投光体と、前記車両通過路からの反射光を受光可能に配置される１つまたは複数の受光体と、前記両投光体それぞれの投光タイミングを異なるように制御し、かつ、前記受光体の出力から前記車両通過路上の車両を検出する制御部と、を具備した車両検出装置であって、前記制御部が、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することにより、一方の投光体から共通投光領域に向けて投光され、その投光がそれに対応する受光体で受光されてから他方の投光体による前記共通投光領域に向けての投光動作を開始するように前記投光タイミングを制御することで、車両の検出を行う場合では車両の形状あるいは有無などに対して正確な検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両検出装置の内部回路構成図
【図２】実施の形態の動作説明に供するタイミングチャート
【図３】実施の形態の動作説明に供するセンサと車両の配置構成図
【図４】他の実施の形態に係る車両検出装置の内部回路構成図
【図５】従来の車両検出装置の説明に供するガントリー付近の構成図
【図６】ポリゴンミラーによるセンサの構成図
【符号の説明】
２  高速道路
４  ガントリー
６  光ビーム走査型センサ
１０  車両
１４  投光領域
１８  共通投光領域
２０  ポリゴンミラー
３０  制御部
３２１〜３２ｎ  センサ処理部
３４１〜３４ｎ  投光素子
３６１〜３６ｎ  受光素子
Ｓ１１〜Ｓ１ｎ  投光タイミング信号
【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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