(57)【要約】【課題】車両における車頭から車軸までの車長方向の距離を計測可能な車体計測装置を提供する。【解決手段】車両Ａの車頭から車軸までの車長方向の距離を計測する車種判別処理部１０Ａは、車線方向の所定位置（Ｘ＝０）における車頭及び車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得部と、車頭の位置と時刻とを複数関連付けてなる車頭位置情報を取得する第２情報取得部と、通過時刻情報に示される車頭の通過時刻と、当該車頭が所定位置を通過するタイミングに関連する車頭位置情報とに基づいて、通過時刻情報に示される時刻と車頭位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算部と、演算した誤差に基づいて、通過時刻情報に示される車軸の通過時刻に関連する車頭位置情報を特定するとともに、特定した車頭位置情報に基づいて車両Ａの車頭から車軸までの車長方向の距離を計測する計測部と、を備える。【選択図】図１
2018151953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測装置であって、
車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得部と、
前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得部と、
前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算部と、
演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測部と、
を備える車体計測装置。
【請求項２】
前記第２情報取得部は、車線方向に沿ってレーザ光を走査可能に配置されたレーザスキャナから繰り返し受け付けるレーザスキャナ情報に基づいて前記車端位置情報を取得する
請求項１に記載の車体計測装置。
【請求項３】
前記第１情報取得部は、前記所定位置における前記車端の通過を検知可能な車両検知器から受け付ける検知信号に基づいて前記通過時刻情報を取得する
請求項１又は請求項２に記載の車体計測装置。
【請求項４】
前記特徴点は、前記車両の車軸であって、
前記第１情報取得部は、更に、前記所定位置における前記車両の車軸の通過を検知可能な踏板から受け付ける検知信号に基づいて前記通過時刻情報を取得する
請求項３に記載の車体計測装置。
【請求項５】
前記第１情報取得部は、車線方向の第１の所定位置における前記車端の通過時刻と、車線方向の第２の所定位置における前記車端の通過時刻と、を示す通過時刻情報を取得し、
前記時刻誤差演算部は、
前記通過時刻情報に示される前記第１の所定位置における前記車端の通過時刻と、前記車端が前記第１の所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との第１の誤差を演算し、かつ、
前記通過時刻情報に示される前記第２の所定位置における前記車端の通過時刻と、前記車端が前記第２の所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との第２の誤差を演算する
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車体計測装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車体計測装置を備える
料金収受システム。
【請求項７】
車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測方法であって、
車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得ステップと、
前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得ステップと、
前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算ステップと、
演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測ステップと、
を有する車体計測方法。
【請求項８】
車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測装置のコンピュータを、
車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得部、
前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得部、
前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算部、
演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測部、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体計測装置、料金収受システム、車体計測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、有料道路で用いられている料金収受システムでは、有料道路を利用する車両の車種区分別に料金が定められている場合がある。この場合、料金所の車線上に、走行する車両の車種区分を自動的に判別する車種判別装置が設置されていることがある。車種判別装置は、車線に設置された各種センサ群を通じて、当該車線を走行する車両のナンバープレート情報、各種緒元（車高、車長、車軸数等）を取得し、これらの取得結果に基づいて車種区分を特定する。
【０００３】
料金所の立地条件によっては、上述の車種判別装置を設置するためのスペースを十分に確保できないことがある。この問題の対策の一つとして、路面の上方から車線方向に沿ってレーザ光（検知光）を走査可能なレーザスキャナを設置し、当該レーザスキャナより得られる情報に基づいて車種区分を判別する手法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。レーザスキャナを用いることで車種判別装置の構成全体をコンパクトにすることができ、限られたスペースでも判別精度の高い車種判別処理を実施することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７０４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザスキャナを具備する車種判別装置では、例えば、レーザスキャナを通じて得られる車頭位置情報（車頭の位置を示す情報）と、踏板を通じて得られる車軸の通過時刻情報（タイヤによる踏み付けタイミングを示す情報）とに基づいて、車体全体における車軸の位置（車頭から各車軸までの車長方向の距離）を示す車軸位置情報を取得する。そして、車種判別装置は、取得した車軸位置情報を利用して車種判別処理を行う。
【０００６】
上述の車頭位置情報と車軸の通過時刻情報とは、それぞれ、取得元の機器が異なる。即ち、車頭位置情報に含まれる時刻は、レーザスキャナ自身が具備するタイマ（時刻計測部）に基づいて計測されたものである。他方、車軸の通過時刻情報に含まれる時刻は、踏板に接続された車線サーバ（車種判別処理部）が具備するタイマに基づいて計測されたものである。レーザスキャナが具備するタイマと、車種判別装置が具備するタイマとの間には、時刻誤差が生じていることが想定される。
上述の２つのタイマに時刻誤差が生じていると、車頭位置情報に示される車頭位置と、車軸の通過時刻情報に示される車軸位置とを同一の時系列上に並べた際に、車両における車頭から各車軸までの車長方向の距離の計測結果にも誤差が生じ得る。そのため、正しい車種区分を判別できない場合が想定される。
【０００７】
本発明の目的は、車両における車端（車頭、車尾）から特徴点（例えば「車軸」）までの車長方向の距離を計測可能な車体計測装置、料金収受システム、車体計測方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、車体計測装置（１０Ａ）は、車両（Ａ）における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測装置であって、車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得部（１０１）と、前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得部（１０２）と、前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算部（１０３）と、演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測部（１０４）と、を備える。
このようにすることで、時刻誤差演算部によって、取得元が異なる２種類の時刻情報の誤差（時刻誤差）が演算される。そして、計測部は、時刻誤差が解消された２つの情報（通過時刻情報、車端位置情報）の組み合わせによって、車端から特徴点まで車長方向の距離を計測する。これにより、車軸位置計測部による、車端から特徴点まで車長方向の距離の計測結果の精度を高めることができる。
以上より、上述の車体計測装置によれば、車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測できる。
【０００９】
また、第２の態様によれば、前記第２情報取得部は、車線方向に沿ってレーザ光を走査可能に配置されたレーザスキャナ（１１）から繰り返し受け付けるレーザスキャナ情報に基づいて前記車端位置情報を取得する。
このようにすることで、レーザスキャナから出力されるレーザスキャナ情報に基づいて車頭位置情報を取得することができ、ひいては、車両の車種区分を判別できる。これにより、車体計測装置の構成全体のコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
また、第３の態様によれば、前記第１情報取得部は、前記所定位置における前記車端の通過を検知可能な車両検知器（１２）から受け付ける検知信号に基づいて前記通過時刻情報を取得する。
このようにすることで、車両検知器による検知信号に基づいて、所定位置における車両の車端（車頭、車尾）の通過時刻を示す通過時刻情報を取得することができる。
【００１１】
また、第４の態様によれば、前記特徴点は、前記車両の車軸であって、前記第１情報取得部は、更に、前記所定位置における前記車両の車軸の通過を検知可能な踏板（１３）から受け付ける検知信号に基づいて前記通過時刻情報を取得する。
このようにすることで、踏板による検知信号に基づいて、所定位置における車両の車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得することができる。
【００１２】
また、第５の態様によれば、前記第１情報取得部は、車線方向の第１の所定位置における前記車端の通過時刻と、車線方向の第２の所定位置における前記車端の通過時刻と、を示す通過時刻情報を取得する。また、前記時刻誤差演算部は、前記通過時刻情報に示される前記第１の所定位置における前記車端の通過時刻と、前記車端が前記第１の所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との第１の誤差を演算する。更に、前記時刻誤差演算部は、前記通過時刻情報に示される前記第２の所定位置における前記車端の通過時刻と、前記車端が前記第２の所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との第２の誤差を演算する。
このようにすることで、第１の所定位置、第２の所定位置の各々における車頭、車尾の通過時刻について、第１の所定位置、第２の所定位置のそれぞれにおいて個別に生じ得る誤差（第１の誤差、第２の誤差）を把握することができる。
【００１３】
また、第６の態様によれば、料金収受システム（１）は、上述の第１から第４の何れかの態様に記載の車体計測装置を備える。
【００１４】
また、第７の態様によれば、車体計測方法は、車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測方法であって、車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得ステップと、前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得ステップと、前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算ステップと、演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測ステップと、を有する。
【００１５】
また、第８の態様によれば、プログラムは、車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測する車体計測装置のコンピュータを、車線方向の所定位置における前記車端及び前記特徴点の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する第１情報取得部、前記車端の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得する第２情報取得部、前記通過時刻情報に示される前記車端の通過時刻と、前記車端が前記所定位置を通過するタイミングに関連する前記車端位置情報とに基づいて、前記通過時刻情報に示される時刻と前記車端位置情報に示される時刻との誤差を演算する時刻誤差演算部、演算した前記誤差に基づいて、前記通過時刻情報に示される前記特徴点の通過時刻に関連する前記車端位置情報を特定するとともに、特定した前記車端位置情報に基づいて前記車端から前記特徴点までの車長方向の距離を計測する計測部、として機能させる。
【発明の効果】
【００１６】
上述の車体計測装置、料金収受システム、車体計測方法及びプログラムによれば、車両における車端から特徴点までの車長方向の距離を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る車種判別処理部の処理フローを示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る通過時刻情報を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るレーザスキャナの機能を説明する図である。
【図６】第１の実施形態に係る第２情報取得部の機能を説明する図である。
【図７】第１の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第１の図である。
【図８】第１の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第２の図である。
【図９】第１の実施形態に係る車軸位置計測部の機能を説明する図である。
【図１０】第２の実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係る通過時刻情報を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第１の図である。
【図１４】第２の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る車種判別装置及び料金収受システムについて、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００１９】
（料金収受システムの全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。
図１に示す料金収受システム１は、有料道路（高速道路等）の出口料金所等に設置される。料金収受システム１は、料金所を走行する車両の車種区分を判別するとともに、その車種区分に応じた料金を収受する。
【００２０】
図１に示すように、料金収受システム１は、車線サーバ１０と、レーザスキャナ１１と、車両検知器１２と、踏板１３と、路側アンテナ１９と、を備えている。
【００２１】
車線サーバ１０は、車線Ｌにおける料金収受処理の一連の動作全体を司る。具体的には、車線サーバ１０は、車線Ｌに進入した車両Ａの車種区分を判別するとともに、当該車種区分に応じた料金の収受を行う。
車線サーバ１０の車種判別処理部１０Ａは、後述するレーザスキャナ１１、車両検知器１２及び踏板１３を通じて得られる各種情報、検知信号に基づいて、走行する車両Ａの車種区分を判別する。
【００２２】
レーザスキャナ１１は、車線Ｌの上空（＋Ｚ方向側）に設置され、上空から車線Ｌの路面に向かってレーザ光を照射する。更に、レーザスキャナ１１は、当該レーザ光を、一定周期（例えば、１０ｍｓｅｃ周期）で繰り返し車線方向（±Ｘ方向）に沿って走査する。レーザスキャナ１１は、複数の走査角度別に照射された各レーザ光の反射光を検知して、レーザスキャナ１１の設置位置から各レーザ光の照射位置までの距離を計測する。
また、後述するように、レーザスキャナ１１は、内部にタイマ（図２に示す時刻計測部１１１）を具備しており、上述のスキャン結果（走査角度別の距離の計測結果）と、計測時刻とを関連付けて出力する。
【００２３】
車両検知器１２は、車線Ｌの車線方向における所定位置に設置され、当該所定位置における車両Ａの車頭（車体先端）、車尾（車体後端）の通過を検知する。具体的には、車両検知器１２は、車線Ｌを車線幅方向（±Ｙ方向）に挟んで対向するように設置された投光塔及び受光塔からなる。車両検知器１２の投光塔及び受光塔は、地上から高さ方向（＋Ｚ方向）に延在し、それぞれ、高さ方向に沿って複数の投光素子、受光素子が配列されている。各投光素子は、それぞれに関連する各受光素子に向けて検知光を投光する。車両検知器１２は、各受光素子における、各投光素子からの検知光の受光の有無を示す検知信号を車線サーバ１０に出力する。
車両検知器１２によれば、投光塔から投光される検知光のうちのいくつかが受光塔にて受光検知されなくなったことをもって、車両Ａの車頭が上記所定位置を通過した（車両Ａが所定位置に進入した）と判断することができる。また、受光塔にて受光されなくなった検知光が再度検知されたことをもって、車両Ａの車尾が上記所定位置を通過した（車尾抜けした）と判断することができる。
なお、以下の説明において、車両検知器１２（及び、後述する踏板１３）が設置される「所定位置」を、車線Ｌの車線方向（±Ｘ方向）の原点（Ｘ＝０）とする。また、車両検知器１２よりも上流側（−Ｘ方向側）の位置を負の値（Ｘ＜０）で表し、車両検知器１２よりも下流側（＋Ｘ方向側）の位置を正の値（Ｘ＞０）で表す。
【００２４】
踏板１３は、車線方向（±Ｘ方向）における、車両検知器１２と同じ所定位置（Ｘ＝０）に設置される。踏板１３は、車線Ｌの路面上において車線幅方向（±Ｙ方向）に延在して設置され、走行する車両Ａのタイヤによる踏み付けを検知する。即ち、踏板１３は、車線Ｌの所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車軸の通過を検知可能なセンサとして機能する。踏板１３は、車両Ａのタイヤによって踏み付けられる度に、そのタイミングで検知信号を車線サーバ１０（後述する車種判別処理部１０Ａ）に出力する。
【００２５】
路側アンテナ１９は、車両検知器１２、踏板１３が設置される所定位置（Ｘ＝０）よりも下流側に設置され、車両Ａに搭載された車載器（図示せず）との間で無線通信を行う。車線サーバ１０は、車種判別処理部１０Ａによって車両Ａの車種区分が判別されると、車種区分の判別結果に基づいて収受すべき料金を確定し、路側アンテナ１９を通じて料金収受処理を行う。
【００２６】
（料金収受システムの機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。
図２に示すように、車線サーバ１０は、車種判別処理部１０Ａと、料金収受処理部１０Ｂとを備えている。
【００２７】
車種判別処理部１０Ａは、上述したように、レーザスキャナ１１、車両検知器１２、踏板１３から出力される各種情報、検知信号に基づいて車両Ａ（図１）の車種区分を判別する。特に、本実施形態に係る車種判別処理部１０Ａは、車両Ａにおける車頭から各車軸までの車長方向の距離を計測する車体計測装置としての機能を有する。車種判別処理部１０Ａの各種機能の詳細については後述する。
【００２８】
料金収受処理部１０Ｂは、車種判別処理部１０Ａによって判別された車両Ａの車種区分に基づいて収受すべき料金を確定する。また、料金収受処理部１０Ｂは、確定した料金を収受するように、車両Ａに対し、路側アンテナ１９を通じて料金収受処理を行う。
【００２９】
なお、車線サーバ１０が有する上述の各種機能（車種判別処理部１０Ａ、料金収受処理部１０Ｂ）は、いずれも、ＣＰＵによって実現される態様であってもよい。この場合、車線サーバ１０に具備されるＣＰＵは、予め用意された専用のプログラムに従って動作することで、車種判別処理部１０Ａ、料金収受処理部１０Ｂとしての機能を発揮する。
【００３０】
レーザスキャナ１１は、距離計測部１１０と、時刻計測部１１１とを備えている。
距離計測部１１０は、複数の走査角度別に照射された各レーザ光の照射時刻からその反射光の検知時刻までの時間差に基づいて、自装置（レーザスキャナ１１）の設置位置から各レーザ光の照射位置までの距離を計測する。
時刻計測部１１１は、レーザスキャナ１１自身が具備するタイマである。レーザスキャナ１１が出力するレーザスキャナ情報（後述）に含まれる走査時刻は、時刻計測部１１１によって計測された時刻である。
【００３１】
次に、車種判別処理部１０Ａの機能構成について説明する。
車種判別処理部１０Ａは、時刻計測部１００と、第１情報取得部１０１と、第２情報取得部１０２と、時刻誤差演算部１０３と、車軸位置計測部１０４と、を有してなる。
【００３２】
時刻計測部１００は、車種判別処理部１０Ａ（車線サーバ１０）自身が有するタイマである。車両検知器１２、踏板１３からの検知信号に基づいて生成される通過時刻情報（後述）に含まれる時刻情報は、時刻計測部１００によって計測された時刻が示される。
【００３３】
第１情報取得部１０１は、車線方向（図１の±Ｘ方向）の所定位置（Ｘ＝０）における、車両Ａ（図１）の車頭及び車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する。具体的には、第１情報取得部１０１は、車両検知器１２から受け付ける検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車頭の通過時刻を取得する。また、第１情報取得部１０１は、踏板１３から受け付ける検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車軸の通過時刻を取得する。
【００３４】
第２情報取得部１０２は、車両Ａの車頭の車線方向（±Ｘ方向）における位置と、当該車頭がその位置に存在するときの時刻とを複数関連付けてなる車頭位置情報（車端位置情報）を取得する。具体的には、第２情報取得部１０２は、レーザスキャナ１１から一定周期（１０ｍｓｅｃ周期）でレーザスキャナ情報を受け付ける。第２情報取得部１０２は、一定周期で繰り返し受け付けたレーザスキャナ情報に基づいて車頭位置情報を取得する。
【００３５】
時刻誤差演算部１０３は、上述の通過時刻情報に示される車頭の通過時刻と、車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過するタイミングに関連する車頭位置情報とに基づいて、通過時刻情報に示される時刻（通過時刻）と車頭位置情報に示される時刻との誤差を演算する。
【００３６】
車軸位置計測部１０４（計測部）は、時刻誤差演算部１０３が演算した誤差に基づいて、通過時刻情報に示される各車軸の通過時刻に関連する車頭位置情報を特定する。そして、車軸位置計測部１０４は、特定した車頭位置情報に基づいて、車両Ａに対し車頭から各車軸までの車長方向の距離を計測する。
【００３７】
図２に示すように、レーザスキャナ１１と、車両検知器１２と、踏板１３と、車線サーバ１０に含まれる車種判別処理部１０Ａとは、車線Ｌを走行する車両Ａの車種区分を判別する車種判別装置１Ａとして機能する。
【００３８】
（車種判別処理部の処理フロー）
図３は、第１の実施形態に係る車種判別処理部の処理フローを示す図である。
また、図４は、第１の実施形態に係る通過時刻情報を示す図である。
また、図５は、第１の実施形態に係るレーザスキャナの機能を説明する図である。
また、図６は、第１の実施形態に係る第２情報取得部の機能を説明する図である。
また、図７、図８は、それぞれ、第１の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第１の図、第２の図である。
また、図９は、第１の実施形態に係る車軸位置計測部の機能を説明する図である。
以下、図３〜図９を参照しながら、車種判別処理部１０Ａの処理フローについて詳細に説明する。
【００３９】
図３に示すように、まず、車種判別処理部１０Ａの第１情報取得部１０１は、車両検知器１２から受け付ける検知信号と、踏板１３から受け付ける検知信号とに基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車頭の通過時刻、及び、車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する（ステップＳ００）。
【００４０】
ここで、図４を参照しながら、図３のステップＳ００で取得する「通過時刻情報」について詳細に説明する。
【００４１】
図４に示すように、通過時刻情報は、車両Ａの車頭及び車軸が所定位置（Ｘ＝０（図１参照））を通過した時刻（通過時刻）を示している。図４に示す「車軸番号」“１”、“２”、・・は、それぞれ、車両Ａの１軸目、２軸目、・・の車軸を示している。なお、「車軸番号」“０”は、車両Ａの車頭を示している。
ここで、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）に到達すると、車両検知器１２は、そのタイミングで車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）に到達したことを示す検知信号を出力する。第１情報取得部１０１は、車両検知器１２からの当該検知信号を受け付けたことをもって車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過したことを検知する。そして、第１情報取得部１０１は、時刻計測部１００を参照して、当該検知信号を受け付けたタイミングの時刻（通過時刻）を取得する。
続いて、車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）に到達すると、踏板１３は、そのタイミングで車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）に到達したことを示す検知信号を出力する。第１情報取得部１０１は、踏板１３からの当該検知信号を受け付けたことをもって車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過したことを検知する。そして、第１情報取得部１０１は、時刻計測部１００を参照して、当該検知信号を受け付けたタイミングの時刻（通過時刻）を取得する。第１情報取得部１０１は、車両Ａの２軸目以降の車軸の通過時刻についても同様に取得する。
以上のようにして、車種判別処理部１０Ａは、図４に示すような通過時刻情報を取得する。
【００４２】
次に、図３において、車種判別処理部１０Ａの第２情報取得部１０２は、レーザスキャナ１１から受け付けるレーザスキャナ情報に基づいて、走行する車両Ａの車線方向における車頭位置を示す車頭位置情報を取得する（ステップＳ０１）。なお、レーザスキャナ１１は、一定周期（１０ｍｓｅｃ周期）で繰り返し走査を行い、その走査結果と走査時刻とを示すレーザスキャナ情報を当該一定周期で繰り返し車種判別処理部１０Ａに出力する。第２情報取得部１０２は、一定周期で繰り返し出力されるレーザスキャナ情報を逐次受け付けて、複数の走査時刻それぞれにおける車頭位置を示す車頭位置情報を生成する。
【００４３】
ここで、図５、図６を参照しながら、図３のステップＳ０１で取得する「車頭位置情報」について詳細に説明する。
【００４４】
図５は、レーザスキャナ１１が周期的に出力するレーザスキャナ情報である。
レーザスキャナ情報に含まれる「走査時刻」は、レーザスキャナ１１が走査を行った時刻を示している。レーザスキャナ１１は、レーザ光の走査を行う度にレーザスキャナ１１自身が具備する時刻計測部１１１を参照して、走査時刻を取得する。
レーザスキャナ情報に含まれる「スキャン番号」は、１回の走査において、複数の走査角度で照射された各レーザ光を示す識別子である。レーザスキャナ１１は、１回の走査で、車線Ｌの車線方向（±Ｘ方向）に沿って、例えば５１２通り（Ｎ０００〜Ｎ５１１）の走査角度でレーザ光を照射する。
レーザスキャナ情報に含まれる「距離データ」は、１回の走査において、各走査角度で照射された５１２本のレーザ光の各々による距離の計測結果を示している。レーザスキャナ１１は、走査角度別に照射された各レーザ光の反射光を検知して、レーザスキャナ１１自身の設置位置から各レーザ光の照射位置までの距離を計測する。
レーザスキャナ１１は、１回の走査を行う度に、図５に示すようなレーザスキャナ情報を生成し、車種判別処理部１０Ａに出力する。
【００４５】
図６は、第２情報取得部１０２が、レーザスキャナ１１から受け付けた複数のレーザスキャナ情報（図５）に基づいて取得（生成）する車頭位置情報である。
車頭位置情報に含まれる「時刻」ｔ１、ｔ２、・・は、複数回受け付けたレーザスキャナ情報の各々に示される「走査時刻」（図５）であり、例えば１０ｍｓｅｃ置きの時刻を示している。
車頭位置情報に含まれる「車頭位置」は、レーザスキャナ情報の「スキャン番号」及び「距離データ」に基づく演算結果であって、各時刻（時刻ｔ１、ｔ２、・・）における車両Ａの車線方向（±Ｘ方向）における車頭位置Ｘ１、Ｘ２、・・を示している。
ここで、第２情報取得部１０２は、レーザスキャナ情報に含まれるスキャン番号（走査角度（θ））と距離データ（ｌ）とによって示される照射位置（ｌ、θ）を直交座標系（Ｘ、Ｚ）に変換する座標変換処理を行う。直交座標系で示される照射位置座標は、車線方向（±Ｘ方向）と高さ方向（±Ｚ方向）との組み合わせからなる。なお、高さ方向の原点（Ｚ＝０）は、車線Ｌの路面の高さとする。
次に、第２情報取得部１０２は、上記複数の照射位置座標（Ｘ、Ｚ）のうち、高さ方向の値が所定の判定閾値Ｚｔｈ以上である照射位置座標（Ｘ、Ｚ）（Ｚ≧Ｚｔｈ）を抽出する。ここで、判定閾値Ｚｔｈは例えば３０ｃｍ等と設定される。Ｚ≧Ｚｔｈとなる照射位置座標は、車両Ａの車体表面の位置を示しているものと判断できる。続いて、第２情報取得部１０２は、抽出した照射位置座標（Ｘ、Ｚ）（Ｚ≧Ｚｔｈ）のうち、車線方向（±Ｘ方向）の値が最も大きい（最も下流側に位置する）照射位置座標（Ｘ＿ｍａｘ、Ｚ）（Ｚ≧Ｚｔｈ）を特定する。第２情報取得部１０２は、特定した照射位置座標の車線方向（±Ｘ方向）の値“Ｘ＿ｍａｘ”を車両Ａの車頭位置Ｘ１、Ｘ２、・・と見なす。
以上のようにして、第２情報取得部１０２は、複数のレーザスキャナ情報に基づいて、図６に示すような車頭位置情報を取得する。
【００４６】
次に、図３において、車種判別処理部１０Ａの時刻誤差演算部１０３は、ステップＳ００で取得された通過時刻情報に示される時刻（通過時刻）と車頭位置情報に示される時刻との誤差を演算する（ステップＳ０２）。
【００４７】
ここで、図７、図８を参照しながら、図３のステップＳ０２における時刻誤差演算部１０３の処理について詳細に説明する。
【００４８】
図７は、図６の車頭位置情報に基づく、時刻（ｔ）と車頭の位置（Ｘ）との関係を示すグラフである。
時刻誤差演算部１０３は、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過するタイミングに関連する車頭位置情報を参照する。ここで、「車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過するタイミングに関連する車頭位置情報」とは、車頭位置情報（図６）に示される各時刻における車頭位置のうち、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻の直前及び直後に取得された車頭位置情報である。
【００４９】
例えば、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過する直前の車頭位置（即ち、Ｘ＜０のうち最大の車頭位置）が“Ｘ１”（Ｘ１＜０）であったとする。また、図６において、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過する直後の車頭位置（即ち、Ｘ＞０のうち最小の車頭位置）が“Ｘ２”（Ｘ２＞０）であったとする。
この場合、図６の車頭位置情報における時系列（時刻ｔ１、ｔ２、・・）上において、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻ｔａは、図７に示すグラフのように表される。図７に示すグラフにおいて、時刻ｔａは、式（１）によって算出することができる。
【００５０】
【数１】
2018151953.tif 000003
【００５１】
ここで、車頭位置情報に示される時系列（時刻ｔ１、ｔ２、・・）は、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）の時系列である。したがって、式（１）を通じて演算された時刻ｔａは、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）の時系列上において、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻を示している。
他方、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）の時系列上における、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻は、通過時刻情報（図４参照）に示される通り、通過時刻Ｔ０である。
そこで、時刻誤差演算部１０３は、式（２）を演算することで、通過時刻情報（図４）に示される時刻と車頭位置情報（図６）に示される時刻との誤差である時刻誤差αを演算する。
【００５２】
【数２】
2018151953.tif 000004
【００５３】
式（２）の演算結果より、同一のイベント（即ち、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過した瞬間）についての時刻の計測結果が、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）と、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）との間で時刻誤差αだけずれていると判断できる。
【００５４】
時刻誤差演算部１０３は、演算した誤差（時刻誤差α）に基づいて、通過時刻情報に示される各通過時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、・・を補正する。具体的には、時刻誤差αをオフセットとして、通過時刻情報における各通過時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、・・に加算する。これにより、時刻誤差演算部１０３は、図８に示すような補正後通過時刻情報を生成する。
【００５５】
次に、図３において、車軸位置計測部１０４は、車頭位置情報（図６）と、補正後の通過時刻情報（補正後通過時刻情報（図８））とに基づいて、車両Ａの車頭から各車軸までの車長方向（±Ｘ方向）の距離（車軸位置）を計測する（ステップＳ０３）。
【００５６】
図８に示す補正後通過時刻情報によれば、車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻は、時刻（Ｔ１＋α）である。この時刻（Ｔ１＋α）における車両Ａの車頭位置を位置Ｘｐ１とすると、位置Ｘｐ１は、車両Ａの車頭から１軸目の車軸までの距離と見なすことができる。即ち、車軸位置計測部１０４は、補正後通過時刻情報（図８）と車頭位置情報（図６）とに基づいて、時刻（Ｔ１＋α）における車両Ａの車頭位置である位置Ｘｐ１を演算する。
同様に、車両Ａの２軸目、３軸目、・・の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻は、時刻（Ｔ２＋α）、（Ｔ３＋α）、・・である。各通過時刻（Ｔ２＋α）、（Ｔ３＋α）、・・における車両Ａの車頭位置を位置Ｘｐ２、Ｘｐ３、・・とすると、位置Ｘｐ２、Ｘｐ３、・・は、それぞれ、車両Ａの車頭から２軸目、３軸目、・・の車軸までの距離と見なすことができる。即ち、車軸位置計測部１０４は、補正後通過時刻情報と車頭位置情報とに基づいて、時刻（Ｔ２＋α）、（Ｔ３＋α）、・・の各々における車両Ａの車頭位置である位置Ｘｐ２、Ｘｐ３、・・を演算する。
【００５７】
ここで、図９を参照しながら、図３のステップＳ０３における車軸位置計測部１０４の処理について詳細に説明する。
【００５８】
図９は、図６の車頭位置情報に基づく、時刻（ｔ）と車頭の位置（Ｘ）との関係を示すグラフである。
車軸位置計測部１０４は、ステップＳ０２で演算された時刻誤差αに基づいて、補正後通過時刻情報（図８）に示される各車軸の通過時刻に関連する車頭位置情報を特定する。ここで、「補正後通過時刻情報に示される各車軸の通過時刻に関連する車頭位置情報」とは、車頭位置情報（図６）に示される各時刻における車頭位置のうち、各車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻（時刻Ｔ１＋α、Ｔ２＋α、・・）の直前及び直後に取得された車頭位置情報である。
【００５９】
例えば、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻（Ｔ１＋α）の直前の時刻（即ち、ｔ＜Ｔ１＋αのうち最大の時刻）が“ｔ３”（ｔ３＜Ｔ１＋α）であったとする。また、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻（Ｔ１＋α）の直後の時刻（即ち、ｔ＞Ｔ１＋αのうち最小の時刻）が“ｔ４”（ｔ４＞Ｔ１＋α）であったとする。
この場合、図６の車頭位置情報における時系列（時刻ｔ１、ｔ２、・・）上において、車両Ａの１軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻（Ｔ１＋α）における車両Ａの車頭の位置Ｘｐ１は、図９に示すグラフのように表される。図９に示すグラフにおいて、位置Ｘｐ１は、式（３）によって算出することができる。
【００６０】
【数３】
2018151953.tif 000005
【００６１】
同様に、例えば、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの２軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻（Ｔ２＋α）の直前の時刻（即ち、ｔ＜Ｔ２＋αのうち最大の時刻）が“ｔ７”（ｔ７＜Ｔ２＋α）であったとする。また、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの２軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過する時刻（Ｔ２＋α）の直後の時刻（即ち、ｔ＞Ｔ２＋αのうち最小の時刻）が“ｔ８”（ｔ８＞Ｔ２＋α）であったとする。
この場合、図６の車頭位置情報における時系列（時刻ｔ１、ｔ２、・・）上において、車両Ａの２軸目の車軸が所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻（Ｔ２＋α）における車両Ａの車頭の位置Ｘｐ２は、式（４）によって算出することができる。
【００６２】
【数４】
2018151953.tif 000006
【００６３】
以上のようにして、車軸位置計測部１０４は、車軸が所定位置（Ｘ＝０）を通過した通過時刻（Ｔ１＋α）、（Ｔ２＋α）、・・の各々における車頭の位置Ｘｐ１、Ｘｐ２、・・を演算する。
【００６４】
最後に、図３において、車種判別処理部１０Ａは、ステップＳ０３で演算された位置Ｘｐ１、Ｘｐ２、・・（即ち、車両Ａの車頭から各車軸までの距離）に基づいて、車種判別処理を行う（ステップＳ０３）。車種判別処理部１０Ａは、車種区分の判別結果を料金収受処理部１０Ｂに出力する。料金収受処理部１０Ｂは、車種区分の判別結果に基づいて収受すべき料金を決定する。
【００６５】
（作用、効果）
以上、第１の実施形態に係る車種判別処理部１０Ａは、車両Ａにおける車頭（車端）から各車軸（特徴点）までの車長方向の距離を計測する車体計測装置としての機能を有する。車種判別処理部１０Ａは、車線方向の所定位置における車頭及び車軸の通過時刻を示す通過時刻情報（図４）を取得する第１情報取得部１０１と、車両Ａの車頭の位置と時刻とを複数関連付けてなる車頭位置情報（図６）を取得する第２情報取得部１０２と、を有する。
また、車種判別処理部１０Ａは、通過時刻情報に示される車頭の通過時刻と、車頭が所定位置を通過するタイミングに関連する車頭位置情報とに基づいて、通過時刻情報に示される時刻（通過時刻）と車頭位置情報に示される時刻との誤差（時刻誤差α）を演算する時刻誤差演算部１０３を備える。
更に、車種判別処理部１０Ａは、演算した誤差（時刻誤差α）に基づいて、通過時刻情報に示される各車軸の通過時刻（Ｔ１＋α、Ｔ２＋α、・・）に関連する車頭位置情報を特定するとともに、特定した車頭位置情報に基づいて、車両Ａの車端から各車軸までの車長方向の距離（Ｘｐ１、Ｘｐ２、・・）を計測する車軸位置計測部１０４を備える。
【００６６】
以上のような構成によれば、時刻誤差演算部１０３によって、取得元が異なる２種類の時刻情報の誤差（時刻誤差α）が演算される。そして、車軸位置計測部１０４は、時刻誤差αが解消された２つの情報（通過時刻情報、車頭位置情報）の組み合わせによって、車両Ａの車頭から各車軸まで車長方向の距離（Ｘｐ１、Ｘｐ２、・・）を計測する。これにより、車軸位置計測部１０４による、車両Ａの車頭から各車軸まで車長方向の距離の計測結果の精度を高めることができる。
【００６７】
以上より、上述の車種判別処理部１０Ａによれば、車両Ａにおける車頭から車軸までの車長方向の距離を精度良く計測できる。したがって、車種判別処理部１０Ａによる車種判別処理の信頼性を向上させることができる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、通過時刻情報に含まれる通過時刻の取得元は、車種判別処理部１０Ａのタイマ（時刻計測部１００）であり、車頭位置情報に含まれる時刻の取得元は、レーザスキャナ１１のタイマ（時刻計測部１１１）である。ここで、２つのタイマ同士の誤差を解消する手法の一つとして、車種判別処理部１０Ａとレーザスキャナ１１との間で所定の通信を行い、時刻の同期を図る、という手法が考えられる。しかしながら、車種判別処理を正確に行うためには、車種判別処理部１０Ａのタイマとレーザスキャナ１１のタイマとの間の誤差を、目安として１ｍｓｅｃ以内とする必要がある。そのため、単に、車種判別処理部１０Ａとレーザスキャナ１１との間の通信による時刻同期では、通信遅延の影響により実現することが難しい。
しかし、本実施形態に係る車種判別処理部１０Ａによれば、同一のイベント（即ち、車両Ａの車頭が所定位置（Ｘ＝０）を通過した瞬間）についての、２つのタイマの各々による時刻の計測結果の差に基づいて時刻誤差αを計測するものとしている。これにより、１ｍｓｅｃ以内の精度で各タイマの時刻合わせをせずに計測の同期性を確保することができる。
【００６９】
また、第１の実施形態に係る第２情報取得部１０２は、車線方向に沿ってレーザ光を走査可能に配置されたレーザスキャナ１１から繰り返し受け付けるレーザスキャナ情報に基づいて車頭位置情報を取得する。
このようにすることで、レーザスキャナ１１から出力されるレーザスキャナ情報に基づいて車頭位置情報を取得することができ、ひいては、車両Ａの車種区分を判別できる。これにより、車種判別装置１Ａの構成全体のコンパクト化を図ることができる。
【００７０】
なお、他の実施形態に係る第２情報取得部１０２は、上述の態様に限定されることはなく、レーザスキャナ１１以外のセンサから受け付ける検知信号に基づいて、車頭位置情報を取得する態様であってもよい。
【００７１】
また、第１の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、所定位置（Ｘ＝０）に設置された車両検知器１２から受け付ける検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車頭の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する。
このようにすることで、車両検知器１２による検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車頭の通過時刻を示す通過時刻情報を取得することができる。
【００７２】
なお、他の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、上述の態様に限定されることはなく、所定位置（Ｘ＝０）に設置された車両検知器１２以外のセンサから受け付ける検知信号に基づいて、通過時刻情報を取得する態様であってもよい。
【００７３】
また、第１の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、更に、所定位置（Ｘ＝０）に設置された踏板１３から受け付ける検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得する。
このようにすることで、踏板１３による検知信号に基づいて、所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得することができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
次に、第１の実施形態に係る車種判別装置及び料金収受システムについて、図１０〜図１４を参照しながら説明する。
【００７５】
（料金収受システムの全体構成）
図１０は、第２の実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。
【００７６】
図１０に示すように、第２の実施形態に係る料金収受システム１は、第１の実施形態に係る料金収受システム１（図１）と同様の機器構成を有している。
第２の実施形態に係る料金収受システム１は、更に、車両Ａの車長に関する情報を取得するための車長検知器１４を備えている。
【００７７】
車長検知器１４は、車線方向（±Ｘ方向）における設置位置ＸＬ（Ｘ＝ＸＬ）に設置される。ここで、設置位置ＸＬは、車両検知器１２が設置される所定位置（Ｘ＝０）よりも下流側（ＸＬ＞０）である。車長検知器１４は、車両検知器１２と同様の仕組みにより、車両Ａの車頭が設置位置ＸＬを通過したか否かを検知可能とされる。
【００７８】
（料金収受システムの機能構成）
図１１は、第２の実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。
図１１に示すように、第２の実施形態に係る車種判別処理部１０Ａは、第１の実施形態に係る車種判別処理部１０Ａ（図２）に対し、更に、車長計測部１０５を備えている。
【００７９】
車長計測部１０５は、車両検知器１２からの検知信号と、車長検知器１４からの検知信号とに基づいて、車両Ａの車長に関する情報を取得する。具体的には、車両検知器１２が車両Ａの車尾の通過（車尾抜け）を検知する前に車長検知器１４が車両Ａの車頭を検知するか否かを判断する。車両検知器１２が車両Ａの車尾抜けを検知する前に車長検知器１４が車両Ａの車頭を検知した場合には、車長計測部１０５は、車両Ａの車長が長さＸＬ以上と判定する。また、車長検知器１４が車両Ａの車頭を検知する前に車両検知器１２が車両Ａの車尾抜けを検知した場合には、車長計測部１０５は、車両Ａの車長が長さＸＬ未満と判定する。
第２の実施形態に係る車種判別処理部１０Ａは、車軸位置計測部１０４による車軸位置の計測結果に加え、更に、車長計測部１０５による車長の計測結果に基づいて、車両Ａの車種区分を判別する。
【００８０】
また、第２の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、車線方向の第１の所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車頭及び車尾の通過時刻と、車線方向の第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）における車両Ａの車頭及び車尾の通過時刻と、を示す通過時刻情報を取得する。車長計測部１０５は、第１情報取得部１０１が取得した通過時刻情報に基づいて、車両検知器１２が車両Ａの車尾の通過（車尾抜け）を検知する前に、車長検知器１４が車両Ａの車頭を検知するか否かを判断する。
【００８１】
また、第２の実施形態に係る時刻誤差演算部１０３は、通過時刻情報に示される第１の所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの車頭の通過時刻と、当該車頭が第１の所定位置（Ｘ＝０）を通過するタイミングに関連する車頭位置情報とに基づいて、通過時刻情報に示される時刻（通過時刻）と車頭位置情報に示される時刻との第１の誤差（時刻誤差α）を演算する。
更に、時刻誤差演算部１０３は、通過時刻情報に示される第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）における車両Ａの車頭の通過時刻と、当該車頭が第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）を通過するタイミングに関連する車頭位置情報とに基づいて、通過時刻情報に示される時刻（通過時刻）と車頭位置情報に示される時刻との第２の誤差（時刻誤差β）を演算する。
【００８２】
第２の実施形態に係る第２情報取得部１０２は、第１の実施形態と同様の機能を有する。即ち、第２情報取得部１０２は、レーザスキャナ１１からレーザスキャナ情報（図５）を逐次受け付けて、走行する車両Ａについての車頭の位置及び時刻を示す車頭位置情報（図６）を取得する。
【００８３】
以下、第２の実施形態に係る第１情報取得部１０１及び時刻誤差演算部１０３の機能について詳細に説明する。
【００８４】
（通過時刻情報）
図１２は、第２の実施形態に係る通過時刻情報を示す図である。
【００８５】
第２の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、図１２に示すような通過時刻情報を取得する。
図１２に示す通過時刻情報において、「事象」とは、車両検知器１２及び車長検知器１４の各々で車両Ａが進入したか（車頭が通過したか）、退出したか（車尾抜けしたか）を示す情報である。“Ｓ１進入”とは、「車両Ａが車両検知器１２の設置位置（Ｘ＝０）にて車頭の通過を検知した」という事象を示している。また、“Ｓ１退出”とは、「車両Ａが車両検知器１２の設置位置（Ｘ＝０）にて車尾の通過（車尾抜け）を検知した」という事象を示している。また、“Ｓ２進入”とは、「車両Ａが車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）にて車頭の通過を検知した」という事象を示している。また、“Ｓ２退出”とは、「車両Ａが車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）にて車尾の通過（車尾抜け）を検知した」という事象を示している。
【００８６】
また、図１２に示す通過時刻情報において、「通過時刻」とは、上述の各事象が発生した時刻を示している。即ち、図１２における通過時刻Ｔ１０は、車両Ａが車両検知器１２の設置位置（Ｘ＝０）にて車頭の通過を検知した時刻である。また、通過時刻Ｔ１１は、車両Ａが車両検知器１２の設置位置（Ｘ＝０）にて車尾の通過（車尾抜け）を検知した時刻である。また、通過時刻Ｔ２０は、車両Ａが車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）にて車頭の通過を検知した時刻である。また、通過時刻Ｔ２１は、車両Ａが車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）にて車尾の通過（車尾抜け）を検知した時刻である。
【００８７】
図１２に示す通過時刻情報における各通過時刻は、第１の実施形態と同様、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）によって計測された時刻に基づく情報である。
【００８８】
（時刻誤差演算部の機能）
図１３、図１４は、それぞれ、第２の実施形態に係る時刻誤差演算部の機能を説明する第１の図、第２の図である。
【００８９】
第２の実施形態に係る時刻誤差演算部１０３は、第１の実施形態と同様の処理に基づいて、通過時刻情報（図１２）に示される通過時刻と、車頭位置情報（図６）に示される時刻との第１の誤差（時刻誤差α）を演算する。
ここで、時刻誤差演算部１０３は、第１の実施形態と同様、図７に示すグラフ及び式（１）に基づいて、時刻ｔａを算出する。
【００９０】
次に、第２の実施形態に係る時刻誤差演算部１０３は、通過時刻情報（図１２）に示される通過時刻と、車頭位置情報（図６）に示される時刻との第２の誤差（時刻誤差β）を演算する。
【００９１】
例えば、図６に示す車頭位置情報において、車両Ａの車頭が車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）を通過する直前の車頭位置（即ち、Ｘ＜ＸＬのうち最大の車頭位置）が“Ｘ４”（Ｘ４＜ＸＬ）であったとする。また、図６において、車両Ａの車頭が上記設置位置（Ｘ＝ＸＬ）を通過する直後の車頭位置（即ち、Ｘ＞ＸＬのうち最小の車頭位置）が“Ｘ５”（Ｘ５＞ＸＬ）であったとする。
この場合、図６の車頭位置情報における時系列（時刻ｔ１、ｔ２、・・）上において、車両Ａの車頭が車長検知器１４の設置位置（Ｘ＝ＸＬ）に到達した瞬間の時刻ｔｂは、図１３に示すグラフのように表される。図１３に示すグラフにおいて、時刻ｔｂは、式（５）によって算出することができる。
【００９２】
【数５】
2018151953.tif 000007
【００９３】
ここで、時刻ｔａ、ｔｂは、それぞれ、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）の時系列上において、車両Ａの車頭が第１の所定位置（Ｘ＝０）、第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）に到達した瞬間の時刻を示している。
他方、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）の時系列上における、車両Ａの車頭が第１の所定位置（Ｘ＝０）に到達した瞬間の時刻は、通過時刻情報（図１２参照）に示される通り、通過時刻Ｔ１０である。また、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）の時系列上における、車両Ａの車頭が第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）に到達した瞬間の時刻は、通過時刻情報（図１２参照）に示される通り、通過時刻Ｔ２０である。
そこで、時刻誤差演算部１０３は、式（６）を演算することで、通過時刻情報（図１２）に示される時刻と車頭位置情報（図６）に示される時刻との誤差である第１の時刻誤差（時刻誤差α）、及び、第２の時刻誤差（時刻誤差β）を演算する。
【００９４】
【数６】
2018151953.tif 000008
【００９５】
式（６）上段の演算結果より、車両Ａの車頭が第１の所定位置（Ｘ＝０）を通過した瞬間についての時刻の計測結果が、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）と、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）との間で時刻誤差αだけずれていると判断できる。また、式（６）下段の演算結果より、車両Ａの車頭が第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）を通過した瞬間についての時刻の計測結果が、レーザスキャナ１１が具備するタイマ（時刻計測部１１１）と、車種判別処理部１０Ａが具備するタイマ（時刻計測部１００）との間で時刻誤差βだけずれていると判断できる。
【００９６】
ここで、車両検知器１２と車種判別処理部１０Ａとの間の通信遅延と、車長検知器１４と車種判別処理部１０Ａとの間の通信遅延とは、配線長などの影響により異なる。そのため、第１の所定位置（Ｘ＝０）における検知に関してレーザスキャナ１１が具備するタイマと車種判別処理部１０Ａが具備するタイマとの間で生じる時刻誤差αと、第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）における検知に関してレーザスキャナ１１が具備するタイマと車種判別処理部１０Ａが具備するタイマとの間で生じる時刻誤差βとは、厳密には異なる。
そこで、第２の実施形態に係る時刻誤差演算部１０３は、まず、第１の所定位置（Ｘ＝０）における同一のイベント（車頭が第１の所定位置（Ｘ＝０）を通過したこと）の検知に関してレーザスキャナ１１が具備するタイマと車種判別処理部１０Ａが具備するタイマとの間で生じる時刻誤差αを計測する。更に、第２の実施形態に係る時刻誤差演算部１０３は、第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）における同一のイベント（車頭が第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）を通過したこと）の検知に関してレーザスキャナ１１が具備するタイマと車種判別処理部１０Ａが具備するタイマとの間で生じる時刻誤差βを計測する。
【００９７】
次に、時刻誤差演算部１０３は、演算した２つの誤差（時刻誤差α、β）に基づいて、通過時刻情報（図１２）に示される各通過時刻Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ２０、Ｔ２１を補正する。具体的には、時刻誤差演算部１０３は、時刻誤差αをオフセットとして、車両検知器１２（第１の所定位置（Ｘ＝０））に関する各通過時刻Ｔ１０、Ｔ１１に対し、時刻誤差αを加算する。また、時刻誤差演算部１０３は、時刻誤差βをオフセットとして、車長検知器１４（第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ））に関する各通過時刻Ｔ２０、Ｔ２１に対し、時刻誤差βを加算する。これにより、時刻誤差演算部１０３は、図１４に示すような補正後通過時刻情報を生成する。
【００９８】
（作用、効果）
以上のような構成とすることで、第１の所定位置（Ｘ＝０）、第２の所定位置（Ｘ＝ＸＬ）の各々における車頭、車尾の通過時刻について、各所定位置（Ｘ＝０、Ｘ＝ＸＬ）それぞれにおいて個別に生じ得る時刻誤差α、βを把握することができる。
より具体的に説明すると、時刻誤差演算部１０３は、第１の所定位置における事象（“Ｓ１進入”、“Ｓ１退出”）の発生時刻（“Ｔ１０”、“Ｔ１１”）、及び、第２の所定位置における事象（“Ｓ２進入”、“Ｓ２退出”）の発生時刻（“Ｔ２０”、“Ｔ２１”）の各々について、個別に生じ得る２種類の時刻誤差α、βを、共通する他のタイマ（レーザスキャナ１１の時刻計測部１１１）を通じて把握する。
これにより、複数の所定位置（Ｘ＝０、Ｘ＝ＸＬ）別に、個別に発生する時刻誤差の影響を排除することができ、車長計測部１０５は、より正確な車長計測を行うことができる。
【００９９】
（変形例）
以上、第１、第２の実施形態に係る車種判別処理部１０Ａ及び料金収受システム１について詳細に説明したが、車種判別処理部１０Ａ及び料金収受システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
【０１００】
例えば、第１、第２の実施形態において、第１情報取得部１０１は、車線方向の所定位置（Ｘ＝０）における、車両Ａの「車頭」の通過時刻を示す通過時刻情報を取得するものとして説明した。また、第２情報取得部１０２は、車両Ａの「車頭」の車線方向における位置と、当該車頭がその位置に存在するときの時刻とを複数関連付けてなる車頭位置情報を取得するものとして説明した。
しかし、他の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、車線方向の所定位置（Ｘ＝０）における、車両Ａの「車尾」の通過時刻を示す通過時刻情報を取得するものとされてもよい。また、この場合、第２情報取得部１０２は、車両Ａの「車尾」の車線方向における位置と、当該車尾がその位置に存在するときの時刻とを複数関連付けてなる車尾位置情報を取得してもよい。
即ち、他の実施形態において、第１情報取得部１０１は、車線方向の所定位置における「車端」及び車軸の通過時刻を示す通過時刻情報を取得し、第２情報取得部１０２は、当該「車端」の位置と時刻とを複数関連付けてなる車端位置情報を取得するものとされてよい。
【０１０１】
また、第１、第２の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、車両Ａの「特徴点」の一態様として、車線方向の所定位置（Ｘ＝０）における、車両Ａの「車軸」の通過時刻を示す通過時刻情報を取得するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る第１情報取得部１０１は、車両Ａの「特徴点」の一態様として、車線方向の所定位置（Ｘ＝０）における車両Ａの「被牽引車との連結部材」や「所定の車高に達する位置」などの通過時刻を示す通過時刻情報を取得する態様であってもよい。この場合、車種判別処理部１０Ａは、車頭（又は車尾）から各特徴点までの距離に基づいて、車種区分を判別する。
【０１０２】
また、第１、第２の実施形態に係る料金収受システム１は、車種判別処理部１０Ａによって車両Ａの車種区分が判別されると、車種区分の判別結果に基づいて収受すべき料金を確定し、路側アンテナ１９を通じて料金収受処理を行うものとして説明した。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る料金収受システム１は、車種区分の判別結果に基づいて、路側に設置された料金自動収受機、又は、有人ブースに待機する収受員との間で料金収受を行う態様であってもよい。
【０１０３】
また、第１、第２の実施形態に係る料金収受システム１は、有料道路の出口料金所に設置される例で説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、入口料金所で料金収受が行われる料金形態が採用されている場合、料金収受システム１は、入口料金所に設置されてもよい。
【０１０４】
なお、上述の各実施形態においては、上述した車種判別処理部１０Ａの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【０１０５】
上記プログラムは、上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。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、車種判別処理部１０Ａは、それぞれ、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【０１０６】
以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  料金収受システム
１Ａ  車種判別装置
１０  車線サーバ
１０Ａ  車種判別処理部（車体計測装置）
１０Ｂ  料金収受処理部
１００  時刻計測部
１０１  第１情報取得部
１０２  第２情報取得部
１０３  時刻誤差演算部
１０４  車軸位置計測部（計測部）
１０５  車長計測部
１１  レーザスキャナ
１１０  距離計測部
１１１  時刻計測部
１２  車両検知器
１３  踏板
１４  車長検知器
１９  路側アンテナ
【図１】
2018151953.tif 000009
【図２】
2018151953.tif 000010
【図３】
2018151953.tif 000011
【図４】
2018151953.tif 000012
【図５】
2018151953.tif 000013
【図６】
2018151953.tif 000014
【図７】
2018151953.tif 000015
【図８】
2018151953.tif 000016
【図９】
2018151953.tif 000017
【図１０】
2018151953.tif 000018
【図１１】
2018151953.tif 000019
【図１２】
2018151953.tif 000020
【図１３】
2018151953.tif 000021
【図１４】
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