(57)【要約】【課題】被牽引物を牽引する車両が通過したときには、牽引車両と被牽引物とが一体であることを的確に検知できる車両検知器を提供する。【解決手段】自動車２が通過する車線の一側方に立設した車両検知器１には、自動車２の進行方向にほぼ直交する面内の要部をスキャン範囲とするレーザスキャナを設け、被牽引物を牽引するための連結体を模した疑似連結部５が後部に設けられた自動車２がスキャン面を通過するときに、疑似連結部５が通過する可能性の高い領域である連結体検知エリアδを予め設定し、この連結体検知エリアδにて疑似連結部５を１箇所以上で検知可能なように、自動車２の許容上限速度および連結体の想定形状に応じて定めたスキャン周波数と角度分解能を含む連結体検知可能条件を設定し、この連結体検知可能条件を満たすようにレーザスキャナを稼動させて得た点群データから連結体の有無を検知する。【選択図】図１０
2019133241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が通過可能な車両通過領域の一側方に設置されるハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、送受光部より照射するレーザ光による二次元面の走査・検知が可能なスキャン範囲が車両の進行方向と交差する平面内に設定され、前記スキャン範囲内にあるレーザ光反射物からの反射光を送受光部で検知した検知点からなる点群データをスキャン周期毎に取得するレーザスキャナと、
前記ハウジングに形成され、前記レーザスキャナのスキャン範囲における照射光および反射光の光路を阻害しない光路保護部と、
を備え、
前記レーザスキャナのスキャン範囲内には、車両に被牽引物を連結する連結体が通過する可能性の高い領域として、連結体検知エリアを予め設定し、
前記車両通過領域を通過する車両に連結体が設けられている場合、前記連結体検知エリアにて連結体を１箇所以上で検知可能なように、車両の許容上限速度および連結体の想定形状に応じて定めたスキャン周波数と角度分解能を含む連結体検知可能条件にて、前記レーザスキャナを稼動させるようにしたことを特徴とする車両検知器。
【請求項２】
前記レーザスキャナのスキャン範囲内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知していない障害物無検知状態から、前記検知空間に障害物を検知した障害物検知状態に変わったタイミングで、車両進入検知信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両検知器。
【請求項３】
前記レーザスキャナのスキャン範囲内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知している障害物検知状態から、前記検知空間に障害物を検知しなくなった障害物非検知状態に変わったタイミングで、車両通過検知信号を出力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に記載の車両検知器。
【請求項４】
前記ハウジングは、設置面に垂直な方向へ延出する円筒部と、該円筒部の円形上縁に連なる半球頂部とで構成し、前記円筒部の周面適所から窪む凹室構造でレーザスキャナの送受光部を臨ませるスキャンガイド凹部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両検知器。
【請求項５】
前記レーザスキャナの送受光部は、前記車両通過領域近辺からの泥はね等が付着して汚損される可能性が高い範囲として予め定めた汚損警戒範囲よりも高位置へ設けるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両検知器。
【請求項６】
前記請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両検知器と、該車両検知器からの点群データを受信して加工処理する処理装置と、から成る車両検知システムであって、
前記処理装置は、前記点群データを時系列に配置して３Ｄ画像を生成し、通過車種を特定すると共に、３Ｄ画像にて連結体を検知した場合には、連結体の前後を含めて一台の車両通過と判定するようにしたことを特徴とする車両検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有料道路の通行料金収受所や駐車場において、車両の進入から通過までを検知する車両検知器と、車両検知器からの検知情報を加工処理した有意情報を上位局へ提供する車両検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体である車両に移動局としての車載器を搭載して、有料道路に設置された基地局としての路側無線装置を介してデータのやりとりを行うことにより、通行料金の収受処理を行うＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）が利用されている。ＥＴＣシステムの運用においては、車両の端末装置と路側無線装置とで円滑な送受信を行えることがとても重要であり、料金収受処理の開始タイミングとなるＥＴＣレーンへの車両進入検知や、料金収受が終わった車両の通過検知等のために、車両検知器が用いられている。
【０００３】
現在のＥＴＣ料金収受所においては、道路の両側にそれぞれ発光装置と受光装置を対向状に配置した透過式車両検知器が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。これは、発光装置の発行器群から照射された検知光が受光装置の受光器群に検出されたか否かで、発光装置と受光装置との間に車両がいるか否か（障害物の有無）を検知する。すなわち、車両のいない状態から車両のいる状態に変われば、車両が進入したと判断でき、逆に、車両のいる状態から車両のいない状態に変われば、車両が通過したと判断できる。
【０００４】
このような透過式車両検知器は、料金収受処理開始に伴う電波発射タイミング判定のための車両進入検知箇所、料金収受処理終了に伴う通信完了判定のための車両通過検知箇所、料金所出口のバー開閉タイミング判定のための車両進入・通過検知箇所にそれぞれ設ける必要がある。すなわち、各検知箇所へ発光装置と受光装置の組み合わせを導入しなければならないので、全体として高コストになってしまう。また、アイランド上の各箇所に発光装置と受光装置が配置されていると、料金所ブースからの視認性が損なわれるという問題もある。
【０００５】
上述した透過式車両検知器を用いない車両検知方法もある。たとえば、複数路線を跨ぐように設けられた陸橋構造物（ガントリー）の梁部にレーザセンサを設け、車両走行方向に直交するように上方から路面をスキャンすることで、路面の凹凸を検知し、路面からの突起物を通行車両として検出するようにした交通検知システムが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
上記特許文献２に記載の交通検知システムによれば、透過式車両検知器のように発光装置と受光装置の組み合わせを多数必要としないし、料金所ブースからの視認性を損なうこともない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１２５０２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の交通検知システムでは、大型車両の最頂部よりも更に高位置となるガントリーの梁部（およそ４〜５ｍの高さ）に設けたレーザセンサを用いるので、レーザセンサの設置箇所から遠距離となる路面近傍の検知精度は低くなってしまい、適正な車両検知を行えないという問題が生じる。
【０００９】
例えば、積載トレーラーやカーゴトレーラーといった被牽引物を牽引する車両が通過するとき、車両と被牽引物を連結する連結体は、路面から数十センチ〜１メートル程度の高さにあるため、これをガントリーの梁部に設けたレーザセンサで確実に検知するためには、非常に高い角度分解能のレーザセンサを用いなければならない。しかし、引用文献２に記載の交通検知システムでは用いレーザセンサは、ガントリーの梁部から路面に向けて行うスキャンにより、比較的大きな車体の有無を判定するのに必要十分な角度分解能のものであるから、連結体を確実に検知できる検知性能は想定されていない。また、高速道路を走行する車両の走行速度に対して、レーザセンサのスキャン周期が十分に短く設定されていないと、車両進行方向に比較的短い連結体を確実に検知することはできない。
【００１０】
このように、レーザセンサの角度分解能やスキャン周波数が連結体検知可能条件を満たしていないと、牽引車と被牽引物を連結する連結体を検知できず、牽引車と被牽引物の間に非検知空間が生じ、これらを別々の車両として検知してしまう可能性がある。かといって、高速道路の路面から４〜５ｍも離れた高位置に設置するレーザスキャナに、路面付近で数センチ以下の検知精度を実現できるものを採用するのは、コストおよび装置サイズ・重量から到底現実的ではない。
【００１１】
また、特許文献２に記載の交通検知システムでは、車両進行方向に距離Ｄを隔てて、第１の車両検知エリアと第２の車両検知エリアを形成し、第１の車両検知エリアから第２の車両検知エリアまでの車両通過時間と距離Ｄから車速Ｖを推定し、更に、車速Ｖと車両通過時間とから車長Ｌを推定し、車長Ｌから車両種別（軽自動車、普通車、中型車、大型車、特大車などの車種区分）を推定する。しかしながら、車両と被牽引物を連結する連結体を検知できなければ、牽引車両と被牽引物を別々の通過車両と推定することとなるので、この点からも適正な車両検知を期待できない。
【００１２】
そこで、本発明は、被牽引物を牽引する車両が通過したときには、牽引車両と被牽引物とが一体であることを的確に検知できる車両検知器と、車両検知器からの検知情報に基づいて通過車両の有意情報に加工処理できる車両検知システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両が通過可能な車両通過領域の一側方に設置されるハウジングと、前記ハウジング内に収納され、送受光部より照射するレーザ光による二次元面の走査・検知が可能なスキャン範囲が車両の進行方向と交差する平面内に設定され、前記スキャン範囲内にあるレーザ光反射物からの反射光を送受光部で検知した検知点からなる点群データをスキャン周期毎に取得するレーザスキャナと、前記ハウジングに形成され、前記レーザスキャナのスキャン範囲における照射光および反射光の光路を阻害しない光路保護部と、を備え、前記レーザスキャナのスキャン範囲内には、車両に被牽引物を連結する連結体が通過する可能性の高い領域として、連結体検知エリアを予め設定し、前記車両通過領域を通過する車両に連結体が設けられている場合、前記連結体検知エリアにて連結体を１箇所以上で検知可能なように、車両の許容上限速度および連結体の想定形状に応じて定めたスキャン周波数と角度分解能を含む連結体検知可能条件にて、前記レーザスキャナを稼動させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の車両検知器において、前記レーザスキャナのスキャン範囲内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知していない障害物無検知状態から、前記検知空間に障害物を検知した障害物検知状態に変わったタイミングで、車両進入検知信号を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の車両検知器において、前記レーザスキャナのスキャン範囲内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知している障害物検知状態から、前記検知空間に障害物を検知しなくなった障害物非検知状態に変わったタイミングで、車両通過検知信号を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、前記請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両検知器において、前記ハウジングは、設置面に垂直な方向へ延出する円筒部と、該円筒部の円形上縁に連なる半球頂部とで構成し、前記円筒部の周面適所から窪む凹室構造でレーザスキャナの送受光部を臨ませるスキャンガイド凹部を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、前記請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両検知器において、前記レーザスキャナの送受光部は、前記車両通過領域近辺からの泥はね等が付着して汚損される可能性が高い範囲として予め定めた汚損警戒範囲よりも高位置へ設けるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項６に係る発明は、前記請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両検知器と、該車両検知器からの点群データを受信して加工処理する処理装置と、から成る車両検知システムであって、前記処理装置は、前記点群データを時系列に配置して３Ｄ画像を生成し、通過車種を特定すると共に、３Ｄ画像にて連結体を検知した場合には、連結体の前後を含めて一台の車両通過と判定するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る車両検知器によれば、車両通過領域の一側方から車両通過領域に対して、連結体検知可能条件にて稼動させたレーザスキャナによるスキャンを行うので、被牽引物を牽引する車両が車両通過領域を許容上限速度以下で通過していれば、連結体検知エリア内で連結体を的確に検知できる。よって、連結体によって連結された牽引車両と被牽引物を別の車両と誤検知してしまう不具合を抑制できる。
【００２０】
また、本発明に係る車両検知システムによれば、処理装置は、車両検知器からの点群データを時系列に配置して３Ｄ画像を生成し、通過車種を特定すると共に、３Ｄ画像にて連結体を検知した場合には、連結体の前後を含めて一台の車両通過と判定するので、連結体によって連結された牽引車両と被牽引物を別の車両と誤検知してしまう不具合を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る車両検知器の実施形態を示し、（ａ）は車両検知器の正面図、（ｂ）は車両検知器の側面図である。
【図２】レーザスキャナからステップ角毎に照射したレーザ光で被検知体を検知する場合の説明図である。
【図３】第１連結体〜第５連結体よりなる疑似連結部を車体固定具により車両後部へ取り付けた状態の外観斜視図である。
【図４】疑似連結部を車体固定具により車両後部へ取り付けた状態の平面図である。
【図５】（ａ）は疑似連結部を車体固定具により車両後部へ取り付けた状態の側面図である。（ｂ）は被牽引体と疑似連結部の拡大側面図である。（ｃ）は第１〜第５連結体の縦断端面図である。
【図６】２．５ｍの高さに設置したレーザスキャナにより諸条件で疑似連結部をスキャンした実測結果と演算結果との対比図である。
【図７】１．５ｍの高さに設置したレーザスキャナにより諸条件で疑似連結部をスキャンした実測結果と演算結果との対比図である。
【図８】１．０ｍの高さに設置したレーザスキャナにより諸条件で疑似連結部をスキャンした実測結果と演算結果との対比図である。
【図９】レーザスキャナにより諸条件で走行車両をスキャンした実測結果と演算結果との車速−車両進行方向分解精度の特性図である。
【図１０】ＥＴＣ車線に設置した車両検知器のスキャン範囲α内に設定する連結体検知エリアの説明図である。
【図１１】本実施形態に係る車両検知器をＥＴＣレーンで稼動させる場合の一設置例についての説明図である。
【図１２】ＥＴＣ車線に設置したトールタイプの車両検知器におけるスキャン範囲αと検知不能領域の説明図である。
【図１３】車両検知器と、該車両検知器からの点群データを受信して加工処理する処理装置と、から成る車両検知システムの概略構成図である。
【図１４】点群データより生成した通過車両の３Ｄ画像を示し、（ａ）は前方からの俯瞰斜視図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る車両検知器の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明に係る車両検知器１は、自動車に限らず、検知エリアを通過する移動車両（例えば、鉄道車両等）であれば、その進入および通過を検知することが可能である。但し、検知対象の車両に応じた連結体検知エリア（後に詳述）や連結体検知可能条件（後に詳述）を適切に設定しておく必要がある。
【００２３】
図１に示す車両検知器１は、自動車２が通過する道路や駐車場入出口といった車両通過領域の一側方（例えば、料金所内の車線と車線の間に設けられたアイランド）に設置され、車両通過領域を通過する車両を１台宛て検知可能なものである。このため、車両検知器１のハウジング１１内の適所（例えば、頂部近傍）には、自動車２の進行方向と交差（本実施形態においては、ほぼ直交）する平面内でレーザ光ＬＢをステップ角毎に照射する扇形のスキャン範囲αで走査可能なレーザスキャナ１２を収納してある。
【００２４】
このレーザスキャナ１２は、自動車２等の表面で反射されて戻ってきた反射光を受光すると、その時のレーザ光ＬＢの照射方向とレーザ光ＬＢの飛行時間（投光器でレーザパルスを照射して、受光器で反射光を検知するまでの経過時間）とから、スキャン平面における検知点の座標を特定できる。すなわち、車両検知器１は、レーザ光照射平面上のスキャン範囲における自動車２の検知点からなる点群データをスキャン周期毎に取得することができ、周期毎の点群データをスキャン周期に対応する自動車２の移動距離だけずらして空間上にプロットしてゆくと３次元点群データとなるので、３次元点群データの表面を平滑化処理することで、被検知物である自動車２の３Ｄ画像（遮るもの無くレーザ光ＬＢを照射できた面の画像）を簡易的に再現できる。
【００２５】
なお、レーザスキャナ１２自体は、１８０［゜］を越えるスキャニング角度（例えば、１９０［゜］）を備えているが、車両検知のためには、レーザスキャナ１２の設置位置から車両通過領域の自動車２をスキャンするのに必要十分な角度範囲（例えば、スキャン範囲α＝仰角７３［゜］＋俯角７３［゜］＝１４６［゜］）を用いれば良い。また、車両検知器１によって走行中の自動車２をスキャンするとき、スキャン開始時刻からスキャン終了時刻までの間に、その走行速度に応じて自動車２も移動しているため、得られる点群データは本来のスキャン平面より斜め後方にずれた平面上に位置することとなり、自動車２の走行速度が速いと、点群データの取得位置のズレは、無視できないものとなってゆく。しかし、スキャン時における自動車２の走行速度を用いて、取得された点群データのズレを補正すれば、生成する３Ｄ画像の歪みを抑制できる。
【００２６】
また、レーザスキャナ１２は、車両検知機能として、スキャン範囲α内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知していない障害物無検知状態から、検知空間に障害物を検知した障害物検知状態に変わったタイミングで、車両進入検知信号（例えば、単パルスのトリガ信号）を出力する機能を備える。この車両進入検知信号を用いれば、車両が検知エリア内に進入したタイミングを速やかに知ることができるので、ＥＴＣ通信の開始タイミング判定やゲート開放タイミング判定などに用いることができる。これとは逆に、スキャン範囲α内で常時は障害物を検知できない検知空間に障害物を検知している障害物検知状態から、前記検知空間に障害物を検知しなくなった障害物非検知状態に変わったタイミングで、車両通過検知信号（例えば、単パルスのトリガ信号）を出力する機能もレーザスキャナ１２は備えている。この車両通過検知信号を用いれば、車両が検知エリアを通過したタイミングを速やかに知ることができるので、ＥＴＣ通信の終了タイミング判定やゲート閉止タイミング判定などに用いることができる。
【００２７】
すなわち、車両検知器１は、ＥＴＣレーンの車線に対して片側のアイランドのみに設ければ、自動車２の進入および通過を検知できるので、必要な車両検出位置毎に一対の車両検知器を配置する必要がなく、設置作業の簡易化や設置コストの低廉化に加え、料金所ブースからの視認性が損なわれ難いという利点もある。
【００２８】
上記レーザスキャナ１２を収納するハウジング１１は、その外周面が滑らかな円筒形（例えば、円筒外表面の直径が約２７５［ｍｍ］）である円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの円形上縁に連なる滑らかな半球状の半球頂部１１ｂと、ＥＴＣレーン脇のアイランド（例えば、高さ２５０［ｍｍ］）上などに固定される設置体１１ｃとからなる。車道と平行に設置されたアイランドへハウジング１１の設置体１１ｃを立設すると、ハウジング１１の円筒部１１ａは設置面に垂直な方向（車線の路面が水平であれば、鉛直方向）へ延出するので、ハウジング１１内に収納してあるレーザスキャナ１２（例えば、設置体１１ｃの基底部から高さ約１［ｍ］の位置に、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａ中心を配置）は、車道の路面からアイランドの高さ分だけ高い位置（例えば、１２５０［ｍｍ］）に設置されることとなる。
【００２９】
上記設置体１１ｃは、円筒部１１ａの下部開口に嵌挿し得る外径の円筒体で、固定部１１ｃ１と嵌挿部１１ｃ２との間に、環状凸部１１ｃ３を形成してある。これにより、円筒部１１ａの下部開口を設置体１１ｃの嵌挿部１１ｃ２に嵌め入れると、ちょうど環状凸部１１ｃ３にて円筒部１１ａの下縁が位置決めされ、ハウジング１１を所定高さ（例えば、１．５［ｍ］の高さ）に組み立てることができる。なお、設置体１１ｃを円筒部１１ａに嵌挿することで適所へ設置体１１ｃを固定する構造とせず、円筒部１１ａの下部に適宜な固定構造を設けるようにしても構わない。
【００３０】
また、本実施形態の車両検出器１は、比較的小型の副レーザスキャナ１３を備えており、この副レーザスキャナ１３は、上記レーザスキャナ１２の検知面に直交する面、すなわち路面とほぼ平行な検知面でのスキャンを行えるものである。この副レーザスキャナ１３によって、スキャン範囲内で移動体を検知すると、スキャン周期毎に検知される移動体の変移量から移動体の速度を求めることができる。なお、移動体の速度は、公知既存の速度検出装置を使って検出できるので、移動体の速度検知に副レーザスキャナ１３を用いないでも構わない。
【００３１】
上述したレーザスキャナ１２および副レーザスキャナ１３は、光路保護部としてのスキャンガイド凹部１４内に配置する。このスキャンガイド凹部１４は、ハウジング１１の円筒部１１ａにおける周面適所から内奥へ窪む凹室構造で、このスキャンガイド凹部１４から、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａおよび副レーザスキャナ１３の送受光部を車両検知空間へ臨ませる。
【００３２】
光路保護部としてのスキャンガイド凹部１４は、少なくとも、レーザスキャナ１２によるレーザ光ＬＢの照射範囲および反射光の受信範囲を確保できる縦長の開口面（例えば、高さが約７０８［ｍｍ］で幅が約９５［ｍｍ］の開口面）を円筒部１１ａの周面に開設し、この開口面より円筒部１１ａ内に窪む凹室である。具体的には、円筒部１１ａに開設した縦長スリット状の開口面における左右の両側縁より奥側へ配置した第１側壁部１４ａおよび第２側壁部１４ｂと、第１，第２側壁部１４ａ，１４ｂの上縁に連なる上壁部１４ｃと、第１，第２側壁部１４ａ，１４ｂの下縁に連なる下壁部１４ｄとからなる四側壁を備え、これら各側壁部１４ａ〜１４ｄの後縁開口を上側奥壁部１４ｅと下側奥壁部１４ｆにより閉塞したものである。なお、上側奥壁部１４ｅと下側奥壁部１４ｆの間に生じる空隙には、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａを臨ませる。
【００３３】
スキャンガイド凹部１４の奥において、レーザスキャナ１２の上側を塞ぐ上側奥壁部１４ｅには、機器設定などを行う操作パネルにアクセスする開閉蓋１４ｅ１や、車両検知器１の動作状態や設定状態などを表示するためのパイロットランプ群１４ｅ２が設けてある。また、レーザスキャナ１２の下側を塞ぐ下側奥壁部１４ｆは、レーザスキャナ１２の下部に当着する第１平板部１４ｆ１と、この平板部１４ｆ１の下縁に連なり徐々に前方へ迫り出したテーパ状の庇部１４ｆ２と、庇部１４ｆ２の下部後縁と下壁部１４ｄとに連なる第２平板部１４ｆ３とからなる。なお、下側奥壁部１４ｆの庇部１４ｆ２が、副レーザスキャナ１３の上方へ被さるように配置することで、副レーザスキャナ１３の上側を雨や塵埃から保護できる。
【００３４】
このように、ハウジング１１のスキャンガイド凹部１４内にレーザスキャナ２１の送受光部１２ａおよび副レーザスキャナ１３の送受光部をスキャン可能に臨ませることにより、レーザスキャナ１２や副レーザスキャナ１３をハウジング１１の外表面から突出させないので、飛来物などがレーザスキャナ１２や副レーザスキャナ１３に当たって破損することを効果的に防げる。しかも、ハウジング１１の外表面は、スキャンガイド凹部１４を除き、概ね滑らかな曲面で構成されているので、人が触れてもケガをする危険性が低い。また、ハウジング１１の半球頂部１１ｂが滑らかな半球面であることから、雪や落ち葉などの堆積を困難にし、除雪や清掃の手間を軽減できる。また、スキャンガイド凹部１４の開口面は縦長のスリット状に形成してあることから、風雪が吹き込み難く、ゴミや雪で送受光部１２ａが塞がれてスキャン不能となる事態を効果的に回避できる。更に、スキャンガイド凹部１４の適所を加温する融雪用ヒータを設けておけば、降雪によるスキャン不能を回避する上で、一層効果的である。
【００３５】
なお、ハウジング１１に設けるスキャンガイド凹部１４の開口面を閉塞する透光性窓部（使用するレーザ光の波長に対して透明な硬質材料にて形成した遮蔽体）を設けて、円筒部１１ａが内空部と隔絶された完全な円筒体とすれば、レーザスキャナ１２等の内部機器が保護されるので、スキャンガイド凹部１４を設ける必要が無くなる。しかしながら、その場合、透過性窓部を経たレーザ光ＬＢの出射強度が規定値以上に保たれ、検知対象物からの反射光を透過性窓部が規定値以上の透過率で入射させるなど、必要十分な検知機能が保持される必要がある。加えて、透過性窓部を透過するときに生じるレーザ光ＬＢの屈折を考慮した検出位置の補正も必要となる。
【００３６】
また、車両検知器１が設置されるアイランド等は、降雨、降雪等で道路上にできた水たまりを自動車２が通過する際に泥水をかぶる危険性があり、車両検知器１に設けたレーザスキャナ１２の送受光部１２ａや副レーザスキャナ１３の送受光部が泥はね等で汚損されてレーザ光ＬＢの透過が阻害されると、適正な車両検知を行えなくなってしまう。そこで、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａや副レーザスキャナ１３の送受光部は、車両通過領域近辺からの泥はね等が付着して汚損される可能性が高い範囲として予め定めた汚損警戒範囲β（図１（ｂ）を参照）よりも高位置となるように設定しておく。かくすれば、水たまりを自動車２のタイヤが通過することで、車両検知器１の設置側へ泥水が跳ね飛んだとしても、汚損警戒範囲よりも高位置にあるレーザスキャナ１２の送受光部１２ａや副レーザスキャナ１３の送受光部が汚損される可能性は極めて低くなり、車両検知器１の車両検知機能を良好に維持できる。
【００３７】
次に、上記車両検知器１で用いるレーザスキャナ１２の障害物検知機能について説明する。図２は、レーザスキャナ１２のスキャン範囲内に第１〜第５被検知体３ａ〜３ｅを配置したとき、これらをレーザスキャナ１２から照射したレーザ光ＬＢによって検知する状態を示したものである。なお、第１〜第５被検知体３ａ〜３ｅは、道路面にほぼ平行な底面と上面および路面に垂直な二側面（例えば、レーザスキャナ１２に近い側を第１側面、その反対を第２側面とする）を備える直方体とする。また、レーザスキャナ１２からレーザ光ＬＢを照射するステップ角は、スキャン周波数によっては０．２［゜］以下にすることも可能であるが、ここではレーザ光ＬＢの照射間隔が視認できる程度に荒くして示してある。
【００３８】
レーザスキャナ１２の設置高さ（例えば、２．５［ｍ］）とほぼ同じ高さで、２〜２．５［ｍ］程度離隔させた第１被検知体３ａは、第１側面にレーザ光ＬＢの照射ポイントが３点生ずる。これら３点（図２中、黒丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、これら３つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２の送受光部１２ａへ戻って受光される可能性が高い。よって、第１被検知体３ａがレーザスキャナ１２によって検知されるサンプリングポイントは３ポイントとなる。なお、厳密に考えると、レーザ光ＬＢの照射距離によってビーム幅（スポットサイズ）が変わるので、計算上はビーム中心が被検知体に当たっていなくても、ビーム中心から外れたレーザ光の一部が被検知体に照射される可能性はあるが、そのような場合の反射光が検知可能な光量としてレーザスキャナ１２へ戻り検知される可能性は高くないと考えられるので、ここではビーム中心が当たっていないものは照射ポイントして除外する。以下も同様である。
【００３９】
上記第１被検知体３ａの直上方（例えば、３．５［ｍ］）に配置した第２被検知体３ｂは、底面にレーザ光ＬＢの照射ポイントが４点生ずる。これらのうち後方の３点（図２中、白丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜を越えているので、これら３つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性は殆ど無いが、最前の１点（図２中、黒丸で示す）だけは、レーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、この照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性が高い。よって、第２被検知体３ｂの底面のサンプリングポイントは１ポイントとなる。一方、第２被検知体３ｂの第１側面にもレーザ光ＬＢの照射ポイントが２点生ずる。これら２点（図２中、黒丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、これら２つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性が高い。よって、第２被検知体３ｂがレーザスキャナ１２によって検知されるサンプリングポイントは、底面と第１側面を合わせて３ポイントとなる。
【００４０】
上記第１被検知体３ａの適宜後方（レーザスキャナ１２からの離隔距離が４〜４．５［ｍ］程度）で若干高位置（例えば、３．０［ｍ］）に配置した第３被検知体３ｃは、底面にレーザ光ＬＢの照射ポイントが１点生ずる。この１点（図２中、白丸で示す）は、レーザ光ＬＢの入射角度が４５゜を越えているので、この照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性は殆ど無い。よって、第３被検知体３ｃの底面にはサンプリングポイントはない。一方、第３被検知体３ｃの第１側面にもレーザ光ＬＢの照射ポイントが２点生ずる。これら２点（図２中、黒丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、これら２つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性が高い。よって、第３被検知体３ｃがレーザスキャナ１２によって検知されるサンプリングポイントは２ポイントとなる。
【００４１】
上記第３被検知体３ｃの直下方（例えば、１．７［ｍ］）に配置した第４被検知体３ｄは、第１側面にレーザ光ＬＢの照射ポイントが２点生ずる。これら２点（図２中、黒丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、これら２つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性が高い。よって、第４被検知体３ｄがレーザスキャナ１２によって検知されるサンプリングポイントは２ポイントとなる。
【００４２】
レーザスキャナ１２から近傍（水平方向の離隔距離が０．６［ｍ］程度、設置高さが１．５［ｍ］程度）に配置した第５被検知体３ｅは、第１側面にレーザ光ＬＢの照射ポイントが３点生ずる。これら３点（図２中、白丸で示す）は、いずれもレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜を越えているので、これら３つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性は殆ど無い。よって、第５被検知体３ｅの第１側面にはサンプリングポイントはない。一方、第５被検知体３ｅの上面にもレーザ光ＬＢの照射ポイントが１２点生ずる。これら１２点のうち、第１側面に近い８点（図２中、黒丸で示す）はレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜以内なので、これら８つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性が高い。しかし、それより後方（第２側面に近い側）の４点（図２中、白丸で示す）はレーザ光ＬＢの入射角度が４５゜を越えているので、これら４つの照射ポイントで反射した反射光がレーザスキャナ１２へ戻って受光される可能性は殆ど無い。よって、第５被検知体３ｅがレーザスキャナ１２によって検知されるサンプリングポイントは８ポイントとなる。
【００４３】
このように、自動車２を被検知体としてレーザスキャナ１２で検知する場合、レーザスキャナ１２からのレーザ光ＬＢが入射角度４５゜以内で照射されたポイントに限って、照射点の座標を取得できる。そして、車両検知器１に臨む自動車２の側面は、レーザスキャナ２に対向する面積が多いので、比較的多い点群データを得ることが可能である。よって、自動車２の側面は、点群データから多少の凹凸も含めて３Ｄデータに変換できる。また、レーザスキャナ１２の設置位置がボンネットやルーフよりも高位置にある場合は、ボンネットやルーフの面も点群データとして得られるので、自動車２の横幅方向の奥行を３Ｄデータに変換できる。
【００４４】
しかしながら、積載トレーラーやカーゴトレーラーといった被牽引物を牽引する車両の場合、牽引車と被牽引物を連結する連結体は、径が１５〜４０［ｍｍ］程度の棒材や角材などで構成され、路面からせいぜい３００〜７００［ｍｍ］程度の高さにあるため、連結体のサンプリングポイントを１ポイント以上にするようなスキャン条件を整えておかないと、連結体を確実に検知することはできない。また、レーザスキャナ１２の角度分解能が必要十分であっても、自動車２の走行速度に対してスキャン周波数が低いと、牽引車両を最後にスキャンした次のスキャンタイミングまでに、５００［ｍｍ］程度の長さの連結体が通過してしまい、連結体をスキャンできない５００［ｍｍ］以上の非検知空間を経た後に、後続の被牽引物がスキャンされる可能性がある。このような場合、牽引車と被牽引物の間に適宜な被検知空間があるために、牽引車と被牽引物を別々の車両と誤認してしまうことが懸念される。
【００４５】
以上のように、被牽引物を牽引する車両をレーザスキャナ１２で検知する場合、車両と被牽引物を連結する連結体を確実に検知できるようにするための適正な条件を整えておく必要がある。
【００４６】
そこで、レーザスキャナ１２の特性を踏まえて、連結体を検知できるスキャン条件を考えてみる。レーザスキャナ１２の角度分解能が高ければ、それだけ遠距離にある小さな連結体から１点以上のサンプリングポイントを得ることができる。また、スキャン周波数が高ければ、自動車２の速度が速くても、車両走行方向の長さが短い連結体からサンプリングポイントを得ることができる。しかしながら、一般にレーザスキャナ１２は、反射光の受光速度と角度分解能は反比例の関係になるため、スキャン周波数を低くして角度分解能を高めるか、角度分解能を低くしてスキャン周波数を高めるか、現実的な判断が必要である。すなわち、連結体を検知可能なように、車両の許容上限速度および連結体の想定形状に応じて定めたスキャン周波数と角度分解能を連結体検知可能条件として予め設定し、この連結体検知可能条件を満たす性能のレーザスキャナ１２を搭載すれば、連結体を確実に検知できる車両検知器１を構成できる。
【００４７】
上述した連結体検知可能条件を探るため、図３〜図５に示すように、自動車２に取り付ける車体固定具４に疑似連結部５を設け、この疑似連結部５を介して被牽引体６を取り付ける。そして、疑似連結部５を介して被牽引体６を牽引している自動車２を、諸条件のもとで車両検知器１にスキャンさせ、疑似連結部５を検出できるか否かを試験すれば、連結体検知可能条件を絞り込んでゆくことができる。なお、図３〜図５では、自動車２の車体後部のみ示してある。
【００４８】
車体固定具４は、車両の後方中央へ縦方向に配置する連結体取付部４１と、この連結体取付部４１の上部に設けたルーフ側固定部４２と、連結体取付部４１の下部に設けた車底側固定部４３と、からなり、長尺鋼材を組み合わせた構造である。そして、車体固定部４における連結体取付部４１の下方部より後側へ延出するように、疑似連結部５を取り付け、疑似連結部５の後部に被牽引体６を取り付ける。なお、被牽引体６の保持強度を高めるために、連結体取付部４１と被牽引体６を直接接続する梁材４４を設けてある。この梁材４４は車両検知器１によるスキャン範囲内において、疑似連結部５の上方に位置することとなるので、車両検知器１に検知された梁材４４を、疑似連結部５の一部と誤認しないように配慮する。
【００４９】
疑似連結部５は、横幅が同じで縦幅の異なる長尺な５種類の四角枠体から構成する。具体的には、最上部に第１連結体５１（縦幅×横幅×長さ：４０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×６６０［ｍｍ］）を、その下方に第２連結体５２（縦幅×横幅×長さ：３０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×６６０［ｍｍ］）を、その下方に第３連結体５３（縦幅×横幅×長さ：２０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×６６０［ｍｍ］）を、その下方に第４連結体５４（縦幅×横幅×長さ：１５［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×６６０［ｍｍ］）を、その下方に第５連結体５４（縦幅×横幅×長さ：１０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×６６０［ｍｍ］）を、順次取り付けた構造である。
【００５０】
斯く構成した疑似連結部５の最下部（第５連結体５５の下面）が路面から３１５［ｍｍ］の高さとなるように自動車２へ取り付けた場合、第１連結体５１の上面は路面から約７４０［ｍｍ］の高さに、第２連結体５２の上面は路面から約６３５［ｍｍ］の高さに、第３連結体５３の上面は路面から約５３０［ｍｍ］の高さに、第４連結体５４の上面は路面から約４２７．５［ｍｍ］の高さに、第５連結体５５の上面は路面から約３２５［ｍｍ］の高さになる。
【００５１】
牽引車と被牽引物を連結する連結体に明確な定義や法律上の制限は無いが、一般的と想定される連結体の既存構造として、路面からの高さ３５０［ｍｍ］〜５００［ｍｍ］の範囲内に設けられ、被牽引物の重量負荷に耐えられるように連結体の断面は１５［ｍｍ］×５０［ｍｍ］以上に設定されていると仮定する。この仮定を満たすのは、疑似連結部５における第４連結体５４であるから、第４連結体５４を検出することができれば、一般的な連結体検知可能条件を満たしていると看做すことができるのである。但し、車両検知器１の稼動時における環境条件や連結体表面のレーザ光反射特性によっては、より厳しい連結体検知可能条件が必要になるかもしれないので、第５連結体５５を検出できるように連結体検知可能条件を設定しておけば、車両検知器１による連結体の検知を一層確実なものとすることができる。
【００５２】
また、自動車２がＥＴＣレーンを通過するとき、車両検知器１が設置されたアイランドに近い部位を走行すれば、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａから疑似連結部５までの距離は短くなり、車両検知器１が設置されたアイランドから離れた部位を走行すれば、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａから疑似連結部５までの距離は長くなる。自動車２の側面から疑似連結部５までの距離は８６５［ｍｍ］と一定であるから、車両検知器１から自動車２の側面までの距離Ｘを調整することで、疑似連結部５までの離隔距離を任意に設定できる。例えば、Ｘ＝約６３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約１．５［ｍ］となり、Ｘ＝約１１３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約２．０［ｍ］、Ｘ＝約１６３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約２．５［ｍ］、Ｘ＝約２１３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約３．０［ｍ］、Ｘ＝約２６３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約３．５［ｍ］、Ｘ＝約３１３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約４．０［ｍ］、Ｘ＝約３６３５［ｍｍ］とすれば離隔距離は約４．５［ｍ］となる。
【００５３】
図６〜図８は、レーザスキャナ１２を諸条件で稼動させて疑似連結部５を検知できるか試験を行った実測結果と、シミュレーションソフトによる同条件での演算結果とを併せて示した図である。なお、全般的に、演算結果よりも実測結果の方が、高い連結体検知能力を発揮できる傾向となっているが、これは、レーザ光の拡がり角［ｒａｄ］を考慮しない簡易な演算手法を用いたために、遠距離点でのスポット径が大きくなって検知可能性が高まることを除外したためと考えられる。いずれにしても、演算結果と実測結果の差異は、概ね誤差の範囲内であり、実測結果と演算結果には高い相関が認められる。よって、実測結果に基づく疑似連結部５の検出状況は、連結体検知可能条件を探る上で信頼できるものと考える。
【００５４】
図６は、レーザスキャナ１２の設置高さを２．５［ｍ］に設定して、車両検知器１から疑似連結部５までの離隔距離を７段階（例えば、約１．５［ｍ］、約２．０［ｍ］、約２．５［ｍ］、約３．０［ｍ］、約３．５［ｍ］、約４．０［ｍ］、約４．５［ｍ］）に変化させ、それぞれ５種類のスキャン周波数（例えば、２５［Ｈｚ］、３５［Ｈｚ］、５０［Ｈｚ］、７５［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］）でスキャンした結果である。なお、実測に用いたレーザスキャナ１２において、スキャン周波数２５［Ｈｚ］でのステップ角は０．１６６７［゜］、スキャン周波数３５［Ｈｚ］でのステップ角は０．２５［゜］、スキャン周波数５０［Ｈｚ］でのステップ角は０．３３３３［゜］、スキャン周波数７５［Ｈｚ］でのステップ角は０．５［゜］、スキャン周波数１００［Ｈｚ］でのステップ角は０．６６６７［゜］である。このように、レーザスキャナ１２はスキャン周波数が低いほど角度分解能が高いので、精細なスキャンが可能となり、スキャン周波数が低いほど疑似連結部５より得られる検知ポイント数が多くなる。
【００５５】
高さ２．５［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした演算結果では、スキャン周波数５０［Ｈｚ］で、約４［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知することが限界で、スキャン周波数７５［Ｈｚ］および１００［Ｈｚ］では、第４連結体５４を検知できない。しかしながら、高さ２．５［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした実測結果では、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３．５［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知している。いずれにしても、路面から３２０［ｍｍ］〜７２０［ｍｍ］辺りに配置されている疑似連結部５を検知するのに、レーザスキャナ１２の設置高さとして２．５［ｍ］は高すぎると考えられる。
【００５６】
図７は、レーザスキャナ１２の設置高さを１．５［ｍ］にして、車両検知器１から疑似連結部５までの離隔距離を７段階に変化させ、それぞれ５種類のスキャン周波数でスキャンした結果である。高さ１．５［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした演算結果では、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知することが限界である。しかしながら、高さ１．５［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした実測結果では、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３．５［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知している。加えて、スキャン周波数７５［Ｈｚ］であれば、約３．０［ｍ］離した位置の第５連結体５５を検知している。したがって、スキャン周波数７５［Ｈｚ］であれば、約３．０［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知できる確実性は一層高いものと考えられる。
【００５７】
図８は、レーザスキャナ１２の設置高さを１．０［ｍ］にして、車両検知器１から疑似連結部５までの離隔距離を７段階に変化させ、それぞれ５種類のスキャン周波数でスキャンした結果である。高さ１．０［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした演算結果では、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知することが限界である。しかしながら、高さ１．０［ｍ］から疑似連結部５をスキャンした実測結果では、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３．５［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知している。加えて、スキャン周波数７５［Ｈｚ］であれば、約３．０［ｍ］離した位置の第５連結体５５を検知している。したがって、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３．０［ｍ］離した位置の第４連結体５４を検知できる確実性は一層高いものと考えられる。
【００５８】
以上の結果から、レーザスキャナ１２の設置高さを１．５［ｍ］〜１．０［ｍ］の範囲で設定した場合は、スキャン周波数７５［Ｈｚ］で、約３．０［ｍ］離した位置の第１〜第５連結体５１〜５５（およそ、路面からの高さ３００［ｍｍ］〜７００［ｍｍ］の範囲）を検知可能である。
【００５９】
図９は、レーザスキャナ１２のスキャン周波数毎に演算および実測した車速［ｋｍ／ｈ］と車両進行方向分解精度［ｍｍ］との関係を示す特性図である。理論上は、スキャン周波数が一定であれば、レーザスキャナ１２の設置高さに影響を受けず、車速と車両進行方向分解精度は正比例の関係にあり、車速が上がるほど車両進行方向の分解精度は荒くなる（検出可能な間隔が長くなる）。なお、図９に示す実測結果は、車速５［ｋｍ／ｈ］、１０［ｋｍ／ｈ］、２０［ｋｍ／ｈ］、３０［ｋｍ／ｈ］、４０［ｋｍ／ｈ］のみで測定を行い、車速０〜４０［ｋｍ／ｈ］で得られた比例直線を車速１００［ｋｍ／ｈ］まで延ばしたので、車速０〜４０［ｋｍ／ｈ］範囲での誤差が強調されてしまい、車速１００［ｋｍ／ｈ］での車両進行方向分解精度のバラツキが顕著になったものと考えられる。そこで、以下では、演算結果の特性線に基づいて考える。
【００６０】
ＥＴＣレーンを自動車２が通る場合、その進入速度は２０［ｋｍ／ｈ］以下に規制されているので、スキャン周波数２５［Ｈｚ］で稼動させたレーザスキャナ１２（車両進行方向分解精度が２３０［ｍｍ］程度）でも、長さ６６０［ｍｍ］の疑似連結部５を検知する上で特に問題は無い。しかしながら、この規制速度を守らずに、４０〜５０［ｋｍ／ｈ］で自動車２がＥＴＣレーンに進入することもあるため、車速が４０〜５０［ｋｍ／ｈ］程度の場合を考えると、スキャン周波数２５［Ｈｚ］でレーザスキャナ１２を稼動させたときの車両進行方向分解精度は４４０〜５６０［ｍｍ］程度であるから、かろうじて疑似連結部５を１ポイント以上で検知できる可能性が高い。
【００６１】
一方、フリーフローＥＴＣのように、車速を落とさずにガントリーを自動車２が通過する場合、その速度は８０〜１００［ｋｍ／ｈ］であるから、スキャン周波数２５［Ｈｚ］および３５［Ｈｚ］の車両進行方向分解精度では疑似連結部５の検知は不確実である。しかしながら、スキャン周波数５０［Ｈｚ］でレーザスキャナ１２を稼動させたときの車両進行方向分解精度は４５０〜５５０［ｍｍ］程度であるから、かろうじて疑似連結部５の検知が可能である。さらに、スキャン周波数７５［Ｈｚ］での車両進行方向分解精度は３００〜３７０［ｍｍ］程度であるから、より確実に疑似連結部５の検知が可能である。なお、スキャン周波数１００［Ｈｚ］での車両進行方向分解精度は２２０〜２７０［ｍｍ］程度に高められることから、疑似連結部５を２〜３ポイントで検知できる可能性があるものの、スキャン周波数１００［Ｈｚ］でレーザスキャナ１２を稼動させた場合のステップ角は０．７［゜］近くまで大きくなるため、十分な検知分解能が得られなくなる。
【００６２】
以上の結果から、スキャン周波数７５［Ｈｚ］でレーザスキャナ１２を稼動させれば、レーザスキャナ１２の設置高さを１０００［ｍｍ］〜２５００［ｍｍ］の範囲で任意に設定しても、時速１００［ｋｍ／ｈ］で走行する自動車２に取り付けた第１〜第５連結体５１〜５５（およそ、路面からの高さ３００［ｍｍ］〜７００［ｍｍ］の範囲）を１〜２箇所でスキャン可能となる。
【００６３】
上記のような性能のレーザスキャナ１２を用いて自動車２と被牽引物とを連結する連結体を検知するための連結体検知可能条件を設定するためには、自動車２がＥＴＣレーンへ進入する際の通過位置が変化しても、レーザスキャナ１２のスキャン平面内で連結体が通過する可能性の高い範囲を予め設定しておく必要である。すなわち、自動車２と被牽引物を連結する連結体が通過する可能性の高い領域としての連結体検知エリアδを適切に設定しておけば、この連結体検知エリアδの全範囲で連結体を検知可能にする条件を絞り込むことができるからである。連結体検知エリアδの設定例を図１０に基づいて説明する。
【００６４】
料金徴収施設であるＥＴＣレーンにおいては、トールゲートの建築限界γが図１０のように規定されており、この建築限界γに侵入することがないように諸設備が設けられている。例えば、車両検知器１が設置されて車両検知の基準となる基準アイランド３１ａから、車両検知器１によるスキャン方向（図１０においては右側）に隣接する隣接アイランド３１ｂまでの直線距離が約３．０［ｍ］で、その間が車両通過領域となる。また、アイランド３１ａ，３１ｂは、それぞれ車道面から２５０［ｍｍ］の高さに設置することができ、各アイランド３１ａ，３１ｂの車線に臨む側縁から２５０［ｍｍ］まで建築限界γに含まれていることから、車両検知器１はアイランド３１ａの車線に臨む外側縁から２５０［ｍｍ］だけ内側に離れた位置に設ける。
【００６５】
当該位置に設置した車両検知器１によれば、スキャン可能な検知面における建築限界γ内の殆どの領域がスキャン範囲に含まれ、ＥＴＣ車線を通過する自動車２を確実に検知できる。但し、レーザスキャナ１２のスキャン仰角は約７３゜であるため、車両検知器１の直上方に検知不能領域が生じることとなる。レーザ光ＬＢが照射されない１７゜分の範囲は、建築限界γの上限水平面において約８１０［ｍｍ］となり、大型トラックの高位置にある積荷などがこの検知不能領域にあると、この部分の積荷などを検知することはできない。しかしながら、竿材のように長尺な積荷を３〜４［ｍ］の高い位置に乗せた大型トラック等が通過するのは希なことであるし、積荷の一部が検知不能領域にあったとしても、ＥＴＣレーン内における自動車２の進入検知および通過検知に特別支障はないと考えられる。
【００６６】
上述した建築限界γの縛りから、基準アイランド３１ａと隣接アイランド３１ｂの間に形成される車線幅は約３０００［ｍｍ］となるので、ほぼ水平な車線を通過する自動車２に取り付けた疑似連結部５は、概ね、路面から鉛直方向へ約３１５［ｍｍ］〜７４０［ｍｍ］の範囲に存在することとなる。したがって、連結体検知エリアδの縦方向範囲を、路面から約３００［ｍｍ］〜８００［ｍｍ］に設定すれば、疑似連結部５の下端から上端まで（第１〜第５連結体５１〜５５全て）を検知可能範囲に含めることができる。
【００６７】
また、ＥＴＣレーン内で、自動車２は車線中央を通過するとは限らず、基準アイランド３１ａ側に寄ったり、隣接アイランド３１ｂ側に寄ったりしている可能性がある。そこで、基準アイランド３１ａに著しく近接して走行する自動車２′の疑似連結部５′と、隣接アイランド３１ｂに著しく近接して走行する自動車２″の疑似連結部５″とを含ませられる連結体検知エリアδの横方向範囲は、車両検知器１から水平方向へ約１１００［ｍｍ］〜２４００［ｍｍ］の範囲（基準アイランド３１ａの外側縁から水平方向へ約８５０［ｍｍ］〜２１５０［ｍｍ］の範囲）に設定すれば十分である。
【００６８】
すなわち、車両検知器１から水平方向へ約１１００［ｍｍ］離れた鉛直線と、路面から約３００［ｍｍ］離れた水平線とに接する高さ５００［ｍｍ］×横幅１３００［ｍｍ］の範囲を連結体検知エリアδに設定すれば、車線のどこを自動車２が走行していても、疑似連結部５は必ず連結体検知エリアδに含まれることとなる。なお、図１０に例示した連結体検知エリアδは、自動車２が走行可能な車線範囲内で、尚且つ第１〜第４連結体５１〜５５の全てを検知できる範囲として設定した。しかし、実際のＥＴＣレーンにおいては、自動車２が極端に基準アイランド３１ａや隣接アイランド３１ｂに寄って走行する可能性は極めて低いし、標準的な連結体の設置高さも更に絞り込めるので、もっと小さな範囲を連結体検知エリアδに設定しても、実用上は問題ない。
【００６９】
次いで、上記のように設定した連結体検知エリアδの全範囲内で連結体（例えば、最も小さい第５連結体５５）を検知可能なスキャン条件を設定する。
【００７０】
図１０のように、アイランド３１ａ上に設置された車両検知器１は、路面から１２５０［ｍｍ］の高さにレーザスキャナ１２の送受光部１２ａを配置したもの（以下、単純に、設置高さ１２５０［ｍｍ］のレーザスキャナ１２という）であるが、レーザスキャナ１２の設置高さを１２５０［ｍｍ］としたときの検知性能は実測していない。しかしながら、レーザスキャナ１２の設置高さを１２５０［ｍｍ］としたときの検知性能は、レーザスキャナ１２の設置高さを１５００［ｍｍ］にした特性（図７を参照）と、レーザスキャナ１２の設置高さを１０００［ｍｍ］にした特性（図８を参照）との中間になるものと推測できる。そこで、以下の説明では、連結体検知エリアδまでの離隔距離が長いために検知性能が劣る図７の実測結果（レーザスキャナ１２の設置高さを１５００［ｍｍ］にした特性）を、レーザスキャナ１２の設置高さを１２５０［ｍｍ］としたときの検知性能と仮定して、スキャン条件を検討する。
【００７１】
例えば、スキャン周波数を１００［Ｈｚ］としたレーザスキャナ１２の検知特性からすると、レーザスキャナ１２の設置高さが１．５［ｍ］の場合、疑似連結部５の中で最も小さい第５連結体５５を安定的に検知できるのは、水平方向の距離が約２．５［ｍ］の位置までで、隣接アイランド３１ｂまでの約３．５［ｍ］をカバーできる検知性能は期待できない。しかしながら、連結体検知エリアδの最遠部は、車両検知器１からの水平距離が約２．４［ｍ］であり、スキャン周波数を１００［Ｈｚ］とした設置高さ１．５［ｍ］のレーザスキャナ１２は、水平方向に約２５００［ｍｍ］離隔させた第５連結体５５を検知できるので、かろうじて、連結体検知エリアδの全範囲で連結体の検知が可能と判断できる。
【００７２】
また、スキャン周波数を１００［Ｈｚ］よりも下げると、レーザ光を照射するステップ角が細かくなるので、スキャン周波数７５［Ｈｚ］，５０［Ｈｚ］，３５［Ｈｚ］，２５［Ｈｚ］の何れに設定したレーザスキャナ１２においても、水平方向に約２５００［ｍｍ］離隔させた第５連結体５５をほぼ確実に検知できる。すなわち、設置高さ１．５［ｍ］のレーザスキャナ１２は、スキャン周波数を１００［Ｈｚ］以下（ステップ角は０．６６６７［゜］以下）にして動作させれば、連結体検知エリアδの全範囲で安定した連結体の検知が可能である。
【００７３】
従って、設置高さ１．２５［ｍ］のレーザスキャナ１２においては、連結体検知エリアδに対して、ステップ角が０．６６６７［゜］以下となる角度分解能に設定すれば、連結体検知可能条件の一部を満たすことができる。
【００７４】
一方、ＥＴＣレーンに入った自動車２は、車線上をゲートに向かって走行してゆくので、自動車２と被牽引物とを連結する連結体がレーザスキャナ１２のスキャン面（路面に垂直で自動車２の通過方向と交差する面）を通過する間に１箇所以上で検出される条件についても考慮する必要がある。自動車２がＥＴＣレーンを通過するときには、２０［ｋｍ／ｈ］の速度制限があるものの、実際には３０〜４０［ｋｍ／ｈ］でＥＴＣレーンに進入する車両もあることから、４０［ｋｍ／ｈ］での車両進行方向分解精度の特性（図９を参照）に着目すると、設置高さ１．５［ｍ］のレーザスキャナ１２における最も低いスキャン周波数２５［Ｈｚ］で、３８０［ｍｍ］程度の車両進行方向分解精度がある。すなわち、設置高さ１．５［ｍ］のレーザスキャナ１２は、スキャン周波数を２５［Ｈｚ］以上で動作させれば、長さが５００〜６００［ｍｍ］程度の連結体が４０［ｋｍ／ｈ］以下で連結体検知エリアδを通過するとき、これを１〜２箇所で検知することができる。
【００７５】
従って、設置高さ１．２５［ｍ］のレーザスキャナ１２においては、自動車２の走行速度４０［ｋｍ／ｈ］以下に対して、スキャン周波数が２５［Ｈｚ］以上となるように設定すれば、連結体検知可能条件の一部を満たすことができる。
【００７６】
以上の考察より、図６〜図９の諸特性を備えるレーザスキャナ１２を設置高さ１．２５［ｍ］にして、自動車２の許容上限速度を４０［ｋｍ／ｈ］以下、連結体の想定形状を最も小さく検知し難い第５連結体５５（縦１０［ｍｍ］×幅５０［ｍｍ］×長さ６６０［ｍｍ］）に設定した場合、連結体を連結体検知エリアδにて１箇所以上で検知するための連結体検知可能条件は、スキャン周波数が２５［Ｈｚ］以上で角度分解能がステップ角０．６６６７［゜］（実測に用いたレーザスキャナ１２においては、スキャン周波数１００［Ｈｚ］相当）以下となる。
【００７７】
すなわち、図１０に示すように、ＥＴＣレーン内の基準アイランド３１ａに設置した車両検知器１と、そのスキャン範囲内にて予め設定した連結体検知エリアδに対しては、レーザスキャナ１２を２５［Ｈｚ］〜１００［Ｈｚ］のスキャン周波数で稼動させることが連結体検知可能条件となる。また、連結体検知可能条件の中でも、スキャン周波数（車両走行方向のスキャン間隔）と角度分解能とのバランスを考慮すると、レーザスキャナ１２のスキャン周波数を７０［Ｈｚ］或いは５０［Ｈｚ］とすることが望ましい。無論、図６〜図９の諸特性を備えるレーザスキャナ１２よりも高性能のレーザスキャナを用いることができれば、より高い周波数で、より高い角度分解能を得られるので、連結体検知可能条件を満たすスキャン周波数を１５０［Ｈｚ］〜２００［Ｈｚ］といった短周期での設定が可能となる。逆に、図６〜図９の諸特性を備えるレーザスキャナ１２よりも低性能のレーザスキャナを用いなければならない場合、必要十分な角度分解能が得られる低い周波数でレーザスキャナを稼動させたり、自動車２の許容上限速度を低く設定したりすることで、連結体検知可能条件を満たすように調整すれば良い。
【００７８】
上記のように構成した車両検知器１は、検知目的に応じて５台をＥＴＣレーンのアイランド３１上に設ける。具体的には、図１１に示すように、自動車２の進入方向に対して一番手前（上流側）に第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａを、その下流側に第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂを、その下流側に通信完了タイミング検知用の車両検知器１−２を、収受ブース３２を挟んで更に下流側に第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａを、発進制御棒３３を挟んで更に下流側に第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂを、それぞれ設けてある。なお、各車両検知器１−１ａ，１−１ｂ，１−２，１−４ａ，１−４ｂから出力される車両進入検知信号および車両通過検知信号は、当該車線の制御を行う車線制御装置に送信される。
【００７９】
自動車２が正規の進入方向より入ると、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａのレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ１ａを最先に通過し、その後、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂのレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ１ｂを通過することとなる。従って、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａより車両進入検知信号が出力された後に、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂより車両進入検知信号が出力されると、車線制御装置では、自動車２が正規の進入方向から入って来たと判定できる。そして、進入車両に搭載されたＥＴＣ装置との無線通信を開始するための指示を行う。なお、ＥＴＣレーン内の車線を自動車２が逆走あるいはバックしている場合、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂより車両進入検知信号が出力された後に、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａより車両進入検知信号が出力されるので、車線制御装置では、この不適正な走行状態を知ることができる。
【００８０】
また、最も上流側に位置する第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａのレーザスキャナ１２からは、スキャン周期毎に得られる点群データを処理装置（後に詳述）へ送信するものとし、処理装置にて適宜加工することで、連結体の検知等の処理を行う。なお、スキャン周期毎にレーザスキャナ１２より得られる点群データは、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａから送信するものに限定されず、他の車両検知器１−１ｂ，１−２，１−４ａ，１−４ｂから処理装置へ送信するようにしても良い。
【００８１】
上記のように、自動車２が正規の進入方向からＥＴＣ車線へ入って来ることで、車載ＥＴＣ装置との無線通信が開始された後、当該自動車２が通信完了タイミング検知用の車両検知器１−２のレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ２を通過すると、車両進入検知信号が車線制御装置へ送信され、これによって、車載ＥＴＣ装置との無線通信を終了するための指示を行う。そして、ＥＴＣ車載装置との通信結果が正常であれば、車線制御装置は、通信網を介して上位装置へ料金引き落とし等の指示を行うと共に、発進制御棒３３へ開信号を出力し、発進制御棒３３を開かせる。なお、ＥＴＣ車載装置との通信結果が異常であれば、処理装置は発進制御棒３３を閉じたままとし、収受ブース３２にて係員が対応することとなる。
【００８２】
車線制御装置の指令によって発進制御棒３３が開き、自動車２が料金所を出て行くとき、第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａのレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ４ａを自動車２が先に通過し、その後、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂのレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ４ｂを自動車２が通過することとなる。従って、第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａより車両進入検知信号が出力された後に、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂより車両進入検知信号が出力されると、車線制御装置では、自動車２が正規の退出方向へ出て行ったと判定できる。そして、自動車２が完全にゲートを通過し、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂより車両通過検知信号が出力されると、車線制御装置は、発進制御棒３３へ閉信号を出力し、発進制御棒３３を閉じさせる。
【００８３】
なお、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂのレーザスキャナ１２による検知エリアＤＡ４ｂを通過するとき、当該自動車２が被牽引物と連結されていても、連結体検知可能条件を満たすスキャン周波数で稼動していれば、連結体および被牽引物が完全に通過するまで、車両検知器１−４ｂより車両通過検知信号が出力されることはないので、被牽引物が通過している途中で発進制御棒３３が閉じてしまうような不具合を未然に防止できる。加えて、トラックなど自動車２が長尺な積載物を積んでいる場合でも、車体後部よりも後方に突き出ている積載物を車両検知器１−４ｂが検知していれば、車両通過検知信号が出力されることはないので、車体後部より突き出た長尺な積載物が通過している途中で発進制御棒３３が閉じてしまうような不具合を未然に防止できる。
【００８４】
しかしながら、建築限界γの側方境界縁に沿って、基準アイランド３１ａ上に車両検知器１を設置したため、上述したように、レーザスキャナ１２のレーザ光ＬＢの照射範囲外となる検知不能領域が生じてしまう。この検知不能領域を長尺な積載物が通過するような場合、この積載物を車両検知器１では検知できないために、車体後部より突き出た長尺な積載物がゲートを通過している途中で、車両検知器１−４ｂより車両通過検知信号が出力され、発進制御棒３３が閉じてしまう危険性がある。このような事態が起きると、通行車両の積荷を破損させてしまったり、発進制御棒３３自体が破損したりする虞があり、大きな問題である。
【００８５】
建築限界γ内に検知不能領域を生じさせない解決策として、建築限界γの境界側縁から更に８１０［ｍｍ］程度離隔させた位置に車両検知器１を設置し、検知不能領域を建築限界γの外側へシフトさせることが考えられる。しかしながら、車両検知器１をアイランド３１の外側縁から遠ざけると、それだけ連結体検知エリアδにおける連結体検知性能が低下することとなり、連結体検知可能条件の設定に影響が及ぶこととなる。よって、このような解決策は現実的とは言えない。
【００８６】
そこで、より現実的な解決策として、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂには、全高が１５００［ｍｍ］の車両検知器１ではなく、図１２に示す全高１７５０［ｍｍ］の車両検知器１′を用い、建築限界γ内に生じる検知不能領域を実用上無視できる程度まで狭小化するものとした。すなわち、車両検知器１′は、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａ中心から光路保護部１４の上壁部１４ｃまでの距離を６０３［ｍｍ］に延長して、スキャン範囲αの仰角を約８０゜へ広げ、検知不能領域を低減させたのである。これにより、レーザ光ＬＢが照射されない約１０゜分の範囲は、建築限界γの上限水平面において約４２３［ｍｍ］に抑えられ、大型トラック等の自動車２が基準アイランド３１ａ側へ極端に寄って進入してきたとしても、大型トラックの高位置にある積荷などがこの検知不能領域に入ってしまう可能性を、実質的に排除できる。
【００８７】
従って、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂとして車両検知器１′を用いれば、自動車２の高位置にある長尺な積載物がゲートを通過している途中で、車両検知器１−４ｂより車両通過検知信号が出力され、発進制御棒３３が閉じてしまう危険性を効果的に回避できるのである。
【００８８】
なお、検知不能領域を狭小化できるトールタイプの車両検知器１′は、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂだけでなく、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａ、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂ、通信完了タイミング検知用の車両検知器１−２、第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａに用いても良いが、トールタイプの車両検知器１′はノーマルタイプの車両検知器１よりも高コストになると共に、全長が１７５０［ｍｍ］もあることから、ＥＴＣレーン内の視認性を損なう可能性がある。よって、検知不能領域の狭小化が必要な第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂに対してのみトールタイプの車両検知器１′を用いることが現実的である。
【００８９】
また、上述した車両検知器１′を更に改変して、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａ中心から光路保護部１４の上壁部１４ｃまでの距離を６０３［ｍｍ］よりも更に延長すれば、スキャン範囲αの仰角を更に９０゜へ近づけることができる、検知不能領域を更に低減させることができる。しかし、そのような構造にすると、ハウジング１１の長大化によるコスト増と視認性低減という問題が生じるので、スキャン範囲αの仰角を８０゜とした車両検知器１′は実用的に優れた構造と言える。
【００９０】
なお、車両検知器１における光路保護部１４を半球頂部１１ｂまで到達させれば、スキャン範囲αの仰角を９０゜超にすることも可能となり、ハウジング１１を長大化させることなく検知不能領域を削減できる。しかし、そのような構造にすると、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａ上方側を上壁部１４ｃで保護できなくなるために、レーザスキャナ１２の送受光部１２ａが雨や雪に直接曝され、雨や雪が機器内部に入り込まないような房水対策が必要になる。加えて、半球頂部１１ｂによって保護されなくなった光路保護部１４へ雪や落ち葉等が入り込むため、レーザスキャナ１２の送受光部２１ａ上面側に雪や落ち葉等が積もって、レーザ光ＬＢの送受光が阻害される危険性もある。よって、レーザスキャナ１２より照射される送信光および検知対象に当たって戻ってくる反射光の光路を保護する光路保護部１４に上壁部１４ｃを備える車両検知器１，１′は実用的に優れた構造と言える。
【００９１】
次に、車両検知器１を用いて構築する車両検知システム１００の概要を図１３に基づき説明する。本実施形態における車両検知システム１００は、レーザスキャナ１２によって取得した点群データを送出可能な車両検知器１と、点群データを加工処理する処理装置１１０とで構成するものとした。
【００９２】
なお、本実施形態における処理装置１１０は、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａからの検知情報（車両検知信号Ｓ１ａや点群データ）を加工処理するものとしたが、これに限らず、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂ、通信完了タイミング検知用の車両検知器１−２、第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａ、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂに対応させて処理装置１１０を設けるようにしても良い。或いは、複数の車両検知器１からそれぞれ出力される検知情報を１つの処理装置１１０が同時並行的に加工処理する構成としても良い。また、処理装置１１０は、収受ブース３２内に設けるようにしても良いし、車線制御装置２００と同様にアイランド３１上の適所に設けておくようにしても良い。あるいは、車両検知器１のハウジング１１内へ処理装置１１０を収納することで、車両検知システム１００を一体構造となるようにしても構わない。
【００９３】
車両検知器１−１ａより出力される点群データは、処理装置１１０のフィルタ手段１１１に入力され、ノイズ等の除去処理が行われた後、３Ｄ画像生成手段１１２へ供給される。車両検知器１−１ａのレーザスキャナ１２よりスキャン周期毎に入力される点群データを時系列に並べてゆくと、レーザビームＬＢの照射面の三次元形状が得られる（例えば、図１４（ａ）を参照）。
【００９４】
また、３Ｄ画像生成手段１１２には、アイランド３１の適所に設けた速度検知器１２０より自動車２の速度信号Ｓｖが入力されており、レーザスキャナ１２のスキャン周期と自動車２の速度から、周期毎の車両移動距離を求めることができるので、３Ｄ画像生成手段１１２は歪みの少ない３Ｄ画像を生成できる。なお、車両検知器１に設けた副レーザスキャナ１３によって検出した自動車２の速度信号Ｓｖ′（図１３中、破線で示す）を３Ｄ画像生成手段１２に供給して、３Ｄ画像の生成に用いるようにしても良い。或いは、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂからの車両進入検知信号Ｓ１ｂを３Ｄ画像生成手段１１２へ供給し（図１３中、破線で示す）、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａからの車両検知信号Ｓ１ａと第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂとの検知時間差、および車両検知器１−１ａと車両検知器１−１ｂとの離隔距離に基づいて、３Ｄ画像生成手段１１２が自動車２の速度を求め、この簡易的な車両速度を用いて３Ｄ画像を生成するようにしても構わない。
【００９５】
３Ｄ画像生成手段１１２によって得られた自動車２の３Ｄ画像は、車両検知手段１１３および連結体検知手段１１４に供給され、例えば画像認識技術により自動車２本体や連結体の検知が行われる。
【００９６】
車両検知手段１１３は、３Ｄ画像生成手段１１２より供給された３Ｄ画像から、例えば、図１４（ｂ）に示すような自動車２の側面を判定画像に設定することで、自動車２の検知を効率的に行うことができる。車両検知手段１１３では、検知面が連続する一塊の前後に約５０［ｃｍ］以上の離隔空間（非検知領域）が存在しているとき、検知面が連続する一塊を一台の自動車２として検知できる。車両検知器１−１ａによって連結体が点群データとして得られていた場合は勿論、自動車２に積載されて後方や前方に突き出た長尺な積載物が点群データとして得られていた場合でも、検知面が連続する一塊を一台の車両として検知することができる。
【００９７】
図１４（ｂ）においては、５０［ｃｍ］以上の非検知状態が続いた後に自動車２を検知した検知先端Ｐ１から、自動車２本体および車体固定具４および疑似連結部５を経て被牽引体６の最後縁である検知後端Ｐ２迄を一台の車両として検知することとなる。なお、検知後端Ｐ２の後方にも５０［ｃｍ］以上の非検知状態が続くことで、後方より続く自動車２と明確に区分けできる。また、車両検知手段１１３は、自動車２を一台検知する毎に、車両検知信号を通過車両特定手段１１５へ出力する。このとき、車両検知信号として、検知車両の長さ情報を含ませておいても良い。
【００９８】
一方、連結体検知手段１１４は、３Ｄ画像生成手段１１２より供給された３Ｄ画像の連結体検知エリアδにて連結体の検知を行うものである。連結体検知エリアδは、連結体検知手段１１４に予め設定しておく情報であり、検知対象とする連結体の最大サイズから最小サイズについても、連結体検知手段１１４に予め設定しておく。従って、連結体検知手段１１４では、連結体検知エリアδ内に、連結体と考えられるサイズの検知物があるか否かを判断することで、連結体の検知が可能となる。連結体検知手段１１４は、連結体を検知したとき、連結体検知信号を通過車両特定手段１１５へ出力する。このとき、連結体検知信号として、連結体を検出した位置である連結体検出位置情報（例えば、検知先端Ｐ１から連結体検出位置までの長さ）を含ませておいても良い。
【００９９】
なお、竿材のような長尺の積載物がたまたま連結体検知エリアδ内にあると、連結体検知手段１１４は、これを連結体として誤検知してしまう可能性がある。しかしながら、通過車両特定手段１１５において、車両検知信号に含まれる検知車両の長さと、連結体検知信号に含まれる連結体検出位置情報とから、連結体の後方に被牽引物と思われる大きさの非検知物が存在するか、そのような非検知物は存在しないかで、牽引車と被牽引物から成る車両か、長尺な積載物のある単一車両かを判別するようにすれば、適切な通過車両の特定が可能である。
【０１００】
或いは、連結体検知手段１１４が、連結体と考えられるサイズの検知物の後方に、連結体検知エリアδを超える大きな検知物（被牽引物）が存在するか否か判断し、連結体と考えられる検知物の後方に大きな検知物が存在する場合に限って、連結体の検知と判断するようにしても良い。かくすれば、竿材のように後方へ延びている積載物の後方には被牽引物が無いことから、連結体検知手段１１４が、後方に延びる長尺な積載物を連結体と誤検知してしまう不具合を低減でき、連結体検知手段１１４の検知機能に対する信頼性を高めることができる。
【０１０１】
上記のように、車両検知手段１１３より出力される車両検知信号と、連結体検知手段１１４より出力される連結体検知信号を受け取る通過車両特定手段１１５は、ＥＴＣレーンを通過する自動車２に対して、単独の車両か、牽引車と被牽引物から成る車両かを特定し、その通過車両情報を車線制御装置２００へ送信する。
【０１０２】
車線制御装置２００は、ＥＴＣ車線を通過する自動車２に搭載されたＥＴＣ装置との通信制御を行う装置であるから、要所における自動車２の進入タイミングおよび通過タイミングを知るため、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａから出力される検知信号Ｓ１ａ、第２車両進入検知用の車両検知器１−１ｂから出力される検知信号Ｓ１ｂ、通信完了タイミング検知用の車両検知器１−２から出力される検知信号Ｓ２、第１車両退出検知用の車両検知器１−４ａから出力される検知信号Ｓ４ａ、第２車両退出検知用の車両検知器１−４ｂから出力される検知信号Ｓ４ｂを受け取る。
【０１０３】
なお、本実施形態の車両検知システム１００においては、第１車両進入検知用の車両検知器１−１ａからの検知信号Ｓ１ａを車両制御装置２００へ直接入力させず、処理装置１１０を介して供給するものとした。すなわち、処理装置１１０に検知出力切替手段１１６を設けておくことで、生の検知信号Ｓ１ａ、フィルタ手段１１１によってノイズ除去された信頼性の高い検知信号、車両検知手段１１３から出力される車両検知信号の何れかを、任意に切り替えて車両制御装置２００へ供給できる。このように、どの検知信号を車線制御装置２００へ供給するかを検知出力切替手段１１６に予め設定しておくことで、目的に応じた検知信号を処理装置１１０から車線制御装置２００へ出力できるので、自由度の高いものとなる。
【０１０４】
また、車両検知手段１１３からの車両検知信号および連結体検知手段１１４からの連結体検知信号を受け取った通過車両特定手段１１５では、通過車両が単独の車両か、牽引車と被連結物から成る車両かを特定することができるものの、通過車両の車種区分（軽自動車等、普通車、中型車、大型車、特大型車）や軸数といった詳細情報までは特定できない。通過車両のより詳細な情報を処理装置１１０内で得られるようにするため、処理装置１１０に、特徴点抽出手段１１７と、車種特定手段１１８と、車種判別情報記憶手段１１９を設けておいても良い（図１３中、破線で示す）。
【０１０５】
例えば、３Ｄ画像生成手段１１２により生成された車両の３Ｄ画像を特徴点抽出手段１１７へ送信するようにし、この特徴点抽出手段１１７では、車種を特定するために重要と思われる箇所から特徴点を抽出して車種特定手段１１８へ送信する。なお、特徴点抽出手段１１７が、連結体検知エリアδ内で車体後部より後方へ延出する棒状体の特徴点を抽出しておけば、車種特定手段１１８にて連結体の有無を特徴点から判断できる。
【０１０６】
車種特定手段１１８は、特徴点抽出手段１１７からの抽出特徴点に基づいて、連結体の有無から被牽引物の有無を判断し、単独の車両であれば、当該車両の特徴点群と、車種判別情報記憶手段１１９より読み出した車種判別情報として記憶されている特徴点群との類似性から、当該車両の車種を特定する。また、連結体が存在すると判断した場合、車種特定手段１１８は、連結体の前側にある牽引車の特徴点群と、車種判別情報記憶手段１１９より読み出した車種判別情報として記憶されている特徴点群との類似性から、当該牽引車の車種を特定できる。車種の特定に際しては、車体下部に丸く現れるタイヤの数によって、当該車両の軸数を特定することもできる。また、特定された車種の車体よりも後方あるいは前方に延出する積載物がある場合、これらも特徴点として抽出しておけば、長尺積載物のある車両として特定することができる。
【０１０７】
上記のようにして車種特定手段１１８が特定した通過車両の詳細情報は、通過車両特定手段１１５を介して車線制御装置２００に送信される。例えば、通過車両に搭載されているＥＴＣ端末装置より取得した情報と、処理装置１１０の車種特定手段１１８が特定した通過車両の詳細情報とを車線制御装置２００が比較して、不一致であった場合には、ＥＴＣ端末装置に設定されている車両情報が誤っている可能性があるので、ＥＴＣシステムによる通行料金の自動徴収を行わないと共に、発進制御棒３３を開かないで自動車２を一旦停止させ、収受ブース３２での係員による対応に切り替えることができる。すなわち、処理装置１１０によって通過車両の詳細情報を特定できるようにすれば、通過する自動車２に課せられる本来の料金と異なる料金をＥＴＣシステムで自動徴収してしまう不具合を低減でき、システムとしての信頼性を高めることができる。
【０１０８】
以上、本発明に係る車両検知器および車両検知システムの実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【０１０９】
１      車両検知器
１１    ハウジング
１２    レーザスキャナ
１２ａ  送受光部
１４    スキャンガイド凹部
２      自動車
１００  車両検知システム
１１０  処理装置
【図１】
2019133241.tif 000003
【図２】
2019133241.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2019133241.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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