(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、
前記車線の路面上に配置されて、前記車両のタイヤによる踏み付けを検出する踏板と、
前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、
前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、
を備え、
前記レーザ検出器は、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側に向けてレーザを投光し、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側から入射する反射光を検出する
車種判別装置。
【請求項２】
前記レーザ検出器は、前記車両の進行方向において料金自動収受機よりも手前に設置される請求項１に記載の車種判別装置。
【請求項３】
前記レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側に向けてレーザ光を投光し、料金所に進入していない車軸を検出可能である請求項２に記載の車種判別装置。
【請求項４】
前記レーザ検出器のスキャン方向が前記路面に対して平行である請求項２に記載の車種判別装置。
【請求項５】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、
前記車線の路面上に配置されて、前記車両のタイヤによる踏み付けを検出する踏板と、
前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、
前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、
を備え、
前記車軸数特定部は、
前記踏板の検出結果に基づいて、前記車両のうち前記踏板よりも進行方向奥側の範囲における車軸数を特定する奥側車軸数特定部と、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両のうち前記踏板よりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する手前側車軸数特定部と、
を備える
車種判別装置。
【請求項６】
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部を備える
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の車種判別装置。
【請求項７】
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンに当てはまる場合に、前記車両が当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する車軸判定部を備える
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車種判別装置。
【請求項８】
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器が複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、複数の前記タイヤの各々の移動方向及び移動距離を特定する移動方向距離特定部と、
複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離が一致する場合に、複数の前記タイヤが一の車両に属していると判定する同一車両判定部と、
を備える請求項１から請求項７の何れか一項に記載の車種判別装置。
【請求項９】
前記車軸数特定部は、
複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離に基づいて、前記レーザ検出器によって検出されたタイヤのうち、前記踏板によって検出されたタイヤを特定する踏板検出タイヤ特定部を備える
請求項８に記載の車種判別装置。
【請求項１０】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別方法であって、
前記車線の路面上に配置された踏板を通じて、前記車両のタイヤによる踏み付けを検出するステップと、
レーザ検出器を用いて、前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するステップと、
前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車種区分の判別に用いる情報である当該車両の車軸数を特定するステップと、
を有し、
前記レーザ検出器は、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側に向けてレーザを投光し、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側から入射する反射光を検出する
車種判別方法。
【請求項１１】
車線の路面上に配置されて、車両のタイヤによる踏み付けを検出する踏板と、前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、を有して前記車線を走行する前記車両の車種区分を判別する車種判別装置のコンピュータを、
前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定手段、
として機能させ、
前記レーザ検出器は、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側に向けてレーザを投光し、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側から入射する反射光を検出する
プログラム。
【請求項１２】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、
前記車線上の所定範囲において前記車両のタイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、を備え、
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部を備え、
前記レーザ検出器は、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側に向けてレーザを投光し、当該レーザ検出器の設置位置よりも進行方向手前側から入射する反射光を検出する
車種判別装置。
【請求項１３】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、
前記車線上の所定範囲において前記車両のタイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、を備え、
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部と、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンに当てはまる場合に、前記車両が当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する車軸判定部と、
を備える
車種判別装置。
【請求項１４】
車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、
前記車線上の所定範囲において前記車両のタイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、
前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、を備え、
前記車軸数特定部は、
前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部と、
前記レーザ検出器が複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、複数の前記タイヤの各々の移動方向及び移動距離を特定する移動方向距離特定部と、
複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離が一致する場合に、複数の前記タイヤが一の車両に属していると判定する同一車両判定部と、
を備える
車種判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車種判別装置、車種判別方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の有料道路では、一般に、料金収受処理の効率化のために、通行券自動発行機や料金自動収受機、又は、電子式料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System（登録商標）、「自動料金収受システム」とも言う）が設置されてなる料金収受システムが利用されている。
このような料金収受システムには、走行する車両の車種区分に応じた課金を行うために、当該車両の車種区分を自動で判別する車種判別装置が設けられている場合がある。料金収受システムは、この車種判別装置を用いて走行する車両の車種区分を判別するとともに、当該車種区分に応じた課金処理を行う。
【０００３】
このような車種判別装置には、車両の進入を一台ずつ分離して検知する車両検知器の他、車両の車軸数やトレッド幅等を特定するために、タイヤによる踏み付けを検出する踏板が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
また、タイヤが配置される高さにレーザ光を投光可能なレーザスキャナ（レーザ検出器）を用いて、走行する車両の車軸数を特定する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上述のような踏板を用いて走行する車両の車種区分を判別しようとする場合、一般には、タイヤによって上記踏板が踏まれた回数を検出することで車両の車軸数を特定することができる。
このような仕組みによれば、車種判別装置は、車体の全てが踏板を通過した後でなければ、当該車両の車軸数を特定することができず、車種区分を判別することができない。したがって、従来、高速道路等に設けられた料金収受システムにおいては、全ての車両についての車種区分を判別可能とするため、走行する車両の最大車長（例えば、１８ｍ）を考慮して、車種判別装置と料金自動収受機（または、通行券自動発行機、有人ブース等）との間隔が最大車長以上となるように設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６５００３号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高速道路の入口・出口料金所等における立地条件の都合上、車種判別装置と通行券自動発行機等との間隔を最大車長以上とする設置スペースを確保することが困難な場合がある。この場合、当該入口・出口料金所等においては車両の車軸数を特定することができず、十分に細分化された車種区分に応じた課金を行うことができない。
【０００７】
一方、タイヤが配置される高さにレーザ光を投光することで車両の車軸数を特定しようとする場合、他の走行車両やごみ等による誤検出の発生が想定され、車両の車軸数を精度良く特定することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、十分な設置スペースを確保できない箇所にも設置可能で、かつ、精度良く車両の車種区分を判別可能な車種判別装置、車種判別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】
【０００９】
本発明の一態様は、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（１０）であって、前記車線の路面上に配置されて、前記車両のタイヤによる踏み付けを検出する踏板（１０Ｂ）と、前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光（ｌａ）を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器（１０Ｃ）と、前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部（１０１）と、を備える車種判別装置である。
このようにすることで、利用者が料金収受処理を行う段階で車両の進行方向手前側の一部が踏板を通過していなかった場合であっても、当該踏板よりも進行方向手前側の範囲におけるレーザ検出器の検出結果に基づいて当該車両の車軸数を特定することができる。したがって、十分な設置スペースを確保できない箇所にも設置可能で、かつ、精度良く車両の車種区分を判別することができる。
また、反射光の誤検出等により、レーザ検出器に基づいて一部の車軸が特定されなかった場合であっても、車両のうち踏板を通過した部分についての車軸数は、踏板の検出結果を用いて確実に特定することができる。したがって、車両の車軸数の特定精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記踏板の検出結果に基づいて、前記車両のうち前記踏板よりも進行方向奥側の範囲における車軸数を特定する奥側車軸数特定部（１０１Ａ）と、前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両のうち前記踏板よりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する手前側車軸数特定部（１０１Ｂ）と、を備える。
このようにすることで、車両のうち踏板を通過した部分についての車軸数は、踏板の検出結果（踏まれた回数）を採用して車軸数を特定するため、車両の車軸数の特定精度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標（Ｑ１、Ｑ２）が予め規定されたタイヤ形状パターン（Ｐ１）に当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部（１１０）を備える。
このようにすることで、例えば、ゴミや塵等が、レーザ検出器の検出結果として検出された場合に、当該ゴミや塵等を、タイヤとして誤認することを抑制することができる。したがって、レーザ検出器の検出結果による車軸数の特定精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記レーザ検出器の検出結果に基づいて特定される２つのタイヤ（τ１１、τ１２）の位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターン（Ｐ２）に当てはまる場合に、前記車両が当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する車軸判定部（１１１）を備える。
このようにすることで、踏板よりも進行方向手前側の範囲において複数のタイヤの位置が特定された場合に、各タイヤに対応する車軸の存在を精度よく判別することができる。したがって、レーザ検出器１０Ｃの検出結果による車軸数の特定精度を一層向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記レーザ検出器が複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、複数の前記タイヤの各々の移動方向及び移動距離を特定する移動方向距離特定部（１１２）と、複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離が一致する場合に、複数の前記タイヤが一の車両に属していると判定する同一車両判定部（１１３）と、を備える。
このようにすることで、タイヤの移動方向及び移動距離を特定するとともに、当該移動方向及び移動距離に基づいて、車線を走行する一の車両と他の車両とを分離することができる。したがって、当該一の車両についての車軸数を一層精度よく特定することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離に基づいて、前記レーザ検出器によって検出されたタイヤのうち、前記踏板によって検出されたタイヤを特定する踏板検出タイヤ特定部（１１４）を備える。
このようにすることで、レーザ検出器の検出結果に基づいて特定された車軸のうち、踏板の検出結果（踏まれた回数）によってもカウントされたものを区別することができる。したがって、同一の車軸が重複してカウントされることを防止することができ、車両についての車軸数を一層精度よく特定することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様は、車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別方法であって、前記車線の路面上に配置された踏板を通じて、前記車両のタイヤによる踏み付けを検出するステップと、レーザ検出器を用いて、前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するステップと、前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車種区分の判別に用いる情報である当該車両の車軸数を特定するステップと、を有する車種判別方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、車線の路面上に配置されて、車両のタイヤによる踏み付けを検出する踏板と、前記車線の少なくとも前記踏板よりも進行方向手前側の所定範囲において前記タイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、を有して前記車線を走行する前記車両の車種区分を判別する車種判別装置のコンピュータを、前記踏板及び前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定手段、として機能させるプログラムである。
【００１７】
また、本発明の一態様は、車線を走行する車両の車種区分を判別する車種判別装置であって、前記車線上の所定範囲において前記車両のタイヤが配置される高さにレーザ光を投光するとともに、当該レーザ光の反射光を検出するレーザ検出器と、前記レーザ検出器の検出結果に基づいて、前記車両の車軸数を特定する車軸数特定部と、を備え、前記車軸数特定部は、前記レーザ検出器の検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に前記タイヤが存在していると判定するタイヤ判定部を備える車種判別装置である。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記レーザ検出器の検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンに当てはまる場合に、前記車両が当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する車軸判定部を備える。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上述の車種判別装置において、前記車軸数特定部が、前記レーザ検出器が複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、複数の前記タイヤの各々の移動方向及び移動距離を特定する移動方向距離特定部と、複数の前記タイヤの前記移動方向及び前記移動距離が一致する場合に、複数の前記タイヤが一の車両に属していると判定する同一車両判定部と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
上述の車種判別装置、車種判別方法及びプログラムによれば、十分な設置スペースを確保できない箇所にも設置可能で、かつ、精度良く車両の車種区分を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る料金収受設備の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るレーザ検出器の機能を説明する第１の図である。
【図３】第１の実施形態に係るレーザ検出器の機能を説明する第２の図である。
【図４】第１の実施形態に係る料金収受設備と車両との位置関係の例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る車種判別装置の機能構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る手前側車軸数特定部の機能構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るタイヤ判定部の機能を説明する図である。
【図８】第１の実施形態に係る車軸判定部の機能を説明する図である。
【図９】第１の実施形態に係る移動方向距離特定部の機能を説明する図である。
【図１０】第１の実施形態に係る同一車両判定部の機能を説明する図である。
【図１１】第１の実施形態に係る踏板検出タイヤ特定部の機能を説明する図である。
【図１２】第１の実施形態に係る手前側車軸数特定部の処理フローを示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る車軸数特定部の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜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について、図１〜図１２を参照しながら説明する。
【００２３】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る料金収受設備の全体構成を示す図である。
第１の実施形態に係る料金収受設備１は、有料道路である高速道路の出口料金所（料金形式によっては入口料金所）に設けられ、高速道路の利用者から、当該利用者が乗車する車両の車種区分に応じた課金を行うための設備である。
図１に示す例では、高速道路の利用者が乗車する車両Ａは、出口料金所に設けられた料金収受設備１において高速道路側から一般道路側へと通じる車線Ｌを走行している。車線Ｌの両側にはアイランドＩが敷設されており、料金収受設備１を構成する各種装置が設置されている。
以下、高速道路側（図１における＋Ｘ方向側）を車線Ｌの「上流側」、又は、車線Ｌの「進行方向手前側」とも記載する。また、一般道路側（図１における−Ｘ方向側）を車線Ｌの「下流側」、又は、車線Ｌの「進行方向奥側」とも記載する。
【００２４】
図１に示すように、料金収受設備１は、車種判別装置１０と、料金自動収受機２０と、発進制御機４０と、発進側車両検知器５０と、を備えている。
車種判別装置１０は、車線Ｌを走行する車両Ａの車種区分（例えば、「軽自動車（二輪車を含む）」、「普通車」、「中型車」、「大型車」及び「特大車」等の区分）を判別する装置である。
車種判別装置１０は、車線Ｌの上流側に設けられ、アイランドＩ上に設けられた各種検出センサ（進入側車両検知器１０Ａ、レーザ検出器１０Ｃ）と、車線Ｌの路面上に設けられた踏板（踏板１０Ｂ）と、を有してなる。
【００２５】
料金自動収受機２０は、車線Ｌを走行する車両Ａの運転者等（利用者）に課金額等を提示して、料金収受処理を行う機械である。料金自動収受機２０の前面（車線Ｌ側を向く面）には、課金額を提示するディスプレイや紙幣、硬貨又はクレジットカード等を受け付ける受け付け口等が設けられている。
料金自動収受機２０は、車種判別装置１０の下流側におけるアイランドＩ上に設けられ、車種判別装置１０によって判別された車両Ａの車種区分に応じた金額を課金する。
【００２６】
発進制御機４０は、料金自動収受機２０の下流側に設けられ、車線Ｌを走行する車両Ａの発進の制御を行う装置である。例えば、発進制御機４０は、車線Ｌに進入した車両Ａの運転手等が、料金自動収受機２０を通じて必要な金額の支払い処理を完了するまで車両Ａを発進させないように車線Ｌを閉塞する。また、支払いが完了した際には、車両Ａを退出すべく、車線Ｌを開放する。
【００２７】
発進側車両検知器５０は、車線Ｌの最も下流側に設けられ、車両Ａの料金収受設備１からの退出を検知する。
【００２８】
図１に示すように、車種判別装置１０は、進入側車両検知器１０Ａと、踏板１０Ｂと、レーザ検出器１０Ｃと、主制御部１０Ｄと、を備えている。
進入側車両検知器１０Ａは、アイランドＩ上に設けられ、車線Ｌを車線幅方向（±Ｙ方向）に挟んで対向する投光塔及び受光塔を通じて、車線Ｌを走行する車両Ａ（車体）の存在の有無を判別し、車両Ａ一台分の通過（進入）を検出する。
踏板１０Ｂは、車線Ｌの路面上において車線幅方向に伸びるように配置され、走行する車両Ａのタイヤによる踏み付けを検出する。進入側車両検知器１０Ａと踏板１０Ｂとの車線方向（±Ｘ方向）における位置は同じである。踏板１０Ｂは、踏まれた位置及び範囲を検出可能とされており、進入側車両検知器１０Ａの検出結果と組み合わせることで、車両Ａの車軸数、トレッド幅及びタイヤ幅を特定することができる。
レーザ検出器１０Ｃは、車線Ｌを走行する車両Ａのタイヤの位置（フットパターン）を検出するための検出器である。レーザ検出器１０Ｃは、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側（例えば、アイランドＩの最も上流側）に配置されている。レーザ検出器１０Ｃの具体的態様については後述する。
主制御部１０Ｄは、車種判別装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）である。具体的には、主制御部１０Ｄは、進入側車両検知器１０Ａ、踏板１０Ｂ及びレーザ検出器１０Ｃからの各種検出信号を受け付けるとともに、その検出結果に基づいて、走行する車両Ａの車種区分を一意に判別する。
また、主制御部１０Ｄは、判別した車種区分を直ちに料金自動収受機２０に通知する。これにより、料金自動収受機２０は、車両Ａとの料金収受処理において、車種判別装置１０によって判別された車種区分に応じた額を課金することができる。
なお、本実施形態において、主制御部１０Ｄは、車種判別装置１０（例えば、図１に示すように、進入側車両検知器１０Ａ）に内蔵されている態様で図示しているが、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、他の実施形態においては、主制御部１０ＤがアイランドＩ上、又は、遠隔地に設置された車種判別装置１０以外の装置に内蔵され、通信ネットワーク等で接続される態様であってもよい。
【００２９】
（レーザ検出器の構造）
図２、図３は、それぞれ、第１の実施形態に係るレーザ検出器の機能を説明する第１の図、第２の図である。
具体的には、図２は、車線Ｌ及び車両Ａを横（−Ｙ方向側）から見た状態を図示している。また、図３は、車線Ｌ及び車両Ａを上（＋Ｚ方向側）から見た状態を図示している。
【００３０】
図２に示すように、レーザ検出器１０Ｃは、アイランドＩの最も上流側に配置され、高さ方向（±Ｚ方向）における車両Ａのタイヤのみが配置される高さ（最低地上高よりも低い高さ）で、車線Ｌの路面に沿ってレーザ光ｌａを投光する。また、レーザ検出器１０Ｃは、車両Ａのタイヤ表面で生じるレーザ光ｌａの反射光を検出する。
また、図３に示すように、レーザ検出器１０Ｃは、レーザ光ｌａの投光角度θを水平方向に連続的に変化させ、レーザ検出器１０Ｃの設置位置から放射状にレーザ光ｌａを投光することでレーザスキャン（走査）を行う。
このような構成により、レーザ検出器１０Ｃは、車線Ｌのうち少なくとも、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の所定範囲（スキャン範囲Ｎ）において、当該車線Ｌを走行する車両Ａのタイヤとの位置関係に応じたスキャンデータを取得することができる。
なお、本実施形態において、レーザ検出器１０Ｃは、設置された位置から１０メートル程度離れた車両のタイヤが検出可能となるようにレーザ光ｌａの出力強度等が調整されている。また、スキャン範囲Ｎ全体に渡る一回のスキャン速度は、車両Ａの移動速度に対して十分に速い。
また、レーザ検出器１０Ｃは、スキャン範囲Ｎ全体に渡るレーザスキャンを所定時間ごと（例えば、１０ミリ秒ごと）に繰り返し実行し、複数回のレーザスキャンに対応する複数のスキャンデータを逐次取得する。
【００３１】
図４は、第１の実施形態に係る料金収受設備と車両との位置関係の例を示す図である。
具体的には、図４は、車体サイズが大きい車種区分（「大型車」、「特大車」）に属する車両Ａが料金収受設備１に進入した場合の例を示している。
なお、図４に示す例において、車両Ａは、車体の進行方向奥側（−Ｘ方向側）に設けられた車軸Ｓ１に対応して、進行方向左側（−Ｙ方向側）にタイヤＴ１１を有し、進行方向右側（＋Ｙ方向側）にタイヤＴ１２を有している。また、車両Ａは、車体の進行方向手前側（＋Ｘ方向側）に設けられた車軸Ｓ２、Ｓ３に対応して、それぞれ、進行方向左側にタイヤＴ２１、Ｔ３１を有し、進行方向右側にタイヤＴ２２、Ｔ３２を有している。
【００３２】
また、図４に示すように、第１の実施形態に係る料金収受設備１において、料金自動収受機２０とその上流側に配置された踏板１０Ｂとの間隔は、間隔ｄ１とされている。また、図４に示すように、踏板１０Ｂとその上流側に配置されたレーザ検出器１０Ｃとの間隔は、間隔ｄ２とされている。
ここで、「大型車」（又は「特大車」）である車両Ａの車長Ｄが、間隔ｄ１よりも大きい場合を考える。
【００３３】
図４に示す例によれば、車長Ｄ（＞間隔ｄ１）の車両Ａの運転座席（進行方向奥側）が料金自動収受機２０に到達した段階において、車両Ａの進行方向手前側（＋Ｘ方向側）の一部は、踏板１０Ｂの上を未だ通過していない状態にある。そうすると、車種判別装置１０は、運転者等が料金の支払処理を行う段階で、踏板１０Ｂの検出結果に基づいて車両Ａ全体の車軸数を特定できず、ひいては車両Ａの車種区分を判別することができない。
そこで、第１の実施形態に係る車種判別装置１０は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する。
【００３４】
（車種判別装置の機能構成）
図５は、第１の実施形態に係る車種判別装置の機能構成を示す図である。
図５に示すように、車種判別装置１０は、進入側車両検知器１０Ａと、踏板１０Ｂと、レーザ検出器１０Ｃと、主制御部１０Ｄと、を備えている。進入側車両検知器１０Ａ、踏板１０Ｂ及びレーザ検出器１０Ｃの構造的な機能及び位置関係については、図１〜図４を用いて説明した通りである。
【００３５】
本実施形態に係る主制御部１０Ｄは、所定のプログラムを読み込んで実行することで、車軸数特定部１０１及び車種区分判別部１０２としての機能を発揮する。以下、車軸数特定部１０１及び車種区分判別部１０２の機能について説明する。
【００３６】
車軸数特定部１０１は、踏板１０Ｂ及びレーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａの車軸数を特定する。図５に示すように、本実施形態に係る車軸数特定部１０１は、奥側車軸数特定部１０１Ａと、手前側車軸数特定部１０１Ｂと、有している。
【００３７】
車種区分判別部１０２は、車軸数特定部１０１が特定した車軸数に基づいて、車両Ａの車種区分を判別する。また、車種区分判別部１０２は、判別した車種区分を料金自動収受機２０に通知する。
なお、図５において、車種区分判別部１０２は、車軸数特定部１０１が特定した車両Ａの車軸数のみを入力するものとして図示しているが、実際には、踏板１０Ｂの検出結果から特定される車両Ａのトレッド幅、タイヤ幅等との組み合わせにより、車両Ａの車種区分を判別する。また、他の実施形態に係る車種判別装置１０は、更に、車両Ａの車高を検出可能な車高検出器や、車両Ａのナンバープレート情報を検出可能なナンバープレート検出器等の検出結果を組み合わせて、車両Ａの車種区分を判別してもよい。
【００３８】
次に、車軸数特定部１０１が有する奥側車軸数特定部１０１Ａ及び手前側車軸数特定部１０１Ｂについて説明する。
奥側車軸数特定部１０１Ａは、踏板１０Ｂの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向奥側の範囲における車軸数を特定する。具体的には、奥側車軸数特定部１０１Ａは、進入側車両検知器１０Ａによる車両Ａの進入検知中において、踏板１０Ｂが踏まれた回数をカウントする。踏板１０Ｂが踏まれた回数は、即ち、車両Ａのうち踏板１０Ｂを踏みつけて当該踏板１０Ｂよりも進行方向奥側に移動した車軸数である（図４参照）。
【００３９】
一方、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する。具体的には、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側のスキャン範囲Ｎに属するタイヤの車軸数を特定する。
以下、手前側車軸数特定部１０１Ｂの詳細な機能について説明する。
【００４０】
（手前側車軸数特定部の機能構成）
図６は、第１の実施形態に係る手前側車軸数特定部の機能構成を示す図である。
図６に示すように、本実施形態に係る手前側車軸数特定部１０１Ｂは、タイヤ判定部１１０と、車軸判定部１１１と、移動方向距離特定部１１２と、同一車両判定部１１３と、踏板検出タイヤ特定部１１４と、を備えている。
【００４１】
タイヤ判定部１１０は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置に車両Ａのタイヤが存在していると判定する。
車軸判定部１１１は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンに当てはまる場合に、車両Ａが当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定し、当該２つのタイヤを対応付ける処理を行う。
移動方向距離特定部１１２は、レーザ検出器１０Ｃが複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、車両Ａのタイヤの移動ベクトル（移動方向及び移動距離）を特定する。
同一車両判定部１１３は、複数のタイヤについての移動ベクトルが一致する場合に、当該複数のタイヤが一の車両に属していると判定し、当該複数のタイヤを対応付ける処理を行う。
踏板検出タイヤ特定部１１４は、複数のタイヤについての移動ベクトルに基づいて、レーザ検出器１０Ｃによって検出されたタイヤのうち、踏板１０Ｂによって検出されたタイヤ（踏板１０Ｂを踏みつけたタイヤ）を特定する。
【００４２】
図７は、第１の実施形態に係るタイヤ判定部の機能を説明する図である。
図７に示すように、レーザ検出器１０Ｃは、タイヤ表面におけるレーザ光ｌａの反射光を受光して、レーザ検出器１０Ｃと各タイヤとの位置関係（方位及び距離）に基づくスキャンデータを取得する。スキャンデータは、水平面（ＸＹ平面）におけるレーザ光ｌａの投光角度θと、各投光角度θに対応する計測距離ｒと、によって仮想のＸＹ座標平面上に特定される座標（検出座標群Ｑ１、Ｑ２）の集合で構成される。
タイヤ判定部１１０は、スキャン範囲Ｎ（図３、図４参照）に対応する仮想のＸＹ座標平面を規定するとともに、投光角度θ及び計測距離ｒに基づいて当該ＸＹ座標平面上に座標（検出座標群Ｑ１、Ｑ２）をプロットする。
【００４３】
ここで、レーザ検出器１０Ｃが検出した反射光が車両Ａのタイヤ表面で生じた反射光であった場合、そのスキャンデータは、図７に示すように、車両Ａの各タイヤの形状に対応する特定の座標パターン（ＸＹ座標平面上における各検出座標の配置のパターン）を示す。即ち、レーザ検出器１０Ｃは、車両Ａの進入段階において、進行方向奥側かつ進行方向左側から、進行方向手前側かつ進行方向右側に向かって、当該車両Ａの進行方向に対して斜めにレーザ光ｌａを投光する（図３、図４参照）。そうすると、投光されたレーザ光ｌａは、車両Ａのタイヤの前方側（−Ｘ方向側）に面する接地面、及び、進行方向左側に面する側面に渡って投光、走査される。したがって、タイヤへの投光に応じて検出された検出座標群Ｑ１、Ｑ２は、当該タイヤの接地面及び側面に基づいて９０度に折れ曲がった（Ｌ字型の）配列パターンとなる。
【００４４】
そこで、タイヤ判定部１１０は、まず、仮想のＸＹ平面上にプロットされた座標のうち、所定の距離範囲内にプロットされた群（検出座標群Ｑ１、Ｑ２）を特定する。そして、タイヤ判定部１１０は、特定した検出座標群Ｑ１、Ｑ２と、予め規定されたタイヤ形状パターンＰ１と、を照合して、各検出座標群Ｑ１、Ｑ２がスキャン範囲Ｎ内に存在するタイヤに基づいて検出されたものか否かを判定する。具体的には、タイヤ判定部１１０は、検出座標群Ｑ１、Ｑ２が、９０度に折れ曲がるように区画されたＬ字型のタイヤ形状パターンＰ１の領域内に収まるか否かを判定する。
検出座標群Ｑ１、Ｑ２がタイヤ形状パターンＰ１の領域内に収まる場合には、タイヤ判定部１１０は、当該検出座標群Ｑ１、Ｑ２の各々に対応する位置にタイヤが存在していると判定する。具体的には、タイヤ判定部１１０は、検出座標群Ｑ１に基づいて、仮想のＸＹ座標平面上において推定タイヤτ１１の位置を特定し、また、検出座標群Ｑ２に基づいて、仮想のＸＹ座標平面上において推定タイヤτ１２の位置を特定する処理を行う。
【００４５】
図８は、第１の実施形態に係る車軸判定部の機能を説明する図である。
車軸判定部１１１は、タイヤ判定部１１０によって仮想のＸＹ座標平面上に特定された２つの推定タイヤτ１１、τ１２の位置関係を取得して、当該２つの推定タイヤτ１１、τ１２の位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンＰ２に当てはまるか否かを判定する。
【００４６】
ここで、レーザ検出器１０Ｃは、上述したように、車両Ａの進入段階において、当該車両Ａに対し、レーザ光ｌａを進行方向奥側かつ進行方向左側（−Ｘ、−Ｙ方向側）から進行方向手前側かつ進行方向右側（＋Ｘ、＋Ｙ方向側）に向かって斜めに投光する。このような構成により、レーザ検出器１０Ｃは、車両Ａとの位置関係に応じて、当該車両Ａの進行方向左側に配されるタイヤ（図４に示すタイヤＴ１１、Ｔ２１、Ｔ３１）と、進行方向右側に配されるタイヤ（図４に示すタイヤＴ１２、Ｔ２２、Ｔ３２）と、の両方を検出することができる。
また、料金収受設備１に敷設された車線Ｌにより、車両Ａの走行方向はある程度限定されたものとなる。したがって、車両Ａが有する同一の車軸に対応する２つのタイヤの位置関係もある程度限定される。即ち、図８に示すように、車線方向（±Ｘ方向）の位置がほぼ一致して、なおかつ、車線幅方向（±Ｙ方向）の位置がトレッド幅に応じた距離（概ね１．５ｍ〜２．０ｍ）だけ異なる２つのタイヤは、車両Ａが有する同一の車軸（例えば、図４に示す車軸Ｓ１）に対応する２つのタイヤ（例えば、タイヤＴ１１、Ｔ１２）である可能性が高い。
【００４７】
そこで、車軸判定部１１１は、タイヤ判定部１１０によってＸＹ座標平面上に特定された２つの推定タイヤτ１１、τ１２と、車線方向（±Ｘ方向）及び車線幅方向（±Ｙ方向）の相対的位置を規定するタイヤ配置パターンＰ２と、を照合して、当該２つの推定タイヤτ１１、τ１２が車両Ａの同一の車軸に対応するものか否かを判定する。
タイヤ配置パターンＰ２は、仮想のＸＹ座標平面上において、同一の車軸に対応する２つのタイヤの位置関係に基づいて規定される。具体的には、タイヤ配置パターンＰ２は、図８に示すように、仮想のＸＹ座標平面上において、±Ｘ方向の位置が一致し、かつ、±Ｙ方向の位置が想定されるトレッド幅に応じた幅だけ異なる２つの領域が区画されてなる。
車軸判定部１１１は、推定タイヤτ１１、τ１２が、タイヤ配置パターンＰ２の領域内に収まるか否かを判定する。
推定タイヤτ１１、τ１２がタイヤ配置パターンＰ２の領域内に収まる場合には、車軸判定部１１１は、当該推定タイヤτ１１、τ１２の各々に対応する車軸が存在していると判定する。具体的には、車軸判定部１１１は、仮想のＸＹ座標平面上において推定タイヤτ１１、τ１２に対応する推定車軸σ１を特定するとともに、当該推定車軸σ１をもって推定タイヤτ１１と推定タイヤτ１２とを対応付ける処理を行う。
【００４８】
図９は、第１の実施形態に係る移動方向距離特定部の機能を説明する図である。
上述したように、本実施形態に係るレーザ検出器１０Ｃは、所定時間Δｔ（例えば、Δｔ＝１０ミリ秒）ごとにスキャン範囲Ｎのレーザスキャンを繰り返し実行する。移動方向距離特定部１１２は、複数回のレーザスキャンによって取得された複数のスキャンデータを時系列に分析し、車両Ａの走行に伴って移動する各タイヤの移動ベクトル（移動方向及び移動距離）を特定する。
【００４９】
例えば、タイヤ判定部１１０が、ある時刻ｔａに取得されたスキャンデータに基づいてＸＹ座標平面上に推定タイヤτ１１’を特定し、続いて、次のタイミング（時刻ｔａ＋Δｔ）に取得されたスキャンデータに基づいて同じＸＹ座標平面上に推定タイヤτ１１を特定したとする。
この場合、移動方向距離特定部１１２は、推定タイヤτ１１’に対する推定タイヤτ１１の位置が、予め規定された移動方向距離想定範囲Ｐ３に当てはまるか否かを判定する。
ここで、移動方向距離想定範囲Ｐ３は、仮想のＸＹ座標平面上において、時刻ｔａに推定タイヤτ１１’が配される位置を基準にして、同一の推定タイヤτ１１’が所定時間Δｔ経過後に位置すると想定される領域が区画されてなる。例えば、車両Ａの走行方向は、車線Ｌによってある程度制限されている。また、車両Ａの走行速度も、当該車両Ａが料金自動収受機２０の前で停車することを前提に、所定範囲内（５ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈ程度）に収まることが想定される。移動方向距離想定範囲Ｐ３は、このように想定される車両Ａの走行方向及び走行速度に基づいて予め規定される。
移動方向距離特定部１１２は、時刻ｔａ＋ΔｔにおいてＸＹ座標平面上に特定された推定タイヤτ１１が、移動方向距離想定範囲Ｐ３の領域内に属する場合に、当該推定タイヤτ１１が、推定タイヤτ１１’と同一のタイヤに基づいて検出されたものと判断し、推定タイヤτ１１’から推定タイヤτ１１までの移動ベクトルＲ１１を特定する。
【００５０】
図１０は、第１の実施形態に係る同一車両判定部の機能を説明する図である。
レーザ検出器１０Ｃは、スキャン範囲Ｎにおけるレーザスキャンを所定時間Δｔごとに繰り返すことで、車両Ａの走行に伴って当該スキャン範囲Ｎに入ったタイヤの位置を逐次検出する。そして、上述のタイヤ判定部１１０及び車軸判定部１１１は、車両Ａの走行に伴って逐次取得されるスキャンデータに基づいて、車両Ａが有する複数の車軸（車軸Ｓ１等）、及び、当該車軸の各々に対応する複数のタイヤ（タイヤＴ１１、Ｔ１２等）の位置関係を推定する（図７、図８に示す推定車軸σ１及び推定タイヤτ１１、τ１２等）。
【００５１】
ここで、ある時刻ｔｂにおいて、タイヤ判定部１１０及び車軸判定部１１１は、推定車軸σ１’で対応付けられた推定タイヤτ１１’、τ１２’と、推定車軸σ２’で対応付けられた推定タイヤτ２１’、τ２２’と、をＸＹ座標平面上に特定したとする。また、タイヤ判定部１１０及び車軸判定部１１１は、次のタイミング（時刻ｔｂ＋Δｔ）において、推定車軸σ１で対応付けられた推定タイヤτ１１、τ１２と、推定車軸σ２で対応付けられた推定タイヤτ２１、τ２２と、をＸＹ座標平面上に特定したとする。
この場合、上述の移動方向距離特定部１１２は、図９で説明した処理を経て、時刻ｔｂに特定された各推定タイヤτ１１’、τ１２’、τ２１’、τ２２’の各々に対し、時刻ｔｂ＋Δｔに特定された各推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２の各々を対応付ける処理を行う。そして、移動方向距離特定部１１２は、各推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２についての移動ベクトルＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２を特定する。
【００５２】
ここで、同一車両判定部１１３は、推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２についての各移動ベクトルＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２が一致するか否か（所定の誤差範囲内にあるか否か）を判定し、一致する場合に、当該複数の推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２は同一の車両（推定車両α）に属するものと判定する。即ち、タイヤ判定部１１０によって特定された複数のタイヤが時系列において同一の方向に同一の距離で移動している場合、当該複数のタイヤは、同一の車両Ａに属するものである可能性が高い。したがって、同一車両判定部１１３は、仮想のＸＹ座標平面上に推定車両αを特定し、移動方向及び移動距離が一致する複数のタイヤ（推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２）を、当該推定車両αをもって対応付ける処理を行う。
【００５３】
また、時刻ｔｂから所定時間経過後のある時刻ｔｃにおいて、タイヤ判定部１１０及び車軸判定部１１１が、更に、推定車軸σ３’で対応付けられた推定タイヤτ３１’、τ３２’をＸＹ座標平面上に特定したとする。また、次のタイミング（時刻ｔｃ＋Δｔ）において、タイヤ判定部１１０及び車軸判定部１１１が、推定車軸σ３で対応付けられた推定タイヤτ３１、τ３２をＸＹ座標平面上に特定したとする。この場合、移動方向距離特定部１１２は、更に、各推定タイヤτ３１、τ３２についての移動ベクトルＲ３１、Ｒ３２を特定する。
このとき、同一車両判定部１１３は、新たに特定された移動ベクトルＲ３１、Ｒ３２が、既に推定車両αによって対応付けられている各移動ベクトルＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２に一致しているか否かを判定し、一致する場合に、当該推定タイヤτ３１、τ３２が同じ推定車両αに属するものと判定する。
【００５４】
以上のように、移動方向距離特定部１１２は、逐次取得されるスキャンデータに基づいて特定されるタイヤについて、移動方向及び移動距離（移動ベクトルＲ１１、Ｒ２１、・・・）を逐次特定していく。そして、同一車両判定部１１３は、移動方向距離特定部１１２によって逐次特定された移動方向及び移動距離が一致するタイヤ群を、同一車両（推定車両α）に属するタイヤとみなして逐次対応付けていく。
手前側車軸数特定部１０１Ｂは、車軸判定部１１１が特定した車軸のうち同一車両（推定車両α）に属する車軸数をカウントすることで、実際に車線Ｌを走行する車両Ａが有する車軸数を特定することができる。
【００５５】
図１１は、第１の実施形態に係る踏板検出タイヤ特定部の機能を説明する図である。
図４に示したように、踏板１０Ｂは、レーザ検出器１０Ｃ（スキャン範囲Ｎの最も下流）よりも間隔ｄ２だけ下流側に配されている。したがって、レーザ検出器１０Ｃのスキャンデータに基づいて特定された車両Ａのタイヤ（タイヤＴ１１、Ｔ１２、・・・）のうちの少なくとも一部は、車両Ａの走行に伴って間隔ｄ２だけ下流側に移動した際に、踏板１０Ｂによっても検出される。そうすると、手前側車軸数特定部１０１Ｂが特定した車軸（車軸Ｓ１、Ｓ２、・・・）と、奥側車軸数特定部１０１Ａ（図５）が特定した車軸と、が重複する場合が想定される。
【００５６】
そこで、踏板検出タイヤ特定部１１４は、移動方向距離特定部１１２が特定した各タイヤ（推定タイヤτ１１、τ１２、・・・）についての移動ベクトルＲ１１、Ｒ１２、・・・に基づいて、レーザ検出器１０Ｃによって検出されたタイヤのうち、踏板１０Ｂによっても検出されたタイヤを特定する。
【００５７】
ここで、踏板検出タイヤ特定部１１４は、図１１に示すように、スキャン範囲Ｎよりも下流側に移動してレーザ検出器１０Ｃから検出されなくなった推定タイヤτ１１’、τ１２’（及び推定車軸σ１’）の位置を特定する。具体的には、踏板検出タイヤ特定部１１４は、スキャン範囲Ｎに属している他の推定タイヤτ２１’、τ２２’、・・・の移動ベクトルＲ２１、Ｒ２２、・・・と同じ移動方向及び移動距離を示す移動ベクトルＲ１１＊、Ｒ１２＊を、推定タイヤτ１１’、τ１２’の各々に適用する。
図１１に示す例では、推定タイヤτ２１’、τ２２’はスキャン範囲Ｎに属しているため、移動方向距離特定部１１２によって移動ベクトルＲ２１、Ｒ２２を特定可能である。一方、スキャン範囲Ｎから外れた推定タイヤτ１１’、τ１２’は、上記推定タイヤτ２１’、τ２２’と同一の車両（推定車両α）に属するものとして対応付けられている。したがって、推定タイヤτ１１’、τ１２’は、スキャン範囲Ｎの外に移動した後も、推定タイヤτ２１’、τ２２’と同じ移動方向及び移動距離だけ移動していることが想定される。
このように、踏板検出タイヤ特定部１１４は、同一車両に属するものとして対応付けられた他のタイヤの移動方向及び移動距離を適用することで、スキャン範囲Ｎを通り過ぎたタイヤの位置を追跡し、特定することができる。
【００５８】
踏板検出タイヤ特定部１１４は、スキャン範囲Ｎを通り過ぎた推定タイヤτ１１、τ１２のＸＹ座標平面上における位置を、後続の推定タイヤτ２１、τ２２の移動方向、移動距離に基づいて逐次特定し、その位置がＸＹ座標平面上に規定される踏板１０Ｂの位置よりも下流側に移動したか否かを判定する。ここで、ＸＹ座標平面上に規定される踏板１０Ｂの位置は、実際の踏板１０Ｂとレーザ検出器１０Ｃとの間隔ｄ２に基づいて規定される。
そして、踏板検出タイヤ特定部１１４は、推定タイヤτ１１、τ１２のＸＹ座標平面上における位置が、踏板１０Ｂの位置よりも下流側に移動したと判定した場合には、当該推定タイヤτ１１、τ１２が踏板１０Ｂによっても検出されたタイヤとして特定する。
【００５９】
なお、推定タイヤτ１１、τ１２よりも上流側に位置する推定タイヤτ２１、τ２２がスキャン範囲Ｎを通り過ぎた場合は、踏板検出タイヤ特定部１１４は、スキャン範囲Ｎ内に位置する推定タイヤτ３１、τ３２との対応づけに基づいて上記と同様の処理を行い、推定タイヤτ２１、τ２２のＸＹ座標平面上における位置を特定する。
【００６０】
（主制御部の処理フロー）
図１２は、第１の実施形態に係る主制御部の処理フローを示す図である。
図１２に示す処理フローは、料金収受設備１の稼働中において定常的に繰り返し実行される。
具体的には、まず、手前側車軸数特定部１０１Ｂのタイヤ判定部１１０は、レーザ検出器１０Ｃのレーザスキャンによって得られた検出結果（スキャンデータ）に基づいて、スキャン範囲Ｎに１つ又は複数のタイヤが存在するか否かを判定する（ステップＳ０１）。ここで、タイヤ判定部１１０は、図７に示したように、仮想のＸＹ座標平面上にプロットされる検出座標群（検出座標群Ｑ１、Ｑ２）と、タイヤ形状パターンＰ１と、を照合し、その照合結果に基づき当該検出座標群に対応する位置にタイヤ（推定タイヤτ１１、τ１２等）が存在すると判定する。
なお、タイヤ判定部１１０の判定結果より、スキャン範囲Ｎに一つもタイヤが存在しない場合には、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、直ちに処理フローを終了し、次のタイミングで新たに取得されたスキャンデータについて同じ処理を実行する。
【００６１】
次に、手前側車軸数特定部１０１Ｂの車軸判定部１１１は、ステップＳ０１で特定されたタイヤの位置関係に基づいて、２つのタイヤが同一の車軸に対応する対となるタイヤか否かを判定する（ステップＳ０２）。ここで、車軸判定部１１１は、図８に示したように、ＸＹ座標平面上において位置が特定された２つの推定タイヤτ１１、τ１２が、タイヤ配置パターンＰ２に当てはまる場合に、当該２つの推定タイヤτ１１、τ１２が同一の推定車軸（推定車軸σ１）に対応する対となるタイヤであると判定する。
【００６２】
次に、手前側車軸数特定部１０１Ｂの移動方向距離特定部１１２は、ステップＳ０１で特定されたタイヤの位置と、前回のレーザスキャンで特定されたタイヤの位置と、に基づいて、同一タイヤの対応付けを行うとともに、当該タイヤについての移動ベクトルを特定する（ステップＳ０３）。ここで、移動方向距離特定部１１２は、図９に示したように、今回（ステップＳ０１で）特定されたタイヤ（推定タイヤτ１１）に対し、前回特定されたタイヤ（推定タイヤτ１１’）を基準にした移動方向距離想定範囲Ｐ３を適用し、各タイヤが同一タイヤであると判定するとともに、当該同一タイヤ（推定タイヤτ１１）の移動方向及び移動距離を示す移動ベクトルＲ１１を特定する。
【００６３】
次に、手前側車軸数特定部１０１Ｂの同一車両判定部１１３は、ステップＳ０１で特定された複数のタイヤが、同一車両に属するか否かを判定し、当該同一車両が有する車軸数をカウントする（ステップＳ０４）。ここで、同一車両判定部１１３は、図１０に示したように、ステップＳ０３で特定された移動ベクトル（移動ベクトルＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２等）が一致するか否かを判定して、一致するタイヤ（推定タイヤτ１１、τ１２、τ２１、τ２２等）が同一車両（推定車両α）に属するものとみなす。そして、同一車両判定部１１３は、同一車両（推定車両α）に属するタイヤに対応する車軸（推定車軸σ１、σ２・・・）の数をカウントする。
【００６４】
次に、手前側車軸数特定部１０１Ｂの踏板検出タイヤ特定部１１４は、スキャン範囲Ｎから下流側に外れたタイヤのうち、当該スキャン範囲Ｎの下流側に配置された踏板１０Ｂの上を通過したものを特定する（ステップＳ０５）。ここで、踏板検出タイヤ特定部１１４は、図１１に示したように、ステップＳ０３で特定された移動ベクトル（例えば、移動ベクトルＲ２１、Ｒ２２）と同じ移動ベクトル（移動ベクトルＲ１１＊、Ｒ１２＊）を、スキャン範囲Ｎから下流側に外れたタイヤ（推定タイヤτ１１’、τ１２’）について適用する。そして、踏板検出タイヤ特定部１１４は、スキャン範囲Ｎから下流側に外れたタイヤのうち踏板１０Ｂよりも下流側に移動したタイヤを特定する。
【００６５】
手前側車軸数特定部１０１Ｂは、ステップＳ０４でカウントされた車軸数から、ステップＳ０５において踏板１０Ｂよりも下流側に移動したタイヤに対応する車軸数を減算し、踏板１０Ｂよりも上流側（進行方向手前側）の範囲に属する車両Ａの車軸数を特定する（ステップＳ０６）。
【００６６】
次に、主制御部１０Ｄは、車両Ａの運転座席が料金自動収受機２０に到達して停車したか否かを判定する（ステップＳ０７）。なお、本実施形態において、主制御部１０Ｄは、料金自動収受機２０に設けられた所定の検知センサ（レーザ式検知センサ、超音波センサ等）を通じて、車両Ａの運転座席が料金自動収受機２０に到達したことを検知する。ここで、主制御部１０Ｄは、進入側車両検知器１０Ａ、踏板１０Ｂ、レーザ検出器１０Ｃの検出結果等に基づいて、車両Ａが停車したか否かを判別してもよい。
車両Ａが走行中の場合（ステップＳ０７：ＮＯ）、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、上述のステップＳ０１〜ステップＳ０６を繰り返し実行し、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する。
一方、手前側車軸数特定部１０１ＢがステップＳ０１〜ステップＳ０６の処理を実行している間に、奥側車軸数特定部１０１Ａは、並列して、踏板１０Ｂが踏まれた回数をカウントして、車両Ａのうち踏板１０Ｂを通過した部分（踏板１０Ｂよりも進行方向奥側の範囲）における車軸数を特定する。
【００６７】
車両Ａの停車が検出された場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、車軸数特定部１０１は、奥側車軸数特定部１０１Ａ及び手前側車軸数特定部１０１Ｂの各々によって特定された車軸数を足し合わせて、車両Ａの全車軸数を特定する（ステップＳ０８）。
次に、車種区分判別部１０２は、車軸数特定部１０１によって特定された車両Ａ全体の車軸数と、その他の各種情報（踏板１０Ｂの検出結果に基づくトレッド幅、タイヤ幅等）と、を組み合わせて、車両Ａの車種区分を一意に判別し、当該判別した車種区分（「大型」、「特大」等）を料金自動収受機２０に出力する（ステップＳ０９）。これにより、料金自動収受機２０は、車両Ａの車種区分に応じた課金額を特定することができる。
【００６８】
（作用効果）
以上のように、第１の実施形態に係る車種判別装置１０によれば、レーザ検出器１０Ｃが、車線Ｌの少なくとも踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の所定範囲において車両Ａのタイヤが配置される高さにレーザ光ｌａを投光し、当該レーザ光ｌａの反射光を検出して得られるスキャンデータを取得する。そして、車軸数特定部１０１が、踏板１０Ｂ及びレーザ検出器１０Ｃの検出結果（スキャンデータ）に基づいて、車両Ａの車軸数を特定する。
ここで、従来の料金収受システムにおいては、車両Ａの運転席部分が料金自動収受機２０等に到達した際に当該車両Ａの車体全体が踏板１０Ｂの通過を完了できるように、料金自動収受機２０と踏板１０Ｂとの間隔（間隔ｄ１）が最大車長（例えば、１８ｍ）程度とされていた。しかし、高速道路の入口・出口料金所等における立地条件によっては、料金自動収受機２０と踏板１０Ｂとの間隔を最大車長以上とする設置スペースを確保することが困難な場合があった。そこで、本実施形態に係る上記構成とすることで、車線Ｌにおいて車両Ａの運転座席が料金自動収受機２０に到達した段階で、車両Ａの進行方向手前側の一部が踏板１０Ｂを通過していなかったとしても、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａ全体の車軸数を特定することができる。即ち、料金収受処理を行う段階で車両Ａの進行方向手前側の一部が踏板１０Ｂを通過していなかった場合であっても、当該車両Ａの車種区分を特定することができ、利用者に対し適切な課金を行うことができる。以上より、本実施形態に係る車種判別装置１０によれば、十分な設置スペースを確保できない箇所にも設置可能で、かつ、精度良く車両の車種区分を判別することができる。
また、上述の車種判別装置１０によれば、仮に、レーザ検出器１０Ｃにおいて反射光の誤検出が突発的に生じた等の要因で、当該レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて一部の車軸が正しく特定されなかった場合であっても、車両Ａのうち踏板１０Ｂを通過した部分についての車軸数は、踏板１０Ｂの検出結果を用いて確実に特定することができる。したがって、車両Ａの車軸数の特定精度を向上させることができる。
【００６９】
また、上述の車種判別装置１０によれば、奥側車軸数特定部１０１Ａが、踏板１０Ｂの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向奥側の範囲における車軸数を特定し、また、手前側車軸数特定部１０１Ｂが、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する。
このようにすることで、車両Ａのうち踏板１０Ｂを通過した部分についての車軸数は、踏板１０Ｂの検出結果（踏まれた回数）を採用して車軸数を特定するため、車両Ａの車軸数の特定精度を向上させることができる。特に、車両Ａが「軽自動車」、「普通車」等であった場合、当該車両Ａの運転座席が料金自動収受機２０に到達した段階で、全ての車軸が踏板１０Ｂを通過している可能性が高い。この場合、当該車両Ａの車軸数は、専ら、踏板１０Ｂの検出結果に基づいて特定されるため、従来通りの精度を維持することができる。
【００７０】
また、上述の車種判別装置１０によれば、手前側車軸数特定部１０１Ｂ（タイヤ判定部１１０）は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンＰ１に当てはまる場合に、複数の検出座標に対応する位置にタイヤが存在していると判定する。
このようにすることで、例えば、ゴミや塵等が、レーザ検出器１０Ｃの検出結果と検出された場合に、当該ゴミや塵等を、タイヤとして誤認することを抑制することができる。したがって、レーザ検出器１０Ｃの検出結果による車軸数の特定精度を向上させることができる。
【００７１】
また、上述の車種判別装置１０によれば、手前側車軸数特定部１０１Ｂ（車軸判定部１１１）は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンＰ２に当てはまる場合に、車両Ａが当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する。
このようにすることで、スキャン範囲Ｎ内において複数のタイヤの位置が特定された場合に、各タイヤに対応する車軸の存在を精度よく判別することができる。したがって、レーザ検出器１０Ｃの検出結果による車軸数の特定精度を一層向上させることができる。
【００７２】
また、上述の車種判別装置１０によれば、手前側車軸数特定部１０１Ｂ（移動方向距離特定部１１２及び同一車両判定部１１３）は、レーザ検出器１０Ｃが複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、タイヤの移動ベクトルを特定するとともに、複数のタイヤの移動ベクトルが一致する場合に、一の車両が当該複数のタイヤを有していると判定する。
このようにすることで、車線Ｌを走行する一の車両（車両Ａ）と他の車両とを分離することができるので、当該一の車両（車両Ａ）についての車軸数を一層精度よく特定することができる。
例えば、車両Ａの進行方向手前側に後続車両が走行していた場合であっても、当該後続車両の走行速度は、車両Ａの走行速度とは異なっている可能性が高い。そうすると、車両Ａが有するタイヤと移動ベクトルが異なるタイヤは、当該車両Ａとは異なる車両（後続車両）が有するタイヤであるものとみなすことができる。同一車両判定部１１３は、このようにして、一の車両に属するタイヤ（車軸）を特定できるので、精度よく車軸数をカウントすることができる。
【００７３】
また、上述の車種判別装置１０によれば、手前側車軸数特定部１０１Ｂ（踏板検出タイヤ特定部１１４）は、複数のタイヤの移動ベクトルに基づいて、レーザ検出器１０Ｃによって検出されたタイヤのうち、踏板１０Ｂによって検出されたタイヤを特定する。
このようにすることで、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて特定された車軸のうち、踏板１０Ｂの検出結果（踏まれた回数）によってもカウントされたものを区別することができる。したがって、同一の車軸が重複してカウントされることを防止することができ、車両Ａについての車軸数を一層精度よく特定することができる。
【００７４】
以上、第１の実施形態に係る車種判別装置１０によれば、十分な設置スペースを確保できない箇所にも設置可能で、かつ、精度良く車両の車種区分を判別することができる。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る車種判別装置について、図１３を参照しながら説明する。
なお、第２の実施形態に係る車種判別装置の構造、機能構成等の具体的態様は、第１の実施形態と同様であるため、図示を省略する。ただし、本実施形態においては、一の車両（車両Ａ）につき、踏板１０Ｂよりも上流側に配置される全てのタイヤがレーザ検出器１０Ｃによって検出可能となるように、踏板１０Ｂとレーザ検出器１０Ｃとの間隔ｄ２（図３参照）が可能な限り短く設置されるものとする。
【００７６】
（主制御部の処理フロー）
図１３は、第２の実施形態に係る車軸数特定部の処理フローを示す図である。
図１３に示す処理フローは、第１の実施形態と同様に、料金収受設備１の稼働中において定常的に繰り返し実行される。
【００７７】
具体的には、奥側車軸数特定部１０１Ａは、踏板１０Ｂが踏まれた回数をカウントし、踏板１０Ｂを通過した部分の車軸を特定する（ステップＳ１１）。
奥側車軸数特定部１０１Ａは、車両が停車したか否かを判別し（ステップＳ１２）、車両Ａが走行中の場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、踏板１０Ｂの検出結果に基づく車軸数のカウントを継続する。
一方、車両Ａが停車した場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、レーザ検出器１０Ｃがレーザスキャンを実行する。そして、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、当該レーザスキャンによって得られたスキャンデータに基づいて、車両Ａのうち踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する（ステップＳ１３）。
次に、車軸数特定部１０１は、奥側車軸数特定部１０１Ａ及び手前側車軸数特定部１０１Ｂの各々によって特定された車軸数を足し合わせて、車両Ａの全車軸数を特定する（ステップＳ１４）。
次に、車種区分判別部１０２は、車軸数特定部１０１によって特定された車両Ａ全体の車軸数と、その他の各種情報（踏板１０Ｂの検出結果に基づくトレッド幅、タイヤ幅等）と、を組み合わせて、車両Ａの車種区分を一意に判別し、当該判別した車種区分を料金自動収受機２０に出力する（ステップＳ１５）。これにより、料金自動収受機２０は、車両Ａの車種区分に応じた課金額を特定することができる。
【００７８】
（作用効果）
以上のように、第２の実施形態に係る車種判別装置１０によれば、レーザ検出器１０Ｃは、車両Ａが停車したと判定された後にレーザスキャン（レーザ光ｌａの投光）を開始する。そして、手前側車軸数特定部１０１Ｂは、車両Ａが停車した後に取得されたスキャンデータに基づいて、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数を特定する。
このようにすることで、まず、踏板１０Ｂによって当該踏板１０Ｂよりも進行方向奥側の範囲における車軸数が特定された後、レーザ検出器１０Ｃによって、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲における車軸数の検出処理が行われる。したがって、レーザ検出器１０Ｃを用いた車軸数の特定処理を簡素化することができる。
【００７９】
＜その他の実施形態＞
以上、各実施形態について詳細に説明したが、各実施形態に係る車種判別装置１０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。
【００８０】
例えば、第１の実施形態において、同一車両判定部１１３は、位置が特定されたタイヤの移動ベクトル（移動方向及び移動距離）に基づいて、同一車両に属するものか否かを判定するものとしたが、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、通常、一の車両が有する車軸別のトレッド幅は、概ね同等であることが知られている。そこで、他の実施形態に係る同一車両判定部１１３は、一の車軸に対応する２つのタイヤの車線幅方向（±Ｙ方向）の距離（トレッド幅）と、他の車軸に対応する２つのタイヤの車線幅方向の距離（トレッド幅）と、が大きく異なる場合は、当該２つの車軸は、それぞれ異なる車両に属するものと判定してもよい。
なお、上述のようにトレッド幅によって同一車両か否かを見分ける場合、シングルタイヤかダブルタイヤかによって、トレッド幅の検出値（一の車軸に対応する２つのタイヤの車線幅方向の距離）にばらつきが生じることが想定されるが、タイヤ幅分程度の誤差を許容することで、大型車と普通車の追走を切り分けることは可能である。
また、通常、一の車両が有する各車軸の車軸中央位置は一致することが知られている。したがって、車軸中央位置（一の車軸に対応する２つのタイヤの車線幅方向の位置の平均値）を特定することで、各車軸が同一車両に属するか否かの判定を行うことも可能である。例えば、車両Ａが被牽引車を牽引する牽引車であった場合、牽引車（車両Ａ）と被牽引車とでトレッド幅が大きく異なることが想定される。しかし、牽引車が被牽引車を真っ直ぐに牽引している限りは、当該牽引車及び被牽引車の車軸中央位置はほぼ一致するはずである。したがって、このようにすることで、車両Ａが牽引車である場合であっても、特定された各車軸が（牽引車、被牽引車を一体とした）一の車両に属するか否かを高精度に判別することができる。
【００８１】
また、第１の実施形態に係る車軸判定部１１１は、車両Ａの進行方向左側に配置されるタイヤ（推定タイヤτ１１）と進行方向右側に配置されるタイヤ（推定タイヤτ１２）との位置関係が所定の条件を満たす場合には、車両Ａが、当該２つのタイヤに対応する一の車軸（推定車軸σ１）を有していると判定するものとして説明した。
しかしながら、レーザ検出器１０Ｃと、車線Ｌを走行する車両Ａのタイヤと、の位置関係によっては、進行方向右側に配置される一のタイヤが進行方向左側に配置される他のタイヤの背後に隠れ、スキャンデータ上に（検出座標群Ｑ１、Ｑ２等として）現れない場合が想定される。例えば、図４に示す車両Ａの進行方向右側に配置されるタイヤＴ３２は、車両Ａの進行方向左側に配置されるタイヤＴ２１の背後に隠れ、スキャンデータ上に現れないことが想定される。
しかし、あるタイミングで取得されたスキャンデータにおいて、いくつかのタイヤが他のタイヤの背後に隠れ検出されなかったとしても、車両Ａの走行に伴って各タイヤとレーザ検出器１０Ｃとの相対的な位置関係が変化するので、他のタイミングにおいては、上記隠れていたタイヤを検出することができる。即ち、車軸判定部１１１は、車両Ａの走行中において複数の時刻（タイミング）で取得された複数のスキャンデータに基づいて、車両Ａが有する全ての車軸の各々につき、同一車軸に属する２つのタイヤの対応付けが可能となる。
【００８２】
また、他の実施形態に係る車軸判定部１１１は、更に、同一の車軸（例えば推定車軸σ１）で対応付けた２つのタイヤ（例えば、推定タイヤτ１１、τ１２）の車線幅方向の距離を特定することで、当該車軸に対応するトレッド幅を特定してもよい。
このようにすることで、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて車両Ａのトレッド幅を特定することができるので、車両Ａの車種区分をより精度よく判別することができる。
【００８３】
同様に、他の実施形態に係るタイヤ判定部１１０は、更に、検出座標群のパターンに基づいて、位置を特定したタイヤのタイヤ幅（シングルタイヤかダブルタイヤか）を識別してもよい。
例えば、タイヤ判定部１１０は、検出座標群Ｑ１、Ｑ２（図７参照）の車線幅方向（±Ｘ方向）の幅が予め規定された所定値未満であった場合は、推定タイヤτ１１、τ１２が「シングルタイヤ」であると判定し、所定値以上であった場合は、推定タイヤτ１１、τ１２が「ダブルタイヤ」であると判定する。
このようにすることで、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいてタイヤ幅を特定することができるので、車両Ａの車種区分をより精度よく判別することができる。
【００８４】
また、上述のように、例えば、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて車両Ａのトレッド幅、タイヤ幅及び車軸数を特定可能とした場合、車種判別装置１０は、踏板１０Ｂの検出結果を用いなくとも車両Ａの車種区分を特定できる。したがって、他の実施形態に係る車種判別装置１０は、踏板１０Ｂを有さない態様であってもよい。
即ち、他の実施形態に係る車種判別装置１０は、踏板１０Ｂを有さず、車線Ｌ上の所定範囲において車両Ａのタイヤが配置される高さにレーザ光ｌａを投光するとともに、当該レーザ光ｌａの反射光を検出するレーザ検出器１０Ｃと、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、車両Ａの車軸数を特定する車軸数特定部１０１と、を備える態様としてもよい。
この場合において、車軸数特定部１０１は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果として得られる複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置にタイヤが存在していると判定するタイヤ判定部１１０を備えるものとする。
このようにすることで、踏板１０Ｂを敷設する必要がなくなるので車種判別装置１０の部品点数を削減でき、製造費を削減することができる。
また、上記踏板１０Ｂを有さない態様において、車軸数特定部１０１は、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて特定される２つのタイヤの位置関係が予め規定されたタイヤ配置パターンに当てはまる場合に、車両Ａが当該２つのタイヤに対応する一の車軸を有していると判定する車軸判定部を備えていてもよい。
また、上記踏板１０Ｂを有さない態様において、車軸数特定部１０１は、レーザ検出器１０Ｃが複数の時刻で検出した複数の検出結果に基づいて、複数のタイヤの各々の移動方向及び移動距離を特定する移動方向距離特定部１１２と、複数のタイヤの移動方向及び移動距離が一致する場合に、複数のタイヤが一の車両に属していると判定する同一車両判定部１１３と、を備えていてもよい。
【００８５】
また、第１の実施形態に係るタイヤ判定部１１０は、複数の検出座標が予め規定されたタイヤ形状パターンに当てはまる場合に、当該複数の検出座標に対応する位置にタイヤが存在していると判定するものとして説明した。ここで、（タイヤ形状パターンに）「当てはまる」との文言は、“検出座標群Ｑ１、Ｑ２の全てがタイヤ形状パターンＰ１で区画される範囲内に収まる”場合に限定されず、“検出座標群Ｑ１、Ｑ２の一部（大部分）がタイヤ形状パターンＰ１の範囲内に概ね含まれている”との意味も含まれるものとする。即ち、タイヤ判定部１１０は、ゴミや塵に起因する突発的な誤検出座標を含むような場合であっても、検出座標群Ｑ１、Ｑ２全体としてタイヤ形状パターンＰ１とのパターン照合を行い、当該全体としての合致度が高い場合に「タイヤが存在する」と判断する。
車軸判定部１１１による、検出された２つのタイヤの位置関係とタイヤ配置パターンＰ２とのパターン照合についても同様である。
【００８６】
また、第１の実施形態においては、レーザ検出器１０Ｃのスキャン範囲Ｎは、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の所定範囲であ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レーザ検出器１０Ｃは、踏板１０Ｂよりも進行方向手前側の範囲に加え、踏板１０Ｂよりも進行方向奥側の範囲も含めてレーザスキャンを実行してもよい。
このようにすることで、レーザ検出器１０Ｃの検出結果に基づいて、より広範囲でタイヤの位置を特定可能となるため、車両Ａの車軸数をより精度よく特定することができる。
【００８７】
また、第１の実施形態においては、レーザ検出器１０Ｃは、進行方向左側のアイランドＩ上に一つだけ配置される態様として説明したが、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、レーザ検出器１０Ｃは、車線Ｌの進行方向左側及び進行方向右側のアイランドＩ上に一つ（又は複数）ずつ配置されていてもよい。
このように、レーザ検出器１０Ｃを異なる位置に複数配置することで、当該複数のレーザ検出器１０Ｃから得られたスキャンデータを組み合わせて死角を減らすことができる。したがって、より高精度にタイヤの位置を特定することができる。
また、レーザ検出器１０Ｃは，車両Ａのタイヤが配置される高さに光を照射可能な態様であればよく、水平照射のものには限定されない。
また、レーザ検出器１０Ｃは、単一の装置として構成された態様（一の筐体に収められた態様）には限定されない。例えば、レーザ検出器１０Ｃは、レーザ光ｌａを投光する投光器及びレーザ光ｌａの反射光を検出する検出器がアイランドＩ上に別々に設けられ、各々が同期して動作する態様であってもよい。
【００８８】
また、第１の実施形態に係る踏板検出タイヤ特定部１１４は、複数のタイヤの移動ベクトル（Ｒ２１、Ｒ２２等（図１１））に基づいて、レーザ検出器１０Ｃによって検出されたタイヤのうち、踏板１０Ｂによって検出されたタイヤを特定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、車軸判定部１１１は、車線Ｌへの進入時からの走行に伴い、車両Ａの先頭から車軸（推定車軸σ１、σ２、・・・）を順次特定していく。ここで、他の実施形態に係る踏板検出タイヤ特定部１１４は、特定された各車軸間の車線方向における距離（車軸間隔）を取得する。具体的には、踏板検出タイヤ特定部１１４は、同一車両（推定車両α）に属すると判定された新たな車軸が特定される度に、推定車軸σ１（第１軸）と推定車軸σ２（第２軸）との間隔Δ１２、推定車軸σ２（第２軸）と推定車軸σ３（第３軸）との間隔Δ２３、・・・等と、隣り合う車軸同士の車軸間隔を取得する。
そして、車両Ａの走行が進み、踏板１０Ｂで第１軸による踏み付けが検出された場合、踏板検出タイヤ特定部１１４は、当該第１軸の位置（踏板１０Ｂが配される位置）を基準に、先に取得した間隔Δ１２、Δ２３、・・・に基づいて第２軸、第３軸、・・・が配される位置を推定する。更に、車両Ａが走行し、踏板１０Ｂで第２軸による踏み付けが検出された場合、踏板検出タイヤ特定部１１４は、当該第２軸の位置（踏板１０Ｂが配される位置）を基準に、間隔Δ２３等に基づいて第３軸以降が配される位置を推定する。以上のような処理を順次繰り返すことで、踏板検出タイヤ特定部１１４は、踏板１０Ｂ上を最後に通過した車軸よりも進行方向手前側に配された各車軸（踏板１０Ｂを通過していない各車軸）の位置を推定する。
このように、踏板検出タイヤ特定部１１４は、踏板１０Ｂによって検出された車軸（タイヤ）を基準に、レーザ検出器１０Ｃで検出された車軸（タイヤ）の位置を対応付けることで、レーザ検出器１０Ｃによって検出されたタイヤのうち、踏板１０Ｂによって検出されたタイヤを精度よく特定することができる。
【００８９】
なお、ステップＳ０７（第１の実施形態）及びステップＳ１２（第２の実施形態）において、主制御部１０Ｄは、走行中の車両Ａが料金自動収受機２０で停車したか否かの判定を行い、当該車両Ａが停車したと判定した場合に車種判別処理を実行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、主制御部１０Ｄは、進入側車両検知器１０Ａが車両Ａの進入を検知した段階から車種判別処理を開始する態様であってもよい。具体的には、車軸数特定部１０１は、レーザ検出器１０Ｃ及び踏板１０Ｂを通じて特定される車軸数が、車両Ａの走行に伴って更新される度に、車種区分判別部１０２に出力する。そして、車種区分判別部１０２は、逐次得られる車軸数の特定結果から想定される車種の中で最大料金となる車種区分を判別し、料金自動収受機２０に向けて当該判別結果を出力する。これにより、車両Ａの運転座席が料金自動収受機２０に到達した時点で、車両Ａの実際の車種区分に応じた支払料金が確定する。
【００９０】
なお、上述の各実施形態においては、車種判別装置１０における主制御部１０Ｄの各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、上述した主制御部１０Ｄ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。
また、主制御部１０Ｄの各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。
【００９１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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ものとする。
【符号の説明】
【００９２】
１  料金収受設備
１０  車種判別装置
１０Ａ  進入側車両検知器
１０Ｂ  踏板
１０Ｃ  レーザ検出器
１０Ｄ  主制御部
１０１  車軸数特定部
１０１Ａ  奥側車軸数特定部
１０１Ｂ  手前側車軸数特定部
１０２  車種区分判別部
１１０  タイヤ判定部
１１１  車軸判定部
１１２  移動方向距離特定部
１１３  同一車両判定部
１１４  踏板検出タイヤ特定部
２０  料金自動収受機
４０  発進制御機
５０  発進側車両検知器
Ｌ  車線
Ｉ  アイランド
Ｎ  スキャン範囲
ｌａ  レーザ光
Ｐ１  タイヤ形状パターン
Ｐ２  タイヤ配置パターン
Ｐ３  移動方向距離想定範囲
Ｑ１、Ｑ２  検出座標群
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２  移動ベクトル
Ａ  車両
Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ３１、Ｔ３２  タイヤ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  車軸
α  推定車両
τ１１、τ１２、τ２１、τ２２、τ３１、τ３２  推定タイヤ
σ１、σ２、σ３  推定車軸
ｄ１、ｄ２  間隔
Ｄ  車長
θ  投光角度
ｒ  計測距離
【図１】
0006554744.tif 000002
【図２】
0006554744.tif 000003
【図３】
0006554744.tif 000004
【図４】
0006554744.tif 000005
【図５】
0006554744.tif 000006
【図６】
0006554744.tif 000007
【図７】
0006554744.tif 000008
【図８】
0006554744.tif 000009
【図９】
0006554744.tif 000010
【図１０】
0006554744.tif 000011
【図１１】
0006554744.tif 000012
【図１２】
0006554744.tif 000013
【図１３】
0006554744.tif 000014