(57)【要約】【課題】本発明は、安価に道路を通過する車両の平均速度を測定することを課題としている。【解決手段】本発明の速度測定手段３は、ドップラー方式の検出センサーであり、車両の速度を測定することができ、これにより測定される速度データから、車両が通過したことを判定し、通過車両数をカウントすることによって、平均速度を測定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路付近に設置され、所定時間内に通過した車両毎に車両速度を測定すると同時に、通過車両数をカウントし、通過車両分の車両速度の和を前記通過車両数で割ることにより、平均速度を算出する平均速度測定装置において、
道路を通過する車両の速度を所定の時間間隔で測定し出力する速度測定手段と、
速度取込範囲と、所定の速度範囲ごとに設定される基準カウント値とを記憶する記憶手段と、
前記速度測定手段が測定した速度が前記速度取込範囲の範囲内であるなら、この速度を基準速度と決定し、該基準速度を含む所定幅の速度範囲を連続速度範囲とし、前記速度測定手段が前記基準速度を測定したときから、前記連続速度範囲の範囲外である速度を所定回数連続して測定したときまでの間の複数の速度データを車両速度データとして抽出する車両速度データ抽出手段と、
前記車両速度データ内に含まれ、前記連続速度範囲の範囲内である速度のデータ数を連続カウント値とし、該連続カウント値が前記基準速度に対応した前記基準カウント値以上である場合、１台の車両が通過したと判定する車両通過判定手段と、
該車両通過判定手段が１台の車両が通過したと判定したときに、前記車両速度データ内で前記連続速度範囲の範囲内の速度データの中の最高速度を車両速度として決定する車両速度決定手段と、
前記車両通過判定手段の判定結果を基にして、通過車両数をカウントする通過車両カウント手段と、
所定時間経過したことを判定する時間経過判定手段と、
該時間経過判定手段が所定時間経過したと判定する度に、前記車両速度決定手段が決定した車両速度の和を、前記通過車両カウント手段がカウントした通過車両数で割ることにより、平均速度を算出する平均速度算出手段とを備えることを特徴とする平均速度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された平均速度測定装置において、
道路脇に設置され、文字や画像などの表示内容を表示する表示装置と、
前記平均速度算出手段が算出した平均速度が予め設定された速度範囲の範囲内であったら、前記表示装置が表示している表示内容を別の表示内容に切り替える表示内容切替手段とを備えることを特徴とする平均速度測定装置。
【請求項３】
請求項１、または２に記載された平均速度測定装置において、
前記速度測定手段はドップラー方式のセンサーであることを特徴とする平均速度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路を通過する車両の平均速度を測定する平均速度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、従来より高速道路をはじめとする主要な幹線道路には、その交通状況を把握するために、道路監視システムが適用されることがある。従来の道路監視システムでは、監視対象となる道路を電子カメラにより撮影し、この撮影データを画像処理して道路における交通量と平均速度をそれぞれ求め、これらの測定結果の相関に基づいて渋滞の発生を検出するようにしている。
【０００３】
電子カメラで撮影した撮影データを画像処理する手段が採用される以前の道路監視システムでは、ループコイル方式の検出センサー、または超音波方式の検出センサーを使って車両が通過したことを判定して道路における交通量と平均速度をそれぞれ求めていた。
【０００４】
また、従来より走行車両の車両速度測定方法においては、ドップラー方式の検出センサーが用いられている。道路脇にはドップラー方式の検出センサーが所定の速度測定位置に配置され、ドップラー方式の検出センサーは道路の所定の速度測定範囲に向けてビームとしての電波を放射する。ドップラー方式の検出センサーから電波が放射されている際、ドップラー方式の検出センサーに接近しながら走行する車両に対して電波が斜め前方から照射されると、ドップラー方式の検出センサーは車両からの反射電波を受信し、反射電波の周波数に基づき、走行車両の速度を算出し速度測定を行うようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電子カメラで撮影した撮影データを画像処理する手段を使って交通量と平均速度を求める道路監視システムは、ループコイル方式の検出センサー、または超音波方式の検出センサーを使って交通量と平均速度を求める道路監視システムに比べ、費用がかかってしまうという欠点があった。
【０００６】
さらに、ループコイル方式の検出センサー、または超音波方式の検出センサーを使って交通量と平均速度を求める道路監視システムは、車両が一定距離の区間をどのくらいの時間で走行したかを判定して、距離を時間で割ることによって車両速度を算出するので、少なくとも区間の入口と出口の２カ所に検出センサーを設置する必要があった。
【０００７】
また、従来のドップラー方式の検出センサーによれば、その原理上、車両の速度及び移動方向を測定することは可能であるが、通過車両数をカウントできないため、平均速度を求めることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため本発明は、（１）道路付近に設置され、所定時間内に通過した車両毎に車両速度を測定すると同時に、通過車両数をカウントし、通過車両分の車両速度の和を前記通過車両数で割ることにより、平均速度を算出する平均速度測定装置において、道路を通過する車両の速度を所定の時間間隔で測定し出力する速度測定手段と、速度取込範囲と、所定の速度範囲ごとに設定される基準カウント値とを記憶する記憶手段と、前記速度測定手段が測定した速度が前記速度取込範囲の範囲内であるなら、この速度を基準速度と決定し、該基準速度を含む所定幅の速度範囲を連続速度範囲とし、前記速度測定手段が前記基準速度を測定したときから、前記連続速度範囲の範囲外である速度を所定回数連続して測定したときまでの間の複数の速度データを車両速度データとして抽出する車両速度データ抽出手段と、前記車両速度データ内に含まれ、前記連続速度範囲の範囲内である速度のデータ数を連続カウント値とし、該連続カウント値が前記基準速度に対応した前記基準カウント値以上である場合、１台の車両が通過したと判定する車両通過判定手段と、該車両通過判定手段が１台の車両が通過したと判定したときに、前記車両速度データ内で前記連続速度範囲の範囲内の速度データの中の最高速度を車両速度として決定する車両速度決定手段と、前記車両通過判定手段の判定結果を基にして、通過車両数をカウントする通過車両カウント手段と、所定時間経過したことを判定する時間経過判定手段と、該時間経過判定手段が所定時間経過したと判定する度に、前記車両速度決定手段が決定した車両速度の和を、前記通過車両カウント手段がカウントした通過車両数で割ることにより、平均速度を算出する平均速度算出手段とを備えることを特徴とする平均速度測定装置を特徴とする平均速度測定装置
を提案する。
【０００９】
前記（１）提案の平均速度測定装置において、道路脇に設置され、文字や画像などの表示内容を表示する表示装置と、前記平均速度算出手段が算出した平均速度が予め設定された速度範囲の範囲内であったら、前記表示装置が表示している表示内容を別の表示内容に切り替える表示内容切替手段とを備えることが望ましい。
【００１０】
前記（１）、または（２）提案の平均速度測定装置において、
前記速度測定手段はドップラー方式のセンサーであることが望ましい。。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、道路を通過する車両の速度を所定の時間間隔で測定し出力する速度測定手段として、前記ドップラー方式の検出センサーを用いる。ドップラー方式の検出センサー自体は車両が通過したことを判定できないが、この検出センサーが測定した速度データの中に同じような速度を所定回数測定したかどうかを判定することで、車両が通過したことを判定することができ、これによって車両の速度に加え、通過車両数を測定することができるので、通過する車両の平均速度を測定することができる。
【００１２】
また、ドップラー方式の検出センサーを用いることで、電子カメラで撮影した撮影データを画像処理する手段に比べ、安価に通過する車両の平均速度を測定することができる。さらに、ループコイル方式の検出センサー、または超音波方式の検出センサーに比べ、検出センサーを設置する箇所が一カ所で済むという利点もある。
【００１３】
ところで、渋滞が発生し、車両の流れが滞ると車両の平均速度は下がるが、渋滞が解消し、車両がスムーズに流れると車の平均速度が上がる。このことから、平均速度測定装置が測定した平均速度が渋滞が起きていないときの通常の平均速度よりも下がっているかどうかを判定することで、渋滞が発生していると判定することができる。例えば、渋滞が起きていないときに道路を通過する車両が平均速度６０ｋｍ／ｈで走行している道路において、渋滞が発生して道路を通過する車両の速度が落ちて、平均速度測定装置が測定した平均速度が２０ｋｍ／ｈであったときに、表示装置に表示する内容を「渋滞発生」とすることで渋滞が起きていることを周囲に伝えることができる。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明における表示装置１とスピードセンサー２の外観を示す説明図である。１は表示装置であり、文字や画像などの表示内容を表示する。２はスピードセンサーであり、表示装置１の上部に取り付けられ、地面から約２メートルの高さで設置される。
【００１５】
図２は表示装置１とスピードセンサー２が道路に設置される例である。図２に示すように道路脇に設置され、車両を運転中のドライバーから見て、表示装置１の表示面が斜め前方に見えるように、道路に対して斜めに向けられている。スピードセンサー２は、ドップラー方式の検出センサーである。図２に示すように自身が送出した電波を車両に放射して跳ね返った反射波を受信してドップラー周波数を検出することにより、車両の速度を測定する。
【００１６】
図３は本発明における構成を表すブロック図である。表示装置１には外部接点入力１ａが設けられておりスピードセンサー２と信号線によって接続される。スピードセンサー２によって外部接点入力１ａがクローズされたときに、表示装置１はそれまで表示していた内容と違った表示内容を表示する。この表示内容を連動表示内容と呼ぶことにする。
【００１７】
スピードセンサー２は通過する車両の平均速度を算出し、この平均速度が一定の速度範囲内であるなら、表示装置１の外部接点入力１ａをクローズすることにより、表示装置１に連動表示内容を表示させる。この速度範囲を表示内容切替範囲と呼ぶことにする。
【００１８】
表示装置１には予め多数の表示内容が登録されており、前記連動表示内容をその中から選ぶことができる。この前記連動表示内容には、様々な表示内容が考えられる。例えば、渋滞の起きていないときの平均速度が４０ｋｍ／ｈで、前記表示内容切替範囲が０〜２０ｋｍ／ｈのときは、「渋滞中」を表示することが考えられ、高速道路に設置され、前記表示内容切替範囲が１２０〜２００ｋｍ／ｈのときは、「スピード落とせ」が考えられる。
【００１９】
スピードセンサー２の内部構成について説明する。３は速度測定手段であり、一定時間おきに車両の速度を測定する、３ａは車両に電波を放射し、反射波を受信するホーンアンテナであり、３ｂは速度測定回路で、ホーンアンテナ３ａが出力した周波数を速度に変換してから制御部４に出力する。
【００２０】
制御部４は前記速度測定手段３から同じような速度が所定回数入力されたら、車両が通過したと判定し、車両速度を記憶すると同時に、通過車両数を１台増やす。そして、通過した車両の平均速度を一定時間おきに算出して、この平均速度が前記表示切替範囲の範囲内であった場合、表示装置１の表示内容を前記連動表示内容に切り替える。
【００２１】
制御部４の内部を更に詳細に説明する。制御部の構成要素は８つある。まず１つめは
記憶手段４ａで、車両速度、通過車両数、平均速度、前記表示切替範囲等のパラメータ等を記憶する。
【００２２】
２つめは車両速度データ抽出手段４ｂで、速度測定手段３が測定した速度データから車両速度データを抽出する。予め設定された一定の速度範囲内の速度を測定したことをきっかけに車両速度データの抽出を開始する。この速度範囲を速度取込範囲と呼ぶことにする。この速度取込範囲は前記記憶手段４ａで記憶されているパラメータで変更することが可能である。また、車両が通過する際に速度検出手段３が測定した速度データの中で、速度取込範囲内であって、一番最初に測定される速度を基準速度とする。さらに、この基準速度を基にして指定される速度範囲を連続速度範囲とする。この連続速度範囲の下限は基準速度マイナス５ｋｍ／ｈで、連続速度範囲の上限は前記基準速度プラス５ｋｍ／ｈである。例えば基準速度を３０ｋｍ／ｈとすると、連続速度範囲は２５〜３５ｋｍ／ｈになる。基準速度を測定したときから、連続速度範囲の範囲外の速度を３回連続で測定したときまでの間に測定した速度データを車両速度データとする。
【００２３】
３つめは車両通過判定手段４ｃで、車両速度データ抽出手段４ｂが抽出した車両速度データから、１台の車両が通過したかどうかを判定する（詳細は後述する）。前記車両速度データの中に含まれる前記連続速度範囲内の速度のデータ数を連続カウント値と呼ぶことにする。前記記憶手段４ａに記憶される基準カウントテーブルに基づき、前記基準速度に対応した基準カウント値を求める。基準カウントテーブルを図４に表す。図４で示されるように基準カウント値は、前記基準速度が増加すればするほど減少する。また、基準カウント値は、実際に測定される連続カウント値の３分の１程度である。例えば、基準カウント値が５である５０ｋｍ／ｈで、車両が通過した際の連続カウント値はおよそ１８個ほどである。
【００２４】
４つめは車両速度決定手段４ｄで、車両通過判定手段４ｃが１台の車両が通過したと判定したときに、車両速度データから車両速度を決定する。どのように決定されるかというと、前記車両速度データ内で前記連続速度範囲の範囲内の速度データの中の最高速度を車両速度として決定する。
【００２５】
５つめは通過車両カウント手段４ｅで、車両通過判定手段４ｃが１台の車両が通過したと判定したときに、通過車両数を１台増やし、記憶手段４ａに記憶する。
【００２６】
６つめは時間経過判定手段４ｆで、所定時間経過したことを判定する。この時間を平均速度算出間隔と呼ぶことにする。ちなみに平均速度算出間隔は変更することが可能である。
【００２７】
７つめは平均速度算出手段４ｇで、前記時間経過判定手段が所定時間経過したと判定する度に、車両速度決定手段４ｄが決定した車両速度の和を、通過車両カウント手段４ｅがカウントした通過車両数で割ることにより平均速度を算出する。
【００２８】
８つめは表示内容切替手段４ｈで、平均速度算出手段４ｇが算出した平均速度が、記憶手段４ａに記憶された前記表示切替範囲の範囲内であるなら、表示装置１の外部接点入力１ａをクローズすることにより、前記連動表示内容に表示させる。前記表示切替範囲の範囲外であるなら、表示装置１の外部接点入力１ａをオープンすることにより前記通常表示内容を表示させる。
【００２９】
５はプロトコルコンバータで、ＬＡＮケーブルを接続することでパソコン６と通信を行うことができる。このパソコン６を使って制御部４で使用される前記表示切替範囲等や前記速度取込範囲や前記平均速度算出間隔等のパラメータを設定することできる。なお、普段はパソコン６と接続されていない。
【００３０】
本発明における平均速度測定装置が平均速度を測定し、表示装置１の表示内容を切り替える処理であるメインルーチンを図５のフローチャートに従って説明する。前記平均速度算出間隔は３０秒とする。まず、時間を計測し始める(S1)。次に平均速度測定装置に接近した車両の速度が前記速度取込範囲の範囲内であったら（S2）、車両速度を検出する（S3）。S3はサブルーチンであり、後ほど詳しく説明する。車両速度が検出できたら(S4)、検出した車両速度を記憶手段４ａに記憶し(S5)、通過車両数を１台増やす(S6)。そして、時間を計測し始めてから一定時間経過していたなら(S7)、平均速度を算出する(S8)。車両速度を１度も検出できなかったなら、平均速度は０ｋｍ／ｈになる。平均速度が前記表示切替範囲の範囲内であるなら(S9)、前記連動表示内容を表示する(S10)。平均速度が前記表示切替範囲の範囲外であるなら(S9)、前記通常表示内容を表示する(S11)。
【００３１】
車両速度を検出するサブルーチンを図６のフローチャートに従って説明する。まず、前記連続カウント値を０にクリアする(S12)。速度測定手段３で測定された速度を前記基準速度とする(S13)。前記基準カウントテーブルから、前記基準速度に対応した前記基準カウント値を求める（S14）。前記基準速度から前記連続速度範囲を求める(S15)。前記速度測定手段３が測定した速度が前記連続速度範囲の範囲内である場合において(S16)、測定した速度がそれまでに測定した速度の最高速度より速い場合は(S18)、最高速度を測定した速度で上書きし（１度も速度を測定していない場合は測定した速度がそのまま上書きされる）(S19)、前記連続カウント値を１増加させる(S20)。また、測定した速度が最高速度よりも遅い場合は(S18)、最高速度を上書きしないで、前記連続カウント値を１増加させる(S20)。そして、前記連続カウント値が基準カウント値以上だったら(S21)、最高速度を車両速度とする(S22)。また、３回連続して前記連続速度範囲の範囲外である速度を速度測定手段３が測定した場合(S17)、車両速度を検出する処理をしているサブルーチンからメインルーチンにリターンする。前記車両速度データは、前記基準速度を測定したときから、このときまで測定された速度データである。３回連続でない場合は、S16へ進む。
【００３２】
図７は縦軸が前記速度測定手段３が測定した速度で、横軸が前記速度測定手段３が速度を測定した回数であるグラフである。次にこのグラフを用いて、前記制御部４はどのような前記車両速度データから、車両が通過したと判定し、車両速度を決定するかを説明する。前記速度取込範囲は４〜２００ｋｍ／ｈとする。
【００３３】
前記車両速度データＡ（測定回数５〜２０）では、前記連続速度範囲の範囲内の速度が１５回測定されているので、１台の車両が通過したと判定される（図４を参照）。車両速度は測定回数が１４のときの測定された速度である３４ｋｍ／ｈが最高速度なので、この速度が車両速度になる。
【００３４】
前記車両速度データＢ（測定回数２５）では、１回だけ速度が２ｋｍ／ｈが測定されるが、前記速度取込範囲は４〜２００ｋｍ／ｈで範囲外であるため、車両が通過したと判定されずに無視される。
【００３５】
前記車両速度データＣ（測定回数３０〜４０）では、測定回数が３５のときの速度は０ｋｍ／ｈで谷ができるが、前記連続速度範囲の範囲外である回数は１回で、３回連続して前記連続速度範囲の範囲外ではないので、前半の山と後半の山とを合わせて１つの前記車両速度データと見なされ、２台の車両が通過したとは判定されない。
【００３６】
前記車両速度データＤ（測定回数４５〜５０）では、３０ｋｍ／ｈを５回測定したが、３０ｋｍ／ｈを前記基準速度としたときの前記基準カウント値は１２である（図４を参照）。比較すると７足りないので、車両が通過したと判定されずに無視される。
【００３７】
前記車両速度データＥ（測定回数５５〜６０）では、５回、９０ｋｍ／ｈを測定したが、前記基準速度を９０ｋｍ／ｈとしたときに前記基準カウント値は４である（図４を参照）。比較すると１多いので車両が通過したと判定される。
【００３８】
従って、このグラフからどのようなことが読み取れるかというと、通過した車両は３台で、最初に通過した車両の車両速度は３４ｋｍ／ｈ、次に通過した車両の車両速度は６０ｋｍ／ｈで、最後に通過した車両の車両速度は９０ｋｍ／ｈである。平均速度は（３４＋６０＋９０）／３＝６１ｋｍ／ｈとなる。
【００３９】
なお、前記実施例で表示内容切替手段４ｈは、通過した車両の平均速度が前記表示切替範囲の範囲内であるときに、表示装置１の表示内容を前記連動表示内容に切り替えることを説明したが、速度測定手段３が測定した速度が前記表示切替範囲の範囲内であるときに、表示装置１の表示内容を前記連動表示内容に切り替える使い方もできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】表示装置１とスピードセンサー２の外観を表した斜視図である。
【図２】表示装置１とスピードセンサー２が道路に設置される例である。
【図３】本発明の構成を表すブロック図である。
【図４】車両の通過を判定するのに用いられる前記基準カウントテーブルである。
【図５】平均速度を測定し、表示内容を切り替えるメインルーチンを表したフローチ            ャートである。
【図６】車両速度を検出するサブルーチンを表したフローチャートである。
【図７】縦軸が速度で横軸が速度の測定回数のグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１    表示装置
１ａ  外部接点入力
２    スピードセンサー
３    速度測定手段
３ａ  ホーンアンテナ
３ｂ  速度測定回路
４    制御部
４ａ  記憶手段
４ｂ  車両速度データ抽出手段
４ｃ  車両通過判定手段
４ｄ  車両速度決定手段
４ｅ  通過車両カウント手段
４ｆ 平均速度算出手段
４ｇ  時間経過判定手段
４ｈ  表示内容切替手段
５    プロトコルコンバータ
６    パソコン
【図１】
2008051613.tif 000003
【図２】
2008051613.tif 000004
【図３】
2008051613.tif 000005
【図４】
2008051613.tif 000006
【図５】
2008051613.tif 000007
【図６】
2008051613.tif 000008
【図７】
2008051613.tif 000009