(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する車両の通過を検知する車両検知器と、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンセンサと、
を備え、
前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置を含む当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測装置。
【請求項２】
前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置よりも前記路面上を走行する前記車両の最大車長以上、前記車線方向手前側の前記所定範囲において、前記走査線が延在する、
請求項１に記載の車両諸元計測装置。
【請求項３】
前記走査情報に基づいて前記レーザ光が前記車両の車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測し、異なる時刻に取得された複数の前記走査情報に基づいて計測された複数の前記車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、当該車両の車長を計測する車長計測部を更に備える、
請求項１又は２に記載の車両諸元計測装置。
【請求項４】
前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置から最も車線幅方向他方側における計測位置までの車線幅方向長に基づいて、当該車両の車幅を計測する車幅計測部を更に備える、
請求項１から３の何れか１項に記載の車両諸元計測装置。
【請求項５】
前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置に基づいて、当該車両の車高を計測する車高計測部を更に備える、
請求項１から４の何れか１項に記載の車両諸元計測装置。
【請求項６】
前記走査情報における前記車両と前記路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両の車軸数を計測する車軸数計測部を更に備える、
請求項１から５の何れか１項に記載の車両諸元計測装置。
【請求項７】
路面上を走行する車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンセンサを備え、
前記レーザスキャンセンサは、車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れか１項に記載の車両諸元計測装置と、
前記レーザスキャンセンサにより異なる時刻に取得された複数の前記走査情報と、前記車両検知器による前記車両の検知時刻と、に基づいて、前記車両の車種を判別する車種判別部と、
を備える車種判別装置。
【請求項９】
車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する車両の通過を検知する車両検知ステップと、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンステップと、
を有し、
前記レーザスキャンステップは、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
車両諸元計測方法。
【請求項１０】
路面上を走行する車両の諸元を計測する車両諸元計測装置のコンピュータのプログラムであって、
前記コンピュータを、
車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する前記車両の通過を検知する車両検知部、
前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャン部、
として機能させ、
前記レーザスキャン部は、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両諸元計測装置、車種判別装置、車両諸元計測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路等の料金所には、料金を収受するための料金収受設備が設けられている。このような料金収受設備は、利用者との間で料金の収受処理を行う料金自動収受機と、走行する車両の車種を判別する車種判別装置とを備えている。料金自動収受機は、車種判別装置によって判別された車種に応じた料金の収受を行う。
【０００３】
このような料金収受設備において、例えば、走行する車両の車長、車幅及び車高等の特徴を取得する車両検知器と、車両のタイヤによる踏付けを検出して当該車両の車軸数、タイヤ幅及びトレッド幅等の特徴を取得する踏板と、を備える車種判別装置が設けられている。車種判別装置は、上記車両検知器及び踏板により検出された車両の特徴に基づいて、当該車両の車種の判別を行っている。
【０００４】
また、例えば特許文献１では、車両の特徴を取得する手段として、車線の幅方向一方側の路側に設置されたレーザセンサと、レーザセンサから照射されたパルスレーザビームを所定の反射角度で反射するように車線の幅方向他方側の路側に設置された複数の反射ミラーとにより、走行する車両の車長や車幅等を計測する方法が開示されている。更に、特許文献２では、車線の上方に設けられたレーザスキャンセンサにより、走行する車両の車高、車長及び車幅を計測する方法が開示されている。
【０００５】
ところで、通常の料金所において、料金自動収受機は、利用者との料金収受処理を行う時点で、利用料金を確定しておく必要があるため、車両の運転席が料金自動収受機に到達する前の段階で、車種判別装置による車種の判別結果を取得していなければならない。
ここで、車両が料金所に進入する際に、当該車両のタイヤが踏板を踏み付けた回数を検出することにより、当該車両の車軸数を取得することができる。しかしながら、車種判別のための情報の一つとして車軸数を用いる場合には、車両の運転席が料金自動収受機に到達する前の段階で、対象となる車両の全てのタイヤが踏板を通過している必要がある。そのため、通常の料金所においては、通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との間が少なくとも最大車長以上となるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４３１８８号公報
【特許文献２】国際公開第０３／０５２４５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、料金所に十分なスペースが無く、車種判別装置と料金自動収受機との距離を車両の最大車長以上確保することが困難な場合がある。この場合、上述のような踏板を利用した車種判別装置では、車種判別装置と料金自動収受機との距離よりも車長が長い車両については、全てのタイヤが踏板を通過する前に車両の運転席が料金自動収受機に到達してしまう。そのため、車種判別装置は、車軸数や車長等の取得が完了する前に車種の判別を行わなければならず、車種判別装置と料金自動収受機との距離よりも車長が長い車両については、車種の判別を行うための情報が不足して、車種の判別が正しく行えない可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、十分なスペースが確保できない料金所であっても設置が可能であり、車両が料金所に進入する以前に取得した情報に基づいて車両の車種の判別を行うための情報を取得することができる車両諸元計測装置、車種判別装置、車両諸元計測方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の一態様によれば、車両諸元計測装置（１０Ｅ）は、車線方向に規定された所定の車両検知位置（ｄ）において、路面上を走行する車両（Ａ）の通過を検知する車両検知器（１０Ａ）と、前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線（Ｓ）に沿って当該レーザ光を走査し、走査面（Ｐ）内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報（Ｄ８）を取得するレーザスキャンセンサ（２０Ａ）と、を備え、前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置を含む当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する。
【００１０】
このような構成とすることで、車両諸元計測装置の車両検知器は路面上を走行する車両の通過を検知し、レーザスキャンセンサは車両の車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射するとともに路面上に規定される走査線に沿ってレーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得する。また、レーザスキャンセンサは、少なくとも車両検知位置と当該車両検知位置よりも車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向に対し傾斜する方向に延在する走査線に沿ってレーザ光を照射する。
レーザスキャンセンサは、車両の車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射することにより、車両の車高を計測可能な走査情報を取得することができる。また、走査線が車線方向に対して傾斜していることにより、車両の車長及び車幅を計測可能な走査情報を取得することができる。このため、レーザスキャンセンサは、一連の走査で、車両の車長、車幅及び車高を計測可能な走査情報を取得することができる。また、レーザスキャンセンサは、車両検知位置よりも車線方向手前側の所定位置を含む走査線に沿ってレーザ光の走査を行うため、車両が車両検知位置を通過する前に、車線方向手前側を走行する車両を含む走査情報を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両が車両検知位置を通過する前に車種の判別を行わなければならない場合であっても、当該車両を含む走査情報に基づいて、車種の判別を行うための情報を取得することができる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記レーザスキャンセンサは、少なくとも前記車両検知位置よりも前記路面上を走行する前記車両の最大車長以上、前記車線方向手前側の前記所定範囲において前記走査線が延在する。
【００１２】
このような構成とすることで、レーザスキャンセンサは、少なくとも車両検知位置よりも路面上を走行する車両の最大車長以上、車線方向手前側の所定範囲において走査線が延在する。これにより、最大車長を有する車両を含むいかなる車両であっても、当該車両が車両検知位置を通過する前に、当該車両全体を走査して、当該車両Ａの走査情報を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両が車両検知位置を通過する前に車種の判別を行わなければならない場合であっても、当該車両の走査情報に基づいて、車種の判別を行うための情報を取得することができる。
【００１３】
本発明の一態様によれば、前記走査情報に基づいて前記レーザ光が前記車両の車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測し、異なる時刻に取得された複数の前記走査情報に基づいて計測された複数の前記車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、当該車両の車長を計測する車長計測部（１１０）を更に備える。
【００１４】
このような構成とすることで、車長計測部は、走査情報に基づいてレーザ光が車両の車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測し、異なる時刻に取得された複数の走査情報に基づいて計測された複数の車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、車両の車長を計測する。最大の車線方向長は、一回の走査で車両の前端から後端までを走査したときの車線方向長を計測したものである。このため、複数の車線方向長に基づいて車両の車長を計測するよりも、車両の移動距離を考慮する必要がなく、簡易な処理で正確に車両の車長を計測することができる。
【００１５】
本発明の一態様によれば、前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置から最も車線幅方向他方側における計測位置までの車線幅方向長に基づいて、当該車両の車幅を計測する車幅計測部（１１１）を更に備える。
【００１６】
このような構成とすることで、車幅計測部は、走査情報の車両の車体面上における計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置から最も車線幅方向他方側における計測位置までの車線幅方向長に基づいて車両の車幅を計測する。これにより、車幅が一定ではない車両であっても、複数の走査情報に基づいて、最大の車幅を取得することができる。
【００１７】
本発明の一態様によれば、前記走査情報の前記車両の車体面上における前記計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置に基づいて、当該車両の車高を計測する車高計測部（１１２）を更に備える。
【００１８】
このような構成とすることで、車高計測部は、走査情報の車両の車体面上における計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置に基づいて、当該車両の車高を計測する。これにより、車高が一定ではない車両であっても、複数の走査情報に基づいて、最大の車高を取得することができる。
【００１９】
本発明の一態様によれば、前記走査情報における前記車両と前記路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両の車軸数を計測する車軸数計測部（１１３）を更に備える。
【００２０】
このような構成とすることで、車軸数計測部は、走査情報における車両と路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両の車軸数を計測する。これにより、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両が車両検知位置を通過する前に車種の判別を行わなければならない場合であっても、当該車軸数に基づいて、車種の判別を行うことができる。
【００２１】
本発明の一態様によれば、車両諸元計測装置は、路面上を走行する車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光による計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンセンサを備え、前記レーザスキャンセンサは、車線方向手前側の所定範囲において、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する。
【００２２】
本発明の一態様によれば、車種判別装置は、上述の何れか一の態様における車両諸元計測装置と、前記レーザスキャンセンサにより異なる時刻に取得された複数の前記走査情報と、前記車両検知器による前記車両の検知時刻と、に基づいて、前記車両の車種を判別する車種判別部（１０Ｄ）と、を備える。
【００２３】
このような構成とすることで、車種判別部は、レーザスキャンセンサにより異なる時刻に取得された複数の走査情報と、車両検知器による車両の検知時刻とに基づいて、車両の車種の判別を行う。これにより、車種判別部は、車両検知位置に進入する前に取得された走査情報が、車両検知位置を通過中の車両の情報を含むか否かを判断することができる。車種判別部は、車両検知位置を通過中の車両の情報を含む走査情報に基づいて、車種の判別を行うための情報を取得し、当該情報に基づいて車種の判別を行うことができる。
【００２４】
本発明の一態様によれば、車両諸元計測方法は、車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する車両の通過を検知する車両検知ステップと、前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャンステップと、を有し、前記レーザスキャンステップは、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する。
【００２５】
本発明の一態様によれば、路面上を走行する車両の諸元を計測する車両諸元計測装置のコンピュータのプログラムであって、前記プログラムは、前記コンピュータを、車線方向に規定された所定の車両検知位置において、路面上を走行する前記車両の通過を検知する車両検知部、前記車両の車高よりも高い位置から前記路面に向けてレーザ光を照射するとともに当該路面上に規定される走査線に沿って当該レーザ光を走査し、走査面内における当該レーザ光の計測位置を示す走査情報を取得するレーザスキャン部、として機能させ、前記レーザスキャン部は、少なくとも前記車両検知位置と当該車両検知位置よりも前記車線方向手前側の所定位置とを含み、前記車線方向手前側、且つ車線の幅方向一方側に位置する第一端部と、前記車線方向奥側、且つ前記車線の幅方向他方側に位置する第二端部とを結ぶ前記走査線に沿って前記レーザ光を照射する。
【発明の効果】
【００２６】
上述の車両諸元計測装置、車種判別装置、車両諸元計測方法及びプログラムによれば、十分なスペースが確保できない料金所であっても設置が可能であり、車両が料金所に進入する以前に取得した情報に基づいて車両の車種の判別を行うための情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る料金収受設備の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置の概略図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るレーザスキャンセンサが取得する走査情報の例である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る料金収受設備の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車種判別装置の概略図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る車種判別装置のブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るレーザスキャンセンサが取得する走査情報の例を時系列に（ａ）〜（ｃ）に示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の車種判別装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
（全体構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る料金収受設備１について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態に係る料金収受設備１の概略図である。
本実施形態において、料金収受設備１は、図１に示すように有料道路の出口料金所に設置され、有料道路の利用者である車両Ａの運転者から利用料金を収受する。
【００２９】
本実施形態における料金収受設備１は、図１に示すように、車種判別装置１０と、料金自動収受機１１と、発進制御機１３と、発進検知器１４とを備えている。
料金収受設備１は、車線Ｌの両側部に配置されたアイランドＩ上に設けられ、車線Ｌ上に停止した車両Ａとの間で料金収受処理を行うための設備である。
以降の説明において、車線Ｌに沿う方向を車線方向（図１におけるＸ方向）と称する。また、車線Ｌ上で車両Ａが進む方向側（図１における＋Ｘ側）を車線方向奥側と称し、車両Ａが進む方向側とは反対側（図１における−Ｘ側）を車線方向手前側と称する。更に、車線Ｌの幅方向を幅方向（図１におけるＹ方向）と称し、車両Ａの車高方向を高さ方向（図１におけるＺ方向）と称する。
【００３０】
車種判別装置１０は、図１に示すように、車線方向手前側（図１における−Ｘ側）に設けられ、料金所の車線Ｌに進入する車両Ａの車両特徴を検出して、当該車両Ａの車種区分Ｄ１（図３）を判別するための装置群である。本実施形態において、車種判別装置１０は、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、車両諸元計測装置１０Ｅとを備えている。また、車両諸元計測装置１０Ｅは、車両検知器１０Ａと、レーザ距離計測装置２０とを備えている。
ここで、車両Ａの車種区分Ｄ１とは、有料道路の料金を決定するための車種を示すものであり、本実施形態に係る車種判別装置１０は、例えば、「軽自動車等」、「普通車」、「中型車」、「大型車」、「特大車」の五つの区分を判別する。また、車両Ａの車両特徴とは、車線Ｌに進入する車両Ａ固有の情報である。本実施形態において、車両特徴は、車両Ａのナンバープレート情報（車両登録情報及びナンバープレートの大きさ）や、車軸数、タイヤ幅及びトレッド幅や、車長、車幅及び車高等の情報を示す。車種判別装置１０は、これら車両特徴に基づいて、車種区分Ｄ１の判別を行う装置である。なお、車種判別装置１０の備える踏板１０Ｂ、ナンバープレート認識部１０Ｃ及び車両諸元計測装置１０Ｅの具体的な構成については、図２及び図３を参照して後述する。
【００３１】
料金自動収受機１１は、図１に示すように、車種判別装置１０よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられている。また、料金自動収受機１１は、本実施形態においては、車線Ｌの幅方向一方側（図１における−Ｙ側）に設けられているが、他の実施形態においては、車線Ｌの幅方向他方側（図１における＋Ｙ側）に設けられていてもよい。
料金自動収受機１１は、車両Ａの車種区分Ｄ１と、有料道路の走行距離とに応じた利用料金を、車両Ａの運転者に課金する。
【００３２】
発進制御機１３は、車線Ｌに進入した車両Ａの利用料金の収受が完了するまで、車両Ａを発進させないようにする等の目的で、ゲートの開放及び閉塞を行う。図１に示すように、発進制御機１３は、車線Ｌにおける料金自動収受機１１よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられている。発進制御機１３は、料金自動収受機１１から開動作指示信号が入力された際にゲートを開き、車両Ａに対して発進を許可する。同様に、発進制御機１３は、料金自動収受機１１から閉動作指示信号が入力された際にゲートを閉じる。
【００３３】
発進検知器１４は、車線Ｌにおける発進制御機１３よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられ、車両Ａが車線Ｌから退出したかどうかを検出する。発進検知器１４の検出信号は、料金自動収受機１１へ出力される。料金自動収受機１１は、発進検知器１４からの検出信号の入力を受け付けると、ゲートを閉じるために発進制御機１３に閉動作指示信号を出力する。
【００３４】
（車種判別装置の構成）
次に、車種判別装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。
図２は本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置１０の概略図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
図３は本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置１０のブロック図である。
【００３５】
図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車種判別装置１０は、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、車両諸元計測装置１０Ｅと、を備えている。また、車両諸元計測装置１０Ｅは、車両検知器１０Ａと、レーザ距離計測装置２０とを備えている。更に、車種判別装置１０は、これら検出用装置が検出する信号に基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別するための車種判別部１０Ｄを備えている。
なお、本実施形態において、車種判別部１０Ｄが車種判別装置１０（例えば図１に示すように車両検知器１０Ａ）に内蔵されている態様で説明するが、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、車種判別部１０Ｄがネットワーク上に接続された車種判別装置１０以外の装置に内蔵されていてもよい。
【００３６】
車両検知器１０Ａは、料金自動収受機１１よりも車線方向手前側（図１における−Ｘ側）において、車線Ｌの両側側に投受光一対設けられている。車両検知器１０Ａは、高さ方向（図１におけるＺ方向）に配列された不図示の受光センサにより、車両Ａの車線Ｌへの進入に応じた検出信号を車種判別部１０Ｄへ出力する。車両検知器１０Ａは、車線Ｌに進入した車両Ａが受光センサに投光される光を遮ることで、車両Ａ一台ごとの進入及び通過を検出可能な検出信号を車種判別部１０Ｄへ出力する。具体的には、車両検知器１０Ａは、図３に示すように、車両Ａが車線Ｌに進入したことを検出可能な検出信号を車両進入情報Ｄ２として車種判別部１０Ｄへ出力し、車両Ａが車両検知器１０Ａを通過したことを検出可能な検出信号を車両通過情報Ｄ３として車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００３７】
踏板１０Ｂは、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車線方向（図１におけるＸ方向）において、車両検知器１０Ａが設置されている位置と同じ位置の車線Ｌの路面上に設けられている。踏板１０Ｂは、内部に電気接点を利用した不図示の踏圧センサを有し、当該踏圧センサを通じて車線Ｌに進入した車両Ａによる踏圧の、幅方向（図１におけるＹ方向）における踏圧位置及び踏圧幅に応じて、当該車両Ａの車軸数Ｄ４と、タイヤ幅Ｄ５と、トレッド幅Ｄ６とを特定可能な検出信号を検出する。踏板１０Ｂは、検出した検出信号を、図３に示すように、車種判別部１０Ｄへ出力する。なお、車軸数Ｄ４は、車両検知器１０Ａが車両進入情報Ｄ２を出力してから車両通過情報Ｄ３を出力するまでの間に、踏板１０Ｂより出力された検出信号に基づいて求められる値である。
【００３８】
ナンバープレート認識部１０Ｃは、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両検知器１０Ａよりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ方向）に設けられている。ナンバープレート認識部１０Ｃは、車両検知器１０Ａによる車両Ａの進入検知に応じて、車両Ａのナンバープレートを含む車両Ａの前面画像を撮影し、車両Ａのナンバープレート情報（車両登録情報及びナンバープレートの大きさ）を取得する。ナンバープレート認識部１０Ｃは、図３に示すように、取得したナンバープレート情報を、ナンバープレート情報Ｄ７として車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００３９】
レーザ距離計測装置２０は、路面に向けてレーザ光の照射及び走査（レーザスキャン）を行うレーザスキャンセンサ２０Ａと、レーザスキャンセンサ２０Ａを車両Ａの車高よりも高い位置であって、車線Ｌの幅方向（図１におけるＹ方向）の略中央の取付位置に設置するための取付支柱２０Ｂとを有している。
なお、本実施形態において、取付支柱２０Ｂは、図１に示すように片持ちのカンチレバーである例について説明するが、他の実施形態においては、車線Ｌを幅方向（図１におけるＹ方向）に設置されるガントリー等であってもよい。また、ＥＴＣ（登録商標、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムで使用するガントリーが設置されている料金所においては、当該ガントリーにレーザスキャンセンサ２０Ａを設置してもよい。
【００４０】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザスキャンセンサ２０Ａは、取付支柱２０Ｂの取付位置より、路面上に規定される走査線Ｓに沿って、異なる複数の照射角度でレーザ光を走査する。
【００４１】
走査線Ｓは、路面上であって、車両検知器１０Ａが設置されている車両検知位置ｄを含む当該車両検知位置ｄよりも車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）の所定範囲において、車線方向に対し傾斜する方向に延在する。また、走査線Ｓは、少なくとも路面上を走行する車両Ａの最大車長以上、車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）側の所定範囲において延在する。
なお、所定範囲とは、具体的には、想定される最大車長及び最大車高を有する車両の最大車高部分であっても、当該車両の前端（最も車線方向奥側（図２（ａ）における＋Ｘ側）の端部）及び後端（最も車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）の端部）の車線方向（図２（ａ）におけるＸ方向）における座標の位置と、幅方向（図２（ａ）におけるＹ方向）における座標の位置とを、レーザスキャンセンサ２０Ａにより計測可能となるように設定された範囲である。
走査線Ｓは、当該所定範囲の車線方向奥側（図２（ａ）における＋Ｘ側）に配置された第一端部Ｅ１と、当該所定範囲の車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）に配置された第二端部Ｅ２とを結ぶ直線である。
【００４２】
また、走査線Ｓは、走査線Ｓ上の何れかの位置で、路面上を走行する車両Ａの前端と、車両Ａの後端との両方を通るように、車線方向（図２（ａ）におけるＸ方向）に対して所定の傾斜角度φで傾斜して、第一端部Ｅ１から第二端部Ｅ２まで延在している。
【００４３】
レーザスキャンセンサ２０Ａは、一回の走査で、走査線Ｓに沿って第一端部Ｅ１から第二端部Ｅ２までレーザ光の走査を行う。本実施形態において、レーザスキャンセンサ２０Ａは、所定の間隔毎に一回の走査を行うように設定されている。つまり、異なる時刻に複数の走査を行う。
なお、本実施形態において、レーザスキャンセンサ２０Ａは第一端部Ｅ１から第二端部Ｅ２に向かってレーザ光を走査する例について説明するが、他の実施形態においては、第二端部Ｅ２から第一端部Ｅ１に向かってレーザ光を走査してもよい。
【００４４】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、路面上に規定される走査線Ｓと、レーザスキャンセンサ２０Ａ及び第一端部Ｅ１を結ぶ仮想線と、レーザスキャンセンサ２０Ａ及び第二端部Ｅ２を結ぶ仮想線とにより、路面上に走査面Ｐが形成される。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、走査線Ｓに沿って、複数の照射角度でレーザ光を照射することにより、走査面Ｐ内を通る路面及び車両Ａの車体面上を走査し、当該走査面Ｐ内におけるレーザ光による計測位置を取得する。なお、走査面Ｐ内における照射角度を照射角度θとする。
ここで、レーザ光による計測位置とは、走査面Ｐ内における路面上及び車両Ａの車体面上において、レーザ光が照射されている高さ方向（図２（ｂ）におけるＺ方向）における位置（以下、「照射高さ」）と、当該レーザ光が照射されている走査線Ｓに沿う位置（以下、「走査線位置」）と、を表す情報である。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、各計測位置におけるレーザ光の照射角度θに対応する、当該計測位置までの距離Ｌｅｎを計測する。また、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車線方向（図４におけるＸ方向）の位置を座標ｘ、車線Ｌの幅方向（図４におけるＹ方向）の位置を座標ｙ、高さ方向（図４におけるＺ方向）の位置を座標ｚとし、レーザスキャンセンサ２０Ａが設置されている位置と同じ位置の路面上の座標を原点座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）に設定する。そして、レーザスキャンセンサ２０Ａは、各計測位置について、レーザスキャンセンサ２０Ａの車線Ｌの幅方向に対する傾きωと、走査線Ｓの傾斜角度φと、各計測位置におけるレーザ光の照射角度θ及び距離Ｌｅｎと、に基づき、当該計測位置における座標ｘｐ、座標ｙｐ及び座標ｚｐを算出する。
なお、各計測位置における座標ｘｐ及び座標ｙｐは走査線位置を表し、座標ｙｐは照射高さを表す。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、図３に示すように、一回の走査で取得した複数の計測位置を、走査情報Ｄ８として車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００４５】
車種判別部１０Ｄは、車両検知器１０Ａと、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、レーザ距離計測装置２０と、から受信した各情報に基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別する。
【００４６】
（車種判別装置の機能）
次に、車種判別装置１０の機能について、図３及び図４を参照して説明する。
図４は本発明の第１の実施形態に係るレーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８の例である。
【００４７】
車種判別装置１０は、図３に示すように、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、車種判別部１０Ｄと、車両諸元計測装置１０Ｅとを備えている。また、車両諸元計測装置１０Ｅは、車両検知器１０Ａと、レーザ距離計測装置２０とを備えている。
車両検知器１０Ａは、車両Ａが車線Ｌに進入したことを示す車両進入情報Ｄ２と、車両Ａが車両検知器１０Ａを通過したことを示す車両通過情報Ｄ３とを、車種判別部１０Ｄへ出力する。
踏板１０Ｂは、車両Ａが踏板１０Ｂを踏み付けにより検出した各種検出信号を、車軸数Ｄ４、タイヤ幅Ｄ５及びトレッド幅Ｄ６として車種判別部１０Ｄへ出力する。
ナンバープレート認識部１０Ｃは、取得したナンバープレート情報Ｄ７を車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００４８】
レーザ距離計測装置２０は、図３に示すように、レーザスキャンセンサ２０Ａと取付支柱２０Ｂとを備えている。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、図４に示すように、走査線Ｓに沿ってレーザ光の走査を行う毎に、当該走査を行った時刻に対応する走査情報Ｄ８を取得する。
図４に示す走査情報Ｄ８の横軸はレーザ光が照射されている走査線位置（座標ｘｐ及び座標ｙｐ）を示す。図４の例では、座標ｘｐの値において、「ｅ」は走査線Ｓ上における最も車線方向奥側（図４における＋Ｘ側）の座標ｘｐから最も車線方向手前側（図４における−Ｘ側）の座標ｘｐまでの距離を示す。また、座標ｙｐの値において、「ｅ」は走査線Ｓ上における最も幅方向一方側（図４における−Ｙ側）から最も幅方向他方側（図４における＋Ｙ側）までの距離を示す。「ｅ」の左端は走査線Ｓにおける第一端部Ｅ１に対応する走査線位置である。また、「ｅ」の右端は走査線Ｓにおける第二端部Ｅ２に対応する走査線位置である。また、図４に示す走査情報Ｄ８の縦軸は、照射高さ（座標ｚｐ）を示している。
さらに、図４はレーザスキャンセンサ２０Ａがレーザ光の走査を行った時刻毎に、複数の走査情報Ｄ８を並べたものであり、下端が最も古い時刻を、上端が最も新しい時刻を示している。
【００４９】
図４の例では、時刻ｔ１では、車両Ａは走査面Ｐ内に進入していない。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａが時刻ｔ１で取得する走査情報Ｄ８には、車両Ａの車体面上における計測位置を示す値は計測されていない。
時刻ｔ２では、車両Ａの一部が走査面Ｐ内に進入し、車両Ａと走査面Ｐとが接する位置においてレーザ光が車両Ａの車体面上に照射されている。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａが時刻ｔ２で取得する走査情報Ｄ８には、当該レーザ光の車両Ａの車体面上における計測位置を示す値（図４の「ｆ」）が計測される。
時刻ｔ３では、車両Ａの前端から後端までが走査面Ｐ内に進入し、車両Ａと走査面Ｐとが接する位置においてレーザ光が車両Ａの車体面上に照射されている。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａが時刻ｔ３で取得する走査情報Ｄ８には、当該レーザ光の車両Ａの車体面上における計測位置を示す値（図４の「ａ」）が計測される。
時刻ｔ６では、車両Ａは走査面Ｐ内の範囲から退出している。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａが時刻ｔ６で取得する走査情報Ｄ８には、車両Ａの車体面上における計測位置を示す値は計測されていない。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、このように時刻毎に計測した走査情報Ｄ８を、図３に示すように、車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００５０】
図３に示すように、車種判別部１０Ｄは、車両Ａの車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１を計測する車両特徴計測部１０１と、車両Ａの車種区分Ｄ１を判定する車種区分判別部１０２とを有している。
【００５１】
車両特徴計測部１０１は、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別するための車両特徴のうち、車両Ａの車長Ｄ９と、車幅Ｄ１０と、車高Ｄ１１とを計測する。車両特徴計測部１０１は、車両Ａの車長Ｄ９を計測する車長計測部１１０と、車両Ａの車幅Ｄ１０を計測する車幅計測部１１１と、車両Ａの車高Ｄ１１を計測する車高計測部１１２とを有している。
【００５２】
車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから受信した車両進入情報Ｄ２に基づいて、レーザスキャンセンサ２０Ａから受信した複数の走査情報Ｄ８のうち一台の車両Ａに関連する走査情報Ｄ８を抽出する。本実施形態において、車両特徴計測部１０１は、走査情報Ｄ８の各計測位置について、照射高さ（座標ｚｐ）の値が所定の高さ（以下、「路面高さ」）の値より大きい値を有する場合、車両Ａの車体面上を照射しているものと判断する。
車両Ａが、図４の例に示す時刻ｔ４の時点で車両検知位置ｄに到達すると、車両検知器１０Ａは車両Ａの進入を検知して、車両進入情報Ｄ２を車種判別部１０Ｄへ出力する。車種判別部１０Ｄの車両特徴計測部１０１は、当該車両進入情報Ｄ２を受信することにより、当該車両進入情報Ｄ２が出力された時刻ｔ４（以下、「車両進入時刻」）と同時刻に出力された走査情報Ｄ８（図４における時刻ｔ４の走査情報Ｄ８）が当該車両Ａの情報が含まれる走査情報Ｄ８であると判断する。
【００５３】
次に、車両特徴計測部１０１は、車両進入時刻よりも古い時刻に出力された走査情報Ｄ８を参照し、当該車両Ａの情報を含む走査情報Ｄ８を抽出する。例えば、図４では、時刻ｔ２から時刻ｔ４までに取得された走査情報Ｄ８は、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい位置情報を有している。しかしながら、時刻ｔ２よりも過去の時刻に取得された走査情報Ｄ８は、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい位置情報を有していない。このため、車両特徴計測部１０１は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までに取得された走査情報Ｄ８に車両Ａの情報が含まれていると判断する。
【００５４】
また、車両特徴計測部１０１は、車両進入時刻よりも新しい時刻に出力された走査情報Ｄ８をレーザスキャンセンサ２０Ａから受信すると、当該走査情報Ｄ８に車両Ａの情報が含まれるか否かを判断する。図４の例では、車両進入時刻より新しい時刻の走査情報Ｄ８のうち、時刻ｔ５に出力された走査情報Ｄ８は照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい位置情報を有し、時刻ｔ６以降に出力された走査情報は照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい位置情報を有していない。このため、車両特徴計測部１０１は、時刻ｔ５までの走査情報Ｄ８に車両Ａの情報が含まれていると判断する。
なお、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａにより検出された車両の台数と、走査情報Ｄ８において検出された車両の台数とを記録するようにしてもよい。この場合、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａにより検出された車両の台数と、走査情報Ｄ８において検出された車両の台数とを関連づける。例えば、車両検知器１０Ａが車両Ａ１を検出した後に更に車両Ａ２を検出した場合、複数の走査情報Ｄ８のうち最初に検出された車両を車両Ａ１と判断し、次に検出された車両を車両Ａ２と判断するようにしてもよい。
【００５５】
なお、二台以上の車両が走査面Ｐに進入することが考えられるため、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａにより検知された車両Ａと、当該車両Ａ以外の車両とを区別する。
例えば、走査情報Ｄ８に一台目の車両の情報と、二台目の車両の情報とが含まれる場合、走査情報Ｄ８のうち第一端部Ｅ１に近い位置において一台目の車両を示す計測位置が検出され、第二端部Ｅ２に近い位置において二台目の車両を示す計測位置が検出される。また、一台目の車両を示す計測位置と、二台目の車両を示す計測位置との間には、一台目の車両と二台目の車両との車間距離に相当する長さ（一台目の車両の最も車線方向手前側の座標ｘｐの値から二台目の車両の最も車線方向奥側の座標ｘｐの値との差分）の路面を示す計測位置が検出される。
車両特徴計測部１０１は、このように、二台以上の車両の情報が含まれた走査情報Ｄ８を受信した場合、第一端部Ｅ１に近い位置において検出された車両情報を、車両検知器１０Ａにより検知された車両Ａの情報であると判断する。走査情報Ｄ８に複数の車両の情報が含まれている場合は、以降の処理においても、同様の判断を行うものとする。
車両特徴計測部１０１は、このように、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの複数の走査情報Ｄ８を車両Ａの情報を含む走査情報Ｄ８であるとして抽出する。
【００５６】
車長計測部１１０は、車両特徴計測部１０１により抽出された時刻ｔ２から時刻ｔ５までの走査情報Ｄ８のそれぞれについて、レーザ光が車両Ａの車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測する。具体的には、車両Ａの車体上における計測位置に相当する走査線位置のうち、座標ｘｐ最大値（最も車線方向奥側（図４における＋Ｘ側）の計測位置）と座標ｘｐ最小値（最も車線方向手前側（図４における−Ｘ側）の計測位置）との差Δｘｐを車線方向長として算出する。
車長計測部１１０は、複数の走査情報Ｄ８に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。図４の例では、時刻ｔ３における車両走査長（「ａ」）が車両Ａの最大の車線方向長である。車長計測部１１０は、最大の車線方向長を車両Ａの車長Ｄ９として計測する。
車長計測部１１０は、このようにして求めた車長Ｄ９を車種区分判別部１０２に出力する。
【００５７】
車幅計測部１１１は、車両特徴計測部１０１により抽出された時刻ｔ２から時刻ｔ５までの走査情報Ｄ８のそれぞれについて、走査線位置の座標ｙｐ最小値（最も車線Ｌの幅方向一方側（図４の−Ｙ側）における計測位置）と、走査線位置の座標ｙｐ最大値（最も車線Ｌの幅方向他方側（図４の＋Ｙ側）における計測位置）とを検出する。そして、車幅計測部１１１は、座標ｙｐ最小値と座標ｙｐ最大値との差Δｙｐを車線幅方向長として算出する。図４の例では、「ｂ」が車両Ａの車線幅方向長に相当する。車幅計測部１１１は、車線幅方向長を車両Ａの車幅Ｄ１０として計測する。
車幅計測部１１１は、このようにして求めた車幅Ｄ１０を車種区分判別部１０２に出力する。
【００５８】
車高計測部１１２は、車両特徴計測部１０１により抽出された時刻ｔ２から時刻ｔ５までの走査情報Ｄ８の各計測位置のうち、照射高さ（座標ｚｐ）の値が最も大きい最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）を検出する。図４の例では、「ｃ」が最大照射高さ（座標ｚｐ最大値）に相当する。車高計測部１１２は、当該最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）に基づいて、車両Ａの車高を計測する。本実施形態においては、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置は、車両Ａの車体面上を照射しているものと判断している。このため、最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）より路面高さの値を減じたものを、車両Ａの車高Ｄ１１として計測する。車高計測部１１２は、このようにして求めた車高Ｄ１１を車種区分判別部１０２に出力する。
【００５９】
車種区分判別部１０２は、踏板１０Ｂから受信した検出信号に基づく車軸数Ｄ４、タイヤ幅Ｄ５及びトレッド幅Ｄ６と、ナンバープレート認識部１０Ｃから受信したナンバープレート情報Ｄ７と、車長計測部１１０から受信した車長Ｄ９と、車幅計測部１１１から受信した車幅Ｄ１０と、車高計測部１１２から受信した車高Ｄ１１と、に基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別する。
なお、車両Ａの車長が、料金自動収受機１１と踏板１０Ｂとの距離よりも長い場合は、利用料金が確定していなければならないタイミング（車両Ａの運転者が料金自動収受機１１の位置に到達したタイミング）において、踏板１０Ｂによる車軸数Ｄ４、タイヤ幅Ｄ５及びトレッド幅Ｄ６の検出が完了していない可能性がある。この場合、踏板１０Ｂは、当該タイミングまでに検出した情報（検出未完了の情報）を車種判別部１０Ｄへ出力してもよい。車種判別部１０Ｄの車種区分判別部１０２は、車両検知器１０Ａから車両通過情報Ｄ３を受信していない状態で、踏板１０Ｂから例えば車軸数Ｄ４が「３」であるとの情報を受信した場合、当該車両Ａの車軸数は「３以上」であると判断するようにしてもよい。このような場合であっても、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、車長計測部１１０と、車幅計測部１１１と、車高計測部１１２とから受信した車両特徴に基づいて、車種区分Ｄ１の判別を行うことができる。
車種区分判別部１０２は、判別した車種区分Ｄ１を、料金自動収受機１１に出力する。
料金自動収受機１１は、車種区分判別部１０２から受信した車種区分Ｄ１と、車両Ａの走行距離とに基づいて、車両Ａの運転者に課金する利用料金を算出する。
【００６０】
次に、レーザ距離計測装置２０による車長、車幅及び車高を計測する手順を、図５を参照して説明する。
図５は本発明の第１の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
【００６１】
（ステップＳＴ１０１：車両進入検知）
本実施形態において、レーザ距離計測装置２０のレーザスキャンセンサ２０Ａは、所定の間隔毎に、路面上に規定された走査線Ｓに沿って、レーザ光の照射及び走査(レーザスキャン）を常時行っている。
まず、車種判別装置１０の車両特徴計測部１０１は、料金所に車両Ａが進入したかどうかを判断する（ステップＳＴ１０１）。車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから車両進入情報Ｄ２を受信していない場合は、料金所に車両Ａが進入していないと判断し（ステップＳＴ１０１：Ｎｏ）、車両Ａが進入したと判断するまで待機する。また、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから車両進入情報Ｄ２を受信した場合は、料金所に車両Ａが進入したと判断し（ステップＳＴ１０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳＴ１０２に進む。
【００６２】
（ステップＳＴ１０２：走査情報の抽出）
料金所に車両Ａが進入したと判断すると（ステップＳＴ１０１：Ｙｅｓ）、車両特徴計測部１０１は、車両進入情報Ｄ２が出力された時刻である、車両進入時刻にレーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８を、当該車両Ａが含まれる走査情報Ｄ８であると判断する。
次に、車両特徴計測部１０１はレーザスキャンセンサ２０Ａが車両進入時刻より古い時刻に取得した走査情報Ｄ８であって、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報Ｄ８を、車両Ａの情報が含まれている走査情報Ｄ８として抽出する。また、車両特徴計測部１０１は、レーザスキャンセンサ２０Ａが車両進入時刻より新しい時刻に取得した走査情報Ｄ８であって、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報Ｄ８を、車両Ａの情報が含まれている走査情報Ｄ８として抽出する（ステップＳＴ１０２）。具体的には、図４の時刻ｔ４が車両進入時刻であるとすると、レーザスキャンセンサ２０Ａが時刻ｔ２から時刻ｔ５までに取得した走査情報Ｄ８は、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有している。このため、車両特徴計測部１０１はこれら時刻ｔ２から時刻ｔ５までの走査情報Ｄ８を、車両Ａの情報が含まれている走査情報Ｄ８として抽出する。
【００６３】
（ステップＳＴ１０３：車長の計測）
次に、車長計測部１１０は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８のそれぞれについて、車線方向長を計測する。車長計測部１１０は、複数の走査情報Ｄ８に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。具体的には、車両Ａの車体上における計測位置に相当する走査線位置のうち、座標ｘｐ最大値（最も車線方向奥側（図４における＋Ｘ側）の計測位置）と座標ｘｐ最小値（最も車線方向手前側（図４における−Ｘ側）の計測位置）との差Δｘｐを車線方向長として算出する。図４の例では、時刻ｔ３における車線方向長「ａ」が最大の車線方向長である。車長計測部１１０は、当該最大の車線方向長（「ａ」）に基づいて、車両Ａの車長Ｄ９を計測する（ステップＳＴ１０３）。車長計測部１１０は、計測した車長Ｄ９を車種区分判別部１０２に出力する。
【００６４】
（ステップＳＴ１０４：車幅の計測）
次に、車幅計測部１１１は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８のそれぞれについて、走査線位置の座標ｙｐ最小値（最も車線Ｌの幅方向一方側（図４の−Ｙ側）における計測位置）と、走査線位置の座標ｙｐ最大値（最も車線Ｌの幅方向他方側（図４の＋Ｙ側）における計測位置）とを検出する。そして、車幅計測部１１１は、座標ｙｐ最小値と座標ｙｐ最大値との差Δｙｐを車線幅方向長として算出する。図４の例では、「ｂ」が車線幅方向長に相当する。
車幅計測部１１１は、車線幅方向長（「ｂ」）に基づいて、車両Ａの車幅Ｄ１０を計測する（ステップＳＴ１０４）。車幅計測部１１１は、計測した車幅Ｄ１０を車種区分判別部１０２に出力する。
【００６５】
（ステップＳＴ１０５：車高の計測）
次に、車高計測部１１２は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８の各計測位置のうち、照射高さ（座標ｚｐ）の値が最も大きい最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）を検出する。図４の例では、「ｃ」が最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）に相応する。車高計測部１１２は、当該最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）より、路面高さの値を減じたものを、車両Ａの車高Ｄ１１として計測する（ステップＳＴ１０５）。車高計測部１１２は、計測した車高Ｄ１１を車種区分判別部１０２に出力する。
以上で、車両特徴計測部１０１は、車両特徴（車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１）の計測を終了する。
【００６６】
（作用効果）
上述した車両諸元計測装置１０Ｅによれば、車両検知器１０Ａは、車線方向（図２（ａ）におけるＸ方向）に規定された所定の検知位置に設けられ、路面上を走行する車両Ａの通過を検知する。また、レーザ距離計測装置２０のレーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａの車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射すると共に、当該路面上に規定される走査線Ｓに沿ってレーザ光を走査する。ここで、走査線Ｓは、想定される最大車長及び最大車高を有する車両の最大車高部分であっても、当該車両の前端及び後端の車線方向における座標の位置と、幅方向における座標の位置とを、レーザスキャンセンサ２０Ａにより計測可能となるように設定された所定範囲において延在する。レーザスキャンセンサ２０Ａは、このように規定された走査線Ｓと、走査線Ｓの両端部とレーザスキャンセンサ２０Ａとを結ぶ線とで形成される走査面Ｐ内におけるレーザ光の計測位置を示す走査情報Ｄ８を取得する。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａの車高よりも高い位置から路面に向けてレーザ光を照射することにより、車両Ａの車高を計測可能な走査情報Ｄ８を取得することができる。また、走査線Ｓが所定の傾斜角度φで傾斜していることにより、車両Ａの車長及び車幅を計測可能な走査情報Ｄ８を取得することができる。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａは、一連の走査で、車両Ａの車長、車幅及び車高を計測可能な走査情報Ｄ８を取得することができる。
また、走査線Ｓが車両検知位置よりも車線方向手前側の所定位置を含むことにより、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車線方向手前側を走行する車両Ａを含む走査情報Ｄ８を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車両Ａの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、当該車両Ａを含む走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に車種区分Ｄ１の判別を行うための情報を取得することができる。
【００６７】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、レーザスキャンセンサ２０Ａは、上記所定範囲の車線方向奥側（図２（ａ）における＋Ｘ側）に配置された第一端部Ｅ１と、当該所定範囲の車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）に配置された第二端部Ｅ２とを結ぶ走査線Ｓに沿ってレーザ光を走査する。また、走査線Ｓは、少なくとも路面上を走行する車両Ａの最大車長以上、車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）側の所定範囲において延在する。
これにより、最大車長を有する車両を含めていかなる車両であっても、当該車両が車両検知位置を通過する前に、当該車両Ａの全体を走査して、当該車両Ａの走査情報Ｄ８を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車両Ａの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、当該車両Ａを含む走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に車種区分Ｄ１の判別を行うための情報を取得することができる。
【００６８】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、車種判別部１０Ｄの車両特徴計測部１０１は、レーザスキャンセンサ２０Ａにより異なる時刻に取得された複数の走査情報Ｄ８を、車両検知器１０Ａにより車両Ａの車両進入情報Ｄ２が出力された時刻に基づいて、当該車両進入情報Ｄ２が出力された時刻と同時刻に取得された走査情報Ｄ８と、その前後の時刻に取得された走査情報Ｄ８のうち車両Ａの情報を含む走査情報Ｄ８と、を抽出する。
これにより、車両特徴計測部１０１の車長計測部１１０、車幅計測部１１１及び車高計測部１１２は、抽出された走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、それぞれ車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１を計測することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車両Ａの運転席が料金自動収受機に到達してしまう場合であっても、抽出された走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に車種区分Ｄ１の判別を行うための情報である車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１を取得することができる。
【００６９】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、車長計測部１１０は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８に基づいて、レーザスキャンセンサ２０Ａが照射したレーザ光が車両Ａの車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長（座標ｘｐ最大値（最も車線方向奥側（図４における＋Ｘ側）の計測位置）と座標ｘｐ最小値（最も車線方向手前側（図４における−Ｘ側）の計測位置）との差Δｘｐ）を計測する。車長計測部１１０は、異なる時刻に取得された複数の走査情報Ｄ８に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長に基づいて、当該車両Ａの車長を計測する。
ここで、走査線Ｓは、走査線Ｓ上の何れかの位置で、路面上を走行する車両Ａの前端（最も車線方向奥側（図２（ａ）における＋Ｘ側）の端部）と、車両Ａの後端（最も車線方向手前側（図２（ａ）における−Ｘ側）の端部）との両方を通るように、車線方向（図２（ａ）におけるＸ方向）に対して所定の傾斜角度φで傾斜して延在している。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａは、当該走査線Ｓに沿うようにレーザ光を走査することにより、走査線Ｓ上の何れかの位置において、一回の走査で車両Ａの前端と後端との両方を通過する走査情報Ｄ８を取得することができる。このように、一回の走査で車両Ａの前端と後端との両方を通過する走査情報Ｄ８は、最大の車線方向長を有している。
このように、車長計測部１１０は、一回の走査で取得されたひとつの走査情報Ｄ８に基づいて、最大の車線方向長を計測している。一回の走査で車両Ａの前端と後端の両方を通過する走査情報が取得できないレーザスキャンセンサを使用した場合は、複数の走査で取得された複数の走査情報のそれぞれの車線方向長に基づいて、車両の車長を計測しなければならない。このような構成では、路面上を走行する車両の複数の走査情報を取得する間に、車両の位置が変化してしまうため、車両の移動距離も考慮しなければならず、最大の車線方向長を計測するために複雑な処理が要求される。また、車両の移動速度が変化した場合、復数の走査情報から得られる車両走査長が車両の移動速度に応じて変化し、正確な最大の車線方向長が計測できない可能性がある。しかしながら上述のように、本実施形態における車長計測部１１０は、一回の走査で取得されたひとつの走査情報Ｄ８に基づいて、最大の車線方向長を計測している。このため、簡易な処理で正確に車両の車長を計測することができる。
【００７０】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、車幅計測部１１１は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａの車体面上における計測位置のうち、走査線位置の座標ｙｐ最小値（最も車線Ｌの幅方向一方側（図４の−Ｙ側）における計測位置）と、走査線位置の座標ｙｐ最大値（最も車線Ｌの幅方向他方側（図４の＋Ｙ側）における計測位置）とを検出する。そして、車幅計測部１１１は、座標ｙｐ最小値と座標ｙｐ最大値との差Δｙｐを車線幅方向長として算出する。車幅計測部１１１は、当該車線幅方向長に基づいて、車両Ａの車幅を計測する。
これにより、車幅が一定ではない車両Ａであっても、複数の走査情報Ｄ８に基づいて、最大の車幅を取得することができる。
【００７１】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、車高計測部１１２は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａの車体面上における計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置（座標ｚｐ最大値）に基づいて、当該車両Ａの車高を計測する。
これにより、車高が一定ではない車両Ａであっても、複数の走査情報Ｄ８に基づいて、最大の車高を取得することができる。
【００７２】
また、上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、レーザスキャンセンサ２０Ａで走査線Ｓを沿うように走査するのみの簡易な構成で、車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１を取得することができる。このため、車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１を計測するために複数の装置を設置する必要がなく、設置スペースが十分確保できない料金所であっても設置が容易であり、且つ、設置コストを削減することができる。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
（車種判別装置の構成）
次に、本発明の第２の実施形態に係る料金収受設備１について図面を参照して説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図６は本発明の第２の実施形態に係る料金収受設備１の概略図である。
図７は本発明の第２の実施形態に係る車種判別装置１０の概略図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
【００７４】
第２の実施形態では、図６及び図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザ距離計測装置２０の設けられる位置が第１の実施形態と異なっている。
本実施形態におけるレーザ距離計測装置２０の取付支柱２０Ｂは、車線Ｌの幅方向他方側（図６における＋Ｙ側）に設けられている。レーザスキャンセンサ２０Ａは、取付支柱２０Ｂの、車両Ａの車高よりも高い位置に設けられた取付位置に設置されている。つまり、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車線Ｌの幅方向他方側（図６における＋Ｙ側）のアイランドＩの、車両Ａの車高よりも高い位置から、路面に向かってレーザ光を照射する。
【００７５】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザスキャンセンサ２０Ａは、取付支柱２０Ｂの取付位置より、路面上に規定される走査線Ｓに沿って、異なる複数の照射角度θでレーザ光を走査する。
【００７６】
走査線Ｓは、第１の実施形態と同様に、路面上であって、想定される最大車長及び最大車高を有する車両の最大車高部分であっても、当該車両の前端及び後端の車線方向における座標の位置と、幅方向における座標の位置とを、レーザスキャンセンサ２０Ａにより計測可能となるように設定された所定範囲において延在する。また、走査線Ｓは、当該所定範囲の車線方向奥側（図７（ａ）における＋Ｘ側）に配置された第一端部Ｅ１と、当該所定範囲の車線方向手前側（図７（ａ）における−Ｘ側）に配置された第二端部Ｅ２とを結ぶ直線である。
【００７７】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、路面上に規定される走査線Ｓと、レーザスキャンセンサ２０Ａ及び第一端部Ｅ１を結ぶ仮想線と、レーザスキャンセンサ２０Ａ及び第二端部Ｅ２を結ぶ仮想線とにより、路面上に走査面Ｐが形成される。
なお、本実施形態においては、車線Ｌの幅方向他方側（図７（ａ）及び（ｃ）における＋Ｙ側）からレーザ光を走査する構成となっている。このため、本実施形態の走査面Ｐは、第１の実施形態よりも車線Ｌの幅方向他方側（図７（ａ）及び（ｃ）における＋Ｙ側）に傾くように形成される。これにより、本実施形態における走査面Ｐは、車両Ａの車線Ｌの幅方向他方側（図７（ａ）における＋Ｙ側）の側面を通るように形成される。
レーザスキャンセンサ２０Ａは、走査線Ｓに沿ってレーザ光を照射することにより、走査面Ｐ内を通る路面及び車両Ａの車体面上を走査し、当該走査面Ｐ内におけるレーザ光の計測位置を取得する。
【００７８】
（車種判別装置の機能）
次に、車種判別装置１０の機能について、図７から図９を参照して説明する。
図８は本発明の第２の実施形態に係る車種判別装置のブロック図である。
図９は本発明の第２の実施形態に係るレーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報の例を時系列に（ａ）〜（ｃ）に示す図である。
【００７９】
本実施形態における車種判別装置１０は、図８に示すように、踏板１０Ｂと、ナンバープレート認識部１０Ｃと、車種判別部１０Ｄと、車両諸元計測装置１０Ｅとを備えている。また、車両諸元計測装置１０Ｅは、車両検知器１０Ａと、レーザ距離計測装置２０とを備えている。
レーザ距離計測装置２０は、第１の実施形態と同様に、レーザスキャンセンサ２０Ａと取付支柱２０Ｂとを有している。レーザスキャンセンサ２０Ａは、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、走査線Ｓに沿ってレーザ光の走査を行う毎に、当該走査を行った時刻に対応する走査情報Ｄ８を取得する。
【００８０】
図９（ａ）は時刻ｔ７における走査情報Ｄ８の例であり、車両Ａの車体の一部が走査面Ｐを通る位置となっているときの走査情報Ｄ８を示す。レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、図９（ａ）に示すように、走査線Ｓに沿って、まず路面上に照射され、次いで、車両Ａの車体前面（図９（ａ）における＋Ｘ側の端面）から車両Ａの車体上面（図９（ａ）における＋Ｚ側の端面）の順に照射される。ここで、計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる際、レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、まず路面上における計測位置ｓ１に照射され、次に、車両Ａの車体前面における計測位置ｓ２に照射される。路面上における計測位置ｓ１の走査線Ｓに沿う位置は、車両Ａの車体前面における計測位置ｓ２の走査線Ｓに沿う位置よりも、第一端部Ｅ１が配置されている車線方向奥側（図９（ａ）における＋Ｘ側）に近い。このため、レーザ光の計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる位置であって、車両Ａと路面とが接していない（離れている）位置にレーザ光が照射された場合は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８は、路面上の計測位置と車両Ａの車体面上の計測位置とで、計測位置が不連続となっている。
【００８１】
また、図９（ｂ）は時刻ｔ８における走査情報Ｄ８の例であり、図９（ａ）の走行位置から、車線方向奥側（図９（ｂ）における＋Ｘ側）に移動したときの走査情報Ｄ８を示す。レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、図９（ｂ）に示すように、走査線Ｓに沿って、まず路面上に照射され、次いで、車両Ａのタイヤを含む車体側面（図７（ａ）における＋Ｙ側の端面）から車両Ａの車体上面（図９（ｂ）における＋Ｚ側の端面）の順に照射される。
ここで、計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる際、レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、路面と車両Ａの車体側面（タイヤ）とが接する点である計測位置ｓ３に照射される。このため、レーザ光の計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる位置であって、車両Ａと路面とが接している位置にレーザ光が照射された場合は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８は、路面上の計測位置と車両Ａの車体面上の計測位置とで、計測位置が連続している。
【００８２】
更に、図９（ｃ）は時刻ｔ９における走査情報Ｄ８の例であり、図９（ｂ）の走行位置から、車線方向奥側（図９（ｃ）における＋Ｘ側）に移動したときの走査情報Ｄ８を示す。レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、図９（ｃ）に示すように、走査線Ｓに沿って、まず路面上に照射され、次いで、車両Ａの車体側面（図７（ａ）における＋Ｙ側の端面）から車両Ａの車体上面（図９（ｃ）における＋Ｚ側の端面）の順に照射される。ここで、計測位置が路面上から車両Ａの車体側面に切り替わる際、レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光は、まず路面上における計測位置ｓ４に照射され、次に、車両Ａの車体側面における計測位置ｓ５に照射される。路面上における計測位置ｓ４の走査線Ｓに沿う位置は、車両Ａの車体側面における計測位置ｓ５の走査線Ｓに沿う位置よりも、第一端部Ｅ１が配置されている車線方向奥側（図９（ａ）における＋Ｘ側）に近い。このため、レーザ光の計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる位置であって、車両Ａと路面とが接していない（離れている）位置にレーザ光が照射された場合は、図９（ａ）の例と同様に、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８は、路面上の計測位置と車両Ａの車体面上の計測位置とで、計測位置が不連続となっている。
【００８３】
レーザスキャンセンサ２０Ａは、このように時刻毎に取得した走査情報Ｄ８を、図８に示すように車種判別部１０Ｄへ出力する。
【００８４】
図８に示すように、車種判別部１０Ｄは、車両特徴計測部１０１と、車種区分判別部１０２を有している。
【００８５】
本実施形態における車両特徴計測部１０１は、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別するための車両特徴のうち、車両Ａの車長と、車幅と、車高とに加え、車軸数を計測する点で第１の実施形態と異なっている。このため、車両特徴計測部１０１は、車長計測部１１０と、車幅計測部１１１と、車高計測部１１２とに加え、車軸数計測部１１３を有している。
車両特徴計測部１０１は、第１の実施形態と同様に、車両検知器１０Ａから受信した車両進入情報Ｄ２及び車両通過情報Ｄ３と、レーザスキャンセンサ２０Ａから受信した走査情報Ｄ８とに基づいて、路面上を走行する車両Ａの情報が含まれる複数の走査情報Ｄ８を抽出する。
車長計測部１１０と、車幅計測部１１１と、車高計測部１１２とは、第１の実施形態と同様に、それぞれ車両Ａの車長Ｄ９と、車幅Ｄ１０と、車高Ｄ１１とを計測し、車種区分判別部１０２に出力する。
【００８６】
車軸数計測部１１３は、車両特徴計測部１０１により抽出された車両Ａの情報を含む複数の走査情報Ｄ８に基づいて、当該車両Ａの車軸数を計測する。
上述のように、レーザスキャンセンサ２０Ａから照射されたレーザ光が、レーザ光の計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる位置であって、車両Ａと路面とが接していない（離れている）位置に照射された場合は、図９（ａ）及び（ｃ）に示すように、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８は、路面上の計測位置と車両Ａの車体面上の計測位置とで、計測位置が不連続となっている特徴を有する。一方、レーザ光の計測位置が路面上から車両Ａの車体前面に切り替わる位置であって、車両Ａと路面とが接している位置に照射された場合は、図９（ｂ）に示すように、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得する走査情報Ｄ８は、路面上の計測位置と車両Ａの車体面上の計測位置とで、計測位置が連続している特徴を有する。
【００８７】
車軸数計測部１１３は、走査情報Ｄ８の上記特徴に基づいて、各走査情報Ｄ８における計測位置のうち、車両Ａと路面とが接している計測位置である、車両接地位置を検出する。
具体的には、走査情報Ｄ８の各計測位置について、第一端部Ｅ１に最も近い位置で車両Ａの計測位置が検出された位置（第一計測位置）を検出する。車両Ａの計測位置が検出された位置とは、走査情報Ｄ８において、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置が検出された位置である。車軸数計測部１１３は、第一計測位置における走査線位置が、連続しているか、非連続であるかに基づいて、当該第一計測位置において車両Ａと路面とが接しているか、接していないかを判断する。
図９（ａ）及び（ｃ）に示す時刻ｔ７及び時刻ｔ９の走査情報Ｄ８では、第一計測位置における走査線位置（図９（ａ）におけるｓ１及びｓ２、図９（ｃ）におけるｓ４及びｓ５）が非連続である。このため、車軸数計測部１１３は、時刻ｔ７及び時刻ｔ９では車両接地位置を有していないと判断する。
図９（ｂ）に示す時刻ｔ８の走査情報Ｄ８は、第一計測位置における走査線位置（図９（ｂ）におけるｓ３）が連続している。このため、車軸数計測部１１３は、時刻ｔ８では車両接地位置を有していると判断する。
車軸数計測部１１３は、このように、車両特徴計測部１０１から受信した全ての走査情報Ｄ８について、車両接地位置の有無を判断する。車両Ａと路面とが接している車両接地位置は、図９（ｂ）に示すように、車両Ａのタイヤ（車軸）が存在する位置であることを示している。このため、車軸数計測部１１３は、車両接地位置の検出数を計測することにより、走査面Ｐを通過した車両Ａの車軸数を計測する。
車軸数計測部１１３は、計測した車軸数を、図８に示すように、車軸数情報Ｄ１２として車種区分判別部１０２に出力する。
【００８８】
車種区分判別部１０２は、踏板１０Ｂから受信した車軸数Ｄ４、タイヤ幅Ｄ５及びトレッド幅Ｄ６と、ナンバープレート認識部１０Ｃから受信したナンバープレート情報Ｄ７と、車長計測部１１０から受信した車長Ｄ９と、車幅計測部１１１から受信した車幅Ｄ１０と、車高計測部１１２から受信した車高Ｄ１１と、車軸数計測部１１３から受信した車軸数情報Ｄ１２と、に基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別する。
【００８９】
次に、レーザ距離計測装置２０による車長、車幅、車高及び車軸数を計測する手順を、図１０を参照して説明する。
図１０は本発明の第２の実施形態に係る車両特徴を計測する手順を示すフローチャートである。
【００９０】
（ステップＳＴ２０１：車両進入検知）
本実施形態において、レーザ距離計測装置２０のレーザスキャンセンサ２０Ａは、所定の間隔毎に、路面上に規定された走査線Ｓに沿って、レーザ光の照射及び走査(レーザスキャン）を常時行っている。
まず、車種判別装置１０の車両特徴計測部１０１は、料金所に車両Ａが進入したかどうかを判断する（ステップＳＴ２０１）。車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから車両進入情報Ｄ２を受信していない場合は、料金所に車両Ａが進入していないと判断し（ステップＳＴ２０１：Ｎｏ）、車両Ａが進入したと判断するまで待機する。また、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから車両進入情報Ｄ２を受信した場合は、料金所に車両Ａが進入したと判断し（ステップＳＴ２０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳＴ２０２に進む。
【００９１】
（ステップＳＴ２０２：走査情報の抽出）
料金所に車両Ａが進入したと判断すると（ステップＳＴ２０１：Ｙｅｓ）、車両特徴計測部１０１は、車両進入情報Ｄ２が出力された時刻である、車両進入時刻にレーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８を、当該車両Ａが含まれる走査情報Ｄ８であると判断する。
次に、車両特徴計測部１０１はレーザスキャンセンサ２０Ａが車両進入時刻より古い時刻に取得した走査情報Ｄ８であって、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報Ｄ８を、車両Ａの情報が含まれている走査情報Ｄ８として抽出する。また、車両特徴計測部１０１は、レーザスキャンセンサ２０Ａが車両進入時刻より新しい時刻に取得した走査情報Ｄ８であって、照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい計測位置を有する走査情報Ｄ８を、車両Ａの情報が含まれている走査情報Ｄ８として抽出する（ステップＳＴ２０２）。
【００９２】
（ステップＳＴ２０３：車長の計測）
次に、車長計測部１１０は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８のそれぞれについて、車線方向長を計測する。車長計測部１１０は、複数の走査情報Ｄ８に基づいて計測された複数の車線方向長のうち、最大の車線方向長を検出する。車長計測部１１０は、当該最大の車線方向長に基づいて、車両Ａの車長Ｄ９を計測する（ステップＳＴ２０３）。車長計測部１１０は、計測した車長Ｄ９を車種区分判別部１０２に出力する。
【００９３】
（ステップＳＴ２０４：車幅の計測）
次に、車幅計測部１１１は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８のそれぞれについて、走査線位置の座標ｙｐ最小値（最も車線Ｌの幅方向一方側（図４の−Ｙ側）における計測位置）と、走査線位置の座標ｙｐ最大値（最も車線Ｌの幅方向他方側（図４の＋Ｙ側）における計測位置）とを検出する。そして、車幅計測部１１１は、座標ｙｐ最小値と座標ｙｐ最大値との差Δｙｐを車線幅方向長として算出する。車幅計測部１１１は、車線幅方向長に基づいて、車両Ａの車幅Ｄ１０を計測する（ステップＳＴ２０４）。車幅計測部１１１は、計測した車幅Ｄ１０を車種区分判別部１０２に出力する。
【００９４】
（ステップＳＴ２０５：車高の計測）
次に、車高計測部１１２は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８の各計測位置のうち、照射高さ（座標ｚｐ）の値が最も大きい最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）を検出する。車高計測部１１２は、当該最大照射高さの値（座標ｚｐ最大値）より、路面高さの値を減じたものを、車両Ａの車高Ｄ１１として計測する（ステップＳＴ２０５）。車高計測部１１２は、計測した車高Ｄ１１を車種区分判別部１０２に出力する。
【００９５】
（ステップＳＴ２０６：車軸数の計測）
次に、車軸数計測部１１３は、車両特徴計測部１０１により抽出された走査情報Ｄ８の各計測位置について、第一端部Ｅ１に最も近い位置で車両Ａの計測位置が検出された位置（第一計測位置）を検出する。車軸数計測部１１３は、第一計測位置における走査線位置が、連続しているか、非連続であるかに基づいて、当該第一計測位置において車両Ａと路面とが接しているか、接していないかを判断する。車軸数計測部１１３は、車両特徴計測部１０１により抽出された全ての走査情報Ｄ８について、車両接地位置の有無を判断する。車両Ａと路面とが接している車両接地位置は、図９（ｂ）に示すように、車両Ａのタイヤ（車軸）が存在する位置であることを示している。このため、車軸数計測部１１３は、車両接地位置の検出数を計測することにより、走査面Ｐを通過した車両Ａの車軸数を計測する。車軸数計測部１１３は、計測した車軸数の値を車軸数情報Ｄ１２として、車種区分判別部１０２に出力する。
以上で、車両特徴計測部１０１は、車両特徴（車長Ｄ９、車幅Ｄ１０、車高Ｄ１１及び車軸数情報Ｄ１２）の計測を終了する。
【００９６】
（作用効果）
上述の車両諸元計測装置１０Ｅによれば、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車線Ｌの幅方向他方側（図７（ａ）における＋Ｙ側）において、車両Ａの車高より高い位置に設けられている。レーザスキャンセンサ２０Ａは、当該位置より、路面上に規定された走査線Ｓに沿ってレーザ光を走査する。このように構成することにより、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａの幅方向他方側（図７（ａ）における＋Ｙ側）の側面を含む、車両Ａの車体面上を走査する。このため、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａのタイヤと路面とが接する位置と、車両Ａと路面とが接しない位置と、の走査情報Ｄ８を取得することができる。
車軸数計測部１１３は、レーザスキャンセンサ２０Ａが取得した走査情報Ｄ８に基づいて、車両Ａと路面が接している位置である、車両接地位置を検出する。当該車両接地位置は、車両Ａのタイヤ（車軸）が存在する位置であるため、車軸数計測部１１３は、複数の走査情報Ｄ８のうち、車両接地位置の検出数を計測することにより、車両Ａの車軸数情報Ｄ１２を取得することができる。
これにより、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車両Ａの車軸数情報Ｄ１２を取得することができる。このため、料金所の設置スペースが十分ではなく、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に、車両Ａの運転席が料金自動収受機１１に到達してしまう場合であっても、当該車軸数情報Ｄ１２と、第１の実施形態と同様に取得される車長Ｄ９、車幅Ｄ１０及び車高Ｄ１１と、に基づいて、車両Ａが車両検知位置ｄを通過する前に車種区分Ｄ１の判別を行うための情報を取得することができる。
【００９７】
（ハードウェア構成）
また、上述の各実施形態における車種判別装置１０のハードウェア構成の例について説明する。
図１１は本発明の各実施形態に係る車種判別装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１１に示すように、車種判別装置１０は、メモリ８１０と、記憶／再生装置８２０と、ＩＯ  Ｉ／Ｆ（Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８３０と、外部機器Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８４０と、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８５０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８６０と、補助記憶装置８７０とを備えている。
【００９８】
メモリ８１０は、車種判別装置１０のプログラムで使用されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の媒体である。
記憶／再生装置８２０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生するための装置である。
ＩＯ  Ｉ／Ｆ８３０は、料金収受設備１の各装置との間で情報等の入出力を行うためのインターフェースである。
外部機器Ｉ／Ｆ８４０は、車種判別装置１０が備える機器の制御と、情報等の送受信とを行うためのインターフェースである。上述の実施形態の車種判別装置１０では、外部機器Ｉ／Ｆ８４０は、車両検知器１０Ａ、踏板１０Ｂ、ナンバープレート認識部１０Ｃ及びレーザスキャンセンサ２０Ａの制御と、情報及び信号の送受信とを行う。
通信Ｉ／Ｆ８５０は、車種判別装置１０がインターネット等の通信回線を介して外部サーバと通信を行うためのインターフェースである。
ＣＰＵ８６０は、プログラムを実行し、車種判別装置１０のそれぞれの機能を実行するように制御する。上述の実施形態においては、車種判別装置１０が車両Ａの車種区分Ｄ１を判別するように制御する。
補助記憶装置８７０は、ＣＰＵ８６０で実行するプログラムや、プログラムを実行する際に使用するデータや、生成されたデータを記録するためのものである。補助記憶装置８７０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等である。
【００９９】
車種判別装置１０のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアに記録されていてもよく、この場合は、記憶／再生装置８２０から外部メディアへの書き込み（記憶）及び読み出し（再生）を行う。通信Ｉ／Ｆ８５０から外部サーバに記憶されているプログラムを読み出してもよい。
外部メディアや外部サーバに記憶されているプログラムを、補助記憶装置８７０に記憶してもよい。
【０１００】
ＣＰＵ８６０は、上記プログラムを実行することにより、車種判別装置１０の車両特徴計測部１０１、車種区分判別部１０２、車長計測部１１０、車幅計測部１１１、車高計測部１１２及び車軸数計測部１１３として機能する。ＣＰＵ８６０が各種処理を行うと、それぞれの処理で生成されたデータは補助記憶装置８７０に記憶される。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、上述の実施形態において、レーザスキャンセンサ２０Ａは常時走査線Ｓに沿ってレーザ光を走査する例について説明したが、これに限られることはない。車両Ａが車両検知位置ｄを超えてから第一端部Ｅ１に到達するまでの間において、走査線Ｓ上の何れかの位置においてレーザ光が車両Ａの前端と後端との両方を通るように、走査線Ｓが規定されていれば、車両検知器１０Ａが車両Ａの進入を検知してから、レーザスキャンセンサ２０Ａがレーザ光を走査するようにしてもよい。これによっても、上述と同様の効果を得ることが可能である。
【０１０２】
また、上述の実施形態において、レーザスキャンセンサ２０Ａが、車線方向において車両検知器１０Ａが設置されている位置と同じ位置に配置される例について説明したが、これに限られることはない。走査線Ｓに沿ってレーザ光を走査可能であれば、レーザスキャンセンサ２０Ａが車線方向において、車両検知器１０Ａが設置されている位置と異なる位置に配置されていてもよい。例えば、レーザスキャンセンサ２０Ａは、車両検知器１０Ａよりも車線方向手前側（図１の−Ｘ側）に配置されてもよいし、車両検知器１０Ａよりも車線方向奥側（図１の＋Ｘ側）に配置されていてもよい。
【０１０３】
また、上述の実施形態において、車両特徴計測部１０１は、車両検知器１０Ａから受信した車両進入情報Ｄ２に基づいて、レーザスキャンセンサ２０Ａから受信した複数の走査情報Ｄ８のうち一台の車両Ａに関連する走査情報Ｄ８を抽出する例について説明したが、これに限られることはない。車両特徴計測部１０１は、各走査情報Ｄ８における照射高さ（座標ｚｐ）の値が路面高さの値よりも大きい位置情報を有しているか否かを判断することにより車両Ａの情報が含まれていることを検出可能なため、車両検知器１０Ａを省略してもよい。
この場合、車長計測部１１０は、車両特徴計測部１０１が車両Ａが含まれていると判断した走査情報Ｄ８に基づいて、レーザスキャンセンサ２０Ａが照射したレーザ光が当該車両Ａの車体面上を走査した長さの車線方向成分である車線方向長を計測する。車長計測部１１０は、異なる時刻に取得された複数の走査情報Ｄ８に基づいて計測された複数の車線方向長のうち最大の車線方向長に基づいて、当該車両Ａの車長Ｄ９を計測する。
車幅計測部１１１は、車両特徴計測部１０１が車両Ａが含まれていると判断した走査情報Ｄ８に基づいて、当該走査情報Ｄ８の当該車両Ａの車体面上における計測位置のうち、最も車線幅方向一方側における計測位置（走査線位置の座標ｙｐ最小値）から最も車線幅方向他方側における計測位置（走査線位置の座標ｙｐ最大値）までの車線幅方向長に基づいて、当該車両Ａの車幅Ｄ１０を計測する。
車高計測部１１２は、車両特徴計測部１０１が車両Ａが含まれていると判断した走査情報Ｄ８に基づいて、当該走査情報Ｄ８における当該車両Ａの車体面上における計測位置のうち、高さ方向における位置が最も高い計測位置（座標ｚｐ最大値）に基づいて、当該車両Ａの車高Ｄ１１を計測する。
車軸数計測部１１３は、車両特徴計測部１０１が車両Ａが含まれていると判断した走査情報Ｄ８に基づいて、当該走査情報Ｄ８における当該車両Ａと路面とが接する車両接地位置を検出し、当該車両接地位置の検出数に基づいて、当該車両Ａの車軸数情報Ｄ１２を計測する。
これにより、車種判別装置１０をより簡易な構成とすることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１    料金収受設備
１０    車種判別装置
１０Ａ    車両検知器
１０Ｂ    踏板
１０Ｃ    ナンバープレート認識部
１０Ｄ    車種判別部
１０Ｅ    車両諸元計測装置
１１    料金自動収受機
１３    発進制御機
１４    発進検知器
２０    レーザ距離計測装置
２０Ａ    レーザスキャンセンサ
２０Ｂ    取付支柱
１０１    車両特徴計測部
１０２    車種区分判別部
１１０    車長計測部
１１１    車幅計測部
１１２    車高計測部
１１３    車軸数計測部
Ａ    車両
Ｅ１    第一端部
Ｅ２    第二端部
Ｉ    アイランド
Ｌ    車線
Ｐ    走査面
Ｓ    走査線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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