(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物たる車両との間に障害物が入った場合においても、速度の検出及び車両の撮影を確実に行う。【解決手段】対象物の画像データを取得するカメラ70と、マイクロ波を対象物に発信し、反射された反射波を受信する送受信アンテナ21と、マイクロ波の発信周波数と送受信アンテナにより受信された受信周波数に基づいて、対象物を検出する検出手段と、対象物の速度を検出する速度検出手段と、カメラで取得された画像データ、検出手段で取得された検出結果、及び、速度検出手段で検出された速度データが取得された時刻を計時する時計回路80と、画像データ、検出結果、速度データ、時刻を格納する制御部50と、を含み、カメラは、カメラの撮像方向、送受信アンテナの送受信方向、及び、カメラの撮像倍率をカメラ駆動回路71とアンテナ駆動部22とを遠隔操作して適宜変更できるように、送受信アンテナと一体に組み込んであることを特徴とする速度検出装置。【選択図】図１
2005165939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像データを取得するカメラと、
前記対象物の画像データから得られる前記対象物の位置情報をもとに、マイクロ波を前記対象物に発信し、前記対象物によって反射された反射波を受信する送受信アンテナと、
前記マイクロ波の発信周波数と前記送受信アンテナにより受信された受信周波数に基づいて、前記対象物を検出する検出手段と、
前記マイクロ波の発信周波数と前記送受信アンテナにより受信された受信周波数に基づいて、前記対象物の速度を検出する速度検出手段と、
前記カメラで取得された画像データ、前記検出手段で取得された検出結果、及び、前記速度検出手段で検出された速度データが取得された時刻を計時する時計回路と、
前記画像データ、前記検出結果、前記速度データ、及び、前記時刻を格納する制御部と、
を含み、
前記カメラは、前記カメラの撮像方向、前記送受信アンテナの送受信方向、及び、前記カメラの撮像倍率をカメラ駆動回路とアンテナ駆動回路とを遠隔操作して適宜変更できるように、前記送受信アンテナと一体に組み込んであることを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記画像データ、前記検出結果、前記速度データ、前記時刻データ、前記カメラと前記送受信アンテナとの位置データ、及び前記カメラの撮像倍率を送信する無線部と、前記無線部を介して前記位置データに係るカメラ駆動回路及びカメラ駆動回路を適宜遠隔操作できるコントローラと、前記無線部からの情報を適宜モニターできる表示部と、を備える速度検出装置。
【請求項３】
前記対象物は車両である請求項１又は請求項２に記載の速度検出装置。
【請求項４】
対象物の画像データを取得するカメラと、
前記対象物の画像データから得られる前記対象物の位置情報をもとに、マイクロ波を前記対象物に発信し、前記対象物によって反射された反射波を受信する送受信アンテナであって、前記カメラの撮影範囲内に前記マイクロ波の送受信方向が向くように、前記送受信アンテナと一体となった送受信アンテナと、
前記マイクロ波の発信周波数と前記送受信アンテナにより受信された受信周波数との差を検出する検出手段と、
前記発信周波数と前記受信周波数との差に基づいて、前記対象物の速度を検出する速度検出手段と、
前記カメラ及び前記送受信アンテナの向く方向を変更する方向変更手段と、
を備えることを特徴とする速度検出装置。
【請求項５】
前記速度検出手段は、前記発信周波数と前記受信周波数との差の最大値を用いて前記対象物の速度を検出する請求項４記載の速度検出装置。
【請求項６】
現在時刻及びカレンダ情報を計時する時計回路を備える請求項４又は請求項５記載の速度検出装置。
【請求項７】
少なくとも前記送受信アンテナ、前記検出手段及び前記速度検出手段を遠隔操作によって制御するコントローラを備える請求項４から６のいずれか１項記載の速度検出装置。
【請求項８】
前記速度検出手段による検出結果、前記対象物の撮影画像、前記現在時刻、及び、前記カレンダ情報を表示する表示手段を備える請求項４から７のいずれか１項記載の速度検出装置。
【請求項９】
前記対象物の速度が以下の式を満足する請求項５から請求項８のいずれか１項記載の速度検出装置。
Ｖ＝Ｆλ／２ｃｏｓα
ここで、Ｖは前記対象物の速度、Ｆは前記最大値、λは前記対象物へ発信した前記マイクロ波の波長、αは前記対象物の進行方向に対する前記速度検出装置の配置角度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する対象物の移動速度を検出する装置に関し、とくに移動する車両の移動速度を検出、表示するとともにその車両の画像を表示することができる速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を通過する車両の速度を検出する装置であって、検出対象の車両の種類を判別することができるものとして特開平１１−１６１８９３号公報に提案されたものがあった。この装置においては、車両に対してアンテナから電波を照射して車両からの反射波を受信することができ、この反射波から、車両とアンテナとの相対速度に比例したドップラ周波数成分を取り出してビデオ信号として出力し、この信号から車両の速度と距離を計測し、車両の種類を判別している。さらに、車両のナンバープレートや運転者の顔などの写真を、車種による写真撮影箇所の変動を小さく抑えつつ、別個に設けた撮影装置によって、確実に撮影することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６１８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の車両の速度を検出する装置は所定位置に固定され、検出方向も固定されているため、装置と車両との間に障害物が入った場合には、速度の検出を行うことができなかった。
【０００５】
また、別個の位置に固定され、撮影方向も固定された撮影装置と、車両との間に障害物が入った場合においても、車両の撮影を行うことができなかった。
【０００６】
さらに、車両の速度を検出する装置と、撮影装置とが別個の位置に配置されていたため、例えば撮影装置と車両との間に障害物がある場合には、速度の検出はできるが撮影はできないことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、本発明の速度検出装置においては、対象物の画像データを取得するカメラと、対象物の画像データから得られる対象物の位置情報をもとに、マイクロ波を対象物に発信し、対象物によって反射された反射波を受信する送受信アンテナと、マイクロ波の発信周波数と送受信アンテナにより受信された受信周波数に基づいて、対象物を検出する検出手段と、マイクロ波の発信周波数と送受信アンテナにより受信された受信周波数に基づいて、対象物の速度を検出する速度検出手段と、カメラで取得された画像データ、検出手段で取得された検出結果、及び、速度検出手段で検出された速度データが取得された時刻を計時する時計回路と、画像データ、検出結果、速度データ、及び、時刻を格納する制御部と、を含み、カメラは、カメラの撮像方向、送受信アンテナの送受信方向、及び、カメラの撮像倍率をカメラ駆動回路とアンテナ駆動回路とを遠隔操作して適宜変更できるように、送受信アンテナと一体に組み込んであることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の速度検出装置は、対象物の画像データを取得するカメラと、対象物の画像データから得られる対象物の位置情報をもとに、マイクロ波を対象物に発信し、対象物によって反射された反射波を受信する送受信アンテナであって、カメラの撮影範囲内にマイクロ波の送受信方向が向くように、送受信アンテナと一体となった送受信アンテナと、マイクロ波の発信周波数と送受信アンテナにより受信された受信周波数との差を検出する検出手段と、発信周波数と受信周波数との差に基づいて、対象物の速度を検出する速度検出手段と、カメラ及び送受信アンテナの向く方向を変更する方向変更手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記速度検出装置は、画像データ、検出結果、速度データ、時刻データ、カメラと送受信アンテナとの位置データ、及びカメラの撮像倍率を送信する無線部と、無線部を介して位置データに係るカメラ駆動回路及びカメラ駆動回路を適宜遠隔操作できるコントローラと、無線部からの情報を適宜モニターできる表示部と、を備えることが好ましい。
【００１０】
上記対象物は車両とすることができる。
【００１１】
上記速度検出手段は、発信周波数と受信周波数との差の最大値を用いて対象物の速度を検出することができる。
【００１２】
上記速度検出装置は、現在時刻及びカレンダ情報を計時する時計回路を備えることが好ましい。
【００１３】
上記速度検出装置は、少なくとも送受信アンテナ、検出手段及び速度検出手段を遠隔操作によって制御するコントローラを備えることが好ましい。
【００１４】
上記速度検出装置は、速度検出手段による検出結果、対象物の撮影画像、現在時刻、及び、カレンダ情報を表示する表示手段を備えるとよい。
【００１５】
上記速度検出装置においては、対象物の速度がＶ＝Ｆλ／２ｃｏｓαを満足することが好ましい。ここで、Ｖは対象物の速度、Ｆは最大値、λは対象物へ発信したマイクロ波の波長、αは対象物の進行方向に対する速度検出装置の配置角度である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、対象物たる車両との間に障害物が入った場合においても、速度の検出及び車両の撮影を確実に行うことができる速度検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る速度検出装置１０は、ドップラ効果を利用して車両（対象物）の移動速度を検出し、かつ、該車両を撮影可能な本体部１１と、本体部１１で検出した移動速度及び撮影された車両を表示し、かつ、本体部１１の動作及び姿勢を制御することのできる操作部１２と、を備える。
【００１８】
本体部１１は、マイクロ波発生回路２０、送受信アンテナ２１、アンテナ駆動部２２、ドップラ信号検出回路３１、速度検出部４２、制御部５０、カメラ７０、カメラ駆動回路７１、時計回路８０、無線部９０を有する。以下に詳細に説明するように、制御部５０は、アンテナ駆動部２２、速度検出部４２、カメラ７０、カメラ駆動回路７１、時計回路８０及び無線部９０に接続されており、これらの動作を制御する。また、制御部５０は、カメラ７０が取得した画像データ、ドップラ信号検出回路３１による検出結果、速度検出部４２が検出した速度データ、及び、時計回路８０が計時した時刻を格納することができる。
【００１９】
一方、操作部１２は、無線部１１０、制御部１１１、コントローラ１１２、表示部１１３を有する。
【００２０】
無線部９０及び無線部１１０は、離間した状態で互いに電波を発信、受信することが可能であり、コントローラ１１２を操作して制御信号や測定条件データを制御部１１１へ出力すると、無線部１１０から無線部９０へ送信され、制御部５０の制御のもと本体部１１内の各構成要素の動作を制御することができる。一方、本体部１１内で行われる移動速度の検出結果、並びに、時計回路８０で発生する現在時刻情報及びカレンダ情報を無線部９０から無線部１１０に送信すると、制御部１１１の制御のもと、表示部（表示手段）１１３にこれらの検出結果及び現在時刻情報及びカレンダ情報などが表示される。なお、本体部１１と操作部１２は、無線部９０と無線部１１０を有線で結合させて信号のやりとりをすることもできる。
【００２１】
マイクロ波発生回路２０は、送受信アンテナ２１によって、走行する車両１２０に対して所定周波数のマイクロ波（波長１ｍ以下の電波）を発信するものであり、発信されたマイクロ波のうち車両１２０で反射された反射波は送受信アンテナ２１で受信される。車両１２０によって反射される反射波の周波数は、ドップラ効果により、車両１２０が等速で走行していたとしても、発信周波数とは異なる周波数となるため、この性質を利用して車両１２０の移動速度を検出することができる。
【００２２】
送受信アンテナ２１は、図２に示すように、本体部１１の円筒部３０の先端に固定されたパラボラアンテナであり、回転放物面をなす反射面２１ａの回転軸２１ｂの方向を中心にマイクロ波が送信される。この本体部１１は、図３に示すように、送受信アンテナ２１からの送信方向（回転軸２１ｂ方向）が道路１３０の延びる方向（車両１２０の進行方向Ｃに平行な方向）に対して角度αをなすように、ポール１３上に設置されている。図２及び図４に示すように、円筒部３０の外周面には１８０度間隔で外方に突出する円柱状のピン３０ａ、３０ｂが固定されている。
【００２３】
本体部１１は、図４に示すステージ１４（方向変更手段）を介してポール１３上に設置されている。ステージ１４は、コの字形状を有する支持部１５と、ねじ１７によりポール１３に固定される板状の基部１６とを備える。支持部１５は、その二つの側板１５ａ、１５ｂそれぞれの内面中央に設けた凹部１５ａ１、１５ｂ１に、ピン３０ａ、３０ｂを回動可能に挿入、配置することによって、本体部１１を鉛直面内で揺動可能としている。基部１６は、その上面１６ａの中央に設けた凹部１６ｂに、支持部１５の下面１５ｃから外方に突出する軸１５ｄを回転可能に挿入、配置することによって、本体部１１を支持する支持部１５を水平面内で回動可能としている。
【００２４】
なお、支持部１５は、基部１６に螺挿されたねじ１８の先端を下面１５ｃに押し当てることによって固定することができる。また、本体部１１は、支持部１５に螺挿されたねじ１９の先端を円筒部３０の外周面に押し当てることによって固定することができる。
【００２５】
このようなステージ１４を用いると、本体部１１と車両１２０との間に障害物が入ったことにより車両１２０にマイクロ波を照射できない、及び／または、車両１２０を撮影できない状態になったとしても、本体部１１の配置角度を容易に変更することができる。したがって、このような状態であっても確実に対象物たる車両１２０の速度の測定及び撮影を行うことができる。
【００２６】
送受信アンテナ２１によって受信された反射波は、ドップラ信号検出回路（検出手段）３１において所定時間間隔ごとの電圧値として検出され、周波数に変換される。さらに、このドップラ信号検出回路３１においては、発信したマイクロ波の周波数と受信した反射波の周波数との差（周波数差）が算出され、これに基づく周波数差信号が出力される。
【００２７】
ここで、車両が道路１３０上のＡ地点とＢ地点（図３参照）の間を等速で走行したときの車両の速度、発信されたマイクロ波、及び、受信されるマイクロ波の関係は次の式のようになる。
Ｆ＝２Ｖｃｏｓα／λ    
ただし、Ｆは発信したマイクロ波の周波数と受信された反射波の周波数との差（周波数差）の最大値（Ｈｚ）、Ｖは車両１２０の移動速度（ｃｍ／ｓ）、αは車両１２０の進行方向Ｃに対するマイクロ波の発信角度（配置角度）（度）、λは発信したマイクロ波の波長（ｃｍ）である。Ａ、Ｂ両地点とも道路１３０において本体部１１より前方または同一地点に設定することが好ましい。
【００２８】
例えば、発信されるマイクロ波の波長が１．２５ｃｍ（周波数２４ＧＨｚ）、車両１２０の速度が１００ｋｍ／ｈ（２７７８ｃｍ／ｓ）、本体部１１の車両１２０の進行方向に対する配置角度が０度（α＝０）である場合に受信されるマイクロ波の周波数Ｆは４．４４５ＫＨｚとなる。
【００２９】
なお、配置角度αは、マイクロ波発信開始前に使用者によって図１に示すコントローラ１１２が備える不図示の入力部（例えばキーボード、マウス）によって入力され、制御部５０に記憶される。
【００３０】
図１に示すドップラ信号検出回路３１によって算出された信号（周波数差信号）は、必要に応じて、対数増幅、ＡＤ変換、周波数検出を行うがその詳細はここでは省略する。
【００３１】
次に、図１に示すドップラ信号検出回路３１で求めた周波数から、速度検出部（速度検出手段）４２において車両１２０の速度が検出され、検出された速度データは制御部５０に記憶され、無線部９０から操作部１２へ送信される。このデータは、操作部１２の無線部１１０で受信され、制御部１１１に接続された表示部１１３に表示される。
【００３２】
速度Ｖの検出は、速度検出部４２において表示間隔ごとに行われ、表示間隔を１秒としたときこの間に受信した周波数のうちの最大周波数をＦ、車両１２０へ向けて送出したマイクロ波の波長をλ、車両１２０の進行方向に対する図１に示す本体部１１の配置角度をα（図３参照）として、  Ｖ＝Ｆλ／２ｃｏｓα  によって算出する。
【００３３】
速度データは制御部５０を経て無線部９０から操作部１２へ送信され、無線部１１０で受信されたこのデータに基づいて、表示部１１３に速度が表示される。なお、速度表示間隔は任意の値を設定することができ、図１に示すコントローラ１１２によって設定を行い、その値は図１に示す制御部５０に記憶される。
【００３４】
送受信アンテナ２１の反射面２１ａ内には、回転軸２１ｂを軸として延在する取付部２１ｃが接着固定されており、その先端にはズーム機能付きのカメラ７０が固定されている。カメラ７０は、撮影レンズ（不図示）の光軸が回転軸２１ｂ方向に向けられており、マイクロ波の発信方向を連続的に撮影することができる。使用者によってコントローラ１１２が操作されると、無線部１１０から送信され無線部９０で受信された制御データが制御部５０を経てカメラ駆動回路７１に入力される。これにより、カメラ駆動回路７１はカメラ７０の焦点距離、カメラ７０の向きを制御することができ、対象物たる車両１２０の撮影範囲、撮影箇所、撮影サイズを変更することができる。撮影された画像データはカメラ７０内のＣＣＤ（不図示）で電圧化されて制御部５０に記憶される。
【００３５】
時計回路８０は、水晶発振器、分周器を有し、現在時刻およびカレンダ情報を計時し、制御部５０に現在時刻およびカレンダ情報のデータを供給する。これらのデータは、無線部９０から無線部１１０へ送信され、表示部１１３上に表示される。使用者がコントローラ１１２を操作して、無線部１１０から無線部９０へ制御のための信号を送信し、この信号を時計回路８０に供給することにより、現在時刻およびカレンダ情報を修正することができる。
【００３６】
次に、図５を参照しつつ、図１に示す速度検出装置１０の動作について説明する。
まず、マイクロ波の発信の前に、図１に示す、ドップラ信号検出回路３１、速度検出部４２、表示部１１３の初期化を行い、コントローラ１１２を操作して速度表示間隔をそれぞれ設定する（ステップＳ２）。
【００３７】
つづいて、図３に示すように、本体部１１を道路１３０上の所望の位置に配置し、図１に示すマイクロ波発生回路２０から発信するマイクロ波の発信方向と道路１３０の延びる方向とがなす角度αを測定し、コントローラ１１２を操作してこの角度αを入力し、図１に示す制御部５０に記憶させる（ステップＳ３）。一方、操作部１２は使用者の監視に都合のよい場所に設置する。
【００３８】
以上の準備ステップの後、カメラ７０で道路１３０の撮影を開始する（ステップＳ４）。撮影された画像データは順次表示部１１３に表示されるとともに、制御部１１１によって車両１２０の位置情報が検出され制御部５０へフィードバックされる。
【００３９】
撮影範囲内に車両１２０が入ると、制御部１１１において車両１２０の位置情報が検出されて、位置情報データが制御部５０へ送信される。このデータをトリガーとして、制御部５０からマイクロ波発生回路２０へマイクロ波発信開始の信号が送られてマイクロ波の発信が開始される（ステップＳ５）。発信されたマイクロ波について、ドップラ信号検出回路３１によって、車両１２０からの反射波が検出された場合は以下に説明する周波数検出ステップに移る（ステップＳ６でＹＥＳ）。これに対して、車両１２０からの反射波が検出されない場合は、検出されるまで周波数検出ステップには進まずにマイクロ波の送信を継続する（ステップＳ６でＮＯ）。
【００４０】
周波数検出表示ステップ（ステップＳ７）では、まず、図１に示すにおいて、反射波の周波数を解析して速度表示間隔の１秒ごとの最大値Ｆを抽出して制御部５０に記憶させる。次に、この周波数Ｆと送受信アンテナ２１から発信されたマイクロ波の周波数との差を検出して制御部５０に記憶させる。
【００４１】
次に、速度検出表示ステップ（ステップＳ８）において、上記最大値Ｆ、車両１２０へ向けて送出したマイクロ波の波長をλ、車両１２０の進行方向に対する本体部１１の配置角度をαとして、式  Ｖ＝Ｆλ／２ｃｏｓα  によって速度表示間隔ごとの車両１２０の速度を検出し、制御部５０に記憶させるとともに、表示部１１３に表示させる（ステップＳ８）。
【００４２】
以上のように、送受信アンテナ２１を本体部１１の一部として固定して設け、かつ、本体部１１の向きを自在に変更可能としたことによって、本体部１１と車両１２０との間に障害物が入った場合においても、速度の検出及び車両の撮影を確実に行うことができる。
【００４３】
また、車両１２０の移動速度データ、画像データ、及び、時刻データを確実かつ多角的に取得することができる。
【００４４】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る速度検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る速度検出装置の本体部の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る速度検出装置の本体部と車両との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る速度検出装置の本体部の配置状態をその後方から見た図である。
【図５】本発明の実施形態に係る速度検出装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０    速度検出装置
１１    本体部
１２    操作部
２０    マイクロ波発生回路
２１    送受信アンテナ
３１    ドップラ信号検出回路（検出手段）
７０    カメラ
８０    時計回路
１１２  コントローラ
１１３  表示部
１２０  車両
【図１】
2005165939.tif 000003
【図２】
2005165939.tif 000004
【図３】
2005165939.tif 000005
【図４】
2005165939.tif 000006
【図５】
2005165939.tif 000007