(57)【要約】【課題】外部に車両通過を計測する仕組みを持つことなくダブルタイヤや車軸数を自動的に検出することが可能となり、かつ、耐久性に優れた車両検出装置を提供する。【解決手段】実施形態の車両検出装置は、車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に所定の間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、この第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、その判別結果に基づきタイヤ数を計算することにより当該車両はダブルタイヤか否かを判別する第２の判別手段とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に所定の間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、
この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、その判別結果に基づきタイヤ数を計算することにより当該車両はダブルタイヤか否かを判別する第２の判別手段と、
を具備したことを特徴とする車両検出装置。
【請求項２】
前記第２の判別手段は、前記第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、タイヤであると判別された連続する距離センサ群の数を計算することによりタイヤ数を計算することを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項３】
前記第２の判別手段は、計算したタイヤ数があらかじめ定められた所定数以外のとき、前記第１の判別手段の判別結果に基づきタイヤ幅を計算し、そのタイヤ幅の変化により当該車両はダブルタイヤか否かを判別することを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
【請求項４】
前記第２の判別手段は、前記第１の判別手段によりタイヤであると判別された連続する距離センサの数と当該距離センサ間の距離とに基づきタイヤ幅を計算することを特徴とする請求項３記載の車両検出装置。
【請求項５】
車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に所定の間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、
この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、その判別結果に基づきタイヤ数を計算することにより前記車両はダブルタイヤか否かを判別する第２の判別手段と、
この第２の判別手段により前記車両はダブルタイヤでないと判別された場合、前記車両の車軸からそれぞれ得られる前記複数の距離センサで測定したタイヤ幅に基づき、前記車軸の前記タイヤ幅を比較することにより前記車両はダブルタイヤか否かを判別する第３の判別手段と、
を具備したことを特徴とする車両検出装置。
【請求項６】
車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に所定の間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、
この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段の判別結果に基づきタイヤ非判別状態からタイヤ判別状態に変化した回数を計算することにより当該車両の車軸数を検出する軸数検出手段と、
を具備したことを特徴とする車両検出装置。
【請求項７】
車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に所定の間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、
この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、当該タイヤと対応する前記距離センサから得られる距離情報に基づき当該タイヤの溝の深さが所定値以下であるか否かを判別する第２の判別手段と、
この第２の判別手段により当該タイヤの溝の深さが所定値以下であると判別された場合、その旨を当該車両に対し報知する報知手段と、
を具備したことを特徴とする車両検出装置。
【請求項８】
前記第２の判別手段は、タイヤ通過時に当該タイヤと対応する複数の距離センサから得られる距離情報の差を求めることにより当該タイヤの溝の深さを検出し、この検出したタイヤの溝の深さがあらかじめ定められた所定値以下であるか否かを判別することを特徴とする請求項７記載の車両検出装置。
【請求項９】
前記第１の判別手段は、前記複数の距離センサから得られる距離情報があらかじめ定められた規定値か否かにより当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別することを特徴とする請求項１，６，７のいずれかに記載の車両検出装置。
【請求項１０】
前記複数の距離センサは、光源から出力されるパルス光を対象物に向けて照射し、その対象物からの反射光を受光部で受光するまでの時間と光の速度から、対象物までの距離を計算することで距離情報を取得するＴＯＦ（タイム・オブ・フライト）式の距離センサであることを特徴とする請求項１，６，７のいずれかに記載の車両検出装置。
【請求項１１】
前記複数の距離センサは、道路の路面に形成された凹部状の溝内に設置するとともに、当該溝の開口部を閉塞するように、光透過可能な部材で形成された水や塵の蓄積による誤検出を防止するためのカバーを当該道路の幅方向に所定角度傾斜させて設置したことを特徴とする請求項１０記載の車両検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路の料金所において、車両がダブルタイヤか否かで車種の区分が変化する場合がある。ただし、車両によっては２軸目だけがダブルタイヤになっている等、目視ですら判断が難しい場合があり、車種の判断を難しくした不正通行が問題となっている。
【０００３】
従来、ダブルタイヤを検出する方式として、踏板を用いてダブルタイヤを検出する方式、路面にタイヤ感知器を設置する方式などはあるが、前者は道路の路面に設置され車両と接触を行なうため、耐久性に問題があり、後者はタイヤの幅、数量しか計測できず、車両別にダブルタイヤや車軸数を検出するためには外部に車両通過を計測する仕組みが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−４１６０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２６６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、外部に車両通過を計測する仕組みを持つことなくダブルタイヤや車軸数を自動的に検出することが可能となり、かつ、耐久性に優れた車両検出装置を提供することである。
【０００６】
また、本発明が解決しようとする課題は、タイヤの溝の減り具合を、検査等を行なうことなく料金所を使用することで知ることができる車両検出装置を提供することである。
【０００７】
さらに、本発明が解決しようとする課題は、水や塵等による誤検出を未然に防ぐことができる車両検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、実施形態に係る車両検出装置は、車両が通過する道路の路面に対し当該道路の幅方向に一定間隔に配列され、車両の通過に際し、当該車両のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得する複数の距離センサと、この複数の距離センサからそれぞれ得られる距離情報に基づき、当該複数の距離センサ上を通過したものが車体かタイヤかを判別する第１の判別手段と、この第１の判別手段により前記複数の距離センサ上を通過したものがタイヤであると判別された場合、その判別結果に基づきタイヤ数を計算することにより当該車両はダブルタイヤか否かを判別する第２の判別手段とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る車両検出装置の構成を概略的に示す模式図。
【図２】実施形態に係る複数の距離センサの設置方法を説明する車両の進行方向から見た縦断正面図。
【図３】実施形態に係る複数の距離センサの設置方法を説明する車両の進行方向と直行する方向から見た縦断側面図。
【図４】実施形態に係るカバーの構成を概略的に示す斜視図。
【図５】実施形態に係る距離格納テーブルを説明するための図。
【図６】実施形態に係るダブルタイヤとシングルタイヤの両方を備えた３軸の車両が複数の距離センサ上を通過した場合を説明するための模式図。
【図７】実施形態に係る図６の例に対する距離格納テーブルの具体例を説明するための図。
【図８】実施形態に係る具体的な距離情報を説明するための模式図。
【図９】実施形態に係る図７に示す距離格納テーブル内で特定の距離センサから得られる各距離情報の時間的変化をグラフで示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る車両検出装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】第２の実施形態に係る車両検出装置の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係る車両検出装置の構成を概略的に示すものである。図１において、１１は有料道路の料金所における料金収受車線（以下、道路とも言う）で、進入してきた車両１２が図示矢印方向に走行するものとする。料金収受車線１１の路面に対し当該車線１１の幅方向に複数の距離センサ１３，…が一定間隔に配列されている。すなわち、この例では、料金収受車線１１の幅方向で、車両１２の走行方向と交差する方向、たとえば、直交方向に複数の光学式の距離センサ１３が一定間隔に配列されている。
【００１１】
複数の距離センサ１３は、たとえば、図２〜図４に示すように、道路１１の幅方向で車両１２の走行方向と直交方向に形成された凹部状の溝２１内に等間隔に設置されているとともに、当該溝２１の開口部を閉塞するように、ほぼ逆Ｖ字状（山形状）のカバー２２が当該道路１１の幅方向に所定角度θ傾斜させて設置されている。  
カバー２２は、水（雨）や塵（砂利など）の蓄積による誤検出を防止するためのカバーで、たとえば、光透過可能な透明部材で形成されている。
【００１２】
このように、カバー２２を山形状にし、所定角度θ傾斜させて設置することにより、センサ設置位置に砂利等の塵が積もる前に距離センサ１３に影響しない位置に積もるようになり、砂利等の塵が距離センサ１３上に積もりにくくなる。また、カバー２２に傾きを付けることで水がたまることを防止できる。これにより、水や塵等による誤検出を未然に防ぐことができる。
【００１３】
複数の距離センサ１３は、車両１２の通過に際し、当該車両１２のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得するもので、たとえば、ＴＯＦ（タイム・オブ・フライト）型の距離センサによって構成されている。ＴＯＦ型の距離センサとは、光源から出力されるパルス光を対象物に向けて照射し、その対象物からの反射光を受光部で受光するまでの時間と光の速度から、対象物までの距離を計算することで距離情報を取得するものであり、米国特許６１００５１７号などにより知られている。
【００１４】
複数の距離センサ１３から得られる各距離情報は、それぞれセンサ制御部１４に送られて、図５に示すようなセンサごとの距離格納テーブル１６に一時格納され、ここで後述するような各種処理が行なわれることにより車両１２のダブルタイヤや車軸数の検出などが行なわれるようになっている。  
センサ制御部１４から得られるダブルタイヤや車軸数の検出結果は車種判別装置１５に送られ、ここで車種判別などに使用されるようになっている。
【００１５】
図６は、たとえば、ダブルタイヤ（車軸のホイールを並列に２本並べ、１輪につきタイヤを２本使用するタイヤ装着の形態（車軸ごとのタイヤ数が４であるタイヤ装着の形態））とシングルタイヤ（車軸の１本のホイールに、１輪につきタイヤを１本使用するタイヤ装着の形態（車軸ごとのタイヤ数が２であるタイヤ装着の形態））の両方を備えた３軸の車両１２が複数の距離センサ１３上を通過した場合を示しており、１軸目（以下、車軸１とも言う）および３軸目（以下、車軸３とも言う）がシングルタイヤで、２軸目（以下、車軸２とも言う）がダブルタイヤとする。なお、車両１２は通行料金収受用の車載器３０を搭載しているものとする。
【００１６】
このような車両１２が通過した場合、図５に示したセンサごとの距離格納テーブル１６の内容は、各車軸で図７に示すようになる。図７（ａ）はシングルタイヤである１軸目が通過した際の内容、図７（ｂ）はダブルタイヤである２軸目が通過した際の内容、図７（ｃ）はシングルタイヤである３軸目が通過した際の内容、をそれぞれ示している。なお、各距離センサ１３には、たとえば、左側から順次「１」、「２」、「３」、…とセンサ番号が付与されているものとする。
【００１７】
図７の例は、たとえば、図８に示すように、各距離センサ１３から車両１２のタイヤ１７Ｌ（左側）、１７Ｒ（右側）の表面までの距離が８０ｍｍで、車両１２の本体１２ａまでの距離が２００ｍｍとした場合である。
【００１８】
したがって、図６〜図８の例では、１軸目が通過した際は、センサ番号が「１２」、「１３」、「２０」、「２１」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「８０ｍｍ」で、センサ番号が「１４」〜「１９」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「２００ｍｍ」となる。２軸目が通過した際は、センサ番号が「１２」〜「１５」、「１８」〜「２１」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「８０ｍｍ」で、センサ番号が「１６」〜「１７」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「２００ｍｍ」となる。３軸目が通過した際は、センサ番号が「１２」、「１３」、「２０」、「２１」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「８０ｍｍ」で、センサ番号が「１４」〜「１９」の距離センサ１３から得られる各距離情報は「２００ｍｍ」となる。
【００１９】
図９は、図７に示す距離格納テーブル１６の内容で、センサ番号が例えば「１２」、「１４」、「１６」の距離センサ１３から得られる各距離情報の時間的変化をグラフで表わしたものである。
【００２０】
次に、上記のような構成において第１の実施形態に係る車両検出装置の動作を図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２１】
車両１２が料金収受車線１１に進入し、複数の距離センサ１３上を通過すると（ステップＳ１）、複数の距離センサ１３は、車両１２の通過に際し、当該車両１２のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得し（ステップＳ２）、センサ制御部１４に送られる。センサ制御部１４は、複数の距離センサ１３から送られてきた各距離情報を距離格納テーブル１６に一時格納することで集計する（ステップＳ３）。
【００２２】
次に、センサ制御部１４は、以下に説明する処理を実行する。まず、集計した各距離情報を、あらかじめ定められた規定値と比較することにより、各距離情報が規定値か否かをチェックし（ステップＳ４）、規定値でなければ車体部分と判別してステップＳ４に戻り（ステップＳ５）、規定値であればタイヤであると判別するステップＳ６）。ここに、上記規定値は、たとえば、タイヤと判別するためのタイヤ表面までの距離「８０ｍｍ」を含む所定範囲内の値とする。
【００２３】
次に、タイヤと判別された各距離情報に基づき車軸数を検出する（ステップＳ７）。すなわち、まず、何らかの距離情報を出力した連続する距離センサ１３の数と当該距離センサ間の距離とにより車幅を検出する。次に、車幅を検出した状態で、タイヤ判別が非判別状態（この例では距離情報「０ｍｍ」出力）から判別状態（この例では距離情報「８０ｍｍ」出力）に変化した回数を計算することにより車軸数を検出する。
【００２４】
次に、タイヤと判別された各距離情報に基づき各車軸ごとのタイヤ数を計算する（ステップＳ８）。すなわち、タイヤと判別された連続する距離センサ１３の塊（距離センサ群）の数を計算することによりタイヤ数を計算する。
【００２５】
たとえば、図７の例で具体的に説明すると、１軸目はセンサ番号が「１２」、「１３」の距離センサ群とセンサ番号が「２０」、「２１」の距離センサ群がそれぞれ連続して「８０ｍｍ」の距離情報を出力しているので、２つの距離センサ群、つまりタイヤ数は「２」と計算する。  
次に、計算された車軸ごとのタイヤ数が例えば「４」以外か否かを判定し（ステップＳ９）、タイヤ数が「４」であればダブルタイヤであると判別し（ステップＳ１０）、その判別結果を車種判別装置１５へ送り（ステップＳ１１）、当該処理を終了する。
【００２６】
ステップＳ９において、タイヤ数が「４」以外であれば、集計した各距離情報に基づきタイヤ幅を計算する（ステップＳ１２）。すなわち、タイヤと判別された連続する距離センサ１３の数と当該距離センサ間の距離とによりタイヤ幅を計算する。
【００２７】
次に、同一車両において、計算された各タイヤ幅に差分があるか否かを判定し（ステップＳ１３）、各タイヤ幅に差分があればダブルタイヤであると判別し（ステップＳ１４）、その判別結果を車種判別装置１５へ送り（ステップＳ１５）、当該処理を終了する。
【００２８】
ここで、具体例をあげて説明する。上記したように、タイヤ数が「４」のときはダブルタイヤと判別することができる。しかし、実際は例えば図７（ｂ）に示すようにダブルタイヤであっても、タイヤとタイヤとの間隔が狭く、タイヤ数が「４」にも関わらず距離センサ１３が連続して検出を行ない、タイヤ数が「２」と計算された場合を考える。このような場合はタイヤ幅を用いて判別する。
【００２９】
図７の例のような距離情報が取得された場合、車軸１、車軸２、車軸３通過時の判別結果は以下のようになると考えられる。なお、タイヤ幅は距離センサ１３の番号が小さい順から出力されたものとする。たとえば、距離センサ１３の間隔を「５ｍｍ」とすると、  
車軸１通過時  
タイヤ数：２  
左タイヤ幅：１０ｍｍ  
右タイヤ幅：１０ｍｍ  
車軸２通過時  
タイヤ数：２  
左タイヤ幅：２０ｍｍ  
右タイヤ幅：２０ｍｍ  
車軸３通過時  
タイヤ数：２  
左タイヤ幅：１０ｍｍ  
右タイヤ幅：１０ｍｍ  
となる。ここで、距離センサ１３により測定したタイヤ幅を基に車軸１、３と比較して、車軸２はタイヤ数が同じにも関わらずタイヤ幅が大きく出力されている。したがって、この場合、車軸２はダブルタイヤであると判別する。
【００３０】
ステップＳ１３において、各タイヤ幅に差分がない場合、計算された各タイヤ幅はあらかじめ定められた規定値以下か否かを判定し（ステップＳ１６）、規定値以上であればダブルタイヤであると判別し（ステップＳ１７）、その判別結果を車種判別装置１５へ送り（ステップＳ１８）、当該処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ６において、タイヤ幅が規定値以下であればシングルタイヤであると判別し（ステップＳ１９）、その判別結果を車種判別装置１５へ送り（ステップＳ２０）、当該処理を終了する。
【００３２】
次に、第２の実施形態に係る車両検出装置の動作を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
車両１２が料金収受車線１１に進入し、複数の距離センサ１３上を通過すると（ステップＳ２１）、複数の距離センサ１３は、車両１２の通過に際し、当該車両１２のタイヤおよび車体までの距離を示す距離情報をそれぞれ取得し（ステップＳ２２）、センサ制御部１４に送られる。センサ制御部１４は、複数の距離センサ１３から送られてきた各距離情報を距離格納テーブル１６に一時格納することで集計する（ステップＳ２３）。
【００３４】
次に、センサ制御部１４は、以下に説明する処理を実行する。まず、集計した各距離情報を、あらかじめ定められた規定値と比較することにより、各距離情報が規定値か否かをチェックし（ステップＳ２４）、規定値でなければ車体部分と判別してステップＳ２４に戻り（ステップＳ２５）、規定値であればタイヤであると判別する（ステップＳ２６）。ここに、上記規定値は、たとえば、タイヤと判別するためのタイヤ表面までの距離「８０ｍｍ」を含む所定範囲内の値とする。
【００３５】
次に、タイヤと判別された各距離情報に基づきタイヤの溝の深さを計算する（ステップＳ２７）。すなわち、タイヤと判別された各距離情報に基づき、タイヤ通過時に当該タイヤと対応する複数の距離センサから得られる距離情報の差を求めることにより当該タイヤの溝の深さを検出する。
【００３６】
次に、検出したタイヤの溝の深さがあらかじめ定められた所定値以下であるか否かを判別し（ステップＳ２８）、所定値以上であればステップＳ２１に戻り、所定値以下であれば図示しない車線制御装置等を介して当該車両１２に搭載された車載器３０に対し警告（タイヤ溝の減り具合等）を通知することで、利用者（運転者）に対し報知する（ステップＳ２９）。
【００３７】
以上説明したように上記実施の形態によれば、以下のような作用効果が期待できる。  
１．車軸数およびダブルタイヤを自動的に検出することが可能である。  
２．従来の踏板方式に比較して、直接距離センサと車両とが接触することがないため、耐久性に優れる。
【００３８】
３．従来のタイヤ感知器方式に比較して、車両別に車軸数およびダブルタイヤを外部に車両通過を計測する仕組みを持つことなく検出可能である。
【００３９】
４．タイヤの溝の減り具合を、検査等を行なうことなく、料金所を使用することで知ることができる。
【００４０】
５．雨などによる誤検出を未然に防止することができる。
【００４１】
なお、前記実施形態では、距離センサとしてＴＯＦ型の距離センサを用いた場合について説明したが、これに限らず、たとえば、レーザ光の走査により距離情報を取得する距離センサ、あるいは、超音波を対象物に照射してその反射波を受信することで距離情報を取得する超音波センサなどを用いても同様に適用可能である。
【００４２】
また、前記実施形態では、距離センサが一定間隔に配列の場合や、等間隔に設置されている場合について説明したが、これに限らず、所定の間隔に配列されている場合や、所定の間隔に設置されている場合などを用いても同様に適用可能である。
【００４３】
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、変更を行なうことができる。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である。
【符号の説明】
【００４４】
１１…料金収受車線（道路）、１２…車両、１３…複数の距離センサ、１４…センサ制御部、１５…車種判別装置、１６…距離格納テーブル、２１…凹部状の溝、２２…カバー、１７Ｌ，１７Ｒ…タイヤ、１２ａ…車両１２の本体。
【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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