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JP2000353291A - 車両の車軸数検知装置 - Google Patents

車両の車軸数検知装置

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JP2000353291A
JP2000353291A JP11164413A JP16441399A JP2000353291A JP 2000353291 A JP2000353291 A JP 2000353291A JP 11164413 A JP11164413 A JP 11164413A JP 16441399 A JP16441399 A JP 16441399A JP 2000353291 A JP2000353291 A JP 2000353291A
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light
road surface
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light receiving
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Yuji Okamoto
祐司 岡本
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に設置することができ、精度よく車軸を
検知することのできる車両の車軸検知装置を提供するこ
と。 【解決手段】 送光部は、路面20上を通過する車両1
3の車輪が遮光するように前記路面にパルス状のスポッ
ト光を投光する。受光部7は、送光部5に対向するよう
に配置され、この送光部5から投光されて路面20で反
射されたスポット光を受光する。信号処理部11は、受
光部7に受光されたスポット光のパルス数に基づき、路
面20上を通過する車両13の車軸数をカウントする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高速道路などの
料金所に設置されて、通過する車両の車軸数を検知する
車軸数検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば高速道路などの有料道路では、車
両の車軸数に応じて通行料金が異なり、料金所には、そ
の車軸数を検知するための車軸数検知装置が設置されて
いる。従来、この車軸を検知する方式としては、踏板方
式が主流であった。この踏板方式は、路面に埋め込まれ
た接触型のセンサ部の上を車輪が通過すると、このセン
サ部が踏圧により作動し、その回数から車両の車軸数を
検知するものとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の踏圧
方式によれば、接触型のセンサ部を路面に埋め込むため
の工事や、そのメンテナンスに多くの手間とコストを要
するという問題がある。この問題を解消すべく、非接触
型のセンサを用いた方式として、透過形光ビーム遮断方
式(直接光受光方式)が知られている。この方式では、
車輪で光ビームが遮られる回数から車軸数を検知する。
しかしながら、この方式によれば、光ビームの位置を車
輪の位置に合わせる必要上、料金所のアイランド上の低
い位置に光送信部および光受信部を設置しなければなら
ず、アイランドに対する特殊な工事を必要とするという
問題がある。しかも、この方式では、例えば泥よけなど
の車輪以外のものも一軸として誤検知するという問題も
ある。
【0004】また、他の方式としてレーザパルス測距方
式があるが、送受一体型のセンサを用いて、反射光を受
光する方式である為、センサを上方に設置できる。しか
しながら、この方式によれば、レーザパルスの送信部と
受信部とが同じ位置にあるため、例えば降雪時の雪によ
る反射で誤検知するなど、気象の影響を受けやすく、信
頼性にかけるという問題がある。
【0005】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、容易に設置することができ、精度よく車軸を検知
することのできる車両の車軸検知装置を提供することを
課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この発
明は、路面上を通過する車両(例えば後述する車両13
に相当する構成要素)の車輪が遮光するように前記路面
にパルス状のスポット光(例えば後述する送光ビーム8
に相当する要素)を投光する投光手段(例えば後述する
送光部5に相当する構成要素)と、前記投光手段に対向
するように配置され、前記投光手段から投光されて前記
路面で反射されたスポット光を受光する受光手段(例え
ば後述する受光部7に相当する構成要素)と、前記受光
手段に受光されたスポット光のパルス数(例えば後述す
る受光部7の出力15に相当する要素)に基づき、前記
路面上を通過する車両の車軸数をカウントするカウント
手段(例えば後述する信号処理部7に相当する構成要
素)と、を備えたことを特徴とする。
【0007】この発明によれば、投光手段から投光され
たスポット光は、路面で反射されて受光手段に受光され
る。ここで、車両が侵入してくると、この車両の車輪が
スポット光を遮り、受光手段が受光するスポット光のパ
ルスが部分的に欠落する。このパルスが欠落した部分は
車輪、すなわち車軸を表し、この欠落部分から車軸が検
知される。
【0008】また、前記車両の車頭侵入から車尾退出ま
での期間を検知する車両検知手段(例えば後述する車両
検知用発光部4、車両検知用受光部6、信号処理部11
に相当する構成要素)をさらに備え、前記カウント手段
は、前記車両検知手段により検知された期間(例えば後
述する出力14のオンの期間に相当する要素)において
カウントされたパルス数に基づき、前記車両の車軸数を
カウントするようにしてもよい。
【0009】また、前記路面に投光されるスポット光の
パターンが、車両の進行方向に対して直交する方向に縦
長のパターン(後述する送光ビーム8のパターンに相当
する要素)であることを特徴とする。また、前記路面上
に、前記スポット光を反射する反射帯(例えば後述する
反射帯9に相当する要素)を設けてもよい。また、前記
車両検知手段により検知された期間において前記投光手
段を作動させるようにしてもよい。
【0010】投光手段と受光手段の設置位置は、路面中
央から見て同じ仰角となるように設置してもよい。これ
により、受光手段で反射光を最も効率的に受信(受光)
できる。また、雨天時に路面が鏡面状態になっても、受
信手段で直接反射光を受信(受光)することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態を説明する。図1に、この発明の実施
の形態にかかる車両の車軸検知装置の構成を示す。図1
は、この実施の形態にかかる車軸検知装置を車両13の
侵入/退出方向から見た構成を示す。同図に示すよう
に、路面両側のアイランド1上に、送光塔2と受光塔3
がそれぞれ配置される。
【0012】送光塔2には、車両検知用発光部4とその
最下部に車軸検知用の送光部5とが設置され、それぞれ
近赤外のLED(発光ダイオード)によりスポット状の
パルス光を発光する。車両検知用発光部4は、垂直方向
に配置された複数の発光器群をもっている。また、送光
部5から投光される送光ビーム8は縦長(ファンビー
ム)の発光パターンを持っており、路面20上に照射さ
れる。一方、受光塔3には、車両検知用発光部4に対向
するように複数の受光器群をもつ車両検知用受光部6が
配置され、その最下部には、送光部5に対向するように
車軸検知用の受光部7が設置される。車両用受光部6
は、車両検知用発光部45からのパルス光(車両検知用
ビーム12)を受光し、受光部7は、送光部5から投光
されて路面20で反射されたパルス光(送光ビーム8)
を受光する。
【0013】図2に、この実施の形態にかかる車軸検知
装置を上方から見た構成を示す。同図に示すように、路
面20上には、送光部5から投光された送光ビーム8を
反射するための反射帯9(白帯)が設けられている。送
光ビーム8が十分なパワーを持っていれば、この反射帯
9は無くてもよい。車軸検知用受光部7は、路面に照射
される送光ビーム8のパターンに合わせた受光視野10
を持っており、不要可視光除去の為の光学フィルタを前
面に有し、センサとしてフォトダイオードを使用してい
る。また、送光部5から受光部7には、タイミングを合
わせるための同期信号が配信される。受光塔3内には、
車両検知用受光部6の出力と車軸検知用の受光部7の出
力を監視する信号処理部11が設けられている。
【0014】以下、図3を参照しながら、この実施の形
態の動作を説明する。送光塔2に設置された車両検知用
発光部4の発光器(図示なし)と車軸検知用の送光部5
は、タイミングをずらせて数百から数kHzで車両検知
用ビーム12と送光ビーム8をそれぞれ発光する。その
タイミング信号は受光塔3に同期信号として配信され、
受光塔3では、それぞれ対応するビームを受信する。車
両が存在しないときには車両検知用ビーム12は常に受
信されている状態であり、このとき車軸検知用の送光ビ
ーム8は発光されていてもいなくてもどちらでも良い。
信号処理部11では、車両検知用受光部6の出力14と
車軸検知用の受光部7の出力15のパルスをカウント
し、これらを常に監視している。
【0015】次に、車両13が進入してくると、まず車
頭部で車両検知用ビーム12が遮られ、車両検知用受光
部6の出力14がオン状態となって車両13の車頭侵入
が検出される。さらに車両13が侵入を続けると、送光
ビーム8が車両13の車輪(前輪)で遮られ、受光部7
の出力15にパルスの欠落が生じる。以降、後続する各
車輪に対応して出力15にパルスの欠落が生じる。
【0016】ここで、車両13の車頭侵入が検知される
と、信号処理部11は、受光部7の出力15のパルスが
連続して抜ける部分を一軸として検知し、車軸数出力1
6をオンにする。車両13が抜け出て、車尾退出が検出
されると、車両検知用受光部6の出力14がオフとな
り、信号処理部11は車軸数出力16を停止する。図3
に示す例では、3カ所で車軸数出力16がオンとなって
おり、車両13の車軸数として「3」が検知される。以
上により、車両ごとの車軸数が精度よく検知される。
【0017】この実施の形態では、車両検知用に対向形
透過光検知方式を用いているが、基本的に光の干渉が無
ければ他の車両検知器との併用も可能である。また、こ
の実施の形態では、車軸検知用送光ビームに近赤外LE
Dを使用したが、LEDの代わりに半導体レーザを用い
てもよい。
【0018】また、車両を検知したとき以外に車軸検知
用の送光ビーム8を発光させないように制御すれば、消
費電力を低減させることができ、しかも発光素子の寿命
を延伸させることができる。また、送光部5と受光部7
の設置位置は、路面中央から見て同じ仰角となるように
設置すれば、受光部7により反射光を最も効率的に受光
することが可能となる。また、雨天時に路面が鏡面状態
になっても、受光部7により直接反射光を受光すること
ができる。
【0019】以下に、この実施の形態による効果をまと
める。 (1)料金所ゲートを通過する車両の車軸数を非接触で
検知することができるため、踏板方式のような路面への
埋め込み工事が不要となり、低価格な装置が可能とな
る。 (2)メンテナンス面でも踏板の交換工事等が不要とな
りコストを抑えることができる。 (3)アイランドの特殊な加工工事を必要としない。 (4)車輪の様に大きいものにより送光ビーム8が確実
にさえぎられる場合にのみ車軸が検知される。したがっ
て、車輪以外の泥除け等を一軸として誤検知することが
ない。
【0020】(5)降雪などの気象条件の影響を受ける
ことなく、精度よく車軸を検知することができる。 (6)従来技術が採用するレーザ測距方式では、ポリゴ
ンミラー等メカニカルスキャンを必要とするが、本実施
の形態では、メカニカルな可動部分が無く装置の寿命を
延ばすことができる。 (7)この実施の形態によれば、車体の最低地上高が極
端に低い場合に車軸が正確に検出できない事態も起こり
うるが、通常、車軸数検知が必要な車両は大型車である
為、実用上問題は生じない。 (8)送光部5と受光部7の設置位置を、路面中央から
見て同じ仰角となるように設置すれば、路面での反射光
を最も効率的に受光できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、路面上を通過する車両の車輪が遮光するように前記
路面にパルス状のスポット光を投光する投光手段と、前
記投光手段に対向するように配置され、前記投光手段か
ら投光されて前記路面で反射されたスポット光を受光す
る受光手段と、前記受光手段に受光されたスポット光の
パルス数に基づき、前記路面上を通過する車両の車軸数
をカウントするカウント手段と、を備えたので、装置を
容易に設置することができ、精度よく車軸を検知するこ
とができる。
【0022】また、前記車両の車頭侵入から車尾退出ま
での期間を検知する車両検知手段をさらに備え、前記カ
ウント手段は、前記車両検知手段により検知された期間
においてカウントされたパルス数に基づき、前記車両の
車軸数をカウントするようにしたので、車両ごとの車軸
数を検知することができる。また、前記路面に投光され
るスポット光のパターンが、車両の進行方向に対して直
交する方向に縦長のパターンであるようにしたので、路
面の状態に影響される事なく、受光手段がスポット光を
受光することができ、安定的に車軸数を検知することが
できる。
【0023】また、前記路面上に、前記スポット光を反
射する反射帯を設けたので、スポット光の出力が小さい
場合であっても、受光手段がスポット光を受光すること
ができ、安定的に車軸数を検知することができる。さら
に、前記車両検知手段により検知された期間において前
記投光手段を作動させるようにしたので、投光手段の消
費電力を低減させることができ、この投光手段の寿命を
延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態にかかる車両の車軸検
知装置の構成を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態にかかる車両の車軸検
知装置の構成および発光パターンを説明するための図
(上視図)である。
【図3】 この発明の実施の形態にかかる車両の車軸検
知装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1:アイランド 2:送光塔 3:受光塔 4:車両検知用発光部 5:送光部 6:車両検知用受光部 7:受光部 8:送光ビーム 9:反射帯 10:受光視野 11:信号処理部 12:車両検知用ビーム 13:車両 20:路面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 路面上を通過する車両の車輪が遮光する
    ように前記路面にパルス状のスポット光を投光する投光
    手段と、 前記投光手段に対向するように配置され、前記投光手段
    から投光されて前記路面で反射されたスポット光を受光
    する受光手段と、 前記受光手段に受光されたスポット光のパルス数に基づ
    き、前記路面上を通過する車両の車軸数をカウントする
    カウント手段と、 を備えたことを特徴とする車両の車軸数検知装置。
  2. 【請求項2】 前記車両の車頭侵入から車尾退出までの
    期間を検知する車両検知手段をさらに備え、 前記カウント手段は、前記車両検知手段により検知され
    た期間においてカウントされたパルス数に基づき、前記
    車両の車軸数をカウントすることを特徴とする請求項1
    に記載された車両の車軸数検知装置。
  3. 【請求項3】 前記路面に投光されるスポット光のパタ
    ーンが、車両の進行方向に対して直交する方向に縦長の
    パターンであることを特徴とする請求項1に記載された
    車両の車軸数検知装置。
  4. 【請求項4】 前記路面上に、前記スポット光を反射す
    る反射帯を設けたことを特徴とする請求項1に記載され
    た車両の車軸数検知装置。
  5. 【請求項5】 前記車両検知手段により検知された期間
    において前記投光手段を作動させることを特徴とする請
    求項1に記載された車両の車軸数検知装置。
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