JPH04100200A - 走行車両の車種判別方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路を通行する車両の種類を判別し、よりき
め細かな交通状況に関する情報を得ることができる走行
車両の車種判別方法及びそのための装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕道路の
交通量を把握し、円滑な交通状況の実現に寄与するため
の交通管制センターでは、管制区域内の車両感知器から
自動的に送られてくる交通量データをコンピュータで分
析処理し、交通状況に応じて信号機や可変標識を制御し
ているが、この交通量データ中には、物資輸送のための
貨物車両も、交通量の大半を占める一般のマイカ−も、
また大量公共輸送機関として重要視されているバス等も
すべて混在している。これら車種別の交通状況の把握の
ためには事前に多大な人手と日数とを費やして調査を行
い、その結果を固定的なパラメータとして交通制御に利
用しているのが現状である。

また、車種判別と関連なく行なわれている車両の速度の
計測結果も、交通信号の適切な制御等に用いられている
。

ところで、車種別交通状況を車両毎の速度情報と共に時
々刻々交通管制センターに送ることが可能であれば、渋
滞等の交通事象をいち早く知ることができ、これに対応
した制御を行なう等よりきめ細かい交通制御が可能とな
る。事実、どこの道路を見ても、そこを走行する車両の
種類は多様であって、単に交通量のみを計測しても交通
状況を正確に把握するには不十分と考えられる。

従って、車両の種類すなわち「車種」を、判別し車種毎
に計数することが重要になる。なお、車種は交通制御の
観点からは、例えば次の様に分類定義することができる
。

すなわち、大型車両は、道路を占有する度合、交通の流
れに影響する度合が大きく、このため通行規制の対象と
する道路も多い。こうした観点からまず大型車両と普通
車両とに分類される。さらに車両の用途すなわち荷物を
輸送するための車両か、人を輸送するための車両かによ
って貨物車、乗用車と２分類する。結局、大型トラック
、バス、小型トラック、乗用車の合計４種類に分類する
ことが多い。

上記４種類に分類した車種毎の夫々について交通量を計
測すれば、今までにないきめ細かな交通状況が把握でき
ることになる。すなわち、こうして得られた車種別の交
通状況は交通管制センターに送られ、広範な制御に役立
てる他、トンネル交通等における大型車両の規制の自動
化、狭い道路での大型車両のみの交互通行、あるいは近
年大量公共輸送機関として重要視されているバスを優先
させる交通システムへの応用と、その応用範囲は多岐に
わたる。

このような背景のもとに、従来においても車種を判別す
る方法として次のような幾つかの方法がある。

（イ）超音波パルスレーダで車形を判別することにより
車種を判別する方法。

これは車線の中央上方（約５ｍ）に超音波トランスジュ
ーサを設置し、その下を通過する車両に超音波パルスを
発し、その反射波の戻り時間を順次計ハｐノすることに
より当該車両の上面形状を得て、その車種を判別する方
法である。

この方法は、設備費が高価となる他、超音波パルスの伝
搬速度が遅いため高速小型車の検出が正確にてきないと
いう欠点がある。また、道路上に超音波トランスジュー
サを設備するため美観上も好ましくない。

（ロ）ループコイルのインダクタンスの変化を複数のし
きい値と比較して車種を判別する方法。

これはループコイルを道路に埋設し、ループコイル上を
車両が通過することによりインダクタンスが変化し、そ
の変化を複数の車種毎に予め設定したしきい値と比較し
て車種を判別する方法であるが、この方法は精密な車両
の形状データを得ているわけではないので判別精度が低
く、また車種の分類種別が少ないという欠点を有してい
る。また、信号のレベルのみに依存し２て判別している
ため、ループコイルの設置状態等の測定環境に左右され
使用に熟練を要することも欠点である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上述した従来の装置の欠点を改良した、安価な
構成で、かつ車両の形状データを得ることにより車種判
別の精度を高くするとともに、車種の分類種別を多くと
ることができ、さらに車両の形状に新規のものが出現し
ても、これに対応できる方法並びにそのための装置を提
案することを課題とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記課題を解決するために、本発明の車種判別方法にお
いては、路面に配設したループコイルに走行車両通過時
短に生じる一連のインダクタンス変化に対応した電気出
力の時系列的特徴を、予め記憶しておいた走行車種毎に
対応する複数の時系列的特徴と比較し、最も近似した特
徴を決定し、もって走行通過した車両の車種を判別する
とともに、前記走行車両通過時に得られる時系列的特徴
を要求に応じては前記予め記憶しておいた走行車両毎の
時系列特徴に追加して記憶し、以後の走行車両の車種判
別に用いるようにする。

また、このための本発明の車種判別装置は、路面に配設
されたループコイルと、このループコイルのインダクタ
ンスに対応した電気出力を送出する変換手段と、前記ル
ープコイル上方を車両が走行通過した際に前記変換手段
から得られる一連のインダクタンス変化に対応した出力
の時系列的特徴を抽出保持して出力する正規化手段と、
走行車種毎の時系列的特徴を標本データとして予め記憶
しておく標本記憶手段と、前記正規化手段の出力と前記
標本記憶手段からの記憶している各標本データに基づく
電気出力とを順次比較した後、最も近似する標本データ
を決定し、対応する車種判別信号を送出する車種判別手
段とから成り、さらに車種毎の標本の追加を必要に応じ
て要求するための標本追加要求手段と、この要求に応じ
て前記正規化手段の出力を前記走行車種毎の標本データ
として追加記憶するための追加標本記憶手段とを具備し
てなり、任意の走行車両に対応した前記時系列的特徴を
車種毎の標本データとして追加して以降の車種判別に用
いる。

１：作　用〕 走行車両がループコイル上方を通過すると、車両の床下
形状に対応してループコイルのインダクタンスが時間的
（時系列的）に変化する。この変化は変換手段により電
気信号に変換され、正規化手段によってその時系列的特
徴が抽出される。この特徴は、標本記憶手段及び追加標
本記憶手段に記憶された車種毎の標本データの特徴と、
車種判別手段により順次比較され最も近似する標本デー
タが決定される。車種判別手段は、決定された標本デー
タに対応する車種を判別明示する車種判別信号を、後続
する装置或いは伝送線に送出する。

また、標本追加要求手段を介しである車種の標本追加の
要求が有ると、前記正規化手段から得られるデータを追
加標本記憶手段にその車種の旨の情報とともに記憶する
。この追加された標本データは以後の車種判別の際に標
本として利用される。

従って、予め標本記憶手段に記憶させてあった標本のい
ずれとも異なるパターンを持った車両に対しても車種判
別が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を添附図面に示す実施例に基づいて、更に
詳しく説明する。

第１図は、本発明の装置の概略を示す基本的ブロック図
である。図中、（１）は車種判別の対象となる車両が走
行する路面に配設（埋設あるいは敷設）される所定のイ
ンダクタンスを有するループコイルである。ループコイ
ル（１）は、配設される路面の状況、判別対象となる車
両等の諸条件に応じ、その形状や性能が最適なものが各
種ループコイル中より適宜選択される。（２）は、この
ループコイル（１）に接続された変換手段で、ループコ
イル（１）のインダクタンスに応じた情報（例えば、電
圧・周波数等）を含む電気出力を出力する公知の回路で
ある。以上述べた部分は、走行車両の有無の検出、走行
台数の計数等に既に広く利用されている。

二こで、実際の車両通過時のループコイル（１）のイン
ダクタンスの変化を第４図に示す。第４図は、路面に埋
設した長辺２ｍ、短辺１ｍの長方形のループコイルの上
を各種車両が通過した時にインダクタンスが変化する様
子を示すもので、横軸にループコイルの前縁と車両前縁
との距離を（単位ｍ）、縦軸にインダクタンスの変化率
（％）をとったものである。図から判るように、車種毎
に特有のパターンのインダクタンス変化が生じる。

これは、ループコイルのインダクタンスを変化させる金
属材料（主として鉄）の高さを含めた配置が車種毎に異
なっていることに基づくものである。

すなわち、車両は一般に床下部分には鉄を材料として用
いており、車種毎にほぼ同様の特徴を持った床下形状を
有している。例えば乗用車であれば、床面が比較的低く
、またほぼ均一の高さに床面が存在する。一方、大型ト
ラックでは、床の位置が高く、車軸部分には路面に近接
して金属部分が存在スる。このような各床下形状に応Ｉ
六その車両が移動するのに伴い、路面のループコイルに
対する磁気的影響も変化することになる。従って、前記
変換手段（２）の出力（Ａ）にも対応する時間的パター
ン変化（時系列的特徴）が得られることになる。

前記変換手段（２）の出力（Ａ）は、正規化手段（３）
に入力される。正規化手段（３）は、前記出力（Ａ）の
レベルを変化開始からの時間経過に従って記憶する、或
いは出力（Ａ）の変化開始から変化終了までの時間を適
宜分割して各時間区分ごとのレベルの平均値やピーク値
として記憶する等、入力の時系列的特徴（時間の経過に
ともなうレベル変化の具合、走行車両においては床面距
離の位置による変化すなわち床下形状の特徴に対応する
）を抽出し、これを保持記憶する。

第５図は、正規化された信号パターンの一例を示してお
り、出力（Ａ）の変化開始から変化終了まで（すなわち
車両の通過時全時間に対応する）の変化を１０分割して
区間ごとの平均値を求めることにより正規化したもので
ある。一連の区間毎に対応するこれらのレベルをデータ
として、一定規則に従って記憶保持する。

なお、上述のものは、出力レベルをそのまま利用してい
るが、全区間のレベルの平均値が一定となるように演算
を施して各レベルを補正することにより正規化したもの
を記憶保持しても良く、この様にすれば、装置全体の感
度に影響されずに正規化や比較が行えるので好適である
。

このようにして正規化手段（３）で、正規化されたルー
プコイル（１）からの信号（Ｄ）は、車種判別手段（５
）に入力されると共に、追加標本記憶手段（６）にも入
力される。標本記憶手段（４）は判別対象とする車種毎
にこれらに対応する出力を予め上述したと同様の正規化
処理をし、結果をデータ化しておき比較用の標本データ
として判別車種数に応じた数だけ複数記憶して置くもの
で、例えばＲＯＭが用いられる。これらの標本データに
対応した信号も前記車種判別手段（５）に入力される。

ところで、前述の追加標本記憶手段（６）は、データ’
ｃ記悌保持するＲＡＭで成り、前期正規化手段（３）か
らの出力を以降の車種判別用標本データとして利用すべ
く、追加記憶したい旨の要求が標本追加要求手段（７）
を介して車種情報と共に為されると、前期正規化手段（
３）からの出力を車種情報と共に記憶する。第６図は、
標本追加要求手段（７）の一実施例を示しており、４個
の押しボタンスイッチ（ＳＷＩ）、　　（ＳＷ２）、　
　（ＳＷ３）、　　（ＳＷ４）に各車種を対応させであ
る。いずれかのスイッチを押した時に、車種を指定する
と同時に、正規化手段（３）の出力を追加標本記憶手段
（６）に記憶させる。この例では車種を区別する信号は
、論理レベルであり並列出力のいずれかが選択出力され
るが、第７図に示す標本追加要求手段（７）の他の実施
例では、単一の出力端子から各押しボタンスイッチの押
下げに対応して、それぞれ異なる電圧が出力されるので
、車種を指定できる。

ここで、車種判別のための標本データを追加標本記憶手
段（６）に追加記憶させる手順を述べる。

まず車種判別装置を測定道路に設置し、動作状態とする
。次に、標本としたい車両が、設置したループコイル（
１）上に達する前に、標本追加要求手段に設けたこの車
両の車種に対応した押しボタンを押下げる。以上の操作
により、当該車両がループコイル（１）上を通過した時
に得られる正規化手段（３）の出力（Ｄ）が、車種情報
と共に追加標本記憶手段（６）に記憶される。

なお、追加標本記憶手段（８）はＲＡＭを用いて構成さ
れているので、上述した記憶されたデータは非通電時も
保護される対策が施されるが、必要とあれば消去するこ
ともできる。

次に、車種判別手段（５）は、測定時に前記ループコイ
ルからの正規化された信号と、標本記憶手段（４）およ
び追加標本記憶手段（６）から順次送出される各標本デ
ータに対応した複数の信号とを順次比較し、これらのう
ち最も近似した特徴を持つ標本データ信号を決定しこの
特定データに対応する車種を明示し得る電気信号を車種
判別出力として後続する装置に送出する。この車種判別
出力は最終的には集計されたり解析されて交通制御に利
用されることになる。

なお、上述１７た正規化手段（３）、標本記憶手段（４
）、追加標本記憶手段（６）および車種判別手段（５）
は、Ａ／Ｄコンバータとマイクロプロセッサ、メモリー
及び１１０回路を組み合わせることにより容易に構成す
ることができる。

第２図は、上述した過程の概略の流れを示すフローチャ
ートを示している。

本願発明の走行車両の車種判別方法では、例えば以上述
べたごとき装置を用いて、路面に配設（７たループコイ
ルに走行車両通過時短に生じる一連のインダクタンス変
化に対応した電気出力の時系列的特徴を、予め記憶して
おいた走行車種毎に対応する複数の時系列的特徴と比較
し、最も近似した特徴を決定し、もって走行通過した車
両の車種を判別するとともに、前期走行車両通過時に得
られる時系列的特徴を、要求に応じては前期予め記憶し
ておいた走行車種毎の時系列的特徴に追加して記憶し、
以後の走行車両の車種判別に用いる。

第３図は、第１図に示した装置を、変換手段（２）、正
規化手段（３）について更に詳細、具体的に図示したも
のである。

同図において、変換手段（２）は発振回路（６）、周波
数計測回路（７）及び車両検出出力回路（８）とから成
っている。発振回路（６）は、その発振周波数を決める
電気的要素としてループコイル（１）を用いている。こ
のため発振回路（６）の発振周波数は、ループコイル（
１）のインダクタンスに依存し、車両の通過等でインダ
クタンスが変化すると発振周波数も変化することになる
。

発振回路（６）に後続する周波数計測回路（７）は周波
数に対応する電圧を発生するもので、ループコイル（１
）が定常状態のときの発振周波数に対応して電圧０ボル
トとなるように調整しであるので、ループコイル（１）
のインダクタンスの定常状態からの変化分に応じて電圧
を出力することになる。

なお、ループコイル（１）の電気的定数や諸回路の動作
状態は、温度等の周囲の環境変化の影響を受けて、ゆる
やかに変動するので、一般には「ドリフト補正回路」　
（図示せず）を前記周波数計測回路（ア）に付加し、定
常状態での出力を“０”に保つようにする。

前記周波数計測回路（７）の出力に接続（後述する計時
制御回路（１６）とは並列接続）された車両検出出力回
路（８）は、入力がある電圧（車両検出しきい値）以上
であること（すなわち、車両がループコイル（１）の近
傍に在るとき）を検出ｌ〜車両検出出力を出す。

正規化手段（３）はゲート回路（９）、周波数−電圧変
換回路（１０）、インダクタンス電圧記憶回路（１１）
、正規化パターン作成回路（１２）、クロック回路（１
３）及び車両通過検出回路（１４）からなる。前記車両
検出出力回路（８）からの出力は、ゲート回路（９）及
び車両通過検出回路（１４）に加えられている。

車両を検出するとゲート回路（９）を介して前述の周波
数計測回路（７）からの出力が周波数−電圧変換回路（
１０）を介してインダクタンス電圧記憶回路（１１）に
加えられる。同時に車両通過検出回路（１４）は正規化
パターン作成回路（工２）の動作を開始させる。インダ
クタンス電圧記憶回路（１１）は、入力をデジタル化す
るとともに順次記憶保持する機能を有する。クロック回
路（１３）は、このインダクタンス電圧記憶回路（１１
）の動作に必要なサンプリングパルスを供給する。正規
化パターン作成回路（１２）は、車両検出時から車両が
通り過ぎるまで前記インダクタンス電圧記憶回路（１１
）が記憶したデータを順次読み出して、所定の規則に従
って通過した車両に関する時間的特徴を抽出すべく正規
化する。

ここに、所定の規則とは、例えば車両検出時から一定時
間内のレベルの一定時間間隔ごとの変化を求める、或い
は、車両通過時に得られた全データを時間的に１０分割
して１区分ごとのレベルの平均値を求め１０個の値の配
列を求める等の処理手続きのことである。こうして正規
化されたデータは正規化パターン作成回路（１２）に保
持され、必要に応じて車種判別手段（５）により参照さ
れる。車種判別手段（５）は、正規化パターン作成回路
（１２）からのデータと、標本記憶手段（４）および追
加標本記憶手段（６）双方に予め記憶しである判別対象
車種毎の典型的データ群とを順次比較し、特徴が最も近
似したデータを決定する。この選択決定されたデータに
対応した車種が実際に通過した車種として、車種判別手
段（５）より出力される。この出力にあたっては、本実
施例のように、検出車種毎に専用の信号線を設けてもよ
いし、コード化してパラレル伝送あるいはシリアル伝送
しても良い。

Ｃ発明の効果〕 以上述べたように本発明の方法によれば、車両の形状デ
ータを利用して車種を判別することができ、車種分類数
の多くとれる、車種判別精度の高い走行車両の車種判別
が可能となる。加えて、実際に走行している車両から得
られる実Ｍ１データを標本データとして、車種情報と共
に追加記憶するので、新規な形状の車両に対する車種判
別も容易に可能とし得る。さらには、車両の形状が国内
におけるものと著しく異なる外国においての使用にも、
何ら異なることなく適用できる。

また、車種情報として任意のものを設定、記憶できるよ
うにすれば、判別車種をいくらでも増や４゜ すことができる。

そして、このための本発明の装置は、前述した如き構成
でなるので、簡単で従って安価な構成でありながら、車
種分類数が多くとれ、しかも新規な形状の車両が出現し
た場合にも対応できる装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施例の概略を示すブロック
図、 第２図は、本発明の動作過程を示すフローチャート、 第３図は、本発明装置の一実施例を示すブロック図、 第４図は、本発明に係るループコイルに生じるインダク
タンスに対応する出力の一例を示す図、第５図は、本発
明における標本パターンの一例を示す図、 第６図、第７図は、本発明装置に係る標本追加要求手段
の実施例を示す図、である。 ・・・ループコイル、 ・・・変換手段、 ・・・正規化手段、 ・・・標本記憶手段、 ・・・車種判別手段、 ・・・追加標本記憶手段、 ・・・標本追加要求手段。 第 図 第 図 出力　＋Ｖ 第７ 図 二力＋■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕路面に配設したループコイルに走行車両通過時毎
   に生じる一連のインダクタンス変化に対応した電気出力
   の時系列的特徴を、予め記憶しておいた走行車種毎に対
   応する複数の時系列的特徴と比較し、最も近似した特徴
   を決定し、もって走行通過した車両の車種を判別すると
   ともに、前記走行車両通過時に得られる時系列的特徴を
   要求に応じては、前記予め記憶しておいた走行車両毎の
   時系列特徴に追加して記憶し、以後の走行車両の車種判
   別に用いることを特徴とする走行車両の車種判別方法。 〔２〕路面に配設されたループコイルと、このループコ
   イルのインダクタンスに対応した電気出力を送出する変
   換手段と、前記ループコイル上方を車両が走行通過した
   際に前記変換手段から得られる一連のインダクタンス変
   化に対応した出力の時系列的特徴を抽出保持して出力す
   る正規化手段と、走行車種毎の時系列的特徴を標本デー
   タとして予め記憶しておく標本記憶手段と、前記正規化
   手段の出力と前記標本記憶手段からの記憶している各標
   本データに基づく電気出力とを順次比較した後、最も近
   似する標本データを決定し、対応する車種判別信号を送
   出する車種判別手段とから成り、さらに前記車種毎の標
   本の追加を必要に応じて要求するための標本追加要求手
   段と、この要求に応じて前記正規化手段の出力を前記走
   行車種毎の標本データとして追加記憶するための追加標
   本記憶手段とを具備し、任意の走行車両に対応した前記
   時系列的特徴を車種毎の標本データとして追加して以降
   の車種判別に用いることを特徴とする走行車両の車種判
   別装置。