JPH043299A - 車両感知器 - 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］ この発明は道路を走行する車両の速度および車両存在信
号を出力する車両感知器に関するものである。

［従来の技術］ 従来、車両の通過量を測定し、そのデータをもとにした
交通管制が行われている。このため道路上にマイクロ波
の送受信ヘッドを設置し、その真下を通過する車両から
の反射波を検知することによって車両の通過量を検出し
ている。

一方、近年は交通渋滞が広範囲に発生するようになり、
この解消には車両の通過量だけでなく車両速度およびオ
キユパンシ−（ある道路を所定時間内に通過した車両数
）も加味した交通管制を行う必要があるが、従来の方法
では車両速度は検知できない、このためマイクロ波の送
受信ヘッドを３０〜４５度の角度に設置し、車両から反
射してくるマイクロ波とそのドツプラー情報から車両の
通過量と通過速度を得ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこの方法では車両間隔が６〜８ｍ程度離れ
ないと車両の分離ができず、また大型車に後続する小形
車は大型車の影になり正確な検出が行えなかった。この
ことを解決するには取り付は角度を更に大きくすること
が考えられるが、そのようにすると最初に車両に当たっ
た反射波の角度とヘッドに近づいたときの反射波の角度
では速度値が大きく異なるという課題があった。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するためにこの発明は、アンテナ
の取り付は角度を水平方向からの俯角を７０度程度とし
、反射波のうち所定のレベル以上のものを検出出力とす
るようにし、反射波検出後ドツプラ信号を入力し、車両
の先頭部からのド・ｙプラ信号により速度を演算し、車
両速度信号を発生させかつ、車速に応じた車両存在信号
を発生するようにしたものである。

［作用］ 反射波が検出されるとその検出信号が軽自動車の車長に
相当する時間だけ保持され、その後も感知信号が検出さ
れれば車速に対応した保持時間だけ検出信号を保持し、
感知信号が検出されなくなったときにその車両が通過し
たものであると判定する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である０
図において、１は水平から７０度程度の俯角で取り付け
られた送受信アンテナであり、送受信タイミング信号発
生回路２で発生した送信タイミングに従って発信器３か
ら送出された１３ＧＨｚ程度のマイクロ波を３２にＨｚ
程度の変調信号で断続させて変調した信号がアンテナ１
から送出される。

送出されたマイクロ波は車両によって反射されアンテナ
１で捕捉されホモダイン検波回路４に供給される。この
回路には発信器３から送信した信号と同一周波数の信号
が供給されており、ホモダイン検波されドツプラ効果に
よる差のドツプラ信号（反射波と発信器３から供給され
る信号とのビート信号であり、この例では変調周波数で
断続している信号）が検出され、検出されたドツプラ信
号は増幅・フィルタ回路５を介して連続した信号、すな
わち３２ＫＨｚ程度の変調信号変換される。この信号が
比較回路６に供給され、それが所定レベル以上の場合、
その比較回路からパルス信号（これをドツプラパルスと
定義する）が送出されＣＰＵ１３に供給される。

一方、アンテナ１で捕捉された３２ＫＨｚ程度の変調波
で断続するマイクロ波の反射信号は増幅回路７で増幅さ
れて、検波回路８で３２ＫＨｚ程度のパルス信号になり
、増幅・フィルタ回路９でパルス割れ等の雑音成分が除
去され、比較回路１０を介してＤ形フリップフロツア１
１に供給される。供給された信号はそこで保持され、そ
の出力信号が存在信号としてＣＰＵ１９に供給される。

カウンタ１２はＩＩｓのクロック信号をカウントし、後
述するように、ドツプラ信号が検出される度にそのカウ
ント値がＣＰＵに１３に取り込まれ、送受信タイミング
信号発生回路２で発生した送信タイミングの都度リセッ
トされるようになっている。

ＣＰＵ１３に取り込まれた信号はその内部で後述する処
理が行われ、感知出力および速度出力として外部機器に
供給される。ＲＯＭ１４、ＲＡ　Ｍ　１５は処理に必要
なデータを記憶するものであり、表示器１６は処理結果
を表示するものである。

第２図および第３図は第１図の装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。第１図のアンテナ１で捕捉
された反射波は増幅回路７、検波回路８、増幅・フィル
タ回路９、比較回路１０を介してＤ形フリップフロップ
１１に供給され、そこでラッチされ存在信号として出力
される。Ｄ形フリップフロップ１１が出力信号を送出す
るとＣＰＵ１３は第２図のステップ１００において存在
信号有りと判断しくＣＰＵ１３が存在信号を監視する処
理はｌａＳ毎の周期で存在信号入力用フリップフロップ
をリセットして行われている）、ステップ１０１に示す
ようにＣＰＵ１３の端子Ａから外部装置に感知出力を送
出する。そして、ステップ１０２に示すように１秒タイ
マをスタートさせ、ステップ１０３に示すように感知信
号出力用のＤ形フリツアフロッ１１１をリセットする。

その後、ＣＰＵ１３は例えば第３図に示すように１５０
ｍ５毎に存在信号およびドツプラパルスが出力されてい
るか否かを監視する。つまり、ステップ１０４において
受信開始タイミングとなったとき、すなわち第３図の時
点ｔ１になったときステップ１０５に示すように入力信
号の取り込み処理を行う。

この処理は存在信号とドツプラパルスの取り込みを行う
がその取り込み期間は１３０■Ｓ程度であり、その時間
車速４　Ｋｍ／Ｈの車両のドツプラパルスが４個取り込
めるように設定されている。

ドツプラパルスがＣＰＵ１３に供給されるとＣＰＵ１３
は第２図（ｂ）に示す割り込み処理を行いステップ２０
０において第１図におけるカウンタ１２のデータを取り
込み、ステップ２０１においてカウンタ値をＲＡＭに格
納する。すなわちドツプラパルスが発生する都度、カウ
ンタ１２のデータが取り込まれ第３図の時点ｔ１から記
号Ｔ１で示す１３０ｍ５時間が経過して時点ｔ２になる
とステップ１０６に示すように受信終了タイミングであ
ると判断される。

その後、前述の取り込み処理によって本当に存在信号あ
った否かがステップ１０７において判断され、存在信号
があった場合はステップ１０ｇにおいて１秒タイマの再
スタートの処理が行われ、ステップ１０９におていドツ
プラパルスが２４個に達したか否かが判断される。この
例では車両の先頭部からのドツプラ信号により正確な速
度を計測できるように２４個のパルスを使用している。

ドツプラパルスが２４個に達しないときはステップ１０
３に戻って再びドツプラパルスの取り込みを行う。

ドツプラパルスが２４個検出されるとステップ１１０か
らステップ１１９に示す各処理が順次行われる。

ステップ１１０では各ドツプラパルスの周期Ｔｄが計算
され、ステップ１１１では周期Ｔｄの平均値Ｘが計算さ
れ、ステップ１１２では周期Ｔｄの標準偏差σが計算さ
れ、ステップ１１３では周ＭＴｄＩ〜Ｔｄｆｌの中から
（−σ≦Ｘ≦＋σに含まれる）有効データを検索し、ス
テップ１１４では有効データ平均値が計算され、ステッ
プ１１５ではドツプラ周波数の計算が行われ、ステップ
１１６では速度計算とその出力信号の送出が行われ、ス
テップ１１７では感知信号出力から車長３．３朧に相当
する感知継続タイマが動作し、その継続時間が終了した
後にステップ１１８に示すように保持時間の検定が行わ
れ、ステップ１１９に示すように保持時間経過後、感知
信号入力用のＤ・フリップフロップをリセットしてステ
ップ１００の処理に戻る。　車両がマイクロ波の到達範
囲に入るとマイクロ波は車両前面から反射される。この
とき車両の位置によってアンテナとのなす角度が異なり
、その角度差が速度値に大きく影響する。すなわち、速
度はその角度の余弦値に反比例するが、俯角が大きいと
反射する場所によってその角度の変化に対する余弦値の
変化を大きい、このため、どの点からの反射波であるか
を明確にしないと速度の値が大きく異なる。従来のよう
に取り付は角度が３０度程度のものは、角度変化にない
する余弦値の変化が少ないのでこの問題はさほど大きな
問題とはならないが俯角が大きい場合は問題になる。こ
のため、本願は存在信号の検出エリアに対し、ドツプラ
パルスの検出エリアを大きくし、存在信号があったこと
をトリガーにしてドツプラパルスをＣＰＵへ読み込むよ
うにすることにより、ふ角による速度計測誤差をなくす
ようにしている。演算するようｔこしている。

一方、最適な交通管制を行うためには前述したようにオ
キユパンシ−の測定も必要である。このためには車両の
前端と後端の情報を得て車両の長さを知れば良い、しか
し、例えば引っ越し用のトラックのように天井が平坦な
車両は前端部からの反射波しか得られないので、後端部
の情報が得られない。また、車両の形状によっては天井
に凹凸があり、天井からの反射波情報も得られても、車
長が長い場合はその情報が当該車両のものか、後続者の
ものかがわからない。この問題を解決するため本願では
ステップ１１７において車両前面から反射波が得られた
ら、少なくとも軽自動車の車長である３、３■の車長は
あるものとして処理している。

この時間を設定する方法として具体的には速度出力後、
車長２ｍに相当する感知継続タイマを設けている。この
ことによって少なくとも車長３．３■に相当する判定は
行える。そして、感知継続タイマが終了した後に存在信
号が得られた場合は車長が３．３■以上であるから、実
質的に感知継続タイマを延長すれば良い、このためにス
テップ１１８に示す保持時間検定を行っている。この保
持時間検定は１０膳Ｓ毎に存在信号用のフリップフロッ
プをリセットし、存在信号をチエツクしている、存在信
号があった場合は次式によって計算される保持時間をと
する。

速度 この結果、速度と保持時間および移動距離の関係は次の
ようになる。

Ｖ＝　５に■　保持時間＝５６０ｍＳ　　移動距離＝０
．８厘Ｖ４０Ｋｍ　　保持時間４４０ｍ５　　移動距離
＝１．２ｍＶ＝３０Ｋｍ　　保持時間：３６０ｍ５　　
移動距離＝３．□ｓＶ’６０Ｋｍ　　保持時間・３４０
ｍ５　　移動距離＝５．７ｍＶ４２０Ｋｍ保持時間＝３
３０■Ｓ　　移動距離＝ｌ１ｍそしてこの保持時間内に
も存在信号があった場合はその保持時間を再度設定し直
している。このため、保持時間内においては存在信号が
検出される度に保持時間が延長され、最後の存在信号が
発生してから前記の保持時間を経過した時点でステップ
１１９に示すように存在信号出力をオフにする。

なお、ステップ１１８によって出力される信号の始まり
からステップ１１９によって発生する信号の終了時点ま
でが車両存在信号に相当する。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、アンテナの俯角を大き
くし、存在信号のレベルが所定レベル以上の場合、その
信号を検出し、その後にドツプラ信号を取り込むように
し、速度計側稜車長３．３ｍに相当する感知継続タイマ
を設け、その後に保持時間官邸を行っているので、従来
のものより精度の良い交通量、占有率、速度などの車両
感知信号情報を提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はその装置の動作を示すフローチャート、第３図は動作
時間を示す波形図、第４図はドツプラパルスの周期を示
す波形図である。 １・・−・アンテナ、３・・・・発信器、４゜・・ホモ
ダイン検波回路、５，９・・・・増幅・フィルタ回路、
６，１０・・・・比較回路、８・・・・検波回路、１１
・・・・フリップフロップ、１２・・・・カウンタ、１
３・・・・ＣＰＵ。 特許出願人　　　小糸工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アンテナから放射した搬送波が車両から反射された反射
   波およびその反射波のドップラ効果による周波数変化の
   双方から車両の速度および車両存在信号を出力する車両
   感知器において、 水平からの俯角をほぼ７０度として取り付けられたアン
   テナと、 所定レベル以上の反射波だけを検出する反射波検出手段
   と、 送信信号と反射信号の周波数差を検出するドップラ信号
   検出手段と、 反射波検出後に車両の先頭部からのドップラ信号を基に
   車両速度を演算する車両速度発生手段と、車両の速度を
   基に車両存在信号を演算する車両存在信号発生手段とを
   備えたことを特徴とする車両感知器。