JPH0882635A

JPH0882635A - トラヒック動態検出装置

Info

Publication number: JPH0882635A
Application number: JP6217608A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ito; 保博伊東
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、軌道におけるトラヒックの動態の
把握に供されるトラヒック動態検出装置に監視、簡単な
構成により計測精度を高めることを目的とする。【構成】覆域にパルスで変調されたレーザ光を照射す
る発光手段１１と、覆域の内、軌道上の２つの領域とこ
れらの領域の移動体との反射光を受光する受光手段１２
a、１２bと、そのレーザ光と反射光との相関をとり、上
述した受光手段と２つの領域またはこれらの領域の移動
体との相対距離を求める測距手段１３a 、１３b と、反
射光のレンジ方向の進みまたは遅れの発生のタイミング
の差をとって２つの領域の間における移動体の通過時間
を得る通過時間検出手段１４と、２つの領域と受光手段
１２a、１２bとを結ぶ線分間の角度と上述した相対距離
とに基づいて三角法を適用し、軌道に沿った移動体の軌
跡のこれらの線分で挟まれた長さを求めて通過時間で除
して速度を得る速度算出手段１５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軌道に沿って移動する
個々の移動体について速度、加速度、サイズおよび外形
に応じた種別を計測し、その軌道におけるトラヒックの
動態の把握に供されるトラヒック動態検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、一部の高速道路には、走行中の車
両について特に減速を強いることなく確実に料金を徴収
できる料金徴収システムが試行導入されている。また、
このような料金徴収システムは、現行の料金所付近に生
じる渋滞を回避して高速道路の運用効率や車両の運転環
境を高めることができるので、近い将来、多くの高速道
路に導入される可能性が高い。

【０００３】従来、このような料金徴収システムでは、
例えば、走行中の車両について、個々の車線の上部およ
び側部に配置されたカメラを介して車体の像をとらえ、
これらの像の画角と、各カメラと車体との間の距離とに
三角法に基づく演算を施して形状および寸法を求め、そ
の形状および寸法に対応した車種を示すデータベースを
参照することにより料金の算定基準となる車種の特定が
なされる。

【０００４】しかし、複数車線の高速道路では、車線の
側部に配置されたカメラの視界に他の車線を走行する車
両によって死角が生じることを回避するために、カメラ
が配置された地点に車線の分離帯を設置することが必要
となってコスト高であり、安全性が損なわれる可能性が
ある。さらに、このような場合、分離帯への衝突を避け
るために、ドライバーは減速を強いられ、十分な効果を
得られないという欠点もあった。

【０００５】したがって、車線の上部のみに配置された
カメラを介して同様に画角と距離とを得て上述した演算
に基づいて車両の頂部方向から見た形状および寸法を求
め、かつそのカメラの近傍に配置されたレーザレーダを
介して各車線を通過する車両の頂部および路面までの相
対距離を測定し、両者の差分から車両の高さを求めるこ
とにより、車種の特定精度を高める構成が一般に適用さ
れている。

【０００６】すなわち、従来例では、カメラによってと
らえられた画像から車両の車体を示す像をパターン認識
してその車両の形状および寸法を得る画像処理が行われ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来例では、上述した画像情報の情報量が大きいために画
像処理の処理量が大きく、個々の車線のトラヒック量に
適応可能な演算速度を実現するためには高価な高速演算
装置が必要となって低廉化が阻まれていた。

【０００８】また、レーザレーダが併設された構成で
は、車種の特定精度は高められるが、機器構成が複雑と
なって高価となり、かつ路面に対する高さ等の物理的な
制約により車線上に必ずしも設置場所を確保することが
できない場合があった。

【０００９】本発明は、簡単な構成により所望の精度で
確実に移動体の形状および寸法を得るトラヒック動態検
出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１、９に
記載の発明の原理ブロック図である。請求項１に記載の
発明は、移動体が移動する軌道が含まれた覆域にパルス
で変調されたレーザ光を照射する発光手段１１と、覆域
の内、軌道上の２つの領域とこれらの領域に位置する移
動体とで発光手段１１によって照射されたレーザ光が反
射して生じる反射光を個別に受光する受光手段１２a、
１２bと、発光手段１１によって照射されたレーザ光と
受光手段１２a、１２bによって受光された反射光とのレ
ンジ方向の相関をとり、その結果に基づいてこれらの受
光手段と２つの領域あるいはこれらの領域に位置する移
動体との相対距離を個別に求める測距手段１３a、１３b
と、受光手段１２a、１２bによって受光された反射光に
ついて、レンジ方向の進みまたは遅れの発生を監視し、
その発生のタイミングの差をとることにより２つの領域
の間における移動体の通過時間を得る通過時間検出手段
１４と、２つの領域と受光手段１２a、１２bの受光面と
を結ぶ線分で挟まれた角度と、測距手段１３a、１３bに
よって個別に求められた相対距離とに基づいて三角法を
適用することにより、軌道に沿った移動体の軌跡のこれ
らの線分で挟まれた長さを求め、その長さを通過時間検
出手段１４によって得られた通過時間で除してこれらの
領域に対するその移動体の進入速度または退避速度を得
る速度算出手段１５とを備えたことを特徴とする。

【００１１】図２は、請求項２、３、９に記載の発明の
原理ブロック図である。請求項２に記載の発明は、移動
体が移動する軌道が含まれた覆域にパルスで変調された
レーザ光を照射する発光手段１１と、覆域の内、軌道上
の２つの領域とこれらの領域に位置する移動体とで発光
手段１１によって照射されたレーザ光が反射して生じる
反射光を個別に受光する受光手段１２a、１２bと、発光
手段１１によって照射されたレーザ光と受光手段１２
a、１２bによって受光された反射光とのレンジ方向の相
関をとり、その結果に基づいてこれらの受光手段と２つ
の領域あるいはこれらの領域に位置する移動体との相対
距離を個別に求める測距手段１３a、１３bと、受光手段
１２a、１２bによって受光された反射光のレンジ方向の
進みおよび遅れの発生を監視し、その進みおよび遅れに
ついて個別に発生時点の差をとることにより、移動体の
進行方向に沿った両端部の２つの領域の間の通過時間を
得る通過時間検出手段２１と、２つの領域と受光手段１
２a、１２bの受光面とを結ぶ線分で挟まれた角度と、測
距手段１３a、１３bによって個別に求められた相対距離
とに基づいて三角法を適用することにより、軌道に沿っ
た移動体の軌跡のこれらの線分で挟まれた長さを求め、
その長さを通過時間検出手段１４によって得られた通過
時間で個別に除することにより、これらの領域に対する
その移動体の進入速度および退避速度を求める速度算出
手段２２と、受光手段１２a、１２bの何れか一方によっ
て受光された反射光について、レンジ方向に進んだ状態
を監視してその状態が連続する時間を計測するレンジ幅
検出手段２３と、通過時間検出手段２１によって得られ
た通過時間の差分の半値とレンジ幅検出手段２３によっ
て計測された時間との和により、進入速度と退避速度と
の差分を除して移動体の加速度を算出する加速度算出手
段２４とを備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のトラヒック動態検出装置において、速度算出手段２２
によって求められた進入速度または退避速度とレンジ幅
検出手段２３によって求められた時間との積をとり、軌
道に沿った移動体の長さを得る移動体長算出手段３１を
備えたことを特徴とする。

【００１３】図３は、請求項４〜９に記載の発明の原理
ブロック図である。請求項４に記載の発明は、請求項２
に記載のトラヒック動態検出装置において、速度算出手
段２２によって求められた進入速度と相対速度との和
と、通過時間検出手段２１によって得られた通過時間の
和と加速度算出手段２４によって算出された加速度との
積との差分の半値と、レンジ幅検出手段２３によって求
められた時間との積をとり、軌道に沿った移動体の長さ
を得る移動体長算出手段４１を備えたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
のトラヒック動態検出装置において、受光手段１２a 、
１２b の何れか一方によって受光された反射光につい
て、レンジ方向に進む変化点を監視し、その変化点が発
生した時点から、予め決められた寸法と速度算出手段２
２によって求められた進入速度または退避速度との比で
与えられる時間経過した時点におけるレンジ方向の変位
量を求め、移動体の頂部の軌道に対する相対高度を得る
高度検出手段５１を備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
のトラヒック動態検出装置において、受光手段１２a 、
１２b によって個別に受光された反射光について、レン
ジ方向に進む変化点を監視し、その変化点が発生した時
点から予め決められた寸法と、速度算出手段２２によっ
て求められた進入速度および退避速度との比で個別に与
えられる時間経過した時点におけるレンジ方向の変位量
を求め、両者の平均をとることにより移動体の頂部の軌
道に対する相対高度を得る高度検出手段６１を備えたこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項５または
請求項６に記載のトラヒック動態検出装置において、高
度検出手段には、求められた変位量にその変位量から軌
道に垂直な方向の成分を抽出する補正を施す手段を含む
を特徴とする。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項５ないし
請求項７の何れか１項に記載のトラヒック動態検出装置
において、予め決められた単数あるいは複数の寸法に対
応した相対高度の集合が移動体の種別毎に予め蓄積され
た記憶手段７１と、寸法について高度検出手段によって
個別に検出された相対高度を取り込み、記憶手段７１に
蓄積された集合との相関をとって移動体の種別を判別す
る移動体種別判別手段７２とを備えたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項１ないし
請求項８の何れか１項に記載のトラヒック動態検出装置
において、発光手段１１は、単一のあるいは互いに同期
した複数のパルスで変調されたレーザ光を二つの領域に
個別に照射する二つの光学系から構成されたことを特徴
とする。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の発明にかかわるトラヒック動
態検出装置では、測距手段１３a 、１３b は、２つの領
域あるいはこれらの領域に位置する移動体について、発
光手段１１から照射されたレーザ光と受光手段１２a 、
１２b によって受光された反射光とのレンジ方向の相関
をとり、その結果に基づいて個別に相対距離を求める。
通過時間検出手段１４は、同様にして受光された反射光
についてレンジ方向の進みまたは遅れの何れかの発生を
監視してその発生タイミングの差をとることにより、こ
れらの領域の間における移動体の通過時間を得る。速度
算出手段１５は、これらの領域と受光手段１２a、１２b
の受光面とを結ぶ線分で挟まれた角度と、上述した個々
の相対距離とに基づいて三角法を適用することにより、
軌道に沿った移動体の軌跡の内、これらの線分で挟まれ
た区間の長さを求め、さらに、その長さを上述した通過
時間で除してこれらの領域に対する移動体の進入速度ま
たは退避速度を得る。

【００２０】すなわち、上述した区間の長さが軌道に対
する移動体の頂部あるいは側面の相対高度の相違に応じ
て実測され、その移動体の先端部あるいは後端部がこの
ような軌道の上に配置された２つの領域の間を通過する
時間の実測値で除する演算が行われるので、車両の種類
に応じたこのような相対高度の相違の如何にかかわら
ず、確実にかつ精度よく進入速度や退避速度が得られ
る。

【００２１】請求項２に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、通過時間検出手段２１は、移動体
の進行方向に沿った先端部および後端部の双方につい
て、２つ領域間の通過に要する通過時間を得る。また、
速度算出手段２２は、このような２つの領域の双方につ
いて、移動体の進入速度と退避速度とを求める。なお、
このような通過時間、進入速度および退避速度を得る処
理については、請求項１に記載の発明における通過時間
検出手段１４、速度算出手段１５が行う処理と同じであ
るから、ここではその説明を省略する。

【００２２】また、レンジ幅検出手段２３は、受光手段
１２a、１２bの何れか一方によって受光された反射光に
ついてレンジ方向に進んだ状態が連続する時間を計測す
ることにより、上述した２つの領域の何れかを車両が通
過する時間を求める。加速度算出手段２４は、このよう
な時間と上述した通過時間の差分の半値との和で進入速
度と退避速度との差分を除することにより、移動体の加
速度を算出する。

【００２３】すなわち、２つの領域で挟まれた区間にお
ける移動体の速度の変化を直線近似し、このような移動
体について、上述した通過時間および進入速度の差分と
先端部と後端部とが２つの領域の何れか一方に到達した
時間差との比として加速度が求められる。

【００２４】したがって、軌道に沿って移動する移動体
について、頂部あるいは側部の軌道に対する相対距離の
相違を吸収して精度よく確実に加速度が求められる。請
求項３に記載の発明にかかわるトラヒック動態検出装置
では、移動体長算出手段３１は、速度算出手段２２によ
って求められた進入速度または退避速度の何れか一方
と、レンジ幅検出手段２３によって求められた時間との
積をとることにより、軌道に沿った移動体の長さを得
る。

【００２５】このようにして得られる移動体の長さにつ
いては、２つ領域間における移動体の加速度が加味され
ていないが、その加速度が「０」であったり無視し得る
程度に小さい場合には、大きな誤差分は含まれない。

【００２６】すなわち、移動体の加速度が著しく小さい
値であったり、軌道に沿った２つの領域間の距離が極め
て小さい場合には、簡単な算術演算により精度よくその
車両の軌道に沿った長さが求められる。

【００２７】請求項４に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、移動体長算出手段４１は、速度算
出手段２２によって求められた進入速度と相対速度との
和と、通過時間検出手段２１によって得られた通過時間
の和と加速度算出手段２４によって算出された加速度と
の積との差分の半値と、レンジ幅検出手段２３によって
求められた時間との積をとり、軌道に沿った移動体の長
さを得る。

【００２８】このようにして得られる移動体の長さにつ
いては、２つ領域の何れか一方について、移動体の先端
部が到達した時点から後端部が到達した時点に至る期間
におけるその移動体の速度を直線近似する（加速度が一
定であると見なす）ことにより、このような期間におけ
るその速度の積分値として与えられる。

【００２９】したがって、軌道に沿って移動する移動体
について、頂部あるいは側部の軌道に対する相対距離の
相違を吸収して精度よく確実にその軌道に沿った長さが
求められる。

【００３０】請求項５に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、２つ領域の何れについても移動体
の進入時点から退避時点に至る期間には、受光手段１２
a 、１２b によって個別に受光された反射光はレンジ方
向に進んだ状態となる。高度検出手段５１は、軌道に対
する相対高度を求めるべき車両の頂部あるいは側部の位
置をその車両の先端部からの相対距離で示す寸法が予め
与えられ、上述した状態が始まった時から、このような
寸法と速度算出手段２２によって求められた進入速度ま
たは退避速度との比で与えられる時間経過した時点にお
けるレンジ方向の変位量を求める。

【００３１】このような時点は、上述した頂部あるいは
側部が２つ領域の一方に到達するタイミングを移動体の
速度に応じて示すので、高度検出手段５１によって求め
られたレンジ方向の変位量は、その移動体の頂部あるい
は速度の軌道に対する相対高度に比例した値となる。ま
た、その値の精度は、特に、上述した２つ領域の一方に
おける受光手段１２a(１２b)の仰角の直角に対する誤差
分が小さいほど高い値となり、簡単な算術演算により精
度よく相対高度が求められる。

【００３２】請求項６に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、高度検出手段６１は、請求項５に
記載の発明における高度検出手段５１と同様の演算に基
づいて、２つの領域の双方についてそれぞれレンジ方向
の変位量を求め、かつこれらの変位量の平均をとること
により移動体の頂部の軌道に対する相対高度を得る。

【００３３】したがって、このような２つの領域の間に
おける移動体の速度の変化による誤差が圧縮されて精度
よく相対高度が得られる。請求項７に記載の発明にかか
わるトラヒック動態検出装置では、高度検出手段は、求
められた変位量から軌道に垂直な方向の成分を抽出する
ので、２つ領域における受光手段１２a(１２b)の仰角が
直角でないことに起因して生じる誤差分が圧縮され、車
両の軌道に対する相対高度が精度よく求められる。

【００３４】請求項８に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、移動体種別判定手段７２は、高度
検出手段によって個々の寸法について検出された相対高
度について記憶手段に蓄積された集合との相関をとり、
その結果に基づいて移動体の種別を判定する。

【００３５】すなわち、車両について、走行速度の如何
にかかわらず、先頭部から軌道に沿って所定の寸法隔た
った単一あるいは複数の頂部や側部のその軌道に対する
相対高度の値の組み合わせが確実に求められ、かつその
組み合わせに基づいて車両の種別が判定される。

【００３６】請求項９に記載の発明にかかわるトラヒッ
ク動態検出装置では、発光手段１１が、単一のあるいは
互いに同期した複数のパルスで変調されたレーザ光を二
つの領域に個別に照射する二つの光学系から構成される
ので、これらのレーザ光のビームはそれぞれ軌道あるい
は移動体に同時に到達し、かつその軌道に対する傾斜角
による無用な広がりが生じないので、上述した進入速
度、退避速度、加速度、移動体の長さおよび相対高度の
計測精度が高められる。

【００３７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図４は、請求項１〜９に記載の発明
に対応した実施例を示す図である。

【００３８】図において、送信部８１の光軸は車線を含
む覆域（図示されない。）の中心方向に調整され、その
入力にはパルス発生部８２の第一の出力が接続される。
なお、送信部８１は半導体レーザ素子、その素子のドラ
イバ回路および送信レンズで構成されるが、これらの構
成については図示を省略する。受信部８３a 、８３bの
光軸は上述した覆域の内、車線上に配置された２つの領
域の中心方向に調整され、これらの出力はそれぞれ距離
計測部８４a 、８４b の入力に接続される。距離計測部
８４a 、８４b の第一の出力はそれぞれ時間カウント部
８５の対応する入力に接続され、これらの距離計測部お
よび時間カウント部のクロック入力にはそれぞれパルス
発生部８２の第二ないし第四の出力が接続される。時間
カウント部８５の出力はマイクロプロセッサからなるデ
ータ処理部８６の第一の入力に接続され、距離計測部８
４a 、８４b の第二の出力はそれぞれデータ処理部８５
の第二の入力および第三の入力に接続される。データ処
理部８６の出力には、上述した車線を走行する車両の速
度、加速度、進行方向の長さ、高さおよび車種が得られ
る。なお、送信部８１、パルス発生部８２、受信部８３
a 、８３b 、距離計測部８４a 、８４b 、時間カウント
部８５およびデータ処理部８６は、筐体８７に収容され
る。

【００３９】受信部８３a 、８３b の受光素子は、図５
に示すように、符号「９０a 」、「９０b 」で示され、
受信レンズ９１の焦点から光軸（上述した光軸に一致す
る。）に直角な方向に互いに同じ距離(＝Δ／２)隔たっ
た点に配置される。

【００４０】また、筐体８７に収容された各部は、図６
に示すように、上述した覆域から上方に垂直にＬＨ隔た
った位置に取付られる。さらに、図６に示す点Ａ、Ｂは
それぞれ上述した２つの領域の中心を示し、点Ａと受光
素子９０a の受光面との間の距離、点Ｂと受光素子９０
b の受光面との間の距離、点Ａ、Ｂ間の距離はそれぞれ
Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 で与えられる。

【００４１】なお、本実施例と図１〜図３に示すブロッ
ク図との対応関係については、パルス発生部８２および
送信部８１は発光手段１１に対応し、受信部８３a 、８
３bは受光手段１２a、１２bに対応し、距離計測部８４
a、８４bは測距手段１３a 、１３b に対応し、時間カウ
ント部８５は通過時間検出手段１４、２１およびレンジ
幅検出手段２３に対応し、データ処理部８６は速度算出
手段１５、２２、加速度算出手段２４、移動体長算出手
段３１、４１、高度算出手段５１、６１、記憶手段７１
および移動体種別判別手段７２に対応する。

【００４２】図７は、請求項１に記載の発明に対応した
本実施例の動作フローチャートである。以下、図４〜図
７を参照して請求項１に記載の発明に対応した本実施例
の動作を説明する。なお、以下では、簡単のため車両が
車線に沿って移動して点Ａ、点Ｂの順に通過するものと
仮定する。

【００４３】パルス発生部８２は高い安定性を有する水
晶発信器を時間基準として有して所定の周期で送信タイ
ミングを与えるパルス（測距開始信号）を生成し、送信
部８１はそのパルスによって変調（ここでは、簡単のた
め「輝度変調」とする。）されたレーザ光を上述した覆
域に照射する。

【００４４】受信部８３a 、８３b は、それぞれ点Ａ、
Ｂを個別に含む２つ領域においてこのようなレーザ光が
反射して生じた反射光を受光し、かつ光電変換して増幅
することにより、予め決められたレベルの第一のビデオ
信号および第二のビデオ信号を生成する。

【００４５】距離計測部８４a、８４bは、それぞれ時間
軸上で上述したパルスの前縁（あるいは後縁）に対する
第一のビデオ信号および第二のビデオ信号の遅延時間ｔ
a 、ｔb を求め、これらの遅延時間とレーザ光の伝搬速
度ｃとに対してＤa ＝ｃ・ｔa ／２Ｄb ＝ｃ・ｔb ／２の式で示される算術演算を行うことにより、目標の相対
距離Ｄa 、Ｄb を算出する。

【００４６】したがって、このような相対距離Ｄa 、Ｄ
b の値は、車両が点Ａ、Ｂを含む２つ領域に存在しない
状態では、受信部８３a 、８３b の受光面に対する点
Ａ、Ｂの相対距離Ｌ1 、Ｌ2 となる。

【００４７】さらに、距離計測部８４a、８４bは、この
ようにして求められた相対距離Ｄa、Ｄb を時系列の順
に記憶してその変化点を検出し、このような変化点が検
出されない場合には時間カウント部８５に対して何ら起
動指令を与えない。

【００４８】データ処理部８６は、このような時間カウ
ント部８５の状態を監視し、その状態が待機状態である
場合には、距離計測部８４a 、８４b から上述した相対
距離Ｄa(＝Ｌ1)、Ｄb(＝Ｌ2)を逐次取り込んで、これら
の相対距離と、点Ａと受光素子９０a の受光面とを結ぶ
線分と点Ｂと受光素子９０b の受光面とを結ぶ線分とで
挟まれた角度α(予め与えられる。(例えば、９度の鋭角
となる。))に対して、Ｌ3 ＝((Ｌ1・sinα)²＋(Ｌ2−Ｌ1・cosα)²)^1/2 ＝(Ｌ1²＋Ｌ2²−２Ｌ1Ｌ2cosα)^1/2 ＬＨ＝Ｌ1Ｌ2sinα／Ｌ3 の式で示される算術演算を行うことにより、点Ａ、Ｂ間
の距離Ｌ3 と上述した覆域から筐体８７（送信部８１の
発光面あるいは受信部８３a 、８３b の受光面）に至る
距離ＬＨを求めて記憶する（図７）。

【００４９】また、車両が点Ａを含む領域に進入する
と、上述した相対距離Ｌ1 はその車両の上部（あるいは
頂部）の路面に対する高さ分減少してＬ1 ′となる。距
離計測部８４a は、このような減少が生じたことを検出
すると、データ処理８６にその相対距離Ｌ1 ′を与え、
かつ時間カウント部８５にその旨を示す第一のゲート信
号を与える。

【００５０】さらに、車両が点Ｂを含む領域に進入する
と、上述した相対距離Ｌ2 はその車両の上部（あるいは
頂部）の路面に対する高さ分値減少してＬ2 ′となり、
距離計測部８４b は、このような減少が生じたことを検
出すると、データ処理８６にその相対距離Ｌ2 ′を与
え、かつ時間カウント部８５にその旨を示す第二のゲー
ト信号を与える。

【００５１】時間カウント部８５は、上述した第一のゲ
ート信号が与えられた時点から第二のゲート信号が与え
られるまでの期間にパルス発生部８２から与えられる一
定周期（例えば、１００μｓ）のパルスの数を計数し、
車両の先端部が点Ａと点Ｂとに進入する時間差Ｔf （こ
れらの点間の通過時間）を求める。

【００５２】また、車両が点Ａを含む領域から退避する
と、上述した相対距離Ｌ1 ′は増加して再びＬ1 とな
る。なお、ここでは、簡単のため、車両の先頭部と後端
部とにおける路面に対する高さが異なるものと仮定し、
このような相対距離がＬ1 に復帰する前の値がＬ1 ″で
与えられるものとする。

【００５３】距離計測部８４a は、このような増加が生
じたことを検出すると、データ処理８６にその相対距離
Ｌ1 ″を与え、かつ時間カウント部８５にその旨を示す
第三のゲート信号を与える。

【００５４】さらに、車両が点Ｂを含む領域から退避す
ると、上述した相対距離Ｌ2 ′は増加して再びＬ2 とな
り、距離計測部８４b は、このような増加が生じたこと
を検出すると、データ処理８６にその増加が生じる直前
に求められた相対距離Ｌ2 ″を与え、かつ時間カウント
部８５にその旨を示す第四のゲート信号を与える。

【００５５】時間カウント部８５は、上述した第三のゲ
ート信号が与えられた時点から第四のゲート信号が与え
られるまでの期間にパルス発生部８２から与えられる一
定周期のパルスの数を計数し、車両の後端部が点Ａと点
Ｂとを通過する時間差Ｔr （これらの点間の通過時間）
を求める。

【００５６】時間カウント部８５はこのようにして求め
られた時間差Ｔf 、Ｔr をデータ処理部８６に与え、デ
ータ処理部８６は、これらの時間差および上述した相対
距離Ｌ1′、Ｌ2′、Ｌ1″、Ｌ2″に対してＬ3 ′＝((Ｌ1′・sinα)²＋(Ｌ2′−Ｌ1′・cosα)²)^1/2 ＝(Ｌ1′²＋Ｌ2′²−２Ｌ1′Ｌ2′cosα)^1/2 Ｌ3 ″＝((Ｌ1″・sinα)²＋(Ｌ2″−Ｌ1″・cosα)²)^1/2 ＝(Ｌ1″²＋Ｌ2″²−２Ｌ1″Ｌ2″cosα)^1/2 の各式で示される算術演算を行うことにより、車両の先
端部および後端部の軌跡の内、点Ａ、Ｂに至るレーザ光
の伝搬路で挟まれた区間の距離Ｌ3′、Ｌ3″を求める
（図７）。

【００５７】さらに、データ処理部８６は、このように
して求められた距離Ｌ3′、Ｌ3″と、上述した時間差Ｔ
f 、Ｔr とに対してＶin＝Ｌ3′／Ｔf の式で示される算術演算を行うことにより、点Ａを含む
領域を通過する車両の平均速度（以下、「進入速度」と
いう。）Ｖinを求め（図７）、かつＶout ＝Ｌ3″／Ｔr の式で示される算術演算を行うことにより、点Ｂを含む
領域を通過する車両の平均速度（以下、「退避速度」と
いう。）Ｖout を求める（図７）。

【００５８】このように本実施例によれば、車線の上を
走行する車両について、その車線の上方から車高の相違
による誤差分を確実に抑圧しつつ精度よく速度を求める
ことができる。

【００５９】なお、上述した実施例では、データ処理部
８６は、進入速度と退避速度とを求めているが、本発明
はこのような構成に限定されず、例えば、点Ａ、Ｂ間に
おける車両の加速度が無視できる程度に小さい場合、あ
るいは路面に対する筐体の高さＬＨに対して点Ａ、Ｂ間
の距離Ｌ3 が著しく小さい場合には、進入速度あるいは
退避速度の何れか一方のみを求めてもよい。

【００６０】また、上述した実施例では、距離計測部８
４a 、８４b は計測された距離の変化点を検出してその
変化点に先行しあるいは後続する測距値をデータ処理部
８６に与えているが、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、順次得られる全ての測距値をデータ処理
部８６に出力してそのデータ処理部が自律的に変化点の
検出を行ったり、これらの距離計測部が全ての測距値に
変化点の有無を示す情報を付加してデータ処理部８６に
与え、そのデータ処理部がこのような情報に基づいて必
要な測距値を適宜選択してもよい。

【００６１】さらに、上述した実施例では、距離Ｌ1 、
Ｌ2 の値が異なっているが、本発明はこのような構成に
限定されず、これらの距離が同じに設定されてもよい。
図８は、請求項２に記載の発明に対応した本実施例の動
作を説明する図である。

【００６２】以下、図４〜図６および図８を参照して請
求項２に記載の発明に対応した本実施例の動作を説明す
る。本実施例では、時間カウント部８５は、請求項１に
記載の発明に対応した実施例と同様にして、車両の先端
部および後端部がそれぞれ点Ａと点Ｂとの間を通過する
時間差Ｔf 、Ｔr を求める。また、データ処理部８６
は、請求項１に記載の発明に対応した実施例と同様にし
て受信部８３a 、８３b 、距離計測部８４a 、８４b お
よび時間カウント部８５と連携し、かつ同じ処理手順に
基づいて進入速度Ｖinおよび退避速度Ｖout を求める。
したがって、図８では、このような処理手順について
は、図７と同じ丸番号を付与して示し、ここではその説
明を省略する。

【００６３】距離計測部８４a は、車両が点Ａを含む領
域に進入した時に生じる相対距離の減少（Ｌ1 からＬ1
′となる。）を検出すると、データ処理８６にその相
対距離Ｌ1 ′を与えて時間カウント部８５にその旨を示
す第一のゲート信号を与え、かつその車両が同じ領域か
ら退避したときに生じる相対距離の増加(Ｌ1″からＬ1
となる。）を検出すると、データ処理８６にその相対距
離Ｌ1 ″を与えて時間カウント部８５にその旨を示す第
三のゲート信号を与える。

【００６４】時間カウント部８５は、上述した第一のゲ
ート信号が与えられた時点から第三のゲート信号が与え
られるまでの期間にパルス発生部８２から与えられる一
定周期（例えば、１００μｓ）のパルスの数を計数し、
車両からの反射光が受信部８３a によってとらえられた
時間ＴL を求めてデータ処理部８６に与える。

【００６５】ところで、点Ａ、Ｂで挟まれた区間の距離
が上述した時間差Ｔf 、Ｔr と車両の速度との積に比べ
て十分に小さい値に設定されていると仮定すると、図９
に示すように、その区間における車両の加速度は一定と
見なされる（すなわち、区間内における速度の変化は直
線近似可能である）ので、上述した進入速度Ｖinは車両
の先頭部がそれぞれ点Ａ、Ｂに到達した時点の速度Ｖ1
、Ｖ2 の平均値として与えられ、かつ退避速度Ｖout
は車両の後端部がそれぞれ点Ａ、Ｂに到達した時点の速
度Ｖ1 ′、Ｖ2 ′の平均値として与えられる。したがっ
て、進入速度Ｖinおよび退避速度Ｖout が与えられるタ
イミングの差ΔＴは、図９に示すように、 ΔＴ＝ＴL＋Ｔr／２−Ｔf／２の式で与えられる。

【００６６】データ処理部８６は、請求項１に記載の発
明に対応した実施例と同様にして進入速度Ｖinおよび退
避速度Ｖout を求めた（図８、）後に、 δＶ＝(Ｖout−Ｖin)／(ＴL＋Ｔr／２−Ｔf／２）の式で示されるように、これらの進入速度、退避速度の
差分を上述した差ΔＴで除する算術演算を行うことによ
り、点Ａと点Ｂとの間における車両の加速度δＶを算出
する（図８）。

【００６７】このように本実施例によれば、車線の上を
走行する車両について、その車線の上方から車高の相違
による誤差分を確実に抑圧しつつ精度よく進入速度、退
避速度および加速度を求めることができる。

【００６８】なお、上述した実施例では、時間ＴL が点
Ａを通過する車両からの反射光のレンジ方向の幅として
求められているが、本発明はこのような構成に限定され
ず、点Ｂを通過する車両からの反射光に基づいて同様に
して求めてもよい。

【００６９】また、このようにして時間ＴL ′が求めら
れた場合には、加速度δＶは、 δＶ＝(Ｖout−Ｖin)／(ＴL′＋Ｔf／２−Ｔr／２）の式で与えられる。

【００７０】さらに、上述した実施例では、車線上にお
ける車両の走行方向が点Ａから点Ｂに向かう方向のみと
仮定されているが、本発明はこのような構成に限定され
ず、例えば、時間帯に応じて車線の走行方向が一義的に
定まり、点Ａおよび点Ｂの何れに車両の先頭部が先に到
達したことが確実に認識できる場合には、時間ＴL の算
出に供される反射光と上述した２つの式とを切り換えて
適用してもよい。

【００７１】また、上述した実施例では、点Ａ、Ｂ間の
距離が車両の進行方向の長さに比べて短いと仮定されて
いるが、本発明は、反対に点Ａ、Ｂ間の距離が車両の進
行方向の長さに比べて長い場合にも上述した各式が成立
するので、適用可能である。

【００７２】図１０は、請求項３に記載の発明に対応し
た本実施例の動作を説明する図である。以下、図４〜図
６、図９および図１０を参照して請求項３に記載の発明
に対応した本実施例の動作を説明する。

【００７３】本実施例では、時間カウント部８５は、請
求項１に記載の発明に対応した実施例と同様にして、車
両の先端部および後端部がそれぞれ点Ａと点Ｂとの間を
通過する時間差Ｔf 、Ｔr を求め、かつ請求項２に記載
の発明に対応した実施例と同様にして時間ＴL を求め
る。また、データ処理部８６は、請求項１に記載の発明
に対応した実施例と同様にして受信部８３a、８３b、距
離計測部８４a、８４bおよび時間カウント部８５と連携
し、かつ同じ処理手順に基づいて進入速度Ｖinおよび退
避速度Ｖout を求めると共に、請求項２に記載の発明に
対応した実施例と同じ処理手順に基づいて加速度δＶを
求める。したがって、図１０では、このような処理手順
については、図８と同じ丸番号を付与して示し、ここで
はその説明を省略する。

【００７４】車両の進行方向の長さＬについては、進入
速度Ｖinと退避速度Ｖout との差が無視可能な程度に小
さい場合には、Ｖin≒Ｖout の近似式が成立するので、時間ＴL に対するＬ＝Ｖin・ＴL Ｌ＝Ｖout・ＴL の２つの式の何れかで与えられる。

【００７５】データ処理部８６は、請求項１に記載の発
明に対応した実施例と同様にして進入速度Ｖinおよび退
避速度Ｖout を求めて（図１０、）加速度δＶを算
出する（図１０）と、その時点では上式の右辺の各項
の値が既に与えられたり算出されているので、引き続い
てこのような式の何れか一方で示される算術演算を行う
ことにより、車両の長さＬを算出する（図１０）。

【００７６】このように本実施例によれば、車線の上を
走行する車両について、その車線の上方から車高の相違
による誤差分を確実に抑圧しつつ精度よく進入速度、退
避速度、加速度を求めると共に、簡易な算術演算に基づ
き進行方向の長さを求めることができる。

【００７７】なお、上述した実施例では、進入速度Ｖin
と退避速度Ｖout との差が無視可能な程度に小さいと仮
定されているが、本発明はこのような場合に限定され
ず、例えば、その差が大きい場合には、点Ｂについて車
両の先端部が到達した時点からその車両の後端部が到達
した時点に至る時間ＴL ′を求めて（上述した第二のゲ
ート信号と第四のゲート信号との時間差として与えられ
る。）Ｌ′＝Ｖout・ＴL′ の式に示す算術演算を行うことにより、点Ｂからの反射
波に基づく車両の長さＬ′を求め、さらに、上述した長
さＬとの平均（相和平均、相乗平均、重み付け平均の何
れでもよい。）をとって精度を高めることもできる。

【００７８】また、進入速度Ｖinと退避速度Ｖout との
差が無視可能な程度に小さい場合には、上式で示される
長さＬ′の値を以て車両の長さとしてもよい。図１１
は、請求項４に記載の発明に対応した本実施例の動作を
説明する図である。

【００７９】以下、図４〜図６、図９および図１１を参
照して請求項４に記載の発明に対応した本実施例の動作
を説明する。本実施例では、時間カウント部８５は、請
求項１に記載の発明に対応した実施例と同様にして、車
両の先端部および後端部がそれぞれ点Ａと点Ｂとの間を
通過する時間差Ｔf 、Ｔr を求め、かつ請求項２に記載
の発明に対応した実施例と同様にして時間ＴL を求め
る。また、データ処理部８６は、請求項１に記載の発明
に対応した実施例と同様にして受信部８３a、８３b、距
離計測部８４a、８４bおよび時間カウント部８５と連携
し、かつ同じ処理手順に基づいて進入速度Ｖinおよび退
避速度Ｖout を求めると共に、請求項２に記載の発明に
対応した実施例と同じ処理手順に基づいて加速度δＶを
求める。したがって、図１１では、このような処理手順
については、図８と同じ丸番号を付与して示し、ここで
はその説明を省略する。

【００８０】車両の進行方向の長さＬについては、一般
に、図９に斜線（点Ａを通過中に得られる車の長さＬ）
を付して示すように、点Ａ、Ｂ共にその車両の先端部の
到達から後端部の到達した時点で挟まれた期間における
速度を積分することにより、これらの点間における加速
度による誤差を無視せずに得られる。

【００８１】すなわち、長さＬは、点Ａに車両の先端部
が到達した時点と車両の後端部が到達した時点における
速度Ｖ1 、Ｖ1 ′および上述した時間ＴL とに対してＬ＝(Ｖ1＋Ｖ1 ′）・ＴL／２の式で与えられるが、速度Ｖ1 、Ｖ1 ′は、それぞれ上
述した時間差Ｔf 、Ｔrおよび加速度δＶに対してＶ1 ＝Ｖin−δＶ・Ｔf／２Ｖ1 ′＝Ｖout−δＶ・Ｔr／２の式で与えられるので、上式で与えられる長さＬはＬ＝((Ｖin−δＶ・Ｔf／２）＋(Ｖout−δＶ・Ｔr／２))・ＴL／２＝(Ｖin＋Ｖout−δＶ(Ｔf＋Ｔr)／２ )・ＴL／２の式で与えられる。

【００８２】データ処理部８６は、請求項１に記載の発
明に対応した実施例と同様にして進入速度Ｖinおよび退
避速度Ｖout を求め（図１１、）て加速度δＶを算
出する（図１１）と、その時点では上式の右辺の各項
の値が既に与えられたり算出されているので、引き続い
てこのような式で示す算術演算を行うことにより、車両
の長さＬを算出する（図１１）。

【００８３】なお、点Ｂでも同様のＬを求めることがで
きるが、式が以下に変更される。Ｖ2 ＝Ｖin＋δＶ・Ｔf／２Ｖ2 ′＝Ｖout＋δＶ・Ｔr／２Ｌ＝（Ｖ2 ＋Ｖ2 ′）・ＴL′／２このように本実施例によれば、車線の上を走行する車両
について、その車線の上方から車高の相違による誤差分
を確実に抑圧しつつ精度よく進入速度、退避速度、加速
度および進行方向の長さを求めることができる。

【００８４】図１２は、請求項５に記載の発明に対応し
た本実施例の動作を説明する図である。以下、図４〜図
６、図９および図１２を参照して請求項５に記載の発明
に対応した本実施例の動作を説明する。本実施例では、
時間カウント部８５は、請求項１に記載の発明に対応し
た実施例と同様にして、車両の先端部および後端部がそ
れぞれ点Ａと点Ｂとの間を通過する時間差Ｔf 、Ｔr を
求め、かつ請求項２に記載の発明に対応した実施例と同
様にして時間ＴL を求める。また、データ処理部８６
は、請求項１に記載の発明に対応した実施例と同様にし
て受信部８３a、８３b、距離計測部８４a、８４bおよび
時間カウント部８５と連携し、かつ同じ処理手順に基づ
いて進入速度Ｖinおよび退避速度Ｖout を求めると共
に、請求項２に記載の発明に対応した実施例と同じ処理
手順に基づいて加速度δＶを求める。したがって、図１
２では、このような処理手順については、図８と同じ丸
番号を付与して示し、ここではその説明を省略する。

【００８５】距離計測部８４a 、８４b は、それぞれ点
Ａ、Ｂの方向からの反射光に基づいて順次目標（点Ａ、
Ｂに対応した路面あるいはこれらの点に位置する車両）
の相対距離を求めて時系列の順に蓄積する。

【００８６】データ処理部８６には、点Ａ、Ｂ間を通過
し得る車両の全てについて頂部と見なし得る位置を先端
部から路面に沿った相対距離として示す寸法が予め与え
られる。なお、このような頂部と見なされ得る位置は、
全ての車両について所望の精度で車高が与えられる位置
とする。

【００８７】また、データ処理部８６は、進入速度Ｖin
（あるいは退避速度Ｖout)を求めた後にその速度で上述
した寸法を除し、点Ａ（あるいは点Ｂ）について、その
点の上に車両の先端部が到達した時点からその車両の頂
部と見なされ得る位置が到達するまでの所要時間δｔを
算出する（図１２(a))。

【００８８】さらに、データ処理部８６は、距離計測部
８４a(８４b)に蓄積された相対距離の内、第一（第二）
のゲート信号が出力された時点から上述した所要時間δ
ｔ経過した時点で計測された相対距離ｄ1(ｄ2)を読み出
し（図１２(b))、かつｈ1＝Ｌ1−ｄ1 ｈ2＝Ｌ2−ｄ2 の２つ式の何れか一方で示される算術演算を行うことに
より、車高ｈ(ｈ1＝ｈ2)を求める（図１２(c))。

【００８９】このように本実施例によれば、車線の上を
走行する車両について、その車線の上方から車高の相違
による誤差分を確実に抑圧しつつ精度よく進入速度、退
避速度、加速度および進行方向の長さを求め、かつ簡単
な算術演算により車高を求めることができる。

【００９０】図１３は、請求項６に記載の発明に対応し
た本実施例の動作を説明する図である。なお、図８に示
すものと同じ処理については、同じ丸番号を付与して示
し、ここではその説明を省略する。

【００９１】以下、図４〜図６、図９および図１３を参
照して請求項６に記載の発明に対応した本実施例の動作
を説明する。なお、時間差Ｔf 、Ｔr 、時間ＴL 、進入
速度Ｖin、退避速度Ｖout および加速度δＶが求められ
る過程については、請求項５に記載の発明に対応した実
施例と同様であるから、ここではその説明を省略する。

【００９２】距離計測部８４a 、８４b は、それぞれ点
Ａ、Ｂの方向からの反射光に基づいて順次目標（点Ａ、
Ｂに対応した路面あるいはこれらの点に位置する車両）
の相対距離を求めて時系列の順に所定の時間にわたって
蓄積する。

【００９３】データ処理部８６は、進入速度Ｖinを求め
た後にその進入速度で上述した寸法を除し、点Ａについ
て、その点の上に車両の先端部が到達した時点からその
車両の頂部と見なされ得る位置が到達するまでの所要時
間δｔa を算出する（図１３(a))。

【００９４】さらに、データ処理部８６は、距離計測部
８４a に蓄積された相対距離の内、第一のゲート信号が
出力された時点から上述した所要時間δｔa 経過した時
点で計測された相対距離ｄ1 を読み出し（図１３(b))、
かつｈ1＝Ｌ1−ｄ1 の式で示される算術演算を行うことにより、高さｈ1 を
求める。

【００９５】また、データ処理部８６は、退避速度Ｖou
t を求めた後にその速度で上述した寸法を除し、点Ｂに
ついて、その点の上に車両の先端部が到達した時点から
その車両の頂部と見なされ得る位置が到達するまでの所
要時間δｔb を算出する（図１３(a′))。

【００９６】さらに、データ処理部８６は、距離計測部
８４b に蓄積された相対距離の内、第二のゲート信号が
出力された時点から上述した所要時間δｔb 経過した時
点で計測された相対距離ｄ2 を読み出し（図１３
(b′))、かつｈ2＝Ｌ2−ｄ2 の式で示される算術演算を行うことにより、高さｈ2 を
求める。

【００９７】データ処理部８６は、このようにして求め
られた高さｈ1、ｈ2の平均（相和平均、相乗平均、重み
付け平均の何れでもよい。）をとることにより車高ｈ′
を求める（図１３(c′))。

【００９８】このように本実施例によれば、車線の上を
走行する車両について、その車線の上方から車高の相違
による誤差分を確実に抑圧しつつ精度よく進入速度、退
避速度、加速度および進行方向の長さを求め、かつその
加速度による誤差分を軽減して精度よく車高を求めるこ
とができる。

【００９９】図１４は、請求項７に記載の発明に対応し
た本実施例の動作を説明する図である。以下、図４〜図
６および図１４を参照して請求項７に記載の発明に対応
した本実施例の動作を説明する。

【０１００】点Ａ、Ｂと受信部８３a 、８３b の受光面
とを結ぶ線は必ずしもこれらの点で挟まれた車線（路
面）に対して垂直ではないので、上述した請求項６ある
いは請求項７に記載の発明に対応した実施例により求め
られた車高ｈ1(ｈ2)（あるいはｈ′）には、これらの線
の傾斜角に応じた誤差分が含まれる。

【０１０１】データ処理部８６は、点Ａ、Ｂにおける上
述した受光面の仰角θ1 、θ2 が予め与えられ（あるい
は上述した距離Ｌ1 、Ｌ2 に対する距離ＬＨの逆正弦値
として算出し）、車高ｈ1(ｈ2)が求められると、Ｈa ＝ｈ1・sinθ1 Ｈb ＝ｈ2・sinθ2 の何れかの式で示される算術演算を行うことにより上述
した誤差分が補正された車高Ｈa(Ｈb)を算出する（図１
４）。

【０１０２】また、データ処理部８６は、車高ｈ′につ
いては、θ1 、θ2 が同じ値である場合には、Ｈ＝ｈ′・sinθ1 Ｈ＝ｈ′・sinθ2 の何れか一方の式に示す算術演算を行うことにより同様
に誤差分が補正された車高Ｈを算出する（図１４）。

【０１０３】このように本実施例によれば、点Ａ、Ｂに
おける受信部８３a 、８３b の受光面の仰角に応じた車
高の測定誤差が圧縮され、精度が高められる。なお、上
述した実施例では、請求項５または請求項６に記載の発
明に対応した実施例によって求められた車高に対して一
括して補正演算が施されているが、本発明はこのような
補正演算の手順に限定されず、例えば、距離ＬＨ(＝Ｌ1
sinθ1＝Ｌ2・sinθ2）と相対距離ｄ1、ｄ2とに対してＨa ＝ＬＨ−ｄ1・sinθ1 Ｈb ＝ＬＨ−ｄ2・sinθ2 の式で示される算術演算を行ったり、Ｈ＝ＬＨ−((ｈ1＋ｈ2）・sinθ1)／２Ｈ＝ＬＨ−((ｈ1＋ｈ2）・sinθ2)／２の何れか一方の式に示す算術演算を行うことにより車高
を求めてもよい。

【０１０４】また、本実施例では、点Ａ、Ｂにおける受
信部８３a 、８３b の受光面の仰角に基づいてその仰角
に応じた補正演算が行われているが、本発明はこのよう
な仰角に限定されず、例えば、点Ａ、Ｂとこのような受
光面とを結ぶ線とその受光面から車線に対する垂線とで
それぞれ挟まれた角度φ1(θ1 の余角）、φ2(θ2 の余
角）が予め与えられた場合には、上述した各式に含まれ
る項sinθ1、sinθ2に代えてそれぞれcosθ1、cosθ2を
代入して得られる式に基づいても同様の補正処理を行う
ことができる。

【０１０５】さらに、本実施例では、高さＬＨの測定値
が用いられているが、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、その実測値に代えて予め設定された値を
用いてもよい。

【０１０６】図１５は、請求項８に記載の発明に対応し
た本実施例の動作を説明する図である。以下、図４〜図
６および図１５を参照して請求項８に記載の発明に対応
した本実施例の動作を説明する。

【０１０７】データ処理部８６には、図１６に示すよう
に、点Ａ、Ｂ間を通過し得る車両の全ての車種につい
て、先端部から路面に平行な方向の相対距離に相当する
寸法ε1〜εnで示される単数または複数の位置の車高の
値λ1〜λnが予め格納されたテーブルを有する。

【０１０８】また、データ処理部８６は、このような寸
法ε1 〜εn が予め与えられ、上述した請求項５ないし
請求項７の何れかに対応した実施例の処理手順に基づい
てこれらの寸法に個別に対応した車高Λ1 〜Λn を算出
する（図１５）。なお、このような演算の手順につい
ては、ここでは、その説明を省略する。

【０１０９】さらに、データ処理部８６は、このように
求めた車高Λ1 〜Λn について、寸法ε1〜εnに対応さ
せつつ上述したテーブルの内容と相関をとり（図１５
）、その結果得られた相関値が最大となる車種を求め
る（図１５）。

【０１１０】このように本実施例によれば、点Ａ、Ｂ間
を走行する車両の車種がその車両の走行速度の如何にか
かわらず精度よく確実に特定される。なお、上述した実
施例では、相関値が最大値なる車種を求めているが、本
発明はこのような車種の判定演算手順に限定されず、例
えば、寸法ε1 〜εn について、これらの全てあるいは
一部に対応した車高の相関値（テーブルに登録された値
との差分）に車種の判定基準としての重要度に応じた重
み付けを行ったり、識別すべき車種相互間で寸法ε1 〜
εn に対応した値λ1 〜λn の相違が顕著である場合に
は所定の閾値と相関値との大小関係に基づいて識別して
もよい。

【０１１１】以下、図４〜図６を参照して請求項９に記
載の発明に対応した本実施例の動作を説明する。本実施
例では、図６に点線で示すように、送信部８１が点Ａ、
Ｂ(路面(車線))から垂直な方向に高さＬＨ隔たった点に
個別に発光面を形成する２つの発光部（光学系を含
む。）８１_A、８１_Bで構成される。

【０１１２】また、発光部８１_A、８１_Bはパルス発生
部８２から与えられるパルスに応じて変調されたレーザ
光を同時にあるいは予め設定された時間差で出射し、こ
れらのレーザ光はそれぞれ点Ａ、Ｂに照射されるので、
送信部８１から照射されたレーザ光の往路と復路との経
路が異なる。

【０１１３】しかし、レーザ光の出射ビームは、軌道に
対して傾斜している場合に比較して無用に広がらず、か
つ２つ領域の全体にそれぞれ同時に到達する。また、距
離計測部８４a 、８４b は、このような経路の相違を勘
案して受信部８３a 、８３b によって受光された反射波
とのレンジ方向の相関をとることにより測距を行う。

【０１１４】したがって、このようなビームの幅を絞っ
て消費電力を低減しつつ、車線の両端近傍に位置する車
両以外の目標（例えば、街路樹）からの反射光による測
距誤差を軽減することができる。

【０１１５】このように上述した各実施例によれば、車
線上を走行する車両について、多くの処理量を要する複
雑な画像処理が行われていた従来例より単純であって処
理量が少ない測距処理に基づいて、確実にかつ効率的に
速度、加速度および進行方向の長さの測定と車種の識別
とを行うことができる。

【０１１６】なお、上述した各実施例では、送信部８１
および受信部８３a 、８３b が車線（路面）の上方に取
り付けられているが、本発明は、このような取り付け位
置に限定されず、例えば、車線毎にその車線の側部に設
置することにより、車両の幅の計測に供することもでき
る。

【０１１７】さらに、本発明にかかわるトラヒック動態
検出装置は、車線の両側部に対向して個別に配置してそ
の車線の互いに対向する側端部に対する車両側面の距離
（上述した実施例で求められる車高に相当する。）を計
測し、これらの距離の和をその車線の幅から減算するこ
とにより、車両の幅の正確な算出に供することも可能で
ある。

【０１１８】また、本発明にかかわるトラヒック動態検
出装置は、車線を走行する車両の内、加速中のものを検
出したり、このようにして検出された車両の内、進行方
向の危険性（例えば、車線の急激な屈曲やスリップが生
じやすい路面の存在）があることを通知すべきものを識
別したり、ベルトコンベア上の物体やその物体の形状を
検出したり、そのベルトコンベアの速度を検出するため
にも利用可能である。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、２つの領域の間における移動体の軌跡の内、
これらの領域と２つ受光手段の受光面とを結ぶ線で挟ま
れた区間の長さが軌道に対する移動体の頂部あるいは側
面の相対高度の相違に応じて実測され、その移動体の先
端部あるいは後端部がこのような軌道の上に配置された
２つの領域の間の通過時間の実測値で除する演算が行わ
れるので、車両の種類に応じたこのような相対高度の相
違の如何にかかわらず、確実にかつ精度よく進入速度や
退避速度が得られる。

【０１２０】請求項２に記載の発明では、２つの領域で
挟まれた区間における移動体の速度の変化を直線近似
し、このような移動体について、上述した通過時間およ
び進入速度の差分と先端部と後端部とが２つの領域の何
れか一方に到達した時間差との比をとることにより、移
動体の頂部あるいは側部の軌道に対する相対高度の相違
を吸収して精度よく確実に加速度が求められる。

【０１２１】請求項３に記載の発明では、移動体の加速
度が著しく小さい値であったり、軌道に沿った２つの領
域間の距離が極めて小さい場合に、簡単な算術演算によ
り精度よくその車両の軌道に沿った長さが求められる。

【０１２２】請求項４に記載の発明では、軌道に沿って
移動する移動体について、種別に応じた頂部あるいは側
部の軌道に対する相対高度の相違を吸収して精度よく確
実にその軌道に沿った長さが求められる。

【０１２３】請求項５に記載の発明では、２つ領域の一
方における受光手段の仰角がほぼ直角であるときに、移
動体の頂部や側部の軌道に対する相対高度が簡単な算術
演算により精度よく求められる。

【０１２４】請求項６に記載の発明では、２つの領域の
間における移動体の速度の変化による誤差が圧縮され、
移動体の頂部や側部の軌道に対する相対高度が精度よく
得られる。

【０１２５】請求項７に記載の発明では、２つ領域にお
ける受光手段の仰角が直角でないことに起因して生じる
誤差分が圧縮され、移動体の頂部や側部の軌道に対する
相対高度が精度よく求められる。

【０１２６】請求項８に記載の発明では、移動体につい
て、速度の如何にかかわらず、先頭部から軌道に沿って
所定の寸法離れた単一あるいは複数の頂部や側部の相対
高度の値の組み合わせがその軌道に対して確実に求めら
れ、かつその組み合わせに基づいて種別が判定される。

【０１２７】請求項９に記載の発明では、発光手段が２
つの領域における軌道の垂線の上に分離して配置された
２つの系で構成されるので、レーザ光のビームはこれら
の領域の全体にそれぞれ同時に到達し、その軌道に対す
る傾斜角による無用な広がりが生じないので、上述した
進入速度、退避速度、加速度および移動体の長さや相対
高度の計測精度が高められる。

【０１２８】したがって、本発明を適用した高速道路そ
の他の移動体が移動する軌道では、個々の移動体につい
て、多くの処理量を要する複雑な画像処理が行われてい
た従来例より単純な測距処理に基づいて、確実にかつ効
率的に速度、加速度および進行方向の長さの測定と種別
の識別とが行われ、トラヒックの動態を的確に把握した
り、移動体に対して減速や停止を強いることなく課金額
の算定基準を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、９に記載の発明の原理ブロック図で
ある。

【図２】請求項２、３、９に記載の発明の原理ブロック
図である。

【図３】請求項４〜９に記載の発明の原理ブロック図で
ある。

【図４】請求項１〜９に記載の発明に対応した実施例を
示す図である。

【図５】受信部の光学系の構成を示す図である。

【図６】本実施例の動作を説明する図である。

【図７】請求項１に記載の発明に対応した本実施例の動
作フローチャートである。

【図８】請求項２に記載の発明に対応した本実施例の動
作フローチャートである。

【図９】加速度および車体の長さの算出方法を説明する
図である。

【図１０】請求項３に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１１】請求項４に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１２】請求項５に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１３】請求項６に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１４】請求項７に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１５】請求項８に記載の発明に対応した本実施例の
動作フローチャートである。

【図１６】テーブルの構成を示す図である。

【符号の説明】

１１発光手段１２受光手段１３測距手段１４，２１通過時間検出手段１５，２２速度算出手段２３レンジ幅検出手段２４加速度算出手段３１，４１移動体長算出手段５１，６１高度検出手段７１記憶手段７２移動体種別判別手段８１送信部８２パルス発生部８３受信部８４距離計測部８５時間カウント部８６データ処理部８７筐体９０受光素子９１受光レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体が移動する軌道が含まれた覆域に
パルスで変調されたレーザ光を照射する発光手段１１
と、前記覆域の内、前記軌道上の２つの領域とこれらの領域
に位置する移動体とで前記発光手段１１によって照射さ
れたレーザ光が反射して生じる反射光を個別に受光する
受光手段１２a 、１２b と、前記発光手段１１によって照射されたレーザ光と前記受
光手段１２a 、１２bによって受光された反射光とのレ
ンジ方向の相関をとり、その結果に基づいてこれらの受
光手段と前記２つの領域あるいはこれらの領域に位置す
る移動体との相対距離を個別に求める測距手段１３a 、
１３b と、前記受光手段１２a 、１２b によって受光された反射光
について、前記レンジ方向の進みまたは遅れの発生を監
視し、その発生のタイミングの差をとることにより前記
２つの領域の間における前記移動体の通過時間を得る通
過時間検出手段１４と、前記２つの領域と前記受光手段１２a、１２bの受光面と
を結ぶ線分で挟まれた角度と、前記測距手段１３a、１
３bによって個別に求められた相対距離とに基づいて三
角法を適用することにより、前記軌道に沿った前記移動
体の軌跡のこれらの線分で挟まれた長さを求め、その長
さを前記通過時間検出手段１４によって得られた通過時
間で除してこれらの領域に対するその移動体の進入速度
または退避速度を得る速度算出手段１５とを備えたこと
を特徴とするトラヒック動態検出装置。
【請求項２】移動体が移動する軌道が含まれた覆域に
パルスで変調されたレーザ光を照射する発光手段１１
と、前記覆域の内、前記軌道上の２つの領域とこれらの領域
に位置する移動体とで前記発光手段１１によって照射さ
れたレーザ光が反射して生じる反射光を個別に受光する
受光手段１２a 、１２b と、前記発光手段１１によって照射されたレーザ光と前記受
光手段１２a 、１２bによって受光された反射光とのレ
ンジ方向の相関をとり、その結果に基づいてこれらの受
光手段と前記２つの領域あるいはこれらの領域に位置す
る移動体との相対距離を個別に求める測距手段１３a 、
１３b と、前記受光手段１２a 、１２b によって受光された反射光
の前記レンジ方向の進みおよび遅れの発生を監視し、そ
の進みおよび遅れについて個別に発生時点の差をとるこ
とにより、前記移動体の進行方向に沿った両端部の前記
２つの領域の間の通過時間を得る通過時間検出手段２１
と、前記２つの領域と前記受光手段１２a、１２bの受光面と
を結ぶ線分で挟まれた角度と、前記測距手段１３a、１
３bによって個別に求められた相対距離とに基づいて三
角法を適用することにより、前記軌道に沿った前記移動
体の軌跡のこれらの線分で挟まれた長さを求め、その長
さを前記通過時間検出手段１４によって得られた通過時
間で個別に除することにより、これらの領域に対するそ
の移動体の進入速度および退避速度を求める速度算出手
段２２と、前記受光手段１２a、１２bの何れか一方によって受光さ
れた反射光について、前記レンジ方向に進んだ状態を監
視してその状態が連続する時間を計測するレンジ幅検出
手段２３と、前記通過時間検出手段２１によって得られた通過時間の
差分の半値と前記レンジ幅検出手段２３によって計測さ
れた時間との和により、前記進入速度と前記退避速度と
の差分を除して前記移動体の加速度を算出する加速度算
出手段２４とを備えたことを特徴とするトラヒック動態
検出装置。
【請求項３】請求項２に記載のトラヒック動態検出装
置において、前記速度算出手段２２によって求められた進入速度また
は退避速度と前記レンジ幅検出手段２３によって求めら
れた時間との積をとり、前記軌道に沿った移動体の長さ
を得る移動体長算出手段３１を備えたことを特徴とする
トラヒック動態検出装置。
【請求項４】請求項２に記載のトラヒック動態検出装
置において、前記速度算出手段２２によって求められた進入速度と相
対速度との和と、前記通過時間検出手段２１によって得
られた通過時間の和と前記加速度算出手段２４によって
算出された加速度との積との差分の半値と、前記レンジ
幅検出手段２３によって求められた時間との積をとり、
前記軌道に沿った移動体の長さを得る移動体長算出手段
４１を備えたことを特徴とするトラヒック動態検出装
置。
【請求項５】請求項２に記載のトラヒック動態検出装
置において、前記受光手段１２a 、１２b の何れか一方によって受光
された反射光について、レンジ方向に進む変化点を監視
し、その変化点が発生した時点から、予め決められた寸
法と前記速度算出手段２２によって求められた進入速度
または退避速度との比で与えられる時間経過した時点に
おけるレンジ方向の変位量を求め、前記移動体の頂部の
前記軌道に対する相対高度を得る高度検出手段５１を備
えたことを特徴とするトラヒック動態検出装置。
【請求項６】請求項２に記載のトラヒック動態検出装
置において、前記受光手段１２a 、１２b によって個別に受光された
反射光について、前記レンジ方向に進む変化点を監視
し、その変化点が発生した時点から予め決められた寸法
と、前記速度算出手段２２によって求められた進入速度
および退避速度との比で個別に与えられる時間経過した
時点におけるレンジ方向の変位量を求め、両者の平均を
とることにより前記移動体の頂部の軌道に対する相対高
度を得る高度検出手段６１を備えたことを特徴とするト
ラヒック動態検出装置。
【請求項７】請求項５または請求項６に記載のトラヒ
ック動態検出装置において、前記高度検出手段は、求められた変位量にその変位量から軌道に垂直な方向の
成分を抽出する補正を施す手段を含むことを特徴とする
トラヒック動態検出装置。
【請求項８】請求項５ないし請求項７の何れか１項に
記載のトラヒック動態検出装置において、予め決められた単数あるいは複数の寸法に対応した相対
高度の集合が移動体の種別毎に予め蓄積された記憶手段
７１と、前記寸法について前記高度検出手段によって個別に検出
された相対高度を取り込み、前記記憶手段７１に蓄積さ
れた集合との相関をとって前記移動体の種別を判別する
移動体種別判別手段７２とを備えたことを特徴とするト
ラヒック動態検出装置。
【請求項９】請求項１ないし請求項８の何れか１項に
記載のトラヒック動態検出装置において、前記発光手段１１は、単一のあるいは互いに同期した複数のパルスで変調され
たレーザ光を二つの領域に個別に照射する二つの光学系
から構成されたことを特徴とするトラヒック動態検出装
置。