JPH0154759B2 - - Google Patents
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- JPH0154759B2 JPH0154759B2 JP21373882A JP21373882A JPH0154759B2 JP H0154759 B2 JPH0154759 B2 JP H0154759B2 JP 21373882 A JP21373882 A JP 21373882A JP 21373882 A JP21373882 A JP 21373882A JP H0154759 B2 JPH0154759 B2 JP H0154759B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
本発明は、自動車などの移動体の車種と、各車
種毎の通過台数などの交通量を計測する装置に関
する。
先行技術は、超音波を発射して移動体の有無を
検出する。この先行技術では、移動体の有無は検
出することができるけれども、それ単体では速度
を検出することはできない。また渋滞時のように
走行車両の密度が高くなつたときには、一台毎の
検出が困難となり、誤差が大きく、したがつて車
両検知の分解能が悪い。
他の先行技術は、移動体にマイクロ波等を発射
して行なうドプラ効果を用いるいわゆるドプラレ
ーダである。この先行技術では、移動体の速度の
検出を行なうことができるけれども、その測定値
は受信信号のレベルで識別を行なうので、移動体
の反射断面積や、マイクロ波ビームの方向によつ
て誤検出を生じるおそれがある。また感度の調整
を正確に行なうことが困難である。しかも前述の
超音波を用いる先行技術と同様に、車両検知の分
解能が悪い。
本発明の目的は、移動体の交通量を正確に測定
することができる交通量の測定装置を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、車両検知の分解能が向上
された交通量の計測装置を提供することである。
本発明は、支持体5と、
支持体5によつて支持される検出手段6と、
検出手段6からの出力を演算処理する手段8,
31とを含み、
支持体5は、移動体4が走行する道路の移動体
4よりも上方に検出手段6を支持し、
検出手段6は、
道路の検知領域9内の移動体4の像を分光手段
11から第1集光レンズ12を介して第1空間フ
イルタ13に結像し、
分光手段11から分光された光を、第2集光レ
ンズ15を介して第2空間フイルタ16に結像
し、
検知領域9から第1および第2空間フイルタ1
3,16までの光路長は、相互に異なつており、
第1および第2空間フイルタ13,16は、
移動体4の像の移動方向に沿つて隣接した複数の
光電変換素子18a,18bと、
光を検出しない複数の視野限定部分19a,1
9bとが交互に配置され、
光電変換素子18a,18bの一つおきに選ば
れた出力を、それら両出力の差を導出する差動増
幅回路20にそれぞれ与える、そのような構成を
有し、
前記演算処理手段8,31は、第1および第2
空間フイルタ13,16の各増幅回路20の出力
を演算処理することを特徴とする交通量の計測装
置である。
好ましい実施態様では、演算処理手段8,31
は、
第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、
第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、
前記光路長の差をlとするとき
第1集光レンズ12と移動体4との間の距離d
21を、
d21=2/1−2・l
として演算して移動体4の高さHを求めることを
特徴とする。
また好ましい実施態様では、演算処理手段8,
31は、
第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、
第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、
前記光路長の差をlとし、
K1を定数とするとき、
移動体4の速度Vを、
V=1・2/1−2・K1・l
として演算して求めることを特徴とする。
さらにまた好ましい実施態様では、演算処理手
段8,31は、
第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、
第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、
前記光路長の差をlとするとき、
第1集光レンズ12と移動体4との間の距離d
21を、
d21=2/1−2・l
として演算して移動体4の高さHを求め、
この移動体4の高さHに基づいて、その高さH
に対応して予め定めた移動体4の長さLを推定し
て求めることを特徴とする。
本発明の一実施例は、第1図に示される。走行
車線1,2を有する道路3には、自動車などの移
動体4が走行する。道路3の上方には、支持体5
によつて各走行車線1,2毎に、本発明に従う検
出手段6,7がそれぞれ設けられる。検出手段
6,7からの出力は、演算装置8によつて演算さ
れる。このようにして各走行車線1,2毎の交通
量が計測される。検出手段6,7による検知領域
9,10は、走行車線1,2の幅に合わせて最適
に設定される。この検知領域9,10が狭すぎる
と、移動体4の計数誤差が生じる。これとは逆
に、検知領域9,10が広すぎると、走行車線
1,2の両方に対応した検出手段6,7によつ
て、移動体4が重複して検出されることになる。
第2図は、検出手段6または7の具体的な構成
を示す系統図である。支持体4の像は、ハーフミ
ラー11から集光レンズ12を介して空間フイル
タ13に結像される。またハーフミラー11によ
つて反射された光は、もう1つのミラー14から
集光レンズ15を経て、空間フイルタ16に結像
される。集光レンズ12,15は、同一の構成を
有する。空間フイルタ13,16は同一の構成を
有する。
第3図は、空間フイルタ13の平面図である。
この空間フイルタ13は、移動体4の移動方向1
7に沿つて隣接した光電変換素子18a,18b
と、光を検出しない視野限定部分19a,19b
とが交互に配置されて1組が構成され、このよう
な組が複数配置される。これらの光電変換素子1
8a,18bおよび視野限定部分19a,19b
の走行方向17に沿う長さは、第3図示のとおり
であり、各組は全長2aである。差動増幅回路2
0の各入力には、光電変換素子18a,18bの
一つおきに選ばれた出力が与えられる。差動増幅
回路20には、一方の入力に与えられた信号レベ
ルから他方の入力に与えられた信号レベルを差し
引いたレベルを有する信号を導出する。このよう
な空間フイルタ13は、第4図に示される透過率
分布を有する2値有極性柵状レテイクルとして当
業者によく知られている。このような空間フイル
タ13では、進行方向17に対して、1次元狭帯
域通過特性を有し、移動体4の不規則な放射輝き
分布の中から特定の空間周波数成分を抽出するこ
とができる。この空間周波数成分が光電変換素子
18a,18bによつて電気信号の周波数に変換
され、差動増幅回路20の出力には、移動体4の
走行速度に比例した信号が得られる。光電変換素
子18a,18bとしては、たとえばシリコンな
どによつて実現されたホトダイオードが好適す
る。
第3図に示される長方形のレテイクルパターン
に代えて、第5図に示されるように2重平行四辺
形のレテイクルパターンであつてもよく、また第
6図に示されるように平行四辺形のレテイクルパ
ターンであつてもよい。このような第5図および
第6図に示されるレテイクルパターンによれば、
低域サイドローブ成分を低減することができると
いう利点がある。もう1つの空間フイルタ16も
また同様な構成を有する。
空間フイルタ13,16からの出力の電気信号
の周波数を1+2とし、第2図に示されるように
集光レンズ12,15と空間フイルタの結像面ま
での距離をd11,d12とし、一方の集光レン
ズ12と移動体4との間の距離をd21とし、も
う一つの集光レンズ15と移動体4までの光路長
をd22とし、移動体4の速度をVとし、空間フ
イルタ13,16の対を成すレテイクルの幅を2
a(第3図参照)とすると、第1式および第2式
が成立する。
1=1/2a・d1/d21・V ……(1)
2=1/2a・d1/d22・V ……(2)
この実施例では、
d11=d12≡d1 ……(3)
とし、
d22−d21=l ……(4)
とする。なお本発明の他の考え方によれば、d11
≠d12であつてもよい。
したがつて、
d21=2/1−2・l ……(5)
V=1・2/1−2・l/k ……(6)
ただし、k=d1/2a ……(7)
第5式および第6式によれば、移動体4までの
距離d21と移動体4の速度Vとが求められるこ
とが判る。さらに、移動体4の高さすなわち車高
Hは、第1図、第2図および第5式より求められ
る。
H=h−2/1−2l ……(8)
ここで、hは走行車線1,2の表面から集光レン
ズ12までの距離である。
第7図は検出手段13,16に関連する電気回
路のブロツク図である。検出手段13に含まれて
いる差動増幅器20からの出力は、増幅回路22
によつて増幅され、バンドパスフイルタ23によ
つて雑音が取り除かれ、ライン24から矩形波に
整形するパルス整形回路25と、レベル弁別を行
なう回路26とに与えられる。同様にして検出手
段16からの出力は、増幅回路27によつて増幅
され、バンドパスフイルタ28によつて雑音が除
去され、ライン29から矩形波に整形するための
パルス整形回路30に与えられる。パルス整形回
路25,30およびレベル弁別回路26からの出
力は、マイクロプロセツサを含む処理回路31に
与えられ、交通量の情報が演算処理される。
第8図は、レベル弁別回路26の具体的な構成
を示すブロツク図である。ライン24を介するバ
ンドパスフイルタ23からの信号は、例えば、第
9図1の波形を有する。この信号は、検波回路3
2によつて正または負のいずれか一方の一極性だ
け、たとえばこの実施例では正極性だけの包絡線
検波が行なわれる。この包絡線検波出力は、比較
回路33の一方の入力に与えられる。比較回路3
3の他方の入力には、弁別レベルを設定する設定
回路34からの出力が与えられる。比較回路33
は、検波回路32からの出力が設定回路34によ
つて設定された弁別レベルを超える期間だけハイ
レベルの信号を第9図2に示されるように導出す
る。
第10図を参照して、第7図の動作をさらに詳
しく説明する。空間フイルタ13から増幅回路2
2を経て、バンドパスフイルタ23によつて雑音
が除去されてライン24に導出される信号は、周
波数1を有し、例えば第10図1に示される波形
を有する。パルス整形回路25は、このライン2
4の信号を矩形波に整形して、第10図2に示さ
れる矩形波を導出する。この矩形波の周期W1
は、空間フイルタの長さ2aを移動体4の像が通
過する時間に対応している。同様にして、もう1
つのバンドパスフイルタ28からライン29に導
出される信号は、周波数2を有し、第10図(3)の
波形を有する。パルス整形回路30は、このライ
ン29の信号を矩形波に整形して、第10図4に
示される波形を有する信号を導出する。この周期
W2は、検出手段16に含まれている空間フイル
タの長さ2aを移動体4の像が通過するに要する
時間に対応している。処理回路31において用い
られる基準クロツク信号は、第10図5に示され
ているように、高い周波数を有する。ライン24
を介する信号が入力される検波回路32からの出
力は、第10図6に示されているとおりであり、
この検波出力は、設定回路34において設定され
た基準レベルl1によつてレベル弁別される。こ
れによつて比較回路33からは、第10図7で示
される信号が導出される。これによつて比較回路
33からの出力は、検波回路32から導出される
検波信号から、時間Td1およびTd2だけ遅延さ
れることになる。
処理回路31では、パルス整形回路25,30
からの出力の周波数1,2を計測し、またレベル
弁別回路26からのレベル弁別された信号を受信
し、移動体4の車速Vを第6式に基づいて求め、
また第8式に基づいて高さすなわち自動車の車高
Hを求める。この車高Hに対応して移動体4の車
長Lを例えば、第1表に基づいて推定する。
The present invention relates to an apparatus for measuring the types of moving objects such as automobiles and the traffic volume, such as the number of passing vehicles for each type of vehicle. The prior art detects the presence or absence of a moving object by emitting ultrasonic waves. Although this prior art can detect the presence or absence of a moving object, it cannot detect the speed of the moving object alone. Furthermore, when the density of vehicles is high, such as during traffic jams, it becomes difficult to detect each vehicle individually, resulting in large errors and poor vehicle detection resolution. Another prior art is the so-called Doppler radar, which uses the Doppler effect by emitting microwaves or the like to a moving object. Although this prior art technology can detect the speed of a moving object, the measured value is identified based on the level of the received signal, so false detection may occur depending on the reflection cross section of the moving object or the direction of the microwave beam. may occur. Furthermore, it is difficult to accurately adjust the sensitivity. Moreover, like the prior art technology using ultrasound described above, the resolution of vehicle detection is poor. An object of the present invention is to provide a traffic volume measuring device that can accurately measure the traffic volume of moving bodies. Another object of the present invention is to provide a traffic volume measuring device with improved vehicle detection resolution. The present invention comprises: a support 5; a detection means 6 supported by the support 5; a means 8 for processing the output from the detection means 6;
31, the support 5 supports the detection means 6 above the moving object 4 on the road on which the moving object 4 travels, and the detection means 6 detects an image of the moving object 4 within the detection area 9 of the road. An image is formed on the first spatial filter 13 from the spectroscopic means 11 via the first condensing lens 12, and an image of the separated light from the spectroscopic means 11 is formed on the second spatial filter 16 via the second condensing lens 15. and from the detection area 9 to the first and second spatial filters 1
The optical path lengths up to 3 and 16 are different from each other, and the first and second spatial filters 13 and 16 have a plurality of photoelectric conversion elements 18a and 18b adjacent to each other along the moving direction of the image of the moving body 4, Multiple viewing-limiting parts 19a, 1 that do not detect light
9b are arranged alternately, and each output selected from every other photoelectric conversion element 18a, 18b is given to a differential amplifier circuit 20 that derives the difference between the two outputs. The arithmetic processing means 8, 31 include first and second
This is a traffic volume measuring device characterized in that it performs arithmetic processing on the outputs of the respective amplifier circuits 20 of the spatial filters 13 and 16. In a preferred embodiment, the arithmetic processing means 8, 31
When the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, and the difference in optical path length is l, the difference between the first condensing lens 12 and the moving body 4 is distance d
21 is calculated as d21=2/1-2·l to obtain the height H of the moving body 4. Further, in a preferred embodiment, the arithmetic processing means 8,
31, when the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, the difference in the optical path length is l, and K1 is a constant, the velocity V of the moving body 4 is , V=1・2/1−2・K1・l. Furthermore, in a preferred embodiment, the arithmetic processing means 8, 31, when the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, and the difference in the optical path length is l, Distance d between the first condensing lens 12 and the moving body 4
21 as d21=2/1-2・l to find the height H of the moving body 4, and based on the height H of the moving body 4, the height H
It is characterized in that the length L of the moving body 4 determined in advance is estimated and determined in accordance with the above. One embodiment of the invention is shown in FIG. A moving object 4 such as a car runs on a road 3 having driving lanes 1 and 2. Above the road 3 is a support 5.
Accordingly, detection means 6, 7 according to the invention are provided for each driving lane 1, 2, respectively. The outputs from the detection means 6 and 7 are calculated by a calculation device 8. In this way, the traffic volume for each driving lane 1 and 2 is measured. The detection areas 9 and 10 by the detection means 6 and 7 are optimally set according to the widths of the driving lanes 1 and 2. If the detection areas 9 and 10 are too narrow, errors in counting the moving objects 4 will occur. On the contrary, if the detection areas 9 and 10 are too wide, the moving object 4 will be detected redundantly by the detection means 6 and 7 corresponding to both the driving lanes 1 and 2. FIG. 2 is a system diagram showing a specific configuration of the detection means 6 or 7. An image of the support body 4 is formed from a half mirror 11 through a condensing lens 12 onto a spatial filter 13 . Further, the light reflected by the half mirror 11 passes through another mirror 14, a condensing lens 15, and is imaged on a spatial filter 16. Condensing lenses 12 and 15 have the same configuration. Spatial filters 13 and 16 have the same configuration. FIG. 3 is a plan view of the spatial filter 13.
This spatial filter 13 is arranged in the moving direction 1 of the moving body 4.
Photoelectric conversion elements 18a, 18b adjacent along 7
and limited field of view parts 19a and 19b that do not detect light.
are arranged alternately to form one set, and a plurality of such sets are arranged. These photoelectric conversion elements 1
8a, 18b and limited field of view parts 19a, 19b
The length along the running direction 17 is as shown in the third figure, and each set has a total length 2a. Differential amplifier circuit 2
0 inputs are given outputs selected from every other photoelectric conversion element 18a, 18b. The differential amplifier circuit 20 derives a signal having a level obtained by subtracting the signal level applied to one input from the signal level applied to the other input. Such a spatial filter 13 is well known to those skilled in the art as a binary polar fence-like reticle having a transmittance distribution shown in FIG. Such a spatial filter 13 has a one-dimensional narrow band pass characteristic with respect to the traveling direction 17, and can extract a specific spatial frequency component from the irregular radiance distribution of the moving body 4. This spatial frequency component is converted into the frequency of an electric signal by the photoelectric conversion elements 18a and 18b, and a signal proportional to the traveling speed of the moving body 4 is obtained as the output of the differential amplifier circuit 20. As the photoelectric conversion elements 18a and 18b, photodiodes made of silicon or the like are suitable, for example. Instead of the rectangular reticle pattern shown in FIG. 3, it may be a double parallelogram reticle pattern as shown in FIG. 5, or a parallelogram reticle pattern as shown in FIG. It may be a reticle pattern. According to the reticle pattern shown in FIGS. 5 and 6,
This has the advantage that low-frequency sidelobe components can be reduced. Another spatial filter 16 also has a similar configuration. The frequency of the electrical signals output from the spatial filters 13 and 16 is set to 1+2, and the distances between the condenser lenses 12 and 15 and the image plane of the spatial filter are set to d11 and d12 as shown in FIG. The distance between the optical lens 12 and the moving body 4 is d21, the optical path length between the other condensing lens 15 and the moving body 4 is d22, the speed of the moving body 4 is V, and the distance between the spatial filters 13 and 16 is The width of the paired reticle is 2
a (see FIG. 3), the first and second equations hold true. 1=1/2a・d1/d21・V ...(1) 2=1/2a・d1/d22・V ...(2) In this example, d11=d12≡d1 ...(3) and d22 -d21=l...(4). According to another idea of the present invention, d11
≠d12. Therefore, d21=2/1-2・l...(5) V=1・2/1-2・l/k...(6) However, k=d1/2a...(7) Fifth According to the equation and the sixth equation, it can be seen that the distance d21 to the moving object 4 and the speed V of the moving object 4 can be obtained. Further, the height of the moving body 4, that is, the vehicle height H, is determined from FIGS. 1, 2, and Equation 5. H=h-2/1-2l (8) Here, h is the distance from the surface of the driving lanes 1 and 2 to the condenser lens 12. FIG. 7 is a block diagram of the electrical circuitry associated with the detection means 13 and 16. The output from the differential amplifier 20 included in the detection means 13 is transmitted to the amplifier circuit 22.
The signal is amplified by a bandpass filter 23, noise is removed by a bandpass filter 23, and the signal is applied from a line 24 to a pulse shaping circuit 25 that shapes it into a rectangular wave and a circuit 26 that performs level discrimination. Similarly, the output from the detection means 16 is amplified by an amplifier circuit 27, noise is removed by a band-pass filter 28, and is applied from a line 29 to a pulse shaping circuit 30 for shaping into a rectangular wave. Outputs from the pulse shaping circuits 25, 30 and the level discrimination circuit 26 are given to a processing circuit 31 including a microprocessor, where information on traffic volume is processed. FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the level discrimination circuit 26. The signal from bandpass filter 23 via line 24 has, for example, the waveform of FIG. 91. This signal is transmitted to the detection circuit 3
2 performs envelope detection of only one polarity, either positive or negative, for example, only of positive polarity in this embodiment. This envelope detection output is given to one input of the comparison circuit 33. Comparison circuit 3
The other input of No. 3 is given an output from a setting circuit 34 that sets the discrimination level. Comparison circuit 33
derives a high level signal as shown in FIG. 92 only during the period in which the output from the detection circuit 32 exceeds the discrimination level set by the setting circuit 34. The operation shown in FIG. 7 will be explained in more detail with reference to FIG. 10. From the spatial filter 13 to the amplifier circuit 2
2, the noise is removed by a bandpass filter 23, and the signal is led out to a line 24, which has a frequency 1 and has a waveform, for example, as shown in FIG. 10. The pulse shaping circuit 25
4 is shaped into a rectangular wave to derive the rectangular wave shown in FIG. Period W1 of this square wave
corresponds to the time it takes for the image of the moving body 4 to pass through the length 2a of the spatial filter. Similarly, one more
The signal derived from the two bandpass filters 28 onto the line 29 has a frequency of 2 and a waveform as shown in FIG. 10(3). The pulse shaping circuit 30 shapes the signal on the line 29 into a rectangular wave to derive a signal having the waveform shown in FIG. This period W2 corresponds to the time required for the image of the moving body 4 to pass through the length 2a of the spatial filter included in the detection means 16. The reference clock signal used in processing circuit 31 has a high frequency, as shown in FIG. line 24
The output from the detection circuit 32 to which the signal is input is as shown in FIG.
This detected output is subjected to level discrimination based on the reference level l1 set in the setting circuit 34. As a result, a signal shown in FIG. 10 is derived from the comparison circuit 33. As a result, the output from the comparison circuit 33 is delayed from the detection signal derived from the detection circuit 32 by the times Td1 and Td2. In the processing circuit 31, pulse shaping circuits 25, 30
2, and receives the level-discriminated signal from the level discrimination circuit 26, and calculates the vehicle speed V of the moving body 4 based on the sixth formula,
Further, the height, that is, the vehicle height H of the automobile is determined based on the eighth equation. Corresponding to this vehicle height H, the vehicle length L of the mobile object 4 is estimated based on, for example, Table 1.
【表】
さらに、車速Vおよび車長推定値Lに基づいて移
動体4の通過台数の計数を行なう。
周波数1,2の計測精度は、本件交通量の計測
装置の精度を決定するので、重要である。検出さ
れる周波数1,2は検出手段13,16のレテイ
クルパターンの形状、ハーフミラー11、ミラー
14および集光レンズ12,15を含む光学系の
寸法、および移動体4の車速に依存して定まる。
検出手段13,16からの出力は、移動体4が走
行車線1,2の検知領域9,10を通過するとき
だけ発生する一過性の信号であるので、波数が限
定される。そこで、検出手段13,16からの信
号したがつてパルス整形回路25,30からの出
力の周期を複数nの周期にわたつて測定し、その
平均値を求め、その周期の平均値の逆数を演算し
て周波数を高精度で求める方法が適する。nはた
とえば10程度が適当であろうと発明者は定めた。
図示の実施例では、1>2となる。
レベル弁別回路26からの出力は、検知領域9
を移動体4が移動中に発生する論理「1」または
論理「0」のパルス信号である。他の実施例とし
て、バンドパスフイルタ23からの出力をアナロ
グ/デジタル変換して処理回路31に与え、プロ
グラムの実行によつてレベル弁別するようにして
もよい。
処理回路31における処理タイミングに関して
は、周波数1,2を交互に計測している。処理時
間を短縮するために並列処理をするようにしても
よい。なお周波数1,2は、前述のように複数n
の周期の平均値を1,2とすると第9式および
第10式で示される。
1=1/T1 ……(9)
2=1/T2 ……(10)
第11図1に示されるバンドパスフイルタ23
からの出力波形と、レベル弁別回路26によつて
レベル弁別して得られた第11図2に示される波
形は、処理回路31に入力される。移動体4が検
知領域9または10を通過する時間のうち最初の
時間Ta中に周波数1,2を計測し、車速Vと車
高Hとを求める。周波数1,2の計測タイミング
には次の2通りの方式がある。この2つの方式の
相違は、車高Hをどのタイミングでとらえるかに
あり、主に移動体4が乗用車である場合に問題と
なる。
第12図は、時間Taにおけるバンドパスフイ
ルタ23からの出力波形を拡大して示す。
第13図に示されるように、乗用車では、ボン
ネツト部35、ルーフ部36およびリア部37に
おいて車高Ha,Hb,Hcが異なり、車長Lに関
しては、ボンネツト部35、ルーフ部36および
リア部37において長さLa,Lb,Lcをそれぞれ
有する。
1つの計測タイミングの方式は、移動体4の先
端から長さLaまでの受信信号に基づいて周波数
1,2を計測し、ボンネツト部35の平均高さ
Haを求める。この場合、受信信号の周波数nは
長さLaの通過時間内に納まるように決める。
他の計測タイミングの方式は、ルーフ部36に
対応したバンドパスフイルタ23,,28からの
出力に基づいてルーフ部36の平均高さHbを求
める。この場合、ボンネツト部35に対応した最
初の期間Ta1(第12図参照)で車速Vを求め、
ボンネツト部36の通過時間rを推定してその時
間rを設定し、この時間r経過後にルーフ部36
に対応した時間Ta2の期間に周波数1,2の計
測演算を行なう。
このような周波数1,2の計測タイミング方式
のいずれによつても乗用車ならびにバスおよびト
ラツクの相互の識別は可能であり、またこれら2
つの方式を複合して用いることによつてさらに細
かい車種の識別も可能である。たとえば長さLa,
Lb,Lcを計測することによつて移動体4の断面
形状を認識するとができる。
時間Taにおいて演算して求めた車高Hを、予
め定めたしきい値と比較することによつて車長L
を前述の第1表に基づいて推定する。この車長L
と車速Vとから、信号継続時間Tを以下のように
して定める。
第14図を参照して、移動体4の進行方向17
の検知領域9,10の長さをLDとすると、検知
領域9,10を移動体4が通過する時間T0は第
11式から求められる。このとき移動体4の速度V
は一定とする。
T0=L+LD/V ……(11)
移動体4を位置38において検知した後、車速
Vを演算して求めるまでの処理時間をαとする
と、信号継続時間Tは第12式で表わされる。ここ
で処理時間αは時間Taと必ずしも一致しない。
T=T0−α
=L+LD/V−α ……(12)
この信号継続時間Tを求めた後、予め定めた値
m(ただしm>1)に基づいて、時間T/mだけ
経過した時刻40(第11図参照)に、レベル弁
別回路26からの出力が論理「0」であるか否か
を判別する。レベル別便回路26からの出力が論
理「0」でないとき、すなわち論理「1」である
ときには検知領域9,10を移動体4が通過して
いるものと判断する。レベル弁別回路26からの
出力が論理「0」であるときには、車速Vおよび
車高Hの検出は誤りであると判断する。値mは、
車両計数誤差に影響を与える。たとえばこの値m
を適切な値に選ぶことによつて、移動体4が乗用
車であるかまたは2論車であるか区別をすること
もできる。
時刻40からさらに
ΔT=(1−1/m)T+β ……(13)
だけ経過した時刻41から最初の処理に戻る。こ
こでβは安全定数であり時間Tの計算に車長Lを
用いていることに起因する補正項である。
(1−1/m)T
だけでは、車長Lが実際よりも短いときに受信信
号が継続していることになり、不要な処理が行な
われてしまうおそれがある。また直接、処理に影
響を与えることはないけれども、レベル検出の立
下り遅れ時間Td2によつてレベル弁別回路26
からの出力は論理「1」のままである。このよう
な要因を取除くために値βを導入する。βは後続
車両との車間距離分解能を決定する。またこのβ
は、車速Vの関数として第13式で与えるのが適当
である。
β=Ls/V ……(14)
ここで、Lsは距離の単位として与えられる。
第15図を参照して、処理回路31の動作を説
明する。ステツプn1の交通量の演算を行なうに
あたつてはステツプn2に移り、検出手段13か
らの出力があるか否かを判断し、それがあるとき
にはステツプn3に移り、第9式および第10式に
基づいて周波数1,2を計測する。ステツプn4
では第6式と第8式に基づいて速度Vおよび車高
Hを演算する。ステツプn5,n7,n9では車
高Hを第1表に基づいてあらかじめ定めた値H
1,H2,H3と比較する。
ステツプn5〜n9において、車高Hが予め定
めた値H1〜H3によつて比較された結果、ステ
ツプn6,n8,n10,n=11のいずれかで車
長Lが推定値L1,L2,L3,L4として推定
される。
ステツプn12では、このようにして推定され
た車長Lを用いて第12式によつて信号継続時間T
を設定する。ステツプn13において、時間T/
mだけ遅延し、ステツプn14ではレベル弁別回
路26の出力Rが論理「0」であるか否かが判断
される。このようにしてステツプn13,n14
では、移動体4が検出すべき車両であつたか否か
が判断される。レベル弁別回路26からの出力が
論理「0」であるときには、ステツプn18にお
いて誤検出とし、ステツプn2に戻る。レベル弁
別回路26からの出力が論理「1」であるときに
は、ステツプn15に移り、交通量の情報出力を
行なう。ステツプn16では値βを第14式に基づ
いて演算する。ステツプn17では第13式に基づ
いて時間ΔTを算出し、後続の車両の誤検出を防
ぎ、再びステツプn12に戻る。
交通量の情報出力は、例えばシリアル16ビツト
のデジタル量で出力する場合、その内容は例えば
第2表のように表わされる。[Table] Furthermore, the number of passing moving objects 4 is counted based on the vehicle speed V and the estimated vehicle length L. The measurement accuracy of frequencies 1 and 2 is important because it determines the accuracy of the traffic measurement device. The detected frequencies 1 and 2 depend on the shape of the reticle pattern of the detection means 13 and 16, the dimensions of the optical system including the half mirror 11, the mirror 14, and the condensing lenses 12 and 15, and the vehicle speed of the moving body 4. Determined.
Since the outputs from the detection means 13 and 16 are transient signals that are generated only when the moving object 4 passes through the detection areas 9 and 10 of the driving lanes 1 and 2, the wave number is limited. Therefore, the cycles of the signals from the detection means 13 and 16, and therefore the outputs from the pulse shaping circuits 25 and 30, are measured over a plurality of n cycles, the average value thereof is determined, and the reciprocal of the average value of the cycles is calculated. A method that calculates the frequency with high accuracy is suitable. The inventor determined that, for example, about 10 would be appropriate for n.
In the illustrated embodiment, 1>2. The output from the level discrimination circuit 26 is the detection area 9
is a logic "1" or logic "0" pulse signal generated while the moving body 4 is moving. As another embodiment, the output from the bandpass filter 23 may be analog/digital converted and provided to the processing circuit 31, and the level may be discriminated by executing a program. Regarding the processing timing in the processing circuit 31, frequencies 1 and 2 are measured alternately. Parallel processing may be performed to shorten processing time. Note that frequencies 1 and 2 are multiple n as described above.
Assuming that the average value of the period is 1 and 2, the following equations are shown. 1=1/T1...(9) 2=1/T2...(10) Bandpass filter 23 shown in FIG.
11 and the waveform shown in FIG. 11 obtained by level discrimination by the level discrimination circuit 26 are input to the processing circuit 31. Frequencies 1 and 2 are measured during the first time Ta during which the moving object 4 passes through the detection area 9 or 10, and the vehicle speed V and vehicle height H are determined. There are two methods for the measurement timing of frequencies 1 and 2: The difference between these two methods lies in the timing at which the vehicle height H is determined, which is a problem mainly when the moving object 4 is a passenger car. FIG. 12 shows an enlarged view of the output waveform from the bandpass filter 23 at time Ta. As shown in FIG. 13, in a passenger car, the bonnet section 35, roof section 36, and rear section 37 have different vehicle heights Ha, Hb, and Hc. 37 and have lengths La, Lb, and Lc, respectively. One measurement timing method is to calculate the frequency based on the received signal from the tip of the moving body 4 to the length La.
Measure 1 and 2 and find the average height of the bonnet part 35.
Find Ha. In this case, the frequency n of the received signal is determined so as to fall within the transit time of the length La. Another measurement timing method calculates the average height Hb of the roof portion 36 based on the outputs from the band pass filters 23, 28 corresponding to the roof portion 36. In this case, the vehicle speed V is determined during the first period Ta1 (see FIG. 12) corresponding to the bonnet portion 35,
The passage time r of the bonnet part 36 is estimated and the time r is set, and after this time r has elapsed, the roof part 36 is
Measurement calculations for frequencies 1 and 2 are performed during a period of time Ta2 corresponding to . It is possible to identify passenger cars, buses, and trucks from each other using either of these measurement timing methods for frequencies 1 and 2, and
By using the two methods in combination, it is possible to identify vehicle types in even more detail. For example, the length La,
By measuring Lb and Lc, the cross-sectional shape of the moving body 4 can be recognized. The vehicle length L is calculated by comparing the vehicle height H calculated at time Ta with a predetermined threshold value.
is estimated based on Table 1 above. This commander L
The signal duration time T is determined from the vehicle speed V and the vehicle speed V as follows. With reference to FIG. 14, the traveling direction 17 of the moving body 4
If the length of the detection areas 9 and 10 is LD, the time T0 for the moving object 4 to pass through the detection areas 9 and 10 is
It can be found from Equation 11. At this time, the speed V of the moving body 4
is constant. T0=L+LD/V (11) When α is the processing time from when the moving object 4 is detected at the position 38 to when the vehicle speed V is calculated, the signal duration time T is expressed by Equation 12. Here, the processing time α does not necessarily match the time Ta. T=T0-α =L+LD/V-α...(12) After finding this signal duration time T, time 40 is determined based on a predetermined value m (however, m>1), when time T/m has elapsed. (See FIG. 11), it is determined whether the output from the level discrimination circuit 26 is logic "0" or not. When the output from the level-specific flight circuit 26 is not logic "0", that is, when it is logic "1", it is determined that the moving object 4 is passing through the detection areas 9 and 10. When the output from the level discrimination circuit 26 is logic "0", it is determined that the detection of the vehicle speed V and vehicle height H is erroneous. The value m is
Affects vehicle counting error. For example, this value m
By selecting an appropriate value for , it is possible to distinguish whether the moving object 4 is a passenger car or a binary vehicle. The process returns to the first process at time 41, which has elapsed by ΔT=(1-1/m)T+β (13) from time 40. Here, β is a safety constant and is a correction term due to the fact that the vehicle length L is used to calculate the time T. (1-1/m)T alone means that the received signal continues when the vehicle length L is shorter than it actually is, and there is a risk that unnecessary processing will be performed. Although it does not directly affect the processing, the level discrimination circuit 26
The output from remains a logic "1". A value β is introduced to remove such factors. β determines the resolution of the distance between the following vehicle and the following vehicle. Also this β
is appropriately given by Equation 13 as a function of vehicle speed V. β=Ls/V...(14) Here, Ls is given as a unit of distance. The operation of the processing circuit 31 will be explained with reference to FIG. When calculating the traffic volume in step n1, the process moves to step n2, and it is determined whether or not there is an output from the detection means 13. If there is an output, the process moves to step n3, and equations 9 and 10 are used. Measure frequencies 1 and 2 based on. step n4
Now, the speed V and the vehicle height H are calculated based on the sixth and eighth equations. In steps n5, n7, and n9, the vehicle height H is set to a predetermined value H based on Table 1.
Compare with 1, H2, and H3. In steps n5 to n9, the vehicle height H is compared with predetermined values H1 to H3, and as a result, in steps n6, n8, n10, or n=11, the vehicle length L is set to the estimated value L1, L2, or L3. , L4. In step n12, the signal duration time T is determined by Equation 12 using the vehicle length L estimated in this way.
Set. In step n13, time T/
There is a delay of m, and in step n14 it is determined whether the output R of the level discrimination circuit 26 is logic "0". In this way, steps n13 and n14
Then, it is determined whether the moving object 4 is a vehicle to be detected. If the output from the level discrimination circuit 26 is logic "0", it is determined to be an erroneous detection in step n18, and the process returns to step n2. When the output from the level discrimination circuit 26 is logic "1", the process moves to step n15, and information on traffic volume is output. In step n16, the value β is calculated based on the 14th equation. In step n17, time ΔT is calculated based on equation 13 to prevent erroneous detection of the following vehicle, and the process returns to step n12. When outputting traffic information as a serial 16-bit digital quantity, the contents are expressed as shown in Table 2, for example.
【表】
以上のように本発明によれば、互いに光路長の
異なる2つの光学系とその光学系によつて結像さ
れる空間フイルタとを用い、その空間フイルタの
出力によつて移動体の高さを計測して交通量を計
測するようにしたので、移動体の交通量を正確に
測定することができるとともに、空間フイルタの
使用によつて車両検知の分解能が向上される。[Table] As described above, according to the present invention, two optical systems having different optical path lengths and a spatial filter formed by the optical systems are used, and the output of the spatial filter is used to detect a moving body. Since the traffic volume is measured by measuring the height, the traffic volume of moving objects can be accurately measured, and the resolution of vehicle detection is improved by using a spatial filter.
第1図は本発明の一実施例の全体の斜視図、第
2図は検出手段6の具体的な構成を示す系統図、
第3図は空間フイルタ13の正面図、第4図は空
間フイルタの透過率分布を示す図、第5図および
第6図は本発明の他の実施例の空間フイルタのレ
イテイクルパターンを示す図、第7図は演算装置
8を含む電気回路のブロツク図、第8図はレベル
弁別回路26の具体的な構成を示すブロツク図、
第9図は第8図に示されたレベル弁別回路26の
動作を説明するための波形図、第10図は第7図
の電気回路の動作を説明するための波形図、第1
1図は移動体4の台数を計数する本発明の考え方
を説明するための波形図、第12図はバンドパス
フイルタ23からの出力波形の拡大図、第13図
は移動体4としての乗用車の側面図、第14図は
移動体が連続して走行している状態を示す平面
図、第15図は処理回路31の動作を説明するた
めのフローチヤートである。
1,2…走行車線、3…道路、4…移動体、
6,7…検出手段、9,10…検知領域、11…
ハーフミラー、12,15…集光レンズ、14…
ミラー、13,16…空間フイルタ、22,27
…増幅回路、23,28…バンドパスフイルタ、
25,30…パルス整形回路、26…レベル弁別
回路、31…処理回路。
FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram showing a specific configuration of the detection means 6,
FIG. 3 is a front view of the spatial filter 13, FIG. 4 is a diagram showing the transmittance distribution of the spatial filter, and FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the ray take pattern of the spatial filter of other embodiments of the present invention. , FIG. 7 is a block diagram of an electric circuit including the arithmetic unit 8, FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the level discrimination circuit 26,
9 is a waveform diagram for explaining the operation of the level discrimination circuit 26 shown in FIG. 8, FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the operation of the electric circuit shown in FIG.
1 is a waveform diagram for explaining the idea of the present invention for counting the number of moving objects 4, FIG. 12 is an enlarged view of the output waveform from the bandpass filter 23, and FIG. 13 is a waveform diagram of a passenger car as the moving object 4. 14 is a side view, FIG. 14 is a plan view showing a state in which the moving body is continuously running, and FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 31. 1, 2... Driving lane, 3... Road, 4... Moving object,
6, 7...detection means, 9,10...detection area, 11...
Half mirror, 12, 15... Condensing lens, 14...
Mirror, 13, 16... Spatial filter, 22, 27
...Amplification circuit, 23, 28...Band pass filter,
25, 30... Pulse shaping circuit, 26... Level discrimination circuit, 31... Processing circuit.
Claims (1)
31とを含み、 支持体5は、移動体4が走行する道路の移動体
4よりも上方に検出手段6を支持し、 検出手段6は、 道路の検知領域9内の移動体4の像を分光手段
11から第1集光レンズ12を介して第1空間フ
イルタ13に結像し、 分光手段11から分光された光を、第2集光レ
ンズ15を介して第2空間フイルタ16に結像
し、 検知領域9から第1および第2空間フイルタ1
3,16までの光路長は、相互に異なつており、 第1および第2空間フイルタ13,16は、 移動体4の像の移動方向に沿つて隣接した複数
の光電変換素子18a,18bと、 光を検出しない複数の視野限定部分19a,1
9bとが交互に配置され、 光電変換素子18a,18bの一つおきに選ば
れた出力を、それら両出力の差を導出する差動増
幅回路20にそれぞれ与える、そのような構成を
有し、 前記演算処理手段8,31は、第1および第2
空間フイルタ13,16の各増幅回路20の出力
を演算処理することを特徴とする交通量の計測装
置。 2 演算処理手段8,31は、 第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、 第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、 前記光路長の差をlとするとき、 第1集光レンズ12と移動体4との間の距離d
21を、 d21=2/1−2・l として演算して移動体4の高さHを求めることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の交通量の
計測装置。 3 演算処理手段8,31は、 第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、 第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、 前記光路長の差をlとし、 K1を定数とするとき、 移動体4の速度Vを、 V=1・2/1−2・K1・l として演算して求めることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の交通量の計測装置。 4 演算処理手段8,31は、 第1空間フイルタ13の出力周波数を1とし、 第2空間フイルタ16の出力周波数を2とし、 前記光路長の差をlとするとき、 第1集光レンズ12と移動体4との間の距離d
21を、 d21=2/1−2・l として演算して移動体4の高さHを求め、 この移動体4の高さHに基づいて、その高さH
に対応して予め定めた移動体4の長さLを推定し
て求めることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の交通量の計測装置。[Claims] 1. A support 5, a detection means 6 supported by the support 5, and means 8 for calculating the output from the detection means 6.
31, the support 5 supports the detection means 6 above the moving object 4 on the road on which the moving object 4 travels, and the detection means 6 detects an image of the moving object 4 within the detection area 9 of the road. An image is formed on the first spatial filter 13 from the spectroscopic means 11 via the first condensing lens 12, and an image of the separated light from the spectroscopic means 11 is formed on the second spatial filter 16 via the second condensing lens 15. and from the detection area 9 to the first and second spatial filters 1
The optical path lengths up to 3 and 16 are different from each other, and the first and second spatial filters 13 and 16 have a plurality of photoelectric conversion elements 18a and 18b adjacent to each other along the moving direction of the image of the moving body 4, Multiple viewing-limiting parts 19a, 1 that do not detect light
9b are arranged alternately, and each output selected from every other photoelectric conversion element 18a, 18b is given to a differential amplifier circuit 20 that derives the difference between the two outputs. The arithmetic processing means 8, 31 include first and second
A traffic volume measuring device characterized in that it performs arithmetic processing on the outputs of the respective amplifier circuits 20 of the spatial filters 13 and 16. 2 The arithmetic processing means 8 and 31 calculate the first condensing lens 12 when the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, and the difference in optical path length is l. distance d between and the moving body 4
21. The traffic volume measuring device according to claim 1, wherein the height H of the moving body 4 is determined by calculating d21=2/1-2·l. 3 The arithmetic processing means 8 and 31 move when the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, the difference in the optical path length is l, and K1 is a constant. The traffic volume measuring device according to claim 1, characterized in that the speed V of the body 4 is calculated as follows: V=1.2/1-2.K1.l. 4 The arithmetic processing means 8 and 31 calculate the first condensing lens 12 when the output frequency of the first spatial filter 13 is 1, the output frequency of the second spatial filter 16 is 2, and the difference in optical path length is l. distance d between and the moving body 4
21 as d21=2/1-2・l to find the height H of the moving body 4, and based on the height H of the moving body 4, the height H
2. The traffic volume measuring device according to claim 1, wherein the length L of the moving object 4 is estimated and determined in advance according to the length L of the moving body 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21373882A JPS59103200A (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | Traffic volume measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21373882A JPS59103200A (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | Traffic volume measuring apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103200A JPS59103200A (en) | 1984-06-14 |
| JPH0154759B2 true JPH0154759B2 (en) | 1989-11-21 |
Family
ID=16644186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21373882A Granted JPS59103200A (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | Traffic volume measuring apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103200A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2555074B2 (en) * | 1987-05-15 | 1996-11-20 | 松下電工株式会社 | Wide area condition monitoring device |
-
1982
- 1982-12-06 JP JP21373882A patent/JPS59103200A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59103200A (en) | 1984-06-14 |
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