特許 6369831 車両検出装置、車両検出方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369831

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】車両検出装置、車両検出方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/04 20060101AFI20180730BHJP

   G08G 1/015 20060101ALI20180730BHJP

   G07B 15/00 20110101ALI20180730BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/04 A

   G08G1/015 C

   G07B15/00 P

   G01B11/24 A

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-159698(P2014-159698)

(22)【出願日】2014年8月5日

(65)【公開番号】特開2016-38629(P2016-38629A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】福▲崎▼ 重隆

(72)【発明者】

【氏名】上岡 進治

(72)【発明者】

【氏名】太田 政之

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２２５４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００２５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７４４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７７０８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／０４

Ｇ０１Ｂ １１／２４

Ｇ０７Ｂ １５／００

Ｇ０８Ｇ １／０１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、
複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、
複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得する遮光情報取得部と、
前記遮光情報取得部が取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定する車両判定部と、
を備え、
前記車両判定部は、
前記遮光領域に属する受光部の数の単位時間当たりの変化量と、前記標準変化パターンに規定された第１の判定閾値との比較、及び、前記遮光領域に属する受光部の数と、前記標準変化パターンに規定された第２の判定閾値との比較に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かを判定する
車両検出装置。

【請求項2】

前記車両判定部は、
前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の進入に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両進入パターンに適合した場合に、車両が進入したと判定し、
前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の退出に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両退出パターンに適合した場合に、車両が退出したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両検出装置。

【請求項3】

前記車両判定部は、
前記遮光領域変化が前記車両退出パターンに適合した場合であって、更に、当該遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって牽引車の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された牽引車通過パターンに適合した場合に、前記車両が牽引車であると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両検出装置。

【請求項4】

前記車両判定部は、
前記車両退出パターンに適合した前記遮光領域変化に続く遮光領域変化において、前記牽引車通過パターンにおいて規定された領域であって牽引車の連結部に対応する領域に属する前記光線が遮光されているか否かに基づいて、当該遮光領域変化が前記牽引車通過パターンに適合するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両検出装置。

【請求項5】

前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合しなかった場合であって、更に、当該遮光領域変化が、異物によって遮光されることで生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された異物付着パターンに適合した場合に、前記光線が異物によって遮光されていると判定する異物判定部と、
異物によって遮光されていると判定された場合に、複数の前記受光部のうち、遮光されている前記光線に対応する受光部を、前記遮光情報取得部による検出の対象から除外する切り離し処理部と、
を備える請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両検出装置。

【請求項6】

前記車両判定部は、
前記遮光領域変化が、車種別に規定された複数の前記標準変化パターンの何れに適合するかの判定結果に基づいて、前記車両の車種を識別する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の車両検出装置。

【請求項7】

前記車両判定部は、
車両の走行速度を示す速度情報に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かの判定条件を補正する
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車両検出装置。

【請求項8】

高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、を用いて車両の通過を検出する車両検出方法であって、
複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得するステップと、
取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定するステップと、
を有し、
前記車両が通過したと判定するステップは、
前記遮光領域に属する受光部の数の単位時間当たりの変化量と、前記標準変化パターンに規定された第１の判定閾値との比較、及び、前記遮光領域に属する受光部の数と、前記標準変化パターンに規定された第２の判定閾値との比較に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かを判定するステップを含む
車両検出方法。

【請求項9】

高さ方向に複数並べて配置され光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され前記光線を受光可能な複数の受光部と、を備える車両検出装置のコンピュータを、
複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得する遮光情報取得手段、
前記遮光情報取得手段が取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定する車両判定手段、
として機能させ、
前記車両判定手段は、
前記遮光領域に属する受光部の数の単位時間当たりの変化量と、前記標準変化パターンに規定された第１の判定閾値との比較、及び、前記遮光領域に属する受光部の数と、前記標準変化パターンに規定された第２の判定閾値との比較に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かを判定する
プログラム。

【請求項10】

高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、
複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、
複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得する遮光情報取得部と、
前記遮光情報取得部が取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定する車両判定部と、
を備え、
前記車両判定部は、
前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の進入に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両進入パターンに適合した場合に、車両が進入したと判定し、
前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の退出に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両退出パターンに適合した場合に、車両が退出したと判定し、
前記遮光領域変化が前記車両退出パターンに適合した場合であって、更に、当該遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって牽引車の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された牽引車通過パターンに適合した場合に、前記車両が牽引車であると判定する
車両検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両検出装置、車両検出方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

有料道路の料金収受施設等では、車両の進入及び退出を検出するための車両検出装置が設置されている。このような車両検出装置は、例えば、投光部と受光部との複数の対により構成される。この場合、複数の投光部のそれぞれが光線を投光し、複数の受光部のそれぞれが、各投光部に対応する光線を受光する。このような車両検出装置によれば、車両が投光部と受光部との対の間に進入したとき、投光部及び受光部の間を結ぶ光線が遮光され、当該遮光された光線に対応する受光部からの検出信号に基づいて車両の進入を検出することができる。

【0003】

このような車両検出装置は、対となる投光部、受光部の少なくとも一方がゴミや雪などの異物で遮光されると、車両が通過したものと誤認識してしまうことがある。そのため、一対の投光部と受光部とを結ぶ光線が、異物によって遮光される場合と、車両の通過によって遮光される場合と、を切り分け可能な車両検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、異物によって遮光された光線に対応する受光部を、一時的に、車両の検出に用いる対象から除外する「切り離し処理」が行われる場合がある。この場合、切り離された受光部からの検出信号は、車両の通過検出処理に寄与しなくなる。例えば、車両検出装置は、一定時間遮光状態が続く光線に対応する受光部を切り離し処理の対象とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−３３４２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

車両検出装置が設置される料金収受施設等では、車両の車種や車体形状のみならず、被牽引車の有無、車両が停止している場合、ゴミや雪などの異物によって遮光されている場合等、様々な状況が想定される。従来の車両検出装置における検出アルゴリズムでは、このような種々の状況を、各受光部から取得された検出信号に応じて精度よく切り分けることは困難であった。即ち、車両検出装置は、通過する車両を高精度で検出できない場合があった。

【0007】

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、車両の通過を精度よく検出できる車両検出装置、車両検出方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部（Ｓ１）と、複数の前記投光部（Ｓ１）の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部（Ｓ２）と、複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部（Ｓ２）における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部（Ｓ２）のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域（Ｌａ）を取得する遮光情報取得部（２１）と、前記遮光情報取得部（２１）が取得した前記遮光領域（Ｌａ）の経時的変化を示す遮光領域変化（Ｄ）が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域（Ｌａ）の経時的変化の条件が規定された標準変化パターン（Ｄｒｅｆ）に適合する場合に、車両が通過したと判定する車両判定部（２２）と、を備える車両検出装置（１）である。
このような構成によれば、車両検出装置は、遮光領域の経時的変化（時間の経過に伴って生じる変化）を示す遮光領域変化が、予め規定された変化パターンであって、車両の通過に伴って生じる遮光領域の経時的変化の条件が規定された標準変化パターンと適合するか否かに応じて車両の通過を検出するので、車両の通過を精度よく検出できる。

【0009】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、前記車両判定部が、前記遮光領域に属する受光部の数の単位時間当たりの変化量と、前記標準変化パターンに規定された値であって車両の車体形状に応じて定められた判定閾値（ΔＮｔｈ１、Ｎｔｈ１、ΔＮｔｈ２、Ｎｔｈ２）と、の比較に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かを判定することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、遮光領域の経時的変化が、通過する車両の車体形状に応じた所定の条件を満たす変化量となっていることをもって、遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かを判定する。したがって、光線を遮光したものが通過中の車両であるか否かの判定を精度よく実施できる。

【0010】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の進入に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両進入パターン（Ｄｒｅｆ１）に適合した場合に、車両が進入したと判定し、前記遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって車両の退出に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された車両退出パターン（Ｄｒｅｆ２）に適合した場合に、車両が退出したと判定することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、遮光領域変化が車両進入パターンに規定された条件を満たす場合には車両が進入したと判定し、遮光領域変化が車両退出パターンに規定された条件を満たす場合には車両が退出したと判定する。これにより、例えば、車両の進入後に車両が停止した場合であっても、車両が退出したことを判定しない限り、車両が通過したとは判定されない。したがって、車両の通過を誤って検出することを抑制することができる。

【0011】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、前記遮光領域変化が前記車両退出パターンに適合した場合であって、更に、当該遮光領域変化が、前記標準変化パターンの一つであって牽引車の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された牽引車通過パターン（Ｄｒｅｆ３）に適合した場合に、前記車両が牽引車であると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、遮光領域変化が車両退出パターンに規定された条件を満たした後、更に、牽引車通過パターンに規定された条件を満たす場合には、車両が牽引車であると判定する。これにより、通過する車両が牽引車であることを判別可能となるので、牽引車が被牽引車と連結されていることに起因して、車両の通過を誤って検出することを抑制することができる。

【0012】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、前記車両退出パターンに適合した前記遮光領域変化に続く遮光領域変化において、前記牽引車通過パターンにおいて規定された領域であって牽引車の連結部（Ｊ）に対応する領域に属する前記光線（Ｌｊ）が遮光されているか否かに基づいて、当該遮光領域変化が前記牽引車通過パターンに適合するか否かを判定することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、牽引車が通過した際に想定される遮光領域の経時的変化として、連結部が配されると想定される領域に属する光線が遮光されることをもって、通過した車両が牽引車であると判定する。したがって、通過する車両が牽引車であるか否かを精度よく判定することができる。

【0013】

また、本発明の一態様は、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合しなかった場合であって、更に、当該遮光領域変化が、異物によって遮光されることで生じる前記遮光領域の経時的変化の条件が規定された異物付着パターン（Ｄｉ）に適合した場合に、前記光線が異物によって遮光されていると判定する異物判定部（２３１）と、異物によって遮光されていると判定された場合に、複数の前記受光部のうち、遮光されている前記光線に対応する受光部を、前記遮光情報取得部による検出の対象から除外する切り離し処理部（２３２）と、を備える。
このような構成によれば、車両検出装置は、遮光領域変化が異物付着パターンに規定された条件を満たす場合には、光線が異物によって遮光されていると判定する。これにより、異物によって遮光されているか否かの判別が可能となり、さらに、当該異物によって遮光されている光線に対応する受光部を、遮光情報取得部による検出の対象から除外することができる。これにより、例えば、異物により光線が遮光されている受光部からの検出信号に起因して、車両が退出したにもかかわらず当該退出が検出されなくなることを防止できる。

【0014】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、前記遮光領域変化が、車種別に規定された複数の前記標準変化パターンの何れに適合するかの判定結果に基づいて、前記車両の車種を識別することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、料金収受処理において必要な車両別の車種の特定を実現することができる。

【0015】

また、本発明の一態様は、上述の車両検出装置において、車両の走行速度を示す速度情報に基づいて、前記遮光領域変化が前記標準変化パターンに適合するか否かの判定のための条件を補正することを特徴とする。
このような構成によれば、車両検出装置は、標準変化パターンに規定される条件が、車両の走行速度に応じた適切な条件となるように補正されるので、遮光領域変化と、標準変化パターンと、が適合しているか否かの判定精度を高めることができる。

【0016】

また、本発明の一態様は、高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、を用いて車両の通過を検出する車両検出方法であって、複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得するステップと、取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定するステップと、を有する車両検出方法である。
このような構成によれば、車両検出方法は、遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、予め規定された変化パターンであって、車両の通過に伴って生じる遮光領域の経時的変化の条件が規定された標準変化パターンと適合するか否かに応じて車両の通過を検出するので、車両の通過を精度よく検出できる。

【0017】

また、本発明の一態様は、高さ方向に複数並べて配置され光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され前記光線を受光可能な複数の受光部と、を備える車両検出装置のコンピュータを、複数の前記投光部が投光する光線の、対応する複数の前記受光部における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線が遮光されているか否かを判定するとともに、複数の前記受光部のうち遮光されている前記光線に対応する受光部が占める遮光領域を取得する遮光情報取得手段、前記遮光情報取得手段が取得した前記遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、車両の通過に伴って生じる前記遮光領域の経時的変化が規定された標準変化パターンに適合する場合に、車両が通過したと判定する車両判定手段、として機能させるプログラムである。
このような構成によれば、プログラムは、遮光領域の経時的変化を示す遮光領域変化が、予め規定された変化パターンであって、車両の通過に伴って生じる遮光領域の経時的変化の条件が規定された標準変化パターンと適合するか否かに応じて車両の通過を検出するので、車両の通過を精度よく検出できる。

【発明の効果】

【0018】

上述の車両検出装置、車両検出方法及びプログラムによれば、車両の通過を精度よく検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施形態に係る車両検出装置の全体構成を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る車両検出装置の機能構成を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る遮光情報取得部の機能を説明する図である。

【図4】第１の実施形態に係る遮光領域変化を説明する図である。

【図5】第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第１の図である。

【図6】第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第２の図である。

【図7】第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第３の図である。

【図8】第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第４の図である。

【図9】第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第５の図である。

【図10】第１の実施形態に係る車両判定部の処理内容を説明する図である。

【図11】第１の実施形態に係る検出制御部の作用効果を説明する第１の図である。

【図12】第１の実施形態に係る検出制御部の作用効果を説明する第２の図である。

【図13】第１の実施形態の変形例に係る車両判定部の処理内容を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第１の実施形態＞
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る車両検出装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、車両検出装置１は、車両検出部１０と、検出制御部２０と、を備えている。また、車両検出部１０は、投光塔１０１と、受光塔１０２と、を有している。

【0021】

車両検出部１０の投光塔１０１、受光塔１０２は、車線Ｌの車線方向（±Ｘ方向）における同じ位置であって、車線Ｌの両側部（＋Ｙ方向側の側部又は−Ｙ方向側の側部）の互いに異なる側に設置される。投光塔１０１、受光塔１０２は、高さ方向（±Ｚ方向）に伸びる直方状に形成され、互いに対向する面を有している。
投光塔１０１のうち受光塔１０２に対向する面には、受光塔１０２に向けて所定波長の光線Ｐ（例えば、赤外光線）を投光する投光部Ｓ１が、高さ方向に等間隔で複数並べて配置されている。
一方、受光塔１０２のうち投光塔１０１に対向する面には、投光部Ｓ１が投光する光線Ｐの受光を検出する受光部Ｓ２が、高さ方向に等間隔で複数並べて配置されている。各受光部Ｓ２は、投光部Ｓ１の各々と一対一に対応するように配置され、対応する投光部Ｓ１が投光する光線Ｐを受光可能とされている。各受光部Ｓ２は、対応する投光部Ｓ１から投光される光線Ｐが遮光されているか（遮光状態）、遮光されていないか（非遮光状態）、に応じた検出信号を継続的に出力している。以下、対応する投光部Ｓ１と受光するＳ２との各々を結ぶ直線であって光線Ｐと重なる線を「光軸」とも記載する。
上記構成を有する車両検出部１０によれば、車両Ａが、投光塔１０１及び受光塔１０２と車線方向における同じ位置に存在した場合、車両Ａの車体により、高さ方向の所定領域（後述する遮光領域）において投光部Ｓ１から受光部Ｓ２へ投光される光線Ｐが遮光される（図１参照）。車両検出装置１は、受光部Ｓ２から出力される上記検出信号に基づいて車両Ａの通過を検出する。なお、本実施形態において「通過」とは、走行する車両Ａが、車両検出部１０の投光塔１０１及び受光塔１０２が配される車線方向の位置に進入してから退出するまでの一連の走行のことを指す。

【0022】

検出制御部２０は、車両検出装置１の動作全体を司る。本実施形態において、検出制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であって、所定の記憶領域に読み込まれたプログラムに基づいて動作する。ＣＰＵである検出制御部２０は、車線Ｌの側部に設けられる装置等に搭載される。検出制御部２０は、車両検出部１０から入力される検出信号を入力するとともに、当該検出信号に基づいて車両Ａが通過したか否かを判定し、車両Ａが通過したと判定した場合には、車両Ａが通過したことを、料金収受設備を構成する他の各種装置（例えば、電子式料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System（登録商標）、「自動料金収受システム」とも言う）や開閉バーを有する発進制御装置等）に通知する。

【0023】

以上のような構成を有する車両検出装置１は、主に有料道路の入口や出口等に設けられる料金収受施設に用いられ、車線Ｌを走行する車両Ａ一台の通過（進入及び退出）を検出する。これにより、料金収受設備を構成する各種装置の連携動作を実現する。

【0024】

（車両検出装置の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る車両検出装置の機能構成を示す図である。
図２に示すように、第１の実施形態に係る車両検出装置１の検出制御部２０は、遮光情報取得部２１と、車両判定部２２と、異物対応処理部２３と、を有している。
遮光情報取得部２１は、複数の投光部Ｓ１が投光する光線Ｐの、対応する複数の受光部Ｓ２における受光の有無を示す検出信号の入力を受け付けて、当該光線Ｐが、各投光部Ｓ１と対応する受光部Ｓ２との間で遮光されているか否かを判定する。更に、遮光情報取得部２１は、光線Ｐが遮光されているか否かの判定結果に基づいて所定の遮光領域を取得する。ここで、遮光領域とは、複数の受光部Ｓ２のうち遮光されている光線Ｐに対応する受光部Ｓ２が占める高さ方向の所定領域である。
車両判定部２２は、遮光情報取得部２１が取得した遮光領域Ｌａ（図３）の経時的変化（時間の経過に伴って生じる変化）を示す遮光領域変化Ｄが所定の標準変化パターンＤｒｅｆに適合するか否かを判定する。また、遮光領域変化Ｄが標準変化パターンＤｒｅｆに適合する場合には、車両判定部２２は、投光塔１０１と受光塔１０２との間を車両Ａ（図１）が通過したと判定する。ここで、標準変化パターンＤｒｅｆとは、予め規定された情報であって、車両検出部１０における車両Ａの通過に伴って生じる遮光領域Ｌａの経時的変化の条件が規定された情報である。換言すれば、標準変化パターンＤｒｅｆには、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、車両Ａの通過に伴って生じたものか否かを判断するための条件が規定される。なお、標準変化パターンＤｒｅｆには、後述する車両進入パターンＤｒｅｆ１、車両退出パターンＤｒｅｆ２、牽引車通過パターンＤｒｅｆ３が含まれる。
車両判定部２２は、車両Ａの通過（車両検出部１０への進入及び車両検出部１０からの退出）を検出した場合に、当該車両Ａ一台が通過したことを、料金収受施設を構成する各種装置に通知する。
異物対応処理部２３は、遮光領域変化Ｄが標準変化パターンＤｒｅｆに適合しなかった場合に、所定の異物対応処理を実施する。ここで、異物対応処理とは、具体的には、異物判定部２３１による判定処理、及び、切り離し処理部２３２による切り離し処理のことである。

【0025】

異物判定部２３１は、遮光領域変化Ｄが標準変化パターンＤｒｅｆに適合しなかった場合に、更に、当該遮光領域変化Ｄが異物付着パターンＤｉに適合するか否かを判定する。異物判定部２３１は、遮光領域変化Ｄが異物付着パターンＤｉに適合した場合に、所定の光線Ｐが異物によって遮光されていると判定する。ここで、異物付着パターンＤｉとは、予め規定された情報であって、ゴミや雪などの異物によって遮光されることで生じる遮光領域の経時的変化の条件が規定された情報である。即ち、異物付着パターンＤｉには、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、異物の付着に伴って生じたものか否かを判断するための条件が規定される。
切り離し処理部２３２は、光線Ｐが異物によって遮光されていると判定された場合に、複数の受光部Ｓ２のうち、上記判定の時点で遮光されている光線Ｐに対応する受光部Ｓ２を、遮光情報取得部２１による検出の対象から除外する、切り離し処理を実施する。

【0026】

図３は、第１の実施形態に係る遮光情報取得部の機能を説明する図である。
遮光情報取得部２１が、遮光領域Ｌａを特定する処理について図３を参照しながら説明する。
図３には、車両Ａの車体形状（側面形状）と、光線Ｐの遮光状態との対応関係を示している。図３に示すように、車両Ａが車線Ｌ上における投光塔１０１と受光塔１０２との間を通過中（進入後、退出前）の場合、受光塔１０２に配置される各受光部Ｓ２には、車両Ａの車体により光線Ｐが遮光されている状態（遮光状態）の受光部Ｓ２と、光線Ｐが遮光されていない状態（非遮光状態）の受光部Ｓ２と、が存在する。各受光部Ｓ２は、光線Ｐの受光の有無に基づいて、遮光状態にあることを示す検出信号ＰＬ、又は、非遮光状態にあることを示す検出信号ＰＨを出力する。遮光情報取得部２１は、各受光部Ｓ２から検出信号の入力を受け付けて、複数の受光部Ｓ２のうち遮光の検出信号ＰＬを出力した受光部Ｓ２を特定することで、遮光状態にある受光部Ｓ２が占める高さ方向の領域である遮光領域Ｌａを特定する。
なお、遮光情報取得部２１は、所定の単位時間（サンプリング時間Δｔ。例えば、Δｔ＝１０ｍｓｅｃ）当たりに継続的に入力される受光部Ｓ２からの検出信号に基づいて、当該サンプリング時間Δｔおきに遮光領域Ｌａを取得する。

【0027】

図４は、第１の実施形態に係る遮光領域変化パターンを説明する図である。
図３で示した遮光領域Ｌａは、車両検出部１０における車両Ａの通過に伴って変化する。図４に示すように、サンプリング時間Δｔおきに取得された遮光領域Ｌａの経時的変化は、通過する車両Ａの車体形状（側面形状）に応じたものとなる。例えば、ある時刻ｔ０における遮光領域Ｌａは、車体の先頭位置に対応する高さ方向の所定領域となり、時刻ｔ０からサンプリング時間Δｔ経過後の時刻ｔ１（＝ｔ０＋Δｔ）における遮光領域Ｌａは、サンプリング時間Δｔの間に移動する分だけ、車体の上記先頭位置よりも車両後方側の位置に対応する高さ方向の所定領域となる。このとき、サンプリング時間Δｔの間に、遮光領域Ｌａの経時的変化ΔＬａが生じる。本実施形態において、遮光領域変化Ｄは、以上のような車両Ａの通過に伴って生じる遮光領域Ｌａの経時的変化を示す情報である。

【0028】

（検出制御部の主処理フロー）
図５は、第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第１の図である。
次に、検出制御部２０が実施する処理の全体的な流れ（主処理フロー）について、図５を参照しながら順を追って説明する。前提として、主処理フローの実行中においては、車両検出部１０の投光塔１０１に配置された複数の投光部Ｓ１から、常時、光線Ｐが投光されている。

【0029】

まず、検出制御部２０の遮光情報取得部２１は、車両検出部１０の受光塔１０２に配置された複数の受光部Ｓ２の各々から検出信号の入力を受け付けて、遮光された光線Ｐがあるか否かを判定する（ステップＳ０１）。遮光情報取得部２１は、遮光された光線Ｐが無い場合は、同処理を繰り返し実施する（ステップＳ０１：ＮＯ）。
遮光された光線Ｐを一つでも検出した場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、検出制御部２０は、「車両進入パターン判定処理」を実施する（ステップＳ０２）。車両進入パターン判定処理とは、遮光された光線Ｐが占める高さ方向の領域（即ち、遮光領域）の経時的変化を示す遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合するか否かの判定を行う処理である。また、車両進入パターンＤｒｅｆ１とは、予め規定された標準変化パターンＤｒｅｆの一つであって車両Ａの「進入」に伴って生じる遮光領域Ｌａの経時的変化の条件が規定された情報のことである。
車両進入パターン判定処理の詳細については図６で説明する。

【0030】

遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合した場合（ステップＳＳ０３：ＹＥＳ）、検出制御部２０は、車両Ａが車両検出部１０に進入したことを検出し、当該車両Ａの進入を各種装置に通知する（ステップＳ０４）。これにより、車両検出装置１を備える料金収受施設は、車両Ａの進入に応じた連携動作（例えば、ＥＴＣ無線通信処理の開始）を行うことができる。
一方、遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合していない場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、検出制御部２０は、「異物対応処理」を実施する（ステップＳ０５）。異物対応処理とは、遮光領域変化Ｄが上述した異物付着パターンＤｉに適合するか否かの判定に基づいて、投光部Ｓ１、受光部Ｓ２にゴミや雪等の異物が付着したか否かを判断し、必要に応じて受光部Ｓ２の切り離しを行う処理である。
異物対応処理の詳細については図７で説明する。

【0031】

ステップＳ０４により車両Ａの車両検出部１０への進入が検出されると、検出制御部２０は、続いて、「車両退出パターン判定処理」を実施する（ステップＳ０６）。車両退出パターン判定処理とは、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合するか否かの判定を行う処理である。また、車両退出パターンＤｒｅｆ２とは、予め規定された標準変化パターンＤｒｅｆの一つであって車両Ａの「退出」に伴って生じる遮光領域Ｌａの経時的変化の条件が規定された情報のことである。
車両退出パターン判定処理の処理内容の詳細については図８で説明する。

【0032】

遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合していない場合（ステップＳ０７：ＮＯ）、進入した車両Ａは車両検出部１０から退出していないと判断し、ステップＳ０６を繰り返す。例えば、渋滞中のため、車両検出部１０に進入した車両Ａが、所定領域の光線Ｐを遮光したまま停止している場合は、ステップＳ０６が繰り返される。

【0033】

遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合した場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、続いて、検出制御部２０は、「牽引車対応処理」を実施する（ステップＳ０８）。牽引車対応処理とは、遮光領域変化Ｄが牽引車通過パターンＤｒｅｆ３に適合するか否かの判定に基づいて、退出した車両Ａが「牽引車」か否かの判別を行い、必要に応じて牽引車用の退出判定を実施する処理である。また、牽引車通過パターンＤｒｅｆ３とは、予め規定された標準変化パターンＤｒｅｆの一つであって「牽引車」の通過に伴って生じる遮光領域Ｌａの経時的変化の条件が規定された情報のことである。
牽引車対応処理の詳細については図９で説明する。

【0034】

牽引車対応処理（ステップＳ０８）が完了すると、検出制御部２０は、車両Ａが車両検出部１０から退出したことを検出し、当該車両Ａの退出を各種装置に通知する（ステップＳ０９）。これにより、車両検出装置１を備える料金収受施設は、車両Ａの退出に応じた連携動作を行うことができる。

【0035】

なお、料金収受施設が運用されている間は、検出制御部２０は、上述した主処理フロー（ステップＳ０１〜ステップＳ０９）を繰り返し実施する。

【0036】

（車両進入パターン判定処理）
図６は、第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第２の図である。
図６は、主処理フロー（図５）における車両進入パターン判定処理（ステップＳ０２）における詳細な処理フローを示している。ここで、車両進入パターンＤｒｅｆ１には、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、車両Ａの「進入」に伴って生じたものか否かを判定するための条件（光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１及び光軸数判定閾値Ｎｔｈ１に基づくステップＳ２０１〜Ｓ２０３の判定処理に係る条件）が規定される。

【0037】

車両進入パターン判定処理において、遮光情報取得部２１は、各受光部Ｓ２から受け付ける検出信号に基づいて遮光領域Ｌａ（図３参照）を取得する（ステップＳ２００）。
次に、車両判定部２２は、遮光情報取得部２１が取得した遮光領域Ｌａを参照して、当該遮光領域Ｌａに属する受光部Ｓ２の数（遮光光軸数Ｎａ）が増加したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、車両進入パターン判定処理に移行する前の遮光光軸数Ｎａはゼロであるから、車両進入パターン判定処理における最初のステップＳ２０１では、必ず遮光光軸数Ｎａが増加した（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）と判定される。

【0038】

遮光光軸数Ｎａが増加した場合は（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、更に、遮光光軸数Ｎａの単位時間（サンプリング時間Δｔ）当たりの変化量である増加数ΔＮａ（ΔＮａ＞０）が光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１（ΔＮｔｈ１＞０）以上か否かを判定する（ステップＳ２０２）。光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１は、例えば、通常の進入速度（２０〜３０ｋｍ／ｈ）で通過する一般車両の車体形状のうちフロント部分の傾斜に応じた値に定められる。なお、バスやトラックのフロント部分の形状は、通常、一般車両のように傾斜せず、鉛直に近い形状をなしている。したがって、バスやトラックの進入時における増加数ΔＮａは、一般車両の進入時における増加数ΔＮａよりも大きい値となる。そのため、光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１を一般車両に合わせて設定することで、当該一般車両のみならずバスやトラックの進入をも検出することができる。
遮光光軸数Ｎａが増加していない（ステップＳ２０１：ＮＯ）、又は、その増加数ΔＮａが光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１未満の場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、車両判定部２２は、遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合していないと判定する（ステップＳ２０４）。なお、この場合は、投光部Ｓ１または受光部Ｓ２におけるゴミや雪等の付着が想定されるため、検出制御部２０は、ステップＳ０３（図５）を介してゴミ対応処理（ステップＳ０５）に移行する（図５参照）。

【0039】

一方、遮光光軸数Ｎａの増加数ΔＮａ（＞０）が光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１以上であった場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、遮光光軸数Ｎａが所定の光軸数判定閾値Ｎｔｈ１以上となったか否かを判定する（ステップＳ２０３）。光軸数判定閾値Ｎｔｈ１は、通常の大きさを有する車体か、それ以外かを判別可能な長さ（例えば、１ｍ程度）に対応する遮光光軸数に設定される。
なお、車両Ａの窓に対応する位置に配される受光部Ｓ２が当該窓を透過した光線Ｐを受光すると、遮光領域Ｌａが分離して取得される場合がある。ステップＳ２０２、Ｓ２０３のそれぞれにおいて判定の対象となる遮光光軸数Ｎａの増加数ΔＮａ、遮光光軸数Ｎａは、遮光領域Ｌａに属する受光部Ｓ２のうち最上段に位置する受光部Ｓ２と、最下段に位置する受光部Ｓ２と、の間に含まれる受光部Ｓ２の数に基づいて算出される。

【0040】

車両判定部２２は、遮光光軸数Ｎａが光軸数判定閾値Ｎｔｈ１以上となるまでステップＳ２０１〜Ｓ２０２を繰り返す（ステップＳ２０３：ＮＯ）。遮光光軸数Ｎａが光軸数判定閾値Ｎｔｈ１以上となった場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合したと判定する（ステップＳ２０５）。すなわち、遮光光軸数ＮａがステップＳ２０１〜ステップＳ２０３の各々に規定された条件を全て満たした場合に、「遮光領域変化Ｄが、車両進入パターンＤｒｅｆに適合した」ことになる。

【0041】

検出制御部２０は、以上の車両進入パターン判定処理（ステップＳ２００〜Ｓ２０５）により、遮光領域変化Ｄが、車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合したか否かの判定結果を得る。

【0042】

（異物対応処理）
図７は、第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第３の図である。
図７は、主処理フロー（図５）における異物対応処理（ステップＳ０５）における詳細な処理フローを示している。ここで、異物付着パターンＤｉには、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、異物の付着に伴って生じたものか否かを判定するための条件（ステップＳ５０１、Ｓ５０２）が規定される。
異物対応処理において、まず、遮光情報取得部２１は、各受光部Ｓ２から受け付ける検出信号に基づいて遮光領域Ｌａ（図３参照）を取得する（ステップＳ５００）。
続いて、異物判定部２３１は、前回取得した遮光領域Ｌａから変化がないか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ここで、最初のステップＳ５０１においては、異物判定部２３１は、ステップＳ２００（図６）で取得した遮光領域Ｌａと対比する。
遮光領域Ｌａに変化がない場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）は、当該変化がない状態が所定回数（例えば、８回）連続して検出されたか否かを判定する（ステップＳ５０２）。ここで、所定回数連続して検出された場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、当該遮光された光線Ｐに対応する投光部Ｓ１または受光部Ｓ２にゴミや雪等の異物が付着したものと判断し、切り離し処理部２３２は、この時点で遮光されている光線Ｐに対応する受光部Ｓ２を、遮光情報取得部２１による検出の対象から除外する処理（切り離し処理）を実施する（ステップＳ５０３）。
一方、ステップＳ５０２で、所定回数連続して、遮光領域Ｌａに変化がない状態が検出される前に、ステップＳ５０１にて、遮光領域Ｌａに何らかの変化があった場合（ステップＳ５０１：ＮＯ）は、切り離し処理を行うことなく異物対応処理を終了する。したがって、付着したゴミが風などですぐに除去された場合や、落下中の雪や“ひょう”により瞬間的に遮光された場合等は、切り離し処理は実施されない。

【0043】

（車両退出パターン判定処理）
図８は、第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第４の図である。
図８は、主処理フロー（図５）における車両退出パターン判定処理（ステップＳ０６）における詳細な処理フローを示している。ここで、車両退出パターンＤｒｅｆ２には、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、車両Ａの「退出」に伴って生じたものか否かを判定するための条件（光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２、光軸数判定閾値Ｎｔｈ２に基づくステップＳ６０１〜Ｓ６０３の判定処理）が規定される。

【0044】

車両退出パターン判定処理において、遮光情報取得部２１は、各受光部Ｓ２から受け付ける検出信号に基づいて遮光領域Ｌａ（図３参照）を取得する（ステップＳ６００）。
次に、車両判定部２２は、遮光情報取得部２１が取得した遮光領域Ｌａを参照して、当該遮光領域Ｌａを構成する光軸Ｐの数（遮光光軸数Ｎａ）が減少したか否かを判定する（ステップＳ６０１）。

【0045】

遮光光軸数Ｎａが減少した場合は（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、更に、遮光光軸数Ｎａの減少数ΔＮａ（ΔＮａ＜０）が光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２（ΔＮｔｈ２＜０）以下か否かを判定する（ステップＳ６０２）。光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２は、例えば、通常の進入速度（２０〜３０ｋｍ／ｈ）で通過する一般車両の車体形状のうちリア部分の傾斜に応じた値に定められる。なお、バスやトラックのリア部分（トラックの場合は荷台の後方端）の形状も、通常、一般車両のように傾斜せず、鉛直に近い形状をなしている。したがって、バスやトラックの退出時における減少数ΔＮａ（＜０）は、一般車両の退出時における減少数ΔＮａ（＜０）よりも小さい値となる。そのため、光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２を一般車両に合わせて設定することで、当該一般車両のみならずバスやトラックの退出をも検出することができる。
遮光光軸数Ｎａが減少していない（ステップＳ６０１：ＮＯ）、又は、その減少数ΔＮａ（＜０）が光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２（＜０）よりも大きい場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、車両判定部２２は、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合していないと判定する（ステップＳ６０４）。

【0046】

一方、遮光光軸数Ｎａの減少数ΔＮａ（＜０）が光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２以下であった場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、遮光光軸数Ｎａが所定の光軸数判定閾値Ｎｔｈ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ６０３）。光軸数判定閾値Ｎｔｈ２は、通常の大きさを有する車体の退出を判別可能な長さ（例えば、２０ｃｍ程度）に対応する遮光光軸数に設定される。

【0047】

車両判定部２２は、遮光光軸数Ｎａが光軸数判定閾値Ｎｔｈ２以下となるまでステップＳ６０１〜Ｓ６０２を繰り返す（ステップＳ６０３：ＮＯ）。遮光光軸数Ｎａが光軸数判定閾値Ｎｔｈ２以下となった場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したと判定する（ステップＳ６０５）。

【0048】

検出制御部２０は、以上の車両退出パターン判定処理（ステップＳ６００〜Ｓ６０５）により、遮光領域変化Ｄが、車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したか否かの判定結果を得る。

【0049】

（牽引車対応処理）
図９は、第１の実施形態に係る検出制御部の処理フローを示す第５の図である。
また、図１０は、第１の実施形態に係る車両判定部の処理内容を説明する図である。
図９は、主処理フロー（図５）における牽引車対応処理（ステップＳ０８）における詳細な処理フローを示している。ここで、牽引車通過パターンＤｒｅｆ３には、遮光情報取得部２１によって取得された遮光領域の経時的変化が、牽引車の通過に伴って生じたものか否かを判定するための条件（ステップＳ８０１、Ｓ８０２）が規定される。

【0050】

牽引車対応処理において、まず、遮光情報取得部２１は、各受光部Ｓ２から受け付ける検出信号に基づいて遮光領域Ｌａ（図３参照）を取得する（ステップＳ８００）。
次に、車両判定部２２は、ステップＳ８００において遮光領域Ｌａが存在するか否か、即ち、遮光された光線Ｐが存在するか否かを判定する（ステップＳ８０１）。遮光された光線Ｐが無い場合（ステップＳ８０１：ＮＯ）、ステップＳ０７（図５）において、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合した車両Ａが「牽引車」ではないと判断し、牽引車対応処理を終了する。この場合、検出制御部２０は、直ちに、車両Ａが車両検出部１０から退出したことを検出し、その通知を行う（図５、ステップＳ０９）。

【0051】

ステップＳ０７で、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したにもかかわらず、遮光された光線Ｐが残っている場合（ステップＳ８０１：ＹＥＳ）、車両検出部１０から退出した車両Ａが牽引車であることが想定される。したがって、車両判定部２２は、退出した車両Ａが牽引車か否かを判定する（ステップＳ８０２）。車両判定部２２は、車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合した遮光領域変化Ｄに続く遮光領域変化Ｄにおいて、遮光されている光線Ｐが、所定の連結部領域Ｌｊ（図１０）に属しているか否かの判定に基づいて、車両Ａが牽引車か否かを判定する。

【0052】

ここで、連結部領域Ｌｊとは、図１０に示すように、牽引車通過パターンＤｒｅｆ３に規定された高さ方向の領域であって牽引車である車両Ａと被牽引車とを連結する連結部Ｊに対応する領域である。例えば、牽引車である車両Ａが車両検出部１０を通過し、時刻ｔ３の時点で、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したとする（図５、ステップＳ０７）。しかし、この時点では、連結部Ｊの存在により、遮光された光線Ｐが残っているため（ステップＳ８０１：ＹＥＳ）、車両判定部２２は、車両Ａが「退出した」とは判定しない。この場合、車両判定部２２は、車両検出部１０から退出した車両Ａが牽引車か否かを判定すべく、遮光されている光線Ｐが、予め規定された連結部領域Ｌｊに属しているか否かの判定を行う（ステップＳ８０２）。図１０に示す例では、ステップＳ８０２において、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合した（時刻ｔ３）後の時刻ｔ４の時点で遮光されている光線Ｐが連結部領域Ｌｊに属している。したがって、車両判定部２２は、車両Ａを牽引車と判定する（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）。

【0053】

以上のように、遮光されている光線Ｐが連結部Ｊに対応する連結部領域Ｌｊに属している場合には、車両判定部２２は、退出した車両Ａが牽引車であると判定する（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）。そして、退出した車両Ａが牽引車であると判定した場合には、車両判定部２２は、牽引車である車両Ａに連結された被牽引車が退出するまでステップＳ８００〜Ｓ８０１の処理を繰り返す。この場合において、遮光された光線Ｐが無くなった場合（ステップＳ８０１：ＮＯ）、車両判定部２２は、被牽引車の退出が完了したものと判断し、牽引車対応処理を終了する。

【0054】

一方、ステップＳ０７（図５）で、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したにもかかわらず、遮光された光線Ｐが残っており、かつ、当該遮光された光線Ｐが連結部領域Ｌｊに属していない場合（ステップＳ８０２：ＮＯ）は、車両Ａの通過に伴って投光部Ｓ１または受光部Ｓ２にゴミや泥等の異物が付着したことが想定される。
この場合、異物対応処理部２３は、遮光するものが異物か否かを判定し、必要に応じて切り離し処理を行う（ステップＳ８０３〜Ｓ８０６）。なお、当該ステップＳ８０３〜Ｓ８０６の処理は、ステップＳ０５（ステップＳ５００〜Ｓ５０３）の異物対応処理と同等であるため説明を省略する。

【0055】

（作用効果）
上述の車両進入パターン判定処理（図６）によれば、車両判定部２２は、車両Ａが車両検出部１０に進入した際に想定される遮光領域Ｌａの経時的変化、即ち、フロント部分の斜面に応じて所定の増加傾向（ΔＮａ≧ΔＮｔｈ１）を示しながら、相当の高さ（Ｎａ≧Ｎｔｈ１）以上となることをもって、車両Ａが車両検出部１０に「進入した」と判定する。これにより、車両ではない異物によって光線Ｐが遮光された場合であっても、車両進入パターンＤｒｅｆ１に規定される条件を満たさない限り、車両が進入したとは判定されない。したがって、ゴミや雪等の異物が投光部Ｓ１や受光部Ｓ２に付着した場合であっても、当該異物による遮光をもって「車両が進入した」と誤検出されることを抑制することができる。

【0056】

また、上述の車両退出パターン判定処理（図８）によれば、車両判定部２２は、車両Ａが車両検出部１０に退出した際に想定される遮光領域Ｌａの経時的変化、即ち、リア部分の斜面に応じて所定の減少傾向（ΔＮａ≦ΔＮｔｈ２）を示しながら、相当の高さ（Ｎａ≦Ｎｔｈ２）以下となることをもって、車両Ａが車両検出部１０から「退出した」と判定する。

【0057】

図１１は、第１の実施形態に係る検出制御部の作用効果を説明する第１の図である。
ここで例えば、渋滞のため、図１１（ａ）に示すように、時刻ｔ７において、車両Ａが投光塔１０１と受光塔１０２との間の位置で停止した場合を考える。この場合、遮光情報取得部２１が逐次取得する遮光領域Ｌａの遮光領域変化Ｄは、図１１（ｂ）に示すように、時刻ｔ７以降では、遮光領域Ｌａの変化がほとんど生じなくなる。しかし、車体の側面形状の境界αの位置に対応する受光部Ｓ２は、例えば、ワイパーの動作や車体の振動等に起因して遮光及び非遮光を繰り返すため、図１１（ｂ）に示すように、遮光領域Ｌａの微小変化ｄが検出される場合がある。

【0058】

本実施形態に係る検出制御部２０によれば、車両判定部２２は、図１１（ｂ）に示す時刻ｔ６の時点で車両Ａが車両検出部１０に進入したことを検出している（図５、ステップＳ０４）。そのため、時刻ｔ６以降の時刻ｔ７において、車両Ａが投光塔１０１と受光塔１０２との間に停止した場合であっても、車両判定部２２は、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したと判定されない限り退出したとはみなさない（図５、ステップＳ０６、Ｓ０７）。したがって、例えば、車両Ａの停止中にワイパーの動作や車体の振動に基づく遮光領域Ｌａの微小変化ｄが起こったとしても、車両判定部２２は、このような微小変化ｄをもって遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に適合したと判定することはない。よって、車両判定部２２は、車両Ａの停止中にも関わらず「車両Ａが退出した」と誤って検出することを抑制することができる。
また、検出制御部２０によれば、時刻ｔ６の時点で、車両Ａが進入したことを検出している以上、当該車両Ａの退出が検出されない限り、異物が付着しているか否かの判定（異物判定処理）が実施されることはない（図５、ステップＳ０３〜Ｓ０９）。そのため、車両Ａが投光塔１０１と受光塔１０２との間に停止している最中に、所定回数以上継続して同一の遮光領域Ｌａが検出された場合であっても、当該遮光領域Ｌａに属する受光部Ｓ２が「異物によって遮光されている」と誤判定することもない。したがって、検出制御部２０は、当該誤判定に基づく切り離し処理により受光部Ｓ２の切り離し処理が行われることも回避することができる。

【0059】

また、上述の異物対応処理（図７）によれば、異物対応処理部２３は、異物が投光部Ｓ１又は受光部Ｓ２に付着した際に想定される遮光領域Ｌａの経時的変化、即ち、所定時間（所定サンプリング回数）の間、継続して同一の光線Ｐを遮光し続けることをもって、投光部Ｓ１又は受光部Ｓ２に異物が付着したと判定する。

【0060】

図１２は、第１の実施形態に係る検出制御部の作用効果を説明する第２の図である。
ここで例えば、図１２（ａ）に示すように、位置βに位置する受光部Ｓ２に、泥、レシート、落ち葉等の異物Ｃが付着した場合を考える。この場合、異物Ｃが付着した時刻ｔ８において遮光が検出されるため、検出制御部２０は、車両退出パターン判定処理（図５、ステップＳ０２）を実施する。しかし、異物Ｃの付着に基づく遮光領域変化Ｄが車両進入パターンＤｒｅｆ１に適合しないと判定される結果、異物対応処理部２３が、直ちに、異物対応処理（図５、ステップＳ０５）を実施する。
ここで、図１２（ｂ）に示すように、異物判定部２３１は、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの時間（サンプリング時間Δｔ×８）を経て、遮光領域Ｌａが変化していないことを検出する（図７、ステップＳ５０１、Ｓ５０２）。その結果、切り離し処理部２３２が、時刻ｔ１０において、位置βに対応する受光部Ｓ２の切り離し処理を実施する（図７、ステップＳ５０３）。
以上のような処理によれば、検出制御部２０は、付着した異物Ｃと、その他の要因（落下中の雪や“ひょう”、あるいは、飛行する鳥や虫等）と、を精度よく判別し、投光部Ｓ１又は受光部Ｓ２における「異物の付着」によってのみ切り離し処理を実施する。これにより、異物により光線Ｐが遮光されている受光部Ｓ２からの検出信号に起因して、車両の進入が誤検出されたり、車両が退出したにもかかわらず退出が検出されなかったりすることを防止できる。また、瞬間的、一時的な遮光（落下中の雪や“ひょう”等に起因するもの）に対しては、切り離し処理が実施されることがないので、切り離しされる受光部Ｓ２の数を必要最小限に抑えることができ、車両の検出精度の低下を抑制することができる。

【0061】

また、上述の牽引車対応処理（図９）によれば、車両判定部２２は、牽引車が車両検出部１０を通過した際に想定される遮光領域Ｌａの経時的変化、即ち、連結部Ｊが配されると想定される領域（連結部領域Ｌｊ）に属する光線Ｐが遮光されることをもって、通過した車両Ａが牽引車であると判定する。これにより、例えば、投光塔１０１と受光塔１０２との間に連結部Ｊが存在する状態（例えば、図１０に示す時刻ｔ４）で車両Ａが停止した場合であっても、遮光されている光線Ｐが連結部Ｊに対応する領域（連結部Ｌｊ）に属している限り、当該光線Ｐに対応する受光部Ｓ２が切り離される処理はなされない。また、車両判定部２２は、車両Ａに牽引される被牽引車が退出するまでは車両Ａの退出を検出しない。したがって、牽引車及び被牽引車全体で１台と見なされるため、通過する車両Ａの台数（１台か２台か）の誤認を抑制することができる。
このように、車両検出装置１は、遮光領域変化Ｄが車両退出パターンＤｒｅｆ２に規定された条件を満たした後、更に、牽引車通過パターンＤｒｅｆ３に規定された条件を満たす場合には、車両Ａが牽引車であると判定する。これにより、通過する車両が牽引車であることを判別可能となるので、牽引車が被牽引車と連結されていることに起因して、車両の通過を誤って検出する（車両がまだ車両検出エリアにおり、通過完了していない状態にもかかわらず、「通過完了」と判定する）ことを抑制することができる。

【0062】

以上、本実施形態に係る車両検出装置１によれば、上述の車両進入パターン判定処理、車両退出パターン進入処理、異物対応処理、及び、牽引車対応処理に基づいて、遮光領域の経時的変化（遮光領域変化Ｄ）が、標準変化パターンと適合するか否かに応じて車両の通過を検出するので、通過する車両を精度よく検出できる。

【0063】

（第１の実施形態の変形例について）
なお、図６、図８のそれぞれに示す車両進入パターン判定処理、及び、車両退出パターン判定処理の具体的な処理フローは、一例であって、図６、図８に示す処理フローには限定されない。

【0064】

図１３は、第１の実施形態の変形例に係る車両判定部の処理内容を説明する図である。
第１の実施形態の変形例に係る車両判定部２２は、車両の通過に伴って変化する受光部Ｓ２の検出信号の変化パターンであって予め記録されたもの（図１３（ａ））と、車両Ａ通過時において現に取得される遮光領域変化Ｄ（図１３（ｂ））と、の一致度を算出するとともに、当該一致度に基づいて車両の進入及び退出を検出してもよい。この場合、予め記録された受光部Ｓ２の検出信号の変化パターン（図１３（ａ））が、標準変化パターンＤｒｅｆに相当する。
また、標準変化パターンＤｒｅｆは、例えば、自動車市場に存在する車種別、又は、代表的な車体形状を有する車両別に、予め複数記録されていてもよい。この場合、車両判定部２２は、車両Ａの進入及び退出に伴って取得された遮光領域変化Ｄが、車種別に対応する複数の標準変化パターンＤｒｅｆのうちの少なくとも一つと適合することをもって、車両の進入及び退出を検出するものとする。例えば、車両判定部２２は、車両Ａの進入に伴って逐次取得される遮光領域変化Ｄと、予め車種別に記録された複数の標準変化パターンＤｒｅｆと、の比較を順番に行い、適合しない場合は、別の標準変化パターンＤｒｅｆとの比較を行う。この場合、車両判定部２２は、逐次取得される遮光領域変化Ｄが、複数の標準変化パターンＤｒｅｆのいずれかと適合するまで、繰り返し比較を行うものとする。
なお、上述の処理は一例に過ぎず、車両判定部２２は、他の異なる処理を経て、遮光領域変化Ｄがいずれの標準変化パターンＤｒｅｆに適合するかを判断してもよい。例えば、車両判定部２２は、車両Ａの進入から退出にかけて取得された一連の遮光領域変化Ｄについて、複数の標準変化パターンＤｒｅｆと逐次比較を行い、一つの完全一致する標準変化パターンＤｒｅｆが特定されるまで比較を繰り返すようにしてもよい。
また、車両判定部２２は、車両Ａの進入から逐次取得される遮光領域変化Ｄが、ある程度の「許容幅」が設けられた複数の標準変化パターンＤｒｅｆとの比較を繰り返し行いながら適合する標準変化パターンＤｒｅｆの候補を絞り込んでいくようにしてもよい。

【0065】

なお、一致度の算出手法として、例えば、車両判定部２２は、車両Ａの進入時の最初（時刻ｔ１１）に検出された遮光領域Ｌａと、標準変化パターンＤｒｅｆに規定された基準時刻ｔ＿ｒｅｆに対応する遮光領域Ｌａ＿ｒｅｆと、の一致率ｐ１０を取得する。車両判定部２２は、同様の処理を、サンプリング時間Δｔ経過ごとに実施し、時刻別の比率ｐ１１、ｐ１２、・・・を取得する。また、車両判定部２２は、取得する一致率ｐ１０、ｐ１１、ｐ１２、・・・の各々が所定の判定閾値以上か否かを、逐次判定し、当該判定閾値以上となることを所定回数（例えば、８回）継続して満たした場合に、「車両Ａが進入した」と判定する。
なお、この場合、車両Ａの走行速度によっては、取得される遮光領域変化Ｄが変化し得る。そのため、予め規定される標準変化パターンＤｒｅｆは、料金収受施設への進入時における車両Ａの通常の速度（２０〜３０ｋｍ／ｈ）に基づいて規定されるものとしてもよい。

【0066】

また、上記変形例によれば、車両判定部２２は、車両Ａの車両検出部１０への進入に基づいて取得される遮光領域変化Ｄが、予め記録された複数の標準変化パターンＤｒｅｆの何れに適合するかを識別できる。したがって、適合した標準変化パターンＤｒｅｆに対応する車両が属する車種のカテゴリ（普通車、大型車、特大車等）を特定することができる。これを利用して、車両判定部２２は、車両Ａの通過に応じて取得された遮光領域変化Ｄが、車種別に規定された複数の標準変化パターンＤｒｅｆの何れに適合するかの判定結果に基づいて、車両検出部１０を通過する車両Ａの車種を識別し、他の各種装置に通知してもよい。これにより、料金収受処理において必要な車両別の車種の特定を実現することができる。

【0067】

また、検出制御部２０は、料金収受施設に別途設置された車両速度計測手段を通じて、車両検出部１０の通過時における車両Ａの走行速度を取得してもよい。この場合、車両判定部２２は、車両Ａの通過に応じて取得された遮光領域変化Ｄが標準変化パターンＤｒｅｆに適合するか否かの判定条件を補正する。
具体的には、車両判定部２２は、光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１、光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２を、車両Ａの走行速度に応じて増減させる。例えば、車両Ａが相対的に低い速度で通過した場合、サンプリング時間Δｔおきに取得される遮光領域Ｌａの経時的変化ΔＬａ（図４参照）は相対的に小さい値となる。一方、車両Ａが相対的に高い速度で通過した場合は、サンプリング時間Δｔおきに取得される遮光領域Ｌａの経時的変化ΔＬａは相対的に大きい値となる。したがって、車両判定部２２は、光軸増加数判定閾値ΔＮｔｈ１、光軸減少数判定閾値ΔＮｔｈ２を取得した車両Ａの走行速度に比例するように増減させてもよい。このようにすることで、標準変化パターンＤｒｅｆに規定される各種条件（即ち、ΔＮｔｈ１、ΔＮｔｈ２）が、車両Ａの走行速度に応じた適切な条件となるように、車両Ａの通過中においてリアルタイムに補正されるので、車両Ａの通過に応じて取得される遮光領域変化Ｄと、標準変化パターンＤｒｅｆと、が適合しているか否かの判定精度を高めることができる。
なお、車両速度計測手段とは、例えば、一般的なスピード計測器であってもよいし、車線Ｌ上に設置され、踏圧を検知可能な踏圧検知センサを具備する踏板であってもよい。後者の場合、車両判定部２２は、例えば、上記踏板において車線方向に並べられた複数の踏圧検知センサが出力する踏圧検知信号を受け付けたタイミングの時間差に基づいて、走行する車両の速度を算出してもよい。

【0068】

また、異物判定処理で用いられる異物付着パターンＤｉに規定される条件も適宜変更可能である。例えば、異物付着パターンＤｉに規定する条件として、同一の遮光領域Ｌａが継続して検出される回数は、８回には限定されない。

【0069】

また、上述の各実施形態における検出制御部２０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより工程を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0070】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【0071】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0072】

１ 車両検出装置
１０ 車両検出部
１０１ 投光塔
１０２ 受光塔
Ｓ１ 投光部
Ｓ２ 受光部
２０ 検出制御部
２１ 遮光情報取得部
２２ 車両判定部
２３ 異物対応処理部
２３１ 異物判定部
２３２ 切り離し処理部
Ｄ 遮光領域変化
Ｄｒｅｆ 標準変化パターン
Ｄｒｅｆ１ 車両進入パターン
Ｄｒｅｆ２ 車両退出パターン
Ｄｒｅｆ３ 牽引車通過パターン
Ｄｉ 異物付着パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】