特許 7267124 車両検知器、料金収受システム、車両検知方法、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】

(24)【登録日】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】車両検知器、料金収受システム、車両検知方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/04 20060101AFI20230424BHJP

   G07B 15/00 20110101ALI20230424BHJP

   G01S 17/93 20200101ALI20230424BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20230424BHJP

【ＦＩ】

G08G1/04 A

G07B15/00 M

G01S17/93

G08G1/09 R

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019115563

(22)【出願日】2019-06-21

(65)【公開番号】P2021002212

(43)【公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-02-18

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】山西 直哉

(72)【発明者】

【氏名】中山 博之

(72)【発明者】

【氏名】尾張 伸行

【審査官】西中村 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－００９８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２０８６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６６９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１０３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２４９８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６、２３／００－２５／００

Ｇ０７Ｂ １５／００

Ｇ０１Ｓ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発進制御機に隣接する退出検知位置において車両の通過を検知する車両検知器であって、
前記発進制御機の開閉バーの閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む第１走査領域と、前記最下端ラインから下方の第２走査領域それぞれについてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャナと、
前記車両が前記退出検知位置を通過したときに前記発進制御機に前記開閉バーの閉鎖信号を出力する車線制御装置に対し、前記第２走査領域における前記計測信号に基づいて前記車両が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知するとともに、前記発進制御機に対し、前記第１走査領域における前記計測信号に基づいて、前記車両の積載物が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知し、前記積載物が前記退出検知位置を通過するまで前記発進制御機が前記開閉バーを閉鎖しないように制御する制御部と、
を備える車両検知器。

【請求項2】

前記第１走査領域は、前記最下端ラインから前記開閉バーの開放位置における最前端ラインまでの領域である、
請求項１に記載の車両検知器。

【請求項3】

前記レーザスキャナは、前記最下端ラインと前記最前端ラインの交点を中心として前記レーザ光を走査し、
前記制御部は、前記交点から前記対象物までの距離が前記交点から前記開閉バーの先端までの距離よりも短い場合、前記発進制御機が前記開閉バーを閉鎖しないように制御する、
請求項２に記載の車両検知器。

【請求項4】

前記レーザスキャナは、前記発進制御機よりも車線の下流側に位置する、
請求項１から３の何れか一項に記載の車両検知器。

【請求項5】

車線の進入検知位置においてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測するレーザスキャナを有し、前記レーザスキャナの計測信号に基づいて車両を検知する上流側車両検知器と、
前記進入検知位置よりも下流側に設けられ、開閉バーにより前記車両の発進及び停止を制御する発進制御機と、
請求項１から４の何れか一項に記載の車両検知器である下流側車両検知器と、
前記車両が退出検知位置を通過したときに前記発進制御機に前記開閉バーの閉鎖信号を出力する車線制御装置と、
を備え、
前記下流側車両検知器の前記レーザスキャナは、前記上流側車両検知器の前記レーザスキャナと異なる高さに配置される、
料金収受システム。

【請求項6】

発進制御機に隣接する退出検知位置において車両の通過を検知する車両検知方法であって、
前記発進制御機の開閉バーの閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む第１走査領域と、前記最下端ラインから下方の第２走査領域それぞれについてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、
前記車両が前記退出検知位置を通過したときに前記発進制御機に前記開閉バーの閉鎖信号を出力する車線制御装置に対し、前記第２走査領域における前記計測信号に基づいて前記車両が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知するとともに、前記発進制御機に対し、前記第１走査領域における前記計測信号に基づいて、前記車両の積載物が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知し、前記積載物が前記退出検知位置を通過するまで前記発進制御機に対し前記開閉バーを閉鎖しないように制御する制御ステップと、
を有する車両検知方法。

【請求項7】

車線の進入検知位置においてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測結果に基づいて車両を検知する上流側車両検知ステップと、
前記進入検知位置よりも下流側の発進制御機に隣接する退出検知位置において前記車両の有無を検知する下流側車両検知ステップと、
を有し、
前記下流側車両検知ステップは、
前記発進制御機の開閉バーの閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む第１走査領域、前記最下端ラインから下方の第２走査領域それぞれについてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、
前記車両が前記退出検知位置を通過したときに前記発進制御機に前記開閉バーの閉鎖信号を出力する車線制御装置に対し、前記第２走査領域における前記計測信号に基づいて前記車両が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知するとともに、前記発進制御機に対し、前記第１走査領域における前記計測信号に基づいて、前記車両の積載物が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知し、前記積載物が前記退出検知位置を通過するまで前記発進制御機に対し前記開閉バーを閉鎖しないように制御する制御ステップと、
を有し、
前記下流側車両検知ステップの前記レーザスキャンステップは、前記上流側車両検知ステップと異なる高さから前記レーザ光の走査を行う、
車両検知方法。

【請求項8】

発進制御機に隣接する退出検知位置において車両の通過を検知する車両検知器のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記発進制御機の開閉バーの閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む第１走査領域と、前記最下端ラインから下方の第２走査領域それぞれについてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、
前記車両が前記退出検知位置を通過したときに前記発進制御機に前記開閉バーの閉鎖信号を出力する車線制御装置に対し、前記第２走査領域における前記計測信号に基づいて前記車両が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知するとともに、前記発進制御機に対し、前記第１走査領域における前記計測信号に基づいて、前記車両の積載物が前記退出検知位置を通過したか否かを判断して通知し、前記積載物が前記退出検知位置を通過するまで前記発進制御機に対し前記開閉バーを閉鎖しないように制御する制御ステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両検知器、料金収受システム、車両検知方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

有料道路の料金所には、車両から通行料金を収受するための料金収受システムが設けられている。このような料金収受システムには、料金所の車線の下流側に、車両の発進及び停止を制御するための発進制御機が設けられている場合がある（例えば、特許文献１を参照）。発進制御機は、車両から通行料金の収受が完了していない場合は開閉バーを下ろして車線を閉塞し、車両の車線からの退出を禁止する。また、発進制御機は、車両から通行料金の収受を完了すると開閉バーを上げて車線を開放し、車両の車線からの退出を許可する。また、発進制御機の近傍には、車両の有無を検知可能な車両検知器が設けられている。車両検知器により料金収受処理が完了した車両の通過が検知されると、発進制御機は車両が車線から退出したと認識して開閉バーを下ろし、料金収受処理を終えていない後続車両が車線から退出しないようにする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１７４０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両には、車体の最後端（車尾）よりも後方に突出する長尺積載物が搭載されている場合がある。このような長尺積載物が車両検知器よりも高い位置に搭載されていると、車両検知器は、車両の車尾が通過したことを検知したときに、この車両に搭載された長尺積載物が通過したか否かを正確に検知することができない可能性がある。そうすると、発進制御機が開閉バーを下ろす際に、未通過の長尺積載物に開閉バーが衝突してしまうことがある。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、積載物の有無を検知して、発進制御機の開閉バーが車両の積載物に衝突することを抑制することができる車両検知器、料金収受システム、車両検知方法、及びプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第１の態様によれば、発進制御機（１５）に隣接する位置において車両の通過を検知する車両検知器（１６）は、前記発進制御機（１５）の開閉バー（１５０）の閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む走査領域についてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャナ（１６０）と、前記計測信号に基づいて、前記発進制御機（１５）が前記開閉バー（１５０）を閉鎖しないように制御する制御部（１６２）と、を備える。
このようにすることで、車両検知器は、開閉バーの動作範囲に積載物が存在するか否かを検知して、車両の積載物が通過していないときに開閉バーが下ろされないように、発進制御機に対し閉鎖信号の受け付けを制限させることができる。これにより、車両検知器は、開閉バーが車両の積載物に衝突することを抑制することができる。

【0007】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る車両検知器（１６）において、前記走査領域は、前記最下端ラインから前記開閉バー（１５０）の開放位置における最前端ラインまでの領域である。
このようにすることで、車両検知器は、開閉バーの開放位置から閉鎖位置までの動作範囲全域において、積載物が存在するか否かを精度よく検知することができる。

【0008】

本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る車両検知器（１６）において、前記レーザスキャナ（１６０）は、前記最下端ラインと前記最前端ラインの交点を中心として前記レーザ光を走査し、前記制御部（１６２）は、前記交点から前記対象物までの距離が前記交点から前記開閉バー（１５０）の先端までの距離よりも短い場合、前記発進制御機（１５）が前記開閉バー（１５０）を閉鎖しないように制御する。
このようにすることで、車両検知器は、開閉バーの動作範囲内に積載物が存在するか否かを簡易且つ高速に検知することができる。

【0009】

本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れか一の態様に係る車両検知器（１６）において、前記レーザスキャナ（１６０）は、前記発進制御機（１５）よりも車線の下流側に位置する。
このようにすることで、車両検知器は、積載物が発進制御機よりも下流側に通過したか否かをより確実に検知することができる。これにより、車両検知器は、開閉バーが車両の積載物に衝突する可能性を更に低減させることができる。

【0010】

本発明の第５の態様によれば、料金収受システム（１）は、車線の進入検知位置においてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測するレーザスキャナ（１１０，１１１）を有し、前記レーザスキャナ（１１０，１１１）の計測信号に基づいて車両を検知する上流側車両検知器（１１）と、前記進入検知位置よりも下流側に設けられ、開閉バー（１５０）により前記車両の発進及び停止を制御する発進制御機（１５）と、第１から第４の何れか一の態様に係る車両検知器である下流側車両検知器（１６）と、を備える。前記下流側車両検知器（１６）の前記レーザスキャナ（１６０）は、前記上流側車両検知器（１１）の前記レーザスキャナ（１１０，１１１）と異なる高さに配置される。
料金収受システムは、このように上流側車両検知器と、下流側車両検知器とのそれぞれの目的に応じて異なる高さにレーザスキャナを配置するので、上流側車両検知器及び下流側車両検知器それぞれが要求される性能を満たすことができる。また、上流側車両検知器及び下流側車両検知器それぞれの検知結果に基づいて動作する機器の機能及び性能を向上させることができる。

【0011】

本発明の第６の態様によれば、発進制御機（１５）に隣接する位置において車両の通過を検知する車両検知方法は、前記発進制御機（１５）の開閉バー（１５０）の閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む走査領域についてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、前記計測信号に基づいて、前記発進制御機（１５）に対し前記開閉バー（１５０）を閉鎖しないように制御する制御ステップと、を有する。

【0012】

本発明の第７の態様によれば、車両検知方法は、車線の進入検知位置においてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測結果に基づいて車両を検知する上流側車両検知ステップと、前記進入検知位置よりも下流側の発進制御機（１５）に隣接する位置において前記車両の有無を検知する下流側車両検知ステップと、を有する。前記下流側車両検知ステップは、前記発進制御機（１５）の開閉バー（１５０）の閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む走査領域についてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、前記計測信号に基づいて、前記発進制御機（１５）に対し前記開閉バー（１５０）を閉鎖しないように制御する制御ステップと、を有する。前記下流側車両検知ステップの前記レーザスキャンステップは、前記上流側車両検知ステップと異なる高さから前記レーザ光の走査を行う。

【0013】

本発明の第８の態様によれば、発進制御機（１５）に隣接する位置において車両の通過を検知する車両検知器（１６）のコンピュータ（９００）を機能させるプログラムは、前記コンピュータ（９００）に、前記発進制御機（１５）の開閉バー（１５０）の閉鎖位置における最下端ラインから上方を含む走査領域についてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャンステップと、前記計測信号に基づいて、前記発進制御機（１５）に対し前記開閉バー（１５０）を閉鎖しないように制御する制御ステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る車両検知器、料金収受システム、車両検知方法、及びプログラムによれば、車両及び積載物の有無を検知して、発進制御機の開閉バーが車両の積載物に衝突することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る上流側車両検知器の構成の一例を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る下流側車両検知器の構成の一例を示す第１の図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る下流側車両検知器の構成の一例を示す第２の図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る料金収受システムの処理の一例を示すシーケンス図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る車両検知器のハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態に係る料金収受システム１について、図を参照しながら説明する。

【0017】

（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る料金収受システムの全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る料金収受システム１は、有料道路の入口又は出口の料金所に設けられ、料金所の車線Ｌを走行する車両Ａから、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」ともいう）の技術を利用して通行料金を収受する。なお、以下の説明において、車線Ｌの延在方向（図１の±Ｘ方向）を「車線方向」、車線方向と水平に直交する方向（図１の±Ｙ方向）を「車線幅方向」とも記載する。

【0018】

図１に示すように、車線Ｌの路側に敷設されたアイランドＩ上には、料金収受システム１を構成する機器として、上流側車両検知器１１と、中間位置車両検知器１２と、路側アンテナ１３と、車線制御装置１４と、発進制御機１５と、下流側車両検知器１６と、が設けられている。

【0019】

上流側車両検知器１１は、車線方向の最も上流側（－Ｘ側）の進入検知位置Ｘ１に設けられ、車線Ｌに進入する車両Ａを検知する。本実施形態に係る上流側車両検知器１１は、第１レーザスキャナ１１０と、第２レーザスキャナ１１１と、制御部１１２と、を備えている。

【0020】

図２は、本発明の一実施形態に係る上流側車両検知器の構成の一例を示す図である。
図１及び図２に示すように、第１レーザスキャナ１１０は、進入検知位置Ｘ１に配置され、車線幅方向（±Ｙ方向）に沿って角度を変えながらレーザ光を走査する。第１レーザスキャナ１１０は、一回の走査毎に、走査角度とレーザ光の反射光を受光するまでの時間とに基づいて、レーザ光の反射位置までの距離を計測し、その結果を計測信号として出力する。

【0021】

なお、第１レーザスキャナ１１０は、車線Ｌの路面からの高さＨ１の位置を中心としてレーザ光を走査する。本実施形態では、高さＨ１は、特定車種の最低高さ（例えば大型車の最低高さ２０００ｍｍ）と等しい値に設定される。これにより、第１レーザスキャナ１１０は、水平方向にレーザ光を出射したときの反射位置までの距離に基づいて、車両Ａの車高が高さＨ１以上であるか否か、即ち、車種が特定車種（大型車）以上の車種であるか、小さい車種（普通車、軽自動車等）であるかを判別可能な計測信号を出力することができる。

【0022】

第２レーザスキャナ１１１は、図１に示すように、進入検知位置Ｘ１及び検知位置Ｘ１’よりも下流側（＋Ｘ側）の検知位置Ｘ１’において、第１レーザスキャナ１１０と同じ高さＨ１の位置を中心としてレーザ光を走査する。第２レーザスキャナ１１１は第１レーザスキャナ１１０と同様の機能構成を有している。

【0023】

制御部１１２は、第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１の計測信号に基づいて、車両Ａが進入検知位置Ｘ１及び検知位置Ｘ１’に存在するか否かを検知する。

【0024】

中間位置車両検知器１２は、図１に示すように、進入検知位置Ｘ１よりも下流側（＋Ｘ側）の中間検知位置Ｘ２に設けられ、車両Ａが中間検知位置Ｘ２に到達したか否かを検知する。中間位置車両検知器１２は、レーザスキャナ１２０と、制御部１２２とを備えている。なお、本実施形態に係るレーザスキャナ１２０は、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０と同様の機能構成を有している。また、制御部１２２は、レーザスキャナ１２０の計測信号に基づいて、車両Ａが中間検知位置Ｘ２に存在するか否かを検知する。

【0025】

路側アンテナ１３は、図１に示すように、中間位置車両検知器１２よりも下流側（＋Ｘ側）に設けられ、車両Ａに搭載された車載器（不図示）との間で、当該車両Ａの通行料金の収受処理に係る各種指令、データの送受信を無線通信により行う。なお、路側アンテナ１３の通信領域は、上流側車両検知器１１から中間位置車両検知器１２までの間に設定される。なお、路側アンテナ１３の配置は、路側アンテナ１３の設置向き、電波の指向性に応じて、配置は変更してもよい。例えば路側アンテナ１３が車線Ｌの上流側から下流側に向かって電波を放射する態様である場合、路側アンテナ１３は中間位置車両検知器１２よりも上流側に設けられてもよい。

【0026】

車線制御装置１４は、料金収受システム１の各機器を制御するための装置である。また、車線制御装置１４は、路側アンテナ１３を介して車載器と無線通信を行うことにより、車両Ａの通行料金を収受する処理を行う。

【0027】

発進制御機１５は、図１に示すように、路側アンテナ１３よりも下流側（＋Ｘ側）に設けられ、開閉バー１５０を昇降させて車線Ｌを開放又は閉塞する。発進制御機１５は、例えば通行料金を収受する処理が完了するまで、車両Ａが車線Ｌから退出しないようにする等の目的で設けられている。

【0028】

下流側車両検知器１６は、図１に示すように、発進制御機１５よりも下流側（＋Ｘ側）の退出検知位置Ｘ３に設けられる。なお、車両Ａには、車尾よりも後方（－Ｘ側）に突出する積載物ＦＲ（長尺積載物）が搭載されている場合がある。本実施形態に係る下流側車両検知器１６は、車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過したか否かを検知するとともに、車両Ａに搭載された積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３を通過したか否かを検知する。また、下流側車両検知器１６は、レーザスキャナ１６０と、制御部１６２とを備えている。

【0029】

図３は、本発明の一実施形態に係る下流側車両検知器の構成の一例を示す第１の図である。
図４は、本発明の一実施形態に係る下流側車両検知器の構成の一例を示す第２の図である。
図１、図３、及び図４に示すように、レーザスキャナ１６０は、退出検知位置Ｘ３に配置され、車線幅方向（±Ｙ方向）に沿って角度を変えながらレーザ光を走査する。レーザスキャナ１６０は、発進制御機１５の開閉バー１５０の閉鎖位置（破線で示す位置）における最下端ラインＥ１と、開閉バー１５０の開放位置（実線で示す位置）における最後端ラインＥ２との交点Ｐを中心としてレーザ光を走査する。即ち、レーザスキャナ１６０は、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１が配置されている高さ（図２の高さＨ１）とは異なる高さ（最下端ラインＥ１に一致する高さ）に配置される。

【0030】

レーザスキャナ１６０は、車両Ａに搭載された積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３を通過したか否かを検知するために、図３に示すように開閉バー１５０の閉鎖位置における最下端ラインＥ１から上方を含む走査領域Ｒ１についてレーザ光を走査して対象物（積載物ＦＲ）までの距離を計測し、計測信号を出力する。本実施形態では、走査領域Ｒ１は、開閉バー１５０の最下端ラインＥ１から最後端ラインＥ２までの領域であって、且つ、交点Ｐから距離ＬＮ１以内の領域である。距離ＬＮ１は、交点Ｐから開閉バー１５０の先端１５０Ａまでの長さである。また、他の実施形態では、走査領域Ｒ１は、開閉バー１５０の閉鎖位置における最下端ラインＥ１から、開放位置における最前端ラインＥ３（開閉バー１５０の車線Ｌ側を向く端部）までの領域であってもよい。このとき、レーザスキャナ１６０は、最下端ラインＥ１と最前端ラインＥ３との交点（不図示）を中心としてレーザ光を走査する。したがって、レーザスキャナ１６０がアイランドＩから車線Ｌ側に突出しないように配置可能である場合、このように走査領域Ｒ１を最下端ラインＥ１から最前端ラインＥ３までの領域に限定してもよい。

【0031】

また、レーザスキャナ１６０は、車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過したか否かを検知するために、図４に示すように、開閉バー１５０の閉鎖位置における最下端ラインＥ１より下方の領域を含む走査領域Ｒ２についても同様にレーザ光を走査して、対象物までの距離を計測し、計測信号を出力する。図４の例のように、走査領域Ｒ２は開閉バー１５０の最下端ラインＥ１よりも上方の領域を含んでいてもよい。即ち、走査領域Ｒ１及びＲ２は重複していてもよい。なお、レーザスキャナ１６０は、一回の走査で走査領域Ｒ１及びＲ２の双方を走査する。

【0032】

制御部１６２は、レーザスキャナ１６０の計測信号に基づいて、車両Ａ及び積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３を通過したか否かを判断する。また、制御部１６２は、積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３に存在すると判断した場合、発進制御機１５が開閉バー１５０を閉鎖しないように制御する。

【0033】

（機能構成）
図５は、本発明の一実施形態に係る料金収受システムの機能構成を示す図である。
以下、図５を参照しながら、料金収受システム１の各機器の機能構成について説明する。

【0034】

上流側車両検知器１１の制御部１１２は、第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１それぞれから出力された計測信号に基づいて、進入検知位置Ｘ１及び検知位置Ｘ１’に車両Ａが存在するか否かを検知し、その検知結果を車両検知信号として車線制御装置１４に出力する。

【0035】

例えば上流側車両検知器１１の制御部１１２は、進入検知位置Ｘ１に車両Ａが存在しないときに計測した走査角度それぞれに対する第１レーザスキャナ１１０から反射位置（車線Ｌの路面等）までの基準距離を予め記憶しておく。そして、制御部１１２は、第１レーザスキャナ１１０がこの基準距離よりも短い距離を計測した場合、進入検知位置Ｘ１に車両Ａが存在することを検知する。

【0036】

また、制御部１１２は、第２レーザスキャナ１１１についても同様の処理を行い、検知位置Ｘ１’に車両Ａが存在するか否かを検知する。このように、上流側車両検知器１１が進入検知位置Ｘ１及び検知位置Ｘ１’双方において車両Ａの存在の有無を検知することにより、進入検知位置Ｘ１における車両Ａの前進及び後進を検知することができる。例えば、上流側の第１レーザスキャナ１１０、下流側のレーザスキャナ１１１の順に車両Ａの存在を検知した場合、車両Ａは前進していると判断することができる。なお、上流側車両検知器１１による車両Ａの前進及び後進の検知が不要である場合（例えば不図示の踏板により前進及び後進の検知を行う場合）は、第１レーザスキャナ１１０を省略してもよい。

【0037】

中間位置車両検知器１２の制御部１２２は、上流側車両検知器１１の制御部１１２と同様の処理を行うことにより中間検知位置Ｘ２に車両Ａが存在するか否かを検知し、その検知結果を車両検知信号として車線制御装置１４に出力する。

【0038】

下流側車両検知器１６の制御部１６２は、レーザスキャナ１６０から出力された計測信号に基づいて、退出検知位置Ｘ３に車両Ａが存在するか否かを検知し、その検知結果を車両検知信号として車線制御装置１４に出力する。また、制御部１６２は、レーザスキャナ１６０から出力された計測信号に基づいて、退出検知位置Ｘ３に積載物ＦＲが存在するか否かを検知し、その検知結果を積載物検知信号として発進制御機１５に出力する。

【0039】

例えば、制御部１６２は、走査領域Ｒ２について、車線Ｌ上に車両Ａが存在しないときに計測した走査角度それぞれに対する交点Ｐから反射位置（車線Ｌの路面等）までの基準距離を予め計測しておく。そして、制御部１６２は、レーザスキャナ１６０が走査領域Ｒ２において基準距離よりも短い距離を計測した場合、退出検知位置Ｘ３に車両Ａが存在すると判断する。

【0040】

また、制御部１６２は、レーザスキャナ１６０が走査領域Ｒ１において距離ＬＮ１よりも短い距離を計測した場合、退出検知位置Ｘ３に積載物ＦＲが存在すると判断する。このとき、制御部１６２は、発進制御機１５に対し積載物ＦＲが存在することを示す積載物検知信号を出力して、開閉バー１５０を閉鎖しないように制御する。

【0041】

車線制御装置１４は、上流側車両検知器１１及び中間位置車両検知器１２から出力された車両検知信号に基づいて、路側アンテナ１３の制御を行う。具体的には、車線制御装置１４は、上流側車両検知器１１が車両Ａの進入検知位置Ｘ１’への到達を検知すると、路側アンテナ１３に無線通信を開始する制御信号（電波放射ＯＮ信号）を出力する。一方、車線制御装置１４は、中間位置車両検知器１２が車両Ａの中間検知位置Ｘ２の通過を検知する（中間位置車両検知器１２が車両Ａの存在を検知した後、再び非検知に戻る）と、路側アンテナ１３に無線通信を終了する制御信号（電波放射ＯＦＦ信号）を出力する。

【0042】

また、車線制御装置１４は、発進制御機１５の開閉バー１５０を開閉する制御を行う。具体的には、車線制御装置１４は、路側アンテナ１３を介して車両Ａの通行料金を収受する処理が完了すると、発進制御機１５に開閉バー１５０を開放する制御信号（開放信号）を出力する。また、車線制御装置１４は、下流側車両検知器１６が車両Ａの車線Ｌからの退出（退出検知位置Ｘ３を通過したこと）を検知すると、車両Ａの後続車両が料金収受前に車線Ｌから退出してしまわないように、発進制御機１５に開閉バーを閉鎖する制御信号（閉鎖信号）を出力する。

【0043】

発進制御機１５は、車線制御装置１４からの制御信号に従って、開閉バー１５０の開放動作及び閉鎖動作を行う。なお、発進制御機１５は、下流側車両検知器１６から退出検知位置Ｘ３に積載物ＦＲが存在することを示す積載物検知信号が出力された場合、車線制御装置１４からの閉鎖信号を受け付けない、又は、受け付けても閉鎖を実行しないようにする。

【0044】

（処理フロー）
図６は、本発明の一実施形態に係る料金収受システムの処理の一例を示すシーケンス図である。
以下、図６を参照しながら料金収受システムにおける処理の流れについて説明する。

【0045】

まず、上流側車両検知器１１は、進入検知位置Ｘ１’において車両Ａの存在の有無を検知する検知処理を行い、その検知結果を車両検知信号として車線制御装置１４に出力する（ステップＳ１）。なお、上流側車両検知器１１は、この検知処理Ｓ１を常時、繰り返し実行しているものとする。

【0046】

次に、車線制御装置１４は、上流側車両検知器１１より進入検知位置Ｘ１’に車両Ａが存在することを示す車両検知信号を受信した場合（ステップＳ２）、路側アンテナ１３に電波放射ＯＮ信号を出力する（ステップＳ３）。

【0047】

路側アンテナ１３は、電波放射ＯＮ信号を受信すると、車両Ａに搭載された車載器との間で無線通信を開始する。そうすると、車線制御装置１４は、路側アンテナ１３を介して車載との間で通行料金を収受するための各種処理を行う（ステップＳ４）。

【0048】

次に、車線制御装置１４は、料金収受処理（ステップＳ４）が完了すると、発進制御機１５に開閉バー１５０の開放信号を出力する（ステップＳ５）。

【0049】

発進制御機１５は、車線制御装置１４から開放信号を受信すると、開閉バー１５０を開放位置に移動させて、車両Ａの退出を許可する（ステップＳ６）。また、発進制御機１５は、開閉バー１５０の開放動作完了後、車線制御装置１４へ開放通知を行う（ステップＳ７）。これにより、車線制御装置１４は、開閉バー１５０が正しく開放されたことを知ることができる。

【0050】

また、中間位置車両検知器１２は、中間検知位置Ｘ２において車両Ａの存在の有無を検知する検知処理を行い、その検知結果を車両検知信号として車線制御装置１４に出力する（ステップＳ８）。なお、中間位置車両検知器１２は、この検知処理Ｓ８を常時、繰り返し実行しているものとする。

【0051】

次に、車線制御装置１４は、中間位置車両検知器１２より中間検知位置Ｘ２を車両Ａが通過したことを示す車両検知信号を受信した場合（ステップＳ９）、車両Ａが路側アンテナ１３の通信領域から退出したと判断して、路側アンテナ１３に電波放射ＯＦＦ信号を出力する（ステップＳ１０）。そうすると、路側アンテナ１３は、車載器と通信を行うための電波放射を停止する。

【0052】

また、下流側車両検知器１６は、退出検知位置Ｘ３において車両Ａ及び積載物ＦＲの存在の有無を検知する検知処理を行い、その検知結果を車両検知信号及び積載物検知信号として車線制御装置１４及び発進制御機１５に出力する（ステップＳ１１）。なお、下流側車両検知器１６は、この検知処理Ｓ１１を常時、繰り返し実行しているものとする。

【0053】

次に、発進制御機１５は、下流側車両検知器１６より退出検知位置Ｘ３に積載物ＦＲが存在することを示す積載物検知信号を受信した場合（ステップＳ１２）、積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３を通過していないと判断して、閉鎖信号の受け付けを停止する（ステップＳ１３）。例えば、このとき、発進制御機１５は、車線制御装置１４から出力された閉鎖信号を破棄するようにしてもよいし、閉鎖信号を伝達するための信号線を一時的に切断するようにしてもよい。

【0054】

また、発進制御機１５におけるステップＳ１２～Ｓ１３の処理と並行して、車線制御装置１４は、下流側車両検知器１６より退出検知位置Ｘ３に車両Ａが存在することを示す車両検知信号を受信した場合（ステップＳ１４）、車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過中であると判断する。この間、車線制御装置１４は、車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過するまで待機する。

【0055】

次に、車線制御装置１４は、下流側車両検知器１６より退出検知位置Ｘ３に車両Ａが存在しない（通過した）ことを示す車両検知信号を受信した場合（ステップＳ１５）、車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過済みであると判断し、発進制御機１５に開閉バー１５０の閉鎖信号を出力する（ステップＳ１６）。なお、車線制御装置１４は、発進制御機１５から開閉バー１５０の閉鎖動作が完了したことを示す閉鎖通知を受信するまで、所定時間おきに閉鎖信号を出力し続ける。

【0056】

発進制御機１５は、下流側車両検知器１６から積載物ＦＲが存在することを示す積載物検知信号を受信し続けている間、閉鎖信号の受け付けを停止した状態を継続する（ステップＳ１３）。したがって、この期間に車線制御装置１４から出力された閉鎖信号は、発進制御機１５により破棄されるか、信号線の切断により発進制御機１５に入力されなくなる。このため、発進制御機１５の開閉バー１５０は、車両Ａの車体が退出検知位置Ｘ３を通過した後も、下流側車両検知器１６により積載物ＦＲの通過が検知されるまで、開放位置から移動しない。

【0057】

次に、発進制御機１５は、下流側車両検知器１６から積載物ＦＲが存在しない（通過した）ことを示す積載物検知信号を受信すると（ステップＳ１７）、積載物ＦＲが退出検知位置Ｘ３を通過したと判断して、閉鎖信号の受け付けを開始する（ステップＳ１８）。

【0058】

発進制御機１５は、閉鎖信号の受け付け開始後、車線制御装置１４から閉鎖信号を受信すると、開閉バー１５０を閉鎖位置に移動させて、車両Ａの後続車両の退出を禁止する（ステップＳ１９）。また、発進制御機１５は、開閉バー１５０の閉鎖動作完了後、車線制御装置１４へ閉鎖通知を行う（ステップＳ２０）。これにより、車線制御装置１４は、開閉バー１５０が正常に閉鎖されたことを知ることができる。

【0059】

（ハードウェア構成）
図７は、本発明の一実施形態に係る車両検知器のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図７を参照して、本実施形態に係る上流側車両検知器１１、中間位置車両検知器１２、及び下流側車両検知器１６のハードウェア構成について説明する。

【0060】

コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。

【0061】

上述の上流側車両検知器１１、中間位置車両検知器１２、及び下流側車両検知器１６は、それぞれコンピュータ９００に実装される。そして、上述した上流側車両検知器１１、中間位置車両検知器１２、及び下流側車両検知器１６の各部の動作は、プログラムの形式でそれぞれのコンピュータ９００が有する補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理に伴い取得、生成した各種情報を記憶するための記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

【0062】

なお、コンピュータ９００は、インタフェース９０４を介して、外部記憶装置９１０と接続されており、上記記憶領域は、外部記憶装置９１０に確保されてもよい。

【0063】

なお、少なくとも一つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。

【0064】

また、当該プログラムは、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、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【0065】

（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る下流側車両検知器１６は、発進制御機１５に隣接する退出検知位置Ｘ３において車両Ａの通過を検知する車両検知器であって、発進制御機１５の開閉バー１５０の閉鎖位置における最下端ラインＥ１から上方を含む走査領域Ｒ１についてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測し、計測信号を出力するレーザスキャナ１６０と、計測信号に基づいて、発進制御機１５が開閉バー１５０を閉鎖しないように制御する制御部１６２と、を備える。
このようにすることで、下流側車両検知器１６は、開閉バー１５０の動作範囲に積載物ＦＲが存在するか否かを検知して、車両Ａの積載物ＦＲが通過していないときに開閉バー１５０が下ろされないように、発進制御機１５に対し閉鎖信号の受け付けを制限させることができる。これにより、下流側車両検知器１６は、開閉バー１５０が車両Ａの積載物ＦＲに衝突することを抑制することができる。

【0066】

また、走査領域Ｒ１は、最下端ラインＥ１から開閉バー１５０の開放位置における最後端ラインＥ２までの領域である。
このようにすることで、下流側車両検知器１６は、開閉バー１５０の開放位置から閉鎖位置までの動作範囲全域において、積載物ＦＲが存在するか否かを精度よく検知することができる。

【0067】

また、レーザスキャナ１６０は、最下端ラインＥ１と最後端ラインＥ２の交点Ｐを中心としてレーザ光を走査し、制御部１６２は、対象物までの距離が交点Ｐから開閉バー１５０の先端１５０Ａまでの距離よりも短い場合、発進制御機１５が開閉バー１５０を閉鎖しないように制御する。
このようにすることで、下流側車両検知器１６は、計測信号に基づいて対象物の三次元位置を特定するための座標変換等の複雑な処理を行うことなく、開閉バー１５０の動作範囲内に積載物ＦＲが存在するか否かを簡易且つ高速に検知することができる。

【0068】

また、レーザスキャナ１６０は、発進制御機１５よりも車線方向の下流側（図１の＋Ｘ側）に位置する。
このようにすることで、下流側車両検知器１６は、積載物が発進制御機１５よりも下流側に通過したか否かをより確実に検知することができる。これにより、下流側車両検知器１６は、開閉バー１５０が車両Ａの積載物ＦＲに衝突する可能性を更に低減させることができる。

【0069】

また、本実施形態に係る料金収受システム１は、車線Ｌの進入検知位置Ｘ１及び検知位置Ｘ１’においてレーザ光を走査して対象物までの距離を計測する第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１を有し、第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１の計測信号に基づいて車両Ａを検知する上流側車両検知器１１と、進入検知位置Ｘ１よりも下流側に設けられ、開閉バー１５０により車両Ａの発進及び停止を制御する発進制御機１５と、下流側車両検知器１６と、を備える。下流側車両検知器１６のレーザスキャナ１６０は、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１と異なる高さに配置される。
本実施形態に係る料金収受システム１は、このように上流側車両検知器１１と、下流側車両検知器１６とのそれぞれの目的に応じて異なる高さにレーザスキャナを配置するので、上流側車両検知器１１及び下流側車両検知器１６それぞれが要求される性能を満たすことができる。また、上流側車両検知器及び下流側車両検知器それぞれの検知結果に基づいて動作する機器の機能及び性能を向上させることができる。

【0070】

また、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１は、特定車種の最低高さと等しい値である高さＨ１に配置される。
これにより、上流側車両検知器１１は、進入検知位置Ｘ１’において車両Ａの到達及び通過の検知のみならず、車両Ａが特定車種以上の大きさの車種であるか否かを容易に検出することができる。

【0071】

また、下流側車両検知器１６のレーザスキャナ１６０は、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１よりも低い位置である、開閉バー１５０の最下端ラインＥ１に一致する高さに配置される。
このようにレーザスキャナ１６０が低い位置に配置されることにより、レーザスキャナ１６０に付着したゴミや汚れの除去、修理等のメンテナンス作業が容易となる。

【0072】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。

【0073】

例えば上述の実施形態において、中間位置車両検知器１２のレーザスキャナ１２０が、上流側車両検知器１１の第１レーザスキャナ１１０及び第２レーザスキャナ１１１と同じ高さＨ２に配置される例について記載したが、これに限られることはない。中間位置車両検知器１２のレーザスキャナ１２０は、下流側車両検知器１６のレーザスキャナ１６０と同じ高さ（即ち、開閉バー１５０の最下端ラインＥ１の位置）に配置されてもよいし、第１レーザスキャナ１１０、第２レーザスキャナ１１１、及びレーザスキャナ１６０全てと異なる高さに配置されてもよい。

【0074】

また、上述の実施形態において、下流側車両検知器１６のレーザスキャナ１６０が発進制御機１５よりも車線方向の下流側（図１の＋Ｘ側）に配置される例について記載したが、これに限られることはない。他の実施形態では、下流側車両検知器１６のレーザスキャナ１６０が発進制御機１５よりも車線方向の上流側（図１の－Ｘ側）に配置されてもよい。この場合、車線制御装置１４は、例えば、下流側車両検知器１６から車両Ａが退出検知位置Ｘ３を通過したことを示す車両検知信号を受信してから所定の時間が経過した後に、発進制御機１５に開閉バー１５０の閉鎖信号を出力するようにしてもよい。

【0075】

また、上述の実施形態において、料金収受システム１が電子式料金収受システムの技術を利用して、無線通信を介して通行料金を収受する処理を行う例について記載したが、これに限られることはない。他の実施形態では、料金収受システム１は、路側アンテナ１３及び車線制御装置１４に代えて、車両Ａの搭乗者から通行料金の支払いを受け付ける料金自動収受機を備える構成であってもよい。この場合、車線制御装置１４に代えて、料金自動収受機が車両検知信号を受信するとともに、発進制御機１５に対し開閉バーの開放信号及び閉鎖信号を出力する。

【符号の説明】

【0076】

１ 料金収受システム
１１ 上流側車両検知器
１１０ 第１レーザスキャナ（レーザスキャナ）
１１１ 第２レーザスキャナ（レーザスキャナ）
１１２ 制御部
１２ 中間位置車両検知器
１２０ レーザスキャナ
１２２ 制御部
１３ 路側アンテナ
１４ 車線制御装置
１５ 発進制御機
１５０ 開閉バー
１６ 下流側車両検知器（車両検知器）
１６０ レーザスキャナ
１６２ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】