コードスイッチを用いた車両通行台数計測装置
【課題】ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できるコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置を提供する。
【解決手段】車両が通行する場所に布設されるコードスイッチ２と、該コードスイッチ２の電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ２上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部６と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部７とを備えた。
【解決手段】車両が通行する場所に布設されるコードスイッチ２と、該コードスイッチ２の電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ２上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部６と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部７とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できるコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の通行台数を計測したり速度を計測する方法・装置として、従来は、次のようなものが知られている。
（１）道路脇で人がマニュアルカウンタを用いて計数する。あるいはカメラで撮像した画像を人が見て計数する。
（２）カメラで撮像した画像を画像処理装置で処理し、車両を識別して計数する。
（３）超音波や光線を道路に照射し、その反射波が得られた回数や透過光が遮断された回数を計数する。
（４）車両が通過するときの磁場の変化を磁気センサで検出してその回数を計数する。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６２９８４号公報
【特許文献２】特再平９−０２１２３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２７２３６０号公報
【特許文献４】特再平６−２３５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の方法・装置には次のような問題がある。
（１）人による計測は人件費がかかると共に人的誤差が避けられない。
（２）カメラや画像処理のソフトウェアは高価であり、また、昼間と夜間の計測で感度調整が必要になる。また、リアルタイムの台数計測を実施するには高速の演算処理装置を必要とする。
（３）超音波発信器・受信機、光源・受光器などのハードウェアは高価である。超音波や光線による計測は、気象条件で誤差が発生する可能性がある。
（４）磁気センサのハードウェアは高価である。
【０００５】
以上の問題を考慮すると、車両通行台数計測装置は、ハードウェアが安価であること、リアルタイムに計測できること、正確に計測できること、自動で計測できることなどが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できるコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、車両が通行する場所に布設されるコードスイッチと、該コードスイッチの電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部とを備えたものである。
【０００８】
車両の通行方向に間隔を隔てて配置される２本の上記コードスイッチと、各々のコードスイッチ用の上記車両検出部と、上記コードスイッチ配置間隔を両車両検出部における通過中信号の検出時間差で除すことにより、上記コードスイッチ間を車両が通過した速度を検出する車両速度検出部とを備えてもよい。
【０００９】
車両検出部において上記通過中信号の検出時間差より短い時間差で検出される複数の通過中信号間の時間差を上記車両の前後輪通過時間差として求める前後輪通過時間差検出部と、その前後輪通過時間差に上記車両速度を乗じて該車両の前後輪間隔を求める前後輪間隔検出部と、その前後輪間隔があらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、上記複数の通過中信号を１台の車両によるものと判定し、その判定に従って上記台数計測部に台数計測をさせる車両同一判定部とを備えてもよい。
【００１０】
上記２本のコードスイッチがあらかじめ上記配置間隔を隔てて１枚のシートに取り付けられてもよい。
【００１１】
上記コードスイッチは、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えてもよい。
【００１２】
上記電極は、螺旋状に巻かれて上記絶縁体の長手方向に延びていてもよい。
【００１３】
上記電極は、金属線の周囲が導電性樹脂で覆われてなってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１５】
（１）ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できる車両通行台数計測装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係る車両通行台数計測装置１は、車両が通行する場所に布設されるコードスイッチ２と、該コードスイッチ２の電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ２上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部６と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部７とを備えたものである。
【００１８】
コードスイッチ２は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、その絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えたものである。コードスイッチ２の布設形態及び本発明に好適な内部構造の形態は後述する。
【００１９】
コードスイッチ２の電極３は抵抗器５を介して電源に接続される。また、コードスイッチ２の電極４はアースに接続される。これにより、電極３，４同士が離間しているときには、電極３の電圧は電源電圧であり、電極３，４同士が接触したときは電極３の電圧はアース電圧である。よって、車両検出部６は、電極３の電圧が電源電圧のときコードスイッチ２上には車両がおらず（ＯＦＦ）、電極３の電圧がアース電圧のときコードスイッチ２上を車両が通過中である（ＯＮ）ことを示す通過中信号を検出する。ただし、電極３から得られるＯＮ／ＯＦＦ信号はアナログ的な時定数をもって立ち上がり・立ち下がりをするため、車両検出部６をエッジ形成回路で構成することにより、電極３から得られるＯＮ／ＯＦＦ信号にエッジを形成することで、二値化された通過中信号を得る。そのエッジ形成回路は、汎用のトランジスタや論理素子を用いて構成する。
【００２０】
台数計測部７は、二値化された通過中信号の、例えば、立ち下がりエッジを計数するカウンタで構成する。台数計測部７はマイクロコンピュータ（マイコン）で構成し、カウンタはマイコン内蔵の機能で構成するとよい。もちろんパソコンを用いてもよい。
【００２１】
次に、コードスイッチ２を複数本用いた実施形態を説明する。
【００２２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、この車両通行台数計測装置２１は、車両２２の通行方向に間隔Ｌを隔てて配置され、通行方向に交差して布設される２本のコードスイッチ２ａ，２ｂと、各々のコードスイッチ２ａ，２ｂ用に設けられた図１と同様の車両検出部６と、コードスイッチ配置間隔Ｌを両車両検出部６における通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２で除すことにより、コードスイッチ２ａ，２ｂ間を車両２２が通過した速度Ｖを検出する車両速度検出部（図示せず）と、いずれか一方（例えば、コードスイッチ２ａ用）の車両検出部６において通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２より短い時間差で検出される複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒ間の時間差Ｔ１を車両２２の前後輪通過時間差Ｔ１として求める前後輪通過時間差検出部（図示せず）と、その前後輪通過時間差Ｔ１に車両速度Ｖを乗じて該車両２２の前後輪間隔Ｄを求める前後輪間隔検出部（図示せず）と、その前後輪間隔Ｄがあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒを１台の車両２２によるものと判定し、その判定に従って台数計測部７に台数計測をさせる車両同一判定部（図示せず）とを備える。
【００２３】
図示しない車両速度検出部、前後輪通過時間差検出部、前後輪間隔検出部は、台数計測部７と同じマイコンで構成するとよい。
【００２４】
図２の車両通行台数計測装置２１の動作を説明すると、まず、コードスイッチ２ａ上を車両２２が通過すると、タイヤがコードスイッチ２ａを圧することにより、電極３，４同士が接触するので、通過中信号２３（２３ｆ，２３ｒ）が得られる。通過中信号２３ｆは前輪によるもの、つまり前輪通過中信号である。通過中信号２３ｒは後輪によるもの、つまり後輪通過中信号である。なお、後輪が進行方向に複数並んでいる場合については先頭の後輪から後輪通過中信号２３ｒが得られるものとする。
【００２５】
それから検出時間差Ｔ２後に、コードスイッチ２ｂ上を車両２２が通過すると、通過中信号２３と同様の通過中信号２４が得られる。なお、図示例では、コードスイッチ２ａ，２ｂによる通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２を算出するとき、両通過中信号２３，２４とも前輪通過中信号を採用している。
【００２６】
コードスイッチ２ａによる通過中信号２３とコードスイッチ２ｂによる通過中信号２４が１台の車両２２によるものかどうかは、後述の判定が終わるまで未知であるが、仮に１台の車両２２によるものと仮定し、車両速度検出部は、コードスイッチ配置間隔Ｌを通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２で除すことにより、コードスイッチ２ａ，２ｂ間を車両２２が通過した速度Ｖを検出する。すなわち、Ｖ＝Ｌ／Ｔ２である。
【００２７】
ここで、例えば、コードスイッチ２ａ用の車両検出部６において、通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２より短い時間差で検出される複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒが存在する。このように通過中信号２３は、単発の信号ではなく比較的短時間で断続する信号群から構成される。通過中信号２３ｆ，２３ｒはコードスイッチ２上を前輪と後輪が相次いで通過したことによるものである。
【００２８】
前後輪通過時間差検出部は、通過中信号２３ｆ，２３ｒ間の時間差Ｔ１を車両２２の前後輪通過時間差Ｔ１として求める。さらに、前後輪間隔検出部は、その前後輪通過時間差Ｔ１に車両速度Ｖを乗じて該車両２２の前後輪間隔Ｄを求める。すなわち、Ｄ＝Ｖ・Ｔ１である。
【００２９】
車両同一判定部は、上記の計算で求めた前後輪間隔Ｄがあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、通過中信号２３，２４を１台の車両２２によるものと判定する。前後輪間隔Ｄが現存車両の前後輪間隔と合致しないときは、通過中信号２３，２４が互いに異なる車両に由来するものと判定する。通過中信号２３，２４が１台の車両２２によるものであると判定したときは、車両同一判定部は、その判定に従って台数計測部７に台数計測をさせる。
【００３０】
台数計測のアルゴリズムは、図４に示されるように、まず、台数計測部７は、ステップＳ１にて、コードスイッチ２ａによる複数のパルス出力を検出する。複数のパルスとは、進行方向に前輪が１個又は２個、後輪が１個又は２個存在することにより生じるものである。台数計測部７は、これら複数のパルス出力の時間間隔Ｔ１−１，Ｔ１−２，…を記憶する。
【００３１】
次いで、台数計測部７は、ステップＳ２にて、コードスイッチ２ｂによる複数のパルス出力を検出し、ステップＳ３にて、コードスイッチ２ａ，２ｂで検出したそれぞれの複数のパルス出力の最初のパルス同士の時間間隔Ｔ２（つまり通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２）を算出して記憶する。ステップＳ４にて、コードスイッチ配置間隔Ｌを検出時間差Ｔ２で除して速度Ｖを演算する。
【００３２】
ステップＳ５では、コードスイッチ２ａによる上記複数のパルス出力（時間間隔Ｔ１−１，Ｔ１−２，…）の組み合わせと速度Ｖで前後輪間隔Ｄを演算する。このとき、互いに時間間隔が離れたパルス出力同士から組み合わせを実行していく。
【００３３】
ステップＳ６では、算出された前後輪間隔Ｄが適切（現存車両の前後輪間隔と合致）かどうか判断する。不適切（Ｎｏ）であればステップＳ５に戻り組み合わせを変える。適切（Ｙｅｓ）、すなわち算出された前後輪間隔Ｄが現存車両の前後輪間隔と合致したのであれば次に進む。
【００３４】
ステップＳ７にて、上記適切と判断された前後輪間隔Ｄを求めるのに用いたパルス出力列を１組として、その１組のパルス出力列が車両１台に由来するものと判定する。
【００３５】
ステップＳ８にて、上記不適切と判断されて棄却された前後輪間隔Ｄに合わないパルス出力を次の組み合わせ（注；今回特定した車両とは異なる車両を特定するために本アルゴリズムは繰り返し実行される。その繰り返しにおける次の組み合わせの意）に編入する。今回特定した車両に由来する１組のパルス出力列は次の組み合わせには編入しない。
【００３６】
ステップＳ９にて、過去の車両台数に１台を加算して車両台数を求める。
【００３７】
なお、通過中信号２３を構成する信号群中の信号個数、または通過中信号２４を構成する信号群中の信号個数から車両２２の車輪数を判定することができる。この車輪数が通過中信号２３と通過中信号２４で合致するかどうかで、通過中信号２３，２４が１台の車両２２によるものであると判定してもよい。
【００３８】
以上のようにして、台数計測が完了すると、マイコンにおいて、車両台数データを表示したり、有線あるいは無線にてデジタル通信で外部に送信したり、デジタル表示器に送信して表示させたりすることになる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の車両通行台数計測装置１においては、コードスイッチ２がタイヤに踏まれた圧力で短絡する信号を安価なハードウェアでＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号に変換するので、マイコンで台数計数、速度計測、車輪数判定などができる。これにより、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できる車両通行台数計測装置１が実現される。
【００４０】
次に、本発明に好適なコードスイッチ２の内部構造の形態を説明する。
【００４１】
図３（ａ）に示されるように、コードスイッチ３１は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体３２と、絶縁体３２内面に保持され互いに離間された複数の電極３３，３４とを備えている。絶縁体３２の断面は角形で、中空部分３７の断面も角形である。電極３３，３４は、この中空部分の互いに対向する面に保持されている。電極３３，３４の断面は角形である。
【００４２】
電極３３，３４は、いずれも金属線３５の周囲が導電性樹脂３６で覆われて構成されている。これにより、電極３３，３４の全体を金属線で構成するのよりもコードスイッチ３１を軽量化することができる。また、電極３３，３４に金属線３５が含まれることにより、長手方向のインピーダンスを下げることができる。
【００４３】
図３（ｂ）に示されるように、コードスイッチ４１は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体４２と、絶縁体４２内面に保持され互いに離間された複数の電極４３，４４，４５，４６とを備えている。絶縁体４２の断面は円形である。電極４３，４４，４５，４６は、中空部分４９の周方向にほぼ等間隔な配置で保持されている。電極４３，４４，４５，４６の断面は円形である。電極４３，４４，４５，４６は、いずれも金属線４７の周囲が導電性樹脂４８で覆われて構成されている。
【００４４】
電極４３，４４，４５，４６は、螺旋状に巻かれて絶縁体３２の長手方向に延びている。これにより、全方向からの圧力が検知できるので、コードスイッチ４１を布設するときにコードスイッチ４１の向きを管理せずに簡単に布設作業をすることができる。
【００４５】
コードスイッチ２の布設形態としては、図示しないが、２本のコードスイッチ２ａ，２ｂをあらかじめ図２で示した配置間隔Ｌを隔てて１枚のシートに取り付けておく。所望の道路で車両通行台数計測を実施したいときは、このシートを現場に広げるだけで配置間隔Ｌでの２本のコードスイッチ２ａ，２ｂの布設が完了する。また、マイコンの車両速度検出部に設定する配置間隔Ｌのデータが固定となり、実施現場を変えるごとに設定する手間が省けると共に、実際に配置した配置間隔Ｌとマイコン上に設定した配置間隔Ｌとの誤差が実施現場ごとにばらつかなくなる。
【００４６】
コードスイッチ２（３１，４１）の外装色あるいはシートの色は路面の色に合わせると実用的である。
【００４７】
以上説明した実施形態では、主として車両通行台数計測を行ったが、その説明中に述べたように前後輪間隔Ｄをあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と照合している。これは車種を特定することに他ならない。また、前後輪間隔Ｄから車両の大きさが大まかに推定される。推定された車両の大きさから車種を特定するようにしてもよい。
【００４８】
また、車両速度検出部が車両速度Ｖを検出することは既に述べた。すなわち、本発明の車両通行台数計測装置は、車両速度計測装置も兼ねる。
【００４９】
本発明の車両通行台数計測装置は、コードスイッチ２を道路に布設することにより、道路を通行する車両台数を計測できるだけでなく、コードスイッチ２を駐車場に布設することにより、入出車両の台数管理に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両通行台数計測装置の回路図である。
【図２】（ａ）は本発明の他の実施形態による車両通行台数計測装置における２本のコードスイッチの配置図、（ｂ）は各々のコードスイッチから得られる通過中信号の時間波形図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はコードスイッチの構造図である。
【図４】本発明による台数計測のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 車両通行台数計測装置
２ コードスイッチ
３，４ 電極
５ 抵抗器
６ 車両検出部
７ 台数計測部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できるコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の通行台数を計測したり速度を計測する方法・装置として、従来は、次のようなものが知られている。
（１）道路脇で人がマニュアルカウンタを用いて計数する。あるいはカメラで撮像した画像を人が見て計数する。
（２）カメラで撮像した画像を画像処理装置で処理し、車両を識別して計数する。
（３）超音波や光線を道路に照射し、その反射波が得られた回数や透過光が遮断された回数を計数する。
（４）車両が通過するときの磁場の変化を磁気センサで検出してその回数を計数する。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６２９８４号公報
【特許文献２】特再平９−０２１２３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２７２３６０号公報
【特許文献４】特再平６−２３５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の方法・装置には次のような問題がある。
（１）人による計測は人件費がかかると共に人的誤差が避けられない。
（２）カメラや画像処理のソフトウェアは高価であり、また、昼間と夜間の計測で感度調整が必要になる。また、リアルタイムの台数計測を実施するには高速の演算処理装置を必要とする。
（３）超音波発信器・受信機、光源・受光器などのハードウェアは高価である。超音波や光線による計測は、気象条件で誤差が発生する可能性がある。
（４）磁気センサのハードウェアは高価である。
【０００５】
以上の問題を考慮すると、車両通行台数計測装置は、ハードウェアが安価であること、リアルタイムに計測できること、正確に計測できること、自動で計測できることなどが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できるコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、車両が通行する場所に布設されるコードスイッチと、該コードスイッチの電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部とを備えたものである。
【０００８】
車両の通行方向に間隔を隔てて配置される２本の上記コードスイッチと、各々のコードスイッチ用の上記車両検出部と、上記コードスイッチ配置間隔を両車両検出部における通過中信号の検出時間差で除すことにより、上記コードスイッチ間を車両が通過した速度を検出する車両速度検出部とを備えてもよい。
【０００９】
車両検出部において上記通過中信号の検出時間差より短い時間差で検出される複数の通過中信号間の時間差を上記車両の前後輪通過時間差として求める前後輪通過時間差検出部と、その前後輪通過時間差に上記車両速度を乗じて該車両の前後輪間隔を求める前後輪間隔検出部と、その前後輪間隔があらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、上記複数の通過中信号を１台の車両によるものと判定し、その判定に従って上記台数計測部に台数計測をさせる車両同一判定部とを備えてもよい。
【００１０】
上記２本のコードスイッチがあらかじめ上記配置間隔を隔てて１枚のシートに取り付けられてもよい。
【００１１】
上記コードスイッチは、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えてもよい。
【００１２】
上記電極は、螺旋状に巻かれて上記絶縁体の長手方向に延びていてもよい。
【００１３】
上記電極は、金属線の周囲が導電性樹脂で覆われてなってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１５】
（１）ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できる車両通行台数計測装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係る車両通行台数計測装置１は、車両が通行する場所に布設されるコードスイッチ２と、該コードスイッチ２の電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ２上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部６と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部７とを備えたものである。
【００１８】
コードスイッチ２は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、その絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えたものである。コードスイッチ２の布設形態及び本発明に好適な内部構造の形態は後述する。
【００１９】
コードスイッチ２の電極３は抵抗器５を介して電源に接続される。また、コードスイッチ２の電極４はアースに接続される。これにより、電極３，４同士が離間しているときには、電極３の電圧は電源電圧であり、電極３，４同士が接触したときは電極３の電圧はアース電圧である。よって、車両検出部６は、電極３の電圧が電源電圧のときコードスイッチ２上には車両がおらず（ＯＦＦ）、電極３の電圧がアース電圧のときコードスイッチ２上を車両が通過中である（ＯＮ）ことを示す通過中信号を検出する。ただし、電極３から得られるＯＮ／ＯＦＦ信号はアナログ的な時定数をもって立ち上がり・立ち下がりをするため、車両検出部６をエッジ形成回路で構成することにより、電極３から得られるＯＮ／ＯＦＦ信号にエッジを形成することで、二値化された通過中信号を得る。そのエッジ形成回路は、汎用のトランジスタや論理素子を用いて構成する。
【００２０】
台数計測部７は、二値化された通過中信号の、例えば、立ち下がりエッジを計数するカウンタで構成する。台数計測部７はマイクロコンピュータ（マイコン）で構成し、カウンタはマイコン内蔵の機能で構成するとよい。もちろんパソコンを用いてもよい。
【００２１】
次に、コードスイッチ２を複数本用いた実施形態を説明する。
【００２２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、この車両通行台数計測装置２１は、車両２２の通行方向に間隔Ｌを隔てて配置され、通行方向に交差して布設される２本のコードスイッチ２ａ，２ｂと、各々のコードスイッチ２ａ，２ｂ用に設けられた図１と同様の車両検出部６と、コードスイッチ配置間隔Ｌを両車両検出部６における通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２で除すことにより、コードスイッチ２ａ，２ｂ間を車両２２が通過した速度Ｖを検出する車両速度検出部（図示せず）と、いずれか一方（例えば、コードスイッチ２ａ用）の車両検出部６において通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２より短い時間差で検出される複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒ間の時間差Ｔ１を車両２２の前後輪通過時間差Ｔ１として求める前後輪通過時間差検出部（図示せず）と、その前後輪通過時間差Ｔ１に車両速度Ｖを乗じて該車両２２の前後輪間隔Ｄを求める前後輪間隔検出部（図示せず）と、その前後輪間隔Ｄがあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒを１台の車両２２によるものと判定し、その判定に従って台数計測部７に台数計測をさせる車両同一判定部（図示せず）とを備える。
【００２３】
図示しない車両速度検出部、前後輪通過時間差検出部、前後輪間隔検出部は、台数計測部７と同じマイコンで構成するとよい。
【００２４】
図２の車両通行台数計測装置２１の動作を説明すると、まず、コードスイッチ２ａ上を車両２２が通過すると、タイヤがコードスイッチ２ａを圧することにより、電極３，４同士が接触するので、通過中信号２３（２３ｆ，２３ｒ）が得られる。通過中信号２３ｆは前輪によるもの、つまり前輪通過中信号である。通過中信号２３ｒは後輪によるもの、つまり後輪通過中信号である。なお、後輪が進行方向に複数並んでいる場合については先頭の後輪から後輪通過中信号２３ｒが得られるものとする。
【００２５】
それから検出時間差Ｔ２後に、コードスイッチ２ｂ上を車両２２が通過すると、通過中信号２３と同様の通過中信号２４が得られる。なお、図示例では、コードスイッチ２ａ，２ｂによる通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２を算出するとき、両通過中信号２３，２４とも前輪通過中信号を採用している。
【００２６】
コードスイッチ２ａによる通過中信号２３とコードスイッチ２ｂによる通過中信号２４が１台の車両２２によるものかどうかは、後述の判定が終わるまで未知であるが、仮に１台の車両２２によるものと仮定し、車両速度検出部は、コードスイッチ配置間隔Ｌを通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２で除すことにより、コードスイッチ２ａ，２ｂ間を車両２２が通過した速度Ｖを検出する。すなわち、Ｖ＝Ｌ／Ｔ２である。
【００２７】
ここで、例えば、コードスイッチ２ａ用の車両検出部６において、通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２より短い時間差で検出される複数の通過中信号２３ｆ，２３ｒが存在する。このように通過中信号２３は、単発の信号ではなく比較的短時間で断続する信号群から構成される。通過中信号２３ｆ，２３ｒはコードスイッチ２上を前輪と後輪が相次いで通過したことによるものである。
【００２８】
前後輪通過時間差検出部は、通過中信号２３ｆ，２３ｒ間の時間差Ｔ１を車両２２の前後輪通過時間差Ｔ１として求める。さらに、前後輪間隔検出部は、その前後輪通過時間差Ｔ１に車両速度Ｖを乗じて該車両２２の前後輪間隔Ｄを求める。すなわち、Ｄ＝Ｖ・Ｔ１である。
【００２９】
車両同一判定部は、上記の計算で求めた前後輪間隔Ｄがあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、通過中信号２３，２４を１台の車両２２によるものと判定する。前後輪間隔Ｄが現存車両の前後輪間隔と合致しないときは、通過中信号２３，２４が互いに異なる車両に由来するものと判定する。通過中信号２３，２４が１台の車両２２によるものであると判定したときは、車両同一判定部は、その判定に従って台数計測部７に台数計測をさせる。
【００３０】
台数計測のアルゴリズムは、図４に示されるように、まず、台数計測部７は、ステップＳ１にて、コードスイッチ２ａによる複数のパルス出力を検出する。複数のパルスとは、進行方向に前輪が１個又は２個、後輪が１個又は２個存在することにより生じるものである。台数計測部７は、これら複数のパルス出力の時間間隔Ｔ１−１，Ｔ１−２，…を記憶する。
【００３１】
次いで、台数計測部７は、ステップＳ２にて、コードスイッチ２ｂによる複数のパルス出力を検出し、ステップＳ３にて、コードスイッチ２ａ，２ｂで検出したそれぞれの複数のパルス出力の最初のパルス同士の時間間隔Ｔ２（つまり通過中信号２３，２４の検出時間差Ｔ２）を算出して記憶する。ステップＳ４にて、コードスイッチ配置間隔Ｌを検出時間差Ｔ２で除して速度Ｖを演算する。
【００３２】
ステップＳ５では、コードスイッチ２ａによる上記複数のパルス出力（時間間隔Ｔ１−１，Ｔ１−２，…）の組み合わせと速度Ｖで前後輪間隔Ｄを演算する。このとき、互いに時間間隔が離れたパルス出力同士から組み合わせを実行していく。
【００３３】
ステップＳ６では、算出された前後輪間隔Ｄが適切（現存車両の前後輪間隔と合致）かどうか判断する。不適切（Ｎｏ）であればステップＳ５に戻り組み合わせを変える。適切（Ｙｅｓ）、すなわち算出された前後輪間隔Ｄが現存車両の前後輪間隔と合致したのであれば次に進む。
【００３４】
ステップＳ７にて、上記適切と判断された前後輪間隔Ｄを求めるのに用いたパルス出力列を１組として、その１組のパルス出力列が車両１台に由来するものと判定する。
【００３５】
ステップＳ８にて、上記不適切と判断されて棄却された前後輪間隔Ｄに合わないパルス出力を次の組み合わせ（注；今回特定した車両とは異なる車両を特定するために本アルゴリズムは繰り返し実行される。その繰り返しにおける次の組み合わせの意）に編入する。今回特定した車両に由来する１組のパルス出力列は次の組み合わせには編入しない。
【００３６】
ステップＳ９にて、過去の車両台数に１台を加算して車両台数を求める。
【００３７】
なお、通過中信号２３を構成する信号群中の信号個数、または通過中信号２４を構成する信号群中の信号個数から車両２２の車輪数を判定することができる。この車輪数が通過中信号２３と通過中信号２４で合致するかどうかで、通過中信号２３，２４が１台の車両２２によるものであると判定してもよい。
【００３８】
以上のようにして、台数計測が完了すると、マイコンにおいて、車両台数データを表示したり、有線あるいは無線にてデジタル通信で外部に送信したり、デジタル表示器に送信して表示させたりすることになる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の車両通行台数計測装置１においては、コードスイッチ２がタイヤに踏まれた圧力で短絡する信号を安価なハードウェアでＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号に変換するので、マイコンで台数計数、速度計測、車輪数判定などができる。これにより、ハードウェアが安価で、リアルタイムに、正確に、自動で計測できる車両通行台数計測装置１が実現される。
【００４０】
次に、本発明に好適なコードスイッチ２の内部構造の形態を説明する。
【００４１】
図３（ａ）に示されるように、コードスイッチ３１は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体３２と、絶縁体３２内面に保持され互いに離間された複数の電極３３，３４とを備えている。絶縁体３２の断面は角形で、中空部分３７の断面も角形である。電極３３，３４は、この中空部分の互いに対向する面に保持されている。電極３３，３４の断面は角形である。
【００４２】
電極３３，３４は、いずれも金属線３５の周囲が導電性樹脂３６で覆われて構成されている。これにより、電極３３，３４の全体を金属線で構成するのよりもコードスイッチ３１を軽量化することができる。また、電極３３，３４に金属線３５が含まれることにより、長手方向のインピーダンスを下げることができる。
【００４３】
図３（ｂ）に示されるように、コードスイッチ４１は、中空で弾性を有する長尺の絶縁体４２と、絶縁体４２内面に保持され互いに離間された複数の電極４３，４４，４５，４６とを備えている。絶縁体４２の断面は円形である。電極４３，４４，４５，４６は、中空部分４９の周方向にほぼ等間隔な配置で保持されている。電極４３，４４，４５，４６の断面は円形である。電極４３，４４，４５，４６は、いずれも金属線４７の周囲が導電性樹脂４８で覆われて構成されている。
【００４４】
電極４３，４４，４５，４６は、螺旋状に巻かれて絶縁体３２の長手方向に延びている。これにより、全方向からの圧力が検知できるので、コードスイッチ４１を布設するときにコードスイッチ４１の向きを管理せずに簡単に布設作業をすることができる。
【００４５】
コードスイッチ２の布設形態としては、図示しないが、２本のコードスイッチ２ａ，２ｂをあらかじめ図２で示した配置間隔Ｌを隔てて１枚のシートに取り付けておく。所望の道路で車両通行台数計測を実施したいときは、このシートを現場に広げるだけで配置間隔Ｌでの２本のコードスイッチ２ａ，２ｂの布設が完了する。また、マイコンの車両速度検出部に設定する配置間隔Ｌのデータが固定となり、実施現場を変えるごとに設定する手間が省けると共に、実際に配置した配置間隔Ｌとマイコン上に設定した配置間隔Ｌとの誤差が実施現場ごとにばらつかなくなる。
【００４６】
コードスイッチ２（３１，４１）の外装色あるいはシートの色は路面の色に合わせると実用的である。
【００４７】
以上説明した実施形態では、主として車両通行台数計測を行ったが、その説明中に述べたように前後輪間隔Ｄをあらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と照合している。これは車種を特定することに他ならない。また、前後輪間隔Ｄから車両の大きさが大まかに推定される。推定された車両の大きさから車種を特定するようにしてもよい。
【００４８】
また、車両速度検出部が車両速度Ｖを検出することは既に述べた。すなわち、本発明の車両通行台数計測装置は、車両速度計測装置も兼ねる。
【００４９】
本発明の車両通行台数計測装置は、コードスイッチ２を道路に布設することにより、道路を通行する車両台数を計測できるだけでなく、コードスイッチ２を駐車場に布設することにより、入出車両の台数管理に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両通行台数計測装置の回路図である。
【図２】（ａ）は本発明の他の実施形態による車両通行台数計測装置における２本のコードスイッチの配置図、（ｂ）は各々のコードスイッチから得られる通過中信号の時間波形図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はコードスイッチの構造図である。
【図４】本発明による台数計測のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 車両通行台数計測装置
２ コードスイッチ
３，４ 電極
５ 抵抗器
６ 車両検出部
７ 台数計測部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が通行する場所に布設されるコードスイッチと、該コードスイッチの電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部とを備えたことを特徴とするコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項２】
車両の通行方向に間隔を隔てて配置される２本の上記コードスイッチと、各々のコードスイッチ用の上記車両検出部と、上記コードスイッチ配置間隔を両車両検出部における通過中信号の検出時間差で除すことにより、上記コードスイッチ間を車両が通過した速度を検出する車両速度検出部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項３】
車両検出部において上記通過中信号の検出時間差より短い時間差で検出される複数の通過中信号間の時間差を上記車両の前後輪通過時間差として求める前後輪通過時間差検出部と、その前後輪通過時間差に上記車両速度を乗じて該車両の前後輪間隔を求める前後輪間隔検出部と、その前後輪間隔があらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、上記複数の通過中信号を１台の車両によるものと判定し、その判定に従って上記台数計測部に台数計測をさせる車両同一判定部とを備えたことを特徴とする請求項３記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項４】
上記２本のコードスイッチがあらかじめ上記配置間隔を隔てて１枚のシートに取り付けられたことを特徴とする請求項２又は３記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項５】
上記コードスイッチは、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項６】
上記電極は、螺旋状に巻かれて上記絶縁体の長手方向に延びていることを特徴とする請求項５記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項７】
上記電極は、金属線の周囲が導電性樹脂で覆われてなることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項１】
車両が通行する場所に布設されるコードスイッチと、該コードスイッチの電極同士の接触により生じる電極間の電圧変化から上記コードスイッチ上を車両が通過中であることを示す通過中信号を検出する車両検出部と、その通過中信号検出の回数を計数して車両通行台数を計測する台数計測部とを備えたことを特徴とするコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項２】
車両の通行方向に間隔を隔てて配置される２本の上記コードスイッチと、各々のコードスイッチ用の上記車両検出部と、上記コードスイッチ配置間隔を両車両検出部における通過中信号の検出時間差で除すことにより、上記コードスイッチ間を車両が通過した速度を検出する車両速度検出部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項３】
車両検出部において上記通過中信号の検出時間差より短い時間差で検出される複数の通過中信号間の時間差を上記車両の前後輪通過時間差として求める前後輪通過時間差検出部と、その前後輪通過時間差に上記車両速度を乗じて該車両の前後輪間隔を求める前後輪間隔検出部と、その前後輪間隔があらかじめ登録されている現存車両の前後輪間隔と合致するとき、上記複数の通過中信号を１台の車両によるものと判定し、その判定に従って上記台数計測部に台数計測をさせる車両同一判定部とを備えたことを特徴とする請求項３記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項４】
上記２本のコードスイッチがあらかじめ上記配置間隔を隔てて１枚のシートに取り付けられたことを特徴とする請求項２又は３記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項５】
上記コードスイッチは、中空で弾性を有する長尺の絶縁体と、絶縁体内面に保持され互いに離間された複数の電極とを備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項６】
上記電極は、螺旋状に巻かれて上記絶縁体の長手方向に延びていることを特徴とする請求項５記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【請求項７】
上記電極は、金属線の周囲が導電性樹脂で覆われてなることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のコードスイッチを用いた車両通行台数計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１７２４５８（Ｐ２００７−１７２４５８Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７１７５７（Ｐ２００５−３７１７５７）
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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