車両感知器
【課題】併設される際の干渉を防止するともに、ハードウェア構成を共通とした車両感知器の実現。
【解決手段】車両感知器１００は、位相差方式の光波距離センサである距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離Ｌに基づいて、車両の有無を判定する。距離センサ１０では、分周器１４の分周比Ｎを変更することで、送信波の周波数を変更できるとともに、２位相ロックインアンプ３０によって、受信信号から、送信波の周波数と同じ反射波の信号のみを抽出することができる。
【解決手段】車両感知器１００は、位相差方式の光波距離センサである距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離Ｌに基づいて、車両の有無を判定する。距離センサ１０では、分周器１４の分周比Ｎを変更することで、送信波の周波数を変更できるとともに、２位相ロックインアンプ３０によって、受信信号から、送信波の周波数と同じ反射波の信号のみを抽出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両感知器の一種として、路面に向けて超音波や光を照射し、反射波の受信タイミングや受信レベルに基づいて、車両の有無を検出する感知器が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７４８３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような車両感知器を複数車線それぞれに設置（併設）する場合、他の車両感知器の反射波をも受信してしまい、干渉による誤感知が問題となっていた。これを防止するために、車両感知器を併設する場合には、車両感知器毎に送信周波数を異ならせる必要がある。そこで、メーカ側は、送信周波数別に複数種類の車両感知器を製造する必要があり、車両感知器の設置・利用者側（設置事業者や警察庁）は、感知器の設置・管理に留意する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、併設時の干渉を防止する新たな車両感知器の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
互いの反射波の到達圏内に併設され、自感知器の反射波に基づいて対象車線における車両の有無を感知する車両感知器（例えば、図１の車両感知器１００）であって、
所定周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器（例えば、図４の分周器１４）と、
前記分周器による分周信号から送信波を生成し、前記対象車線に向けて送信する送信部（例えば、図４の発光部１６）と、
前記分周器の分周比を変更設定することで、前記送信波の周波数を変化させる送信波周波数設定部（例えば、図４の周波数設定部５２）と、
前記送信波の反射波を受信する受信部（例えば、図４の受光部１８）と、
前記送信波と前記受信部で受信された反射波である受信波との位相差を検出する位相差検出部（例えば、図４の距離算出部２２）と、
前記検出された位相差に基づいて、前記対象車線までの計測距離を算出する距離算出部（例えば、図４の距離算出部２２）と、
前記計測距離に基づいて、前記対象車線の車両の有無を判定する判定部（車両有無判定部５４）と、
を備えた車両感知器である。
【０００７】
この第１の形態によれば、送信波と受信波との位相差に基づいて対象車線までの計測距離を算出し、この計測距離に基づいて対象車線の車両の有無を判定する車両感知器において、所定の基準周波数のクロック信号を分周した分周信号から送信波が生成されるが、このクロック信号を分周する分周器の分周比が変更可能に構成されている。つまり、分周器の分周比を変更するだけで、送信波の周波数を変更できる。これにより、併設された車両感知器間の送信波及び反射波の干渉を防止できるとともに、併設する複数の車両感知器のハードウェア構成を共通とすることができる。
【０００８】
第２の形態として、第１の形態の車両感知器であって、
前記位相差検出部は、
前記分周信号を用いて前記受信波を同期検波し、当該同期検波した信号から直流成分を抽出する２位相ロックインアンプ回路（例えば、図４の２位相ロックインアンプ３０）を有し、
前記抽出された２つの直流成分の正負の組合せと当該直流成分とを用いて、前記送信波と前記受信波との位相差を検出する、
車両感知器を構成しても良い。
【０００９】
この第２の形態によれば、送信波と受信波の位相差の検出は、２位相ロックインアンプを用いて実現される。これにより、送信波と同じ周波数の反射波を容易に検出でき、雑音に強く且つ精確な位相差の検出が実現される。
【００１０】
第３の形態として、第１又は第２の形態の車両感知器であって、
前記判定部は、前記計測距離が、当該車両感知器から路面までの距離とみなす路面距離に基づき定められる閾値距離条件を満たすか否かによって、前記対象車線の車両の有無を判定し、
前記路面距離を、前記判定部により車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで前記閾値距離条件を変更する閾値距離条件変更部（例えば、図４の車両有無判定部５４）、
を更に備える、
車両感知器を構成しても良い。
【００１１】
この第３の形態によれば、計測距離が、路面距離に基づき定められる閾値条件を満たすか否かによって、対象車線の車両の有無が判定される。ところで、実際の車両感知器から路面までの距離は、例えば積雪等によって変動し得る。このため、路面距離を、車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで、より精確な車両有無の判定が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両感知器の設置例。
【図２】光波距離センサによる距離計測の概要図。
【図３】送信周波数による検出精度の違いの説明図。
【図４】車両感知器の構成図。
【図５】算出される位相差と実際の位相差との対応関係。
【図６】位相差補正テーブルのデータ構成例。
【図７】分周比と計測可能な最大距離との対応関係例。
【図８】計測距離に基づく車両有無の判定原理の説明図。
【図９】車両検知処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１４】
［設置例］
図１は、本実施形態における車両感知器１００の設置例を示す図である。図１に示すように、複数車線でなる道路において、各車線を感知対象とした複数の車両感知器１００が、道路上方に設置された柱に、感知対象の車線を俯瞰するように設置（併設）されている。
【００１５】
車両感知器１００は距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離によって、感知対象の車線における車両の有無を示す感知信号を生成する。車両感知器１００から出力された感知信号は、例えば、柱の下方に設置され、有線／無線によって通信可能に接続された制御装置２００に出力される。
【００１６】
［距離センサの原理］
車両感知器１００に内蔵される距離センサ１０は、赤外線やレーザ光等の光波を用いた光波距離センサであり、位相方式によって測定対象物までの距離Ｌを計測する。
【００１７】
図２は、距離センサ１０による距離計測の概要図である。図２（ａ）に示すように、距離センサ１０は、光波である送信波を測定対象物９０に向けて射出し、測定対象物９０で反射された反射波を受信する。そして、図２（ｂ）に示すように、この送信波と受信した反射波（以下、「受信波」という）との位相差φから、測定対象物９０までの距離Ｌを算出する。測定対象物９０までの距離Ｌは、Ｌ＝（Ｃ・φ／２πｆ）／２、と算出される。ここで、「Ｃ」は光速であり、Ｃ≒３×１０８ｍ／ｓ、である。
【００１８】
また、送信波と受信波との位相差φから距離Ｌを算出するため、１つの送信周波数のみで距離Ｌを算出する場合には、位相差φは、送信周波数の１周期以内となる。このため、測定可能な最大距離Ｌｍ（いわゆる「距離レンジ」）は、理論的には、送信波の周波数ｆによって決まり、Ｌｍ＝λ／２＝Ｃ／（２・ｆ）、となる。例えば、送信波の周波数を「２５ＭＨｚ」とすると、波長λは「１２ｍ」であり、測定可能な最大距離Ｌｍは「６ｍ」となる。
【００１９】
また、位相方式の距離センサによる測定距離Ｌの算出精度は、送信波の周波数によって異なり、具体的には、送信波の周波数が高いほど、算出精度が良い。
【００２０】
図３は、送信波の周波数の違いによる測定距離Ｌの算出精度の違いを説明するための図である。図中、上側は、周波数ｆａの送信波及び受信波を示し、下側は、周波数ｆａより高い周波数ｆｂ（＝３・ｆａ）の送信波及び受信波を示している。
【００２１】
同じ距離Ｌを測定する場合、周波数ｆが異なると波長λが異なることにより、送信波と受信波との位相差φは異なる。具体的には、高周波であるほど、位相差φが大きくなる。図３では、周波数ｆｂの場合の位相差φｂのほうが、周波数ｆａの場合の位相差φａよりも大きく、φｂ＝３・φａ、となっている。
【００２２】
二つの信号の位相差φを検出する場合、その位相差φが小さいほど、その検出誤差が発生し易い。つまり、送信波の周波数ｆが低周波であるほど、位相差φの検出誤差が発生し易く、測定距離Ｌの算出精度が低下する。逆に言えば、送信波の周波数ｆが高周波であるほど、位相差φの検出誤差が発生しにくく、測定距離Ｌの算出精度が向上する。
【００２３】
ところで、光波等の電磁波を距離計測用信号として用いた距離センサを内蔵する車両感知器１００を、複数車線それぞれに設置（併設）する場合、距離計測用の信号の干渉、つまり、他の車両感知器１００が送信した送信波やその反射波も受信してしまうという事態が起こり得る。これを解決するため、本実施形態の車両感知器１００は、距離計測用信号（送信波）の周波数を変更可能に構成されている。これにより、隣接する車線に配置（併設）された複数の車両感知器１００それぞれの送信波の周波数を異なるように設定し、車両感知器１００間の干渉の影響を防止することができる。
【００２４】
［構成］
図４は、車両感知器１００の構成図である。図４に示すように、車両感知器１００は、距離センサ１０と、周波数設定部５２と、車両有無判定部５４とを備えて構成される。
【００２５】
距離センサ１０は、２位相ロックインアンプを用いて送信波と受信波との位相差φを検出するものであり、発振器１２と、分周器１４と、発光部１６と、受光部１８と、ＢＰＦ２０と、２位相ロックインアンプ３０とを備えて構成される。
【００２６】
発振器１２は、例えば、水晶振動子を有して構成され、基準周波数ｆの基準信号Ｆを生成する。この基準周波数ｆは、例えば「２５ＭＨｚ」とされる。
【００２７】
分周器１４は、発振器１２から出力された基準信号Ｆの周波数ｆを１／Ｎに分周し、送信信号ＶＴとして出力する。この分周器１４の分周比Ｎは、「Ｎ＝２ｎ（ｎは正数）」であり、周波数設定部５２によって変更制御される。
【００２８】
発光部１６は、例えば、レーザダイオード等の発光素子を有して構成され、分周器１４から出力された送信信号ＶＴの周波数で強度変調された光信号を、送信波として射出する。つまり、周波数が「ｆ／Ｎ」の送信波が射出される。
【００２９】
受光部１８は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を有して構成され、受光した光波を電気信号に変換し、受信信号ＶＲとして出力する。
【００３０】
ＢＰＦ２０は、受信信号ＶＲに対して、所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＢＰＦ２０の中心周波数ｆｏは、受信信号ＶＲから、送信波と同じ周波数である反射波の信号のみを抽出するため、周波数設定部５２によって、ｆｏ＝ｆ／Ｎ、に設定される。
【００３１】
２位相ロックインアンプ３０は、分周器１４から出力される送信信号ＶＴを「参照信号」とし、受信信号ＶＲを「計測信号」として、受信信号ＶＲを送信信号ＶＴで同期検波（位相検波）し、直交する二つの交流信号Ｘ，Ｙを出力する。この２位相ロックインアンプ３０は、原理的には、遅延回路３２と、ミキサ３４，３６と、ＬＰＦ３８，４０とを有して構成される。
【００３２】
遅延回路３２は、送信信号ＶＴ（参照信号）の位相を「π／２（９０°）」だけ遅らせる。
【００３３】
ミキサ３４は、ＢＰＦ２０から出力された信号と、送信信号ＶＴ（参照信号）とを乗算（合成）して出力する。ミキサ３６は、ＢＰＦ２０から出力された信号と、遅延回路３２から出力された信号とを乗算する。
【００３４】
ＬＰＦ３８は、ミキサ３４の出力信号に対して、所定の低帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＬＰＦ３８のカットオフ周波数ｆｃは、周波数設定部５２によって、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、に設定される。
【００３５】
ＬＰＦ４０は、ミキサ３６の出力信号に対して、所定の低帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＬＰＦ４０のカットオフ周波数ｆｃは、周波数設定部５２によって、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、に設定される。
【００３６】
この距離センサ１０において、発振器１２が生成する基準信号Ｆを、Ｆ１＝ｓｉｎ（ωｔ）、とすると、分周器１４の出力信号、すなわち送信信号ＶＴ（参照信号）は、ＶＴ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ）、となる。そして、遅延回路３２の出力信号Ｄは、Ｄ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−π／２）＝ｃｏｓ（ωｔ／Ｎ）、となる。
【００３７】
また、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差を「φ」とすると、受信信号ＶＲは、ＶＲ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）、となる。この受信信号ＶＲは、そのまま、ＢＰＦ２０を通過する。
【００３８】
そして、ミキサ３４の出力信号ＭＩＸ１は、次式（１）となる。
ＭＩＸ１＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ）×ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）
＝−（ｃｏｓ（２ωｔ−φ）−ｃｏｓφ）／２ ・・（１）
この信号ＭＩＸ１は、ＬＰＦ３８を通過することで高周波成分が遮断される。そして、ＬＰＦ３８の出力信号Ｘは、Ｘ＝（ｃｏｓφ）／２、となる。
【００３９】
また、ミキサ３６の出力信号ＭＩＸ２は、次式（２）となる。
ＭＩＸ２＝ｃｏｓ（ωｔ／Ｎ）×ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）
＝（ｓｉｎ（２ωｔ−φ）＋ｓｉｎφ）／２ ・・（２）
この信号ＭＩＸ２は、ＬＰＦ４０を通過することで高周波成分が遮断される。そして、ＬＰＦ４０の出力信号Ｙは、Ｙ＝（ｓｉｎφ）／２、となる。
【００４０】
従って、これらの信号Ｘ，Ｙから、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差φは、式（３）となる。
φ＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ） ・・（３）
【００４１】
ところで、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの実際の位相差φｒは、「０≦φｒ＜２π（３６０°）」である。しかし、上式（３）によって算出される位相差φは、「−π／２（−９０°）≦φ≦π／２（９０°）」の値である。このため、算出した位相差φを、実際の位相差φｒとなるように補正する必要がある。具体的には、信号Ｘ，Ｙの正負の組み合わせによって、算出した位相差φを補正する。
【００４２】
図５は、実際の位相差φｒと信号Ｘ，Ｙの正負との関係を示す図である。図５では、横軸を送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの実際の位相差φｒとして、信号Ｘ，Ｙそれぞれと、この信号Ｘ，Ｙから算出される位相差φと、実際の位相差φｒとを示している。
【００４３】
図５に示すように、「０≦φｒ＜π／２（９０°）」では、φ＝φｒ、であるが、「π／２（９０°）≦φｒ＜２π（３６０°）」では、φ≠φｒ、となっている。具体的には、「π／２（９０°）≦φｒ＜３π／２（２７０°）」では、φ＝φｒ−π（１８０°）、であり、「３π／２≦φｒ＜２π」では、φ＝φｒ−２π、となっている。このため、実際の位相差φｒとなるよう、算出した位相差φを補正する必要がある。信号Ｘ，Ｙそれぞれの値の正負の組合せは象限毎に異なるので、この信号Ｘ，Ｙの値の正負の組合せから、必要な補正量Δφを判断する。
【００４４】
距離算出部２２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、測定対象物までの距離Ｌを算出する。すなわち、ＬＰＦ３８，４０から出力される信号Ｘ，Ｙをもとに、上式（３）に従って、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差φを算出する。続いて、信号Ｘ，Ｙの正負の組合せをもとに、位相差補正テーブル６０に従って、算出した位相差φを補正する。
【００４５】
図６は、位相差補正テーブル６０のデータ構成の一例を示す図である。図６によれば、位相差補正テーブル６０は、信号Ｘの値の正負６１と、信号Ｙの値の正負６２との組合せそれぞれに、位相差φの補正量６３を対応付けて格納している。この位相差補正テーブル６０は、距離算出部２２内に記憶されている。そして、この位相差φから計測距離Ｌを算出する。計測距離Ｌは、Ｌ＝（Ｃ・φ・Ｎ）／（２・ω）、で与えられる。
【００４６】
周波数設定部５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、例えば、管理者の操作入力や制御装置２００からの制御信号等の外部入力に従って、距離センサ１０の送信波の周波数を設定する。具体的には、分周器１４の分周比Ｎを、指定された値に設定する。また、設定した分周比Ｎに合わせて、ＢＰＦ２０の中心周波数ｆｏを設定するとともに、ＬＰＦ３８，４０のカットオフ周波数ｆｃを設定する。中心周波数ｆｏは、ｆｏ＝ｆ／Ｎ、で与えられ、カットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、で与えられる。
【００４７】
図７は、分周比Ｎの具体的な設定例を示す図であり、分周比Ｎと、計測可能な最大距離Ｌｍとの対応関係を示している。但し、本実施形態において設定可能な分周比Ｎは、２のべき乗である「Ｎ＝１，２，４・・・」であり、基準周波数ｆは「ｆ＝２５ＭＨｚ」であるとする。
【００４８】
車両感知器１００は、通常、路面からの高さが「５〜６ｍ」程度の位置に設置される。つまり、計測可能な距離Ｌｍが「５〜６ｍ」以上、すなわち、分周比Ｎを「Ｎ＝１」以上に設定すればよい。また、送信波の周波数が高いほど、計測精度が高い。このため、複数の車両感知器１００を併設する場合には、各車両感知器１００分周器１４の分周比Ｎを、「Ｎ＝１，２，４・・・」の順に割り当てる。具体的には、例えば、２台の車両感知器１００ａ，１００ｂを併設する場合には、一方の車両感知器１００ａの分周比Ｎを「Ｎ＝１」とし、他方の車両感知器１００ｂの分周比Ｎを「Ｎ＝２」とする。また、３台の車両感知器１００ａ〜１００ｃを併設する場合には、１台目の車両感知器１００ａの分周比Ｎを「Ｎ＝１」とし、２台目の車両感知器１００ｂの分周比Ｎを「Ｎ＝２」とし、３台目の車両感知器１００ｃの分周比Ｎを「Ｎ＝４」とする。
【００４９】
車両有無判定部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、距離算出部２２によって算出された計測距離Ｌに基づいて対象車線における車両の有無を判定し、判定結果である感知信号を出力する。
【００５０】
図８は、計測距離Ｌに基づく車両の有無の判定原理を説明する図である。図８に示すように、車両感知器１００から路面までの距離である「路面レベル」を基準とした「閾値レベル」を定める。具体的には、路面レベルから、車両の高さを想定して定められる所定距離（例えば、３０ｃｍ程度）だけ高い位置までの距離を、閾値レベルとして定める。そして、計測距離Ｌが、閾値距離条件である「閾値レベルに達しないこと」を満たす場合には「車両有り」と判定し、閾値距離条件を満たさない（すなわち、計測距離Ｌが閾値レベルに達した）場合には「車両無し」と判定する。
【００５１】
なお、実際の路面の高さは常に一定ではなく、例えば積雪などによって変動する。このため、計測距離Ｌに基づき、路面レベルを、実際の路面の高さの変動に追従させる。
【００５２】
具体的には、現在の路面レベルが実際の路面にほぼ一致している場合、車両が存在するならば、計測距離Ｌは閾値レベルに達しておらず、車両が存在しないならば、計測距離Ｌは路面レベルにほぼ一致するはずである。このため、判定結果が「車両無し」の場合に、計測距離Ｌに近づけるように、路面レベルを徐々に変更する。すなわち、計測距離Ｌが路面レベルを超える場合には、路面レベルを徐々に増加させ、計測距離Ｌが閾値レベルと路面レベルとの間である場合には、路面レベルを徐々に減少させる。このとき、路面レベルの変更量は、増加量のほうが減少量よりも大きくする。そして、この路面レベルの変動に応じて、閾値レベルも変動することになる。
【００５３】
なお、距離算出部２２、周波数設定部５２及び車両有無判定部５４のうち、２つ或いは全部が、同一の制御部によって構成されることにしても良い。
【００５４】
［処理の流れ］
図９は、車両有無判定部５４が実行する車両検知処理の流れを説明するフローチャートである。図９によれば、車両有無判定部５４は、先ず、距離算出部２２による計測距離Ｌの算出が正常に行われたか否かを判定する。ここで、計測距離Ｌの算出が正常に行われない場合としては、例えば、送信波を送出したが反射波が受信されない場合などである。
【００５５】
計測距離Ｌの算出が正常に行われていない場合（ステップＡ１：ＮＯ）、ここまでの感知結果が所定時間（例えば、５分）以上連続して「異常」であるならば（ステップＡ３：ＹＥＳ）、引き続いて感知結果を「異常」とし（ステップＡ５）、そうでないならば（ステップＡ３：ＮＯ）、感知結果を「有り」とする（ステップＡ７）。
【００５６】
一方、計測距離Ｌの算出が正常に行われたならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、算出された計測距離Ｌと路面レベルとを比較する。そして、計測距離Ｌが路面レベルを超えるならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、路面レベルを所定の増加量だけ上昇させ（ステップＡ１１）、上昇後の路面レベルに合わせて、閾値レベルを変更する（ステップＡ１３）。
【００５７】
また、計測距離Ｌが路面レベルに一致するならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、感知結果を「無し」とする（ステップＡ１７）。
【００５８】
また、計測距離Ｌが路面レベルに達しないならば（ステップＡ１５：ＮＯ）、続いて、
計測距離とＬと閾値レベルとを比較する。計測距離Ｌが閾値レベルに達しないならば（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、感知結果を「有り」とする（ステップＡ２１）。
【００５９】
一方、計測距離Ｌが閾値レベルに達するならば（ステップＡ１９：ＮＯ）、路面レベルを所定の減少量だけ減少させ（ステップＡ２３）、減少後の路面レベルに合わせて、閾値レベルを変更する（ステップＡ２５）。そして、感知結果を「無し」とする（ステップＡ２７）。
【００６０】
その後、車両感知を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ２９：ＮＯ）、ステップＡ１に戻り、終了するならば（ステップＡ２９：ＹＥＳ）、車両感知処理を終了する。
【００６１】
［作用・効果］
このように、本実施形態の車両感知器１００は、位相差方式の光波距離センサである距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離Ｌに基づいて、車両の有無を判定する。距離センサ１０では、分周器１４の分周比Ｎを変更することで、送信波の周波数を変更できるとともに、２位相ロックインアンプ３０によって、受信信号から、送信波の周波数と同じ反射波の信号のみを抽出することができる。
【００６２】
これにより、隣接する車線を対象として設置（併設）する複数の車両感知器１００のハードウェアを共通とすることができる。そして、各車両感知器１００における分周器１４の分周比Ｎを、異なる分周比Ｎに設定して送信波の周波数を異ならせることで、併設された車両感知器１００間の反射波の干渉を防止することができる。
【００６３】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００６４】
（Ａ）閾値距離条件
例えば、上述の実施形態では、車両有無の判定基準となる閾値距離条件を「計測距離Ｌが閾値レベルを満たさない」ことにしたが、これ以外の条件としても良い。具体的には、例えば、閾値距離条件を「計測距離と路面レベルとの差が所定距離以上」とし、計測距離Ｌと路面レベルとの差が、車両の高さを想定して定められる所定距離（例えば、３０ｃｍ程度）以上ならば「車両有り」と判定し、所定距離以下ならば「車両無し」と判定する。
【００６５】
（Ｂ）距離センサ１０
また、上述に実施形態では、車両感知器１００が内蔵する距離センサ１０を光波距離センサとしたが、電磁波や超音波を用いた距離センサであっても、同様に本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 車両感知器
１０ 距離センサ
１２ 発振器、１４ 分周器、１６ 発光部、１８ 受光部、２０ ＢＰＦ
３０ ２位相ロックインアンプ
３２ 遅延回路、３４，３６ ミキサ、３８，４０ ＬＰＦ、２２ 距離算出部
５２ 周波数設定部、５４ 車両有無判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両感知器の一種として、路面に向けて超音波や光を照射し、反射波の受信タイミングや受信レベルに基づいて、車両の有無を検出する感知器が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７４８３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような車両感知器を複数車線それぞれに設置（併設）する場合、他の車両感知器の反射波をも受信してしまい、干渉による誤感知が問題となっていた。これを防止するために、車両感知器を併設する場合には、車両感知器毎に送信周波数を異ならせる必要がある。そこで、メーカ側は、送信周波数別に複数種類の車両感知器を製造する必要があり、車両感知器の設置・利用者側（設置事業者や警察庁）は、感知器の設置・管理に留意する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、併設時の干渉を防止する新たな車両感知器の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
互いの反射波の到達圏内に併設され、自感知器の反射波に基づいて対象車線における車両の有無を感知する車両感知器（例えば、図１の車両感知器１００）であって、
所定周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器（例えば、図４の分周器１４）と、
前記分周器による分周信号から送信波を生成し、前記対象車線に向けて送信する送信部（例えば、図４の発光部１６）と、
前記分周器の分周比を変更設定することで、前記送信波の周波数を変化させる送信波周波数設定部（例えば、図４の周波数設定部５２）と、
前記送信波の反射波を受信する受信部（例えば、図４の受光部１８）と、
前記送信波と前記受信部で受信された反射波である受信波との位相差を検出する位相差検出部（例えば、図４の距離算出部２２）と、
前記検出された位相差に基づいて、前記対象車線までの計測距離を算出する距離算出部（例えば、図４の距離算出部２２）と、
前記計測距離に基づいて、前記対象車線の車両の有無を判定する判定部（車両有無判定部５４）と、
を備えた車両感知器である。
【０００７】
この第１の形態によれば、送信波と受信波との位相差に基づいて対象車線までの計測距離を算出し、この計測距離に基づいて対象車線の車両の有無を判定する車両感知器において、所定の基準周波数のクロック信号を分周した分周信号から送信波が生成されるが、このクロック信号を分周する分周器の分周比が変更可能に構成されている。つまり、分周器の分周比を変更するだけで、送信波の周波数を変更できる。これにより、併設された車両感知器間の送信波及び反射波の干渉を防止できるとともに、併設する複数の車両感知器のハードウェア構成を共通とすることができる。
【０００８】
第２の形態として、第１の形態の車両感知器であって、
前記位相差検出部は、
前記分周信号を用いて前記受信波を同期検波し、当該同期検波した信号から直流成分を抽出する２位相ロックインアンプ回路（例えば、図４の２位相ロックインアンプ３０）を有し、
前記抽出された２つの直流成分の正負の組合せと当該直流成分とを用いて、前記送信波と前記受信波との位相差を検出する、
車両感知器を構成しても良い。
【０００９】
この第２の形態によれば、送信波と受信波の位相差の検出は、２位相ロックインアンプを用いて実現される。これにより、送信波と同じ周波数の反射波を容易に検出でき、雑音に強く且つ精確な位相差の検出が実現される。
【００１０】
第３の形態として、第１又は第２の形態の車両感知器であって、
前記判定部は、前記計測距離が、当該車両感知器から路面までの距離とみなす路面距離に基づき定められる閾値距離条件を満たすか否かによって、前記対象車線の車両の有無を判定し、
前記路面距離を、前記判定部により車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで前記閾値距離条件を変更する閾値距離条件変更部（例えば、図４の車両有無判定部５４）、
を更に備える、
車両感知器を構成しても良い。
【００１１】
この第３の形態によれば、計測距離が、路面距離に基づき定められる閾値条件を満たすか否かによって、対象車線の車両の有無が判定される。ところで、実際の車両感知器から路面までの距離は、例えば積雪等によって変動し得る。このため、路面距離を、車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで、より精確な車両有無の判定が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両感知器の設置例。
【図２】光波距離センサによる距離計測の概要図。
【図３】送信周波数による検出精度の違いの説明図。
【図４】車両感知器の構成図。
【図５】算出される位相差と実際の位相差との対応関係。
【図６】位相差補正テーブルのデータ構成例。
【図７】分周比と計測可能な最大距離との対応関係例。
【図８】計測距離に基づく車両有無の判定原理の説明図。
【図９】車両検知処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１４】
［設置例］
図１は、本実施形態における車両感知器１００の設置例を示す図である。図１に示すように、複数車線でなる道路において、各車線を感知対象とした複数の車両感知器１００が、道路上方に設置された柱に、感知対象の車線を俯瞰するように設置（併設）されている。
【００１５】
車両感知器１００は距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離によって、感知対象の車線における車両の有無を示す感知信号を生成する。車両感知器１００から出力された感知信号は、例えば、柱の下方に設置され、有線／無線によって通信可能に接続された制御装置２００に出力される。
【００１６】
［距離センサの原理］
車両感知器１００に内蔵される距離センサ１０は、赤外線やレーザ光等の光波を用いた光波距離センサであり、位相方式によって測定対象物までの距離Ｌを計測する。
【００１７】
図２は、距離センサ１０による距離計測の概要図である。図２（ａ）に示すように、距離センサ１０は、光波である送信波を測定対象物９０に向けて射出し、測定対象物９０で反射された反射波を受信する。そして、図２（ｂ）に示すように、この送信波と受信した反射波（以下、「受信波」という）との位相差φから、測定対象物９０までの距離Ｌを算出する。測定対象物９０までの距離Ｌは、Ｌ＝（Ｃ・φ／２πｆ）／２、と算出される。ここで、「Ｃ」は光速であり、Ｃ≒３×１０８ｍ／ｓ、である。
【００１８】
また、送信波と受信波との位相差φから距離Ｌを算出するため、１つの送信周波数のみで距離Ｌを算出する場合には、位相差φは、送信周波数の１周期以内となる。このため、測定可能な最大距離Ｌｍ（いわゆる「距離レンジ」）は、理論的には、送信波の周波数ｆによって決まり、Ｌｍ＝λ／２＝Ｃ／（２・ｆ）、となる。例えば、送信波の周波数を「２５ＭＨｚ」とすると、波長λは「１２ｍ」であり、測定可能な最大距離Ｌｍは「６ｍ」となる。
【００１９】
また、位相方式の距離センサによる測定距離Ｌの算出精度は、送信波の周波数によって異なり、具体的には、送信波の周波数が高いほど、算出精度が良い。
【００２０】
図３は、送信波の周波数の違いによる測定距離Ｌの算出精度の違いを説明するための図である。図中、上側は、周波数ｆａの送信波及び受信波を示し、下側は、周波数ｆａより高い周波数ｆｂ（＝３・ｆａ）の送信波及び受信波を示している。
【００２１】
同じ距離Ｌを測定する場合、周波数ｆが異なると波長λが異なることにより、送信波と受信波との位相差φは異なる。具体的には、高周波であるほど、位相差φが大きくなる。図３では、周波数ｆｂの場合の位相差φｂのほうが、周波数ｆａの場合の位相差φａよりも大きく、φｂ＝３・φａ、となっている。
【００２２】
二つの信号の位相差φを検出する場合、その位相差φが小さいほど、その検出誤差が発生し易い。つまり、送信波の周波数ｆが低周波であるほど、位相差φの検出誤差が発生し易く、測定距離Ｌの算出精度が低下する。逆に言えば、送信波の周波数ｆが高周波であるほど、位相差φの検出誤差が発生しにくく、測定距離Ｌの算出精度が向上する。
【００２３】
ところで、光波等の電磁波を距離計測用信号として用いた距離センサを内蔵する車両感知器１００を、複数車線それぞれに設置（併設）する場合、距離計測用の信号の干渉、つまり、他の車両感知器１００が送信した送信波やその反射波も受信してしまうという事態が起こり得る。これを解決するため、本実施形態の車両感知器１００は、距離計測用信号（送信波）の周波数を変更可能に構成されている。これにより、隣接する車線に配置（併設）された複数の車両感知器１００それぞれの送信波の周波数を異なるように設定し、車両感知器１００間の干渉の影響を防止することができる。
【００２４】
［構成］
図４は、車両感知器１００の構成図である。図４に示すように、車両感知器１００は、距離センサ１０と、周波数設定部５２と、車両有無判定部５４とを備えて構成される。
【００２５】
距離センサ１０は、２位相ロックインアンプを用いて送信波と受信波との位相差φを検出するものであり、発振器１２と、分周器１４と、発光部１６と、受光部１８と、ＢＰＦ２０と、２位相ロックインアンプ３０とを備えて構成される。
【００２６】
発振器１２は、例えば、水晶振動子を有して構成され、基準周波数ｆの基準信号Ｆを生成する。この基準周波数ｆは、例えば「２５ＭＨｚ」とされる。
【００２７】
分周器１４は、発振器１２から出力された基準信号Ｆの周波数ｆを１／Ｎに分周し、送信信号ＶＴとして出力する。この分周器１４の分周比Ｎは、「Ｎ＝２ｎ（ｎは正数）」であり、周波数設定部５２によって変更制御される。
【００２８】
発光部１６は、例えば、レーザダイオード等の発光素子を有して構成され、分周器１４から出力された送信信号ＶＴの周波数で強度変調された光信号を、送信波として射出する。つまり、周波数が「ｆ／Ｎ」の送信波が射出される。
【００２９】
受光部１８は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を有して構成され、受光した光波を電気信号に変換し、受信信号ＶＲとして出力する。
【００３０】
ＢＰＦ２０は、受信信号ＶＲに対して、所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＢＰＦ２０の中心周波数ｆｏは、受信信号ＶＲから、送信波と同じ周波数である反射波の信号のみを抽出するため、周波数設定部５２によって、ｆｏ＝ｆ／Ｎ、に設定される。
【００３１】
２位相ロックインアンプ３０は、分周器１４から出力される送信信号ＶＴを「参照信号」とし、受信信号ＶＲを「計測信号」として、受信信号ＶＲを送信信号ＶＴで同期検波（位相検波）し、直交する二つの交流信号Ｘ，Ｙを出力する。この２位相ロックインアンプ３０は、原理的には、遅延回路３２と、ミキサ３４，３６と、ＬＰＦ３８，４０とを有して構成される。
【００３２】
遅延回路３２は、送信信号ＶＴ（参照信号）の位相を「π／２（９０°）」だけ遅らせる。
【００３３】
ミキサ３４は、ＢＰＦ２０から出力された信号と、送信信号ＶＴ（参照信号）とを乗算（合成）して出力する。ミキサ３６は、ＢＰＦ２０から出力された信号と、遅延回路３２から出力された信号とを乗算する。
【００３４】
ＬＰＦ３８は、ミキサ３４の出力信号に対して、所定の低帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＬＰＦ３８のカットオフ周波数ｆｃは、周波数設定部５２によって、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、に設定される。
【００３５】
ＬＰＦ４０は、ミキサ３６の出力信号に対して、所定の低帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断する。このＬＰＦ４０のカットオフ周波数ｆｃは、周波数設定部５２によって、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、に設定される。
【００３６】
この距離センサ１０において、発振器１２が生成する基準信号Ｆを、Ｆ１＝ｓｉｎ（ωｔ）、とすると、分周器１４の出力信号、すなわち送信信号ＶＴ（参照信号）は、ＶＴ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ）、となる。そして、遅延回路３２の出力信号Ｄは、Ｄ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−π／２）＝ｃｏｓ（ωｔ／Ｎ）、となる。
【００３７】
また、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差を「φ」とすると、受信信号ＶＲは、ＶＲ＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）、となる。この受信信号ＶＲは、そのまま、ＢＰＦ２０を通過する。
【００３８】
そして、ミキサ３４の出力信号ＭＩＸ１は、次式（１）となる。
ＭＩＸ１＝ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ）×ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）
＝−（ｃｏｓ（２ωｔ−φ）−ｃｏｓφ）／２ ・・（１）
この信号ＭＩＸ１は、ＬＰＦ３８を通過することで高周波成分が遮断される。そして、ＬＰＦ３８の出力信号Ｘは、Ｘ＝（ｃｏｓφ）／２、となる。
【００３９】
また、ミキサ３６の出力信号ＭＩＸ２は、次式（２）となる。
ＭＩＸ２＝ｃｏｓ（ωｔ／Ｎ）×ｓｉｎ（ωｔ／Ｎ−φ）
＝（ｓｉｎ（２ωｔ−φ）＋ｓｉｎφ）／２ ・・（２）
この信号ＭＩＸ２は、ＬＰＦ４０を通過することで高周波成分が遮断される。そして、ＬＰＦ４０の出力信号Ｙは、Ｙ＝（ｓｉｎφ）／２、となる。
【００４０】
従って、これらの信号Ｘ，Ｙから、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差φは、式（３）となる。
φ＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ） ・・（３）
【００４１】
ところで、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの実際の位相差φｒは、「０≦φｒ＜２π（３６０°）」である。しかし、上式（３）によって算出される位相差φは、「−π／２（−９０°）≦φ≦π／２（９０°）」の値である。このため、算出した位相差φを、実際の位相差φｒとなるように補正する必要がある。具体的には、信号Ｘ，Ｙの正負の組み合わせによって、算出した位相差φを補正する。
【００４２】
図５は、実際の位相差φｒと信号Ｘ，Ｙの正負との関係を示す図である。図５では、横軸を送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの実際の位相差φｒとして、信号Ｘ，Ｙそれぞれと、この信号Ｘ，Ｙから算出される位相差φと、実際の位相差φｒとを示している。
【００４３】
図５に示すように、「０≦φｒ＜π／２（９０°）」では、φ＝φｒ、であるが、「π／２（９０°）≦φｒ＜２π（３６０°）」では、φ≠φｒ、となっている。具体的には、「π／２（９０°）≦φｒ＜３π／２（２７０°）」では、φ＝φｒ−π（１８０°）、であり、「３π／２≦φｒ＜２π」では、φ＝φｒ−２π、となっている。このため、実際の位相差φｒとなるよう、算出した位相差φを補正する必要がある。信号Ｘ，Ｙそれぞれの値の正負の組合せは象限毎に異なるので、この信号Ｘ，Ｙの値の正負の組合せから、必要な補正量Δφを判断する。
【００４４】
距離算出部２２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、測定対象物までの距離Ｌを算出する。すなわち、ＬＰＦ３８，４０から出力される信号Ｘ，Ｙをもとに、上式（３）に従って、送信信号ＶＴと受信信号ＶＲとの位相差φを算出する。続いて、信号Ｘ，Ｙの正負の組合せをもとに、位相差補正テーブル６０に従って、算出した位相差φを補正する。
【００４５】
図６は、位相差補正テーブル６０のデータ構成の一例を示す図である。図６によれば、位相差補正テーブル６０は、信号Ｘの値の正負６１と、信号Ｙの値の正負６２との組合せそれぞれに、位相差φの補正量６３を対応付けて格納している。この位相差補正テーブル６０は、距離算出部２２内に記憶されている。そして、この位相差φから計測距離Ｌを算出する。計測距離Ｌは、Ｌ＝（Ｃ・φ・Ｎ）／（２・ω）、で与えられる。
【００４６】
周波数設定部５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、例えば、管理者の操作入力や制御装置２００からの制御信号等の外部入力に従って、距離センサ１０の送信波の周波数を設定する。具体的には、分周器１４の分周比Ｎを、指定された値に設定する。また、設定した分周比Ｎに合わせて、ＢＰＦ２０の中心周波数ｆｏを設定するとともに、ＬＰＦ３８，４０のカットオフ周波数ｆｃを設定する。中心周波数ｆｏは、ｆｏ＝ｆ／Ｎ、で与えられ、カットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝ｆ／２Ｎ、で与えられる。
【００４７】
図７は、分周比Ｎの具体的な設定例を示す図であり、分周比Ｎと、計測可能な最大距離Ｌｍとの対応関係を示している。但し、本実施形態において設定可能な分周比Ｎは、２のべき乗である「Ｎ＝１，２，４・・・」であり、基準周波数ｆは「ｆ＝２５ＭＨｚ」であるとする。
【００４８】
車両感知器１００は、通常、路面からの高さが「５〜６ｍ」程度の位置に設置される。つまり、計測可能な距離Ｌｍが「５〜６ｍ」以上、すなわち、分周比Ｎを「Ｎ＝１」以上に設定すればよい。また、送信波の周波数が高いほど、計測精度が高い。このため、複数の車両感知器１００を併設する場合には、各車両感知器１００分周器１４の分周比Ｎを、「Ｎ＝１，２，４・・・」の順に割り当てる。具体的には、例えば、２台の車両感知器１００ａ，１００ｂを併設する場合には、一方の車両感知器１００ａの分周比Ｎを「Ｎ＝１」とし、他方の車両感知器１００ｂの分周比Ｎを「Ｎ＝２」とする。また、３台の車両感知器１００ａ〜１００ｃを併設する場合には、１台目の車両感知器１００ａの分周比Ｎを「Ｎ＝１」とし、２台目の車両感知器１００ｂの分周比Ｎを「Ｎ＝２」とし、３台目の車両感知器１００ｃの分周比Ｎを「Ｎ＝４」とする。
【００４９】
車両有無判定部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置（プロセッサ）を有して構成され、距離算出部２２によって算出された計測距離Ｌに基づいて対象車線における車両の有無を判定し、判定結果である感知信号を出力する。
【００５０】
図８は、計測距離Ｌに基づく車両の有無の判定原理を説明する図である。図８に示すように、車両感知器１００から路面までの距離である「路面レベル」を基準とした「閾値レベル」を定める。具体的には、路面レベルから、車両の高さを想定して定められる所定距離（例えば、３０ｃｍ程度）だけ高い位置までの距離を、閾値レベルとして定める。そして、計測距離Ｌが、閾値距離条件である「閾値レベルに達しないこと」を満たす場合には「車両有り」と判定し、閾値距離条件を満たさない（すなわち、計測距離Ｌが閾値レベルに達した）場合には「車両無し」と判定する。
【００５１】
なお、実際の路面の高さは常に一定ではなく、例えば積雪などによって変動する。このため、計測距離Ｌに基づき、路面レベルを、実際の路面の高さの変動に追従させる。
【００５２】
具体的には、現在の路面レベルが実際の路面にほぼ一致している場合、車両が存在するならば、計測距離Ｌは閾値レベルに達しておらず、車両が存在しないならば、計測距離Ｌは路面レベルにほぼ一致するはずである。このため、判定結果が「車両無し」の場合に、計測距離Ｌに近づけるように、路面レベルを徐々に変更する。すなわち、計測距離Ｌが路面レベルを超える場合には、路面レベルを徐々に増加させ、計測距離Ｌが閾値レベルと路面レベルとの間である場合には、路面レベルを徐々に減少させる。このとき、路面レベルの変更量は、増加量のほうが減少量よりも大きくする。そして、この路面レベルの変動に応じて、閾値レベルも変動することになる。
【００５３】
なお、距離算出部２２、周波数設定部５２及び車両有無判定部５４のうち、２つ或いは全部が、同一の制御部によって構成されることにしても良い。
【００５４】
［処理の流れ］
図９は、車両有無判定部５４が実行する車両検知処理の流れを説明するフローチャートである。図９によれば、車両有無判定部５４は、先ず、距離算出部２２による計測距離Ｌの算出が正常に行われたか否かを判定する。ここで、計測距離Ｌの算出が正常に行われない場合としては、例えば、送信波を送出したが反射波が受信されない場合などである。
【００５５】
計測距離Ｌの算出が正常に行われていない場合（ステップＡ１：ＮＯ）、ここまでの感知結果が所定時間（例えば、５分）以上連続して「異常」であるならば（ステップＡ３：ＹＥＳ）、引き続いて感知結果を「異常」とし（ステップＡ５）、そうでないならば（ステップＡ３：ＮＯ）、感知結果を「有り」とする（ステップＡ７）。
【００５６】
一方、計測距離Ｌの算出が正常に行われたならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、算出された計測距離Ｌと路面レベルとを比較する。そして、計測距離Ｌが路面レベルを超えるならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、路面レベルを所定の増加量だけ上昇させ（ステップＡ１１）、上昇後の路面レベルに合わせて、閾値レベルを変更する（ステップＡ１３）。
【００５７】
また、計測距離Ｌが路面レベルに一致するならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、感知結果を「無し」とする（ステップＡ１７）。
【００５８】
また、計測距離Ｌが路面レベルに達しないならば（ステップＡ１５：ＮＯ）、続いて、
計測距離とＬと閾値レベルとを比較する。計測距離Ｌが閾値レベルに達しないならば（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、感知結果を「有り」とする（ステップＡ２１）。
【００５９】
一方、計測距離Ｌが閾値レベルに達するならば（ステップＡ１９：ＮＯ）、路面レベルを所定の減少量だけ減少させ（ステップＡ２３）、減少後の路面レベルに合わせて、閾値レベルを変更する（ステップＡ２５）。そして、感知結果を「無し」とする（ステップＡ２７）。
【００６０】
その後、車両感知を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ２９：ＮＯ）、ステップＡ１に戻り、終了するならば（ステップＡ２９：ＹＥＳ）、車両感知処理を終了する。
【００６１】
［作用・効果］
このように、本実施形態の車両感知器１００は、位相差方式の光波距離センサである距離センサ１０を内蔵し、この距離センサ１０による計測距離Ｌに基づいて、車両の有無を判定する。距離センサ１０では、分周器１４の分周比Ｎを変更することで、送信波の周波数を変更できるとともに、２位相ロックインアンプ３０によって、受信信号から、送信波の周波数と同じ反射波の信号のみを抽出することができる。
【００６２】
これにより、隣接する車線を対象として設置（併設）する複数の車両感知器１００のハードウェアを共通とすることができる。そして、各車両感知器１００における分周器１４の分周比Ｎを、異なる分周比Ｎに設定して送信波の周波数を異ならせることで、併設された車両感知器１００間の反射波の干渉を防止することができる。
【００６３】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００６４】
（Ａ）閾値距離条件
例えば、上述の実施形態では、車両有無の判定基準となる閾値距離条件を「計測距離Ｌが閾値レベルを満たさない」ことにしたが、これ以外の条件としても良い。具体的には、例えば、閾値距離条件を「計測距離と路面レベルとの差が所定距離以上」とし、計測距離Ｌと路面レベルとの差が、車両の高さを想定して定められる所定距離（例えば、３０ｃｍ程度）以上ならば「車両有り」と判定し、所定距離以下ならば「車両無し」と判定する。
【００６５】
（Ｂ）距離センサ１０
また、上述に実施形態では、車両感知器１００が内蔵する距離センサ１０を光波距離センサとしたが、電磁波や超音波を用いた距離センサであっても、同様に本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 車両感知器
１０ 距離センサ
１２ 発振器、１４ 分周器、１６ 発光部、１８ 受光部、２０ ＢＰＦ
３０ ２位相ロックインアンプ
３２ 遅延回路、３４，３６ ミキサ、３８，４０ ＬＰＦ、２２ 距離算出部
５２ 周波数設定部、５４ 車両有無判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの反射波の到達圏内に併設され、自感知器の反射波に基づいて対象車線における車両の有無を感知する車両感知器であって、
所定周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器と、
前記分周器による分周信号から送信波を生成し、前記対象車線に向けて送信する送信部と、
前記分周器の分周比を変更設定することで、前記送信波の周波数を変化させる送信波周波数設定部と、
前記送信波の反射波を受信する受信部と、
前記送信波と前記受信部で受信された反射波である受信波との位相差を検出する位相差検出部と、
前記検出された位相差に基づいて、前記対象車線までの計測距離を算出する距離算出部と、
前記計測距離に基づいて、前記対象車線の車両の有無を判定する判定部と、
を備えた車両感知器。
【請求項２】
前記位相差検出部は、
前記分周信号を用いて前記受信波を同期検波し、当該同期検波した信号から直流成分を抽出する２位相ロックインアンプ回路を有し、
前記抽出された２つの直流成分の正負の組合せと当該直流成分とを用いて、前記送信波と前記受信波との位相差を検出する、
請求項１に記載の車両感知器。
【請求項３】
前記判定部は、前記計測距離が、当該車両感知器から路面までの距離とみなす路面距離に基づき定められる閾値距離条件を満たすか否かによって、前記対象車線の車両の有無を判定し、
前記路面距離を、前記判定部により車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで前記閾値距離条件を変更する閾値距離条件変更部、
を更に備える、
請求項１又は２に記載の車両感知器。
【請求項１】
互いの反射波の到達圏内に併設され、自感知器の反射波に基づいて対象車線における車両の有無を感知する車両感知器であって、
所定周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器と、
前記分周器による分周信号から送信波を生成し、前記対象車線に向けて送信する送信部と、
前記分周器の分周比を変更設定することで、前記送信波の周波数を変化させる送信波周波数設定部と、
前記送信波の反射波を受信する受信部と、
前記送信波と前記受信部で受信された反射波である受信波との位相差を検出する位相差検出部と、
前記検出された位相差に基づいて、前記対象車線までの計測距離を算出する距離算出部と、
前記計測距離に基づいて、前記対象車線の車両の有無を判定する判定部と、
を備えた車両感知器。
【請求項２】
前記位相差検出部は、
前記分周信号を用いて前記受信波を同期検波し、当該同期検波した信号から直流成分を抽出する２位相ロックインアンプ回路を有し、
前記抽出された２つの直流成分の正負の組合せと当該直流成分とを用いて、前記送信波と前記受信波との位相差を検出する、
請求項１に記載の車両感知器。
【請求項３】
前記判定部は、前記計測距離が、当該車両感知器から路面までの距離とみなす路面距離に基づき定められる閾値距離条件を満たすか否かによって、前記対象車線の車両の有無を判定し、
前記路面距離を、前記判定部により車両無しと判定されているときの計測距離に追従させるように変更することで前記閾値距離条件を変更する閾値距離条件変更部、
を更に備える、
請求項１又は２に記載の車両感知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４８３６６（Ｐ２０１２−４８３６６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８２１３（Ｐ２０１０−１８８２１３）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
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