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公開番号2024163971
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-26
出願番号2023079742
出願日2023-05-14
発明の名称交通検知システム
出願人株式会社創発システム研究所
代理人個人
主分類G08G 1/015 20060101AFI20241119BHJP(信号)
要約【課題】 LiDAR装置を用い、その走査結果をプロットした画像から車両を検出して車両検知を行うことができる交通検知システムを提供する。
【解決手段】交通検知システム100は、道路200に設置したLiDAR装置110により道路面と交わるように走査するレーザー光を照射して反射光を受光し、少なくとも、走査の照射角度データと、測定時間差から算出される反射物までの距離データと、走査の測定時刻データを得る。点群プロット処理部130により照射角度のデータと距離のデータと測定時刻データから時間軸に沿った時空間内の点群データとしてプロットする。車両検出部150が点群分離処理部151を含み、点群データが形成する点群軌跡から道路200を通過する1台の通過車両300に起因する一群の点群を推定して分離し、分離した一群の点群を通過車両300として検出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
道路の横または上に配設され、前記道路面と交わるように走査するレーザー光を照射して反射光を受光し、少なくとも、前記走査の照射角度データと、測定時間差から算出される反射物までの距離データと、前記走査の測定時刻データを得るＬｉＤＡＲ装置と、
前記ＬｉＤＡＲ装置により得た前記照射角度のデータと前記距離のデータと前記測定時刻データから時間軸に沿った時空間内の点群データとしてプロットする点群プロット処理部と、
前記点群プロット処理部の前記プロットにかかる前記点群データが形成する点群軌跡から、前記道路を通過する１台の通過車両に起因する一群の点群を推定して分離する点群分離処理部を含み、前記点群分離処理部による前記推定および前記分離にかかる前記一群の点群を、前記道路を通過する前記通過車両として検出する車両検出部を備えたことを特徴とする交通検知システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記時空間が、前記走査の測定時刻ごとに得られる測定データの道路幅方向と高さで形成される直交座標を、前記時間軸に沿って展開した時空間であり、
前記点群プロット処理部による前記時空間内への点群データのプロットにおいて、同一の前記走査の測定時刻に複数のデータが存在する場合、前記走査の測定時刻に対応する前記直交座標において、前記道路幅の方向でソートしてプロットすることを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項３】
前記時空間が、前記走査の測定時刻ごとに得られる測定データの前記照射角度と前記距離で形成される極座標を、前記時間軸に沿って展開した時空間であり、
前記点群プロット処理部による前記時空間内への点群データのプロットにおいて、同一の前記走査の測定時刻に複数のデータが存在する場合、前記走査の測定時刻に対応する前記平面に対して、前記照射角度でソートしてプロットすることを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項４】
前記車両検出部が、前記一群の点群データが形成する点群軌跡から推定される高さと長さから前記通過車両の車種が四輪車であるか二輪車であるかを判別する車種推定処理部を含むものである請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項５】
前記車両検出部が、前記一群の点群データが形成する点群軌跡から推定される高さと長さと前記時間軸上の変化から前記通過車両の速度を推定する車両速度推定部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の交通検知システム。
【請求項６】
前記車両検出部が、前記一群の点群データが形成する点群軌跡の前記時間軸上での変化の有無から、前記道路上を移動する移動車両か前記道路面にある静止物であるかを判断することを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項７】
前記車両検出部が、前記一群の点群データが形成する点群軌跡の高さ成分の変化の有無から、前記道路上を移動する移動車両か前記レーザー光照射装置の前方付近を通過する雨雪であるかを判断することを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項８】
前記車両検出部の前記検出結果をもとに、前記通過車両の数のカウント処理、時間帯別の前記通過車両の数のカウント処理を含む、統計処理を実行する統計処理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項９】
前記ＬｉＤＡＲ装置による照射面が前記道路の進行方向に複数設定され、それぞれの前記照射面の位置や角度が異なるものであるか、または、前記ＬｉＤＡＲ装置が前記道路の進行方向に複数台配設され、それぞれの配置位置が異なりそれぞれの照射面の位置や角度が異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の交通検知システム。
【請求項１０】
一方の前記照射面を持つ前記ＬｉＤＡＲ装置による前記通過車両の検出結果を用いた前記点群分離処理部の処理結果と、他方の前記照射面を持つ前記ＬｉＤＡＲ装置による前記通過車両の検出結果を用いた前記点群分離処理部の処理結果とを突合する照合処理部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の交通検知システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速道路など道路を通行する車両に関する諸情報を収集する交通検知システムに関する。例えば、道路面を走査することにより移動体を捉え、当該移動体の輪郭や動きを分析し、道路を走行する車両の数、車両の種類（大型車か普通乗用車か二輪車か）、車両の速度、車両の車長、渋滞、交通トラブルの有無などを検知する交通検知システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術において、道路を通行する通過台数や通過速度や車長などの諸データを計測する通過車両検知システムが知られている。
例えば、「ループコイル」と呼ばれる機器を用いたループコイル式の通過車両検知システムが知られている。ループコイル式の交通検知システムは、ループコイルと呼ばれる導体を道路地中に埋設したシステムである。金属車体である車両が通過すると、地中に埋設したループコイルのインダクタンスが変化する。ループコイル式の交通検知システムは、このループコイルのインダクタンスを道路上に所定間隔（例えば６．９ｍ）を置いて２つ埋設しておき、これら２カ所のループコイルのインダクタンスの変化をそれぞれ検知することで２ヶ所の地点での車両の通過を検知し、交通量を計測するシステムとなっている。ループコイルのインダクタンス変化は精度良く検知することができ、また、ループコイルを埋設した２ヶ所の地点での車両の通過時刻を検知することができるため、ループコイル式の交通検知システムを用いることにより、車両の通過台数のみならず、車両ごとの通過速度や車長などを精度良く計測することができる。現在の技術では、それらデータを９９％以上の精度で検知できるとされている。
【０００３】
また、レーザーセンサや超音波センサを用いた通過車両検知システムがある。
従来技術である特許文献１で示されたレーザーセンサや超音波センサは、図９（ａ）や図９（ｂ）に示すように、所定箇所の道路を横切るようにレーザービームや超音波を照射し、照射されたレーザービームや超音波ビームが道路面または道路上を通行する車両の表面という対象物から反射されて受信されるまでの時間を計測し、計測された時間に基づいて対象物までの距離を測定するものである（特許文献１）。
特許文献１によれば、測定データを制御装置において解析すれば、レーザービームまたは超音波ビームの照射対象物がフラット、つまり、道路上を通行する車両がなく道路面から反射して受信されたパターンであれば道路上に通過車両がないと判断でき、レーザービームまたは超音波ビームの照射対象物に凹凸があれば、その一部が道路上を通行する車両から反射して受信されたパターンとして道路上に通過車両があると判断できるとされている。このレーザーセンサや超音波センサを用いた通過車両検知システムは、道路を毀損することなく空間に設置することができるため、上記のループコイルによる通過車両検知システムを用いるシステムなどに見られたような道路埋設を伴う工事の有無、コスト、耐久年数の短さなどの問題は発生しないとされている。
【０００４】
従来技術において優れたレーザーセンサを用いた車両検知システムとして、特許文献２に開示された技術が知られている。特許文献２に開示された技術では、２台のレーザーセンサを用いて、道路を通行する車両の数、車両毎の速度、車両毎の車長を精度よく検出するものとなっている。図１０に示すように、例えば、道路のＡ地点にレーザーセンサを設置して直下の道路を通過する車両に対してレーザーを照射して反射を受信することにより車両の進入を検知するとともに、少し離れた道路のＢ地点にもレーザーセンサを設置して直下の道路を通過する車両に対してレーザーを照射して反射を受信することにより車両の進入を検知することにより、両者のデータを突き合わせれば道路を通行する車両の数、車両毎の速度、車両毎の車長が精度よく検出できる。
【０００５】
上記のように、従来の特許文献２に開示された車両検知システムを用いれば、比較的精度良く道路を通行する車両の通過台数や通過速度や車長などの諸データを計測することができると期待される。
【０００６】
特許文献２に開示された技術では、レーザーを用いた車両検知に加え、道路上の交通状況自体を直接監視する手段として可視画像を撮影する監視カメラも用いられている。実際に、監視カメラで撮影した撮影画像を基に道路上の交通事情をモニタする道路交通管理が導入されつつある。
【０００７】
ここで、監視カメラで撮影した撮影画像を基にした交通管理システムとしては、人間の目視も重要であるが、人間の目視のみに頼った管理ではなく、コンピュータ処理により画像解析を行って、道路上の交通状況自体を自動監視し、道路上で発生する交通トラブルなどを検知することが求められる。
【０００８】
特開２００３－３０８５９１号公報
特開２０２２－１１８９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、特許文献１および特許文献２で開示されている従来技術におけるレーザーを用いた車両検知システムでは、つまり、道路から反射光の受光時間の変化を捉え、通過車両の道路上に設定されたレーザー照射面への進入と退出を捉えるものである。いわゆるレーザー照射面に対する車両の通過をＯＮ／ＯＦＦを感知するものとなっている。
もともとトラフィックカウンタ―は、ループコイル式から発展してきた経緯があり、コイル電流の変化を見て、道路に埋設したループコイル上を車両が通過したか否かということを検知する仕様となっており、いわゆるループ埋設エリアに対する車両の通過をＯＮ／ＯＦＦを感知するものであったため、検出手段がループコイルのコイル電流の変化ではなく、非接触で設置できるレーザーの反射光の受光時間の変化に置き換わっても、車両が通過したか否かということを検知することで十分と考えられたからである。
【００１０】
なお、特許文献２の交通検知システムでは、可視画像を撮影する監視カメラの撮影画像を併用することにより、車両の通過のみならず、車種などの特定も可能となった技術である。また、夜間の時間帯では取得された画像でも精度良く走行車両を検知することができる点も評価できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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