JPH0474760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有料道路の料金収受機械，駐車場，等
に用いられる車種判別装置に関するものである。

まず、第１図で従来の車種判別装置について説
明する。

第１図は従来の自動車種判別装置の実施例を示
す。１ａ，１ｂは有料道路料金所の車線を分離す
るアイランドである。Ａは車両検出装置で、同車
両検出装置Ａは光学式車両検出器２ａ，２ｂ及び
踏板３で構成され、例えば軸数，輪数等により進
入する車両４₁から４_oの車種を分類する。この他
超音波式車幅計測装置により、車幅により車種分
類する場合もある。５は自動通行券発行装置で車
種毎に異なつた通行券６を発行する。７ａ，７ｂ
は車両の発進検出装置である。光学式、超音波式
或は路面に埋設して踏板式、ループコイル式など
が単独又は組合せで使用される。８は発進する車
両を誘導する信号灯である。９は車種メモリで車
両検出装置Ａを通過し、通行券６の発行を待機す
る車両４₁から４_oの車種を進入順位に従つて記憶
する。１０は通行券発行制御装置で自動通行券発
行装置５、信号灯８に接続し、先行車の発進完了
信号を受け、信号灯８により後続車の停止の発進
を誘導すると共に車種メモリ９に対応した通行券
の発行制御を行う。この他、出口側で使用される
場合には通行券発行装置５の代りに料金の自動収
受機に置換えられる。又有人収受の場合には発進
検出器７が省略される場合もある。

これ等の無人、省力化システムに使用されてい
る従来の車種判別装置を更に詳述する。

現行有料道路の料金体系は普通車と大型車
（，に分ける場合もある）の二車種分類が基
準になつているが、その区分は、車両の総重量が
８トン以上か最大積載重量が５トン以上となつて
いる。ところが重量計方式でも積荷の問題がある
為現実的にはこれ等に最も相関の高い２軸目以降
の輪距（トレツド）やシングル／ダブルタイヤ
（４輪−６輪以上）を踏板方式で計測，単独又は
総合的判断する方法や、超音波パルス反射法によ
り最大車幅を計測して車種判別する方法が従来実
用が試みられて来た。

しかし、これ等の諸元は現状相関が高いと云う
だけで法的規制のあるものではなく、従来とも一
定である保証がな。

又、計測し得る車長、車高などその他の諸元に
ついても同様である。

更にこれ等の諸元の計測には車長方向に少なく
とも２軸目まで計測しなければ判定出来ないた
め、車種判別装置から発行機（又は収受機）まで
長距離（実用的に約10m以上）を要し、アイラン
ドが長くな建設費が割高になると共に、小さい車
両ならその間に複数台進入が可能であるため、車
種メモリが必要となる。

これは、ハードシステムとも複雑となり、コス
ト、安定性に問題を残すと共に、アイラド内で車
両が追い越しをした場合、当該車両と車種に狂い
を生じ、システムを混乱させる問題をはらんでい
る。

本発明は以上説明の問題点を改善するためにな
されたもので、車両の両側の遮光信号により進入
する車両の前縁部を検出し前縁信号を出力すると
共に、車両の前輪が踏圧する踏板による信号と車
両の両側の遮光信号との両信号で論理判断し車両
通過中信号を出力する車両検出装置と、車両の前
面のナンバープレート部を光学的にとらえるテレ
ビカメラと、同カメラで取り込んだナンバープレ
ートの画像信号に基づいて車種判別信号を出力す
る画像処理装置と、同画像処理装置からの車種判
別信号、上記車両検出装置からの車両通過中信号
及び前の車両の発進が完了したことを示す発進検
出器からの発進完了信号とを受け同各信号に基づ
き通行券発行装置への発券指令を行う通行券発行
制御装置とからなり、上記画像処理装置は、車両
検出装置の前縁信号によりテレビカメラからのナ
ンバープレート部分の画像信号を取り込み二値化
データに変換するデジタル化回路と、同デジタル
化回路からのデータを記憶し次の前縁信号が入力
されるまで同記憶内容を保持するフレームメモリ
と、ナンバープレートの車種を示す文字を二値化
して標準パターンとして記憶した標準パターンフ
アイルと、該フレームメモリ内の全画面から車種
を表す文字パターンサイズに相当する大きさの領
域のデータを順次切り出して行くレジスタと、同
レジスタからの該データを順次入力すると共に、
上記標準パターンフアイルから無反転と反転の２
種類のデータをインバータ回路を介して入力し、
上記レジスタからの入力データとインバータ回路
からの入力データを照合して一致するとその一致
文字に基づき車種判別信号を出力する照合回路
と、上記フレームメモリ、レジスタ、インバータ
回路、標準パターンフアイル、照合回路に夫々接
続し、データの照合処理を制御する制御装置とか
ら構成してなることを特徴とする車種判別装置を
提供するものである。この本発明の車種判別装置
は、従来は車の軸数、車輪の数、車の幅、等を検
出して車種判別を行つていたが、車の前面のナン
バープレートの車種を示す数字をカメラで光学的
に読み取り標準パターンの数字と比較し車種を判
別する方式とし車種判別装置の検出部に長距離を
必要とせず装置を簡略化し信頼性を向上せしめた
ものである。

次に第２図から第５図で本発明の車種判別装置
について説明する。

第２図は本発明の機器構成及び配置を示す図
で、従来と同様のものについては、同符号で説明
する。１ａ，１ｂはアイランド、Ａは一対の光学
式車両検出器２ａ，２ｂと踏板３とで構成した車
両検出装置で、同検出装置Ａからは、進入する車
両４の前縁（遮光の立上り）信号S₁及び踏板３の
信号により論理判断した車両通過中信号S₂とを出
力する。これは例えば、人の通過などによる遮光
のみの偽似信号と車両信号とを識別する為であ
る。

５は自動通行券発行装置、６は発行される通行
券である。７ａ，７ｂは、発進検出器、８は信号
灯である。１０は通行券発行制御装置であり第１
図の車種メモリ９を介さず画像処理装置１２の信
号、車両通過中信号S₂及び発進検出器７ａ，７ｂ
からの発進検出信号S₃の信号を受けて車両毎に通
行券６、発券を制御する。

次に、本発明の中心となる部分を説明する。

第３図は画像処理装置１２の機能ブロツク図
で、１１はテレビカメラ（TVカメラ）、１２は
画像処理装置であり前述の車両検出装置Ａより車
両進入の立上り信号S₁の指令を受けTVカメラの
シヤツタを瞬時開放して１フレーム分の画像を取
り込みプレートの数字を読み取りこれらの情報と
標準パターンとを比較し車種を判定して通行券発
行制御装置１０に判定信号を送出する。

１３は、画像信号Vdの前処理回路を含み任意
画素に分割し、白、黒の２値化を計るデジタル化
回路である。この回路はプレートの文字のコント
ラストを強調する前処理を行い適当なグレーレベ
ルでしきい値を設定し画像信号Vdを白、黒の二
値化画像に変換する。

１４はフレームメモリであり、TVカメラで捕
えた全画面の２値化画像の一画面分を記憶し、一
度記憶すると次の指令信号である前縁信号S₁が入
力されるまで一画面分の２値化画像の信号の記憶
を保持し更新しない。

１６は、ｍ×ｎ桁を有するレジスターで第４図
に示す車種番号を示す文字サイズ（一定）と、切
り出せるだけの画素数ｍ×ｎ桁を有する。後述す
る制御装置２０からの走査信号S₄によつてｍ×ｎ
桁までフレームメモリ１４内を全画面走査し、順
次画像データを切り出して行く。

１７はプレートの車種を示す０から９までの
各々の数字をｍ×ｎ桁のマトリツクスに分解し、
二値化した標準パターンを記憶している標準パタ
ーンフアイルである。

１８は標準パターンの白、黒を反転させるイン
バータ回路である。プレートの下地が白、黄色の
場合二値化すると文字は黒レベルとなるが緑地の
場合は、文字が白字となるためこれを反転させる
回路である。

１９は照合回路であり、フレームメモリ１４か
ら切出した第４図に示すｍ×ｎ桁の画像パターン
と標準パターンフアイル１７にフアイルされたｍ
×ｎ桁の標準パターンとをインバータ１８を介し
て照合する。ｍ×ｎ桁の中で一定の精度内で両者
の一致がとれれば、これが該当する車種を表す数
字である。

２０は制御装置でこれらの画像処理装置１２内
の回路をシーケーシヤルに制御し、以上述べた機
能を発揮させる中枢制御部である。以上が本発明
の構成である。この他出口側で使用される場合に
は通行券発行装置５の代りに料金の自動収受機に
置換え又、有人収受の場合には発進検出器７ａ，
７ｂが省略したシステムにも応用出来ることは云
うまでもない。

次に上記の構成の車種判別装置の詳しい機能を
説明する。

第２図において、車両４の前頭部が進入し光学
式車両検出器２ａ，２ｂを遮光すると直ちに車両
検出装置Ａより前縁信号S₁が立上り、画像処理装
置１２に命令して、TVカメラ１１から画像信号
Vdの取り込みを開始し古いデータを更新する。
TVカメラ１１は本レーンに進入する各種車両の
ほゞ前面を撮影するようにセツトされているた
め、プレートの画像は必ず本画面内に含まれてい
る。

車両４が更に進入して前輪が踏板３を踏圧して
前進を検出すると車両検出装置Ａは遮光信号との
論理積から車両であることが判別出来るので車両
通過中信号S₂を通行券発行制御装置１０に出力す
る。通行券発行制御装置１０はS₂信号、発進検出
装置７ａ，７ｂからの発信検出信号S₃及び画像処
理装置１２の車種判別信号から直ちに車種判定を
下して、自動通行券発行装置５に伝送し車種に応
じた通行券６を発行する。こゝで光学式車両検出
器２ａ，２ｂの遮光信号である前縁信号S₁は立上
つたが踏板信号が立上らない場合、例えば人の通
過の場合などは遮光信号の立下りで車両でなかつ
たと判断出来るので、画像処理装置１２の画像処
理の作業を直ちに中止する。

通行券６が発行されると、信号灯８は通行券発
行制御装置１０に制御されて車両停止の赤信号か
ら発進可の青信号に変化する。進入した車両は信
号灯８に誘導されて通行券発行装置５の前で停止
し、通行券６を抜きとり車両４は発進する。発進
が完了すると発進検出装置７ａ，７ｂから発進検
出信号S₃を発行制御装置１０にフイードバツクし
後続車の通行券６の発行を促す。次車両が進入し
ていない場合は、発行制御装置１０を初期状態に
戻し、次車両の車種が決定している場合は待機を
解除し発行が行なわれる。

次にナンバープレート内の車種を表す数字を読
み取る概要を説明する。

第５図はナンバープレート諸元の一例である。
普通車用は330mm×165mm、大型車は440mm×220
mm、用途により白ナンバー（黒字／白地）、黄ナ
ンバー（黒字／黄地）、緑ナンバー（白字／緑地）
の３種類がある。これを白，黒に二値化すると前
二者は黒字／白地となるが、緑ナンバーは白字／
黒地となり、前二者と反転する。

第５図に示すようにプレートサイズは330mm×
165mm、440mm×220mmの２種類であるが車種を表
す上部右の数字（鎖線枠２１）はプレートサイズ
と異なり30mm×40mmで一定であり、文字パターン
は統一されている。２桁の場合もあるが、車種を
示すのは前一桁である。２桁読めた場合は前一桁
を選択する必要がある。図示しないが、２桁のメ
モリを備えておけば容易に選択できる。

車両４が進入し、フレームメモリ１４に車両前
面の画像がデジタル化回路１３を介して二値化さ
れ記憶されると制御装置２０の指令する信号S₄に
よりフレームメモリ内の全画面の左上コーナから
ｍ×ｎ画素分ずつレジスター１６に順次切り出し
て行く。

第４図は、１画素ずつ順次左から右へ矢印の方
向へ１ライン分完了すると１ライン下方へ走査
し、丁度車種を表す数字全部を切り出した時のレ
ジスタ内のデータの状況を白、黒２値で示したも
のである。これらのデータはレジスター１６から
照合回路１９へ一画素ずつシフトされ標準パター
ンと照合比較されるが、一方、一画素シフトする
間に、０から９の標準パターンを記憶した標準パ
ターンフアイルは２回走査される。これは前述の
ごとく白黒に二値化した場合には白黒の反転した
２種類が存在するためである。その間１回はイン
バータ１８を１回切替白、黒を反転させる。

従つて、レジスタ内に文字が切出され、標準パ
ターンが２回走査されて照合回路１９で比較され
る間に、該当する数字が一致し抽出され、車種が
判定される。

以上説明の本発明による車種判別装置によれ
ば、従来の車種判別装置のように少なくとも２軸
目以上車両が進入しないと、車種判定出来ない方
法と異なり、車両前面（遅くとも１軸目）で車種
判定が可能な為、車種判別装置（光学式車両検出
器及び踏板）から、通行券発行装置までの間隔を
極めて短く設立出来る。この為、従来システムの
ように他の車両が割り込むことがなく、従つて従
来必要とされた車種メモリの必要がなくなると共
に追い越しなどにより車種の順番が狂うことによ
るシステムの混乱がなくなり、システムの信頼性
が著しく向上する。

又、アイランドが短く出来ることは建設費のコ
ストダウンにもなり、車種メモリが不要となる
為、システムもコストダウン出来ると共に安定性
も向上するなど実用的効果が極めて高くなつたも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車種判別装置の構成を示すブロ
ツク図、第２図は本発明の車種判別装置の構成を
示すブロツク図、第３図は画像処理装置の内部の
構成を示すブロツク図、第４図はレジスタ内のｍ
×ｎ個の各画素の白黒の状態を示した説明図、第
５図は車両のナンバープレートの１例を示した平
面図をそれぞれ示す。 Ａ…車両検出装置、２ａ，２ｂ…光学式車両検
出器、３…踏板、４…車両、５…自動通行券発行
装置、６…通行券、７ａ，７ｂ…発進検出器、１
０…通行券発行制御装置、１１…テレビカメラ、
１２…画像処理装置、１３…デジタル化回路、１
４…フレームメモリ、１６…レジスター、１７…
標準パターンフアイル、１８…インバータ、１９
…照合回路、２０…制御装置、S₁…前縁信号、S₂
…車両通過中信号、S₃…発進検出信号、S₄…走査
信号、V_d…画像信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両の両側の遮光信号により進入する車両の
   前縁部を検出し前縁信号を出力すると共に、車両
   の前輪が踏圧する踏板による信号と車両の両側の
   遮光信号との両信号で論理判断し車両通過中信号
   を出力する車両検出装置と、車両の前面のナンバ
   ープレート部を光学的にとらえるテレビカメラ
   と、同カメラで取り込んだナンバープレートの画
   像信号に基づいて車種判別信号を出力する画像処
   理装置と、同画像処理装置からの車種判別信号，
   上記車両検出装置からの車両通過中信号及び前の
   車両の発進が完了したことを示す発進検出器から
   の発進完了信号とを受け同各信号に基づき通行券
   発行装置への発券指令を行う通行券発行制御装置
   とからなり、上記画像処理装置は、車両検出装置
   の前縁信号によりテレビカメラからのナンバープ
   レート部分の画像信号を取り込み二値化データに
   変換するデジタル化回路と、同デジタル化回路か
   らのデータを記憶し次の前縁信号が入力されるま
   で同記憶内容を保持するフレームメモリと、ナン
   バープレートの車種を示す文字を二値化して標準
   パターンとして記憶した標準パターンフアイル
   と、該フレームメモリ内の全画面から車種を表す
   文字パターンサイズに相当する大きさの領域のデ
   ータを順次切り出して行くレジスタと、同レジス
   タからのデータを順次入力すると共に、上記標準
   パターンフアイルから無反転と反転の２種類のデ
   ータをインバータ回路を介して入力し、上記レジ
   スタからの入力データとインバータ回路からの入
   力データを照合して一致するとその一致文字に基
   づき車種判別信号を出力する照合回路と、上記フ
   レームメモリ，レジスタ，インバータ回路，標準
   パターンフアイル，照合回路に夫々接続し、デー
   タの照合処理を制御する制御装置とから構成して
   なることを特徴とする車種判別装置。