JPH0670833B2 - ナンバ−プレ−ト読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有料道路の料金収受システムあるいは有料駐
車場における料金収受システムに利用して好適なナンバ
ープレート読取り装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、有料道路の料金収受システムとして、車両のナン
バープレートを読取り、この読取り情報から車種を判別
し、この車種情報に基いて通行料金を算出するシステム
が考えられている。ここで、車両のナンバープレートの
読取りはコンピュータによるソフトウェア処理を利用し
て次の如く行なわれる。すなわち、テレビカメラなどの
撮像手段により車両の前面形状を撮像し、この画像情報
をＡ／Ｄ変換したのちフレームメモリに取込み、所定の
プログラム手順にしたがって画像処理を施すことにより
ナンバープレートの大小判別またはプレート番号のコー
ド化を行なって車種判別情報としている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、上述したように、従来のナンバープレート読
取り装置においては、フレームメモリ内の全画像に対し
予めコンピュータに組込まれたプログラム手順にしたが
って画像処理を行なっていた。このため、全体の処理が
終了するまでに長時間を要していた。有料道路の料金収
受システムの一例として入口ゲート無人化システムに本
ナンバープレート読取り装置を適用する場合、ナンバー
プレート読取り装置の設置位置から自動通行券発行装置
の設置位置まで車両が進行する間に車種を判別しなけれ
ばならない。したがって、ナンバープレート読取り装置
の処理時間がかかることは入口ゲートの無人化をはかる
上で大きな問題となっていた。また、フレームメモリに
記憶された車両前面画像にはナンバープレート以外にヘ
ッドライトやその他の部分が含まれて撮像されているた
め、ナンバープレート部分の画像処理の精度劣化を招い
ており、ナンバープレートを誤解読するおそれがあっ
た。

本発明はこのような事情に基いてなされたものであり、
その目的とするとろろは、処理時間の短縮化，および読
取り精度の向上をはかり得るナンバープレート読取り装
置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
次のような手段を講じたことを特徴としている。すなわ
ち、車両の車体両側面に超音波を発信し車体からの反射
波を受信する超音波送受信器を設置し、この送受信器に
よる超音波発信時刻と受信時刻との時間差データから前
記車両の車幅値および前記送受信器から車体までの距離
を計測し、この計測値情報に基いて前記車両のナンバー
プレートの設置位置を推定し、この推定位置情報に基い
て撮像手段により撮像された車両の画像情報の一部を切
出し、この切出した画像について所定の画像処理を行な
うことによりナンバープレートを読取るようにしたこと
を特徴としている。

［作用］ このような手段を講じたことにより、車両におけるナン
バープレート位置が速やかに推定され、この推定位置と
車両前面画像とからナンバープレート部分のみが抽出さ
れ、この抽出された部分に対して画像処理が行なわれる
ので、ナンバープレートの読取りに不必要な部分の画像
処理を行なわないで済む。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は同実施例のナンバープレート読取り装置を有料
道路の料金所ゲートに設置した場合の配置例を示す状態
図である。同図においてナンバープレートＮを少なくと
も前面に取付けた車両１は料金所ゲート入口車線２を図
中矢印Ｆ方向に進行するものとなっており、上記車線２
を挟んで一対の車種判別装置3,3およびシャッター装置
4,4がそれぞれ対向配置されている。上記車種判別装置
3,3は、複数の光電管の投受光器から構成され車両の通
過を１台毎に検知する車両分離器5,5と、超音波センサ
を備え上記車両分離器5,5の車両検知信号に応じて通行
車両の車体両側面に超音波を発信し、車体からの反射波
を受信して受信時間t2と発信時間t1との時間差t2−t1を
電気的手段により計測し、この時間差データに基いて通
行車両の車幅を測定する超音波方式の車幅計測装置6,6
とを備えている。また、シャッター装置4,4は前記車両
分離器5,5と同一構造，同一作用をなすものであり、車
両検知信号が車線２上の料金所ゲートの屋根７に取付け
られたテレビカメラ８のシャッターオンを指令するタイ
ミング信号となる。上記テレビカメラ８は図中Ａで示す
視野範囲を有しており、この視野範囲Ａ内に少なくとも
車両１のナンバープレートＮが入るように設定されてい
る。また、上記テレビカメラ８には人間では視認できな
い長波長の光が放射されるようにフィルタがかけられた
赤外線フラッシュ９が具備されている。10はナンバープ
レート判別装置であり、前記車種判別装置3,シャッター
装置４およびテレビカメラ８からの各出力信号に基いて
通行車両１の前面に取付けられたナンバープレートＮを
判別するものとなっている。

ここで、本装置に対する車両１のナンバープレートＮの
取付け位置と通過位置との位置関係は、第２図に示すよ
うになる。すなわち、車線２の両端に対向設置される機
器4,5,6の対向距離をL,車両１の車幅をW,テレビカメラ
８の視野幅をX,車幅計測装置6,6の設置位置から車体両
側面までの距離をl1およびl2,シャッター装置4,4からテ
レビカメラ８の視野Ａの端部までの距離をl3,テレビカ
メラ８の視野端部から車両１の中央部分までの距離をXn
としたならば、 l3＋Xn＝l1＋（Ｗ／２） ……（１） の関係がある。したがって、ナンバープレートＮが車両
１の中央部分に取付けられていると仮定したならば、テ
レビカメラ８の視野Ａの一端Ｐを基準点とすると、ナン
バープレートＮの位置すなわちXnは Xn＝（l1＋Ｗ／２）−l3 ……（２） で表わされる。

また、車両１に対するナンバープレートＮの位置関係は
第３図に示すようになる。すなわち、車体に対する縦方
向の座標軸をY,横方向の座標軸をＸとし、第２図におけ
るテレビカメラ８の視野Ａの一端Ｐにおける車線２上を
基準点（0,0）とすると、ナンバープレートＮの位置は
（Xn,Yn）で表わされる。

ここで、一般に、ナンバープレートＮの取付け位置は第
４図に示す如く車種によって異なる。すなわち、普通乗
用車のナンバープレートは第４図中範囲α内に存在して
おり、大型車のナンバープレートは同図中範囲β内に存
在している。これらを前述した座標関係で表わすと、普
通乗用車のナンバープレート存在領域は （X1,Y1）＝（Xn1±x1,Yn1±y1） ……（３） となる。また、大型車のナンバープレート存在領域は （X2,Y2）＝（Xn2±x2,Yn2±y2） ……（４） となる。

第５図は本実施例のナンバープレート読取り装置のブロ
ック構造図である。なお、第１図と同一部分には同一符
号を付してある。車種判別装置３は、通行車両１に対す
るナンバープレート判別装置10からの判別情報，車幅計
測装置６からの車幅情報，車両分離器５およびシャッタ
ー装置４からの車両通過検知情報を入力し、これら情報
に基いて通行車両１の車種を判別する。ナンバープレー
ト判別装置10は、通行車両１のナンバープレート位置を
測定し、このナンバープレートＮの大小判別を行なうと
ともにプレート番号のコード化を行なうものである。車
幅計測装置６は第1,第２の超音波センサを6a,6bを用い
て通過車両の車体両側面に対して超音波の送受信を行な
い、その時間差から車両の車幅Ｗおよび当該車幅測定装
置と車体までの距離l1,l2を測定するものである。シャ
ッター装置４は車両１が取付け位置に達した場合に車両
検知信号をテレビカメラ８および赤外線フラッシュ９に
送出するものとなっている。

第６図は上記車種判別装置３の制御ブロック図である。
CPU回路31は、バスライン32を通じて各インタフェース3
3,34,35と接続し、これらインタフェース33,34,35を介
して入力される車両分離器５およびシャッター装置４か
らの車両検知情報，車幅計測装置６からの車幅計測情
報，シャッター装置４からの車両検知信号により作動す
るナンバープレート判別装置10からのナンバープレート
判別情報に基いて、通行車両１の車種判別処理の演算制
御を司るものである。また、車種判別処理部36,メモリ
回路37および上位機種入出力インタフェース38がバスラ
イン32を介してCPU回路31に接続されている。車種判別
処理部36はCPU回路31の演算制御により所定の車種判別
処理プログラムにしたがって通行車両１の車種を判別す
るものであり、メモリ回路37は上記車種判別処理プログ
ラムなどを記憶する。しかして、本装置にて得られた車
種判別信号は上位機種入出力インタフェース38を介して
データ処理装置等の上位機種39に送出されるものとなっ
ている。

第７図は前記超音波方式の車幅計測装置６のブロック構
成図である。CPU回路61は、バスライン62を通じて第1,
第２の測定部63,64にて測定される各超音波センサ6a,6b
から車体側面までの距離情報l1,l2を入力し、車幅演算
部65による車幅演算処理の制御を司るものである。車幅
演算部65では通行車両の車幅値Ｗを Ｗ＝Ｌ−（l1＋l2） ……（５） の関係から算出する。しかして、本装置にて算出された
車幅値Ｗおよび距離l1,l2の各情報は入出力インタフェ
ース66を介して車種判別装置３の車幅計測装置入出力イ
ンタフェース34に入力するものとなっている。

第８図は前記ナンバープレート判別装置10の制御ブロッ
ク図である。同図においてＡ／Ｄ変換器101はテレビカ
メラ８からのアナログ画像信号を例えば512×512×８ビ
ット階調のディジタル画像信号に変換するものであり、
ここで変換されたディジタル画像信号は分配器102によ
りフレームメモリ103と微分回路104とに分配される。フ
レームメモリ103は８ビット階調の原画像を記憶するも
のである。一方、微分回路104は水平方向に隣合う画素
濃淡の差分をとってその絶対値を出力するものであり、
この絶対値出力は２値化回路105にて２値化される。ま
た、２値化回路105の出力は分配器106にて微分２値画像
メモリ107と特徴抽出回路108とに分配される。微分２値
画像メモリ107は２値化された微分２値画像を記憶する
ものである。一方、特徴抽出回路108は微分２値画素の
特徴を抽出するものであり、抽出信号は特徴メモリ109
に記憶される。

同図において、CPU回路110はナンバープレートの判別に
必要な演算処理制御を司るものであって、バスライン11
1を介して前記フレームメモリ103,微分２値画像メモリ1
07,特徴メモリ109を接続し、さらに、縦方向ヒストグラ
ムメモリ112,横方向ヒストグラムメモリ113,ナンバープ
レート判別処理部114およびナンバープレート位置メモ
リ115を接続している。縦方向ヒストグラムメモリ112
は、微分２値画像メモリ107の座標Ｘ方向およびＹ方向
に走査し縦方向の黒レベル「１」の度数を計数記録する
メモリである。横方向ヒストグラムメモリ113は、同じ
く微分２値画像メモリ107の座標Ｘ方向およびＹ方向に
走査し横方向の黒レベル「１」の度数を計数記録するメ
モリである。また、ナンバープレート判別処理部114
は、予めナンバープレートの基準値およびコード化され
たナンバープレート番号等の基準値を格納する記憶領域
を有しており、前記CPU回路110の制御により所定の処理
プログラムにしたがって上記基準値と各メモリ103,107,
109,112,および113の記憶内容との比較を行ない、進行
車両１のナンバープレートＮの大小判別およびプレート
番号のコード化を行なうものである。ナンバープレート
位置メモリ115は車種判別装置３にて得られたナンバー
プレート位置情報を入出力インタフェース回路116を介
して取込み記憶するものである。上記入出力インタフェ
ース116は、CPU回路110と車種判別装置３との間の信号
授受を行なうものであり、すなわち、車種判別装置３か
らはナンバープレート位置情報が与えられ、CPU回路110
からはナンバープレートの大小判別信号およびプレート
番号のコード化信号が与えられるものとなっている。

次に、本実施例のナンバープレート読取り装置の動作に
ついて第９図に示す流れ図を参照しながら説明する。
今、通行車両１が料金所に進入し、車両分離器5,5の設
置位置に差掛かると、車両分離器5,5から車両検知信号
が車種判別装置３の車両分離器インタフェース33に送出
される（ST1）。また、この車両検知信号に応じて車幅
計測装置6,6に対して車幅の計測開始が通知される（ST
2）。そうすると、超音波センサ6a,6bの作用により車両
１の車体両側面に超音波が発射され、第１のセンサ6aで
はセンサ6aから車体１までの距離l1が測定され、第２の
センサ6bではセンサ6bから車体１までの距離l2が測定さ
れる。なお、この測定は車両１がシャッター装置4,4の
設置位置に差掛かるまでに終了する。

次に、車両１がシャッター装置4,4に差掛かると、シャ
ッター装置4,4から車両検知信号が車両分離器インタフ
ェース33に送出される（ST3）。また、この車両検知信
号に応じてナンバープレート判別装置10に対して車両前
面部撮影開始が通知される（ST4）。そうすると、テレ
ビカメラ８に画像取込み信号が送出されて車両１の前面
画像が撮像される。なお、このとき、赤外線フラッシュ
９は視野Ａを照明する。

一方、シャッター装置4,4からの車両検知信号に応じて
車種判別装置３の動作により車幅計測装置6,6に対して
車幅測定動作打切りが通知される（ST5）。次いで、車
幅計測装置6,6から車種判別装置3,3に対して車両１の車
幅計測値Ｗと前記距離情報l1,l2が送出される（ST6）。
これにより、車種判別装置３では各計測値に基いてナン
バープレートＮの位置が算出され、この算出値と車幅計
測値Ｗとによって前記（３）式（普通車の場合）または
前記（４）式（大型車の場合）から当該車両１のナンバ
ープレートＮの位置が推定される（ST7）。しかして、
この車種判別装置３にて推定されたナンバープレート位
置情報はナンバープレート判別装置10に伝送される（ST
8）。

その後、ナンバープレート判別装置10ではナンバープレ
ートＮの大小判別あるいはプレート番号のコード化が行
なわれる（ST9）。すなわち、第８図において、通行車
両１がシャッター装置4,4の設置位置に差掛かった時点
で赤外線フラッシュ９により視野Ａが照射され、このと
きの画像がテレビカメラ８によって取込まれ、Ａ／Ｄ変
換器101に送出される。そうすると、Ａ／Ｄ変換器101に
よりテレビカメラ８からのナンバープレートＮを含む車
両前面部のアナログ映像信号がディジタル値に変換さ
れ、フレームメモリ103と微分回路104とに分配される。
フレームメモリ103においては、例えば512×512×８ビ
ットの視野Ａの領域を示すディジタル画像が１画面に記
憶される。なお、この画面は新たに画像が入力されない
限りは書換わらないようになっている。一方、微分回路
104においては、ディジタル画像の水平方向に隣合う画
素の濃度の差分がとられ、その絶対値が２値化回路105
に出力される。これは公知の技術で容易に構築できるも
のであり、この出力データは512×512×８ビットとな
る。

２値化回路105においては、１画素８ビットの値が所定
のしきい値と比較され、しきい値よりも大きな値であれ
ば「１」，小さな値であれば「０」となって１画素１ビ
ットの２値画像データに圧縮された後、微分２値画像メ
モリ107と特徴抽出回路108とに分配される。特徴抽出回
路108においては、微分２値画像の変化の大きなところ
が抽出され、特徴メモリ109に格納される。

しかして、CPU110においては、車種判別装置３からのナ
ンバープレート位置情報に基いて、フレームメモリ103
からの原画像と微分値画像メモリ107および特徴メモリ1
09からの微分２値画像とからナンバープレート部分のみ
が抽出され、この部分のみのメモリ内容に対して所定の
演算処理が行なわれる。その結果、座標の縦方向と横方
向の２値画像のヒストグラムがそれぞれ縦方向ヒストグ
ラムメモリ112と横方向ヒストグラムメモリ113とに記憶
され、これらメモリの記憶内容によってナンバープレー
ト判別処理部114によりナンバープレートＮの大小判別
およびプレート番号のコード化が行なわれる。その判別
結果は、車種判別装置３に送出される。

その後、ナンバープレートの大小判別結果および当該車
両１の車幅値Ｗとに基いて車種判別装置３のCPU31の機
能により車種が判別される（ST10）。そして、この車種
情報はデータ処理装置等の上位機種39に通知される（ST
11）。

このように構成された本実施例によれば、テレビカメラ
８の視野Ａの全ての領域にわたって画像処理を行なうこ
とによりナンバープレート情報を読取るものではなく、
車幅計測装置6,6によって通行車両１の位置を測定し、
この車両位置情報からナンバープレート位置を推定し
て、ナンバープレート部分の限定された画像のみを処理
することによりナンバープレート情報を読取っているの
で、画像処理を高速で行なうことができる。また、ヘッ
ドライトなどのノイズ部分が切捨てられるので、高精度
な読取りが可能となる。このため、本実施例を有料道路
の料金収受システムに適用することにより、料金収受業
務の高速化および高精度化がはかられ、料金所ゲートの
無人化を実現可能なものとしうる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば有料駐車場にも適用できるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、車両の車体両側面に超
音波を発信し車体からの反射波を受信する超音波送受信
器を設置し、この送受信器による超音波発信時刻と受信
時刻との時間差データから前記車両の車幅値および前記
送受信器から車体までの距離を計測し、この計測値情報
に基いて前記車両のナンバープレートの設置位置を推定
し、この推定位置情報に基いて撮像手段により撮像され
た車両の画像情報の一部を切出し、この切出した画像に
ついて所定の画像処理を行なうことによりナンバープレ
ートを読取るようにしたものである。

したがって、本発明によれば、車両におけるナンバープ
レート位置が速やかに推定され、この推定位置と車両前
面画像とからナンバープレート部分のみが抽出され、こ
の抽出された部分に対して画像処理が行なわれるので、
処理時間の短縮化，および読取り精度の向上をはかり得
るナンバープレート読取り装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は本装置の料金所に対する設置状況を示す模
式図、第２図はナンバープレートと車両との通過位置関
係を示す図、第３図は車両とナンバープレートとの位置
関係を示す図、第４図は車種別のナンバープレート取付
け位置を示す図、第５図は本装置の概略ブロック構成
図、第６図は車種判別装置の制御ブロック図、第７図は
車幅計測装置の制御ブロック図、第８図はナンバープレ
ート判別装置の制御ブロック図、第９図は本装置の動作
説明用の流れ図である。 １……車両、３……車種判別装置、４……シャッター装
置、５……車両分離器、６……車幅計測装置、８……テ
レビカメラ、10……ナンバープレート判別装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像手段により撮像された車両の画像情報
   に所定の画像処理を行なってナンバープレート情報を読
   取る装置において、前記車両の車体両側面に超音波を発
   信し車体からの反射波を受信する超音波送受信器と、こ
   の送受信器による超音波発信時刻と受信時刻との時間差
   データから前記車両の車幅値および前記送受信器から車
   体までの距離を計測する計測手段と、この計測手段によ
   る計測値情報と予め設定された車種別のナンバープレー
   ト存在領域情報とに基いて前記車両のナンバープレート
   の設置位置を推定する位置推定手段と、前記撮像手段に
   より撮像された車両の画像情報から前記位置推定手段に
   より推定されたナンバープレート設置位置に一致する一
   部を切出す画像切出し手段と、この切出し手段により切
   出した画像についてのみ所定の画像処理を行なうことに
   よりナンバープレート情報を読取る画像処理手段とを具
   備したことを特徴とするナンバープレート読取り装置。