JPH0830893A - 車種判別装置及び有料エリア管理装置 - Google Patents

車種判別装置及び有料エリア管理装置

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JPH0830893A
JPH0830893A JP16692294A JP16692294A JPH0830893A JP H0830893 A JPH0830893 A JP H0830893A JP 16692294 A JP16692294 A JP 16692294A JP 16692294 A JP16692294 A JP 16692294A JP H0830893 A JPH0830893 A JP H0830893A
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丈嗣 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器設置のアイランドが不要で、設置の容易
で高精度な判別をなし得る車種判別装置を提供する。 【構成】 料金所11の天井12に、車両18の前部の
ナンバープレート読み取り用のカメラ14を設けるとと
もに、天井12にレーザレーダ13a、13b、13c
を設けて、車両18の車幅を計測し、プレートの大きさ
あるいは車種コードと、車両の車幅から大型車、中型車
等の車種を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車種判別装置及びそ
れを用いた有料エリア管理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の車種判別装置としては、車両の進
入を検知する車両検知器、車高を一定値と比較する車高
検知器、ナンバープレートの大きさや文字の認識を行う
ナンバープレート読み取り装置等をアイランドに設置
し、それらの情報から判定器で車種を判別するものがあ
る。図1に、この種の車種判別装置の設置例を示してい
る。図1において、アイランド1に光電式の車両検知器
2、及び光電式の車高検知器3が設けられており、アイ
ランド1のブース4の近傍に、撮像装置5及び認識装置
6が設けられている。なお、車両検知器2は投光部2a
と受光部2bとから構成され、車高検知器3も同じく投
光部3aと受光部3bとから構成されている。この車種
判別装置では、進入してきた車7が、先ず車両検知器2
で検知され、その車両検知タイミングで、さらにその車
の高さが車高検知器3で検知され、また撮像装置5で車
7のナンバープレートが撮像され、これら車両検知器
2、車高検知器3、及び撮像装置5の情報が認識装置6
に送られ、車種判別が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車種判
別装置では、車両検知器、車高検知器等の機器を設置す
る場所を確保するためにアイランドを長く設計したり、
あるいは既存のアイランドの拡張が必要となる。しかし
ながら、都市内高速道路の料金所においては、長いアイ
ランドの確保や、アイランドの拡張ができない箇所が多
く、設置が困難であるという問題があった。
【0004】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、アイランドを長くし、あるいは拡張し
なくても設置の容易な、しかも高精度な車種判別装置を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】この出願に係る
車種判別装置は、車両のナンバープレート部分を撮像す
る撮像手段と、撮像画像より、車両のナンバープレート
を認識するナンバープレート認識手段と、車両の幅を計
測する例えばレーザレーダ等の車幅計測手段と、前記認
識されたナンバープレートと前記計測された車幅とから
車種を判別する判別手段とから構成されている。
【0006】この車種判別装置では、車両が到来する
と、撮像手段でナンバープレート部が撮像され、その画
像よりナンバープレートの大きさ、あるいは車種コード
が認識される。また車幅計測手段によって、車幅が計測
される。これらナンバープレートの大きさ、車種コー
ド、車幅によって車種判別がなされる。例えば撮像手段
としてのカメラ、車幅計測手段としてのレーザレーダは
料金所の天井に設置できるので、長いアイランドや既存
のアイランドの拡張を必要としない。
【0007】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図2は、この発明の一実施例車種判別装置
の設置例を示す斜視図である。図2において、料金所
(ブース)11よりも車の進入側の天井12に、3台の
レーザレーダ13a、13b、13cが車の進入道路に
対し垂直方向に水平に並設されている。そして、各レー
ザレーダ13a、13b、13cは並設方向にスキャン
されるようになっている。これらレーザレーダ13a、
13b、13cは、真下にレーザを照射し、その反射時
間から車幅を計測する。車幅計測の詳細については後述
する。
【0008】また、料金所11寄りの天井12には、カ
メラ14と、照明灯15a、15bが設置され、これら
で車のナンバープレート読み取り装置を構成している。
カメラ14は、常時カメラの視野内に入ってくる対象を
撮像しており、視野内に入ってくる車両の前面のナンバ
ープレート部分を撮像するために、複数の車両が連続し
て料金所11に入ってきた場合、また、ナンバープレー
ト内の文字がフロントバンパーetcで隠され、認識で
きなくならないように、本実施例では、俯角45°で設
置し、ナンバープレートの画像を得る。照明灯15a、
15bは、主に夜間にプレートを撮影するために投光す
る装置で、連続照明方式を採用している。従来の方式で
は車両検知器で車両を検知したことを知らせる信号を制
御部が受け取り、それによりストロボの発光を指示する
信号が出される。しかし、この実施例の連続照明方式で
は、発光のタイミングを知らせる必要がないので、車両
検知器は不要となる。
【0009】従来のストロボを使用した方式では、スト
ロボ発光とプレートがカメラの映像に撮影されるタイミ
ングが同じでなければならないという問題がある。しか
し、連続照明・撮影処理方式では常時視認可能な映像で
プレート読み取り処理をしているので、上記のタイミン
グの考慮の必要もない。各レーザレーダ13a、13
b、13cは、いずれも図3に示すように、投光部21
と受光部22と、距離・車幅計測部23とからなり、投
光部21には投光器24、スキャン機構25及び駆動回
路26が、また受光部22には受光器27及び受光回路
28がそれぞれ設けられている。
【0010】投光部21の投光器24は、例えばレーザ
ダイオードであって、この投光器24が出力するレーザ
光31はスキャン機構25により、所定のスキャン角度
θにわたり一定速度でスキャンされつつ、下方に投射さ
れる。スキャン機構25は投光器24からのレーザ31
を反射させる反射鏡、この反射鏡を首振り動作させる回
動機構などで構成されるが、これに限らず、投光器24
に回動機構を直接接続して首振り動作させるような構成
であってもよい。
【0011】駆動回路26は、投光器24をパルス駆動
するためのトリガパルス信号P1を一定周期毎に出力す
る。受光部22の受光器27は、例えばフォトダイオー
ドであって、この受光器27にて受光された対象物から
の反射光32は電気信号に変換されて受光回路28へ与
えられ、増幅、波形整形などの信号処理がなされる。
【0012】投光器24をパルス駆動させるトリガパル
ス信号P1、受光回路28より出力される増幅信号P
2、スキャン機構25のスキャン角度信号などは距離・
車幅計測部23に与えられ、車幅が計測される。距離・
車幅計測部23は、投光部21による投光タイミングと
受光部22による受光タイミングとから対象物までの距
離Rをレーザ光の投光毎に算出するための演算回路29
と、この演算回路29による各算出値を用いて後述する
所定の処理を行って、最終的に車幅を算定するための制
御回路30とを含む。
【0013】次に、レーザレーダによる車幅(及び高
さ)の計測原理を図4を用いて説明する。車両上方の3
台のレーザレーダ13a、13b、13cより、真下へ
レーザ光をスキャンし、その反射時間から計測する。車
両18が存在する場合の反射時間は路面17を照射した
時より短くなる。これがどの範囲にあるかを検出するこ
とにより、車幅を計測できる。路面17での反射時間と
車18での反射時間との差より、車高を算出することが
できる。
【0014】すなわち、図4において、各レーザレーダ
のスキャン領域をN個のエリアに等分割し、エリア毎に
反射時間を測定する。スキャン領域Dは、両端のレーザ
レーダ13a、13cの場合は、D=Htanθ〔m〕
で、中央のレーザレーダ13bはD≒2Htan(θ/
2)〔m〕で求められる。ただし、θ〔rad〕はスキ
ャン角度、H〔m〕はレーザレーダの設定高さである。
そして、N分割したエリアの長さはd〔m〕=D/Nと
なる。
【0015】今、レーザ照射エリア−レーザ光反射時間
特性が図4に示すように、Area1より左側、Are
a2より右側で、それぞれレーザ光反射時間がt2 、A
rea1とArea2間でのレーザ光反射時間がt1
すると、反射時間の短いArea1〜Area2の領域
が車幅に相当する。それゆえ、車幅W〔m〕は、 W〔m〕=(Area2−Area1)×d=(Area2−Area
1)×Htanθ/N で求められる。また、t2 −t1 は車高に相当し、車の
天井と路面の往復時間である。したがって、車高R
〔m〕は、 R〔m〕=(t2 −t1 )×C/2=1.5×(t2
1 )×108 ただし、C:光速(3.0×108 〔m/s〕)で求め
ることができる。
【0016】上記実施例車種判別装置の判別処理動作を
図5に示すフロー図により、説明する。判別処理に入る
と、先ず、ナンバープレート読み取り装置で読み取られ
たナンバープレートの画像より、プレートサイズが大板
か中板かを判定する(ST1)。プレートが大板の場合
は、大型車と判別する(ST2)。プレートが中板の場
合には、読取った車種コードが0、9か、1〜8かを判
定する(ST3)。ここで、車種コードが0か9の場合
は、大型車と判別し(ST2)、車種コードが1〜8の
場合は、中型車と判別する(ST4)。
【0017】ST1において、プレートのサイズが大板
か中板かの判定ができない場合は、レーザレーダで計測
した車幅が2200mmを越えるか否かを判定する(S
T5)。車幅が2200mmを越えている場合は、大型
車と判別し(ST6)、車幅が2200mm以下の場合
は、中型車と判別する(ST7)。なお、この実施例に
おいては、ナンバープレートのサイズ、車種コード、車
幅により、それぞれ大型車と普通車を判別するようにし
ているが、判別はこの2種の判別に限ることなく、設定
値を多く設けることにより、3種以上の車種判別も可能
である。
【0018】図6は、この発明の他の実施例車種判別装
置を説明するための概略図である。図に示す車31は、
ポールトレーラであり、牽引車32と、被牽引車33
と、これらを連結するポール34とからなる特殊車であ
り、単なる車幅を計測した場合、ポール34の幅が小さ
いため車両と判別されず、牽引車32と被牽引車33の
あたかも2台が存在するかのように判別されるおそれが
ある。
【0019】この実施例では、レーザレーダの分解能が
高いのを利用し、直径50mm以上のポール34にレー
ザを照射すると、反射時間は図7に示すように路面より
も短く、かつその断面方向の長さW2 が短いので、ポー
ル34と認識でき、牽引車32、被牽引車33も含めて
1台のポールトレーラであると車種判別できる。従来よ
り検出が困難で、超音波の感知器では車両として検知さ
れるに満足な反射波が得られないために、認識のために
補助送受波部が必要となる(公開特許公報昭63−29
6199)。また、光センサを高さ方向に並べて遮光さ
れた受光素子数で検出する方法では、必要とする精度を
確保する個数分の投受光器を設置することになる。
【0020】しかし、レーザ光はその特徴から収束性が
よく、分解能が良いので、図7の通り、認識することが
可能である。よって、ポールトレーラを正確に1台と認
識することが可能である。図8は、他の実施例車種判別
装置を説明するための概略図である。この実施例では、
路面41の路側にレーザレーダ42a、42bを設置
し、それぞれレーザレーダ42a、42bから路面車線
41を横切る方向に路面に向けてレーザ光をスキャンす
る。レーザ光は路面41で乱反射して戻ってくるが、そ
の反射時間は図9に示すように、路面41に照射した場
合は路側から車線中央にかけて徐々に長くなる。車両4
3が存在する時は、車両43からの反射時間が路面41
からの反射の時よりも短くなる。これにより、路側から
車両43までの距離LL 、LRを車線幅Lから引き、L
−(LL +LR )より、車幅Wを算出する。ただし、L
R は右側の路側から車両43までの距離である。
【0021】なお、車両部分を時系列で蓄積し、その変
動から車輪部分を認識し、車幅計測を行うことができ
る。図10は、他の実施例車種判別装置を説明するため
の概略図である。この実施例では、路面51の路側にそ
れぞれレーザレーダ52a、52bと、レーザ光反射鏡
53a、53bを設置している。レーザレーダ52a、
52bから、それぞれ路側に沿って反射鏡53a、53
bに向けてレーザ光をスキャンする。レーザ光は反射鏡
53a、53bで路面51に垂直で、車線を横切る方向
の面に沿って照射するように反射させられる。車両54
が路上に存在する場合は、レーザ光は車両で反射し、反
射鏡53a、53bを経てレーザレーダ52a、52b
に戻る。この時の反射時間より路側から車両までの距離
を算出し、車線幅から減算して車幅を算出する。
【0022】この実施例の場合、車両が存在しない場合
は反射時間が長くなるか、または反射が戻ってこない。
したがって、計算上、車線の反射側で反射して戻る時間
よりも反射時間が短い時、そこに車両が存在すると判断
する。この車両が存在するエリアから車高を算出するこ
とが可能である。また、路面51に接する部分での反射
時間から車輪の部分の歪みが判断でき、車軸数の計測も
可能である。
【0023】なお、干渉の影響を避けるため、レーザ反
射鏡53a、53bの対面位置を車線に沿ってずらし、
レーザの走査走行をずらしている。図11にこの実施例
における車両が存在する場合のレーザ照射エリア(高さ
方向)−レーザ光反射時間を示し、t1 は路側からの距
離に相当し、路側両側からの結果から車幅を算出する。
左端(路面)から右側のレーザ光反射時間がt1 である
点までが車高H1 である。また、走査面に車輪が存在す
る場合は、点線Aのように、車両部分と同じ反射時間に
なる。
【0024】図12は、さらに他の実施例車種判別装置
を説明するための概略図である。この実施例では、路面
61に車線に平行なピッチdのバー62を車線幅にわた
り、車線を横切る方向に並設するとともに、車線上方
に、例えば料金所の天井等にカメラ63a、63bを吊
設している。この実施例では、カメラ63a、63bよ
り真下の路面を撮像し、車両64が存在しない場合は、
画像として車線幅、全部のバー62を撮るが、車両64
が存在すると、その分バーが隠されるので、残されたバ
ー62の数をカウントすることにより、車幅が算出でき
る。例えば、図13に示すように、左側の残されたバー
62の数をn本とすると(n−1)dが、車両64から
路側までの距離であり、同様にして、車線右側の車両6
4から路側までの距離を算出でき、車線幅からこれを減
算することにより、車幅が算出される。
【0025】図14は、さらに他の実施例車種判別装置
を説明するための概略図である。この実施例では、路面
71に車線を横切る方向に、ピッチLのバー72を車線
幅にわたり、ライン状に設けるとともに、図12の場合
と同様に車線上方にカメラ73a、73bを設置してい
る。この実施例でも、カメラ73a、73bで真下の路
面71を撮像し、車両74が存在しない場合は、画像と
して車線幅全部のバー72を撮るが、車両74が存在す
る場合は、車両幅の分だけバー72が隠された画像とな
る。
【0026】今、その画像が図15に示すように、車両
74によってバー72が隠され、車両74が左端からn
本目のバー72を踏んでおり、バー72の1ピッチ分の
画像数をP1、n本目のバー72の残された画素数がP
2とすると、(n−1+P2/P1)×L〔cm〕で、
左側路側から車両74までの距離が算出される。同様に
して、右側の路側から車両74までの距離を算出し得る
ので、車線幅より、これらを減算することにより、車幅
を算出できる。
【0027】図16は、さらに他の実施例車種判別装置
を説明するための概略図である。この実施例では、図1
2に示した装置に、さらにナンバープレート読み取り装
置を備え、カメラ63a、63bで撮像されるバー62
の数より、算出される車幅とナンバープレート読み取り
装置で読み取られたナンバープレートの大きさ、あるい
は車種コードによって、車種を判別するようにしたので
ある。
【0028】ナンバープレート読み取り装置は、カメラ
63a、63bの設置位置よりも、前方に、路面61上
方に天井等より吊設される架柱に設置されたカメラ8
1、照明灯82a、82bと、図示を省略している本体
部とからなるものであり、カメラ81は第1図と同様
に、俯角45°で車両64の前部のナンバープレート部
分を撮像し、照明灯82a、82bは夜間に撮像領域を
照明する。図において、破線a、bは照明の範囲を示し
ている。この装置において、照明範囲a、bは、カメラ
63a、63bによる車幅計測にも使えるように、路面
61の車線幅の範囲をカバーするように照射する。これ
により、車幅計測のために別途照明灯を設置する必要が
なくなる。
【0029】図17は、さらに他の実施例車種判別装置
を説明するための概略図である。この実施例では、路面
91の車幅一杯に、格子状ペイント92を形成してお
き、一方、この格子状ペイント92の前方の路面上方に
カメラ93a、93bを設置し、車両94が到来した時
に撮像された画像で、車両94によって隠されなかった
格子数を求めて、さらにその格子数より車両94と路側
面の距離を算出し、車線幅からこれを減算して、車幅を
算出する。
【0030】従来のように、横方向から光電管や超音波
センサによる車両の高さ計測では、車両と自動二輪、あ
るいは2台の自動二輪の並走の場合、その分離判別が困
難であるが、図2で示したレーザレーダ13a、13
b、13cを用いた車種判別装置では、車両と自動二
輪、並走する2台の自動二輪の分離が可能である。レー
ザレーダは、分解能を数cm程度にすることができ、図
18における自動二輪100の車幅WBIKEと自動車10
1の車幅WCAR を精度良く計測でき、自動二輪の車幅W
BIKEは自動車の車幅WCAR に比し、かなり小さいので、
自動車と自動二輪の分離が可能である。つまり、計測さ
れた幅が所定の長さ以下であれば、自動二輪と判断し、
所定の長さを越える場合は自動車と判断する。
【0031】図19のように、自動二輪100a、10
0bが並走する場合、タイヤの配置が自動車と同じにな
り、車軸計や側方照射の光電センサでは、自動二輪2台
であることが認識できない。レーザレーダを用い、上方
から路面にレーザ光を照射すると、自動二輪が2台通る
と、その間では路面で照射するため、レーザ光反射時間
は図19のようになり、2つの固まりが並走しているこ
とがわかる。自動車101の場合は、開口ルーフなどに
よる反射によって路面を照射した時と違った反射時間と
なるので、それが1つの固まりであることがわかる。
【0032】なお、上記実施例は有料高速道路の料金所
における車種判別を例に上げたが、この発明は高速道路
に限らず、駐車場、フェリボート等、車の集まる有料エ
リアでの管理に広く使用することができる。
【0033】
【発明の効果】この発明によれば、ナンバープレート認
識手段によるナンバープレートの認識で、プレートの大
きさあるいは車種コードで車種を判断のみならず車幅を
計測し、車幅も併せて車種を判別するので、より判別精
度を向上できる。また、ナンバープレート読み取り用の
撮像手段、車幅計測用のレーザレーダを屋根に設置すれ
ば、アイランド上に設置する機器がなくなり、したがっ
て、アイランド拡張などの必要がなくなり、都市内高速
での車種判別装置の導入が可能となる。
【0034】また、従来のように、路側からのナンバー
プレートの撮影では、渋滞時に前車による隠蔽の問題が
あるが、この発明は撮像手段としてのカメラを天井に設
置し、俯角を持たせ、例えば45°とすることで、隠蔽
の現象を減少できる。また、車幅計測手段としてレーザ
レーダを用いれば、レーザ光を照射する方向へ対象物体
までの距離が反射時間から計測でき、それを1次元的に
走査すれば対象物体の2次元形状が取得可能である。し
たがって、車線上にレーザレーダを設置し、車線を横切
る方向に1次元的に走査することで、走査した車両の断
面における車幅と車高を同時に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の車種判別装置を説明するための概略斜視
図である。
【図2】この発明の一実施例車種判別装置の設置例を示
す概略斜視図である。
【図3】同実施例車種判別装置に使用されるレーザレー
ダの構成を示すブロック図である。
【図4】同レーザレーダを用いて車幅及び車高を測定す
る原理を説明する図である。
【図5】上記実施例車種判別装置の判別処理動作を説明
するためのフロー図である。
【図6】他の実施例車種判別装置を説明するための概略
図である。
【図7】同実施例車種判別装置におけるレーザ照射エリ
ア−レーザ光反射時間特性の一例を示す図である。
【図8】さらに他の実施例車種判別装置を説明するため
の概略図である。
【図9】同実施例車種判別装置におけるレーザ照射エリ
ア−レーザ光反射時間特性の一例を示す図である。
【図10】さらに他の実施例車種判別装置を説明するた
めの概略図である。
【図11】同実施例車種判別装置のレーザ照射エリア
(高さ方向)−レーザ光反射時間特性の一例を示す図で
ある。
【図12】さらに他の実施例車種判別装置を説明するた
めの概略図である。
【図13】同実施例車種判別装置における撮像画像の一
例を示す図である。
【図14】さらに他の実施例車種判別装置を説明するた
めの概略図である。
【図15】同実施例車種判別装置における撮像画像の一
例を示す図である。
【図16】さらに他の実施例車種判別装置を説明するた
めの概略図である。
【図17】さらに他の実施例車種判別装置を説明するた
めの概略図である。
【図18】図2の車種判別装置において、レーザレーダ
により自動二輪と自動車の分離判別を説明するための図
である。
【図19】図2の車種判別装置において、レーザレーダ
により並走する2台の自動二輪の分離判別を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
11 料金所 12 天井 13a、13b、13c レーザレーダ 14 カメラ 18 車両
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G07C 9/00 Z G08G 1/017 1/04 D A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両のナンバープレート部分を撮像する撮
    像手段と、 撮像画像より、車両のナンバープレートを認識するナン
    バープレート認識手段と、 車両の幅を計測する車幅計測手段と、 前記認識されたナンバープレートと前記計測された車幅
    とから車種を判別する判別手段と、 を備えてなる車種判別装置。
  2. 【請求項2】前記車幅計測手段は、レーザレーダである
    ことを特徴とする請求項1記載の車種判別装置。
  3. 【請求項3】前記レーザレーダは、車両の上方に設置さ
    れ、車両の上方よりレーザ光をスキャニングするもので
    あることを特徴とする請求項2記載の車種判別装置。
  4. 【請求項4】前記レーザレーダは、車両の進退方向に垂
    直の方向に複数個が配置され、かつ各レーダのスキャニ
    ング方向も車両の進退方向に垂直であることを特徴とす
    る請求項3記載の車種判別装置。
  5. 【請求項5】前記判別手段は、計測された車幅が車両幅
    と車両幅の間が細幅で、連続されるパターンの場合に、
    1台のポールトレーラであると判別するものであること
    を特徴とする請求項2記載の車種判別装置。
  6. 【請求項6】車両のナンバープレート部分を撮像する撮
    像手段、撮像画像より車両のナンバープレートを認識す
    るナンバープレート認識手段、車両の幅を計測する車幅
    計測手段、及び前記認識されたナンバープレートと前記
    計測された車幅とから車種を判別する判別手段を備えた
    車種判別装置と、 この車種判別装置で判別された車種に応じた料金を自動
    設定する自動料金設定装置と、からなる有料エリア管理
    装置。
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