JPH0935176A

JPH0935176A - 車種判別装置

Info

Publication number: JPH0935176A
Application number: JP7178322A
Authority: JP
Inventors: Chuichi Ueda; 忠一上田; Shiro Ogata; 司郎緒方
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: JP3351184B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な設置、優れた耐久性、容易なメンテナ
ンス、正確で迅速な動作、低コスト、省スペース等を実
現する車種判別装置を提供することである。【解決手段】車両６０に走査投光する投光部、及び車
両６０からの反射光を受光する受光部を有し、受光部の
受光信号から車両に関する情報と距離情報を得る軸数検
出装置１と、車両６０を撮影する車両撮影カメラ４と、
撮影カメラ４より得られた画像データより車両６０のナ
ンバープレートの情報を認識する画像処理装置３と、車
両に関する情報とナンバープレートの情報より車両６０
の車種を判別する車種判別制御装置２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路、駐車場
等の料金収受装置に適用される車種判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車種判別装置としては、次の３
種類の装置がある。まず、図１１に示す装置は、踏み板
方式のものであり、道路１００を挟んで対向設置された
一対の車両分離器７１と、一対の車高検知器７２と、一
対のオーバーハング検知器７３とを備え、更に道路１０
０の路面に埋設された踏み板７４と、車両を撮像する撮
像機７５と、撮像された画像を処理する画像処理機７６
とを備える。この装置は、車両のタイヤが踏み板７４を
踏圧することによって車両の軸数計測を行い、軸数と画
像処理機７６の出力情報より車両の車種を判別する。

【０００３】図１２に示す装置は、透過型光センサ方式
のものであり、道路１００の両側に対向設置された車両
分離器の投光器８１，８２と、路肩１０１，１０２にそ
れぞれ対向埋設された軸数検知器の投光器８３及び受光
器８４とを備える。投光器８３は投光素子として半導体
レーザ８５を有し、受光器８４は受光素子として複数個
のフォトトランジスタ８６を有する。この装置は、投光
器８３の半導体レーザ８５から照射されるレーザ光を受
光器８４の複数個のフォトトランジスタ８６が検出する
ことによって、車軸検出と車種判別を行うだけでなく、
車両の前進・後進の判別も行う。

【０００４】図１３に示す装置は、画像処理方式のもの
であり、道路１００を挟んで対向設置された一対の車両
分離器９１と、一対の車高検知器９２と、一対のオーバ
ーハング検知器９３とを備え、更に車両の側面を撮像す
る側面撮像機９４と、車両の前面を撮像する前面撮像機
９５と、撮像された側面及び前面画像を処理する画像処
理機９６とを備える。この装置は、前面撮像機９５によ
りトレッドを検出し、側面撮像機９４により前進・後進
の検出と軸数の検出を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
の踏み板方式の装置では、次の問題点がある。（１）踏み板７４は路面に埋設しなければならないた
め、路面を掘る工事が必要である。（２）装置据付、修理及びメンテナンス時には、長時間
の車両通行止めが必要であるため、交通量の多い既設道
路への導入が困難である。（３）橋桁の工事ができないので、高架道路には導入で
きない。（４）機械式で、可動部があるため、耐用期間が短い。（５）運用期間中、一定期間毎に踏み板７４を交換する
必要がある。

【０００６】図１２の透過型光センサ方式の装置では、
次の問題点がある。（６）車両の通過領域（道路）の両側に工事が必要なた
め、装置の設置場所が制限される。（７）投光器８３及び受光器８４を路面に近い低い位置
に設置するので、汚れ等による誤動作が発生し易い。（８）メンテナンスが大変である。

【０００７】図１３の画像処理方式の装置では、次の問
題点がある。（９）高価な撮像機を２台も用いるので、コスト高にな
る。（10）設置スペースが大きい。（11）高速応答ができない。従って、本発明は、このような問題点（１）〜（11）に
着目してなされたもので、簡単な設置、優れた耐久性、
容易なメンテナンス、正確で迅速な動作、低コスト、省
スペース等を実現する車種判別装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の車種判別装置は、車両又は
路面に走査投光する投光部、及び車両又は路面からの反
射光を受光する受光部を有し、受光部の受光信号から車
両に関する情報と距離情報を得る軸数検出装置と、車両
を撮影する車両撮影装置と、この車両撮影装置より得ら
れた画像データより車両のナンバープレートの情報を認
識する画像処理装置と、前記車両に関する情報とナンバ
ープレートの情報より車両の車種を判別する車種判別制
御装置とを備えることを特徴とする。

【０００９】本発明の装置では、軸数検出装置が車両や
路面からの反射光による信号に基づいて車両に関する情
報（軸数、位置、進行方向等）と距離情報（路面又は車
両までの距離）を判定する一方、画像処理装置が車両撮
影装置より得られた画像データより車両のナンバープレ
ート情報を認識し、車種判別制御装置が車両に関する情
報（軸数）と車両のナンバープレート情報より車両の車
種を判別する。特に、本発明の装置は、光ビームの強弱
により軸数を検出するのではなく、非接触式で汚れに強
く、距離情報も得る軸数検出装置で軸数を検出するもの
であるため、前記問題点（１）〜（11）を解決し、簡単
な設置、優れた耐久性、容易なメンテナンス、正確で迅
速な動作、低コスト、省スペース等を実現できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車種判別装置を実
施の形態に基づいて説明する。図１は、その一実施形態
に係る車種判別装置を料金所に設置した例を示す。車両
又は路面に走査投光する投光部、及び車両又は路面から
の反射光を受光する受光部を有し、受光部の受光信号か
ら車両に関する情報（軸数、位置、進行方向等）と距離
情報（路面又は車両までの距離）を得る軸数検出装置１
と、軸数に関する情報とナンバープレートの情報より車
両の車種を判別する車種判別制御装置２は、料金所のア
ライアント５０上に設置されている。但し、この実施形
態では、車種判別制御装置２は、車両撮影装置（例えば
車両撮影カメラ）４より得られた画像データより車両の
ナンバープレートの情報を認識する画像処理装置３（図
２参照）を含んでいる。車両撮影カメラ４は、料金所の
屋根５１に取付けられ、アライアント５０の前方に進入
してくる車両６０を斜め前方から撮影するように設定さ
れている。なお、アライアント５０には、料金案内板５
２も設置されている。図１から分かるように、本発明の
車種判別装置は、路面に設置する必要がなく、通行止め
をすることなく設置が可能で、メンテナンスも容易であ
る。又、道路の片側にのみ設置すればよいので、省スペ
ース化を図れる。

【００１１】このように構成した車種判別装置のブロッ
ク図を図２に示す。軸数検出装置１は、この装置１の前
を車両６０が通過するとき、車両６０に投光し、車両６
０からの反射光を受光し、受光信号から車両６０に関す
る情報（軸数、位置、進行方向等）と距離情報を判定
し、それらの情報を車種判別制御装置２に出力する。そ
れらの情報のうち、距離情報は画像処理装置３にも出力
される。一方、軸数検出装置１が距離と位置情報に基づ
いて車頭と判定された時、撮像開始信号を車両撮影カメ
ラ４に出力し、車両撮影カメラ４は車両６０の前方を撮
像する。画像処理装置３は、撮影された画像データから
車両６０のナンバープレートの情報を認識し、その情報
を車種判別制御装置２に出力する。車種判別制御装置２
は、車両６０に関する情報（車両の軸数）とナンバープ
レートの情報を総合的に判断し、車両６０の車種を判別
し、その判別結果（車種）を出力する。

【００１２】上記のような車種判別装置において、軸数
検出装置１の要部概略構成図を図３に、ブロック図を図
４に示す。軸数検出装置１は、投光素子としてのレーザ
ダイオード（ＬＤ）１１、コリメータ（投光レンズ）１
２及び光学フィルタ１３を有する投光モジュール１０
と、一次元の受光素子としての位置検出素子〔Position
Sensitive Device（ＰＳＤ）〕２１、受光レンズ２２及
び光学フィルタ２３を有する受光モジュール２０と、Ｌ
Ｄ１１の駆動回路３１、及び受光モジュール２０の受光
信号を処理し、車両に関する情報と距離情報を割り出し
て出力する割算回路３２を有する処理回路３０とを備え
る。但し、一次元の受光素子としてはＰＳＤの他に、Ｐ
Ｄアレイ（一次元ＣＣＤ）を用いてもよい。又、割算回
路３２は、情報に異常がある場合は異常信号を出力す
る。

【００１３】投光モジュール１０から出射された光束
は、回転駆動されるポリゴンミラー４０により車両のタ
イヤ６１に走査投光される。ポリゴンミラー４０は、道
路の縦断方向に平行に配置され（図３の座標軸参照）、
エンコーダを有するモータ４１により回転駆動される。
又、ポリゴンミラー４０の回転に伴って、エンコーダに
より位置情報が出力される。なお、この実施形態では、
投光モジュール１０と、ポリゴンミラー４０及びモータ
４１からなる光束走査機構とにより投光部が構成され、
受光モジュール２０と、同じくポリゴンミラー４０及び
モータ４１からなる受光視野走査機構とにより受光部が
構成される。受光視野走査機構は、投光される光束と連
携しながら受光視野を走査するようになっている。

【００１４】このような軸数検出装置１は、三角測距の
原理に基づいて、路面又は車両までの距離を測定してい
る。その出力特性は、図３（時間−距離のグラフ）に示
すようになり、タイヤ６１に投光したときだけ距離が短
くなり、タイヤ６１（即ち軸数）を検出できる。又、光
束走査機構を有するため、路面上の任意の位置に来る車
両の検出が可能となるだけでなく、受光視野走査機構を
有するため、太陽光等の外乱光が一次元の受光素子に受
光される量が減少し、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができ
る。

【００１５】更に図５に示すように、軸数検出装置１の
距離情報を時系列的に並べることで、車両６０の形状を
認識することができるので、その形状の情報より車両６
０の車種を判別することも可能である。次に、各種変更
例について記載する。まず、軸数検出装置１が投光モジ
ュール１０からの光束をパルス変調する場合、図４のブ
ロック図において、ＬＤ１１とレーザ駆動回路３１を組
合せ、パルス変調した光束をＬＤ１１より出射させる。
受光素子２１の後段に設ける受光回路は、ピークホルダ
回路又はレーザ駆動回路と同期を取りパルスを検出する
ようにしておく。ＬＤ１１のパワーをパルス変調する
と、太陽光等の外乱光はパルス変調の周波数よりも小さ
いので、ＤＣ発光源とみなすことができる。この場合、
図６に示すように受光素子２１からの出力電流はＤＣ成
分にＡＣ成分が乗った状態となる。この出力電流よりパ
ルス成分だけを取り出すことにより、信号と太陽光等の
外乱光のノイズとを分離することができる。この結果、
Ｓ／Ｎ比を向上することができる。

【００１６】投光モジュール１０が狭いスペクトル波長
を投光し、受光モジュール２０がバンドパスフィルタを
有する場合、図４のブロック図において、ここでは受光
レンズ２２の前方に光学フィルタ２３としてのバンドパ
スフィルタを設定した構成とする。そして、ＬＤ１１に
は、例えば赤外線領域の狭い波長スペクトルを持つ光束
を発するＬＤを用い、バンドパスフィルタ２３には、Ｌ
Ｄ１１から出射する赤外線領域の光のみを透過するフィ
ルタを用い、計測に必要な波長の光のみを選択的に受光
素子２１に結合させる。こうすることで、太陽光等の外
乱光の影響を減少でき、Ｓ／Ｎ比を向上することができ
る。

【００１７】投光及び受光モジュール１０，２０がそれ
ぞれ偏光フィルタを有する場合、図４のブロック図にお
いて、投光モジュール１０の光学フィルタ１３と受光モ
ジュール２０の光学フィルタ２３を、それぞれ偏光フィ
ルタとする。ＬＤ１１より照射された光は、偏光フィル
タ１３を通過することによって直線偏光となる。又、受
光レンズ２２の前方に位置する偏光フィルタ２３を、直
線偏光の傾きと直角となるように設定する。これによ
り、水溜まり、車両のホイール、車体等からの外乱とな
る正反射光を除去することができ、Ｓ／Ｎ比の向上、誤
動作の防止を達成できる。

【００１８】受光モジュール２０（特に受光素子２１）
を路面に対して共役な位置関係に設定する場合の構成図
を図７の（ｂ）に示す。但し、図７では説明し易くする
ためにポリゴンミラー４０を省略してあるが、ポリゴン
ミラー４０が在る場合も同様である。図７の（ａ）のよ
うに、受光レンズ２２と受光素子（ＰＳＤ）２１が平行
に設置されているとき、Ｂ点の像がＰＳＤ２１上に結像
（Ｂ’）したとしても、Ａ点及びＣ点の像はＰＳＤ２１
上に結像（Ａ’，Ｃ’）せず、像が惚ける。このため、
距離の測定に誤差が生じる。しかしながら、図７の
（ｂ）に示すように路面とＰＳＤ２１を共役の位置に設
定すると、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の像は全てＰＳＤ２１上に
結像（Ａ’，Ｂ’，Ｃ’）するので、測定誤差を無くす
ことができる。

【００１９】軸数検出装置を複数台備え、それらの軸数
検出装置が道路の一方側に並んで設置されている例を図
８に示す。図８では、２台の軸数検出装置１_-1，１_-2を
道路１００の一方側に並べて配置してある。この場合、
車両６０が通過すると、必ず２台の軸数検出装置１_-1，
１_-2のどちらか一方が先に車両６０の軸を検出するの
で、車両の進行方向を検出することができる。例えば、
図８の例では、車両６０が矢印方向に進行すると、軸数
検出装置１_-2が先に軸を検出し、その後に軸数検出装置
１_-1が軸を検出するので、これに基づいて車両６０が矢
印方向に進行していることを判定できる。

【００２０】軸数検出装置を複数台備え、それらの軸数
検出装置が道路の両側に道路の横断方向に対して互い違
いに位置をずらして設置されている例を図９に示す。こ
こでは、２台の軸数検出装置１_-1，１_-2が道路１００の
両側に横断方向の位置をずらして設置されている。この
場合も、車両６０が通過すると、必ず２台の軸数検出装
置１_-1，１_-2のどちらか一方が先に軸を検出するので、
車両６０の進行方向を検出できる。又、図９の場合、軸
数検出装置は図５で説明したように、距離情報から車両
の形状を認識できるので、２台の軸数検出装置１_-1，１
_-2の車両の形状情報から車両６０の幅を検出することも
できる。そして、車両の幅をも情報として使用すると、
よりきめ細かな車種判別が可能となる。

【００２１】画像処理装置３が、軸数検出装置１の距離
情報を加えて車両のナンバープレートの情報を認識する
例を図１０に示す。図１０は、撮影カメラ４からの画像
データを示している。従来、画像データ上の車両データ
Ｓを抽出するのに、全データをスキャンしていた（走査
ａ参照）。このため、画像データ中の不要なデータまで
走査することになり、必要な車両データＳの抽出までに
時間が掛かる。これに対し、車両までの距離情報を用い
ることによって、画像データ上の車両データＳの位置を
特定できる。つまり、車両データＳの位置から走査を開
始すればよい（走査ｂ参照）。これにより、車両データ
の抽出時間を短縮でき、画像処理装置３の応答速度を向
上することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の車種判別装置は、以上説明した
ように構成されるので、下記の効果を有する。（１）路面に埋設する必要がなく、従って通行止めをし
なくても設置が可能で、メンテナンスも容易である。（２）路面工事が難しい高架部への設置も可能となる。（３）道路の片側にのみ設置すればよく、省スペース化
を図れる。（４）車両撮影装置は例えば撮影カメラでよいため、高
価な撮像機は必要なく、また構造的にも簡素であるた
め、低コストである。（５）構造的に簡素で、機械的可動部もないため、耐久
性に優れている。（６）軸数検出装置は光ビームの強弱で検出するのでは
なく結像光学系により検出するものであるため、その投
光部及び受光部は路面から１〜２ｍ程度の高い地点に設
けることができる。又、それにより、例えば雨天時にお
ける路面からの泥や水しぶき等の影響を最小限にするこ
とができ、誤動作なく正確に軸数等を検出することがで
きる。（７）軸数検出装置の距離情報を時系列的に並べること
により、車両の形状を認識でき、車両の形状より車種判
別が可能となる。（８）軸数検出装置が投光部からの光束をパルス変調す
ること、投光部から狭いスペクトル波長を投光し、受光
部にバンドパスフィルタを有すること、或いは投光部及
び受光部に偏光フィルタを有することにより、太陽光等
の外乱光の影響が減少し、Ｓ／Ｎ比を向上でき、誤動作
を防止できる。（９）軸数検出装置が受光部を路面に対して共役な位置
関係に設定してあることにより、像惚けを防止でき、測
定誤差を無くすことができる。（10）軸数検出装置を複数台備え、それらの軸数検出装
置が、道路の一方側に並んで設置されていること、或い
は道路の両側に道路の横断方向に対して互い違いに位置
をずらして設置されていることにより、車両の進行方向
を検出できる。又、後者の場合、車両の幅も検出でき、
車両の幅も情報として利用すれば、よりきめ細かな車種
判別が可能となる。（11）画像処理装置が軸数検出装置の距離情報を加えて
車両のナンバープレートの情報を認識することにより、
画像処理装置の応答速度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に係る車種判別装置を料金所に設置
した例を示す図である。

【図２】同実施形態の車種判別装置の構成ブロック図で
ある。

【図３】同実施形態の車種判別装置における軸数検出装
置の要部概略構成図である。

【図４】同軸数検出装置の構成ブロック図である。

【図５】同軸数検出装置の距離情報を時系列的に並べた
場合を示す図である。

【図６】同軸数検出装置における投光部のＬＤのパワー
をパルス変調した場合の受光部の受光素子の出力電流と
時間との関係を示す図である。

【図７】同軸数検出装置における受光部の受光素子を路
面に対して非共役（ａ）及び共役（ｂ）な位置関係にし
た場合の結像状態を示す図である。

【図８】２台の同軸数検出装置を並べて設置した図であ
る。

【図９】２台の同軸数検出装置を道路の両側に横断方向
の位置をずらして設置した図である。

【図１０】同実施形態の車種判別装置における画像処理
装置の画像データを示す図である。

【図１１】従来例に係る踏み板方式の車種判別装置の構
成図である。

【図１２】従来例に係る透過型光センサ方式の車種判別
装置の構成図である。

【図１３】従来例に係る画像処理方式の車種判別装置の
構成図である。

【符号の説明】

１軸数検出装置２車種判別制御装置３画像処理装置４車両撮影カメラ（車両撮影装置）１１レーザダイオード（投光素子）１３，２３光学フィルタ２１ＰＳＤ（受光素子）４０ポリゴンミラー６０車両６１車両のタイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両又は路面に走査投光する投光部、及び
車両又は路面からの反射光を受光する受光部を有し、受
光部の受光信号から車両に関する情報と距離情報を得る
軸数検出装置と、車両を撮影する車両撮影装置と、この
車両撮影装置より得られた画像データより車両のナンバ
ープレートの情報を認識する画像処理装置と、前記車両
に関する情報とナンバープレートの情報より車両の車種
を判別する車種判別制御装置とを備えることを特徴とす
る車種判別装置。
【請求項２】前記軸数検出装置は、投光部からの光束を
パルス変調することを特徴とする請求項１記載の車種判
別装置。
【請求項３】前記軸数検出装置は、投光部から狭いスペ
クトル波長を投光し、受光部にバンドパスフィルタを有
することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車種
判別装置。
【請求項４】前記軸数検出装置は、投光部及び受光部に
偏光フィルタを有することを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の車種判別装置。
【請求項５】前記軸数検出装置は、受光部を路面に対し
て共役な位置関係に設定してあることを特徴とする請求
項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の車種
判別装置。
【請求項６】前記軸数検出装置を複数台備え、それらの
軸数検出装置は、道路の一方側に並んで設置されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４又は請求項５記載の車種判別装置。
【請求項７】前記軸数検出装置を複数台備え、それらの
軸数検出装置は、道路の両側に道路の横断方向に対して
互い違いに位置をずらして設置されていることを特徴と
する請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又
は請求項５記載の車種判別装置。
【請求項８】前記画像処理装置は、軸数検出装置の距離
情報を加えて車両のナンバープレートの情報を認識する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７記載
の車種判別装置。