JP7435822B2 - タイヤ観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の車両のタイヤを撮像してタイヤを観察する装置に関する。

タイヤのトラブル件数は年々増加傾向にある。その主な原因は、タイヤへの関心度の低下や、車両の低燃費化などによる点検頻度の低下であり、タイヤのトラブル件数は今後も増加傾向にあると言われている。

現状のタイヤ観察の方法としては、車両走行中の点検、日常の点検、法定点検がある。車両走行中の点検としては例えばＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）が用いられる。日常点検や法定点検は、タイヤ表面の目視による点検で行われる。

注目すべきは日常点検の頻度である。タイヤの不良は、空気圧、残溝、偏摩耗、ひび割れ等、表面検査でしか検知できないものが大部分を占めるため、日常点検の頻度の低下は致命的な問題につながることが予想される。

特許文献１、特許文献２には、タイヤの表面の状態を自動的に観察する手段については、タイヤを取り外すことなく、実車走行中にタイヤの状態を観察し検査することができるシステムが開示されている。

特表２０１７－５００５４０号公報 特開２０１７－１９８６７２号公報

しかしながら、特許文献１、２の装置では、タイヤの観察時におけるタイヤに対する撮像装置の位置および角度を、観察により適した位置および角度にすることが容易でなく、高い計測精度でタイヤを観察することが難しい。

そこで、本発明の目的は、タイヤの観察時におけるタイヤに対する撮像装置の位置および角度を、観察により適した位置および角度することにある。

本開示の一例としてのタイヤ観察装置は、撮像装置、軌道推定部、位置調整部、および、可動部を備える。撮像装置は、タイヤを有する走行中の車両の画像情報を取得する。軌道推定部は、少なくとも１時点での画像情報と、前記タイヤの幅、前記タイヤの径、および、前記タイヤの溝パターンの少なくとも１つを含むタイヤ情報と、に基づいて、タイヤの軌道を推定する。位置調整部は、軌道に基づいて、タイヤの状態を観察する際の撮像装置の位置および角度が観察条件となる調整量を算出する。可動部は、調整量に基づいて撮像装置の位置および角度を変化させる。

この構成では、タイヤの形状等の特徴に基づくタイヤ情報と、タイヤが撮像された第１画像情報とを用いて、タイヤの軌道が推定されるため、タイヤの軌道の推定精度が向上する。そして、このタイヤの軌道の推定結果を撮像装置の位置および角度が調整されることで、タイヤに対する撮像装置の位置および角度の調整精度が向上する。

本発明によれば、タイヤの観察時におけるタイヤに対する撮像装置の位置および角度を、観察により適した位置および角度に調整できる。

図１は本発明の一実施形態に係るタイヤ観察装置１０１の全体的な構成を示す概念図である。 図２はタイヤ観察装置１０１の構成を示すブロック図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）は、撮像された画像フレームにおけるタイヤ形状の例を示す図である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、撮像装置１１から観察対象のタイヤの推定角度を示す図である。 図５は、タイヤの位置の時間変化の一例を示す平面図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、撮像装置１１に対するタイヤ２０の位置および角度の関係を示す図である。 図７は、前輪探索における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。 図８は、前輪計測における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。 図９は、後輪探索における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。 図１０は、後輪計測における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。 図１１はタイヤ観察装置１０１を含むタイヤ観察システムの構成を示すブロック図である。 図１２はタイヤ観察管理テーブルの一例を示す図である。 図１３は、観察対象の車両、タイヤ観察装置１０１および情報処理装置１０２の処理手順の例を示すフローチャートである。 図１４は、図１３に繋がる、観察対象の車両、タイヤ観察装置１０１および情報処理装置１０２の処理手順の例を示すフローチャートである。 図１５は図１４におけるステップＳ１２の処理内容を示すフローチャートである。 図１６は図１４におけるステップＳ１１の処理内容を示すフローチャートである。

図１は本発明の一実施形態に係るタイヤ観察装置１０１の全体的な構成を示す概念図である。このタイヤ観察装置１０１は、撮像装置１１および照明装置１２を備える。

撮像装置１１は、走行中の車両１のタイヤ（観察対象のタイヤ）を含むように撮像する。例えば、車両１の前輪タイヤ２０Ｆが撮像装置１１の位置を通過するとき、撮像装置１１は前輪タイヤ２０Ｆを撮像し、車両１の後輪タイヤ２０Ｒが撮像装置１１の位置を通過するとき、撮像装置１１は後輪タイヤ２０Ｒを撮像する。照明装置１２は、撮像装置１１の撮像範囲、すなわち、観察対象のタイヤを含む撮像範囲に撮像用の光を照射する。

この際、後述する方法を用いて、撮像装置１１のタイヤに対する位置および角度は、タイヤ観察に適する位置および角度に調整される。言い換えれば、タイヤ観察時における撮像装置１１とタイヤとの位置関係は、タイヤ観察に適する位置関係に調整される。

図２はタイヤ観察装置１０１の構成を示すブロック図である。このタイヤ観察装置１０１は、タイヤ観察部１００を備える。タイヤ観察部１００は、撮像装置１１、照明装置１２、照明制御部１３、可動部１４および結果出力部１５を備える。

撮像装置１１は観察対象のタイヤを撮像する。照明装置１２は撮像装置１１の撮像する領域を照明する。照明制御部１３は照明装置１２の照明方向を制御する。可動部１４は、撮像装置１１が観察対象のタイヤを適正な方向（具体的にはタイヤの走行面に対する正面方向）から撮像するように撮像位置および角度を制御する。結果出力部１５はタイヤ観察の結果を外部へ出力する。

また、タイヤ観察部１００は、状態管理部２１、車両識別部２２、車両情報取得部２３、形状検出部２４、距離推定部２５、角度推定部２６、軌道推定部２７、位置調整部２８を備える。各部の機能は次のとおりである。

［状態管理部］
状態管理部２１は、（ａ）車両探索、（ｂ）前輪探索、（ｃ）前輪計測、（ｄ）後輪探索、（ｅ）後輪計測の５つの状態遷移を管理する。なお、単に前輪・後輪だけでなく、後前輪や後後輪を有する場合は、それらタイヤごとに繰り返す。それぞれの状態とその遷移条件は以下とする。

状態（１）：計測対象となる車両を認識するまで待機し、認識したら車両を識別し、タイヤ情報を取得する。タイヤ情報は、タイヤの幅、タイヤの径、および、タイヤの溝パターンの少なくとも１つを含む。車両またはタイヤの識別は、撮像装置１１で撮像した画像、車両やタイヤに配置された電子タグ（例えば、ＲＦＩＤタグ）を用いて行われる。

状態（１）において観察対象の車両を識別し、車両情報取得部２３からタイヤ情報を取得した場合、状態（２）へ遷移する。

状態（２）：前輪タイヤの位置検出、角度検出、軌道推定と、それに応じた撮像装置・照明装置の位置制御および角度制御を行う。

状態（２）において前輪タイヤと撮像装置１１との距離が閾値以下になった場合、状態（３）へ遷移する。

状態（３）：前輪タイヤの表面計測を実施する。

状態（３）において前輪タイヤの計測範囲が終了した場合、状態（４）へ遷移する。

状態（４）：後輪タイヤの位置検出、角度検出、軌道推定と、それに応じた撮像・照明装置の位置制御および角度制御を行う。

状態（４）にて、後輪タイヤと撮像装置との距離が閾値以下になった場合、状態（５）へ遷移する。

状態（５）：後輪タイヤの表面計測を実施する。

状態（５）において後輪タイヤの計測範囲が終了した場合、状態（１）へ遷移する。

［車両識別部］
車両識別部２２は、観察対象の車両を識別する。例えば、撮像画像からナンバープレートを認識することによって観察対象の車両を識別する。また、例えば車両に設けられているＲＦＩＤタグを読み取ることによって観察対象の車両を識別する。

［車両情報取得部］
車両情報取得部２３は、車両識別部２２の出力結果を参照して、観察対象の車両のタイヤ情報（径、幅など）のデータを取得する。すなわち、車両情報取得部２３は、タイヤ情報取得部として機能する。なお、車両情報取得部２３は、タイヤ情報とともに車体の種類（前後左右のタイヤ間隔など）のデータを取得してもよい。車両ＩＤと車両情報とを照合するデータベースは、後に示すタイヤ観察装置１０１内のメモリ又はクラウド上に構成する。

［形状検出部］
形状検出部２４は、撮像した画像におけるタイヤの形状を検出する。タイヤの形状は、少なくともタイヤ全体の矩形輪郭が含まれ、タイヤの外周の輪郭、内周の輪郭が含まれていることが好ましい。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）は、撮像された画像フレームにおけるタイヤ形状の例を示す図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、１フレームにタイヤ全体が含まれる場合、タイヤ全体の矩形輪郭を検出する。また、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すように、１フレームにタイヤの一部が含まれる場合、タイヤの溝のパターンに相当する所定の幾何学形状を検出する処理を行う。それぞれの検出処理は、例えばパターンマッチング処理や機械学習などの手段で行う。また、検出したタイヤが車両のどの位置に設置されているタイヤであるのかを検出する処理をも含む。

［距離推定部］
距離推定部２５は、形状検出部２４で検出したタイヤの形状およびタイヤ情報（径・幅）を参照し、撮像装置からタイヤまでの距離を推定する。なお、タイヤ情報は、少なくともタイヤの幅を含んでいればよい。

［角度推定部］
角度推定部２６は、形状検出部２４で検出したタイヤの形状およびタイヤ情報（径・幅）を参照し、撮像装置に対するタイヤの進行方向の角度を推定する。

［軌道推定部］
軌道推定部２７は、形状検出部２４の検出結果および距離推定部２５・角度推定部２６の推定結果に基づいて、タイヤ軌道を推定する。タイヤ軌道とは、タイヤが撮像装置１１に近づく経路を意味する。軌道推定部２７は、第１時点で撮像された画像情報（第１画像情報）と、タイヤと撮像装置との位置関係とに基づいて、タイヤ軌道を推定する。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、撮像装置１１から観察対象のタイヤの推定角度を示す図である。図４（Ａ）は平面図を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の状態での側面図である。図４（Ａ）中の矢印の方向と基準方向（図４（Ａ）の一点鎖線の方向）との角度は、撮像装置１１に対するタイヤ２０の水平面方向における角度（水平方向角度）である。なお、基準方向は、例えば、可動部１４によって撮像装置１１が移動する方向に対して直交する方向である。図４（Ｂ）中の矢印の方向と水平面（図４（Ｂ）の二点鎖線を含む面）との角度は、撮像装置１１に対するタイヤ２０の高さ方向における角度（鉛直方向角度）である。なお、鉛直方向角度の調整については、詳細は後述する。

軌道推定部２７は、次に示す複数の方法のうち少なくとも１種類の方法を用いて、タイヤ軌道を推定する。

（Ａ）軌道推定部２７は、タイヤ情報とタイヤの画像情報とを用いて、タイヤ軌道を推定する。タイヤ情報は、タイヤの幅、タイヤの径、および、タイヤの溝パターンの少なくとも１つを含む。タイヤ情報は、車両情報取得部２３から得られる。なお、タイヤ情報は、オペレータの手入力によって与えられてもよい。

軌道推定部２７は、タイヤの幅、タイヤの径、および、タイヤの溝パターンの少なくとも１つとタイヤの画像情報との比較結果から、タイヤの進行方向、撮像装置からの位置を推定する。より具体的には、軌道推定部２７は、タイヤの画像情報から、タイヤの幅、タイヤの径、および、タイヤの溝パターンの少なくとも１つを検出する。

軌道推定部２７は、この画像からの検出結果と、タイヤ情報とを比較することで、タイヤの進行方向、撮像装置からの位置を推定する。軌道推定部２７は、このタイヤの進行方向、撮像装置からの位置の推定処理を複数回行い、複数回の推定結果からタイヤ軌道を推定する。

（Ｂ）軌道推定部２７は、タイヤの画像情報から得られるタイヤの形状に基づいて、タイヤの軌道を推定する。

より具体的には、軌道推定部２７は、タイヤの画像情報から、タイヤの外周の輪郭および内周の輪郭の少なくとも一方を抽出する。軌道推定部２７は、タイヤの外周の輪郭または内周の輪郭を用いて、画像によるタイヤの幅またはタイヤの径を推定する。軌道推定部２７は、タイヤ情報として、車両情報取得部２３からタイヤの幅またはタイヤの径を取得する。

軌道推定部２７は、画像から推定したタイヤの幅またはタイヤの径と、タイヤ情報におけるタイヤの幅またはタイヤの径とを比較することで、タイヤと撮像装置１１との距離、および撮像装置１１に対するタイヤの角度（水平方向角度）を算出し、タイヤ軌道を推定する。

（Ｃ）軌道推定部２７は、タイヤの画像情報から得られるタイヤの全体の輪郭形状に基づいて、タイヤの軌道を推定する。

より具体的には、軌道推定部２７は、タイヤの画像情報から、タイヤの全体の輪郭形状を抽出する。軌道推定部２７は、タイヤの全体の輪郭形状を用いて、画像によるタイヤの幅またはタイヤの径を推定する。軌道推定部２７は、タイヤ情報として、車両情報取得部２３からタイヤの幅またはタイヤの径を取得する。

軌道推定部２７は、画像から推定したタイヤの幅またはタイヤの径と、タイヤ情報におけるタイヤの幅またはタイヤの径とを比較することで、タイヤと撮像装置１１との距離、および撮像装置１１に対するタイヤの角度（水平方向角度）を算出し、撮像装置１１とタイヤとの位置関係を算出する。軌道推定部２７は、この位置関係から、水平面を表す座標系においてタイヤの位置座標をプロットする。

図５は、タイヤの位置の時間変化の一例を示す平面図である。図５において、Ｐｐはプロット点を示し、複数のプロット点Ｐｐを結ぶ点線は、推定されるタイヤ軌道である。軌道推定部２７は、複数時点においてタイヤの位置座標の算出し、複数時点てのタイヤの位置をプロットする（図５のプロット点Ｐｐ参照）。軌道推定部２７は、複数時点のプロットの位置および複数時点のプロット位置の時間的な並びから、タイヤ軌道（図５の点線参照）を推定する。

［位置調整部］
位置調整部２８は、第１時点より後の第２時点において、タイヤ形状が中央かつ正面に位置する撮像画像を取得できるよう、推定されたタイヤ軌道に基づいて撮像装置１１の位置および角度の調整量を算出する。すなわち、位置調整部２８は、軌道推定部２７で算出されたタイヤ２０の軌道推定結果に基づいて、タイヤ観察時に撮像装置１１が観察条件を満たすように、言い換えれば、観察装置１１がタイヤの観察に適する位置および角度（水平方向角度、鉛直方向角度）になるように調整量を算出する。また、左右のタイヤは別々の撮像装置１１を使用し、左タイヤ用の撮像装置１１と右タイヤ用の撮像装置１１との間隔が左右のタイヤの間隔と等しくなるように調整してもよい。

例えば、位置調整部２８は、タイヤの観察時に、水平方向における撮像装置１１の位置がタイヤ２０の正面に配置されるように、位置の調整量を算出する。位置調整部２８は、タイヤの観察時に、撮像装置１１がタイヤ２０の走行面の正面に向き合うように、水平方向角度の調整量を算出する。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、撮像装置１１に対するタイヤ２０の位置および角度（鉛直方向角度）の関係を示す図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示すように、位置調整部２８は、照明装置１２がタイヤ２０の中心方向を照射範囲の中心とし、この照明装置１２とタイヤ２０の中心とを結ぶ線とタイヤ２０の表面との交点が撮像中心となるように撮像装置１１の鉛直方向角度の調整量を算出する。

このような撮像装置１１の鉛直方向角度の調整は、タイヤ軌道の推定が終了し、撮像装置１１の位置、および、水平方向角度の調整が終わった後に実現される。なお、照明装置１２についても、撮像装置１１と同様に鉛直方向角度が調整される。

［可動部］
可動部１４は、位置調整部２８で算出された調整量に基づいて、撮像装置１１又は照明装置１２の位置および角度（水平方向角度および鉛直方向角度）を変化させる。これにより、撮像装置１１および照明装置１２は、タイヤの観察時、すなわち、観察条件において、タイヤ観察に適する位置および角度（タイヤ観察に適正な位置および角度）で配置される。

［タイヤ表面計測部］
タイヤ表面計測部２９は、タイヤ表面を計測する。

次に、タイヤ観察装置１０１の各部の制御について示す。図７は、前輪探索における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。観察条件における撮像装置１１の水平方向角度は、水平方向角度の調整量に基づいて、撮像画像における前輪タイヤ２０Ｆの形状が中央かつ正面に位置するように制御され、かつ、撮像装置１１の左右方向の位置は撮像画像における前輪タイヤ２０Ｆの形状が撮像画像の中央かつ正面に位置するように制御される。

図８は、前輪計測における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。撮像装置１１の水平面における角度は、図７に示した前輪探索の最後の状態のままである。したがって、観察対象の前輪タイヤ２０Ｆは撮像装置１１の上部を通過する。前輪タイヤ２０Ｆと撮像装置１１との距離が閾値より近づいたとき、撮像装置１１および照明装置１２の鉛直方向角度は、鉛直方向角度の調整量に基づいて、所定角度に変化するように制御される。図８では照明装置１２の図示を省略している。

図９は、後輪探索における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。前輪タイヤ２０Ｆと撮像装置１１との距離が閾値より離れたとき、後輪タイヤ２０Ｒの探索を開始する。後輪タイヤ２０Ｒの探索方法は前輪タイヤ２０Ｆの探索方法と同様である。

図１０は、後輪計測における、側面図、平面図および撮像画像を示す図である。撮像装置１１の水平面における角度は、図９に示した後輪探索の最後の状態のままである。したがって、観察対象の後輪タイヤ２０Ｒは撮像装置１１の上部を通過する。後輪タイヤ２０Ｒと撮像装置１１との距離が閾値より近づいたとき、撮像装置１１および照明装置１２の鉛直方向角度は、鉛直方向角度の調整量に基づいて、所定角度に変化するように制御される。図１０でも照明装置１２の図示は省略している。

図１１はタイヤ観察装置１０１を含むタイヤ観察システムの構成を示すブロック図である。この例では、タイヤ観察装置１０１、情報処理装置１０２および表示端末１０３がインターネットや電話回線網等のネットワークに接続されている。

タイヤ観察装置１０１は、タイヤ観察部１００、ＣＰＵ１０、通信手段３１、メモリ３２および記憶装置３３を備える。ＣＰＵ１０はタイヤ観察装置１０１内の各部との間でデータおよび信号の入出力を行って各部および全体の制御を行う。通信手段３１はネットワークを介して情報処理装置１０２および表示端末１０３との間で通信を行う。また、図示は省略するがタイヤ観察装置１０１内にタイヤの異常状態の有無を判断するタイヤ検査部を設けてもよい。

情報処理装置１０２は、ＣＰＵ４０、通信手段４１、メモリ４２および記憶装置４３を備える。タイヤ観察装置１０１は複数存在し、情報処理装置１０２は複数のタイヤ観察装置１０１による観察結果を蓄積および統計処理を行う。情報処理装置１０２において、ＣＰＵ４０はそのプログラム動作によって、履歴管理、交換予測、経過予測などの各種処理を行う。ここで履歴管理は各車両の各タイヤの観察履歴の管理である。交換予測は各タイヤの交換時期を予測する処理であり、経過予測は各タイヤの状況を予測する処理である。

表示端末１０３はタイヤ観察装置１０１による観察結果を表示する端末装置である。表示端末１０３は、ＣＰＵ５０、通信手段５１、メモリ５２、記憶装置５３および操作パネル５４を備える。表示端末１０３は、操作パネル５４の操作に応じて各車両の各タイヤの状況等を表示する。

タイヤ観察装置１０１の記憶装置３３、情報処理装置１０２の記憶装置４３および表示端末１０３の記憶装置５３には、観察対象の車両のタイヤについての情報を記憶するタイヤ観察管理テーブルが記憶されている。

図１２は上記タイヤ観察管理テーブルの一例を示す図である。この例では、タイヤ観察管理テーブルは、観察対象の車両ごとに、車両のナンバープレートの番号、左右のタイヤ間距離（トレッド）、タイヤ径、タイヤ幅、溝深さ、偏摩耗の状態、欠損の状態および空気圧に関するデータを含む。

図１３は、観察対象の車両、タイヤ観察装置１０１および情報処理装置１０２の処理手順の例を示すフローチャートである。待機状態において、車両がタイヤ観察装置１０１に接近すればタイヤ観察装置１０１の車両識別部２２は車両ＩＤを取得する（Ｓ１）。例えば撮像装置で取得した車両のナンバープレートの番号や車両が備えるＲＦＩＤの情報を基に取得する。車両情報取得部２３は、観察対象の車両が存在すれば、車両データベースを参照して車両ＩＤのタイヤ情報（径・幅・間隔等）を取得する（Ｓ２→Ｓ３）。情報処理装置１０２は車両ＩＤのタイヤ情報をタイヤ観察装置１０１へ送信する。

続いて、左右のタイヤの間隔に合わせて撮像装置１１の位置を調整する（Ｓ４）。その後、撮像装置１１による画像情報を取得し、形状検出部２４が、その画像情報からタイヤの形状を検出する（Ｓ５→Ｓ６）。タイヤが存在すれば、距離推定部２５が、そのタイヤと撮像装置１１との距離を算出する（Ｓ７→Ｓ８）そして、角度推定部２６がタイヤの進行方向と撮像装置１１に対するタイヤの角度（方向）を算出する（Ｓ９）。

図１４は、図１３に繋がる、観察対象の車両、タイヤ観察装置１０１および情報処理装置１０２の処理手順の例を示すフローチャートである。

その後、車両がタイヤ観察装置１０１の上部を通過することになるが、撮像装置１１とタイヤとの距離がまだ閾値を超えている段階では、撮像装置１１および照明装置１２の位置および角度を適正に調整する（Ｓ１１）。このステップＳ１１の詳細は後に示す。その後、図１３に示したステップＳ５へ戻る。

撮像装置１１とタイヤとの距離が閾値以下になれば、タイヤ表面計測部２９がタイヤ表面を計測する（Ｓ１２）。このステップＳ１２の詳細は後に示す。計測範囲の計測を終了すれば、撮像装置１１および照明装置１２の位置を初期状態に戻す（Ｓ１３→Ｓ１４）。続いて、計測情報を情報処理装置１０２へ送信する（Ｓ１５）。

その後、後輪の観察が未だであれば、図１３に示したステップＳ５へ戻る（Ｓ１６→（３）→Ｓ５）。後輪についての観察も終了すれば、一連の処理を終了する。

図１５は図１４におけるステップＳ１２の処理内容を示すフローチャートである。まず、撮像した画像の情報を取得し、タイヤ形状以外の領域を取り除く（Ｓ２１→Ｓ２２）。続いて、照明パターンが生成する形状のデータを抽出し、タイヤと撮像装置および照明装置との位置関係から定まる校正係数に基づき、実寸の３次元データを算出する（Ｓ２３→Ｓ２４）。

その後、上記３次元データを基に、形状認識のための特徴点を検出する（Ｓ２５）そして、その特徴点からタイヤ表面の寸法および輪郭を認識し、残り溝および偏摩耗を計測する（Ｓ２６）。ステップＳ２１からステップＳ２６まではタイヤ表面計測部で行われる。

図１６は図１４におけるステップＳ１１の処理内容を示すフローチャートである。まず、ステップＳ８で算出したタイヤと撮像装置１１との距離、およびステップＳ９で算出したタイヤの進行方向の角度を取得する（Ｓ３１）。動画情報の前フレームがなければ、３次元座標上におけるタイヤの進行方向から観察条件を満たすときのタイヤの座標を算出する（Ｓ３２→Ｓ３３）。タイヤの進行方向の推定は、例えば、タイヤに対する画像認識によって実現される。具体的には、タイヤの外形形状を示す画像、ホイールの外形形状を示す画像、タイヤの溝の画像が、タイヤの角度毎に記憶されており、これらの記憶画像とのマッチング処理によって、タイヤの角度が推定され、このタイヤの角度からタイヤの進行方向が推定される。

前フレームがあれば、複数の時点で取得したタイヤの画像から複数の時点でのタイヤの位置を算出し、これら複数時点のタイヤの位置の算出結果から、３次元座標上におけるタイヤの軌道推定を行い、観察条件を満たすときのタイヤの座標を算出する（Ｓ３４）。

なお、ここでは動画を用いる態様を示したが、動画に限らず、所定時間間隔で取得される複数時点の静止画を用いることも可能である。また、タイヤの軌道推定に、タイヤの移動速度を用いることも可能である。タイヤの移動速度を用いることで、推定精度を向上できる。タイヤの移動速度は、例えば、複数の時点での画像に基づいて、複数の時点のタイヤの位置の差を算出し、この位置の差を複数の時点の時間差で除算することで算出できる。

その後、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示した抽出領域の中心方向の角度を算出する（Ｓ３５）。そして、タイヤと撮像装置１１との距離と角度から決まる計算値又はデータベースを参照して、撮像装置１１および照明装置１２の調整量を取得する（Ｓ３６）。そして、調整量に基づいて、可動部１４によって撮像装置１１および照明装置１２の位置と角度を調整する（Ｓ３７）。ステップＳ３３、Ｓ３４は軌道推定部２７にて行われ、ステップＳ３５以降は位置調整部２８にて行われる。

最後に、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。当業者によって適宜変形および変更が可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変形および変更が含まれる。

１…車両
１０…ＣＰＵ
１１…撮像装置
１２…照明装置
１３…照明制御部
１４…可動部
１５…結果出力部
２０…タイヤ
２０Ｆ…前輪タイヤ
２０Ｒ…後輪タイヤ
２１…状態管理部
２２…車両識別部
２３…車両情報取得部
２４…形状検出部
２５…距離推定部
２６…角度推定部
２７…軌道推定部
２８…位置調整部
３１…通信手段
３２…メモリ
３３…記憶装置
４０…ＣＰＵ
４１…通信手段
４２…メモリ
４３…記憶装置
５０…ＣＰＵ
５１…通信手段
５２…メモリ
５３…記憶装置
５４…操作パネル
１００…タイヤ観察部
１０１…タイヤ観察装置
１０２…情報処理装置
１０３…表示端末

Claims (13)

1. タイヤを有する走行中の車両の画像情報を取得する撮像装置と、
   少なくとも１時点での前記画像情報と、前記タイヤの幅、前記タイヤの径、および、前記タイヤの溝パターンの少なくとも１つを含むタイヤ情報と、に基づいて、前記タイヤの軌道を推定する軌道推定部と、
   前記軌道に基づいて、前記タイヤの状態を観察する際の前記撮像装置の位置および角度が観察条件となる調整量を算出する位置調整部と、
   前記調整量に基づいて、前記撮像装置の位置および角度を変化させる可動部と、
   を備える、
   タイヤ観察装置。
2. 前記タイヤ情報を取得するタイヤ情報取得部を備え、
   前記タイヤ情報取得部は、
   前記画像情報から得られる前記車両の識別情報、または、予め入力された前記車両の識別情報に基づいて、前記タイヤ情報を取得する、
   請求項１に記載のタイヤ観察装置。
3. 前記車両の識別情報は、前記車両のナンバープレート、前記車両または前記タイヤに装着された電子タグの少なくとも１つから得られる情報である、
   請求項２に記載のタイヤ観察装置。
4. 前記軌道推定部は、
   前記画像情報から得られる前記タイヤの形状に基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
5. 前記軌道推定部は、
   前記タイヤの形状としての、前記画像情報から得られた前記タイヤの外周および内周の輪郭と、前記タイヤ情報としての、前記タイヤの幅または前記タイヤの径に基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
6. 前記軌道推定部は、
   前記タイヤの形状としての、前記画像情報から得られたタイヤの溝の幾何学的形状と、前記タイヤ情報としての、前記タイヤの溝パターンとに基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
7. 前記軌道推定部は、
   前記タイヤの形状としての、前記画像情報から得られた複数時刻の前記タイヤの全体の輪郭形状と、前記タイヤ情報としての、前記タイヤの幅または前記タイヤの径とに基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
8. 前記軌道推定部は、
   前記画像情報と前記タイヤ情報とに基づいて、前記タイヤと前記撮像装置との位置関係を算出し、
   前記位置関係に基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
9. 前記タイヤと前記撮像装置との位置関係は、前記タイヤと前記撮像装置との水平距離および水平方向角度である、
   請求項８に記載のタイヤ観察装置。
10. 前記軌道推定部は、
    複数時点の前記画像情報から前記タイヤの移動速度を算出し、
    前記タイヤの移動速度に基づいて前記タイヤの軌道を推定する、
    請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
11. 前記軌道推定部は、
    複数時点の前記画像情報から、水平面での前記複数時点のタイヤの位置を時系列に取得して、前記タイヤの軌道を推定する、
    請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
12. 前記撮像装置は、
    前記画像情報を、左右のタイヤについて個別に取得し、
    前記軌道推定部は、
    前記左右のタイヤの距離に基づいて、前記タイヤの軌道を推定する、
    請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のタイヤ観察装置。
13. 前記位置調整部は、
    前記タイヤの状態を観察する際に、前記撮像装置が撮像する画像の中央に前記タイヤの画像が位置するように、前記調整量を算出する、
    請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のタイヤ観察装置。

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