KR20170109018A - 차축 수 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

차축 수 검출 장치(100)는, 차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치(10C)로부터 촬영 화상을 취득하는 화상 취득부(101)와, 화상 취득부(101)가 취득한 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 타이어 추출부(102)와, 타이어의 추출 결과에 기초하여 차량의 차축 수를 특정하는 차축 수 특정부(103)를 구비하고 있다.

Description

차축 수 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램

본 발명은 차축 수(vehicle axle number) 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

본원은 2015년3월4일에 일본에 출원된 특허출원 제2015-042516호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

고속도로 등의 유료 도로에 이용되는 요금 수수 설비(입구, 출구 요금소 등)는 이용자와의 요금 수수 처리의 효율화를 위해, 이용자로부터의 지폐, 동전 등의 접수나 거스름돈의 지불 등을 자동으로 행하는 요금 자동 수수기와 주행하는 차량의 차종 구분을 판별하는 차종 판별 시스템(차종 판별 장치)을 구비하고 있다.

이 경우, 요금 자동 수수기는 차종 판별 시스템에 의해 판별된 차종 구분에 따른 금액의 요금을 이용자로부터 징수한다.

또한, 상술의 차종 판별 시스템은 차량의 통과를 1대씩 분리하여 검지 가능한 차량 검지기와 주행하는 차량의 타이어에 의한 압력을 검출 가능한 디딤판을 구비하고 있다.

차종 판별 시스템은 일반적으로 차종 구분의 판별을 위한 정보의 하나로서, 차량의 「차축 수」를 이용하고 있다. 차종 판별 시스템은 차량 검지기에 있어서 1대의 차량의 통과를 검출하고 있는 동안에 상기 디딤판이 밟힌 횟수를 검출함으로써 당해 차량의 「차축 수」를 특정할 수 있다.

그러나 상술의 구조에 의하면, 차종 판별 시스템은 차체 전부가 차량 검지기를 통과한 후가 아니라면, 차량의 차축 수를 특정할 수 없다. 따라서 종래, 고속도로 등에 설치된 요금 수수 설비에 있어서는, 주행하는 모든 차량에 대한 차축 수를 특정할 수 있도록 하는 목적으로, 주행하는 차량의 최대 차장(車長)(예를 들어, 18 m)을 고려하여, 차종 판별 시스템과 요금 자동 수수기와의 간격이 당해 최대 차장 이상으로 되도록 설치되어 있다.

또한, 특허문헌 1에는, 차량의 경사 전방으로부터 촬영한 화상에 의해 차량 특징 추출을 행하여, 차종 판별을 정확하게 행할 수 있는 차종 판별 시스템이 개시되어 있다.

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

(특허 문헌 1) 일본 공개특허공보 제(평)11-086185호

그러나 고속도로 등에 있어서의 상기 요금 수수 설비의 입지 조건에 따라서는, 차종 판별 시스템(차량 검지기, 디딤판)과 요금 자동 수수기와의 간격을 최대 차장 이상으로 하는 설치 공간을 확보하는 것이 곤란한 경우가 있다. 그러면, 요금 수수 설비에 있어서는, 차종 구분을 판별하기 위해 필요한 정보인 차축 수를 특정할 수 없으며, 주행하는 차량의 차종 구분을 상세히 판별할 수 없다. 그 때문에, 이용자에 대하여 충분히 세분화된 차종 구분에 따른 요금 설정을 행할 수 없다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 충분한 설치 공간을 확보할 수 없는 장소에도 설치 가능하며, 또한 주행하는 차량의 차축 수를 특정할 수 있는 차축 수 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 일 양태는 차량(A)의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상(D)을 촬영하는 촬영 장치(10C)로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 화상 취득부(101)와, 상기 화상 취득부가 취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 타이어 추출부(102)와, 상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 차축 수 특정부(103)를 구비하는 차축 수 검출 장치(100)이다.

이렇게 함으로써, 차량의 운전 좌석이 요금 자동 수수기에 도달하기 전의 단계에서 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 취득할 수 있다. 따라서 차량의 운전 좌석이 요금 자동 수수기에 도달하기 전의 단계에 있어서, 취득한 촬영 화상에 기초하여 차량의 차축 수를 특정할 수 있다. 이상으로부터, 상술의 차축 수 검출 장치는 충분한 설치 공간을 확보할 수 없는 장소에도 설치 가능하며, 또한 주행하는 차량의 차축 수를 특정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상술의 차축 수 검출 장치는 상기 차량이 주행하는 차선(L)의 소정 위치에 매설된 디딤판(10B)을 통해 당해 차선을 주행하는 차량에 의한 상기 디딤판의 밟힘 횟수를 취득하는 밟힘 횟수 취득부(104)와, 상기 밟힘 횟수 취득부가 취득한 상기 밟힘 횟수와 상기 차축 수 특정부가 특정한 차축 수의 특정 결과에 기초하여, 상기 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정하는 패턴 매칭 처리 학습부(105)를 추가로 구비한다.

여기서, 촬영 화상끼리의 패턴 매칭 처리는 대비하는 촬영 화상에 따라서는 타이어의 추출 결과에 오차(오추출, 추출 누락)가 발생하는 것이 상정된다. 따라서 상기와 같은 구성으로 함으로써, 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과와 실제의 차축 수가 일치하도록, 패턴 매칭 처리가 최적화되기 때문에, 차축 수를 한층 고정밀도로 특정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 화상 취득부는 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 상이한 일부가 각각 촬영된 복수의 촬영 화상을 취득하고, 상기 타이어 추출부는 복수의 촬영 화상 각각에 포함되는 상기 타이어를 추출하고, 상기 차축 수 특정부는 복수의 상기 촬영 화상 각각에 포함되는 타이어의 수를 세는 타이어 계수부(103b)와, 하나의 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어와 다른 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정하는 동일 타이어 판정부(103a)를 가지며, 상기 타이어 계수부는 상기 동일 타이어 판정부가 동일이라고 판정한 복수의 타이어에 대해서는 하나의 타이어로 간주하여 상기 타이어의 수를 센다.

이렇게 함으로써, 차량의 차체 전체가 하나의 촬영 화상의 촬영 범위 내에 수용되지 않는 바와 같은 경우라도, 연속 촬영에 의해 복수의 촬영 화상을 취득함으로써, 주행 중인 차량의 일방 측의 측면으로부터 시인 가능한 타이어 모두를 사상(寫像)으로서 포착할 수 있다. 또한, 복수의 촬영 화상에 걸쳐 찍힌 타이어가 동일 타이어였던 경우에는, 타이어의 수를 중복하여 세지 않도록 하기 때문에, 상기 타이어의 수를 정밀도 좋게 특정할 수 있다. 따라서 차량의 일방 측의 측면으로부터 시인할 수 있는 타이어의 수가 당해 차량의 차축 수에 일치하는 것을 이용하여, 당해 차량의 차축 수를 정밀도 좋게 특정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 화상 취득부는 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 전부가 촬영된 하나의 촬영 화상을 취득하고, 상기 타이어 추출부는 상기 하나의 촬영 화상에 포함되는 상기 타이어를 추출하고, 상기 차축 수 특정부는 상기 하나의 촬영 화상에 포함되는 모든 타이어의 수를 세는 타이어 계수부를 갖는다.

이렇게 함으로써, 1회의 촬영으로 취득된 하나의 촬영 화상에만 기초하여 차량의 모든 타이어의 수를 특정할 수 있기 때문에 차축 수의 특정에 요하는 처리를 간소화 및 고속화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 타이어 추출부는 인접 타이어 수 별로 분류된 상기 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

여기서, 취득된 촬영 화상에 따라서는 인접하여 설치된 복수의 타이어를 하나하나 정밀도 좋게 추출하는 것이 곤란하게 되는 경우가 상정된다. 따라서 상기와 같은 구성으로 함으로써, 인접하여 설치된 타이어군이 찍힌 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 거쳐, 취득된 촬영 화상으로부터 당해 타이어군의 추출을 행할 수 있다. 따라서 인접하여 설치된 타이어군을 촬영 화상으로부터 정밀도 좋게 추출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 화상 취득부는 차선 방향으로 시야를 확대 가능한 광학 소자(10C3)를 갖고 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 전부가 포함되는 범위를 촬영 가능하게 된 상기 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득한다.

이렇게 함으로써, 상기 광학 소자에 대해 일반적인 카메라를 조합하여 이용할 수 있기 때문에, 특수한 사양의 카메라를 이용하지 않는 간소한 구성으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 타이어 추출부는 싱글 타이어인지 더블 타이어인지의 구성별로 분류된 상기 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

이렇게 함으로써, 패턴 매칭 처리에 있어서, 싱글 타이어, 더블 타이어의 어느 쪽의 분류에 속하는 참조 화상에 기초하여 추출된 타이어인지를 참조함으로써, 차량의 차축 수뿐만 아니라, 당해 차량의 타이어의 구성이 싱글 타이어인지 더블 타이어인지를 판별할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태는 상술의 차축 수 검출 장치와 상기 차축 수 검출 장치가 검출한 차축 수에 기초하여 상기 차량의 차종 구분을 판별하는 차종 구분 판별부(11)를 구비하는 차종 판별 시스템(10)이다.

또한, 본 발명의 일 양태는 차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 단계와, 취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 단계와, 상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 단계를 갖는 차축 수 검출 방법이다.

또한, 본 발명의 일 양태는 차축 수 검출 장치의 컴퓨터를, 차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 화상 취득 수단, 상기 화상 취득 수단이 취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 타이어 추출 수단, 상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 차축 수 특정 수단으로서 기능시키는 프로그램이다.

상술의 차축 수 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램에 의하면, 충분한 설치 공간을 확보할 수 없는 장소에도 설치 가능하며, 또한 주행하는 차량의 차축 수를 특정할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비와 차량과의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제1 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제2 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 관한 차축 수 특정부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 관한 패턴 매칭 처리 학습부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 관한 촬영 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 제2 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제1 도면이다.
도 10은 제2 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제2 도면이다.
도 11은 제2 실시형태의 변형예에 관한 차축 수 특정부의 기능을 설명하는 도면이다.

<제1 실시형태>

이하, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

(전체 구성）

도 1은 제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)는 유료 도로인 고속도로의 출구 요금소(요금 형식에 따라서는 입구 요금소)에 설치되어, 고속도로의 이용자로부터 당해 이용자가 승차하는 차량(A)의 차종 구분에 따른 금액의 요금 수수를 행하기 위한 설비이다.

도 1에 나타내는 예에서는, 고속도로의 이용자가 승차하는 차량(A)은 출구 요금소에 설치된 요금 수수 설비(1)에 있어서 고속도로 측으로부터 일반도로 측으로 통하는 차선(L)을 주행하고 있다. 차선(L)의 양측에는 아일랜드(island)(I)가 부설되어 있고, 요금 수수 설비(1)를 구성하는 각종 장치가 설치되어 있다.

이하, 차선(L)이 연재하는 방향(도 1에 있어서의 ±X 방향)을 「차선 방향」으로 기재하고, 또한 차선(L)의 차선 방향에 있어서의 고속도로 측(도 1에 있어서의 +X 방향 측)을 「상류 측」, 또는 차량(A)의 「진행 방향 앞쪽」으로도 기재한다. 또한, 차선(L)의 차선 방향에 있어서의 일반도로 측(도 1에 있어서의 -X 방향 측)을 「하류 측」, 또는 차량(A)의 「진행 방향 안쪽」으로도 기재한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 요금 수수 설비(1)는 차종 판별 시스템(10)과, 요금 자동 수수기(20)와, 발진 제어기(40)와, 발진 측 차량 검지기(50)를 구비하고 있다.

차종 판별 시스템(10)은 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 차종 구분(예를 들어, 「경자동차」, 「보통차」, 「중형차」, 「대형차」 및 「특대차」 등의 구분)을 판별하는 장치이다.

차종 판별 시스템(10)은 차선(L)의 상류 측에 설치되어, 아일랜드(I) 상에 설치된 각종 검출 센서(진입 측 차량 검지기(10A), 촬영 장치(10C))와 차선(L)의 노면 상에 매설된 디딤판(디딤판(10B))를 갖게 된다.

요금 자동 수수기(20)는 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 운전자 등(이용자)에게 과금액 등을 나타내고, 요금 수수 처리를 행하는 기계이다. 요금 자동 수수기(20)의 전면(차선(L) 측을 향하는 면)에는 과금액을 제시하는 디스플레이나 지폐, 동전 또는 신용카드 등을 접수하는 접수구 등이 설치되어 있다.

요금 자동 수수기(20)는 차종 판별 시스템(10)의 하류 측에 있어서의 아일랜드(I) 상에 설치되어, 차종 판별 시스템(10)에 의해 판별된 차량(A)의 차종 구분에 따른 금액을 과금한다.

발진 제어기(40)는 요금 자동 수수기(20)의 하류 측에 설치되어, 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 발진의 제어를 행하는 장치이다. 예를 들어, 발진 제어기(40)는 차선(L)에 진입한 차량(A)의 운전자 등이 요금 자동 수수기(20)를 통해 필요한 금액의 지불을 완료할 때까지 차량(A)을 발진시키지 않도록 차선(L)을 폐쇄한다. 또한, 지불이 완료된 때는, 차량(A)을 퇴출해야 할 차선(L)을 개방한다.

발진 측 차량 검지기(50)는 차선(L)의 가장 하류 측에 설치되어, 차량(A)의 요금 수수 설비(1)로부터의 퇴출을 검지한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 차종 판별 시스템(10)은 진입 측 차량 검지기(10A)와, 디딤판(10B)과, 촬영 장치(10C)와, 주 제어 장치(10D)를 구비하고 있다.

진입 측 차량 검지기(10A)는 아일랜드(I) 상에 설치되어, 차선(L)을 차선 폭 방향(±Y 방향)으로 협지하여 대향하는 투광 탑 및 수광 탑을 통해, 차선(L)을 주행하는 차량(A)(차체)의 존재의 유무를 판별하고, 차량(A) 1대분의 통과(진입)를 검출한다.

디딤판(10B)은 차선(L)의 노면 상에 있어서 차선 폭 방향으로 연장하도록 배치되어, 내부에 장착된 전류 센서를 통해 주행하는 차량(A)의 타이어에 의한 압력을 검출한다. 여기서, 진입 측 차량 검지기(10A)와 디딤판(10B)과의 차선 방향(±X 방향)에 있어서의 위치는 동일하게 되어 있다. 이에 의해, 진입 측 차량 검지기(10A)에 의해 차량(A)의 통과가 검지되고 있는 가장 중간에 있어서의, 디딤판(10B)의 밟힘 횟수를 취득함으로써, 차량(A)의 차축 수를 고정밀도로 검출할 수 있다.

촬영 장치(10C)는 차선(L)의 상류 측에 있어서의 아일랜드(I) 상에 설치되어, 진행 방향 안쪽(-X 방향 측)으로부터 진행 방향 앞쪽(+X 방향 측)을 향해, 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영한다. 즉, 촬영 장치(10C)는 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 타이어를 경사 전방으로부터 촬영 화상 중에 포착할 수 있다. 또한, 촬영 장치(10C)는 일반적인 동영상 촬영용의 비디오 카메라 등이라도 좋고, 예를 들어 연속 촬영에 의해 1초간에 30장의 촬영 화상을 취득할 수 있다.

주 제어 장치(10D)는 차종 판별 시스템(10) 전체 동작을 담당한다. 구체적으로는, 주 제어 장치(10D)는 진입 측 차량 검지기(10A), 디딤판(10B)으로부터의 각종 검출 신호, 및 촬영 장치(10C)로부터의 촬영 화상 등을 접수하는 동시에, 당해 접수한 각종 정보에 기초하여, 주행하는 차량(A)의 차종 구분을 일의(一意)로 판별한다.

또한, 주 제어 장치(10D)는 차종 구분의 판별 결과를 즉시 요금 자동 수수기(20)에 통지한다. 이에 의해, 요금 자동 수수기(20)는 차량(A)과의 요금 수수 처리에 있어서, 차종 판별 시스템(10)에 의해 판별된 차종 구분에 따른 금액을 과금할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 주 제어 장치(10D)는 차종 판별 시스템(10)(예를 들어, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진입 측 차량 검지기(10A))에 내장되어 있는 양태로 도시하고 있지만, 다른 실시형태에 있어서는 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 있어서는, 주 제어 장치(10D)가 아일랜드(I) 상, 또는 원격지에 설치된 차종 판별 시스템(10) 이외의 장치에 내장되어, 통신 네트워크 등으로 접속되는 양태라도 좋다.

도 2는 제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비와 차량과의 위치 관계를 나타내는 도면이다.

도 2는 차체 사이즈가 큰 차종 구분(「대형차」, 「특대차」)에 속하는 차량(A)이 요금 수수 설비(1)에 진입한 경우의 예를 나타내고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)에 있어서, 요금 자동 수수기(20)와 그 상류 측에 배치된 디딤판(10B)과의 간격은 간격(d1)(예를 들어, 6 미터 정도)으로 되어 있다. 여기서, 「대형차」(또는 「특대차」)인 차량(A)의 차선 방향의 길이(차장(d2))가 간격(d1)보다도 큰 경우를 생각한다.

도 2에 나타내는 예에 의하면, 차장(d2)(>간격(d1))의 차량(A)의 운전 좌석(즉, 차량(A)의 차체의 진행 방향 안쪽의 단부)이 요금 자동 수수기(20)에 도달한 단계에 있어서, 차량(A)의 차체의 진행 방향 앞쪽의 일부는 디딤판(10B)의 위를 통과하고 있지 않은 상태로 있다. 그러면, 차종 판별 시스템(10)은 운전 좌석에 탑승하는 운전자로부터 요금 자동 수수기(20)를 통해 요금의 지불을 접수하는 요금 수수 처리의 단계에서, 디딤판(10B)의 검출 결과에 기초해서는 차량(A)의 차축 수를 특정할 수 없다.

한편, 촬영 장치(10C)는 아일랜드(I) 상에 있어서, 촬영 방향(N)이 차선(L)의 하류 측으로부터 상류 측을 향하고, 또한 차선 방향(주행하는 차량(A)의 측면)에 대해 경사하도록 설치되어 있다. 이에 의해, 촬영 장치(10C)는 「대형차」(또는, 「특대차」)에 속하는 차량(A)의 차체 중 디딤판(10B)의 위를 통과하고 있지 않은 부분의 타이어를 경사 전방으로부터, 차량 진입 시점으로부터의 연속 촬영으로 취득한 촬영 화상(후술)의 어느 것으로 촬영할 수 있다.

(차종 판별 시스템의 기능 구성)

도 3은 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 차종 판별 시스템(10)은 진입 측 차량 검지기(10A)와, 디딤판(10B)과, 촬영 장치(10C)와, 주 제어 장치(10D)를 구비하고 있다. 진입 측 차량 검지기(10A), 디딤판(10B) 및 촬영 장치(10C)의 각종 기능 및 위치 관계에 대해서는, 도 1, 도 2를 이용하여 설명한 바와 같다.

본 실시형태에 관한 주 제어 장치(10D)는 차축 수 검출 장치(100)와 차종 구분 판별부(11)를 구비하고 있다.

차축 수 검출 장치(100)는 촬영 장치(10C)에 의해 취득되는 차량(A)에 대한 촬영 화상에 기초하여 당해 차량(A)의 차축 수를 검출한다.

또한, 차종 구분 판별부(11)는, 차축 수 검출 장치(100)가 검출한 차량(A)의 차축 수에 기초하여, 당해 차량(A)의 차종 구분을 판별한다. 또한, 차종 구분 판별부(11)는 상기 차축 수에 더해, 예를 들어 디딤판(10B)으로부터 취득 가능한 트레드 폭, 또는 도 1에 도시하지 않은 차량 검지기, 차장 검지기, 번호판 독취기로부터 취득 가능한 차량(A)의 차량 정보, 차장 정보, 번호판 정보(번호판 사이즈, 색 등)에 기초하여, 당해 차량(A)의 차종 구분을 판별하는 것이라도 좋다.

차종 구분 판별부(11)는 차종 구분의 판별 결과를 요금 자동 수수기(20)에 출력한다. 차종 구분의 판별 결과를 접수한 요금 자동 수수기(20)는 당해 차종 구분에 따른 금액의 요금 지불을 요청한다.

차축 수 검출 장치(100)는 추가로 화상 취득부(101)와, 타이어 추출부(102)와, 차축 수 특정부(103)와, 밟힘 횟수 취득부(104)와, 패턴 매칭 처리 학습부(105)를 구비하고 있다.

화상 취득부(101)는 촬영 장치(10C)가 일정한 비율(예를 들어, 30 프레임/초)로 취득하는 촬영 화상을 순차 취득한다.

타이어 추출부(102)는, 화상 취득부(101)가 취득한 촬영 화상과 주행하는 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출한다.

차축 수 특정부(103)는 타이어 추출부(102)에 의한 타이어의 추출 결과에 기초하여 차량(A)의 차축 수를 특정한다. 구체적으로는, 차축 수 특정부(103)는 차량(A)에 대해 촬영된 복수의 촬영 화상 각각에 포함되는 타이어의 수를 셈으로써, 차량(A)의 차축 수를 특정한다. 여기서, 차축 수 특정부(103)는 차량(A)의 일방 측의 측면(예를 들어, 도 1에 있어서의 -Y 방향 측의 측면)으로부터 시인할 수 있는 타이어의 수는 당해 차량(A)의 차축 수에 일치하는 것을 이용하고 있다.

밟힘 횟수 취득부(104)는 차선(L) 상의 소정 위치(진입 측 차량 검지기(10A)(도 1)와 같은 위치)에 매설된 디딤판(10B)을 통해, 차량(A)에 의한 디딤판(10B)의 밟힘 횟수를 취득한다. 구체적으로는, 밟힘 횟수 취득부(104)는 진입 측 차량 검지기(10A)에 의한 차량(A)의 통과가 검지되고 있는 동안에 있어서의, 디딤판(10B)의 밟힘 횟수를 카운트한다. 밟힘 횟수 취득부(104)가 취득한 밟힘 횟수는 차량(A)의 실제의 차축 수를 나타내는 검출 값으로 된다.

또한, 제1 실시형태에 관한 차축 수 특정부(103)는 동일 타이어 판정부(103a)와 타이어 계수부(103b)를 구비하고 있다.

동일 타이어 판정부(103a)는 일정한 비율(30 프레임/초)로 취득되는 복수의 촬영 화상 중 하나의 촬영 화상에 포함되는 차량(A)의 타이어와 다른 촬영 화상에 포함되는 차량(A)의 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정한다.

타이어 계수부(103b)는 복수의 촬영 화상 각각에 포함되는 타이어의 수를 센다. 이 경우에 있어서, 타이어 계수부(103b)는 동일 타이어 판정부(103a)가 동일하다고 판정한 복수의 타이어에 대해서는 하나의 타이어로 간주하여 타이어의 수를 센다.

이하, 도 3에 나타내는 차종 판별 시스템(10)의 각종 기능 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.

(타이어 추출부의 기능)

도 4, 도 5는 각각 제1 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제1 도면, 제2 도면이다.

화상 취득부(101)는 촬영 장치(10C)에 의한 30 프레임/초의 연속 촬영 중에서, 차량(A)의 차체의 차선 방향에서의 상이한 일부(차선 방향에 관해 위치가 다른 부분)가 각각 촬영된 복수의 촬영 화상을 취득한다(본 실시형태에 있어서는, 각 촬영 화상에는 차량(A)의 차체 중 서로 중복하는 부분이 포함되어 있는 것으로 한다). 예를 들어, 화상 취득부(101)는 도 4에 나타내는 바와 같은 차량(A)의 일부가 촬영된 촬영 화상(D)을 취득한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D)에는, 「특대차」에 속하는 차량(A)(도 1, 도 2)의 차체의 일부를 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 경사져서 본 모양이 찍히고 있다. 타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D)과 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 차량(A)의 타이어 및 그 주변의 차체의 일부를 포함하는 타이어 함유 화상(T)을 추출한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 기억부(106)에는 복수의 참조 화상(Dref)이 미리 기억되어 있다. 참조 화상(Dref)은 촬영 장치(10C)와 동일한 촬영 방향, 촬영 조건으로 복수 종류의 차량별로 촬영된 복수의 촬영 화상이며, 적어도 각 차량의 타이어 및 그 주변의 차체의 일부를 포함하는 화상이다.

또한, 복수의 참조 화상(Dref)은 기억부(106)에 있어서, 차량의 차체에 있어서의 타이어의 부착 위치별(「1축째」인지 「2축째 이후」인지), 및 타이어의 구성별(「싱글 타이어」인지 「더블 타이어」인지)로 미리 분류되어 기억되어 있다.

타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D)(도 4)과 복수의 참조 화상(Dref)(도 5)과의 패턴 매칭 처리를 행한다. 타이어 추출부(102)가 행하는 패턴 매칭 처리는 각 참조 화상(Dref)을 템플레이트(template)로 하고, 촬영 화상(D) 중으로부터 당해 템플레이트(참조 화상(Dref))와의 「일치도」가 높은(소정의 판정 역치(TH)(후술) 이상으로 되는) 영역을 추출하는, 일반적인 화상 식별 기술에 기초하는 것이라도 좋다.

구체적으로는, 하나의 분류에 속하는 복수의 참조 화상(Dref)의 각 화상 상에 나타내진 공통하는 특징(예를 들어, 「타이어」의 사상으로서 공통하는 윤상(輪)의 도형 등)과 유사한 특징을 갖는 영역을, 촬영 화상(D) 중으로부터 탐색한다. 그때, 각각의 유사의 정도를 「일치도」로서 수치화하고, 촬영 화상(D) 중으로부터 당해 일치도가 소정의 판정 역치 이상으로 되는 영역을 추출한다.

타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D) 중 상기한 바와 같이 분류된 참조 화상(Dref)을 통해 일치도가 높은 영역을 타이어 함유 화상(T)으로서 추출한다.

또한, 타이어 추출부(102)는 타이어의 부착 위치별, 및 타이어의 구성별로 분류된 참조 화상(Dref) 중, 어느 쪽의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)에 기초하여 타이어 함유 화상(T)을 추출했는지에 기초하여, 당해 타이어 함유 화상(T)에 포함되는 타이어의 부착 위치 및 구성(싱글 타이어인지 더블 타이어인지)을 특정할 수 있다.

(차축 수 특정부의 기능)

도 6은 제1 실시형태에 관한 차축 수 특정부의 기능을 설명하는 도면이다.

타이어 추출부(102)는 화상 취득부(101)에 의해 취득된 복수의 촬영 화상(D)(D0, D1, …) 각각에 대해 상술한 패턴 매칭 처리를 행하여, 복수의 타이어 함유 화상(T)을 추출한다.

그리고, 차축 수 특정부(103)의 동일 타이어 판정부(103a)는 복수의 촬영 화상(D)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T) 각각에 포함되는 복수의 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정한다.

이하, 동일 타이어 판정부(103a)의 기능에 대하여 도 6을 참조하면서 순서를 따라 설명한다.

촬영 화상(D0)은 차선(L)을 주행하는 차량(A)이 촬영 장치(10C)의 촬영 범위 내에 들어간 직후에 취득된 촬영 화상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D0)에는, 차량(A)의 차체 전방 단부(-X 방향 측의 단부)의 일부가 포함되어 있지만, 차량(A)의 타이어 전체는 포함되어 있지 않다. 따라서 타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D0)에 대한 패턴 매칭 처리의 결과, 당해 촬영 화상(D0)으로부터 타이어 함유 화상(T)을 추출하지 않는다. 따라서 이 시점에서는, 타이어의 수는 카운트되지 않는다.

촬영 화상(D1)은 촬영 화상(D0)이 취득된 단계부터 차량(A)이 진행 방향 안쪽으로 추가로 주행한 소정 시간 경과 후에 취득된 촬영 화상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D1)에는 차량(A)의 1축째의 타이어 전체가 포함되어 있다. 따라서 타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D1)에 대한 패턴 매칭 처리의 결과, 당해 촬영 화상(D1)으로부터 1축째의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(T11)을 추출한다.

여기서, 타이어 함유 화상(T11)에 포함되는 타이어는 주행하는 차량(A)에 대해, 타이어 추출부(102)에 의해 처음으로 추출된 타이어이다. 따라서 타이어 계수부(103b)는 타이어 추출부(102)의 추출 결과인 타이어 함유 화상(T11)에 기초하여 차량(A)의 1축째의 타이어를 카운트한다.

촬영 화상(D2)은 촬영 화상(D1)이 취득된 단계부터 추가로 소정 시간 경과 후에 취득된 촬영 화상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D2)에는 촬영 화상(D1)과 같은 차량(A)의 1축째의 타이어 전체(및, 2축째의 타이어의 일부)가 포함되어 있다. 따라서 타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D2)에 대한 패턴 매칭 처리의 결과, 당해 촬영 화상(D2)으로부터 1축째의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(T21)을 추출한다(2축째의 타이어는 일부 깨지고 있기 때문에 추출되지 않는다).

여기서, 동일 타이어 판정부(103a)는 전회 취득한 촬영 화상(D1)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T11)과 금회 새롭게 취득한 촬영 화상(D2)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T21) 각각에 포함되는 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정한다.

구체적으로는, 동일 타이어 판정부(103a)는, 타이어 함유 화상(T21)이 추출된 시점에서 촬영 화상(D1)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T11)과 촬영 화상(D2)으로부터 추출된 T21과의 일치도를 산출한다.

각 타이어의 주변의 차체를 포함하는 타이어 함유 화상(T11)과 타이어 함유 화상(T21)과의 일치도가 소정의 판정 역치 이상으로 되는 경우에는, 동일 타이어 판정부(103a)는 타이어 함유 화상(T11), 타이어 함유 화상(T21) 각각에 포함되는 각 타이어가 동일 타이어라고 판정한다. 여기서, 타이어 함유 화상(T11), 타이어 함유 화상(T21) 각각에 포함되는 타이어는 실제로는 모두 차량(A)의 1축째의 타이어(동일 타이어)이다. 따라서 타이어 함유 화상(T11)과 타이어 함유 화상(T21)과의 일치도는 판정 역치 이상으로 되고, 그 결과, 동일 타이어 판정부(103a)는 타이어 함유 화상(T11)과 타이어 함유 화상(T21) 각각에 포함되는 타이어가 동일하다고 판정한다.

타이어 계수부(103b)는 타이어 함유 화상(T21)에 포함되는 타이어가 이미 계수 완료의 타이어(타이어 함유 화상(T11)에 포함되는 타이어)와 동일 타이어인 것으로 간주하고, 타이어 함유 화상(T21)에 기초하여 차량(A)의 타이어의 수를 카운트하지 않는다.

촬영 화상(D3)은 촬영 화상(D2)이 취득된 단계부터 추가로 소정 시간 경과 후에 취득된 촬영 화상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D3)에는 촬영 화상(D1, D2)과 같은 차량(A)의 1축째의 타이어 전체와 2축째의 타이어 전체가 포함되어 있다. 따라서 타이어 추출부(102)는 패턴 매칭 처리의 결과, 촬영 화상(D3)으로부터 1축째의 타이어, 2축째의 타이어 각각에 대응하는 2개의 타이어 함유 화상(T31, T32)을 추출한다.

동일 타이어 판정부(103a)는, 타이어 함유 화상(T31, T32)이 추출된 시점에서 전회 취득한 촬영 화상(D2)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T21)과 금회 새롭게 취득한 촬영 화상(D3)으로부터 추출된 T31, T32 와의 일치도를 산출한다.

여기서, 타이어 함유 화상(T21), 타이어 함유 화상(T31) 각각에 포함되는 타이어는 모두 차량(A)의 1축째의 타이어(동일의 타이어)이다. 따라서 타이어 함유 화상(T21)과 타이어 함유 화상(T31)과의 일치도는 판정 역치 이상으로 되고, 그 결과 동일 타이어 판정부(103a)는 타이어 함유 화상(T21)과 타이어 함유 화상(T31) 각각에 포함되는 타이어가 동일하다고 판정한다.

한편, 타이어 함유 화상(T32)에 포함되는 타이어는 차량(A)의 2축째의 타이어(타이어 함유 화상(T21)에 포함되는 타이어와는 다른 타이어)이다. 따라서 타이어 함유 화상(T21)과 타이어 함유 화상(T32)과의 일치도는 판정 역치 미만으로 되고, 그 결과 동일 타이어 판정부(103a)는 타이어 함유 화상(T21)과 타이어 함유 화상(T32) 각각에 포함되는 타이어는 동일하지 않다고 판정한다.

타이어 계수부(103b)는 타이어 함유 화상(T31)에 포함되는 타이어가 이미 계수 완료의 타이어(타이어 함유 화상(T21)에 포함되는 타이어)와 동일 타이어인 것으로 간주하고, 타이어 함유 화상(T31)에 기초하여 차량(A)의 타이어의 수를 카운트하지 않는다.

한편, 타이어 함유 화상(T32)에 포함되는 타이어는 지금까지 취득된 촬영 화상(D0∼D2)에 포함되는 타이어와는 다른 새로운 타이어이다. 따라서 타이어 계수부(103b)는 타이어 추출부(102)의 추출 결과인 타이어 함유 화상(T32)에 기초하여 차량(A)의 2축째의 타이어를 카운트한다.

촬영 화상(D4)은 촬영 화상(D3)이 취득된 단계부터 추가로 소정 시간 경과 후에 취득된 촬영 화상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D4)에는 2축째의 타이어 전체와 3축째의 타이어 전체가 포함되어 있다. 또한, 이 단계에서는, 차량(A)의 1축째의 타이어는 촬영 장치(10C)의 촬영 범위로부터 벗어나 있다. 따라서 타이어 추출부(102)는 패턴 매칭 처리의 결과, 촬영 화상(D4)으로부터 2축째의 타이어, 3축째의 타이어 각각에 대응하는 2개의 타이어 함유 화상(T41, T42)을 추출한다.

동일 타이어 판정부(103a)는, 타이어 함유 화상(T41, T42)이 추출된 시점에서 전회 취득한 촬영 화상(D3)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T31, T32)과 금회 새롭게 취득한 촬영 화상(D4)으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T41, T42)의 각 조합별의 일치도를 산출한다.

그 결과, 타이어 함유 화상(T31)과 타이어 함유 화상(T41, T42)과의 일치도는 모두 판정 역치 미만으로 되고, 동일 타이어 판정부(103a)는 타이어 함유 화상(T31)에 포함되는 타이어와 타이어 함유 화상(T41, T42) 각각에 포함되는 타이어가 동일하지 않다고 판정한다.

추가로, 타이어 함유 화상(T32)과 타이어 함유 화상(T41)과의 일치도는 판정 역치 이상, 타이어 함유 화상(T32)과 타이어 함유 화상(T42)과의 일치도는 판정 역치 미만으로 된다. 따라서 동일 타이어 판정부(103a)는, 타이어 함유 화상(T32)에 포함되는 타이어와 타이어 함유 화상(T41)에 포함되는 타이어는 동일하며, 또한 타이어 함유 화상(T32)에 포함되는 타이어와 타이어 함유 화상(T42)에 포함되는 타이어와는 동일하지 않다고 판정한다.

타이어 계수부(103b)는, 타이어 함유 화상(T41)에 포함되는 타이어가 이미 계수 완료의 타이어(타이어 함유 화상(T32)에 포함되는 타이어)와 동일의 타이어인 것으로 간주하고, 타이어 함유 화상(T41)에 기초하여 차량(A)의 타이어의 수를 카운트하지 않는다.

한편, 타이어 함유 화상(T42)에 포함되는 타이어는 지금까지 취득된 촬영 화상(D0∼D3)에 포함되는 타이어와는 다른 새로운 타이어이다. 따라서 타이어 계수부(103b)는 타이어 추출부(102)의 추출 결과인 타이어 함유 화상(T42)에 기초하여 차량(A)의 3축째의 타이어를 카운트한다.

동일 타이어 판정부(103a) 및 타이어 계수부(103b)는 이상의 처리를, 차량(A)의 주행 중에 취득되는 일련의 촬영 화상(D)(D0, D1, D2, …) 모두에 대해 실행함으로써, 차량(A)의 차축 수를 특정할 수 있다.

차축 수 특정부(103)는 차량(A)에 대한 차축 수의 특정 결과, 및 각 타이어의 구성(싱글 타이어인지 더블 타이어인지)에 대한 정보를 차종 구분 판별부(11)에 출력한다. 차종 구분 판별부(11)는 차축 수 특정부(103)로부터 취득한 각종 정보(차축 수 등)에 기초하여 차량(A)의 차종 구분을 판별하고, 당해 판별의 결과를 요금 자동 수수기(20)에 출력한다.

또한, 상술한 바와 같이, 촬영 장치(10C)는 주행하는 차량(A)의 차체 후단을 촬영할 수 있는 바와 같은 시야를 확보하기 위해, 차선(L)의 하류 측으로부터 상류 측을 향해, 차선 방향에 대해 경사하는 방향으로부터 촬영하는 것으로 하고 있다(도 2참조). 그러면, 동일 타이어라도 취득된 촬영 화상(D)에 있어서의 좌측 영역(촬영 장치(10C)와 촬영 대상과의 거리가 가까운 측)에서 찍힌 사상과 촬영 화상(D)에 있어서의 우측 영역(촬영 장치(10C)와 촬영 대상과의 거리가 먼 측)에서 찍힌 사상에서 타이어의 사상의 사이즈가 다르다.

그래서 동일 타이어 판정부(103a)는 복수의 타이어 함유 화상(T)에 포함되는 각 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정함에 있어서, 추출된 각 타이어 함유 화상(T)이 존재하는 촬영 화상(D) 상의 위치에 따라 당해 타이어 함유 화상(T)의 사이즈를 조정하는(정규화하는) 처리를 행한 후에, 일치도를 산출한다.

이렇게 함으로써, 촬영 화상(D) 상의 위치(영역)에 따른 타이어의 사상 사이즈의 변동 성분이 배제되기 때문에, 복수의 촬영 화상(D)에 포함되는 타이어가 동일 타이어인지 여부를 더욱 정밀도 좋게 판정할 수 있다.

또한, 동일 타이어 판정부(103a)의 처리는 상기 양태에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 관한 동일 타이어 판정부(103)는, 촬영 장치(10C)가 30 프레임/초의 프레임 레이트(frame rate)로 연속 촬상함으로써 취득된 복수의 촬영 화상(D) 중, 하나의 프레임에 취득된 촬영 화상(D)과 그 다음의 프레임에 취득된 촬영 화상(D)을 비교하고, 각각으로부터 추출된 타이어 함유 화상(T)의 화상 상의 위치가 중첩되어 있는 경우는, 당해 타이어 함유 화상(T)에 포함되는 각 타이어가 동일 타이어라고 판정하도록 해도 좋다.

(패턴 매칭 처리 학습부의 기능)

도 7은 제1 실시형태에 관한 패턴 매칭 처리 학습부의 기능을 설명하는 도면이다.

도 7에 나타내는 그래프는 타이어 추출부(102)의 패턴 매칭 처리에 의해 산출된, 촬영 화상(D)(도 4)과 참조 화상(Dref)(도 5)과의 일치도(종축)를, 연속하여 취득된 복수의 촬영 화상(D) 각각(횡축)에 대해 나타내고 있다.

패턴 매칭 처리 학습부(105)는, 밟힘 횟수 취득부(104)가 취득한 밟힘 횟수와 차축 수 특정부(103)가 특정한 차량(A)의 차축 수의 특정 결과에 기초하여, 타이어 추출부(102)의 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정한다.

여기서, 먼저 도 2를 참조하면서, 「대형차」(또는, 「특대차」)에 속하는 차량(A)이 요금 수수 설비(1)에 진입한 경우에 있어서의 차종 판별 시스템(10)의 처리 흐름을 설명한다.

상술한 바와 같이, 차량(A)의 운전 좌석이 요금 자동 수수기(20)에 도달한 단계에 있어서, 차량(A)의 차체의 진행 방향 앞쪽의 일부는 디딤판(10B)의 위를 통과하고 있지 않은 상태로 있다. 그러나 촬영 장치(10C)는 디딤판(10B)보다도 상류 측(진행 방향 앞쪽)의 소정 범위를 촬영 가능하게 설치되어 있기 때문에, 화상 취득부(101)는 디딤판(10B) 상을 통과하기 전의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 취득할 수 있다. 따라서 동 단계에 있어서, 차축 수 특정부(103)는 취득된 촬영 화상에 기초하여 차량(A)의 차축 수를 특정할 수 있고, 또한 차종 구분 판별부(11)는 당해 특정된 차축 수에 기초하여 차량(A)의 차종 구분을 판별할 수 있다.

요금 자동 수수기(20)에 의한 요금 수수 처리가 완료된 후, 차량(A)은 요금 수수 설비(1)로부터 퇴출하기 위해, 차선(L)의 하류 측(진행 방향 안쪽)을 향해 주행한다. 여기서, 밟힘 횟수 취득부(104)는 요금 수수 처리 완료 후에 있어서의 차량(A)의 진행 방향 안쪽으로의 주행 시, 차량(A)의 차체 후방 단부(+X 방향 측의 단부)가 진입 측 차량 검지기(10A)를 통과 완료할 때까지의 동안에 디딤판(10B)이 밟혔던 횟수를 취득한다. 즉, 밟힘 횟수 취득부(104)는 요금 자동 수수기(20)에 의한 요금 수수 처리의 완료 후에 있어서, 차량(A)의 실제의 차축 수를 나타내는 검출 값인 디딤판(10B)의 밟힘 횟수를 취득한다.

여기서, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는, 차축 수 특정부(103)가 특정한 차축 수의 특정 결과(즉, 패턴 매칭 처리에 기초하여 취득된 차축 수의 특정 결과)와 차량(A)의 차체 후단이 진입 측 차량 검지기(10A)를 퇴출한 후에 취득된 밟힘 횟수(즉, 차량(A)의 실제의 차축 수)를 비교한다. 비교의 결과, 차축 수 특정부(103)에 의한 차축 수의 특정 결과가 밟힘 횟수 취득부(104)에 의한 밟힘 횟수와 일치하고 있었던 경우에는, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 당해 차축 수 특정부(103)에 의한 차축 수의 특정 결과가 정확하고, 타이어 추출부(102)에 의한 패턴 매칭 처리에 타이어의 오추출 또는 추출의 누락이 없었던 것으로 판단한다. 따라서 이 경우, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 타이어 추출부(102)에 대해, 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정하는 처리(판정 역치(TH)를 변경하는 처리)를 행하지 않는다.

한편, 상기 비교의 결과, 차축 수 특정부(103)에 의한 차축 수의 특정 결과가 밟힘 횟수 취득부(104)에 의한 밟힘 횟수보다도 적었던 경우에는, 타이어 추출부(102)에 의한 패턴 매칭 처리에 타이어의 추출의 누락이 있었던 것이 상정된다. 따라서 이 경우, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 타이어 추출부(102)에 대해, 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정한다.

여기서, 예를 들어 실제의 차축 수가 "4"인 차량(A)에 대한 일련의 촬영 화상(D)(D0, D1, D2, …)에 대한 패턴 매칭 처리의 결과, 각 촬영 화상(D)과 참조 화상(Dref)과의 일치도가 도 7에 나타내는 바와 같이 산출된 경우를 생각한다.

도 7에 의하면, 각 촬영 화상(D)에 찍힌 차량(A)의 1축째, 2축째 및 4축째의 타이어에 대해서는 참조 화상(Dref)과의 일치도가 판정 역치(TH)를 상회하고, 차량(A)의 3축째의 타이어에 대해서는 참조 화상(Dref)과의 일치도가 판정 역치(TH)를 하회하고 있다. 이 경우, 타이어 추출부(102)는 각 촬영 화상(D)으로부터 1축째, 2축째 및 4축째의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(T)(도 4)을 추출하지만, 3축째의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(T)을 추출하지 않는다. 그 결과, 차축 수 특정부(103)는 차량(A)의 실제의 차축 수는 "4"임에도 불구하고 차축 수를 "3"으로 특정한다.

한편, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 차량(A)의 요금 수수 설비(1)로부터의 퇴출 시에 있어서, 밟힘 횟수 취득부(104)를 통해, 밟힘 횟수 "4"를 취득한다. 이 시점에서, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 타이어 추출부(102)에 의한 패턴 매칭 처리의 결과에 기초하는 차축 수의 특정 결과 "3"이 실제의 차축 수를 나타내는 밟힘 횟수 "4"보다도 작은 것을 파악한다. 이 결과를 받아, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 차량(A)에 대한 일련의 촬영 화상(D) 중으로부터 타이어 함유 화상(T)의 추출 누락이 발생하고 있는 것으로 판단하고, 타이어 추출부(102)에 의한 패턴 매칭 처리의 판정에 이용되는 판정 역치(TH)의 인하를 행한다. 이에 의해, 일련의 촬영 화상(D) 중으로부터 타이어 함유 화상(T)이 추출되기 쉬워지기(이 예에서는, 3축째의 타이어가 정확하게 추출되기 쉬워지기) 때문에, 패턴 매칭 처리의 최적화가 도모된다.

또한, 타이어 추출부(102)에 의한 패턴 매칭 처리의 결과에 기초하는 차축 수의 특정 결과가 실제의 차축 수(밟힘 횟수)보다도 컸던 경우에는, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 타이어 함유 화상(T)의 오추출이 발생하고 있는 것으로 판단하고, 패턴 매칭 처리의 판정에 이용되는 판정 역치(TH)의 인상을 행한다.

한편, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 과거에 요금 수수 설비(1)를 주행한 복수의 차량에 대한 차축 수에 관한 정보를 축적하고, 이들을 총합적으로 고려하여 판정 역치(TH)를 조정한다. 구체적으로는, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과와 실제의 차축 수(밟힘 횟수)와의 상위(相違)의 정도를 과거에 주행한 복수의 차량에 대해 산출하고, 축적한다. 그리고, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과가 실제의 차축 수(밟힘 횟수)를 하회하는 빈도가 높은 경우에는 판정 역치(TH)를 인상한다. 또한, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과가 실제의 차축 수(밟힘 횟수)를 상회하는 빈도가 높은 경우에는 판정 역치(TH)를 인하한다.

이에 의해, 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과가 실제의 차축 수(밟힘 횟수)와 상이한 정도가 최소로 되도록, 판정 역치(TH)의 최적화가 도모된다.

또한, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는 일치도가 낮았던 타이어 함유 화상(T)(조정 처리 전의 판정 역치(TH)에 못 미치는 타이어 함유 화상(T))을 새로운 참조 화상(Dref)으로서 기억부(106)에 추가하는 처리를 행한다. 이렇게 함으로써, 다음에 동종의 차량(A)이 주행한 때에, 새롭게 추가된 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 통해, 타이어 함유 화상(T)을 정확하게 추출할 수 있다.

이러한 패턴 매칭 처리 학습부(105)의 처리에 의하면, 패턴 매칭 처리에 사용하는 참조 화상(Dref)을 효율 좋게 수집할 수 있다.

또한, 상기 「판정 조건을 조정한다」란, 구체적으로는, 「판정 역치(TH)의 인하 또는 인상을 행한다」는 것, 및 「일치도가 판정 역치(TH)에 못 미치는 타이어 함유 화상(T)을 새로운 참조 화상(Dref)으로서 기억부(106)에 추가한다」 는 것의 적어도 어느 한쪽을 의미하는 것으로 한다.

(작용 효과)

이상, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 화상 취득부(101)는 차량(A)의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해, 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 타이어를 포함하는 촬영 화상(D)을 촬영 가능한 촬영 장치(10C)로부터 당해 촬영 화상(D)을 취득한다. 또한, 타이어 추출부(102)는 취득된 촬영 화상(D)과 복수의 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행하여 촬영 화상(D)에 포함되는 타이어를 추출한다. 그리고, 차축 수 특정부(103)는 타이어 추출부(102)에 의한 타이어의 추출 결과에 기초하여 차량(A)의 차축 수를 특정한다.

이렇게 함으로써, 차종 판별 시스템(10)은 차량(A)의 운전 좌석이 요금 자동 수수기(20)에 도달하기 전의 단계에서, 당해 차량(A)의 차체 후방 단부까지의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 취득할 수 있다. 따라서 차량(A)의 운전 좌석이 요금 자동 수수기(20)에 도달한 단계에서, 차종 판별 시스템(10)은 취득된 촬영 화상에 기초하여 차량(A)의 차축 수를 특정할 수 있고, 추가로 당해 특정된 차축 수에 기초하여 차량(A)의 차종 구분을 판별할 수 있다.

또한, 차종 판별 시스템(10)은 차량(A)이 찍힌 촬영 화상(D)과 미리 준비된 화상으로서 복수의 차량의 타이어 주변이 찍힌 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리에 기초하여 차량(A)의 타이어의 수(즉, 차축 수)를 특정한다. 따라서 촬영 화상(D)으로부터 차량(A)의 차축 수를 고정밀도로 특정할 수 있다.

이상으로부터, 차종 판별 시스템(10)은 충분한 설치 공간을 확보할 수 없는 장소에도 설치 가능하며, 또한 주행하는 차량의 차종 구분을 상세히 판별할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 밟힘 횟수 취득부(104)는 디딤판(10B)을 통해, 차선(L)을 주행하는 차량(A)에 의한 디딤판(10B)의 밟힘 횟수를 취득한다. 그리고, 패턴 매칭 처리 학습부(105)는, 취득된 밟힘 횟수와 차축 수 특정부(103)가 특정한 차축 수의 특정 결과에 기초하여, 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정한다.

촬영 화상끼리의 패턴 매칭 처리는 대비하는 촬영 화상에 따라서는 타이어의 추출 결과에 오차(오추출, 추출 누락)가 발생하는 것이 상정된다. 그러나 이렇게 함으로써, 패턴 매칭 처리에 기초하는 차축 수의 특정 결과와 실제의 차축 수가 일치하도록, 패턴 매칭 처리가 최적화되기 때문에, 차축 수를 한층 고정밀도로 특정할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 차축 수 특정부(103)는 복수의 촬영 화상(D)의 각각에 포함되는 타이어의 수를 세는 타이어 계수부(103b)와 복수의 촬영 화상(D) 중 하나의 촬영 화상(D)에 포함되는 타이어와 다른 촬영 화상(D)에 포함되는 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정하는 동일 타이어 판정부(103a)를 갖는다. 그리고, 타이어 계수부(103b)는 동일 타이어 판정부(103a)가 동일이라고 판정한 복수의 타이어에 대해서는 하나의 타이어로 간주하여 타이어의 수를 센다.

이렇게 함으로써, 차량(A)의 차체 전체가 하나의 촬영 화상(D)의 촬영 범위 내에 수용되지 않는 바와 같은 경우라도, 연속 촬영에 의해 복수의 촬영 화상(D)을 취득함으로써, 주행 중인 차량(A)의 모든 타이어를 사상으로서 포착할 수 있다. 이에 의해, 차량의 타이어의 수를 정밀도 좋게 특정할 수 있다. 또한, 복수의 촬영 화상(D)에 걸쳐 찍힌 타이어가 동일 타이어였던 경우에는, 타이어의 수를 중복하여 세지 않도록 하기 때문에, 차량(A)의 타이어의 수를 한층 정밀도 좋게 특정할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 타이어 추출부(102)는 싱글 타이어인지 더블 타이어인지의 구성별로 분류된 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

이렇게 함으로써, 패턴 매칭 처리에 있어서, 싱글 타이어, 더블 타이어의 어느 쪽의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)에 기초하여 추출된 타이어(타이어 함유 화상(T))인지를 참조함으로써, 차량(A)의 타이어의 구성이 싱글 타이어인지 더블 타이어인지를 판별할 수 있다. 따라서 차종 구분을 판별하기 위한 정보로서, 차축 수뿐만 아니라, 차량(A)이 갖는 타이어의 구성(싱글 타이어인지 더블 타이어인지)을 취득할 수 있기 때문에, 한층 정밀도 좋게 차종 구분을 판별할 수 있다.

이상, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 대해 상세히 설명했지만, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)의 구체적인 양태는 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 설계 변경 등을 더하는 것은 가능하다.

예를 들어, 제1 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 상술한 바와 같이, 취득된 촬영 화상(D)에 있어서의 좌측 영역과 우측 영역에서 촬영 화상(D)에 있어서의 타이어의 사상의 사이즈가 다르다(도 6 등을 참조).

따라서 다른 실시형태에 관한 복수의 참조 화상(Dref)은 기억부(106)에 있어서, 촬영 화상(D)에 있어서의 소정의 영역별로 미리 분류되어 기억되어 있어도 좋다. 구체적으로는, 참조 화상(Dref)은 「화상 우측」, 「화상 중앙」, 「화상 좌측」 등으로 분류된다. 이 경우, 타이어 추출부(102)는, 예를 들어 촬영 화상(D) 중 좌측의 소정 영역(좌측1/3)에 속하는 화상에 대해서는, 「화상 좌측」으로 분류된 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

이렇게 함으로써, 취득된 촬영 화상(D)에 있어서의 좌측 영역, 중앙 영역, 우측 영역 각각에 대해, 촬영된 타이어의 사상의 사이즈에 따른 적절한 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는, 복수의 촬영 화상(D) 각각에는 차량(A)의 차체 중 서로 중복하는 부분이 포함되어 있는 것으로서 설명했지만, 다른 실시형태에 있어서는 이에 한정되지 않는다. 즉, 다른 실시형태에 있어서는, 복수의 촬영 화상(D)은 차량(A)의 차체 중 중복하는 부분을 서로 포함하지 않도록 취득되는 양태라도 좋다.

<제2 실시형태>

이하, 제2 실시형태에 관한 차종 판별 시스템에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하면서 설명한다.

(촬영 장치의 구조)

도 8은 제2 실시형태에 관한 촬영 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에 관한 촬영 장치(10C)는 카메라 본체부(10C1)와, 수용 케이스(10C2)와, 원통형 렌즈(10C3)를 갖고 구성된다.

카메라 본체부(10C1)는 렌즈를 통해 집광된 외광(外光)에 기초하여 소정의 촬영 범위를 포함하는 촬영 화상(D)(도 4)을 취득하는 일반적인 카메라이다.

수용 케이스(10C2)는 카메라 본체부(10C1)의 통체(筐) 전체를 덮도록 설치된 케이스로서, 옥외에 설치되는 카메라 본체부(10C1)를 분진(먼지)이나 빗방울 등으로부터 보호할 목적으로 설치된다.

원통형 렌즈(10C3)는 수용 케이스(10C2)에 설치된 렌즈이다. 원통형 렌즈(10C3)는 수용 케이스(10C2)에 있어서의, 카메라 본체부(10C1)의 광축(R)(촬영 방향(N)) 상에 설치되어, 높이 방향(±Z 방향)을 축으로 하는 오목형 만곡면을 갖고 있다.

카메라 본체부(10C1)는 수용 케이스(10C2)에 설치된 원통형 렌즈(10C3)를 통해 외부로부터의 광을 집광함으로써, 촬영 범위(화각)를 수평 방향으로 광각화시킬 수 있다. 이에 의해, 카메라 본체부(10C1)는 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 차체의 차선 방향에서의 전부가 포함되는 범위를 촬영 가능하게 된다.

(타이어 추출부의 기능)

도 9, 도 10은 각각 제2 실시형태에 관한 타이어 추출부의 기능을 설명하는 제1 도면, 제2 도면이다.

제2 실시형태에 있어서, 촬영 장치(10C)는, 예를 들어 진입 측 차량 검지기(10A)로부터의 검지 신호에 기초하여, 차량(A)이 차선 방향에 있어서의 진입 측 차량 검지기(10A)의 위치에 도달한 타이밍에서 1회만 촬영을 실행한다. 여기서, 도 9는 상기 타이밍에 있어서의 1회의 촬영으로 취득된 촬영 화상(D')의 예를 나타내고 있다.

제2 실시형태에 관한 화상 취득부(101)는 원통형 렌즈(10C3)(도 8)를 갖고 화각이 수평 방향으로 광각화된 촬영 장치(10C)로부터 촬영 화상(D')을 취득한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 촬영 화상(D')에는, 「특대차」에 속하는 차량(A)의 차체의 차선 방향에 있어서의 차체 전방 단부(-X 방향 측의 단부)로부터 차체 후방 단부(+X 방향 측의 단부)까지의 전부가 포함되어 촬영되고 있다. 즉, 카메라 본체부(10C1)가 원통형 렌즈(10C3)를 통해 차량(A)을 촬영함으로써, 당해 차량(A)의 사상이 수평 방향으로 압축되어 찍힌 촬영 화상(D')을 얻을 수 있다. 이에 의해, 차장(d2)(도 2)이 가장 긴 「특대차」의 차량(A)이라도 하나의 촬영 화상(D')의 촬영 범위 내에 당해 차량(A)의 차선 방향에 있어서의 차체 전체를 포함할 수 있다.

타이어 추출부(102)는 제1 실시형태와 마찬가지로 차량(A)의 차체 전체가 찍힌 하나의 촬영 화상(D')과 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 차량(A)의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(T)을 추출한다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 기억부(106)에는 복수의 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3)이 미리 기억되어 있다. 참조 화상(Dref)은 촬영 장치(10C)와 같은 촬영 방향, 촬영 조건으로 복수 종류의 차량별로 촬영된 복수의 촬영 화상으로서, 적어도 각 차량의 타이어 및 그 주변의 차체의 일부를 포함하는 화상이다.

또한, 제2 실시형태에 관한 복수의 참조 화상(Dref)은 기억부(106)에 있어서, 인접 타이어 수 별(「1축」, 「2축 인접」 또는 「3축 인접」)로 미리 분류되어 기억되어 있다.

여기서, 「1축」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref1)은 차량(A)에 있어서, 차선 방향으로 인접하는 타이어가 존재하지 않는 단일의 타이어만을 포함하는 촬영 화상이다. 또한, 「2축 인접」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref2)은 차량(A)에 있어서, 차선 방향으로 2개 인접하여 설치된 타이어군을 포함하는 촬영 화상이다. 마찬가지로, 「3축 인접」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref3)은 차량(A)에 있어서, 차선 방향으로 3개 인접하여 설치된 타이어군을 포함하는 촬영 화상이다.

타이어 추출부(102)는 하나의 촬영 화상(D')(도 9)과 복수의 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3)과의 패턴 매칭 처리를 거쳐, 당해 촬영 화상(D')에 포함되는 모든 타이어(타이어 함유 화상(T))를 추출한다. 구체적으로는, 타이어 추출부(102)는 촬영 화상(D')과 인접 타이어 수 별로 분류된 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3)과의 패턴 매칭 처리를 통해, 일치도가 높은 영역을 타이어 함유 화상(T)(Ta, Tb, Tc)으로서 추출한다(도 9참조).

또한, 타이어 추출부(102)는 인접 타이어 수 별로 분류된 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3) 중, 어느 쪽의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)에 기초하여 각 타이어 함유 화상(T)(Ta, Tb, Tc)을 추출했는지에 기초하여, 각 타이어 함유 화상(T)의 각각에 포함되는 타이어의 수를 특정할 수 있다.

예를 들어, 도 9에 나타내는 예에서는, 타이어 추출부(102)는 패턴 매칭 처리를 거쳐, 「1축」에 속하는 참조 화상(Dref1)과 일치도가 높은 영역으로서, 촬영 화상(D')으로부터 타이어 함유 화상(Ta, Tb)을 추출한다. 마찬가지로, 타이어 추출부(102)는 패턴 매칭 처리를 거쳐, 「2축 인접」에 속하는 참조 화상(Dref2)과 일치도가 높은 영역으로서, 촬영 화상(D')으로부터 타이어 함유 화상(Tc)을 추출한다.

제2 실시형태에 관한 차축 수 특정부(103)(타이어 계수부(103b))는 타이어 추출부(102)에 의한 추출 결과에 기초하여, 하나의 촬영 화상(D')에 포함되는 모든 타이어의 수를 센다. 도 9에 나타내는 예에서는, 타이어 계수부(103b)는 하나의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(Ta, Tb)과 2개의 타이어를 포함하는 타이어 함유 화상(Tc)을 참조하고, 각 타이어 함유 화상(Ta, Tb, Tc)에 포함되는 타이어의 수를 합계함으로써, 차량(A)의 차축 수를 "4"를 특정한다.

(작용 효과)

이상, 제2 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 화상 취득부(101)는 원통형 렌즈(10C3)(도 8)를 갖고 차량(A)의 차체의 차선 방향에서의 전부가 포함되는 범위를 촬영 가능하게 된 촬영 장치(10C)로부터 하나의 촬영 화상(D')(도 9)을 취득한다. 그리고, 타이어 추출부(102)는 하나의 촬영 화상(D')에 포함되는 타이어를 추출하고, 차축 수 특정부(103)는 타이어 추출부(102)에 의한 타이어의 추출 결과에 기초하여, 하나의 촬영 화상(D')에 포함되는 모든 타이어의 수를 센다.

이렇게 함으로써, 차종 판별 시스템(10)은 1회의 촬영으로 취득된 하나의 촬영 화상(D')에만 기초하여, 차량(A)의 모든 타이어의 수(차축 수)를 특정할 수 있다. 따라서 차축 수의 특정에 요하는 처리, 및 차종 구분의 판별 처리를 간소화 및 고속화할 수 있다.

또한, 일반적인 카메라(카메라 본체부(10C1))와 원통형 렌즈(10C3)를 조합하여 이용함으로써, 특수한 사양의 카메라를 이용하지 않는 간소한 구성으로 차량(A)의 차체 전체를 포함하는 촬영 화상(D')을 취득할 수 있다. 따라서 차종 판별 시스템(10)의 제조 비용을 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 의하면, 타이어 추출부(102)는 인접 타이어 수 별로 분류된 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3)과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

여기서, 원통형 렌즈(10C3)에 의해 차량(A)의 사상을 수평 방향으로 압축하여 촬영한 경우, 차량(A)의 사상의 일부(특히 차체 후방 단부 측)가 명료하게 찍히지 않는 것이 상정된다. 그러면, 사상이 수평 방향으로 압축되어 찍힌 촬영 화상(D')으로부터 「2축 인접」, 「3축 인접」 등 인접하여 설치된 복수의 타이어를 하나하나 정밀도 좋게 추출하는 것이 곤란하게 되는 경우가 상정된다.

그래서 본 실시형태처럼 「2축 인접」, 「3축 인접」으로 하여 설치된 2개 또는 3개의 타이어군이 포함되는 참조 화상(Dref)(Dref1, Dref2, Dref3)을 미리 준비하는 동시에 촬영 화상(D')에 대해 당해 참조 화상(Dref)을 대비의 대상으로 하는 패턴 매칭 처리를 행한다. 이렇게 함으로써, 「2축 인접」, 「3축 인접」으로 하여 설치된 타이어군을 그 분류 단위로 촬영 화상(D')으로부터 정밀도 좋게 추출할 수 있다. 따라서 하나의 촬영 화상(D')에 기초하는 차량(A)의 차축 수의 특정 정밀도를 높일 수 있다.

(제2 실시형태의 변형예)

이상, 제2 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)에 대해 상세히 설명했지만, 제2 실시형태에 관한 차종 판별 시스템(10)의 구체적인 양태는 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 설계 변경 등을 더하는 것은 가능하다.

도 11은 제2 실시형태의 변형예에 관한 차축 수 특정부의 기능을 설명하는 도면이다.

본 변형예에 관한 타이어 추출부(102)는 제2 실시형태와 마찬가지로 차량(A)의 차체 전체가 찍힌 하나의 촬영 화상(D')과 미리 기억부(106)에 기억된 복수의 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행한다.

한편, 본 변형예에 관한 참조 화상(Dref)은, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 복수 종류의 차량의 실제의 차축 수별(「2축 차」, 「3축 차」, 「4축 차」, 「5축 차」), 및 각 차량의 차체에 있어서의 부착 위치별(「1축째」, 「2축째」, …)로 분류되어 미리 기억부(106)에 기억된다.

여기서, 예를 들어 「2축 차의 1축째」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)은 실제의 차축 수가 "2"인 차량의 1축째에 속하는 타이어만을 포함하는 촬영 화상이다. 또한, 「2축 차의 2축째」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)은 실제의 차축 수가 "2"인 차량의 2축째에 속하는 타이어만을 포함하는 촬영 화상이다. 또한, 「3축 차의 1축째」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)은 실제의 차축 수가 "3"인 차량의 1축째에 속하는 타이어만을 포함하는 촬영 화상이다.

마찬가지로, 예를 들어 「4축 차의 3ㆍ4축째」의 분류에 속하는 참조 화상(Dref)은 실제의 차축 수가 "4"인 차량에 있어서, 2개 인접하여 설치된 3ㆍ4축째의 타이어군을 포함하는 촬영 화상이다.

타이어 추출부(102)는 차량(A)의 차체 전체가 찍힌 하나의 촬영 화상(D')(도 9)에 대해, 상기와 같은 각 분류별로 기억된 복수의 참조 화상(Dref) 각각에 대한 패턴 매칭 처리를 행한다. 그리고, 타이어 추출부(102)는 각 참조 화상(Dref)과 촬영 화상(D') 중 당해 참조 화상(Dref)에 상당하는 영역과의 일치도를 각 참조 화상(Dref)의 상기 분류별로 취득한다(도 11 참조).

그리고, 본 변형예에 관한 차축 수 특정부(103)는 높은 일치도를 얻을 수 있었던 참조 화상(Dref)의 분류에 기초하여, 촬영 화상(D')에 찍힌 차량(A)의 차축 수를 특정한다.

구체적으로는, 타이어 추출부(102)는, 예를 들어 도 9에 예시하는 촬영 화상(D')에 대해, 각 분류별의 참조 화상(Dref)과의 패턴 매칭 처리를 행한다. 그 결과, 예를 들어 촬영 화상(D')으로부터 「4축 차의 1축째」, 「4축 차의 2축째」, 「4축 차의 3ㆍ4축째」, 「5축 차의 1축째」 및 「5축 차의 2축째」에 속하는 참조 화상(Dref)과의 일치도가 높은 영역이 추출되었다로 한다(도 11).

이 경우, 차축 수 특정부(103)는 취득된 촬영 화상(D')과 높은 일치도를 갖는 참조 화상(Dref)이 「4축 차」의 분류 중으로부터 가장 많이 얻을 수 있었던 것을 참조하여, 촬영 화상(D')에 찍힌 차량(A)의 차축 수를 "4"로 특정한다.

이상과 같이, 차종 판별 시스템(10)은 참조 화상(Dref)을 복수 종류의 차량의 실제의 차축 수별로 분류하는 동시에, 취득된 촬영 화상(D')이 어느 쪽의 참조 화상(Dref)과의 일치도가 높은지에 기초하여, 차량(A)의 차축 수를 특정해도 좋다.

또한, 이 경우에 있어서, 차축 수 특정부(103)는 패턴 매칭 처리를 통해 실제로 촬영 화상(D')으로부터 추출된 타이어의 수와 높은 일치도를 갖는 참조 화상(Dref)을 가장 많이 얻을 수 있었던 분류 「n축 차」의 "n"(n=2, 3, 4, …)을 비교하여, "n" 쪽이 큰 경우에는, 차량(A)의 차축 수를 "n"으로 특정한다. 이렇게 함으로써, 패턴 매칭 처리를 통해 촬영 화상(D')으로부터 모든 타이어를 정확하게 추출할 수 없었던 경우라도 차량(A)의 차축 수를 정확하게 취득할 수 있다.

단, 패턴 매칭 처리를 통해 촬영 화상(D')으로부터 추출된 타이어의 수에 비해 상기 "n" 값이 작은 경우는, (n축 차인) 차량(A)이 추가로 피견인차를 견인하고 있을 가능성이 생각된다. 그 때문에, 이 경우는, 차축 수 특정부(103)는 참조 화상(Dref)의 분류(「n축 차」)에 의해 특정되는 차축 수("n")는 아니고, 패턴 매칭 처리에 의해 실제로 추출한 타이어 수를 차량(A)의 차축 수로서 특정하는 것으로 한다.

또한, 제2 실시형태에 관한 촬영 장치(10C)는 일반적인 카메라(카메라 본체부(10C1))에 원통형 렌즈(10C3)를 조합하여 화각을 광각화시키는 것으로서 설명했지만, 다른 실시형태에 있어서는 이 양태에 한정되지 않는다.

예를 들어, 촬영 장치(10C)는 카메라 본체부(10C1) 자신이 전용 광각 렌즈를 구비하는 양태라도 좋다.

또한, 제2 실시형태에 관한 촬영 장치(10C)는, 원통형 렌즈(10C3)가 수용 케이스(10C2)에 부착되는 양태로서 설명했지만, 다른 실시형태에 있어서는 이 양태에 한정되지 않는다.

예를 들어, 원통형 렌즈(10C3)는 수용 케이스(10C2)의 내측 또는 외측에 별도 설치되는 양태라도 좋다.

또한, 상술의 원통형 렌즈(10C3)는 차선(L)의 차선 방향으로 시야를 확대 가능한 광학 소자로서의 일 양태에 지나지 않으며, 다른 실시형태에 있어서는 이 양태에 한정되지 않는다. 다른 실시형태에 관한 상기 광학 소자는, 예를 들어 볼록 거울이라도 좋다. 이 경우, 촬영 장치(10C)는 당해 볼록 거울에서 반사된 광을 받아들여 촬영을 행한다.

또한, 제2 실시형태(및 그 변형예)에 관한 차종 판별 시스템(10)은 제1 실시형태와 같은 학습 기능(밟힘 횟수 취득부(104) 및 패턴 매칭 처리 학습부(105))을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 제2 실시형태(및 그 변형예)에 관한 차종 판별 시스템(10)에 있어서, 제1 실시형태와 마찬가지로 참조 화상(Dref)이 추가로 타이어의 구성별(싱글 타이어인지 더블 타이어인지)로 분류되어 있어도 좋다.

또한, 상술의 각 실시형태에 있어서는, 차종 판별 시스템(10)의 주 제어 장치(10D)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어 들여, 실행함으로써 각종 처리를 행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 상술한 주 제어 장치(10D)의 각종 처리의 과정은 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 읽어내어 실행함으로써 상기 각종 처리가 행해진다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전송하고, 이 전송을 받은 컴퓨터가 당해 프로그램을 실행하도록 해도 좋다.

또한, 주 제어 장치(10D)는, 각종 기능 구성이 단일의 장치 통체에 수용되는 양태에 한정되지 않고, 주 제어 장치(10D)가 갖는 각종 기능 구성이 네트워크에서 접속되는 복수의 장치에 걸쳐서 구비되는 양태라도 좋다.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함되는 것으로 한다.

(산업상 이용가능성)

상술의 차축 수 검출 장치, 차종 판별 시스템, 차축 수 검출 방법 및 프로그램에 의하면, 충분한 설치 공간을 확보할 수 없는 장소에도 설치 가능하며, 또한 주행하는 차량의 차축 수를 특정할 수 있다.

1: 요금 수수 설비
10: 차종 판별 시스템
10A: 진입 측 차량 검지기
10B: 디딤판
10C: 촬영 장치
10C1: 카메라 본체부
10C2: 수용 케이스
10C3: 원통형 렌즈
10D: 주 제어 장치
100: 차축 수 검출 장치
101: 화상 취득부
102: 타이어 추출부
103: 차축 수 특정부
103a: 동일 타이어 판정부
103b: 타이어 계수부
104: 밟힘 횟수 취득부
105: 패턴 매칭 처리 학습부
106: 기억부
11: 차종 구분 판별부
20: 요금 자동 수수기
40: 발진 제어기
50: 발진 측 차량 검지기
L: 차선
A: 차량
I: 아일랜드
d1: 간격
d2: 차장
N: 촬영 방향
R: 광축
D: 촬영 화상
T: 타이어 함유 화상
TH: 판정 역치

Claims (10)

1. 차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 화상 취득부와,
   상기 화상 취득부가 취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 타이어 추출부와,
   상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 차축 수 특정부
   를 구비하는 차축 수 검출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차량이 주행하는 차선의 소정 위치에 매설된 디딤판을 통해, 당해 차선을 주행하는 차량에 의한 상기 디딤판의 밟힘 횟수를 취득하는 밟힘 횟수 취득부와,
   상기 밟힘 횟수 취득부가 취득한 상기 밟힘 횟수와 상기 차축 수 특정부가 특정한 차축 수의 특정 결과에 기초하여, 상기 패턴 매칭 처리에 이용하는 판정 조건을 조정하는 패턴 매칭 처리 학습부
   를 추가로 구비하는 차축 수 검출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 화상 취득부는 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 상이한 일부가 각각 촬영된 복수의 촬영 화상을 취득하고,
   상기 타이어 추출부는 복수의 촬영 화상 각각에 포함되는 상기 타이어를 추출하고,
   상기 차축 수 특정부는,
   복수의 상기 촬영 화상 각각에 포함되는 타이어의 수를 세는 타이어 계수부와,
   하나의 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어와 다른 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어가 동일 타이어인지 여부를 판정하는 동일 타이어 판정부를 갖고,
   상기 타이어 계수부는 상기 동일 타이어 판정부가 동일이라고 판정한 복수의 타이어에 대해서는 하나의 타이어로 간주하여 상기 타이어의 수를 세는
   차축 수 검출 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 화상 취득부는 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 전부가 촬영된 하나의 촬영 화상을 취득하고,
   상기 타이어 추출부는 상기 하나의 촬영 화상에 포함되는 상기 타이어를 추출하고,
   상기 차축 수 특정부는 상기 하나의 촬영 화상에 포함되는 모든 타이어의 수를 세는 타이어 계수부를 갖는
   차축 수 검출 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 타이어 추출부는 인접 타이어 수 별로 분류된 상기 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하는
   차축 수 검출 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 화상 취득부는 차선 방향으로 시야를 확대 가능한 광학 소자를 갖고 상기 차량의 차체의 차선 방향에서의 전부가 포함되는 범위를 촬영 가능하게 된 상기 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는
   차축 수 검출 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 타이어 추출부는 싱글 타이어인지 더블 타이어인지의 구성별로 분류된 상기 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하는
   차축 수 검출 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재한 차축 수 검출 장치와,
   상기 차축 수 검출 장치가 검출한 차축 수에 기초하여 상기 차량의 차종 구분을 판별하는 차종 구분 판별부
   를 구비하는 차종 판별 시스템.
9. 차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 단계와,
   취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 단계와,
   상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 단계
   를 갖는 차축 수 검출 방법.
10. 차축 수 검출 장치의 컴퓨터를,
    차량의 진행 방향 안쪽으로부터 진행 방향 앞쪽을 향해 당해 차량의 타이어를 포함하는 촬영 화상을 촬영하는 촬영 장치로부터 상기 촬영 화상을 취득하는 화상 취득 수단,
    상기 화상 취득 수단이 취득한 상기 촬영 화상과 차량의 타이어를 포함하는 화상으로서 미리 기억부에 기억된 복수의 참조 화상과의 패턴 매칭 처리를 행하여, 상기 촬영 화상에 포함되는 타이어를 추출하는 타이어 추출 수단,
    상기 타이어의 추출 결과에 기초하여 상기 차량의 차축 수를 특정하는 차축 수 특정 수단
    으로서 기능시키는 프로그램.

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