CN110114643A - 轴重测量装置以及轴重测量方法 - Google Patents

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CN110114643A CN201780078355.4A CN201780078355A CN110114643A CN 110114643 A CN110114643 A CN 110114643A CN 201780078355 A CN201780078355 A CN 201780078355A CN 110114643 A CN110114643 A CN 110114643A
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Abstract

轴重测量装置(200)是使用拍摄有行驶道路和行驶道路上的车辆的摄像图像，对车辆的轴重进行测量的轴重测量装置，所述轴重测量装置(200)具备：位移计算部(250)、修正信息获取部(260)、轴重计算部(270)。位移计算部(250)使用摄像图像，检测因轴重引起的行驶道路的位移。修正信息获取部(260)获取修正信息。轴重计算部(270)使用位移和修正信息来计算轴重。

Description

轴重测量装置以及轴重测量方法
技术领域
本公开涉及根据拍摄有通过行驶道路的车辆的摄像图像来测量车辆的轴重的轴重测量装置以及轴重测量方法。
背景技术
在专利文献1中，公开了轴重测量装置。该轴重测量装置将试验车辆的车辆编号、已知的轴重以及已知的总重量预先存储为已知数据，进一步地，将轴重的误差的允许范围以及总重量的误差的允许范围预先存储为用于测量精度的判定的判定用数据。轴重测量装置通过摄像机来拍摄行驶的车辆的车牌号码，读取车辆编号并识别试验车辆，针对识别的试验车辆，基于载荷传感器，分别计算测量的轴重与已知的轴重的误差、以及测量的总重量与已知的总重量的误差。然后，轴重测量装置根据误差是否为允许范围内来判定测量精度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2013-7624号公报
发明内容
本公开提供一种根据拍摄有通过行驶道路的车辆的摄像图像，高精度地测量车辆的轴重的轴重测量装置以及轴重测量方法。
本公开的一方式所涉及的轴重测量装置是一种使用拍摄有行驶道路和行驶道路上的车辆的摄像图像，对车辆的轴重进行测量的轴重测量装置，所述轴重测量装置具备位移计算部、修正信息获取部、轴重计算部。位移计算部使用摄像图像，检测因轴重引起的行驶道路的位移。修正信息获取部获取修正信息。轴重计算部使用位移和修正信息来计算轴重。
本公开的一方式所涉及的轴重测量方法是一种使用拍摄有行驶道路和行驶道路上的车辆的摄像图像，对车辆的轴重进行测量的轴重测量方法，所述轴重测量方法具备位移计算步骤、修正信息获取步骤、轴重计算步骤。位移计算步骤是使用摄像图像，检测因轴重引起的行驶道路的位移的步骤。修正信息获取步骤是获取修正信息的步骤。轴重计算步骤是使用位移和修正信息来计算轴重的步骤。
通过上述本公开所涉及的轴重测量装置以及轴重测量方法，能够根据拍摄有通过行驶道路的车辆的摄像图像，高精度地测量车辆的轴重。
附图说明
图1是示意性地表示测量位移的样子的一个例子的外观图。
图2是表示实施方式1所涉及的轴重测量装置的结构的框图。
图3是对空间信息进行说明的图。
图4A是从车辆的正面侧观察车轴的示意图。
图4B是表示从侧面观察车辆时的轮胎的状态的示意图。
图5是表示轴重测量装置的动作的流程图。
图6A是表示区域设定的一个例子的示意图。
图6B是表示区域设定的另一个例子的示意图。
图7是对摄像图像中的噪声进行说明的图。
图8是对噪声与区域尺寸的关系进行说明的图。
图9是对位移检测的灵敏度与区域尺寸的关系进行说明的图。
图10是对区域尺寸与SN比的关系进行说明的图。
图11A是对摄像装置与轮胎的位置关系进行说明的图。
图11B是对摄像装置与轮胎的位置关系进行说明的图。
图12A是表示在图11A的状态下摄像装置生成的摄像图像的图。
图12B是表示在图11B的状态下摄像装置生成的摄像图像的图。
图13A是对因轴重引起的路面位移的一个例子进行说明的示意图。
图13B是对因轴重引起的路面位移的另一个例子进行说明的示意图。
图14A是对作为基准的路面位移的一个例子进行说明的示意图。
图14B是对处于与图14A的路面位移相似的关系的路面位移进行说明的示意图。
图15是对单轮胎下的路面位移进行说明的示意图。
图16是对双轮胎下的路面位移进行说明的示意图。
图17是对车轴间的距离与路面位移的关系进行说明的图。
具体实施方式
实施方式的一方式所涉及的轴重测量装置是使用拍摄有行驶道路和行驶道路上的车辆的摄像图像，对车辆的轴重进行测量的轴重测量装置，其具备位移计算部、修正信息获取部、轴重计算部。位移计算部对摄像图像中的基于轴重的行驶道路的位移进行检测。修正信息获取部获取修正信息。轴重计算部使用位移和修正信息来计算轴重。
以下，对本公开的一方式所涉及的轴重测量装置的具体例进行说明。另外，以下说明的实施方式均表示本公开的优选的一具体例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一个例子，并不是限定本公开的主旨。本公开仅由权利要求书限定。因此，以下的实施方式中的结构要素之中，关于表示本公开的最上位概念的独立权利要求中未记载的结构要素，对于实现本公开的课题并不一定是必要，但作为构成更加优选的方式进行说明。
(实施方式1)
这里，作为本公开的一方式，对被设置于一般车辆的行驶道路、测量因通过的车辆的轴重引起的行驶道路的位移、根据测量的位移来测量车辆的轴重的轴重测量系统进行说明。
[1.结构]
图1是示意性地表示本公开的实施方式1所涉及的测量轴重的样子的一个例子的外观图。
如图1所示，轴重测量系统1由摄像装置100和轴重测量装置200构成。行驶道路130的路面131从与车辆120的轮胎121的接地面接受载荷并位移。路面131的位移受到轮胎121的状态、气温、路面131的温度、车辆120的行驶速度等影响而变化。
这里，例如，轴重测量装置200连接于对车辆120行驶的行驶道路130进行拍摄的摄像装置100。并且，摄像装置100所生成的多个摄像图像被输入到轴重测量装置200。此外，轴重测量装置200从摄像图像、外部设备获取对路面位移有影响的各种信息。摄像图像的输入、信息的获取经由基于无线或者有线的通信、或者记录介质而进行。轴重测量装置200根据被输入的摄像图像和信息，测量行驶道路130的路面位移。轴重测量装置200使用测量的路面位移和获取的信息来测量车辆120的轴重。
[1-1.轴重测量装置]
图2是表示本公开的实施方式1所涉及的轴重测量装置200的结构的框图。
如图2所示，轴重测量装置200具备：输入输出I/F210、控制部220、空间信息获取部230、位置检测部240、位移计算部250、修正信息获取部260、轴重计算部270、存储器280。此外，修正信息获取部260具备：状态判定部261、温度测量部262、速度测量部263。
轴重测量装置200例如通过CPU(Central Processing Unit)等微处理器执行被存储于存储器280的程序而实现。
输入输出I/F210接受由摄像装置100生成的摄像图像的输入。例如，输入输出I/F210接受4096×2160像素的数字图像的输入。输入输出I/F210将接受的摄像图像输出到控制部220。输入输出I/F210接受摄像装置100以外的摄像装置生成的摄像图像、其他装置输出的各种信息。
控制部220对各部的动作进行控制。控制部220例如具有：保存有程序的非易失性存储器、用于执行程序的暂时的存储区域即易失性存储器、输入输出端口、执行程序的处理器等。
空间信息获取部230使用未拍摄车辆120的摄像图像，获取路面131的空间信息。
图3是对空间信息进行说明的图。如图3所示，空间信息获取部230使用表示保存于存储器280的摄像装置100的摄像元件101距离路面131的高度(h)、视角(例如，4096×2160像素)、摄像元件101相对于路面131的倾斜(α)等的设置信息。并且，空间信息获取部230对路面131的各点投影于摄像图像的哪个点进行计算，并计算空间信息。这里，空间信息获取部230也可以通过对路面131的各点投影于假想的投影面102的哪个点进行计算，从而计算空间信息。所谓本公开中的空间信息，表示各点的每一个像素的实际的长度。空间信息被用于对摄像图像中的各点的每一个像素的实际的长度不同进行修正。空间信息获取部230使用透视投影法等方法，计算空间信息。
在图3中，路面131上的点G1、G2、G3分别对应于投影面102上的点F1、F2、F3。在对接近于摄像装置100的路面131上的点G3进行投影的点F3、和对远离于摄像装置100的路面131上的点G1进行投影的点F1，虽然在摄像图像上显示相同的像素长度，但实际的长度不同。此外，对路面131上的点G1与点G3的中间点的点G2进行投影的点F2的每一个像素的实际的长度也与点F1、F3的每一个像素的实际的长度不同。这是由于摄像装置100与各点G1、G2、G3的距离越大，各点G1、G2、G3在摄像图像越被较小投影。
位置检测部240将存储器280所存储的多个摄像图像按照拍摄时刻顺序取出，并检测各摄像图像中的轮胎的位置。作为摄像图像中的轮胎位置检测方法，位置检测部240能够使用图像识别技术、模板匹配、机器学习、神经网络等的一般的技术。位置检测的精度可以是像素单位也可以是子像素单位。
位移计算部250将存储器280所存储的多个摄像图像按照拍摄时刻顺序取出。并且，位移计算部250使用设定于摄像图像内的检测区域内的图像、空间信息获取部230所计算的各点的每一个像素的实际的长度、位置检测部240所检测的轮胎位置，来计算路面131的位移。作为摄像图像中的位移检测方法，位移计算部250能够使用块匹配、相关法、取样莫尔法、特征点跟踪法等一般的位移检测方法。这里，作为相关法，举例归一化相关法(normalized cross correlation)、相位相关法(phase correlation)、激光散斑相关法等。位移检测的精度可以是像素单位也可以是子像素单位。
修正信息获取部260获取用于修正轴重的修正信息。
状态判定部261对轮胎的状态进行判定。状态判定部261例如能够根据从正面以及侧面拍摄车辆120的摄像图像，通过图像识别来判定轮胎的状态。状态判定部261用于判定的摄像图像可以通过摄像装置100来生成，也可以通过其他摄像装置来生成。状态判定部261对每一个车轴的轮胎数量、轮胎间隔、与路面的接地面积、轴间距离等进行判定。另外，状态判定部261也可以根据摄像图像，通过图像识别来判定车辆种类，基于车辆种类来判定轮胎的状态。
此时，状态判定部261也可以使用存储于存储器280的、与对应于车辆种类的轮胎有关的信息，判定轮胎的状态。更详细地，状态判定部261作为修正信息，也可以获取包含表示车辆120的轮胎的宽度的信息、表示车辆120的每个车轴的轮胎数量的信息、以及表示车辆120的车轴间的距离的信息之中的至少一个的信息。
此外，状态判定部261也可以根据设置于行驶道路130的压力传感器、激光传感器的信息来判定轮胎的状态。
图4A是从车辆120的正面侧观察后轮的车轴的示意图。图4B是表示从侧面观察车辆120时的轮胎的状态的示意图。
图4A表示车辆120的后轮。在图4A中，在一个车轴的一端，连接轮胎121、122。轮胎121与轮胎122的车轮间距离为距离D1。图4B表示车辆120的前轮的轮胎123与后轮的轮胎121的轴间距离为距离D2。此外，图4B表示轮胎121与路面的接地面积为S1。
温度测量部262对外部气温以及路面温度进行测定。温度测量部262也可以获取设置于行驶道路130的温度计或者热电偶所测定的温度。此外，温度测量部262也可以从热敏照相机所生成的摄像图像获取温度。
速度测量部263将存储器280所存储的多个摄像图像按照拍摄时刻顺序取出。并且，速度测量部263使用光流、模板匹配、背景差分法等，对车辆120的行驶速度进行测量。速度测量部263也可以从设置于行驶道路130的嵌入传感器、激光器、声波传感器等获取行驶速度。
轴重计算部270使用位移计算部250检测到的行驶道路130的位移和修正信息获取部260获取到的修正信息，计算通过行驶道路130的车辆120的轴重。
存储器280对从输入输出I/F210输入的摄像图像、各种信息进行存储。存储器280对摄像装置100的设置信息进行存储。此外，存储器280被用作为各部的工件存储器。例如，存储器280对空间信息获取部230获取的空间信息进行存储。存储器280对位置检测部240检测的轮胎121的位置信息进行存储。存储器280对位移计算部250计算的路面位移进行存储。存储器280对修正信息获取部260获取的修正信息进行存储。存储器280对状态判定部261判定的轮胎状态进行存储。存储器280对温度测量部262测量的外部气温以及路面温度进行存储。存储器280对速度测量部263测量的车辆120的行驶速度进行测定。存储器280对轴重计算部270计算的轴重进行存储。存储器280例如由DRAM(Dynamic Random Access Memory)等可进行高速动作的半导体存储元件构成。
[2.动作]
[2-1.整体的动作]
图5是表示实施方式1所涉及的轴重测量装置200的动作的流程图。
控制部220从摄像装置100获取摄像图像。控制部220经由输入输出I/F210，获取摄像装置100生成的摄像图像。并且，控制部220使存储器280保存摄像图像(步骤S501)。
控制部220使空间信息获取部230获取空间信息(步骤S502)。空间信息获取部230使用保存于存储器280的摄像图像和摄像装置100的设置信息，获取空间信息。
控制部220使位置检测部240检测摄像图像中的胎121的位置(步骤S503)。
控制部220使修正信息获取部260获取轴重计算所需的信息(步骤S504)。修正信息获取部260使状态判定部261、温度测量部262以及速度测量部263的一部分或者全部获取轴重测量所需的信息，将该信息作为修正信息而保存于存储器280。状态判定部261、温度测量部262以及速度测量部263使用保存于存储器280的摄像图像等，获取轴重测量所需的修正信息。
控制部220使位移计算部250使用摄像图像来计算路面131的位移(步骤S505)。
控制部220使轴重计算部270使用位移计算部250计算的位移和修正信息获取部260获取的修正信息，计算车辆120的轴重(步骤S506)。
[2-2.位移检测]
首先，位移计算部250在摄像图像设定用于检测位移的检测区域的尺寸。控制部220也可以基于位置检测部240检测的轮胎位置，在任意设定的位置，设置多个区域尺寸，根据在各区域尺寸计算的位移结果，决定检测区域的区域尺寸。此外，控制部220也可以基于轮胎位置，设定多个位置，使用在各位置设定的检测区域计算的位移结果的平均值、中央值等，决定检测区域的区域尺寸。
图6A是表示区域设定的一个例子的示意图。图6B是表示区域设定的另一个例子的示意图。
图6A以及图6B表示与在行驶道路130(参照图1)上行驶的车辆的轮胎121相接的路面131由于车辆的轴重而位移。此外，图6A表示控制部220将区域S1设定为检测区域。进一步地，图6B表示控制部220将区域S2设定为检测区域。
图7是对摄像图像中的噪声进行说明的图。图8是对噪声和区域尺寸的关系进行说明的图。在图7中，纵轴表示位移，横轴表示时刻。在图8中，纵轴表示噪声，横轴表示区域尺寸。
图7表示针对不包含车辆的多个摄像图像，按照摄像图像时刻顺序进行检测的位移。在该情况下，由于未从各摄像图像之间计算出位移，因此位移计算结果在各时刻为0。实际上，如图7所示，由于摄像元件101(参照图3)的噪声、大气的涨落等，位移b被计算为噪声成分。因此，例如，能够将位移b的方差a考虑为噪声。另外，也可以不将方差而将标准偏差考虑为噪声。
这样的噪声一般是白色噪音。因此，在模板匹配中，若如图6A的区域S1那样增大区域尺寸，则如图8所示，噪声被平均化，噪声的影响变小。即，若增大区域尺寸，则噪声接近于饱和值c。另一方面，通过如图6B的区域S2那样，相对于检测区域的区域而增大产生位移的区域的比例，从而与位移有关的灵敏度提高。
此外，如图9所示，区域尺寸越大，位移检测的灵敏度越小。图9是对位移检测的灵敏度和区域尺寸的关系进行说明的图。在图9中，纵轴表示灵敏度，横轴表示区域尺寸。在区域尺寸较大的情况下，相对于设定的检测区域的区域而未发生位移的部分所占的区域的比例变大。因此，在进行模板匹配的情况下，与未发生位移的部分相匹配的力变强，位移检测的灵敏度变小。
由此，认为区域尺寸与SN比(信噪比)的关系成为如图10那样。图10是对区域尺寸和SN比的关系进行说明的图。在图10中，纵轴是SN比，横轴是区域尺寸。如图10所示，在SN比存在波峰的情况下，将波峰位置所对应的区域尺寸设定为检测区域的大小即可。此外，在SN比不存在波峰的情况下，也可以将图8中噪声等级上升的区域尺寸S3设定为检测区域的大小。
控制部220通过上述的任意方法来计算区域尺寸。
接下来，控制部220使用空间信息获取部230获取的各点的每一个像素的实际的长度，调整计算的区域尺寸。
控制部220根据空间信息(每一个像素的实长)，调整区域尺寸。控制部220例如在实际的长度中设定10cm等基准，使用空间信息来按照每个轮胎121的位置来调整区域尺寸(像素尺寸)，以使得区域尺寸成为作为该基准的尺寸。这是由于若未使用相同的基准的区域尺寸，则施加相同的重量时的位移不会成为相同的值。即，将区域尺寸变换为实际的长度所对应的像素尺寸。
图11A以及图11B是对摄像装置100和轮胎121的位置关系进行说明的图。图12A是表示在图11A的状态下通过摄像装置100来拍摄轮胎121的摄像图像的图。图12B是表示在图11B的状态下由摄像装置100拍摄轮胎121的摄像图像的图。
图11A表示轮胎121处于远离于摄像装置100的位置。图11B表示轮胎121处于接近于摄像装置100的位置。此外，图12A表示在图11A的状态下，摄像装置100生成的摄像图像500。图12B表示在图11B的状态下，摄像装置100生成的摄像图像510。如图12A以及图12B所示，由于拍摄时的摄像装置100与轮胎121之间的距离，摄像图像500中的轮胎501比摄像图像510中的轮胎511被较小拍摄。
这里，图12A中的轮胎501的位置对应于图3的点F1的位置。此外，图12B中的轮胎511的位置对应于图3的点F3的位置。此时，空间信息获取部230所计算的各点的每一个像素的实际的长度在点F1及其周边的像素为3/5cm，在点F3及其周边的像素为3/20cm。此时，若设为区域尺寸(纵×横)是3cm×60cm，则摄像图像500中的检测区域502的区域尺寸为5像素×100像素，摄像图像510中的检测区域512的区域尺寸为20像素×400像素。在图12A中检测区域502的大小表示5×100像素，在图12B中检测区域512的大小表示20×400像素。这样通过调整区域尺寸，在摄像图像上，检测区域502、512的大小不同，但能够将检测位移的对象的区域的大小设为相同。
位移计算部250在摄像图像500的情况下，仅使用摄像图像500之中的检测区域502内的图像来计算位移。此外，位移计算部250在摄像图像510的情况下，仅使用摄像图像510之中的检测区域512内的图像来计算位移。
[2-3.轴重计算]
图13A是对因轴重引起的路面位移的一个例子进行说明的示意图。图13B是对因轴重引起的路面位移的另一个例子进行说明的示意图。
如图13A所示，在车辆行驶的路面132，由于通过轮胎121而施加的基于车辆的轴重的压力而产生位移。这里，基于轴重的压力根据各种条件而变化，因此如图13B所示，路面如路面132、路面133那样变化。
例如，即使是轴重相同的车辆，若每一个车轴的车轮数、轮胎直径不同，则与路面的总接地面积变化。由此，施加于路面的压力变化，路面位移也变化。此外，在路面被铺装的情况下，根据气温、路面温度，铺装的弹性系数变化。因此，施加相同的压力时的位移变化。此外，在车辆在拍摄地点加减速的情况下，根据加速度，施加于各车轴的载荷变化。例如，若施加制动，则施加于前轮的车轴的载荷增加。
此外，根据路面的状态(路面轮廓)，在车辆振动的情况下，在车辆下沉的瞬间施加于路面的压力变高。因此，载荷表观上变大。相反地，在车辆浮起的瞬间，施加于路面的压力变小。因此，载荷表观上变小。此外，能够认为针对路面本身的重量的阻力大类上包含静态阻力和动态阻力。这里，所谓动态阻力，认为是路面处的车辆速度。因此，根据车辆速度，路面位移也会变化。
轴重计算中需要静态载荷。但是，如上述那样，载荷根据压力而变化，因此静态载荷根据各种条件而在表观上变化。进一步地，根据摄像图像仅知道路面的位移。
由此，轴重计算部270使用位移计算部250计算的位移和修正信息获取部260获取的轮胎的状态、温度、车辆速度等信息，修正位移并计算轴重。
[2-3-1.使用关系式的轴重的计算]
轴重计算部270也可以使用位移和轴重的关系式，计算轴重。
具体而言，轴重计算部270使用位移系数来计算轴重。作为位移系数，能够使用表示向行驶道路130施加车轮的轴重导致在行驶道路130产生位移的情况下的轴重与位移的关系的关系式、以及该关系式中使用的系数。轴重计算部270预先存储关系式和位移系数。
一般地，轴重w(kg)作为位移d的函数f，被表现为w＝f(d)的式子。在本公开中，将函数f近似处理为一次式。轴重计算部270将把变量表示为d、把位移系数表示为α的一次式w＝αd存储为关系式。
该位移系数α根据构成行驶道路130的沥青等的种类、组成而不同。使预先已知轴重的车辆在行驶道路130上行驶，对轴重与车辆的行驶时的行驶道路130的位移的关系进行调查，从而能够预先确定位移系数α。轴重计算部270存储位移系数α。轴重计算部270将位移计算部250检测的位移换算为车辆的轴重。
[2-3-2.使用了位移形状的轴重的计算]
轴重计算部270也可以根据位移计算部250计算的路面131的位移形状来计算轴重。
图14A是表示作为基准的路面位移的一个例子的图。图14B是表示处于与图14A的路面位移相似的关系的路面位移的一个例子的图。图14A表示由于轮胎121接地而发生位移的路面134。在图14A中，通过轮胎121，向路面134施加2t的重量。与此相对地，图14B表示由于轮胎121接地而位移的路面135。在图14B中，通过轮胎121，向路面135施加10t的重量。
这里，设为轮胎121与路面134接地的接地面积和轮胎121与路面135接地的接地面积相同。在接地面积一定的情况下，若假定路面位移与重量成正比，则基于不同重量的加重的路面的位移形状为相似形状。即，若将基准的弯曲形状与此时的轴重建立对应并保存于存储器280，则通过计算位移计算部250测量的位移的位移形状相当于基准的弯曲形状的几倍，从而能够计算车辆120的轴重。在图14A以及图14B的情况下，将图14A的路面134的位移形状与轴重2t建立对应并存储于存储器280，来计算图14B的路面135的位移形状相当于路面134的位移形状的几倍。在该情况下，由于计算结果为5倍，则图14B的情况下的轴重为2t×5＝10t。
另外，轴重计算部270也可以不将路面的位移形状，而将位移的最大值或者规定区域中的位移的平均值与轴重建立对应并存储于存储器280，对位移计算部250计算的位移的最大值或者规定区域中的位移的平均值与存储的值进行比较，来计算轴重。此外，也可以不使用比例而使用高次的函数来表示位移形状的关系。
[2-3-3.轮胎状态]
轴重计算部270也可以使用轮胎状态来修正轴重。为了基于轮胎状态的修正，需要知道基于车辆的路面位移的空间分布。作为路面位移的空间分布，可以使用从摄像图像测定的路面位移的扩展，也可以使用通过FWD(Falling Weight Deflectometer)而测定的路面位移的位移形状，也可以使用通过模拟而计算的空间分布。关于轮胎状态的修正，最单纯地，将路面位移假定为各轮胎的位移的线性和。这样，能够根据各轮胎状态来计算施加于各轮胎的重量。当然，并不局限于线性，也可以通过任意的形式或者函数来表现位移。
这里，使用图15以及图16来对基于车轮的轮胎数的路面位移的不同。图15是对单轮胎中的路面位移进行说明的示意图。图16是对双轮胎中的路面位移进行说明的示意图。
例如，在轴重为10吨的车辆中，单侧的车轮的轮载荷理想上为5吨。在车轮为单轮胎的情况下5吨的载荷从一个轮胎121施加于行驶道路的路面136，路面136如图15所示那样位移。与此相对地，如图16所示，在双轮胎的情况下，5吨的轮载荷被分散于2个轮胎121、122并施加于路面139。这导致若一个车轴的轮胎数增加，则施加于每个轮胎的载荷减少，路面位移也变小。该情况下的行驶道路的路面位移为基于从轮胎121施加的2.5吨的载荷的路面位移138和基于从轮胎122施加的2.5吨的载荷的路面位移137合成的路面位移139。
如图15以及图16所示，即使轴重或轮载荷相同，相比于单轮胎，双轮胎的行驶道路的位移也更小。由此，例如若根据车轮的轮胎数来变更从位移换算为轴重的关系式的位移系数α，则能够提高轴重的测量精度。
这里，若测量的路面位移被假定为每一个轮胎的位移的线性和，则将位移表示为(式1)。
(式1)：D(x)＝w1×D1(x)+w2×D2(x+d)
其中，x为从轮胎121正下到摄像装置100的距离，d为车轮间距离，w1为施加于轮胎121的重量，w2为施加于轮胎122的重量。此外，D1为轮胎121的基准位移函数，D2为轮胎122的基准位移函数，D为合成位移函数。这里，设为x≥。在x＜0的情况下，由于摄像装置中不能拍摄路面139，因此也可以不考虑位移的计算。
在(式1)中，施加于轮胎的重量w1、w2这2个是未知数。由于未知数是2个，因此通过在2个测量点分别测量位移，从而根据(式1)能够计算轮胎121、122的重量。轮胎为2个以上的情况也同样地，通过与未知数的数量(轮胎数量)一致地增加测量点，能够计算施加于各轮胎的重量。
这里，关于处于相同的轴的轮胎，若假定为轴重相等地分散，则w1＝w2，未知数减少。因此，能够减少测量点。
另外，在一个车轴具备多个轮胎的情况下，说明为一个车轴中的位移被表示为各轮胎的位移的线性和，但并不限定于此。例如，也可以推定使用其他函数、模拟来能够再现合成位移的参数(重量)。
此外，如图17所示，在轴间的距离较近的情况下，其他轴的影响变强。图17是对轴间的距离与路面位移的关系进行说明的图。在图17中，设为轮胎121是第1轴的轮胎，轮胎123是第2轴的轮胎。这样，基于轮胎121的路面位移140与基于轮胎123的路面位移141相互影响，该情况下的路面位移为路面位移142。该情况下也使用上述的关系式，计算轴重即可。
[2-3-4.温度]
轴重计算部270也可以使用气温、路面温度来修正轴重。基于温度的修正也可以与通过FWD(Falling Weight Deflectometer)来测定弯曲量时的修正相同。此外，也可以使用以各温度来测定并生成的修正表来修正基于重量已知的载荷物的路面位移。
此外，路面温度可以设为一样，也可以细致设定。在细致设定路面温度的情况下，也可以使用保存有与各温度区域一致的修正系数的修正表来进行修正。通过将修正表保存于存储器280，即使在温度一样的情况下也能够对应。
[2-3-5.车辆速度]
轴重计算部270也可以使用车辆120的速度来修正轴重。也可以根据车辆120的速度，基于理论式来计算阻力值，修正轴重。此外，也可以使重量已知的车辆以各速度行驶，根据此时的路面位移来作成修正表，使用修正表来修正轴重。
此外，也可以根据速度来计算加速度，进行基于加速度的修正。在该情况下，也可以使用保存有与计算的加速度一致的修正系数的修正表，来修正轴重。将修正表保存于存储器280。
[2-3-6.轮胎的接地面积]
轴重计算部270也可以使用相对于轮胎的路面的接地面积来修正轴重。在单轮胎的情况下，根据车轮的接地面积，施加于路面的压力变化。因此，路面位移也变化。由此，状态判定部261除了每一个车轴的轮胎数，还检测轮胎的种类。并且，轴重计算部270也可以根据轮胎数和轮胎的种类来变更位移系数α。
也可以已知重量并测定基于接地面积不同的载荷物的路面位移，作成修正表，进行基于接地面积的修正。此外，也可以根据基于多层弹性理论、其他适当的计算式、有限要素法等的数值解析的模拟，通过接地面积来计算修正项。
[2-3-7.车辆的运动]
也可以根据摄像图像，使用图像处理，检测车辆的运动，进行与运动响应的修正。例如，在车辆振动的情况下，也可以使用多个摄像图像，将基于运动的路面位移的平均值设为路面位移。这样，通过取平均值，能够将对车体下沉时和上浮时的位移的影响抵消。
另外，在上述各种条件中，产生加速度的摄像图像、存在车辆的沉浮的摄像图像等认为使位移计算的精度劣化的摄像图像也可以不被用于轴重测量。
[3.效果等]
实施方式1的轴重测量装置200是使用拍摄有行驶道路130和行驶道路130上的车辆120的摄像图像，对车辆120的轴重进行测量的轴重测量装置，具备位移计算部250、修正信息获取部260、轴重计算部270。位移计算部250使用摄像图像，对基于轴重的行驶道路130的位移进行检测。修正信息获取部260获取修正信息。轴重计算部270使用位移和修正信息来计算轴重。
由此，能够测量各种条件会有变动的路面的位移。因此，能够提高轴重的测量精度。
(其他实施方式)
如以上那样，作为本申请中公开的技术的示例，说明了实施方式1。但是，本公开中的技术并不限定于这些，也能够应用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
在本公开中，使用一台摄像装置拍摄了行驶道路。但是，也可以针对使用多台摄像装置而生成的摄像影响进行与本公开相同的处理，使用根据多个计算结果而计算的最终位移来计算轴重。此外，也可以利用多个摄像图像。由此，能够提高计算精度。
此外，在摄像装置100相对于路面131的倾斜例如根据路面131的位移而变化的情况下，也可以根据基于全局运动、不动点的运动、三维重建、SFM(Structure from Motion)等的摄像装置100的位置推断等，推断摄像装置100的倾斜，从而修正存储器280所存储的设置信息。
此外，修正信息获取部260(参照图2)的状态判定部261也可以识别车辆120的车轮的形状。具体而言，状态判定部261也可以使用从摄像装置100获取的摄像图像，通过图像识别来识别车辆120的车轮的形状。并且，状态判定部261也可以根据识别的车轮的形状，将表示车辆120的每个车轴的轮胎数量的信息获取为修正信息。这里，一般地，单轮胎的车轮的形状与双轮胎的车轮的形状不同。具体而言，为了将轮胎在车轴的单侧安装2个，双轮胎的车轮的形状从外侧观察为凹形状。状态判定部261通过识别该形状的不同，能够获取表示车辆120的每个车轴的轮胎数量的信息。
在本公开中，说明为轴重测量装置200是通过在具备微处理器和存储器的计算机中，微处理器执行存储于存储器的程序而实现的结构的例子。但是，若位移仪测装置具有与上述实现例同等的功能，则不必限定于如上述实现例那样实现的结构的例子。例如，也可以是构成轴重测量装置200的结构要素的一部分或者全部通过专用电路而实现的结构的例子。
此外，轴重测量装置200中的各结构要素(功能模块)也可以通过IC(IntegratedCircuit)、LSI(Large Scale Integration)等的半导体装置来单独地一芯片化，也可以一芯片化为包含一部分或者全部。此外，集成电路化的手法并不局限于LSI，也可以通过专用电路或者通用处理器来实现。也可以在LSI制造后，利用可编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array)、可重建LSI内部的电路单元的连接或设定的重构处理器。进一步地，若通过半导体技术的进步或者派生的其他技术而出现代替LSI的集成电路化的技术，则也可以使用该技术来进行功能模块的集成化。存在生物技术的应用等的可能性。
此外，上述各种处理的全部或者一部分可以通过电子电路等的硬件来实现，也可以使用软件来实现。另外，基于软件的处理通过轴重测量装置200中包含的处理器执行存储于存储器的程序而实现。此外，也可以将该程序记录于记录介质并使其发布或流通。例如，能够将发布的程序安装于其他具有处理器的装置，使该处理器执行该程序，从而使该装置进行上述各处理。
此外，通过将上述实施方式所示的结构要素以及功能任意地组合而实现的方式也包含于本公开的范围。
产业上的可利用性
本公开能够利用于根据在行驶道路行驶中的车辆的摄像影像来测量车辆的轴重的轴重测量装置。
-符号说明-
1 轴重测量系统
100 摄像装置
200 轴重测量装置
210 输入输出I/F
220 控制部
230 空间信息获取部
240 位置检测部
250 位移计算部
260 修正信息获取部
261 状态判定部
262 温度测量部
263 速度测量部
270 轴重计算部
280 存储器

Claims (8)

1.一种轴重测量装置，使用拍摄有行驶道路和所述行驶道路上的车辆的摄像图像，对所述车辆的轴重进行测量，所述轴重测量装置具备：
位移计算部，使用所述摄像图像，检测因所述轴重引起的所述行驶道路的位移；
修正信息获取部，获取修正信息；和
轴重计算部，使用所述位移和所述修正信息来计算所述轴重。
2.根据权利要求1所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息获取部根据所述摄像图像来获取所述修正信息。
3.根据权利要求2所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息获取部根据所述摄像图像来识别所述车辆的种类，基于所述车辆的种类来获取所述修正信息。
4.根据权利要求3所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息包含：表示所述车辆的轮胎的宽度的信息、表示所述车辆的每个车轴的轮胎数量的信息、以及表示所述车辆的车轴间的距离的信息之中的至少一个信息。
5.根据权利要求2所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息获取部对所述车辆的车轮的形状进行识别，根据所述车辆的车轮的形状获取表示所述车辆的每个车轴的轮胎数量的信息，来作为所述修正信息。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息包含表示所述行驶道路的温度的信息。
7.根据权利要求1～6的任意一项所述的轴重测量装置，其中，
所述修正信息包含表示所述车辆的速度的信息。
8.一种轴重测量方法，使用拍摄有行驶道路和所述行驶道路上的车辆的摄像图像，对所述车辆的轴重进行测量，所述轴重测量方法包含：
位移计算步骤，使用所述摄像图像，检测因所述轴重引起的所述行驶道路的位移；
修正信息获取步骤，获取修正信息；和
轴重计算步骤，使用所述位移和所述修正信息来计算所述轴重。
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