JP2000048297A - 特殊車両自動計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車重の計測率やナンバー認識結果との対応精
度を向上させ、システム全体としての補足率を向上させ
る。 【解決手段】 車両の軸重を計測する軸重計測部３と、
車両の車高を計測して軸重を加算することで車重を計算
する範囲の決定を行なう超音波式の車高計測部２と、車
両の先端を検出する車両検出部４と、ステレオ計測によ
り車長・車幅を計測するために車両を撮像するカメラ１
と、車両のナンバープレートを読み取るナンバー読取部
６と、寸法計測結果とナンバープレート読み取り結果の
対応付けを行なうための超音波式の車両確認部５と、違
反車量に警告表示を行なう警告表示部７とを備え、計測
制御部８が上記各装置からの入力を適切に対応付けるこ
とにより、道路上を走行する車両の諸元、車重・軸重・
車高・車幅・車長を高精度に計測し、諸元値が基準値を
越える車両のナンバーを認識し、警告表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上を走行する
特殊車両の寸法および重量を計測する、車両諸元自動計
測システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、計測対象となる車両を計測の
ための基地に引き込み、係員が巻尺などで車高・車長・
車幅などを計測していた。また、道路上を走行する車両
の車高・車長・車幅・車重・軸重を計測する装置も存在
し、あわせて車両のナンバープレートを撮像する装置も
存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、車体の形状や走行状態によっては軸重計測結
果を正確に１台の車両の軸重として処理することが出来
ず、結果として正確な車重を計測することが出来ない場
合があった。また、車両諸元の計測結果とナンバープレ
ートの対応付けも単純に車高計の車高データを対応づけ
ることによって行なっていたので、特に重量の大きい低
速車量などにおいて、寸法計測結果とナンバー認識結果
を対応づけることが出来なかった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、車重の計測率やナンバー認識結果との対
応精度を向上させ、システム全体としての補足率を向上
させることのできる特殊車両自動計測システムを提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車両の軸重を計測する軸重計測部と、車
両の車高を計測して軸重を加算することで車重を計算す
る範囲の決定を行なう超音波式の車高計測部と、車両の
先端を検出する車両検出部と、ステレオ計測により車長
・車幅を計測するために車両を撮像するカメラと、車両
のナンバープレートを読み取るナンバー読取部と、寸法
計測結果とナンバープレート読み取り結果の対応付けを
行なうための超音波式の車両確認部と、違反車量に警告
表示を行なう警告表示部と、カメラで撮像した画像から
車長・車幅を計測するとともに、上記各装置からの入力
データを処理して各車両の車重・軸重・車高・車幅・車
長を計測し、ナンバープレート読み取り結果との対応付
けを行なう計測制御部とを備えたものである。これによ
り、車重の計測率やナンバー認識結果との対応精度を向
上させ、システム全体としての補足率を向上させた特殊
車両自動計測システムを実現することが出来る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、道路上に設置されて車両の軸重を計測する軸重計測
部と、車両の車高を計測するとともに、車両の寸法計測
の可否の判定および軸重を加算して車重を計算する範囲
の決定を行なう超音波式の車高計測部と、車両の先端を
検出する車両検出部と、ステレオ計測により車長・車幅
を計測するために車両を撮像するカメラと、車両のナン
バープレートを読み取るナンバー読取部と、寸法計測結
果とナンバープレート読み取り結果の対応付けを行なう
ための超音波式の車両確認部と、違反車量に警告表示を
行なう警告表示部と、カメラで撮像した画像から車長・
車幅を計測するとともに、上記各装置からの入力データ
を処理して各車両の車重・軸重・車高・車幅・車長を計
測し、ナンバープレート読み取り結果との対応付けを行
なう計測制御部とを備えたものであり、道路上を走行す
る車両の各車両諸元、車長・車幅・車高・車重・軸重を
同時に計測し、計測した各諸元値のいずれかが、予め設
定した基準値を超過している場合に車両のナンバープレ
ートを撮像して読み取って計測した車両諸元との対応付
けを行ない、計測した各諸元値のいずれかが、予め設定
した基準値を超過している場合に警告表示部に警告表示
を行なうという作用を有する。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の特殊車両自動計測システムにおいて、測制御部
内に軸重データを一時的に蓄積する軸重データバッファ
を有し、車高計が１台の車両として検出した範囲の前後
の軸重まで含めて１台の車両の車重を計算するものであ
り、車体形状などにより車高計測部が車体を正確に感知
できない場合でも各軸重計測結果を加算して正確な車重
を計測するという作用を有する。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の特殊車両自動計測システムにおいて、諸元計測
結果とナンバープレート読み取り結果の対応付けにおい
て、車高計測部と車両確認部とで観測した車両の最大車
高・通過時間・前方車両との間隔・平均車速からの差異
を評価値として計算した車両の一致度を使用するもので
あり、諸元計測結果とナンバープレート読み取り結果を
正確に対応づけるという作用を有する。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
の車両の一致度の評価値の計算において、軸重計測部に
よって計測した車重に応じて平均車速からの差異を補正
して車両の一致度を計算するものであり、重量の大きい
低速の車両であっても諸元計測結果とナンバープレート
読み取り結果を正確に対応づけるという作用を有する。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
に記載の特殊車両自動計測システムにおいて、計測制御
部内に内部時計とから撮像用のタイマを備え、日の出お
よび日没時に寸法計測用のカメラに、から撮像を行なわ
せるものであり、周囲の明るさの変化の激しい日の出お
よび日没時でも安定したレンズのアイリス制御を行なう
ことが出来るという作用を有する。

【００１１】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。 （実施の形態）図１は本発明の実施の形態における特殊
車両自動計測システムの全体構成を示す図である。図１
において、カメラ１ａ〜１ｄは、計測制御部８からの指
令に従って車両の先端と後端を撮像するもので、撮像さ
れた画像を計測制御部８で画像処理することにより車両
の車長・車幅の計測を行なう。車高計測部２は、下方に
向けて超音波を発射し、その反射波が戻るまでの時間を
計測することによって車両の高さを計測するもので、軸
重計測部３の直上に設置され、１台の車両の最大車高を
計測するとともに、軸重計測結果をまとめて１台の車両
の車重を計算するためと、車体の感知状態により寸法計
測のための撮像を行なうかどうかの判定を行なうため
と、車両確認部５のデータと対応付けを行ない、諸元計
測結果とナンバー読み取り結果の対応付けを行なうため
に使用される。軸重計測部３は、車両の各軸重データを
計測する。車両検出部４は、車両の先端を撮像する撮像
装置と、撮像された画像を処理する処理装置から構成さ
れるもので、撮像した画像を連続的に処理することで車
両の先端を検出し、検出信号を計測制御部８に出力する
ものである。車両確認部５は、車高計測部２と同様の超
音波式の車高計測装置であり、ナンバー読取部６の撮像
位置の直上に設置され、車高計測部２の車両データと対
応付けを行なうことにより、諸元計測結果とナンバー読
み取り結果の対応付けを行なうとともに、車高計測部２
との設置位置関係と対応付けを行なった車両の移動時間
から、当該車両の車速の計算を行なうためのものであ
る。ナンバー読取部６は、車両の前部のナンバープレー
トを撮像し、撮像した画像からナンバープレートの位置
を検出して、ナンバープレートのすべての文字を自動的
に読み取るものである。警告表示部６は、計測した各諸
元値のいずれかが、予め設定した基準値を超過している
場合に当該車両に対して警告表示を行なうものである。

【００１２】図２は本発明のシステム接続の概略を示す
図である。車高計測部２は、設置された高さや外気温な
どにも依存するが、一般に約４０ｍｓｅｃ毎にその時点
での車高計測結果を計測制御部８に逐次出力しており、
車体を検出できない場合も車高０ｍとして継続して出力
する。軸重計測部３は、車両が軸重計測部３の上を通過
し、軸重値を計測した時点で、その軸重の計測結果を計
測制御部８に出力する。車両検出部４は、車両の先端を
検出した時点で、計測制御部８に車両感知信号を出力す
る。カメラ１ａ〜１ｄは、すべて同期が取られており、
映像信号を常時計測制御部に出力していて、計測制御部
８が車両検出部４からの車両感知信号を受信した時点
で、各カメラからの映像信号をＡ／Ｄ変換して計測制御
部８内にデジタルデータとして取り込む。車両確認部５
は、車高計測部２と同様に、約４０ｍｓｅｃ毎にその時
点での車高計測結果を計測制御部８に逐次出力してい
る。ナンバー読取部６は、計測制御部８からの読み取り
許可指令を受け取った時点から指定された期間の車両に
対してナンバーの読み取りを行ない、読み取った結果を
計測制御部８に出力する。データ処理装置９は、本シス
テムに接続されたパーソナルコンピュータなどの装置で
あり、計測制御部８が車両の諸元計測を行なった結果、
予め設定された基準値を超過している場合は、ナンバー
認識結果と合わせた諸元計測結果を受け取り、ハードデ
ィスクなどの記憶装置に蓄積するものである。計測制御
部８は、車高計測部２、軸重計測部３、カメラ１ａ〜１
ｄ、車両検出部４、車両確認部５、ナンバー読取部６か
らの入力を処理して、１台の車両の諸元値、車長・車幅
・車高・車重・軸重としてまとめ、さらにナンバー認識
結果も同一の車両のナンバー読み取り結果として対応付
けを行ない、必要に応じてデータ処理装置９および警告
表示部７への出力を行なうものである。

【００１３】図３は本実施の形態におけるの計測制御部
８の一般的な処理動作フローを示す図である。この図で
は、１台の車両に対する各装置から入力に対する計測制
御部８の一般的な処理手順を示しており、車体の形状、
車速、寸法計測処理時間、ナンバー読み取り処理時間な
どによっては、必ずしも図３の処理手順に従わない場合
もある。まず、車高計測部２の立上り、すなわち車体を
検出していない状態から車体を検出した状態への変化を
検出することによって、１台の車両のデータに対する処
理を開始する（Ｓ１）。以下、車高計測部２の立上りの
検出によって認知された１台の車両を対象車両と呼ぶ。
基本的には、立上り検出後に入力された軸重計測部３か
らの軸重値を対象車両の軸重データとする（Ｓ２）。車
両検出部４からの感知信号を入力した時点で（Ｓ３）、
車高計測部２が車体を検出している場合は（Ｓ４）、カ
メラ１ａ〜１ｄからの映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタ
ルデータとして計測制御部８内に取り込み、画像処理に
よって寸法計測を行なう（Ｓ５）。もし、車両検出部４
からの感知信号を入力した時点で車高計測部２がすでに
車体を検出していない場合は、車高計測部２と車両検出
部４との位置関係から車長が１２ｍよりも十分に短い車
両であり、特殊車両として寸法計測を行なう必要が無い
車両と判断できるので、寸法計測を行なわない。車高計
測部２の立ち下がり、すなわち車体を検出している状態
から車体を検出していない状態への変化を検出した時点
で（Ｓ６）、それまでの車高計測結果の最大値を検索し
て対象車両の最大車高を計算し、それまでに入力された
軸重値を加算して対象車両の車重を計算し、画像処理に
よる寸法計測を行なった場合は画像処理結果から車長・
車幅を算出することによって、対象車両の各諸元値、車
長・車幅・車高・車重・軸重を確定する（Ｓ７）。確定
した諸元値のいずれかが予め設定した基準値を超過して
いる場合（Ｓ８）、それまでに計測した車両の車速デー
タから計算した車速の平均値を使用して、対象車両がナ
ンバー読取部６の撮像位置を通過する時刻を推定し、一
定の幅を持たせた期間に対してナンバー読取部６にナン
バー読み取りの許可指令を発行する（Ｓ９）。車両確認
部５も車高計測部２と同様に車両の立上りと立ち下がり
を検出して１台の車両の通過を検出する（Ｓ１０、Ｓ１
１）。車両確認部５が１台の車両の通過を検出した時点
で、車高計測部２と車両確認部５での車両の最大車高な
どから車高計測部２で検出した車両と車両確認部５で検
出した車両の対応付けを行なう（Ｓ１２）。ナンバー読
取部６からのナンバー認識結果を入力した時点で（Ｓ１
３）、ナンバー読取部６の撮像位置と車両確認部５の位
置はほぼ同じ位置に設置されているので、車両確認部５
の立上り時刻とナンバー読取部６の撮像時刻がほぼ同一
のデータを対応づけることによって、車両確認部５で検
出した車両とナンバー認識結果との対応付けを行ない、
車両確認部５と車高計測部２との対応付けの結果と合わ
せて、諸元計測結果とナンバー認識結果との対応付けを
行なう（Ｓ１４）。諸元計測結果とナンバー認識結果が
確定した時点で、計測した諸元値のいずれかが、予め設
定された基準値を超過していた場合、データ処理装置９
に対してナンバー認識結果および諸元計測結果を出力す
る（Ｓ１５）。また、計測した諸元値のいずれかが、予
め設定された基準値を超過していた場合、車高計測部２
と車両確認部５の対応付けによって計算された車速と警
告表示部７までの距離から対象車両に対する適切な警告
表示時刻を計算し、計算された時刻に警告表示部７に対
して違反種別および車両ナンバーを出力、警告表示を行
なわせる（１６）。

【００１４】図４は車高計測部２からの入力波形によっ
て軸重計測部３からの軸重データをまとめて車重を計測
する処理の概念を示した図である。一般的な車両１０で
は、軸重計測部３からの軸重データ１３は、車高計測部
２からの１台分の車高データ１２の範囲内に入るのに対
して、運転席の上に風除けを付けた車両１１などの場合
は、風除けの影響で超音波の反射波が正常に戻らずに車
体感知が遅れたりするなど、車高計測部２による立上り
検出１２ａよりも１軸目の軸重データ１３ａの方が先に
計測制御部８に入力される場合がある。また、車両の車
尾の形状や軸重計測部３の軸重計測処理時間の関係など
から車高計測部２による立ち下がり検出１２ｂよりも軸
重データ１３が遅れる場合もある。そこで、軸重計測部
３から入力される軸重データ１３を計測制御部８内の軸
重データバッファに一時的に蓄積し、車高計測部２での
車両の立ち下がり検出１２ｂから一定時間後に、車高デ
ータの立上り時刻と立ち下がり時刻に一定の時間を追加
して、１台の車重データとして軸重データをまとめる期
間を計算し、軸重データバッファの中からこの期間内に
計測された軸重データを検索することによって、より正
確に１台の車両の車重および軸数を計測する。

【００１５】図５は車高計測部２と車両確認部５の波形
データから同一の車両データを対応づける処理方式を説
明する図である。車高計測部２で検出した各車両の波形
に対して、最大車高Ｈａ、通過時間Ｌａ、前方車両との
間隔Ｉａ１を計算し、さらに、直前の車両に対する前方
間隔だけではなく、さらに前方の車両に対する前方間隔
Ｉａ２、Ｉａ３、、、も計算する。同様に車両確認部５
で検出した各車両の波形に対しても、最大車高Ｈｂ、通
過時間Ｌｂ、前方車両との間隔Ｉｂ１を計算し、さら
に、直前の車両に対する前方間隔だけではなく、さらに
前方の車両に対する前方間隔Ｉｂ２、Ｉｂ３、、、も計
算する。また、その時点までの平均車速をＶａｖｅと
し、さらに、適当な車高計測部２と車両確認部５の波形
データの組み合わせに対して、車速Ｖを計算する。これ
らの値から車両データの対応付けの評価関数を次の式
（１）で定義する。 MF = Wi・｜Ia-Ib ｜+Wl・｜La-Lb｜+Wh・｜Ha-Hb｜+Wv・｜Vave-V｜ ・・・（１）

【００１６】車両確認部５で１台の車両が確定した時点
で、それまでに確定している車高計測部２の車両データ
の内、最近の設定台数分の車両データに対して上記評価
関数値を求める。ここで、車線変更などにより車両デー
タが発生したり消失したりしている場合があるので、指
定車両から数台前の車両までに対する前方間隔：Ia1,Ia
2,,, Ib1,Ib2,,,を計算し、これらの値を使用した評価
関数値も計算する。このようにして計算したそれぞれの
評価関数値の中で最も値が小さくなった車高計測部２の
車両と車両確認部５の組み合わせをもって車両の対応付
けを行なう。ただし、評価関数値が全組み合わせの中で
最小であっても、設定されたしきい値よりも関数値が大
きい場合は対応付けに失敗したものとする。さらに、対
応付けが確定した時点で、その車速Ｖを使用して以下の
式（２）で平均車速Ｖａｖｅを修正する。 Vave ← 0.8・Vave + 0.2・V
・・・（２）ここで、修正率を定めている0.8、
0.2は必要に応じて適当な値に変更してかまわない。た
だし、システムが起動した直後など平均車速がわからな
い場合は、何台分かの車両データを監視し、平均通過時
間からおおよその車速を推定し、平均車速とする。

【００１７】図６は車重による車速の補正を行なうため
の関数の形状を示す図であり、横軸に車両の車重、縦軸
に車速の補正量を取っている。一般に車重が重い車両ほ
ど車速が遅くなる傾向があるため、この傾向を考慮しな
いと特に重たい車両などで車速のずれにより正しい対応
付けが出来なくなる場合がある。車高計測部２で検出し
た車両に対する車重値を使用して、評価関数ＭＦ、式
（１）の計算時に車高計測部２の車両の車重値を使用し
て車速Vを補正する。すなわち、車重がＷのときの車速
の補正値をΔV(W)として、以下の式３で補正した車速
Ｖ’を計算する。 V’＝V＋V・ΔV(W)
．．．（３）この式（３）で計算した補正車速Ｖ’
を使用して車両の対応付けの評価関数ＭＦ、式（１）を
計算することにより、重たい車両が平均車速から大きく
かい離した速度で走行していても正しく対応付けを行な
うことが出来る。また、車速補正値ΔＶは以下の式
（４）で計算する。 ΔV(w) = Ai・W + Bi （Wi-1≦W≦Wiのとき）
．．．（４）車重と車速の関係は、システムの設
置地点の車両進行方向の勾配などによって異なるので、
車速補正値を定義している定数値 Ai,Bi Wi は設置され
たシステム毎に調整することが出来る。

【００１８】図７はアイリス制御のための、から撮像処
理を説明する図である。内部時計２０は計測制御部８の
日時を正確に保持している。計測制御部８は、この日時
データと計測制御部８に予め設定した緯度経度データか
ら、夜・日の出・昼・日没の時間帯を計算し、昼夜フラ
グ２１として計測制御部８内に保持する。計測制御部８
は、日の出・日没の時間帯になった時点でから撮像タイ
マ２２を３０秒にセットする。この３０秒という時間は
必要に応じて修正することが出来る。から撮像タイマ２
２は、タイマが０になった時点でから撮像処理を起動す
る（Ｓ２１）。この時、車高計測部２が車体を感知して
いた場合は（Ｓ２２）、寸法計測のための撮像を直後に
行なう可能性があるので、リトライを行なうために、か
ら撮像タイマ２２を１秒にセットし直す（Ｓ２６）。車
高計測部２が車体を感知していなかった場合は（Ｓ２
２）、から撮像を実行し（Ｓ２３）、カメラ１ａ〜１ｄ
の映像信号をＡ／Ｄ変換して計測制御部８内に取り込
み、画像の明るさをチェックすることによりアイリス制
御を行なう。から撮像処理終了後、昼夜フラグ２１が夜
もしくは昼に変化していた場合は（Ｓ２４）、から撮像
タイマ２２の設定は行なわず、昼夜フラグ２１が日の出
もしくは日没の状態のままだった場合は、から撮像タイ
マ２２を３０秒にセットしてから撮像処理を終了する
（Ｓ２５）。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、車両の
軸重を計測する軸重計測部と、車両の車高を計測して軸
重を加算することで車重を計算する範囲の決定を行なう
超音波式の車高計測部と、車両の先端を検出する車両検
出部と、ステレオ計測により車長・車幅を計測するため
に車両を撮像するカメラと、車両のナンバープレートを
読み取るナンバー読取部と、寸法計測結果とナンバープ
レート読み取り結果の対応付けを行なうための超音波式
の車両確認部と、違反車量に警告表示を行なう警告表示
部と、カメラで撮像した画像から車長・車幅を計測する
とともに、上記各装置からの入力データを処理して各車
両の車重・軸重・車高・車幅・車長を計測し、ナンバー
プレート読み取り結果との対応付けを行なう計測制御部
とを備えたものである。これにより、車重の計測率やナ
ンバー認識結果との対応精度を向上させ、システム全体
としての補足率を向上させた特殊車両自動計測システム
を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における特殊車両自動計測
システムの配置構成を示す模式図

【図２】本システムにおける機器接続とデータフローを
示す概略ブロック図

【図３】本システムにおける一般的な処理の流れを示す
概略フロー図

【図４】本システムにおける車高データによる軸重デー
タのまとめ方を示す模式図

【図５】本システムの車両対応付け処理における波形デ
ータと各対応付け評価値を示す模式図

【図６】本システムにおける車重計測値と車速の補正値
の一般的な関係を示す特性図

【図７】本システムにおけるアイリス制御のための、か
ら撮像処理の概略構成と処理を示す概略フロー図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ カメラ ２ 車高計測部 ３ 軸重計測部 ４ 車両検出 ５ 車両確認部 ６ ナンバー読取部 ７ 警告表示部 ８ 計測制御部 ９ データ処理装置 １０ 一般的な車両 １１ 風除けなどのある車両 １２ 車高データ １３ 軸重データ ２０ 内部時計 ２１ 昼夜フラグ ２２ から撮像タイマ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路上に設置されて車両の軸重を計測す
   る軸重計測部と、車両の車高を計測するとともに、車両
   の寸法計測の可否の判定および軸重を加算して車重を計
   算する範囲の決定を行なう超音波式の車高計測部と、車
   両の先端を検出する車両検出部と、ステレオ計測により
   車長・車幅を計測するために車両を撮像するカメラと、
   車両のナンバープレートを読み取るナンバー読取部と、
   寸法計測結果とナンバープレート読み取り結果の対応付
   けを行なうための超音波式の車両確認部と、違反車量に
   警告表示を行なう警告表示部と、カメラで撮像した画像
   から車長・車幅を計測するとともに、上記各装置からの
   入力データを処理して各車両の車重・軸重・車高・車幅
   ・車長を計測し、ナンバープレート読み取り結果との対
   応付けを行なう計測制御部とを備えた特殊車両自動計測
   システム。
2. 【請求項２】 計測制御部内に軸重データを一時的に蓄
   積する軸重データバッファを有し、車高計が１台の車両
   として検出した範囲の前後の軸重まで含めて１台の車両
   の車重を計算することを特徴とする請求項１記載の特殊
   車両自動計測システム。
3. 【請求項３】 諸元計測結果とナンバープレート読み取
   り結果の対応付けにおいて、車高計測部と車両確認部と
   で観測した車両の最大車高・通過時間・前方車両との間
   隔・平均車速からの差異を評価値として計算した車両の
   一致度を使用することを特徴とする請求項１記載の特殊
   車両自動計測システム。
4. 【請求項４】 車両の一致度の評価値の計算において、
   軸重計測部によって計測した車重に応じて平均車速から
   の差異を補正して車両の一致度を計算することを特徴と
   する請求項３記載の特殊車両自動計測システム。
5. 【請求項５】 計測制御部内に内部時計とから撮像用の
   タイマを備え、日の出および日没時に寸法計測用のカメ
   ラにアイリス制御用の、から撮像を行なわせることを特
   徴とする請求項１記載の特殊車両自動計測システム。