JP2003281689A

JP2003281689A - 車両追跡センサ

Info

Publication number: JP2003281689A
Application number: JP2002079253A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Hayakawa; 祥史早川; Hideo Urata; 秀夫浦田; Hiroko Karaki; 裕子唐木; Hiroyuki Nakayama; 博之中山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】所定の領域に様々な方向から進入する車両を
検知すること。【解決手段】車両が走行する道路の動画を撮像する車
両追跡カメラ２と、その動画に基づいて車両が所定の領
域１０に進入したことを検知する車両進入検知部３２と
を具備している。車両追跡カメラ２は、広角レンズ２３
を用いて車線方向が幅方向より大きい視野１２を鉛直上
方から道路の画像を撮像している。車両追跡カメラ２の
視野１２は、所定の領域１０とその外側を取り囲む領域
とから形成されている。車両は、車両追跡カメラ２の視
野１２に進入した後に、所定の領域１０に進入する。車
両進入検知部３２は、画像を画像処理して車両が所定の
領域１０に進入したことを検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両追跡センサに
関し、特に、道路を走行する車両を監視する車両追跡セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】有料道路の通行料金を無人で収受するＥ
ＴＣシステムが利用されている。そのＥＴＣシステムで
は、車両に装着されたＥＴＣ車載器と料金所ゲートに設
置されたアンテナとの通信により、車両が料金所を一旦
停止しないで通過し、料金の支払いを自動化することが
できる。

【０００３】図８は、公知のＥＴＣゲートを示してい
る。そのＥＴＣゲート１００が設けられるＥＴＣ車線１
０４は、一般道路から有料道路の入り口に接続し、また
は、有料道路から一般道路への出口に接続している。Ｅ
ＴＣ車線１０４の両側には、アイランド１０５が設けら
れ、２つのアイランド１０５の上にＥＴＣ車線１０４を
またいで建造されるガントリ１０６が設けられている。
ガントリ１０６には、アンテナ１０７が設けられてい
る。アンテナ１０７は、ＥＴＣ車線１０４の通信領域１
１２に進入する車両に搭載されたＥＴＣ車載器と無線通
信することができる。

【０００４】アイランド１０５には、車両検知器１０１
が設けられている。車両検知器１０１は、ＥＴＣ車線１
０４を隔てて対向して設置される投光器と受光器とを備
え、その投光器と受光器との間に車両が存在しているか
どうかを検知して通信領域１１２に車両が進入すること
を検知する。アイランド１０５には、さらに、車両検知
器１０２が設けられている。車両検知器１０２は、ＥＴ
Ｃ車線１０４を隔てて対向して設置される投光器と受光
器とを備え、その投光器と受光器との間に車両が存在し
ているかどうかを検知して通信領域１１２から車両が退
出することを検知する。アイランド１０５には、さら
に、不正車両撮像装置１０８が設けられている。不正車
両撮像装置１０８は、アンテナ１０７とＥＴＣ車線１０
４を走行する車両とが無線通信しなかったときに、その
不正車両を撮像する。

【０００５】車両検知器１０１と車両検知器１０２は、
ＥＴＣゲート１００が設置される地理により、設置する
ことができないときがある。任意の形態のＥＴＣゲート
に容易に設置され、通信領域への車両の進入を検知する
ことができるセンサが望まれている。

【０００６】危険物、毒物を運搬する車両は、その危険
物などを運搬中であることを示す標示板を車両の後方に
掲げている。このような車両は、前方部分と後方部分と
の両方の画像が撮像されることが望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、設置
することが容易である車両追跡センサを提供することに
ある。本発明の他の課題は、所定の領域に様々な方向か
ら進入する車両を検知する車両追跡センサを提供するこ
とにある。本発明のさらに他の課題は、１台の車両の前
方部分と後方部分との画像を関連付けて撮像し、かつ、
設置することが容易である車両追跡センサを提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態］で使用される番号・符号を括弧（）付きで用い
て、課題を解決するための手段を説明する。これらの番
号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施
の形態］の記載との対応を明らかにするために付加され
たものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発
明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

【０００９】本発明による車両追跡センサは、車両が走
行する道路の画像を次々に撮像する車両追跡カメラ
（２）と、画像に基づいて車両が所定の領域（１０、１
１）に進入したことを検知する車両進入検知部（３２）
とを具備している。車両追跡カメラ（２）は、鉛直上方
から道路の画像を撮像し、広角レンズ（２３）を用いて
車線方向に前後に２０ｍの視野（１２）を持ち、道路の
動画を撮像している。車両追跡カメラ（２）の視野（１
２）は、所定の領域（１０、１１）とその外側を取り囲
む領域とから形成されている。車両は、車両追跡カメラ
（２）の視野（１２）に進入した後に、所定の領域（１
０、１１）に進入する。車両進入検知部（３２）は、画
像を画像処理して車両が所定の領域（１０、１１）に進
入したことを検知する。このよう検知は、車両が撮像さ
れているかどうかに基づく検知より、車両の進入をより
確実に検知することができる。

【００１０】車両追跡カメラ（２）は、車両追跡カメラ
（２）の視野（１２）の車線方向の幅を視野（１２）の
車線方向の垂直方向の幅より広げるレンズ（２３）を備
えている。すなわち、そのレンズ（２３）は、車両追跡
カメラ（２）と視野（１２）の車線方向の両端とを結ぶ
２直線のなす角を、視野（１２）の車線方向の垂直方向
の両端とを結ぶ２直線のなす角より大きくする。このよ
うなレンズ（２３）は、シリンドリカルレンズと広角レ
ンズとの組み合わせにより実現される。車両追跡カメラ
（２）は、路肩など不要な物を見ないで、車線方向に遠
くの物をより鮮鋭に見ることができる。

【００１１】車両に搭載されるＥＴＣ車載器は、車両が
所定の領域（１０）に進入したときに、ＥＴＣシステム
のアンテナ（７）との通信が可能であり、車両進入検知
部（３２）は、車両が所定の領域（１０）に進入したと
きに、アンテナ（７）にＥＴＣ車載器と通信可能である
ことを通知する。アンテナ（７）は、通知に応答して通
信を開始する。本発明による車両追跡センサは、ＥＴＣ
システムのアンテナ（７）の通信開始のトリガとして利
用されることが好ましい。

【００１２】所定の領域（１１）は、ＥＴＣシステムの
アンテナ（７）と車両に搭載されるＥＴＣ車載器とが通
信しないときに車両を撮像する不正車両撮像装置（８）
の視野であり、車両進入検知部（３２）は、不正車両撮
像装置（８）にその視野（１１）に車両が進入したこと
をを通知する。不正車両撮像装置（８）は、ＥＴＣシス
テムのアンテナ（７）と車両に搭載されるＥＴＣ車載器
とが通信しないときに、通知に応答して車両を撮像す
る。本発明による車両追跡センサは、不正車両撮像装置
（８）の撮像のトリガに用いられることが好ましい。

【００１３】所定の領域は、第１領域と第２領域とを含
み、更に、車両の軌跡を追跡して、第１領域に進入した
車両が第２領域に進入した車両と同一であるか、また
は、異なるかを検知する車両追跡部（３３）とを具備し
ていることが好ましい。

【００１４】第１領域に進入した車両の前方部分の前側
画像を撮像する前側高解像度カメラ（５１−１、５１−
２）と、第２領域に進入した車両の後方部分の後側画像
を撮像する後側高解像度カメラ（５１−３、５１−４）
とを更に具備している。車両追跡部（３３）は、更に、
第１領域に進入した車両と第２領域に進入した車両とが
同一であるときにその前側画像と後側画像とを関連付け
る。道路が複数車線であり車両が前側画像を撮像された
後に車線変更したときでも、１台の車両の前方部分の画
像と後方部分の画像とを関連付けることができる。

【００１５】車両進入検知部（３２）は、車両が第１領
域に進入する第１時刻と車両が第２領域に進入する第２
時刻とを更に検出する。本発明による車両追跡センサ
は、更に、第１時刻と第２時刻とに基づいて車両の車速
を計測する車速計測部（３４）を具備していることが好
ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明による車
両追跡センサの実施の形態を説明する。その車両追跡セ
ンサ１は、図１に示されているように、車両追跡カメラ
２と車両追跡センサ本体３とを備えている。車両追跡セ
ンサ１は、一般道路から有料道路の入り口に接続し、ま
たは、有料道路から一般道路への出口に接続する車線４
に設置され、有料道路の通行料金を無人で収受するＥＴ
Ｃシステムに利用されている。車線４の両側には、作業
員が歩行するためのアイランド５が設けられている。ア
イランド５には、ガントリ６が設けられている。ガント
リ６は、２つの柱部分と梁部分とから構成されている。
その２つの柱部分はそれぞれ車線４の両側のアイランド
５に鉛直方向に立てられ、その梁部分は２つの柱部分の
頭頂部を接続しており、車線４を横断している。ガント
リ６の梁部分には、アンテナ７が設けられている。

【００１７】ＥＴＣシステムは、車線４を走行する車両
に搭載されたＥＴＣ車載器とアンテナ７との無線通信を
用いて料金の支払いを自動化している。アンテナ７は、
通信領域１０に配置された車両に搭載されたＥＴＣ車載
器との無線通信が可能である。通信領域１０は、直径が
３〜６ｍである円形を形成している。車線４には、さら
に、不正車両撮像装置８が設けられている。不正車両撮
像装置８は、そのＥＴＣ車載器とアンテナ７との無線通
信ができなかったときに、視野領域１１に進入したその
不正車両を撮像する。

【００１８】車両追跡カメラ２は、アンテナ７と同様に
ガントリ６の梁部分に設置され、車線４の車両追跡範囲
１２を撮像している。その車両追跡範囲１２は、通信領
域１０、視野領域１１およびそれらを取り囲む外側の領
域から形成される。このため、車両は、車両追跡範囲１
２に進入した後に、通信領域１０または視野領域１１に
進入する。車両追跡センサ本体３は、路側に配置されて
いる。なお、車両追跡センサ本体３は、任意の場所に配
置することができる。

【００１９】図２は、車両追跡センサ１を詳細に示して
いる。車両追跡センサ１は、車両追跡カメラ２と車両追
跡センサ本体３とを備え、車両追跡カメラ２と車両追跡
センサ本体３は、光ファイバ２１を介して接続されてい
る。車両追跡カメラ２は、ＬＥＤ照明２２、広角レンズ
２３、カメラ２４およびカメラ画像入力基板２５を備え
ている。ＬＥＤ照明２２は、車両追跡範囲１２に近赤外
の光を照明する。広角レンズ２３は、広角レンズとシリ
ンドリカルレンズとを備えている。このような広角レン
ズ２３は、車両追跡範囲１２の車線方向に遠い位置の画
像をより鮮鋭に撮像することを可能にする。カメラ２４
は、車両追跡範囲１２の近赤外の画像を撮像し、その画
像をデジタル信号に変換する。このようなカメラ２４と
しては、ＣＣＤカメラが例示される。カメラ画像入力基
板２５は、光ファイバ２１を介してそのデジタル信号を
車両追跡センサ本体３に送信する。

【００２０】車両追跡センサ本体３は、情報処理装置
（コンピュータ）であり、コンピュータプログラムであ
る画像収集部３１、車両進入検知部３２、車両追跡部３
３および車速計測部３４を備えている。画像収集部３１
は、光ファイバ２１を介して車両追跡カメラ２から車両
追跡範囲１２の画像を示すデジタル信号を収集し、その
画像を画像処理して車両追跡範囲１２を走行する車両を
ラベリングし、その車両の位置を計測する。

【００２１】車両進入検知部３２は、画像収集部３１に
よりラベリングされた車両が通信領域１０に進入するこ
とを検知して、アンテナ７に通知する。車両進入検知部
３２は、さらに、その車両が通信領域１０を退出したこ
とを検知してアンテナ７に通知する。車両進入検知部３
２は、ラベリングされた車両が視野領域１１に進入する
ことを検知して不正車両撮像装置８に通知する。このよ
う検知は、画像に車両が撮像されているかどうかに基づ
く検知より、車両の進入をより確実に検知することがで
きる。

【００２２】車両追跡部３３は、車両追跡範囲１２を走
行する各車両の軌跡を生成して追跡する。車速計測部３
４は、車両追跡部３３により追跡される車両の車速を計
測する。すなわち、車速計測部３４は、車両追跡範囲１
１に含まれる互いに重ならない２つの領域に車両が進入
する時間差と、その２つの領域の距離とに基づいてその
車両の車速を計測する。

【００２３】なお、車両追跡センサ本体３は、複数のＣ
ＰＵを備え、画像収集部３１、車両進入検知部３２、車
両追跡部３３および車速計測部３４を互いに異なるＣＰ
Ｕで実行させることもできる。たとえば、１つのＣＰＵ
が画像収集部３１を実行し、もう１つのＣＰＵが車両進
入検知部３２、車両追跡部３３および車速計測部３４を
実行する。このとき、車両追跡センサ本体３は、全体の
動作を高速で処理することができ、好ましい。

【００２４】図３は、車両追跡範囲１２を示し、車両追
跡カメラ２の視野を示している。その視野４１は、車両
追跡範囲１２より広域であり、車両追跡範囲１２を含ん
でいる。車両追跡範囲１２は、長方形状を形成し、車線
方向の幅４４が約４０ｍであり、車線方向の垂直方向の
幅４３が約７ｍである。

【００２５】すなわち、車両追跡カメラ２の広角レンズ
２３は、車線４の路面から車両追跡カメラ２までの高さ
４２が７ｍであるときに、車両追跡カメラ２と視野４１
の車線方向の両端とを結ぶ２直線のなす視角を７１°×
２以上にし、車両追跡カメラ２と視野４１の車線方向の
垂直方向の両端とを結ぶ２直線のなす視角を３０°×２
以上にする。車両追跡カメラ２の広角レンズ２３は、車
線４の路面から車両追跡カメラ２までの高さ４２が６ｍ
であるときに、車両追跡カメラ２と視野４１の車線方向
の両端とを結ぶ２直線のなす視角を７４°×２以上に
し、車両追跡カメラ２と視野４１の車線方向の垂直方向
の両端とを結ぶ２直線のなす視角を３７°×２以上にす
る。このとき、車両追跡カメラ２は、路肩など不要な物
を見ないで、車線方向に遠くの物をより鮮鋭に見ること
ができる。

【００２６】なお、広角レンズ２３は、シリンドリカル
レンズを用いないこともできる。図４は、車両追跡範囲
１２を示し、車両追跡カメラ２の視野４５を示してい
る。その視野４５は、長方形状の車両追跡範囲１２を含
む円形を形成し、その直径４６は約４０ｍ以上である。
すなわち、車両追跡カメラ２の広角レンズ２３は、車線
４の路面から車両追跡カメラ２までの高さ４２が７ｍで
あるときに、視野４５の両端とを結ぶ２直線のなす視角
を７１°×２以上にする。車両追跡カメラ２の広角レン
ズ２３は、車線４の路面から車両追跡カメラ２までの高
さ４２が６ｍであるときに、視野４５の両端とを結ぶ２
直線のなす視角を７４°×２以上にする。このとき、車
両追跡カメラ２は、シリンドリカルレンズを用いたとき
より車線方向の両端を鮮鋭に見ることができない。

【００２７】車両追跡センサ１は、車両追跡範囲１２に
車両が進入すると、その車両の軌跡を追跡する。車両追
跡センサ１は、さらに、その車両が通信領域１０に進入
することを検知してアンテナ７に通知する。アンテナ７
は、その通知に応答して車両に搭載されるＥＴＣ車載器
との通信を開始する。車両追跡センサ１は、さらに、そ
の車両が視野領域１１に進入することを検知して不正車
両撮像装置８に通知する。不正車両撮像装置８は、その
車両がアンテナ７との無線通信に失敗したときに、その
通知に応答してその不正車両の画像を撮像する。

【００２８】本発明による車両追跡センサは、透過式の
車両検知器を設置することができないＥＴＣ車線にも容
易に設置することができ、車両が通信領域１０に進入す
ることを検知することができる。

【００２９】図５は、車両追跡センサ１が設置される車
線の実施の他の形態を示している。その車線４′は、長
さが短いアイランド５′が設置されている。このような
アイランド５′は、地理のために長いアイランド５を設
けることができないときに、設けられる。このとき、車
両は、通信領域１０に様々な方向から進入する。車両追
跡カメラ２が撮像する車両追跡範囲１２′は、既述の車
両追跡範囲１２と同様に、通信領域１０、視野領域１１
およびそれらを取り囲む外側の領域から形成される。こ
のため、車両は、車両追跡範囲１２′に進入した後、通
信領域１０または視野領域１１に進入する。

【００３０】本発明による車両追跡センサは、このよう
に所定の領域に様々な方向から進入する車両を検知する
ことに利用されることが好ましい。

【００３１】図６は、本発明による車両追跡センサの実
施のさらに他の形態を示している。その車両追跡センサ
は、図１で既述の実施の形態における車両追跡センサ１
がさらに高解像度カメラ５１−１〜５１−４を備え、一
方通行である２つの車線５２に設置される。高解像度カ
メラ５１−１は、左側車線の車両追跡カメラ２より進行
方向５３の反対側の撮像領域を撮像する。高解像度カメ
ラ５１−２は、右側車線の車両追跡カメラ２より進行方
向５３の反対側の撮像領域を撮像する。高解像度カメラ
５１−１は、左側車線の車両追跡カメラ２より進行方向
５３の側の撮像領域を撮像する。高解像度カメラ５１−
１は、右側車線の車両追跡カメラ２より進行方向５３の
側の撮像領域を撮像する。すなわち、高解像度カメラ５
１−１、５１−２は、車線５２を走行する車両の前方部
分を撮像し、高解像度カメラ５１−３、５１−４は、車
両の後方部分を撮像する。車両追跡カメラ２が撮像する
車両追跡範囲５４は、高解像度カメラ５１−１〜５１−
４の撮像領域と、その撮像領域を取り囲む外側の領域と
から形成されている。

【００３２】図７は、車両追跡カメラ２により撮像され
た画像を示している。車両追跡範囲１２に進入した車両
は、まず、高解像度カメラ５１−１の撮像領域または高
解像度カメラ５１−２の撮像領域のいずれかに進入す
る。その車両は、その後に、車線変更し、または、車線
変更しないで、高解像度カメラ５１−３の撮像領域また
は高解像度カメラ５１−４の撮像領域のいずれかに進入
する。車両追跡センサは、高解像度カメラ５１−１また
は高解像度カメラ５１−２の撮像領域と高解像度カメラ
５１−３または高解像度カメラ５１−４の撮像領域との
間で、その車両の軌跡を追跡し、その車両が車線変更し
たかどうかを検知している。

【００３３】なお、このような車両追跡センサは、３以
上の車線、または、対面通行の複数車線にも設置するこ
とができる。

【００３４】車両追跡センサ１は、その車両が高解像度
カメラ５１−ｉ（ｉ＝１，２）の撮像領域に進入するこ
とを検知して高解像度カメラ５１−ｉに通知する。高解
像度カメラ５１−ｉは、その通知に応答してその車両の
画像を撮像する。車両追跡センサ１は、さらに、車両が
高解像度カメラ５１−ｊ（ｊ＝３，４）の撮像領域に進
入することを検知して高解像度カメラ５１−ｊに通知す
る。高解像度カメラ５１−ｊは、その通知に応答してそ
の車両の画像を撮像する。

【００３５】車両追跡センサ１は、さらに、その車両の
軌跡を追跡し、高解像度カメラ５１−ｉにより撮像され
た車両と高解像度カメラ５１−ｊにより撮像された車両
とが同一であるかどうかを検知し、その車両が同一であ
るときに、撮像された２枚の画像を同一の車両の画像と
して出力する。

【００３６】道路を走行する車両の前後から複数のカメ
ラで概ね同時に撮像することにより、１台の車両の前方
部分と後方部分とを撮像することができる。本発明によ
る車両追跡センサは、複数のカメラが１箇所により容易
に設置され、１台の車両の前方部分と後方部分とを関連
付けて撮像することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明による車両追跡センサは、所定の
領域に様々な方向から進入する車両を検知することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による車両追跡センサの実施の
形態を示す図である。

【図２】図２は、本発明による車両追跡センサの実施の
形態を示すブロック図である。

【図３】図３は、車両追跡カメラの視野を示す図であ
る。

【図４】図４は、車両追跡カメラの視野を示す図であ
る。

【図５】図５は、本発明による車両追跡センサの実施の
他の形態を示す図である。

【図６】図６は、本発明による車両追跡センサの実施の
さらに他の形態を示す図である。

【図７】図７は、車両追跡カメラの視野を示す図であ
る。

【図８】図８は、公知の車両追跡センサの実施の形態を
示す図である。

【符号の説明】

１：車両追跡センサ２：車両追跡カメラ３：車両追跡センサ本体４：車線５：アイランド６：ガントリ７：アンテナ８：不正車両撮像装置１０：通信領域１１：視野領域１２：車両追跡範囲２１：光ファイバ２２：ＬＥＤ照明２３：広角レンズ２４：カメラ２５：カメラ画像入力基板３１：画像収集部３２：車両進入検知部３３：車両追跡部３４：車速計測部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者唐木裕子兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者中山博之兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 BB15 CC02 CC04 CC07 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両が走行する道路の画像を撮像する車
両追跡カメラと、前記画像に基づいて前記車両が所定の領域に進入したこ
とを検知する車両進入検知部とを具備し、前記車両追跡カメラの視野は、前記所定の領域と前記所
定の領域を取り囲む外側の領域とから形成される車両追
跡センサ。
【請求項２】請求項１において、前記車両追跡カメラは、前記車両追跡カメラの視野の車
線方向の幅を前記視野の車線方向の垂直方向の幅より広
げるレンズを備える車両追跡センサ。
【請求項３】請求項２において、前記車両に搭載されるＥＴＣ車載器は、前記車両が前記
所定の領域に進入したときに、ＥＴＣシステムのアンテ
ナとの通信が可能であり、前記車両進入検知部は、前記アンテナに前記ＥＴＣ車載
器と通信可能であることを通知する車両追跡センサ。
【請求項４】請求項２において、前記所定の領域は、ＥＴＣシステムのアンテナと前記車
両に搭載されるＥＴＣ車載器とが通信しないときに前記
車両を撮像する不正車両撮像装置の視野であり、前記車両進入検知部は、前記不正車両撮像装置に前記視
野に前記車両が進入したことを通知する車両追跡セン
サ。
【請求項５】請求項２において、前記所定の領域は、第１領域と第２領域とを含み、更に、前記車両の軌跡を追跡して、前記第１領域に進入した前
記車両が前記第２領域に進入した前記車両と同一である
か、または、異なるかを検知する車両追跡部とを具備す
る車両追跡センサ。
【請求項６】請求項５において、前記第１領域に進入した前記車両の前方部分の前側画像
を撮像する前側高解像度カメラと、前記第２領域に進入した前記車両の後方部分の後側画像
を撮像する後側高解像度カメラとを更に具備し、前記車両追跡部は、更に、前記第１領域に進入した前記
車両と前記第２領域に進入した前記車両とが同一である
ときに前記前側画像と前記後側画像とを関連付ける車両
追跡センサ。
【請求項７】請求項５において、前記車両進入検知部は、前記車両が前記第１領域に進入
する第１時刻と前記車両が前記第２領域に進入する第２
時刻とを更に検出し、更に、前記第１時刻と前記第２時刻とに基づいて前記車両の車
速を計測する車速計測部を具備する車両追跡センサ。