JP2003331384A - 車種識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特別なセンサを用いることなく、軽自動車の自
動識別を可能にする車種識別装置を実現する。 【解決手段】カラーカメラを設置し、このカラーカメラ
の映像信号からナンバープレート部分を切り出し、その
各画素を三原色に分解するとともに、その中の青色と赤
色及び青色と緑色の各輝度差から黄色画素を検出すると
ともに該ナンバープレートに占める黄色画素の面積の割
合から軽自動車の判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車種識別装置に関
し、特に料金所などのゲートを通過する車両のナンバー
プレートのカメラ映像から車両の車種を識別する装置に
関するものである。

【０００２】有料道路の利用料金が車種別に異なる場
合、料金所などで利用料金を算出する際に利用車両の車
種を客観的に識別する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来より知られている車種識別装置は、
車長、車幅、車高、及び軸数を計測するセンサと、ナン
バープレートを読み取る車番読取装置とで構成すること
により車種を識別し、最終的には収受員が目視で確認し
て正規の利用料金を算出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の車
種識別装置は、有料道路利用者の増大、収受員作業の省
力化、ETC導入を背景として、そのニーズが高まってい
るが、その設備としてセンサの種類と設置数が多いため
次のような問題があった。

【０００５】 イニシャル及びランニングコストが高
い。 保守手番が嵩む。 料金所レーン上に設置用のスペースが必要。 一方、軽自動車については、黄色地に黒色文字の自家用
ナンバープレートと黒色地に黄色文字の事業用ナンバー
プレートが存在するのに対し、普通車以上の大きさの車
両では全て、白色地に緑色文字の自家用ナンバープレー
トと緑色地に白色文字の事業用ナンバープレートである
ため、黄色の識別が可能であればナンバープレートの大
きさが変っても軽自動車の識別が可能となる。

【０００６】しかしながら、現在知られている車番読取
装置は、料金所レーンでの環境下で24時間365日運用す
ることを前提としているため、撮像部に近赤外線カメラ
を用いており、夜間などの低照度時は照明部の近赤外線
LEDを発光させナンバープレートを撮像できるようにし
ている。従って、撮像される映像は白黒映像になるため
色の識別ができない。

【０００７】従って現在の軽自動車の自動識別は、車
長、車幅、及び車高が軽自動車の規定内か規定外かで判
断するしかないため、車長センサ、車幅センサ、及び車
高センサが必要になるという問題があった。従って本発
明は特別なセンサを用いることなく、軽自動車の自動識
別を可能にする車種識別装置を実現することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車種識別装置は、カラーカメラと、該
カラーカメラの映像信号からナンバープレート部分を切
り出し、その各画素を三原色に分解すると共にその中の
青色と赤色及び青色と緑色の各輝度差から黄色画素を検
出するとともに該ナンバープレートに占める該黄色画素
の面積の割合から軽自動車の識別を行う画像処理部と、
を備えたことを特徴としている。

【０００９】すなわち、本発明では、まず車両のナンバ
ープレートをカラー撮影するためのカラーカメラを、例
えば料金所近辺に設置する。そして、このカラーカメラ
からの映像信号に基づいてナンバープレートの色識別を
行う。そのため、まず、カラーカメラの映像信号から公
知技術により切り出したナンバープレート部分の各画素
を光の三原色に分解する。そして、その中の青色と赤色
及び青色と緑色との各輝度差からその画素が黄色画素で
あるか否かを識別する。

【００１０】このようにしてナンバープレート部分にお
ける黄色画素が検出できるので、この黄色画素のナンバ
ープレートに占める面積の割合から画像処理部は通過車
両が軽自動車であるか否かを識別することができる。上
記の画像処理部は、上記のように黄色画素のナンバープ
レートに占める面積の割合から軽自動車の識別を行う
際、別途設けられている従来から知られている車番読取
装置が切り出したナンバープレートの処理結果に基づい
て軽自動車の識別を行うことができる。

【００１１】すなわち、ナンバープレートの色について
は、上述の如く、黄色地に黒色文字かまたは黒色地に黄
色文字の軽自動車パターンと、白色地に緑色文字と緑色
地に白色文字の普通車パターン（以下、カラーパターン
と総称することがある。）の2種類に識別する必要があ
るが、その前提として、車番読取装置は公知技術により
ナンバープレート部分を切り出し、この切り出したナン
バープレート部分が明色地（黄色又は白地）に暗色文字
（黒色又は緑色）か又はその逆かを判定することができ
るので、上記の画像処理部は、このような車番読取装置
による判定結果を流用することにより、上記のとおり、
黄色画素を検出し、さらにその面積割合に基づいて軽自
動車の識別を行うことができる。

【００１２】上記の場合、画像処理部は、各画素におけ
る青色が赤色及び緑色より共に輝度が低く、赤色と青色
との輝度差と緑色と青色との輝度差の和が一定値以上で
あり、両輝度差の差の絶対値が一定値以下であるときの
み該画素を黄色画素と識別することができる。

【００１３】また、該車番読取装置が、該ナンバープレ
ートが明色地に暗色文字のものであると判定したとき、
該画像処理部は、該明色地の黄色画素総数が一定値以上
であれば、黄色地に黒色文字のナンバープレートである
と識別することができる。また、該車番読取装置が、該
ナンバープレートが暗色地に明色文字であると判定した
とき、該画像処理部は、該明色文字の黄色画素総数が一
定値以上のとき、黒色地に黄色文字のナンバープレート
であると判定することができる。

【００１４】さらに、夜間などの低照度環境時のために
プレートカラー識別用の照明部を設け、カラーカメラに
よって撮像されるカラーパターンを、画像処理部が識別
できるだけの輝度を確保することが好ましい。また、プ
レートカラー識別用照明部は、可視光であるためドライ
バーの運転の妨げにならないように光軸の延長がドライ
バーの目に入らないような設置位置と照射範囲を有する
ことが好ましい。

【００１５】さらに、カラーカメラを車両の後方から撮
像し、車両背面のナンバープレートを撮像することでド
ライバーの運転の影響を減少させることができる。さら
に、車両前面及び背面の各ナンバープレート撮像用に車
番読取装置と一対でカラーカメラ及びプレートカラー識
別用照明部を2式設置することで軽自動車識別の精度を
向上することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る車種識別装
置の構成例を示したブロック図である。この構成例にお
いては、前方撮像装置1と後方撮像装置2と出力装置3と
で構成されている。ただし、撮像装置は何れか一方のみ
を設置してもよい。

【００１７】前方撮像装置1は、従来より知られている
車番読取装置11を含むとともに、本発明によるプレート
カラー識別装置12を加えている。これらの車番読取装置
11及びプレートカラー識別装置12は車両検知センサ13か
らの検知信号を受けるように接続されている。

【００１８】車番読取装置11は、近赤外線カメラの撮像
部111と近赤外線LEDの照明部112と車番認識用画像処理
部113とで構成されており、車番認識用画像処理部113は
車両検知センサ13からの検知信号に基づき、制御信号CS
1を撮像部111に与えるとともに制御信号CS2を照明部112
に与える。

【００１９】これに応答して照明部112が照明を行い、
撮像部111が映像信号VS1を画像処理部113に出力するこ
とにより、画像処理部113は車番認識処理を行うことに
よって車番認識結果R1を出力装置3に与える。また、プ
レートカラー識別装置12は、カラーカメラの撮像部121
と多色光対応の照明部122とプレートカラー判定用画像
処理部123とで構成されており、車番読取装置11と同様
に車両検知センサ13からの検知信号により、制御信号CS
3及びCS4をそれぞれ撮像部121及び照明部122に与え、撮
像部121から映像信号VS2を画像処理部123に与えてい
る。

【００２０】そして、画像処理部123は、映像信号VS2と
ともに車番認識用画像処理部113からのカラーパターン
判定結果D1を入力して軽自動車認識結果R2を出力装置3
に与えるようにしている。後方撮像装置2も、従来より
知られている車番読取装置21を含むとともに、本発明に
よるプレートカラー識別装置22を加えている。これらの
車番読取装置21及びプレートカラー識別装置22は車両検
知センサ23からの検知信号を受けるように接続されてい
る。

【００２１】車番読取装置21は、近赤外線カメラの撮像
部211と近赤外線LEDの照明部212と車番認識用画像処理
部213とで構成されており、車番認識用画像処理部213は
車両検知センサ23からの検知信号に基づき、制御信号CS
5を撮像部211に与えるとともに制御信号CS6を照明部212
に与える。

【００２２】これに応答して照明部212が照明を行い、
撮像部211が映像信号VS3を画像処理部213に出力するこ
とにより、画像処理部213は車番認識処理を行うことに
よって車番認識結果R3を出力装置3に与える。また、プ
レートカラー識別装置22は、カラーカメラの撮像部221
と多色光対応の照明部222とプレートカラー判定用画像
処理部223とで構成されており、車番読取装置21と同様
に車両検知センサ23からの検知信号により、制御信号CS
7及びCS8をそれぞれ撮像部221及び照明部222に与え、撮
像部221から映像信号VS4を画像処理部223に与えてい
る。

【００２３】そして、画像処理部223は、映像信号VS4と
ともに車番認識用画像処理部213からのカラーパターン
判定結果D2を入力して軽自動車認識結果R4を出力装置3
に与えるようにしている。図2は、図1に示した前方撮像
装置1の配置構成例を示したものである。同図(1)は平面
図を示しており、同図(2)は側面図を示している。

【００２４】同図(1)の平面図に示すように、車両30
は、前面及び後面にそれぞれナンバープレート31及び32
を取り付けてある。そして、この車両30はアイランド33
及び34の間を矢印の方向に走行しているものとする。ア
イランド34において、従来から用いられている撮像部11
1と照明部112とが同図(2)の側面図において示されるよ
うに支柱35の頭部（高さH1）において上下に重なって配
置されており、プレートカラー識別装置12においては、
撮像部121のみが支柱35の頭部に設置され、照明部122は
支柱35の中間位置（高さH2）に設置されている。

【００２５】そして、照明部112は車両30の前面の横幅W
を照明するように同図(1)の平面図では、車両の走行方
向に対する角度θだけ光軸OAが傾けられており、同図
(2)の側面図では地表に対して角度αだけ光軸OAが傾け
られている。また、撮像部111及び照明部112の撮像・照
明範囲は図示のように車両30全体に対するものであれば
よいが、照明部122の場合にはプレートカラー識別用照
明部であり、これが可視光であるため車両30のドライバ
ーの目に入らないような位置として、支柱35の中間高さ
H2に設置することが望ましい。

【００２６】図3は、後方撮像装置2の配置例を示したも
のであり、この配置例は、図2の配置例とは、撮像部111
の代わりに撮像部211を用い、照明部112の代わりに照明
部212を用い、撮像部121の代わりに撮像部221を用い、
さらに照明部122の代わりに照明部222を用いる点と、こ
れらの撮像部221及び照明部222が、車両前面のナンバー
プレート31ではなく、車両後面のナンバープレート31を
撮像する点が異なっているだけである。

【００２７】さらに図4は、図2に示した前方撮像装置1
の配置例と図3に示した後方撮像装置2の配置例とを組み
合わせたものであり、両方の撮像装置1及び2を用いるこ
とによりさらに識別精度を向上させたものである。図5
は、図1に示した前方撮像装置1におけるプレートカラー
識別装置12内のプレートカラー判定用画像処理部123、
又は、後方撮像装置2におけるプレートカラー識別装置2
2におけるプレートカラー判定用画像処理部223で用いら
れる車種識別フローを示したものである。

【００２８】なお、以下の説明においては、前方撮像装
置1における画像処理部123のフローについて述べるが、
画像処理部223においても同様であることは言うまでも
無い。まず、この車種識別フローを実行する前に、従来
より知られている車番読取装置11の動作について簡単に
触れると、車番読取装置11は、ナンバープレート31を検
出した後、そのプレートの大きさ（大板、中板、小
板）、陸運局、分類番号などを認識する処理を行って、
車番認識結果R1を出力装置3に出力している。

【００２９】このような状態において、プレートカラー
識別装置12においては、まず照明部122によってナンバ
ープレート31が照明され、これをカラーカメラの撮像部
121がカラー映像信号VS2としてプレートカラー判定用画
像処理部123に出力する。この画像処理部123では、入力
したカラー画像信号からナンバープレート31を車番読取
装置11と同様の公知技術によって切り出す（ステップS
1）。

【００３０】そして、このようにして切り出されたナン
バープレート31を、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の
光の三原色に分解する（ステップS2）。そして、各画素
において各色の輝度値の差分f(R-B)及びf(G-B)を算出す
る（ステップS3）。

【００３１】そして、これらの輝度差f(R-B)及びf(G-B)
がそれぞれ0以上であるか否かを判定する（ステップS
4）。これは、光の三原色に分割した場合、相対的に青
色の輝度値が赤色の輝度値及び緑色の輝度値よりも小さ
いという現象に基づき、輝度差f(R-B)またはf(G-B)の何
れか一方がマイナス、すなわち、青色の輝度値の方が相
対的に高く黄色ではなくなる方向の場合は、この画素に
ついて黄色ではないと判定（ステップS6）することがで
きるためである。

【００３２】そして、さらにf(R-B)+ f(G-B)≧Xかつ｜f
(R-B)- f(G-B)｜≦Yであるか否かを判定する（ステップ
S5）。これは、ステップS4の判定結果が“Yes”であっ
たとしても、直接的には青色の相対輝度レベルを判定し
たものであるので、より確実に黄色画素を検出するため
には輝度差f(R-B)及びf(G-B)の和と差を求め、それぞれ
が実験等で決められる一定値X以上または一定値Y以下で
あることを条件とすることが好ましいからである。

【００３３】従って、ステップS4またはステップS5にお
いて“No”であった場合には、その画素は黄色以外と判
定する（ステップS6）が、ステップS5において“Yes”
であった場合にはその画素は黄色と判定する（ステップ
S7）。そして、このような画素の判定をナンバープレー
ト31の画素数分繰り返す（ステップS8）。

【００３４】次に、切り出されたナンバープレートが明
色（白／黄）地に暗色（緑／黒）文字であるか否かを判
定する（ステップS9）。これは、図1に示したように、
プレートカラー判定用画像処理部123が車番認識処理部1
13からカラーパターン判定結果D1を入力することにより
判定可能にしている。

【００３５】すなわち、車番認識装置11において車番認
識する過程では、切り出したナンバープレートが明色地
に暗色文字かまたはその逆かが示されるので、このカラ
ーパターン判定結果D1を流用するものである。なお、こ
のステップS9は、プレートカラー識別装置12の画像処理
部123が自ら格納し実行してもよいことは言うまでもな
い。

【００３６】この結果、切り出されたナンバープレート
は明色地に暗色文字であることが分かったときには、ナ
ンバープレート部分の画素の内で黄色と判定した（ステ
ップS7）の部分の割合が予め決まっているC％以上であ
るか否かを判定する（ステップS10）。

【００３７】これは、ナンバープレート部分の画素の黄
色部分が一定値以上であれば、黄色地で文字が黒色のナ
ンバープレートであると判定するもの（ステップS11）
である。これにより、黄／黒の軽自動車ナンバープレー
トが識別できることとなる。ただし、ステップS10にお
いて黄色部分の割合がC％以上ではない場合には、黄／
黒色以外、すなわち白色地に緑色文字の軽自動車以外の
普通車用ナンバープレートであると判定される（ステッ
プS13）。

【００３８】一方、ステップS9において、切り出された
ナンバープレートが暗色地に明色文字であることが分か
ったときには、今度はさらにナンバープレート部分の画
素の内で黄色と判定した部分の割合がD％以上であるか
否かを判定する（ステップS12）。

【００３９】この結果、黄色と判定した部分の割合がD
％、すなわち、黒色地において黄色文字の割合がD％以
上であったときには黒／黄色の軽自動車用ナンバープレ
ートであることが識別される（ステップS11）が、それ
以外の場合には、やはり黄／黒色以外（白／緑色）の軽
自動車以外の普通車用ナンバープレートであると判定さ
れることとなる（ステップS13）。

【００４０】このような車種識別フローは、後方撮像装
置2についても全く同様に適用されるとともに、前方撮
像装置1及び後方撮像装置2においてそれぞれ別々にこの
ような車種識別フローを実行してもよい。 （付記１）カラーカメラと、該カラーカメラの映像信号
からナンバープレート部分を切り出し、その各画素を三
原色に分解すると共にその中の青色と赤色及び青色と緑
色の各輝度差から黄色画素を検出するとともに該ナンバ
ープレートに占める該黄色画素の面積の割合から軽自動
車の識別を行う画像処理部と、を備えたことを特徴とす
る車種識別装置。 （付記２）付記１において、車番読取装置をさらに備
え、該車番読取装置が、ナンバープレート部分を切り出
し、この切り出したナンバープレート部分が明色地に暗
色文字か又はその逆かを判定し、該画像処理部が、該判
定結果を利用することにより該軽自動車の識別を行うこ
とを特徴とした車種識別装置。 （付記３）付記１において、該画像処理部は、各画素に
おける青色が赤色及び緑色より共に輝度が低く、赤色と
青色との輝度差と緑色と青色との輝度差の和が一定値以
上であり、両輝度差の差の絶対値が一定値以下であると
きのみ該黄色画素を検出することを特徴とした車種識別
装置。 （付記４）付記２において、該ナンバープレートは明色
地に暗色文字であると該車番読取装置が判定したとき、
該画像処理部は、該明色地の黄色画素総数が一定値以上
であれば、黄色地に黒色文字のナンバープレートである
と識別することを特徴とした車種識別装置。 （付記５）付記２において、該ナンバープレートは暗色
地に明色文字であると該車番読取装置が判定したとき、
該画像処理部は、該明色文字の黄色画素総数が一定値以
上であれば、黒色地に黄色文字のナンバープレートであ
ると判定することを特徴とした車種識別装置。 （付記６）付記１又は２において、カラー識別用照明部
をさらに設けたことを特徴とする車種識別装置。 （付記７）付記６において、該照明部が、その光軸の延
長に運転者の目が入らないように設置されることを特徴
とする車種識別装置。 （付記８）付記６において、該カラーカメラ及び照明部
が車両の前方及び後方の少なくともいずれか一方に設置
されていることを特徴とする車種識別装置。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る車種識
別装置によれば、カラーカメラを設置し、このカラーカ
メラの映像信号からナンバープレート部分を切り出し、
その各画素を三原色に分解するとともに、その中の青色
と赤色及び青色と緑色の各輝度差から黄色画素を検出す
るとともに該ナンバープレートに占める黄色画素の面積
の割合から軽自動車の判定を行うように構成したので、
車長、車幅、及び車高などに対するセンサが不要であ
り、さらには車番読取装置と組み合わせることにより、
より簡単で正確な軽自動車の判定を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係る車種識別装置の構成例を示したブ
ロック図である。

【図２】本発明に係る車種識別装置における前方撮像装
置の配置例を示した図である。

【図3】本発明に係る車種識別装置における後方撮像装
置の配置例を示した図である。

【図4】本発明に係る車種識別装置における前方撮像装
置と後方撮像装置を組み合わせた配置例を示した図であ
る。

【図5】本発明に係る車種識別装置に用いられるプレー
トカラー判定用画像処理部で実行される車種判定処理の
フローチャート図である。

【符号の説明】

1 前方撮像装置 2 後方撮像装置 3 出力装置 11,21 車番読取装置 12,22 プレートカラー識別装置 111,121,211,221 撮像部 112,122,212,222 照明部 113,213 車番認識用画像処理部 123,223 プレートカラー判定用画像処理部 13,23 車両検知センサ VS1〜VS4 映像信号 CS1〜CS8 制御信号 R1,R3 車番認識結果 R2,R4 軽自動車認識結果 30 車両 31,32 ナンバープレート 33,34 アイランド 35 支柱 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E027 EA01 EB02 EC07 5B057 AA16 BA02 CE16 DA11 DB02 DB06 DB09 DC04 DC08 DC22 DC25 5H180 AA01 CC02 CC05 EE10 5L096 AA02 AA06 BA04 CA02 EA35 FA59 FA67 GA07 GA28 GA38 GA40 GA41 GA51

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーカメラと、 該カラーカメラの映像信号からナンバープレート部分を
   切り出し、その各画素を三原色に分解すると共にその中
   の青色と赤色及び青色と緑色の各輝度差から黄色画素を
   検出するとともに該ナンバープレートに占める該黄色画
   素の面積の割合から軽自動車の識別を行う画像処理部
   と、 を備えたことを特徴とする車種識別装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 車番読取装置をさらに備え、該車番読取装置が、ナンバ
   ープレート部分を切り出し、この切り出したナンバープ
   レート部分が明色地に暗色文字か又はその逆かを判定
   し、該画像処理部が、該判定結果を利用することにより
   該軽自動車の識別を行うことを特徴とした車種識別装
   置。
3. 【請求項３】請求項１において、 該画像処理部は、各画素における青色が赤色及び緑色よ
   り共に輝度が低く、赤色と青色との輝度差と緑色と青色
   との輝度差の和が一定値以上であり、両輝度差の差の絶
   対値が一定値以下であるときのみ該黄色画素を検出する
   ことを特徴とした車種識別装置。
4. 【請求項４】請求項２において、 該ナンバープレートは明色地に暗色文字であると該車番
   読取装置が判定したとき、該画像処理部は、該明色地の
   黄色画素総数が一定値以上であれば、黄色地に黒色文字
   のナンバープレートであると識別することを特徴とした
   車種識別装置。
5. 【請求項５】請求項２において、 該ナンバープレートは暗色地に明色文字であると該車番
   読取装置が判定したとき、該画像処理部は、該明色文字
   の黄色画素総数が一定値以上であれば、黒色地に黄色文
   字のナンバープレートであると判定することを特徴とし
   た車種識別装置。