JP2008059513A - 車両の底面を監視する装置、及び同方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行している車両を停止させずに、その底面を遠隔的に監視し得る方法、及び同装置を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ３は魚眼レンズ３ａを有し、路面２に設置されている。車速センサ５は車両１の走行速度を検出して得られた車速信号ａを車速／距離換算回路７ｂに与える。車速／距離換算回路７ｂは入力された走行速度を「所定寸法（例えば１ｍ）を走行するに要する時間」に換算し、換算した時間信号ｂを撮像制御回路７ａに与える。撮像制御回路７ａはデジタルカメラ３に対して、指示された時間間隔で間欠的に撮像を指令する。デジタルカメラ３から出力される画像信号ｆは、魚眼レンズ特有の球面収差を有しているので、画像処理回路７ｃによって球面収差を修正し、かつ、所定寸法ごとに撮像された複数枚の画像を相互に接続して１枚の画像を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行しつつある車両の底面を遠隔的に監視する方法、及び該方法を実施するに好適な装置に関するものである。

例えば公共の秩序を保持するため、または企業秘密を守るため、通行する車両を監視しなければならない場合が少なくない。このような場合、車室内部や荷台は比較的容易に目視点検を行ない得るが、車体の底面に不審物が無いことを確かめるのは容易でない。
監視対象である車両を停止させて車体底面を覗き込むことも一法であるが、多大の労力と時間とを費やす。その上、車両その他の通行を渋滞させてしまう虞れが有る。
そこで、走行しつつある車両を停止させることなく、該車両の底面を遠隔的に監視することが要望される。

監視対象である車両の走行路面付近にテレビカメラを設けて車体底面を視認することも考えられるが、路面から車体底面までの距離が短いので、広角レンズを用いても車体底面の全部を視野に入れることが困難である。
多数のテレビカメラを設置して監視することも考えられるが、多数のテレビ画面を見るために多数の監視員が必要であるという不具合が有る。

従来、近接撮影を可能ならしめるように、ラインセンサカメラを用いた監視装置が提案されている。
ラインセンサを車体の幅方向に配置すると車体の全幅が視野に入る。しかし、車体の前後方向の視野が極めて狭い。このため、車体の前後方向に多数のラインセンサ画面を撮像しなければならないが、車両の走行速度によって映像が変化する。すなわち、比較的に低速で走行している車両の底面は縦方向に伸びた映像となり、高速で走行している車両の底面は縦方向に縮んだ映像となる。
ラインセンサの視界幅が狭いことを補った監視装置として、特許文献１の欄に示した特開２００２−２９０７９０号公報では、ラインセンサを回転させて周囲を監視する技術が提案されている。この技術は周囲を広範囲に監視し得るという長所は有るが、車体底面の監視には適用し難い。
特開２００２−２９０７９０号公報

本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的は、走行中の車両の底面を遠隔的に、かつ縦横比の正しい静止画像によって確実に、小人数の監視員で監視し得る技術を提供することである。

前記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理を略述すると次のとおりである。
路面から車両全幅を視野に入れなければならないという超広角撮像を可能ならしめるために、魚眼レンズを利用する。
ただし、単に魚眼レンズを利用しただけでは、走行中の車両底面の全面を撮像することはできない。その理由は次のごとくである。
イ．魚眼レンズを利用すると、車両底面の全幅を視野に入れることが可能になるが、車両底面の全長を視野に入れることは困難である。
ロ．魚眼レンズには魚眼レンズ特有の球面収差が有るため、視野の周辺部分の画像を見ても異常の有無を判断し難い。
そこで本発明は、車両底面の撮像手順と、魚眼レンズ画像の修正とに関して新規な技術を創作した。具体的には以下に詳しく述べる。

請求項１の発明に係る車両の底面を監視する装置の構成は、走行しつつある車両の底面を監視する装置において、
車両通路の路面付近に配設された魚眼レンズと、前記魚眼レンズが結像した画像を電気的信号として出力するカメラと、前記車両の走行速度を検出する車速センサとを具備し、
車速センサが検出した車速に基づいて、車両が所定距離を走行するに要する時間を算出する車速／距離換算回路、及び算出された時間ごとに前記のカメラに対して撮像指令を与える撮像制御回路が設けられていることを特徴とする。
前記の所定距離は任意に選定できるが、車両底面の幅寸法とほぼ等しく設定することが望ましい。

請求項２の発明に係る車両の底面を監視する装置の構成は、前記請求項１の発明装置の構成要件に加えて、前記のカメラが画像処理回路を備えていて、
該画像処理回路が、撮像された複数の画像それぞれの球面収差を補正する機能と、
補正された複数の画像を相互に接続して車両底面の全面画像を形成する機能と、を有していることことを特徴とする。

請求項３の発明に係る車両の底面を監視する装置の構成は、前記請求項１の発明装置の構成要件に加えて、通路上の物体の有無を非接触で検知するセンサが設けられており、
前記撮像制御回路は、前記物体の有無を検知するセンサの出力信号に基づいて車両の到着と通過終了とを判断する機能を有し、かつ車両が到着したとき前記撮像指令の発信を開始し、車両の通過が終了したとき前記撮像指令の発信を停止する機能を有するものであることを特徴とする。

請求項４の発明に係る車両の底面を監視する装置の構成は、前記請求項２の発明装置の構成要件に加えて、前記画像処理回路が記憶回路を備えており、
該記憶回路が、前記車両底面画像に車両の登録番号を付して記憶しておく機能を有し、
かつ、新たに車両底面画像を形成した際、当該車両の登録番号に基づいて既存の車両底面画像を呼び出す機能を有していることを特徴とする。

請求項５の発明に係る車両の底面を監視する方法は、走行しつつある車両の底面を監視する方法において、
魚眼レンズが結像した画像を電気的信号として出力する機能を有するカメラを通行路面付近に設置し、
監視対象である車両がカメラの上を通過する際、該車両が所定の距離を進行する毎に、前記のカメラにより間欠的に車両の底面を撮像して、複数枚の魚眼レンズ画像信号を出力させ、
前記の魚眼レンズ画像信号を電気的に修正し、魚眼レンズ特有の球面収差を補正して、複数枚の通常画像信号とし、
前記複数枚の通常画像信号を電気的に接続して、車両底面の全体的画像を得ることを特徴とする。
前記所定の距離は任意に選定し得るが、車両底面の幅寸法とほぼ同じに設定することが望ましい。

請求項６の発明に係る車両の底面を監視する方法は、前記請求項５の発明方法の構成要件に加えて、前記の車両底面画像に、その車両の登録番号を付して電磁的手段により記憶しておき、
新たな車両底面画像を得たとき、当該車両に関する過去の車両底面画像を呼び出して比較することを特徴とする。

請求項１の発明装置によると、広角レンズに比して所要光路長さが更に短く、その上ピント合わせが不要であるという魚眼レンズの特徴を生かし、路面に設置した魚眼レンズカメラで車両の底面を撮像して車両底面の横幅方向を視野に入れることができる。しかし、これだけでは車両底面の縦長方向を視野に入れることはできない。
請求項１の発明装置においては、車両底面を長手方向に分割して複数枚の画像を撮像するので、車両底面の全面を監視することができる。
さらに、走行している車両を停止させることなく複数枚の瞬間的画像を撮像するので、車両の通行を渋滞させる虞れが無い上に、撮像された静止画像を見て監視するので見落としの心配が無く、不審物の有無を確実に判断することができる。このため監視の信頼性が高い。

請求項２の発明装置を請求項１の発明装置に併せて適用すると、魚眼レンズカメラから出力された電気的な画像信号を電気回路で修正して球面収差を補正して正常な画像とし、かつ、複数枚に分割されていた画像信号を電気回路で接続操作して、車両底面の全面画像が得られる。

請求項３の発明装置を請求項１の発明装置に併せて適用すると、監視対象である車両の到着と同時に自動的に撮像が開始されるので、人為的なミスによって監視漏れをする虞れが無く監視の信頼性が高い。
そして、車両の通過が終了すると自動的に撮像を停止するので、無駄な撮像作動が行われない。

請求項４の発明装置を請求項２の発明装置に併せて適用すると、監視経歴の有る車両を再び監視する際、前回に撮像した画像を呼び出して比較することにより、迅速容易、かつ確実に不審物の有無を判定することができる。
比較のため、仮に自動車製造工場の出荷検査を考えると、同一機種の自動車を次々に点検するので、些細な差異も発見し易い。しかし、本発明が想定している出入場車両の監視においては、不特定な多機種を監視しなければならないので、些細な異常を発見することは比較的に難しい。
こうした観点から、監視対象機の現在の画像と過去の画像とを比較できることは、異常の発見を著しく容易ならしめる。

請求項５の発明方法を適用すると、監視対象車両の底面を複数枚の魚眼レンズ画像として撮像するので、車両底面の幅方向全部を視界に入れて撮像することができる。
車両の長手方向に関しては、複数枚の撮像によってカバーすることができる。
得られた魚眼レンズ画像は大きい球面収差を有しているが、電気的に修正され、かつ、複数に分割撮像された画像が接続されて車両底面全面の画像になので、容易にかつ確実に監視することができる。

請求項６の発明方法を請求項５の発明方法に併せて適用すると、監視経歴の有る車両を再び監視する際、前回に撮像した画像を呼び出して比較することができるので、不審物の有無を迅速容易に判定することができる。

監視対象である車両１が通行する路面２に、魚眼レンズ３ａが設置されている。
符号３を付して示したのは前記魚眼レンズ３ａの結像を電気的信号として出力するデジタルカメラである。符号４を付して示したのは車両底面を撮像する際に照明するための照明器である。
本発明を実施する場合、魚眼レンズ３ａは路面と略等高に設置しなければならないが、
車両の通行を妨げない範囲内で路面よりも高く設置することもでき。また車両の底面を撮像する光路が妨げられない範囲内で路面よりも低く設置することもできる。
本発明において路面付近とは、上述のごとく車両の通行を妨げることなく、かつ撮像光路を確保し得る範囲内をいう。

総合制御部７は、撮像制御回路７ａと、車速／距離換算回路７ｂと、画像処理回路７ｃとを具備している（それぞれの回路の機能については後述する）。
車両の進行方向前方に車速センサ５が設置されている。本実施形態の車速センサは超音波を発信して反射波を受信する方式であって、交通取締まりに用いられている車速センサと類似の機器である。ただし本発明を実施する場合、検知可能範囲の上限は交通取締まりにおけるほど高く無くてもよいが、徐行状態の車両の速度を高精度で検知できることが望ましい。
前記車速センサ５の検出信号は車速／距離換算回路７ｂに入力される（矢印ａ）。

本実施形態の車速／距離換算回路７ｂは、車速センサ５から入力された車速信号ａを、
時速Ａキロメートル＝（３．６／Ａ）秒に換算して、時間信号（矢印ｂ）を出力する。
上記の（３．６／Ａ）秒とは、時速Ａキロメートルで１メートルを走行するに要する時間である。
車速／距離換算回路７ｂで換算された時間を表す信号ｂは撮像制御回路７ａに入力される。
上記撮像制御回路７ａは、時間信号ｂとして与えられた時間間隔で、デジタルカメラ３に対して撮像指令信号（矢印ｄ）を出力する。
このようにしてデジタルカメラ３は、車両１の底面を１メートル間隔で魚眼レンズ撮像する。

前記デジタルカメラ３の付近に到着・通過センサ６が設置されている。このセンサは、非接触で物体の有無を検知する機能を有していて、路上に物体が有るか無いかを検知する。物体が初めて検知されたときは、車両が監視地点に到達したことを意味し、該物体が検知されなくなったときは、車両が通過し終わったことを意味する。
到着・通過センサ６は、撮像制御回路７ａに対して到着・通過信号（矢印ｃ）を出力する。
撮像制御回路７ａは、到着信号を入力されたときデジタルカメラ３に対して撮像指令信号（矢印ｄ）の出力を開始する。そして通過信号を入力されると前記撮像指令信号（矢印ｄ）の出力を停止する。

以上のようにしてデジタルカメラ３は、魚眼レンズ３ａが結像した魚眼レンズ画像を、電気信号（矢印ｆ）として画像処理回路７ｃに対して出力する。
１メートル間隔で撮像された魚眼レンズ画像は、魚眼レンズ特有の大きい球面収差を有しているので、図２を参照して以下に説明するように画像を修正した後、モニタ８に送る（矢印ｇ）。守衛所９に勤務している監視員は、モニタ８に映し出される車両底面の画像を視認して不審物の有無を監視する。

図２は、魚眼レンズ３ａによる画像、及び画像修正処理の経過を描いた模式図である。
図２（Ａ）は、監視対象である車両底面を表している。クロスハッチングを付したタイヤ４個が描かれている。
説明の便宜上、図示したように車体底面を先端部、前寄部、後寄部、及び後端部に区分して呼称する。
本実施形態の車両は前後方向の長さが４メートルである。従って、前述のように１メートル毎に撮影像した結果として、本図２（Ｂ）に示したように、４枚に分割された画像が得られる。

本図２は、画像修正の理解の便宜を図って模式化してあることを御了解いただきたい。
模式的描写の最も重要な点は次のとおりである。
（図１参照）路面２に魚眼レンズ３ａが位置しているから、タイヤの踏面（接地面）は写らない。
しかし、タイヤの像を目安にすることが極めて好都合であるから、あたかもタイヤが見えるように描いてある。本図２におけるタイヤ（クロスハッチングを付してある）は、その画像が車両底面の何の部分であるかを知るための目安である。

魚眼レンズ像は、中央部が拡大され、周辺部は球面収差で著しく歪む。
車両底面の先端部、前寄部、後寄部、及び後端部は、それぞれ図２（Ｂ）のように歪んで撮像される。
なお、これらの画像の実体は電気信号であるが、説明の便宜上、可視的な図形として描いてある。
魚眼レンズにの球面収差は光学的に解明されているので、その画像信号を電気的に処理して球面収差の無い画像（以下、通常画像と呼ぶ）に修正することは、公知技術を適用して可能である。
図１に示した画像処理回路７ｃによって、車両底面の先端部、前寄部、後寄部、及び後端部それぞれの魚眼レンズ画像を通常画像に修正すると、本図２（Ｃ）に１次処理画像として示したようになる。

図２（Ｂ）の分割された魚眼画像および図２（Ｃ）の１次処理画像が４分割されている理由は、先に述べたように車両１の底面を１メートル間隔で撮像した結果として、車両底面画像が１メートル毎に区分されているからである。
図２（Ｃ）は、説明の便宜上、可視画像として描いてあるが、実際には不可視な電気信号である。
上記図２（Ｃ）の分割画像に相当する電気信号を前記画像処理回路７ｃ（図１）で処理して接続し、図２（Ｄ）の総合画像を得る。

次に、本実施形態の改良例について説明する。
この改良例は、例えば祭礼や集会等のように不特定多数の車両を監視する場合でなく、
原子力発電所，銀行，官庁，製造工場等のように特定の車両のみが通行を許可されている場合に好適である。
図示を省略するが、図１の総合制御部７に記憶回路を付加設置する。この記憶回路は、イ．図２（Ｄ）の総合画像が新たに合成されたとき、当該車両の登録番号を付して記憶する機能と、
ロ．図２（Ｄ）の総合画像が新たに合成されたとき当該車両の登録番号に基づいて、既に記憶されている当該車両の総合画像を呼び出す機能と、を有している。

守衛所９で勤務している監視員は、目前を通過する車両の底面画像と、その車両が前回通過した時の底面画像とを比較することにより、特殊装備の車両であっても異常の有無を迅速容易に、かつ確実に判断することができる。
このような同一車両の新旧比較判断は、車両底面に泥土が付着して汚れている場合など、特に有効である。

本発明の１実施形態を描いた模式的な系統図 本発明の１実施形態における画像処理の手順を描いた模式図

符号の説明

１…車両、２…路面、３…デジタルカメラ、３ａ…魚眼レンズ、４…照明器、５…車速センサ、６…到着・通過センサ、７…総合制御部、７ａ…撮像制御回路、７ｂ…車速／距離換算回路、７ｃ…画像処理回路、８…モニタ、９…守衛所。

Claims (6)

1. 走行しつつある車両の底面を監視する装置において、
   車両通路の路面付近に配設された魚眼レンズと、前記魚眼レンズが結像した画像を電気的信号として出力するカメラと、前記車両の走行速度を検出する車速センサとを具備し、
   車速センサが検出した走行速度に基づいて、予め定められた距離を走行するに要する時間を算出する車速／距離換算回路、及び、算出された時間ごとに前記のカメラに対して撮像指令を与える撮像制御回路が設けられていることを特徴とする、車両の底面を監視する装置。
2. 前記のカメラが画像処理回路を備えていて、
   該画像処理回路が、撮像された複数の画像それぞれの球面収差を補正する機能と、
   補正された複数の画像を相互に接続して車両底面の全面画像を形成する機能と、
   を有していることことを特徴とする、請求項１に記載した車両の底面を監視する装置。
3. 車両通路上の物体の有無を非接触で検知するセンサが設けられており、
   前記撮像制御回路は、前記物体の有無を検知するセンサの出力信号に基づいて車両の到着と通過終了とを判断し、かつ車両が到着したとき前記撮像指令の発信を開始し、車両の通過が終了したとき前記撮像指令の発信を停止する機能を有するものであることを特徴とする、請求項１に記載した車両の底面を監視する装置。
4. 前記画像処理回路が記憶回路を備えており、
   該記憶回路は、前記車両底面画像に車両の登録番号を付して記憶しておく機能を有し、
   かつ、新たに車両底面画像を形成した際、当該車両の登録番号に基づいて既存の車両底面画像を呼び出す機能を有していることを特徴とする、請求項２に記載した車両の底面を監視する装置。
5. 走行しつつある車両の底面を監視する方法において、
   魚眼レンズが結像した画像を電気的信号として出力する機能を有するカメラを通行路面に設置し、
   車両がカメラの上を通過する際、予め定められた距離を進行する毎に、前記のカメラにより車両の底面を撮像して、複数枚の魚眼レンズ画像信号を出力させ、
   前記の魚眼レンズ画像信号を電気的に修正し、魚眼レンズ特有の球面収差を補正して、複数枚の修正画像信号とし、
   前記複数枚の修正画像信号を電気的に接続して、車両底面の全体的画像を得ることを特徴とする、車両の底面を監視する方法。
6. 前記の車両底面画像に、その車両の登録番号を付して電磁的手段により記憶しておき、
   新たな車両底面画像を得たとき、当該車両に関する過去の車両底面画像を呼び出して比較することを特徴とする、請求項５に記載した車両の底面を監視する方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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