JP2010147882A - 車両撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車高の違いや反射光の影響によらず、車両の運転席を確実に撮影できる車両撮影装置を提供する。
【解決手段】車両撮影装置Ａは、発光ダイオード１および投光レンズ２からなり撮影空間に向かって不可視光を照射する光源ブロック３と、発光ダイオード１の光出力を変調させる光変調部４と、受光レンズ５およびカメラ６からなり撮影空間からの光を受光するカメラブロック７と、カメラ６で受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成する画像生成部８と、発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向を路面に沿って回転させる回転機構部１１と、カメラ６で撮影された前フレームまでの画像をもとに車両の運転席領域を示す車両情報を取得するとともに、取得した車両情報に基づいて車両の運転席が撮影範囲に収まるように、回転機構部１１を用いて照明方向および撮像方向を制御する演算処理部２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両撮影装置に関するものである。

従来、有料道路の料金所において、車両に搭載されたＥＴＣ（登録商標）車載器と料金所の間で、双方向無線通信により通行料金の収受処理を行うことによって、料金所で停車せずに通過できるようにしたＥＴＣ（登録商標）（Electronic Toll Collection System、エレクトロニック・トール・コレクション・システム）と呼ばれる料金収受システムが提供されている。

ＥＴＣ（登録商標）による料金収受が可能なＥＴＣ（登録商標）レーンでは、料金所の出口には料金の収受処理が正常に行われると自動で開く開閉棒が設置されているが、ＥＴＣ（登録商標）車載器による収受処理を故意に行うことなく、開閉棒を突破して不正に通行しようとするドライバーがある。そこで、このような不正通行車両を撮影するために料金所に設置される車両撮影装置が従来提供されていた（例えば特許文献１参照）。
特開２００８−２５０６７７号公報

ところで、ＥＴＣ（登録商標）レーンでは時速２０ｋｍ以下で通過するように呼びかけられているが、不正通行車両の場合は時速３０ｋｍ程度の速度で通過する車両もあり、その場合、１秒当たりの移動距離は１０ｍ程度になる。そのため、ＥＴＣ（登録商標）レーンを通過する前後で不正通行車両を撮影しようとすると、カメラの画角が固定の場合はカメラの視野範囲を広くする必要があり、運転席付近をアップで撮影することができないために、カメラで撮影された画像から運転者を判別し難いという問題があった。

また特許文献１に開示されるように、画像を解析することによって不正通行を検出するためのカメラとは別に、不正通行車両が開閉棒を通過するタイミングで当該車両を撮影するカメラを備えた車両撮影装置においても、カメラの画角が固定のため、車高の低いスポーツ車から車高の高いバスやトラックまで、車種が異なる場合でも運転席を撮影できるようにするためには、カメラの視野範囲を広くとる必要があり、運転席付近をアップで撮影することができないために、カメラで撮影された画像から運転者を判別し難いという問題があった。

また、料金所のように屋外で車両の運転席を撮像する場合、太陽光や照明光がフロントガラスで反射してカメラに入射する可能性があり、撮影時の状況によってフロントガラスで反射された反射光が車室内からの光に比べて支配的になると、車両を運転している運転者や同乗者の顔は車室外から見えにくくなり、通常のカメラで運転席付近を撮影した場合も、フロントガラスで反射された太陽光や照明光や空の雲などが映って、車室内にいる運転者や同乗者の顔を判別できないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、車高の違いや反射光の影響によらず、車両の運転席を確実に撮影できる車両撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、撮影空間に向かって不可視光を照射する光源と、当該光源の光出力を変調することによって変調光を照射させる光変調手段と、光源の光に感度を有して撮影空間からの光を受光する撮像手段と、当該撮像手段で受光する光のうちで変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成する画像生成手段と、撮影空間に存在する車両の車両情報を取得する車両情報取得手段と、取得した車両情報に基づいて車両の運転席が撮影範囲に収まるように、光源の照明方向および撮像手段の撮像方向を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、車両情報取得手段は、撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、車両の運転席位置を示す情報を取得することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、車両情報取得手段は、撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、車両の自動車登録番号標に記載された自動車登録番号を車両情報として取得し、制御手段は、自動車登録番号に基づいて、撮影の要否の判断、および、撮影要の場合は撮像手段の撮像範囲および撮像時間間隔の制御を行うことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、車両情報取得手段は、撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、ワイパーの動作状態を車両情報として取得し、制御手段は、ワイパーが運転席を遮っていない状態で撮影されるように光源の発光タイミングおよび撮像手段の撮影タイミングを制御することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れか１つの発明において、車両情報取得手段が車両情報を取得するために解析する画像は、光源の光出力を変調させていない状態で撮像手段により撮像された画像であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、車両情報取得手段には、車両情報を検出する外部の検出装置から車両情報が入力され、制御手段が、車両情報取得手段に入力された車両情報に基づいて、光源の照明範囲および発光タイミングを制御することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１の発明において、車両情報取得手段は、車両の高さ情報を検出する他の車高検出手段から高さ情報を車両情報として取得することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れか１つの発明において、光源の照明方向と撮像手段の撮像方向とが同じ方向を向いた状態で照明方向及び撮像方向を変化させる方向調整手段を備え、制御手段は、方向調整手段を用いて照明方向及び撮像方向を制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、制御手段が、車両情報取得手段によって取得された車両情報に基づいて、車両の運転席が映る位置を予測して、光源の照明方向および撮像手段の撮像方向を制御することによって、運転席を大きく撮影することができるので、画像生成手段により生成された画像から必要な情報を取得することができる。しかも、画像生成手段により生成された画像は、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とした画像であるので、例えば運転席付近を撮像する場合でも、フロントガラスによる反射の影響を除去して、運転手の顔画像を確実に撮像することができる。

請求項２の発明によれば、車両情報取得手段が、前フレームまでの画像を解析することによって運転席位置を示す情報を取得しているので、制御手段では、運転席の映る位置を予測して照明方向および撮像方向を制御することができ、車両の運転席付近を大きく撮影することができる。

請求項３の発明によれば、車両情報取得手段が、前フレームまでの画像を解析することによって車両の自動車登録番号を車両情報として取得しており、制御手段は、自動車登録番号に基づいて撮影要と判断した場合、自動車登録番号に基づいて撮像手段の撮像範囲および撮像時間間隔を制御しているので、特定の車両について撮像範囲および撮像時間間隔を制御することで、当該車両の画像を確実に撮影することができる。

請求項４の発明によれば、車両情報取得手段が、前フレームまでの画像を解析することによってワイパーの動作状態を車両情報として取得しており、制御手段では、ワイパーが運転席を遮っていない状態で撮影が可能なように発光タイミングおよび撮影タイミングを制御しているので、運転席付近を撮影した際にワイパーで遮られていない状態で運転者の顔画像を撮影でき、画像生成手段により生成された画像から運転者の顔を確実に判別することができる。

請求項５の発明によれば、運転席位置や自動車登録番号やワイパーの位置を解析するための画像は、フロントガラスでの反射の影響を除去する必要がないので、光源の光出力を変調させていない状態で撮像された画像でも解析が可能である。また光源を発光させていない状態で撮像された画像でも解析が可能であるから、解析目的の画像を撮影する際に光源の発光を停止させれば、省エネルギを図ることができる。

請求項６の発明によれば、制御手段が、外部の検出装置から車両情報取得手段に入力された車両情報に基づいて、光源の照明範囲および発光タイミングを制御することで、車両の運転席付近を確実に照明することができ、撮像手段により運転席付近の画像を確実に取得することができる。また外部の検出装置から車両情報を取得しているので、車両撮影装置の内部で車両情報を検出する処理が不要になる。

請求項７の発明によれば、他の車高検出手段から高さ情報を取得しているので、車両撮影装置の内部で車高を検出する処理が不要になる。

請求項８の発明によれば、方向調整手段では、光源の照明方向と撮像手段の撮像方向を同じ方向に向けた状態で、照明方向及び撮像方向を変化させているので、照明方向及び撮像方向を変化させた場合でも撮像手段による撮影空間に光源から照射される光量を一定にすることで、照明方向および撮像方向を変化させたことによって発生する反射光の光量変化を低減できるから、安定した光量の画像を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態に係る車両撮影装置Ａは、例えば有料道路のＥＴＣ（登録商標）搭載車用料金所に設置され、料金所に進入してくる車両を撮影するために用いられるものである。図１は車両撮影装置Ａの概略構成を示すブロック図であり、この車両撮影装置Ａは、不可視光（例えば赤外光）を照射する発光ダイオード１、および、発光ダイオード１からの赤外光を撮影空間に配光する投光レンズ２からなる光源ブロック３と、発光ダイオード１の光出力を例えば１０ＭＨｚ程度の高周波で変調することによって高速の変調光を撮影空間に照射させる光変調部４と、撮影空間を視野に収める広角レンズからなり撮影空間からの光［発光ダイオード１から照射されて撮影空間内の物体（車両など）で反射された光および環境光］を後述のカメラ６に結像する受光レンズ５、および、赤外光に感度を有するＣＣＤ（電荷結合素子）のような撮像素子を具備して撮影空間からの光を受光するカメラ６（撮像手段）からなるカメラブロック７と、カメラ６により撮像された映像を記憶する画像記憶部９と、光変調部４から入力される変調のタイミング信号をもとに、カメラ６で受光した光から環境光を排除し、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成し、生成された画像を画像記憶部９に記憶させる画像生成部８と、カメラ６の画像データおよび画像生成部８により生成された運転席付近の画像を記憶する画像記憶部９と、光源ブロック３およびカメラブロック７の向きを路面と平行な面内で回転させる回転機構部１１（方向調整手段）と、例えばモニタ装置からなり画像記憶部９に記憶された画像をモニタ画面に出力する出力部１２と、車両撮影装置Ａを構成する各部の動作を全体的に制御するとともに、画像記憶部９に格納されたカメラ６の前フレームまでの画像を解析することによって車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて回転機構部１１を制御する演算処理部２０とを備えている。尚、本実施形態では光源として赤外発光ダイオード１を用いているが、可視光以外の不可視光を照射可能で、その光出力を高周波で変調可能な光源であれば、どのような光源を用いてもよい。

図２は光源ブロック３の外観図であり、直径に比べて高さ寸法が小さい円筒状の灯体３ａの一面には複数個の発光ダイオード１が同心円上に配置され、発光ダイオード１の前面側に投光レンズ２が配置されている。図３（ａ）（ｂ）は光源ブロック３の配光パターンを示し、指向特性の中心軸Ｌ１における光度を１としたとき、中心軸Ｌ１に対する角度θでの光度相対値は図３（ａ）のようになり、角度θが４５度付近で光度相対値が０．５となるように配光されている。

また、図４は回転機構部１１の概略構成を示し、光源ブロック３およびカメラブロック７が載置されたターンテーブル１３と、例えばステッピングモータからなりターンテーブル１３の回転軸１４を回転させるモータ１５と、演算処理部２０から入力される制御信号に基づいてモータ１５を回転させるモータ駆動部１６とで構成される。ここにおいて、光源ブロック３とカメラブロック７とは、図５に示すように光源ブロック３の指向特性の中心軸Ｌ１とカメラブロック７の視野中心軸Ｌ２とが略平行し、且つ、カメラブロック７の視野範囲Ｒが光源ブロック３の半値角内にほぼ収まるように、ターンテーブル１３上に近接して載置されている。

画像生成部８は、光変調部４からのタイミング信号に基づき、発光ダイオード１の発光周期に同期して、撮像素子の各画素の出力から赤外光の反射光成分のみを取り出す処理（以下、同期検波処理と言う。）を行っており、同期検波処理で取り出される反射光成分を画素値とする画像を生成して、画像記憶部９に記憶させる。ここで、画像生成部８では、同期検波処理で得られた反射光成分のみを画素値とする画像を生成しているので、昼光などの環境光が存在する場合でも撮影空間の映像を撮影することができ、撮影時の状況によってフロントガラスで反射された反射光が車室内からの光に比べて支配的になる場合でも、フロントガラスによる反射光の影響を除去して、車室内の映像、特に運転手や同乗者の顔画像を確実に撮像することができる。

次に、車両撮影装置Ａの動作について図面を参照して説明する。画像記憶部９には、車両が存在しない状態でカメラ６が撮像空間を撮像して得た背景画像Ｇ０（図６（ａ）参照）が予め記憶されているものとする。車両を検知していない初期状態では、カメラ６の画像を解析して車両情報を取得するのに必要な時間を確保するために、演算処理部２０は、回転機構部１１を制御して、光源ブロック３の照明方向およびカメラブロック７の撮像方向を、進入してくる車両を比較的遠い位置で撮影可能な初期位置に向けている。また演算処理部２０は、車両を検知していない初期状態では、光変調部４による光出力の変調動作を停止させて、発光ダイオード１を消灯させるか又は一定の光出力で点灯させており、所定の撮像時間間隔でカメラ６により撮像された画像が画像記憶部９に記憶されると、今回のフレームで撮影された画像と背景画像Ｇ０との差分演算を行って、背景画像Ｇ０には存在していない移動物体の画像を抽出する。

図６（ｂ）〜（ｄ）は、撮像空間内に乗用車タイプの車両Ｃ１が進入してきた際に所定の撮像時間間隔で連続して撮像された３フレーム分の画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を示しており、画像Ｇ１は前々回のフレーム（時刻ｔ１）で撮像された画像、画像Ｇ２は前回のフレーム（時刻ｔ２）で撮像された画像、画像Ｇ３は今回のフレーム（時刻ｔ３）で撮像された画像をそれぞれ示している。演算処理部２０では、所定の撮像時間間隔でカメラ６により撮像された各フレームの画像Ｇ１〜Ｇ３が画像記憶部９に記憶される毎に、画像記憶部９から読み出した各フレームの画像Ｇ１〜Ｇ３と背景画像Ｇ０との差分演算を行っており、画素値（濃淡値）が異なる画素では、各フレームで撮影された画像Ｇ１〜Ｇ３（すなわち車両Ｃ１が存在する車両存在画像）の画素値を採用し、画素値が同じ画素ではその画素を例えば「白」で表示することによって、背景画像Ｇ０には存在しない車両Ｃ１のみの画像Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を作成することができる。

ここで、進入車両の車高を測定する従来周知の車高検出装置（例えば車両の進入経路において複数の高さ位置に設置されて車両の通過を検知する複数の超音波センサからなり、車両を検知したセンサの設置高さから車高を検出する装置など）から車両Ｃ１の高さ情報が演算処理部２０に入力される場合は、演算処理部２０は、普通車と大型車とを区分する車高の閾値と、車高検出装置により測定された高さ情報とを比較することで、進入してきた車両が普通車か大型車かを判別する。そして、演算処理部２０では、図７（ａ）（ｂ）に示すように車高Ｈ１，Ｈ２が閾値よりも低い車両Ｃ１，Ｃ２の場合、車両Ｃ１，Ｃ２の画像のうち上から３分の１までの領域を運転席領域ＤＳと判断し、図７（ｃ）に示すように車高Ｈ３が閾値よりも高い車両Ｃ３（バスやトラックなどの）の場合、車両Ｃ３の画像のうち上から２分の１までの領域を運転席領域ＤＳと判断する。なお、別途の車高検出装置から高さ情報を取得できない場合、演算処理部２０では、運転席領域を確実に撮影できるように、全ての車両について上から２分の１までの領域を運転席領域ＤＳと判断する。

また演算処理部２０では、連続する複数フレームの画像から抽出された車両の画像をもとに、各フレームの撮像時間間隔と各フレーム間での車両の移動距離とから移動速度を検出するとともに、車両位置の変化から移動方向を検出しており、運転席領域ＤＳ、移動速度および移動方向が検出されると、次の撮影タイミングでの車両の位置を予測する。そして演算処理部２０は、予測結果に基づいて次の撮影タイミングでの運転席領域ＤＳの位置に発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向が向くように回転機構部１１を回転させ、且つ、光変調部４により発光ダイオード１から光変調光を出力させるとともに、カメラ６により撮影空間からの光を受光させ、画像生成部８により変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成させているので、図７（ｄ）〜（ｆ）に示すように車両Ｃ１〜Ｃ３の運転席領域ＤＳの画像を撮影することができる。

上述のように車両撮影装置Ａでは、車両情報取得手段としての演算処理部２０が、前フレームまでにカメラ６で撮像された画像を解析することによって、車両の運転席位置（運転席領域ＤＳ）を示す情報を抽出するとともに、車両の移動速度や移動方向を検出しており、制御手段たる演算処理部２０では、抽出された車両情報に基づいて運転席領域ＤＳの映る位置を予測して回転機構部１１の回転を制御している。そして、次の撮影タイミングでは、演算処理部２０が光変調部４の動作を制御して発光ダイオード１の光出力を変調させた状態で、カメラ６が撮影空間からの光を受光し、画像生成部８が、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成しているので、運転席領域ＤＳを大きく撮影することができ、運転席領域ＤＳをアップで撮影することによって運転者の顔を判別しやすい画像を取得することができる。また画像生成部８は、変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成しているので、太陽光などの周囲光や照明光がフロントガラスによって反射された反射光が車室内からの光に比べて支配的になっている状況下でも、フロントガラスでの反射光の影響を除外して、車室内にいる運転者や同乗者の画像を確実に撮像することができる。なお本実施形態では、演算処理部２０が、取得した車両情報に基づいて、次の撮像タイミングでの運転席領域ＤＳの位置に合わせて発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向を制御しているが、運転席領域ＤＳを最も大きく撮影できるように、発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向に加えて、発光ダイオード１の発光タイミングや、カメラ６の次の撮像タイミング又は次の撮像タイミングまでの時間を制御しても良く、運転席領域ＤＳをアップで撮影することができる。

尚、本実施形態ではカメラ６の前フレームまでの画像を解析することによって車両のみの画像を抽出し、車両の上から２分の１又は３分の１までの領域を運転席領域ＤＳとして抽出しているが、前フレームまでの画像から運転手の顔検出を行うことによって運転席領域ＤＳを抽出してもよい。

また、運転席領域ＤＳを抽出するために解析する画像ではフロントガラスでの反射の影響を除去する必要がないので、本実施形態では発光ダイオード１の光出力を変調させていない状態でカメラ６によって撮像された画像を解析に使用しており、周囲が明るく発光ダイオード１を消灯させても撮影が可能な場合には、解析目的の画像を撮影する際に光源の発光を停止させることで省エネルギを図ることもできる。なお本実施形態では１台のカメラ６で、変調光に対応する反射光成分のみの画像と、光出力を変調させていない状態の画像の両方を撮影しているが、変調光に対応する反射光成分のみの画像を撮影するカメラ６とは別に、光出力を変調させていない状態の画像を撮影するカメラを別途設け、当該カメラの画像を解析目的に利用しても良い。

また方向調整手段たる回転機構部１１は、発光ダイオード１の照明方向とカメラ６の撮像方向を同じ方向に向けた状態で、照明方向及び撮像方向を路面と平行な面内で変化させているので、回転機構部１１により照明方向及び撮像方向を変化させた場合でも、発光ダイオード１から撮影空間に照射される光量を一定にすることができ、その結果、照明方向および撮像方向を変化させたことによって発生する反射光の光量変化を低減できるから、安定した光量の画像を得ることができる。なお本実施形態では、光源ブロック３およびカメラブロック７が共に搭載されたターンテーブル１３を回転させる回転機構部１１によって方向調整手段を構成しているが、光源ブロック３およびカメラブロック７を同一の筐体内に収納し、この筐体の向きを方向調整手段により変化させるようにしてもよいし、光源ブロック３の照明方向を変化させる照明方向調整手段と、カメラブロック７の撮像方向を調整する撮像方向調整手段を別々に設け、照明方向調整手段および撮像方向調整手段による調整方向を制御することで、照明方向および撮像方向が同じ方向を向いた状態で照明方向および撮像方向へ変化させてもよい。

（実施形態２）
本発明の実施形態２について以下に説明する。尚、車両撮影装置Ａの構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

演算処理部２０では、実施形態１で説明したように前フレームまでに撮像されたカメラ６の画像から撮像空間に進入してきた車両の画像を抽出し、車両の上から２分の１又は３分の１の領域を運転席領域ＤＳとして抽出すると同時に、前フレームまでに撮像されたカメラ６の画像を解析して車両の自動車登録番号標の画像を抽出し、文字認識を行うことによって自動車登録番号標に記載された自動車登録番号を車両情報として取得している。

そして、自動車登録番号の取得に成功すると、制御手段としての演算処理部２０は、取得した自動車登録番号に基づいて、撮影の要否を判断し、撮影要と判断された場合はさらにカメラ６の撮像範囲および撮像時間間隔の制御を行っている。ここにおいて、演算処理部２０では、取得した自動者登録番号を例えば警察の手配車リストと照合して撮影の要否を判断しており、取得した自動者登録番号が手配車リストにあれば撮影要と判断し、手配車両の運転者を確実且つ鮮明に撮像できるように、通常の撮影時に比べて撮像時間間隔を短くすることで撮影機会を逃さないようにするとともに、抽出された運転席領域ＤＳにおいてカメラ６の視野範囲を中央部分に狭めることによって、運転者の顔部分を鮮明且つ大きく撮影している。

このように本実施形態では、演算処理部２０が、前フレームまでの画像を解析することによって取得した車両の自動車登録番号に基づいて撮影の要否を判断し、且つ、撮影要と判断した場合は自動車登録番号に基づいて撮像手段の撮像範囲および撮像時間間隔を制御しているので、特定の車両について撮像範囲および撮像時間間隔を制御することで、当該車両の運転席の画像を確実に撮影することができる。

また本実施形態においても車両情報として自動車登録番号を抽出するために解析する画像ではフロントガラスでの反射の影響を除去する必要がないので、本実施形態では発光ダイオード１の光出力を変調させていない状態でカメラ６によって撮像された画像を使用しており、周囲が明るく発光ダイオード１を消灯させても撮影が可能な場合には、解析目的の画像を撮影する際に光源の発光を停止させることで省エネルギを図ることができる。なお本実施形態では１台のカメラ６で、変調光に対応する反射光成分のみの画像と、光出力を変調させていない状態の画像の両方を撮影しているが、変調光に対応する反射光成分のみの画像を撮影するカメラ６とは別に、光出力を変調させていない状態の画像を撮影するカメラを別途設け、当該カメラの画像を解析目的に利用しても良い。

（実施形態３）
本発明の実施形態３について以下に説明する。尚、車両撮影装置Ａの構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、実施形態１で説明した車両撮影装置Ａにおいて、演算処理部２０が、前フレームまでの画像を解析することによって、ワイパー（図示せず）の動作状態を車両情報として取得しており、制御手段たる演算処理部２０では、ワイパーが運転席領域ＤＳを遮っていない状態で撮影されるように発光ダイオード１の発光タイミングおよびカメラ６の撮影タイミングを制御している。

演算処理部２０では、実施形態１で説明したように前フレームまでに撮像されたカメラ６の画像から撮像空間に進入してきた車両の画像を抽出し、車両の上から２分の１又は３分の１の領域を運転席領域ＤＳとして抽出すると同時に、前フレームまでに撮像された複数の画像に対して運転席領域ＤＳの画像を解析し、棒状の物体を抽出する。そして、棒状の物体が移動しているのを検出した場合、演算処理部２０ではワイパーが作動中であると判断し、複数の画像に現れる棒状物体の位置と撮像時間間隔から、次の撮影タイミングでのワイパーの位置を類推し、ワイパーが運転席を遮ると予想された場合は発光ダイオード１の発光タイミングおよびカメラ６の撮像タイミングを前後にずらすとともに、ずらした撮像タイミングでの運転席位置に合わせて発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向を制御することによって、ワイパーが運転席を遮っていない状態で撮影を可能にしている。

ここで、本実施形態においてもワイパーの位置を検出するために解析する画像ではフロントガラスでの反射の影響を除去する必要がないので、本実施形態では発光ダイオード１の光出力を変調させていない状態でカメラ６によって撮像された画像を使用しており、周囲が明るく発光ダイオード１を消灯させても撮影が可能な場合には、解析目的の画像を撮影する際に光源の発光を停止させることで省エネルギを図ることができる。なお本実施形態では１台のカメラ６で、変調光に対応する反射光成分のみの画像と、光出力を変調させていない状態の画像の両方を撮影しているが、変調光に対応する反射光成分のみの画像を撮影するカメラ６とは別に、光出力を変調させていない状態の画像を撮影するカメラを別途設け、当該カメラの画像を解析目的に利用しても良い。

ところで、不正通行しようとする車両に、ＥＴＣ（登録商標）カードが正しく挿入されていないＥＴＣ（登録商標）車載器が搭載されている場合は、このＥＴＣ（登録商標）車載器と料金所に設置された受信機との間で無線通信を行うことによって、ＥＴＣ（登録商標）車載器にセットアップされた車両情報（小型車、大型車といった車両の大きさの別や自動車登録番号）を取得することが可能であるので、上述の各実施形態において演算処理部２０が、ＥＴＣ（登録商標）の受信機から車両情報を取得するようにしても良く、ＥＴＣ（登録商標）の受信機のような外部の検出装置から演算処理部２０に入力された車両情報に基づいて、車両情報取得手段たる演算処理部２０が発光ダイオード１の照明範囲および発光タイミングを制御することで、車両の運転席付近を確実に照明することができ、カメラ６によって運転席付近の画像を確実に取得することができる。また車両撮影装置Ａの内部で車両情報を取得する不要になるという利点もある。

また更に、有料道路の入口には通行券を自動で発券するために車両の高さを検出する車高検出装置が設置されているのであるが、このような車高検出装置を料金所の入口に設置して、車高検出装置（車高検出手段）により検出された高さ情報を演算処理部２０に入力し、演算処理部２０が、車高検出装置から入力された高さ情報に基づいて、車両の運転席が撮影範囲に収まるように、発光ダイオード１の照明方向およびカメラ６の撮像方向を制御するようにしてもよく、他の車高検出手段から高さ情報を取得しているので、車両撮影装置Ａの内部で車高を検出する処理が不要になるという利点がある。

本実施形態の車両撮影装置のブロック図である。 同上を構成する光源ブロックの外観斜視図である。 （ａ）（ｂ）は同上を構成する光源ブロックの配光パターンを示す説明図である。 同上を構成する回転機構部の概略構成図である。 同上を構成する光源ブロックおよびカメラブロックの配置説明図である。 （ａ）〜（ｇ）は同上により車体のみの画像を生成する方法の説明図である。 （ａ）〜（ｆ）は同上により運転席領域を抽出する方法の説明図である。

符号の説明

Ａ 車両撮影装置
１ 発光ダイオード（光源）
２ 投光レンズ
３ 光源ブロック
４ 光変調部（光変調手段）
５ 受光レンズ
６ カメラ
７ カメラブロック（撮像手段）
８ 画像生成部（画像生成手段）
９ 画像記憶部
１１ 回転機構部
２０ 演算処理部（車両情報取得手段、制御手段）

Claims (8)

1. 撮影空間に向かって不可視光を照射する光源と、当該光源の光出力を変調することによって変調光を照射させる光変調手段と、前記光源の光に感度を有して前記撮影空間からの光を受光する撮像手段と、当該撮像手段で受光する光のうちで前記変調光に対応する反射光成分のみを画素値とする画像を生成する画像生成手段と、撮影空間に存在する車両の車両情報を取得する車両情報取得手段と、取得した車両情報に基づいて前記車両の運転席が撮影範囲に収まるように、前記光源の照明方向および前記撮像手段の撮像方向を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両撮影装置。
2. 前記車両情報取得手段は、前記撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、前記車両の運転席位置を示す情報を取得することを特徴とする請求項１記載の車両撮影装置。
3. 前記車両情報取得手段は、前記撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、前記車両の自動車登録番号標に記載された自動車登録番号を車両情報として取得し、前記制御手段は、前記自動車登録番号に基づいて、撮影の要否の判断、および、撮影要の場合は前記撮像手段の撮像範囲および撮像時間間隔の制御を行うことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の車両撮影装置。
4. 前記車両情報取得手段は、前記撮像手段で受光された光をもとに作成された前フレームまでの画像を解析することによって、ワイパーの動作状態を車両情報として取得し、前記制御手段は、ワイパーが運転席を遮っていない状態で撮影されるように前記光源の発光タイミングおよび前記撮像手段の撮影タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両撮影装置。
5. 前記車両情報取得手段が前記車両情報を取得するために解析する画像は、前記光源の光出力を変調させていない状態で前記撮像手段により撮像された画像であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の車両撮影装置。
6. 前記車両情報取得手段には、前記車両情報を検出する外部の検出装置から車両情報が入力され、前記制御手段が、車両情報取得手段に入力された車両情報に基づいて、前記光源の照明範囲および発光タイミングを制御することを特徴とする請求項１記載の車両撮影装置。
7. 前記車両情報取得手段は、前記車両の高さ情報を検出する他の車高検出手段から高さ情報を前記車両情報として取得することを特徴とする請求項１記載の車両撮影装置。
8. 前記光源の照明方向と前記撮像手段の撮像方向とが同じ方向を向いた状態で前記照明方向及び前記撮像方向を変化させる方向調整手段を備え、前記制御手段は、前記方向調整手段を用いて照明方向及び撮像方向を制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両撮影装置。

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