JP2017182741A - 車両情報認識システム、車両検知装置、ナンバープレート認識装置、課金通信処理装置、車両情報認識方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の誤検知を防ぎつつ、車両情報を精度よく認識するシステムを提供する。【解決手段】車両情報認識システムは、車両を検知する車両検知装置と、前記車両に関する情報である車両情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両情報取得装置が取得した車両情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、を備え、前記車両検知装置は、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両を検知し、前記認識装置は、前記車両検知装置が前記車両の通行を判定した場合に、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両情報認識システム、車両検知装置、ナンバープレート認識装置、課金通信処理装置、車両情報認識方法及びプログラムに関する。

有料道路の出入り口に設けられた料金所では、通行する車両の車種を判別するための車種判別装置が設置されている。車種判別装置は、車両検知装置、踏板、カメラ等のセンサ類が検知した情報に基づいて車種の判別を行う。例えば、料金所に設置されたカメラは、車種判別のために，進入してくる車両のナンバープレートを前面から撮影する。撮影された画像に含まれるナンバープレート情報は、車種判別装置において車種の判別に利用される。

関連する技術として、例えば、特許文献１には、車両の通行検知及び前後進判別が可能な車両検知装置、車両のナンバープレートを撮影するカメラ、このカメラにより撮影した画像情報に基づいて車両のナンバープレートを認識する画像処理装置、車種判別装置などを備えたシステムについて記載がある。このシステムによれば、通行車両による遮光光軸数の増減を計測して車両部と連結部とを識別することで、トレーラ等における車両部と連結部との識別を確実に行うことができる。これにより、特許文献１に記載の車種判別装置は、一般的な車両だけでなく、連結部を２つ以上有する車両についても高精度に車種を判別することができる。

特開平０８−２３５４８９号公報

一般的に、車両検知装置は、車両のバンパーの通行を車両検知のタイミングとし、この車両検知のタイミングで、カメラがナンバープレートを含む車両の撮影を行うように設定されていることが多い。しかしながら、バンパーは車体の低い位置に設けられており、また、バンパーの通行による遮光光軸数はそれほど大きい値ではない。従って、バンパーの検知を契機として車両の検知を行う場合、車両検知装置は、ゴミなどの飛来物や汚れ、泥などによる遮光情報に基づき、誤って車両検知してしまうことがある。また、ＥＴＣ車線では、車両を検知すると無線通信のための電波が送出されるが、ゴミなどを車両と誤検知することにより電波が送出されると、隣接車線を走行する車両との誤通信が生じる可能性がある。

これに対し、車体の運転席付近（キャビン部分）など、車高が比較的高い部分における車体の通行（検知）を契機として車両を検知するようにすれば、十分な値の遮光光軸数に基づいて車両を検知することになるので、飛来物等との区別が容易となり、誤検知を防ぐことが可能と考えられる。
このような車両検知タイミングを契機としてナンバープレートの撮影を行うように撮影条件（撮影画像の構図など）を調整した場合、トラックなどの、ナンバープレートが運転席位置から前方に大きく離れていない車種に関しては、認識処理に適した想定通りの構図でナンバープレートを撮影できる。一方、この場合において、普通乗用車など、ボンネットを含むフロント部分が運転席位置から前方に大きく突き出た車種に関しては、撮影時に、ボンネット長（フロント長）の分だけ、想定位置よりもナンバープレート位置がカメラに近付いてしまうために、認識処理に適した構図でナンバープレートを撮影できない可能性がある。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる車両情報認識システム、車両検知装置、ナンバープレート認識装置、課金通信処理装置、車両情報認識方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、車両情報認識システムは、車両（Ａ）の通行を検知する車両検知装置（１１）と、前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置（１３、２１）と、前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置（１０、３０）と、を備え、前記車両検知装置は、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両を検知し、前記認識装置は、前記車両検知装置が前記車両の通行を検知した場合に、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する。
車両検知装置は、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域を対象として車両を検知するので、飛来物等を車両と誤って検知することを防ぐことができる。また、認識装置は、車両検知装置が車両の通行を検知するタイミングとは独立して、車両が車両情報の取得に適した位置に到達したタイミングで車両情報取得装置が取得した情報に基づいて車両情報の認識処理を行うので、精度よく車両情報を認識することができる。

本発明の第２の態様によれば、前記車両検知装置は、前記車両の通行に加え、前記車両が、前記車両情報取得装置と、前記所定の位置関係にあるときの位置に到達したことを検知し、前記車両情報取得装置は、前記車両検知装置による前記車両の前記位置への到達の検知に基づいて、前記情報を取得する。
前記車両検知装置は、前記車両情報取得装置と、所定の位置関係にあるときの位置に車両が到達したことを検知するので、その検知に基づいて情報を取得する車両情報取得装置は、適切な情報を取得することができる。

本発明の第３の態様によれば、前記車両検知装置は、高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、複数の前記受光部における遮光光軸数に基づいて車体の通行状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数（Ｎ２）に基づいて車両の通行を検知する。
車両の運転席における走行時の車体部分に相当する遮光光軸数の検知に基づいて車両検知を行うので、飛来物や受光部の汚れなどによる遮光の結果、誤って車両検知することを抑制できる。

本発明の第４の態様によれば、前記車両情報認識システムにおいては、前記車両情報取得装置はカメラ（１３）であり、前記認識装置は前記カメラが撮影した画像に含まれるナンバープレートの情報を認識するナンバープレート認識装置（１０）である。また、前記車両検知装置（１１）は、走行時のバンパー部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数（Ｎ１）に基づいて、前記車両（Ａ）が、前記車両情報取得装置と、前記所定の位置関係にあるときの位置へ到達したことを検知し、前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置が前記車両の前記位置への到達を検知してから前記車両を検知するまでの間に前記カメラが撮影した画像のうち、少なくとも一つに基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報（Ｓ３）を認識する。
車両検知装置が車両のバンパーの通行を検知してから、運転席の通行を検知するまでの間に車両の画像を撮影するので、フロント部分が運転席位置よりも前に突き出た車種かどうかに関わらず、ナンバープレートの認識処理に適した構図の画像が撮影できる。また、そのような画像に基づいて認識処理を行うので精度よくナンバープレートを認識することができる。

本発明の第５の態様によれば、前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置が、前記車両の前記位置への到達を検知したタイミングで撮影された画像に基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報の認識処理を行う。
これにより、バンパーが車両検知装置を通行するタイミングで撮影された画像を使ってナンバープレート情報の認識処理が行われる。
予め、バンパー検知タイミングにおける撮影画像が、認識処理に適した構図となるように撮影条件を調整しておけば、本態様により、フロント部分が運転席位置よりも前に突き出た車種かどうかに関わらず、認識処理に適した想定構図にてナンバープレートを撮影
できる。また、そのような画像に基づいて認識処理を行うので、精度よくナンバープレートを認識できる可能性を高めることができる。

本発明の第６の態様によれば、前記ナンバープレート認識装置は、遮光光軸数の変動が所定の値より大きいタイミングで撮影された一つ又は複数の画像に基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う。
例えば、予め、「車体先端位置」を検知したタイミングにおける撮影画像の構図が、認識処理に適した構図になるように撮影条件を調整していた場合、遮光光軸数が比較的大きく変動したタイミングにて都度撮影することにより、車体先端位置の検知タイミングでの撮影画像を少なくとも含むような撮影が可能になる。そのため、認識処理に適した想定構図にてナンバープレートを撮影でき、そのような画像に基づいて認識処理を行うので、精度よくナンバープレートを認識できる可能性を高めることができる。

本発明の第７の態様によれば、前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置による車両の通行の検知に関わらず、前記カメラが、繰り返し、撮影した画像を取得して、その画像を記憶部に記録し、前記車両検知装置は、バンパー部分に相当する遮光光軸数の検知時刻を前記記憶部に記録し、車両の通行を検知すると、記録した当該検知時刻を前記ナンバープレート認識装置に出力し、前記ナンバープレート認識装置は、当該検知時刻に最も近い時刻に撮影された画像を前記記憶部に記録された画像の中から選択し、選択した画像に基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う。
常時、連続的に撮影して蓄積した画像の中から、想定構図で撮影された可能性が高い画像を選択し、そのような画像に基づいて認識処理を行うので、精度よくナンバープレートを認識できる可能性を高めることができる。

本発明の第８の態様によれば、前記カメラは、前記車両検知装置による車両の通行の検知の有無に関わらず、繰り返し、画像の撮影を行い、前記ナンバープレート認識装置は、前記カメラが画像を撮影する度に、当該画像に基づいてナンバープレート情報の認識を行い、前記車両検知装置が車両の通行を検知すると、最後に認識したナンバープレート情報を、通行を検知した前記車両のナンバープレート情報として決定する。
常時、連続的に撮影された画像に対して、逐次、ナンバープレートの認識処理を行った結果の中から、通行を検知した車両のナンバープレート情報を選択する。常時、撮影した画像の中から認識することできたナンバープレートの情報を、その画像の撮影タイミングで通行した車両に関連させるので、精度よくナンバープレートを認識できる。

本発明の第９の態様によれば、前記車両情報認識システムは、前記車両情報取得装置は車両（Ａ）に搭載された車載器（α）と通信を行うアンテナ（２１）、前記認識装置は前記アンテナを介して前記車載器との間で課金処理を行う課金通信処理装置（３０）であって、前記車両検知装置は、前記車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数（Ｎ２）に基づいて車両を検知するとともに、前記アンテナに車載器との通信開始を指示し、前記課金通信処理装置は、前記アンテナが前記車載器から受信した情報に基づいて、車載器に記録された車両情報を認識する。
車両が、その車両の搭載する車載器がＥＴＣ車線の通信アンテナとの通信が可能な通信可能領域に進入してから無線通信を開始するので、信頼性の高い無線通信によって車載器の情報を読み取り、課金処理を行うことができる。

本発明の第１０の態様における車両検知装置は、高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、複数の前記受光部における受光の有無に基づいて車体の通行状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数に基づいて車両の通行を検知する。
車両の運転席における走行時の車体部分に相当する遮光光軸数の検知に基づいて車両検知を行うので、飛来物などを誤って車両と検知することがない。

本発明の第１１の態様によれば、ナンバープレート認識装置は、車両検知装置が車両の走行時のバンパー部分に相当する所定領域の通行を検知してから車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知するまでの間に前記車両検知装置の下流に設けられたカメラが撮影した画像を取得し、前記車両検知装置が車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知すると、取得した画像のうち、少なくとも一つに基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報を認識する。
車両検知装置が車両のバンパーの通行を検知してから、運転席の通行を検知するまでの間に車両の画像を撮影するので、ナンバープレートの認識処理に適した画像が撮影できる。また、そのような画像に基づいて認識処理を行うので精度よくナンバープレートを認識することができる。

本発明の第１２の態様によれば、課金通信処理装置は、車両検知装置が車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知したことに基づいて開始されたアンテナと前記車両に搭載された車載器との通信において、前記アンテナが受信した信号に基づいて、車載器に記録された車両情報を認識する。
車両が、その車両の搭載する車載器がＥＴＣ車線の通信アンテナとの通信が可能な通信可能領域に進入してから無線通信を開始するので、信頼性の高い無線通信によって課金処理を行うことができる。

本発明の第１３の態様によれば、車両情報認識方法は、車両の通行を検知する車両検知装置と、前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、を備える車両情報認識システムにおいて、前記車両検知装置が、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両の検知を行い、前記車両検知装置が前記車両の通行を検知した場合に、前記認識装置が、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する方法である。

本発明の第１４の態様によれば、プログラムは、車両の通行を検知する車両検知装置と、前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、を備える車両情報認識システムにおけるコンピュータを、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両の検知を行う手段、前記車両の通行を検知した場合に、前記認識装置が、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する手段、として機能させる。

本発明によれば、飛来物等による車両の誤検知を防ぎつつ、ナンバープレート情報や車載器に記録された情報などの車両情報を精度よく認識することができる。

本発明に係る第一実施形態における課金処理システムの一例を示す図である。 本発明に係る第一実施形態における車両情報認識システムを含む課金処理システムの機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る第一実施形態における車両の通行状態の判定について説明する図である。 本発明に係る第一実施形態における電波送出開始タイミングについて説明する第一の図である。 本発明に係る第一実施形態における電波送出開始タイミングについて説明する第二の図である。 車両の検知位置と撮影タイミングの関係について説明する図である。 本発明に係る第一実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。 本発明に係る第一実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る第二実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。 本発明に係る第二実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る第三実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。 本発明に係る第三実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る第四実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。 本発明に係る第四実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態による車両情報認識システムを図１〜図８を参照して説明する。
（全体構成）
図１は、本発明における第一実施形態に係る課金処理システムの一例を示す図である。
課金処理システム１００は、有料道路である高速道路の入口料金所に設けられ、高速道路の利用者から、当該利用者が乗車する車両Ａの車種区分に応じた額の課金を行うための設備である。
図１に示す例では、高速道路の利用者が乗車する車両Ａは、入口料金所に設けられた課金処理システム１００において一般道路側から高速道路側へと通じる車線Ｌを走行している。車線Ｌの両側にはアイランドＩが敷設されており、課金処理システム１００を構成する各種路側装置が設置されている。
以下、一般道路側（図１における＋Ｘ方向側）を車線Ｌの「上流側」と記載する。また、高速道路側（図１における−Ｘ方向側）を車線Ｌの「下流側」、又は、車線Ｌの「進行方向奥側」とも記載する。

課金処理システム１００は、ナンバープレート認識装置１０と、車両検知装置１１と、踏板１２と、カメラ１３と、車種判別装置１４と、電波停止タイミング検知用車両検知装置２０と、通信アンテナ２１と、課金通信処理装置３０とを備えている。
ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３が進行方向奥側から車両Ａを撮影した撮影データを取得して、その撮影データから当該車両Ａに取り付けられたナンバープレートに関する情報（車両ナンバー、プレートサイズ等）を読み取る。

車両検知装置１１は、アイランドＩ上に設けられ、車線Ｌを車線幅方向（±Ｙ方向）に挟んで対向する投光塔１１ａ及び受光塔１１ｂを通じて、車線Ｌを通行する車両Ａ（車体）の存在の有無を判別し、車両Ａ一台分の通行を検知する。投光塔１１ａ、受光塔１１ｂは、車線Ｌの車線方向（±Ｘ方向）における同じ位置であって、車線Ｌの両側部（＋Ｙ方向側の側部又は−Ｙ方向側の側部）の互いに異なる側に設置される。投光塔１１ａ、受光塔１１ｂは、高さ方向（±Ｚ方向）に伸びる直方状に形成され、互いに対向する面を有している。投光塔１１ａのうち受光塔１１ｂに対向する面には、受光塔１１ｂに向けて光線Ｐ（例えば、赤外光線）を投光する投光部（後述する投光部１１１）が、高さ方向に複数並べて配置されている。

一方、受光塔１１ｂのうち投光塔１１ａに対向する面には、投光部が投光する光線Ｐの受光を検知する受光部（後述する受光部１１２）が、高さ方向に複数並べて例えば２０〜３０ｍｍ間隔で配置されている。各受光部１１２は、投光部１１１の各々と一対一に対応するように配置され、対応する投光部１１１が投光する光線Ｐを受光可能とされている。各受光部１１２は、対応する投光部１１１から投光される光線Ｐが遮光されているか（遮光状態）、遮光されていないか（非遮光状態）、に応じた検知信号を継続的に出力している。車両Ａが、投光塔１１ａ及び受光塔１１ｂと車線方向における同じ位置に存在した場合、車両Ａの車体により、高さ方向の所定領域（高さ方向の所定の大きさ）において投光部１１１から受光部１１２へ投光される光線Ｐが遮光される。車両検知装置１１は、受光部１１２から出力される上記検知信号に基づいて車両Ａの通行を検知する。

踏板１２は、車線Ｌの路面上において車線幅方向に伸びるように配置され、通行する車両Ａのタイヤによる踏み付けを検知する。車両検知装置１１と踏板１２との車線方向（±Ｘ方向）における位置は同じである。踏板１２は、踏まれた位置及び範囲を検知可能とされており、踏板１２の検知結果と車両検知装置１１の検知結果とを組み合わせることで、車両Ａの車軸数、トレッド幅及びタイヤ幅を特定することができる。

カメラ１３は、車両検知装置１１よりも車線下流側であって車線方向における所定位置に到達した車両Ａの車体を正面側（車両Ａの進行方向奥側）から撮影可能な位置に設けられている。カメラ１３は、車両検知装置１１から例えば、車体のバンパーに相当する高さでバンパーに相当する領域を占める物体の通行を示す検知信号が出力されたタイミングで画像を撮影する。また、カメラ１３は、撮影時に発光する照明装置を内蔵している。

車種判別装置１４は、アイランドＩ上に設けられた車両検知装置１１及びナンバープレート認識装置１０と、車線Ｌの路面上に設けられた踏板１２の各々から各種検知情報を受け付けるとともに、当該検知情報に基づいて、通行する車両Ａの車種区分を判別する。また、車種判別装置１４は、判別した車種区分を後述する課金通信処理装置３０に出力する。
なお、本実施形態において、車種判別装置１４は、図１に示すように、車両検知装置１１に内蔵されている態様で図示しているが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係る車種判別装置１４は、アイランドＩ上に配された課金通信処理装置３０等に内蔵される態様、又は、遠隔地に設置された他の装置に内蔵され通信ネットワークを介して接続される態様であってもよい。また、図１においてカメラ１３とナンバープレート認識装置１０とが別の装置として設けられているが、例えば、カメラ１３はナンバープレート認識装置１０に内蔵される態様であってもよい。

電波停止タイミング検知用車両検知装置２０は、車両検知装置１１よりも下流側に設けられ、車両検知装置１１と同様の仕組みにより、車両Ａが通信可能エリアＱから退出するときの通行を検知する。
通信アンテナ２１は、車両検知装置１１よりも下流側に設けられ、車両Ａの車載器αとの間で無線による通信処理（以下、単に「無線通信」と表記）を行う。具体的には、通信アンテナ２１は、所定周波数（例えば、５．８ＧＨｚ程度）の電波を送受可能に構成されており、当該電磁波を介することで車載器αとの無線通信を行う。

課金通信処理装置３０は、通信可能エリアＱを通行する車両Ａに対して課金処理を行う装置である。課金通信処理装置３０は、車種判別装置１４から車両Ａについての車種判別結果を取得する。また、課金通信処理装置３０は、車両Ａの車載器αとの無線通信を通じて、車両Ａの車載器αに記録された車種区分に応じた課金処理を行う。なお、課金処理が正常に終了すると、図示しない発進制御機が、阻止棒を開放し、車両Ａを通過させ、課金処理の結果、異常が発生した場合は、発進制御機は、阻止棒は閉のままとする制御を行う。
また、課金通信処理装置３０は、上記無線通信の結果を、遠隔地に設置された中央決済処理装置（図示せず）に出力する。中央決済処理装置は、クレジットカード会社等を通じて電子決済処理等を行う。

（課金処理システムの機能構成）
図２は、本発明に係る第一実施形態に係る車両情報認識システムを含む課金処理システムの機能構成の一例を示すブロック図である。
ナンバープレート認識装置１０は、記憶部１０１と、認識部１０２とを備えている。
記憶部１０１は、カメラ１３が撮影した画像Ｇを記憶する記憶媒体である。
認識部１０２は、車両検知装置１１が車両Ａの通行を検知した場合、取得した撮影データから、車両Ａのナンバープレートに記された車両ナンバー、当該ナンバープレートのサイズ（プレートサイズ）等を示すナンバープレート情報Ｓ３を抽出し、これを車種判別装置１４に出力する。

車両検知装置１１は、投光部１１１と、受光部１１２と、判定部１１３と、記憶部１１４とを備えている。
投光部１１１は、光線Ｐを投光する。受光部１１２は、光線Ｐの受光の有無を示す検知信号を判定部１１３へ出力する。
判定部１１３は、受光部１１２から取得した検知信号に基づいて車両Ａの通行状態を判定する。より具体的には、判定部１１３は、検知信号に基づく光線Ｐが遮光されている数（遮光光軸数）、遮光光軸数に基づく遮光領域の高さ、大きさによって、例えば、車両Ａのバンパーの通行を判定したり、車両Ａの運転席の通行を判定したりする。なお、遮光領域とは、複数の受光部１１２のうち遮光されている光線Ｐに対応する受光部１１２が占める高さ方向の所定領域である。なお、遮光光軸数の検知については、判定部１１３が、受光部１１２から取得した検知信号をカウントしてもよいし、例えば、全ての受光部１１２に電気的に接続された遮光光軸数カウント装置（図示せず）が設けられ、遮光光軸数カウント装置が遮光光軸数を検知し、その遮光光軸数を判定部１１３に出力してもよい。車両検知装置１１は、判定部１１３による車両Ａの運転席の通行を示す車両検知情報Ｓ１を、車種判別装置１４および課金通信処理装置３０に出力する。また、車両検知装置１１は、判定部１１３による車両Ａのバンパーの通行を示すバンパー検知信号Ｓ２を、カメラ１３に出力する。
記憶部１１４は、車両Ａのバンパー、運転席の通行を判定する基準となる遮光光軸数、遮光領域の大きさ等の情報を記憶する。

踏板１２は、車両Ａのタイヤによる踏み付けに応じた情報であって、車両Ａの車軸数（即ち、タイヤによって踏まれた回数）、車両Ａのトレッド幅及びタイヤ幅を特定可能な踏み付け情報Ｓ４を、車種判別装置１４に出力する。
カメラ１３は、本実施形態では、車両検知装置１１からのバンパー検知信号Ｓ２に基づいて撮影を行う。カメラ１３は、撮影した画像Ｇをナンバープレート認識装置１０に出力する。

車種判別装置１４は、車両Ａの車種区分の判別に用いる各種検知情報（上述のバンパー検知信号Ｓ２、踏み付け情報Ｓ４及びナンバープレート情報Ｓ３）に基づいて、車両Ａの特徴を示す特徴情報（具体的には、車軸数、トレッド幅、タイヤ幅、車両ナンバー、プレートサイズ等）を特定するとともに、当該特定した特徴情報に基づいて車両Ａの車種区分を判別する。そして、車種判別装置１４は、当該車両Ａの車種区分を示す情報を課金通信処理装置３０へ出力する。

電波停止タイミング検知用車両検知装置２０は、車線Ｌ上において電波停止タイミング検知用車両検知装置２０が配される位置（即ち、通信可能エリアＱの下流側の端）を車両Ａが通過したか否かを検知して、車両Ａの通過を検知した場合、通過完了情報Ｓ５を、課金通信処理装置３０に出力する。なお、車両Ａの通過を検知するとは、電波停止タイミング検知用車両検知装置２０が、車両Ａを検知し、続いて非検知となることをいう。

課金通信処理装置３０は、通信アンテナ２１を介して通信する通信部３０１と、課金処理部３０２とを備えている。
通信部３０１は、他装置との通信を行う。例えば、通信部３０１は、車両検知装置１１からの車両検知情報Ｓ１を通じて、車両Ａが通信可能エリアＱに到来したことを検知した場合に、通信アンテナ２１から無線通信用の電波を送出し、車載器αとの無線通信を開始する。また、通信部３０１は、通信可能エリアＱ（図１参照）に到来した車両Ａの車載器αとの間で課金用の無線通信を行う。また、通信部３０１は、電波停止タイミング検知用車両検知装置２０からの通過完了情報Ｓ５を通じて、車両Ａが通信可能エリアＱから退出したことを検知したとき、または、後述する課金処理部３０２による課金処理が完了したときに、通信アンテナ２１から無線通信用の電波の送出を停止する。ただし，車両検知装置１１が後続車両の検知を行っている場合、通信アンテナ２１は電波送出の停止を行わない。
課金処理部３０２は、利用者（車両Ａの運転者等）に対し課金処理を実施する。具体的には、課金処理部３０２は、上記課金用の無線通信において、車載器αに記録された車種情報に基づいて決定した課金額を車載器αに記録するとともに、当該無線通信の結果であって当該課金額を示す情報を、通信部３０１を介して中央決済処理装置（図示せず）に送信する。
本実施形態に係る車両情報認識システムは、ナンバープレート情報認識システム、車載器登録情報認識システムを含む。ナンバープレート情報認識システムは、ナンバープレート認識装置１０、車両検知装置１１、カメラ１３を含んで構成される。また、車載器登録情報認識システムは、車両検知装置１１、通信アンテナ２１と、課金通信処理装置３０とを含んで構成される。

（車両の通行状態の判定について）
図３は、本発明に係る第一実施形態における車両の通行状態の判定について説明する図である。
Ｈ１はアイランドＩの高さを示している。Ｈ２はバンパーに相当する高さの範囲を示している。Ｈ３は、車両Ａのバンパーが通行したときにバンパーによって遮光される遮光領域を示している。Ｈ４は、車両Ａの運転席が通行したときに車体によって遮光される遮光領域を示している。
車両検知装置１１の判定部１１３は、Ｈ２の範囲内で検知された遮光領域がＨ３以上の場合、車両のバンパーが車両検知装置１１を通行したと判定する。また、判定部１１３は、Ｈ２より高い位置を含んで検知された遮光領域がＨ４以上の場合、車両Ａの運転席位置が車両検知装置１１を通行したと判定する。なお、バンパー部分相当の範囲を占める遮光領域、運転席における車体部分が占める遮光領域のそれぞれは、各遮光領域の大きさに相当する領域を占める受光部１１２の数によって規定されている。この各遮光領域に相当する受光部１１２の数を遮光光軸数と呼ぶ。判定部１１３は、この遮光光軸数に基づく遮光領域の大きさによって、車両の通行検知などを行う。記憶部１１４は、バンパー部分相当（走行時のバンパー部分に相当する所定領域相当のことをいう）の遮光領域に相当する遮光光軸数Ｎ１と、運転席高さ相当（車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域のことをいう）の遮光領域に相当する遮光光軸数Ｎ２を記憶している。一般的な車両検知方法では、車両のバンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知することによって、車両Ａが通行したと判定することが多い。これに対し、本実施形態の車両検知装置１１は、車両Ａの運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知したときに車両Ａが通行したと判定する。

上述のとおり、通信アンテナ２１は、車両検知装置１１による車両検知のタイミングで、電波の送出を開始する。バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上の検知によって車両検知とする場合、路面付近を飛来しているゴミ等を車両と誤検知しやすい。誤検知をトリガとして通信アンテナ２１が電波の送出を行った場合、意図しない誤った通信による不適切な課金処理を行う可能性が高まる。例えば、料金所の電波反射環境や、隣接車線を走行する車両が搭載する車載器の感度によっては、通信アンテナ２１が、隣接車線を走行する車両の車載器と通信を行い、本来対象とすべきではない隣接車線を走行する車両について課金処理を行ってしまうことが起こり得る。そこで、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２によって車両の通行を判定するようにすれば、運転席高さ相当のゴミが飛来する可能性は少ないため、誤検知の可能性を低減することができる。誤検知が少なくなると、上記のような誤った通信の発生を抑制できる可能性が高まり、安定した課金処理が期待できる。
また、バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１の検知によって車両検知とすると、ボンネット長が長い車両の場合に通信が不安定になる場合がある。

（電波送出のタイミングについて）
ここで、車両検知タイミングで電波の送出した場合のボンネット長さの短長と通信の安定性の関係について説明する。
図４は、本発明に係る第一実施形態における電波送出開始タイミングについて説明する第一の図である。
図４（ａ）は、ボンネット長さの短い車両Ａ１について、一般的な電波送出開始タイミングにおける通信アンテナ２１と車両Ａ１との位置関係を説明する図である。一般的には、車両検知装置１１が車両Ａ１のバンパー高さ部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知したタイミングで電波の送出を開始する。ボンネット長が短い車両Ａ１の場合、遮光光軸数Ｎ１の検知タイミングで電波の送出を開始しても、運転席フロントガラス近傍の車載器αは通信可能エリアＱ内に位置するので、安定した無線通信が可能である。
図４（ｂ）は、ボンネット長さの長い車両Ａ２について、一般的な電波送出開始タイミングにおける通信アンテナ２１と車両Ａ２との位置関係を説明する図である。ボンネット長が長い車両Ａ２の場合、車両検知装置１１が遮光光軸数Ｎ１以上を検知したタイミング（電波送出開始タイミング）においては、運転席フロントガラス近傍の車載器αは通信可能エリアＱ外に位置するので、無線通信が不安定になる可能性がある。

図５は、本発明に係る第一実施形態における電波送出開始タイミングについて説明する第二の図である。
図５（ａ）は、ボンネット長さの短い車両Ａ１について、本実施形態の電波送出開始タイミングにおける通信アンテナ２１と車両Ａ１との位置関係を説明する図である。本実施形態の方法の場合、車両検知装置１１が車両Ａ１の運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知したタイミングで電波の送出を開始する。車両Ａ１の場合、電波の送出開始時には、運転席フロントガラス近傍の車載器αは通信可能エリアＱ内に位置することになり、安定した無線通信が可能である。
図５（ｂ）は、ボンネット長さの長い車両Ａ２について、本実施形態の電波送出開始タイミングにおける通信アンテナ２１と車両Ａ２との位置関係を説明する図である。この場合も、電波の送出開始時には、運転席フロントガラス近傍の車載器αは通信可能エリアＱ内に位置することになるので安定した無線通信が可能である。
このように、本実施形態の車両検知タイミングで電波の送出を開始すると、ボンネット長が短い車両Ａ１でも、ボンネット長が長い車両Ａ２でも、送出開始時には、車載器αが通信可能エリアＱ内に位置することになるので安定した無線通信が可能である。

ところで、図１で例示した課金システムでは、不正通行（例えば、車載器の載せ替え等の不正）の取締りのために課金処理を行った車両Ａについて、ナンバープレート情報の認識や車種の判別を行う。例えば、カメラ１３は車両Ａのナンバープレートの撮影を行い、ナンバープレート認識装置１０が撮影された画像からナンバープレート情報の認識を行う。ナンバープレートは、車両Ａの前面、先端のバンパーに取り付けられており、カメラ１３の視野内で、解像度（大きさ、被写界深度）が確保された画像を得るためには、車両Ａのバンパーを車両検知装置１１が検知したタイミングで撮影を行うことが好ましい。一般的には、車両検知装置１１がバンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知したタイミングで車両検知とし、車両検知のタイミングでカメラ１３が撮影を行っており、このタイミングはナンバープレートの撮影には適している。ところが、本実施形態の車両検知タイミングは、車両検知装置１１が運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知したタイミングであるため、ナンバープレートの撮影タイミングとしては適さない場合が生じる。

（車両の撮影タイミングについて）
図６は、車両の検知位置と撮影タイミングの関係について説明する図である。
図６（ａ）は、ボンネット長が短い車両Ａ１について、車両Ａ１の検知タイミングとナンバープレート画像の撮影タイミングについて説明する図である。上述のとおり、本実施形態では、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２の検知によって車両Ａ１の通行を検知する。図６（ａ）は、車両検知装置１１が車両Ａ１を検知する位置まで車両Ａ１が進入してきたときの様子を示している。

図６（ｂ）は、ボンネット長が長い車両Ａ２について、車両Ａ２の検知タイミングと画像の撮影タイミングについて説明する図である。図６（ｂ）は、車両検知装置１１が車両Ａ２を検知する位置まで車両Ａ２が進入してきたときの様子を示している。

次に図６（ａ）、図６（ｂ）の場合についてカメラ１３が画像を撮影するタイミングについて考える。一般的に、車両検知装置１１が車両Ａの通行を検知したタイミングで、カメラ１３が車両Ａの画像Ｇを撮影し、その画像Ｇに含まれるナンバープレート情報を認識する。また、一般的な車両検知のタイミングは、車両検知装置１１によるバンパー検知のタイミングであり、カメラ１３は、車両Ａのバンパーが車両検知装置１１を通行するときにナンバープレートを適切に撮影できる位置に設置されている。

ボンネット長が短い車両Ａ１の場合（図６（ａ））、本実施形態による車両Ａ１の検知タイミング（運転席の通行時）で画像を撮影すると、丁度そのタイミングで、バンパーが車両検知装置１１を通行するので、カメラ１３は、ナンバープレートに認識に適した画像を撮影することができる。ナンバープレート認識に適した画像とは、認識に適した構図の画像、すなわち、撮影画像の中でのナンバープレートの位置・大きさ・範囲などが、想定された（所定の）範囲内に収まっている画像をいう。一方、ボンネット長が長い車両Ａ２の場合（図６（ｂ））、本実施形態による車両Ａ２の検知タイミングで画像を撮影すると、車両Ａ２のバンパー位置は、想定されている撮影位置よりもカメラ１３に近づいたタイミングで撮影が行われることになる。このような場合にカメラ１３が撮影した画像には、ボケが発生したり、ナンバープレートが過度に拡大されて写ったりしてナンバープレートの認識処理には適さない画像となることがある。このように車両検知タイミングを電波の送出開始及びナンバープレートの撮影のトリガとすると、上記の例ではボンネット長さが長い車両について、どちらかの処理に問題が生じる。そこで、本実施形態では、電波の送出開始タイミングとカメラ１３による撮影タイミングとをそれぞれ適切なタイミングとして別々に設定することで、車両Ａの誤検知を防止しつつ、誤った通信の発生を抑制し、かつ、ナンバープレート情報の認識処理の精度を確保する。なお、本実施形態では、車両Ａの検知タイミングとカメラ１３による撮影タイミングとは独立しているが、それら２つのタイミングは必ずしも異なるわけではなく、一致してもよい（例えば、ボンネット長が短い車両の場合）。

（２トリガ方式）
図７は、本発明に係る第一実施形態における車両情報の取得タイミングについて説明する図である。車両情報とは、具体的には、ナンバープレート情報、車載器αに記録された情報である。
図７の上図は、ボンネット長の長い車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知し、バンパー検知信号Ｓ２をカメラ１３に出力する。カメラ１３は、バンパー検知信号Ｓ２を取得すると、画像の撮影を行い、撮影した画像Ｇをナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇを自装置の記憶部１０１に記録する。

図７の下図は、図７の上図の状況から車両Ａ２がさらに車線下流方向に進入し、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知し、車両検知信号Ｓ１を課金通信処理装置３０に出力する。課金通信処理装置３０が車両検知信号Ｓ１を取得すると、通信アンテナ２１が電波の送出を開始し、通信部３０１が車載器αとの無線通信を開始する。
このように車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するタイミングを撮影トリガとし、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するタイミングを電波の送出開始トリガとする処理方式を２トリガ方式と呼ぶ。この２トリガ方式であれば、ボンネット長さの長い車両についても、それぞれ適切なタイミングで、ナンバープレート情報と、車載器αに記録された情報を取得することができる。次に２トリガ方式の処理の流れを図８のフローチャートを用いて説明する。

（２トリガ方式の処理の流れ）
図８は、本発明に係る第一実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。
前提として、本処理フローの実行中においては、車両検知装置１１の投光塔１１ａに配置された複数の投光部１１１から、常時、光線Ｐが投光されているとする。また、受光部１１２は、受光の有無を示す検知信号を判定部１１３に出力しているとする。また、判定部１１３は、変数ｉに０を設定する。

まず、車両検知装置１１の判定部１１３は、受光塔１１ｂに配置された複数の受光部１１２の各々から検知信号の入力を受け付けて、光線Ｐが遮光された光軸があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。遮光された光軸が無い場合は（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０の判定処理を繰り返し実施する。遮光された光軸が有る場合は（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、所定範囲（Ｈ２）内で検知した遮光光軸数がＮ１以上かつｉ＝０かどうかを判定する（ステップＳ１１）。バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１の値は、記憶部１１４に例えば４〜６（光軸）程度に設定されている。また、遮光光軸数≧Ｎ１の条件を満たす一塊の遮光光軸群を所定範囲Ｈ２内で検出するかどうかとは、検知対象がバンパー部分相当の高さの範囲に存在するかを判定する条件である。このバンパー部分相当の高さの範囲とは、図３を用いて説明したＨ２である。範囲Ｈ２は、例えば、地面からの高さ２５０〜８５０ｍｍに設定されている。判定部１１３は、遮光光軸がそれぞれの条件を満たす場合、車両Ａのバンパーが通行した可能性があると判定する。

判定部１１３がステップＳ１１の２つの条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、バンパー検知信号Ｓ２をカメラ１３へ出力する。また、判定部１１３は、変数ｉに０以外の値を設定する。カメラ１３では、バンパー検知信号Ｓ２が撮影のトリガとなるよう設定されており、バンパー検知信号Ｓ２を取得すると、カメラ１３は画像の撮影を行う（ステップＳ１２）。カメラ１３は撮影した画像Ｇをナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇを撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。

一方、ステップＳ１１の２つの条件のうち一つでも満たさないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）またはステップＳ１２の処理を行った場合、判定部１１３は、遮光光軸数がＮ２以上かどうかを判定する（ステップＳ１３）。運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２の大きさは、記憶部１１４に例えば２４〜３０（光軸）程度の値として設定されている。判定部１１３は、遮光光軸数≧Ｎ２の条件を満たす場合、車両Ａの通行を検知したと判定する。また、判定部１１３は、変数ｉに０を設定する。

ステップＳ１３の条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４および課金通信処理装置３０へ出力する。課金通信処理装置３０では、車両検知が車載器αとの通信開始のトリガとなるよう設定されている。車両検知信号Ｓ１を取得すると、課金通信処理装置３０では、通信部３０１が通信アンテナ２１へ電波の送出を指示する。通信アンテナ２１は電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。通信部３０１は、通信アンテナ２１を介して、車両Ａの車載器αとの間で課金用の無線通信を開始する。課金処理部３０２は、通信部３０１を介して車載器αに記録された車種情報を読み取って課金処理を実行する。また、車種判別装置１４は、車両の検知を通知する車両検知信号Ｓ７をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０では、判定部１１３による遮光光軸数Ｎ２以上の検知がナンバープレート認識処理のトリガとなるよう設定されており、車両検知信号Ｓ７を取得すると、認識部１０２がナンバープレート情報の認識処理を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、認識部１０２は、記憶部１０１から、撮影時刻に基づいて最後に撮影した画像Ｇを読み出して、エッジ検知等の画像処理を行い画像Ｇに含まれるナンバープレート情報（車両ナンバー、プレートサイズ）を認識する。認識部１０２は、認識したナンバープレート情報Ｓ３を車種判別装置１４へ出力する。一方、ステップＳ１３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
なお、料金所が運用されている間、車両情報認識システムは、上述した処理フロー（ステップＳ１０〜ステップＳ１５）を繰り返し実施する。

次に図６で例示した車両Ａ１、車両Ａ２の場合のナンバープレート情報認識処理について図８のフローチャートに沿って説明する。
（ボンネット長が短い車両Ａ１の場合）
車両Ａ１が車線下流に向かって進行し、車両Ａ１が車両検知装置１１に差し掛かったとする。すると、判定部１１３は、遮光光軸が有ることを判定し（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、続いてその遮光光軸数の判定を行う。車両Ａ１の場合、車両検知装置１１に差し掛かった時点で、車両検知装置１１は運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知する。車両検知装置１１は、範囲Ｈ２内での遮光光軸数がＮ１以上であることに基づいて車両Ａ１のバンパーの通行を検知する（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）。車両検知装置１１がバンパーの通行を検知すると、カメラ１３は画像Ｇの撮影を行う（ステップＳ１２）。続いて判定部１１３は、遮光光軸数がＮ２以上かどうかの判定を行う（ステップＳ１３）。車両検知装置１１は遮光光軸数がＮ２以上であると判定し（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、通信アンテナ２１が電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。また、認識部１０２が画像Ｇに基づいて、ナンバープレート情報の認識処理を行う（ステップＳ１５）。
ボンネット長が短い車両Ａ１の場合、車両検知装置１１によるバンパー検知タイミングと車両Ａ１検知タイミングとを同時に迎える。このような場合でも、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２の検知により車両Ａ１の検知を判定するので、地面近くを飛来するゴミ等を車両Ａ１と誤検知することがない。また、車両Ａ１の車載器αが通信可能エリアＱ内に至ったときに電波送出を開始するので安定した無線通信が可能となる。また、車両Ａ１のバンパーが車両検知装置１１を通行するタイミングで画像Ｇを撮影し、その画像Ｇに基づいてナンバープレート情報を認識するので精度よくナンバープレート情報を認識することができる。

（ボンネット長が長い車両Ａ２の場合）
車両Ａ２が進行し、車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１に差し掛かる。すると、判定部１１３は、遮光光軸が有ると判定する（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）。続いて車両検知装置１１は、範囲Ｈ２内での遮光光軸数がＮ１以上であることに基づいて車両Ａ２のバンパーの通行を判定し（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、そのタイミングでカメラ１３は画像の撮影を行う（ステップＳ１２）。再び、ステップＳ１０の判定から繰り返す。ボンネット長が長い車両Ａ２の場合、しばらくの間、受光部１１２は、ボンネット高さ相当の遮光光軸数を検知するが、この遮光光軸数は、運転席高さ相当の遮光光軸数より値が小さくＮ２以上とはならない。従って車両Ａ２のボンネットが車両検知装置１１を通行する間、ステップＳ１３の判定はＮｏとなり、その間、ステップＳ１０からの処理が繰り返される。やがて、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行すると、車両検知装置１１は遮光光軸数がＮ２以上であると判定し（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、通信アンテナ２１が電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。また、車両Ａ２の通行を検知したことにより、認識部１０２が画像Ｇに基づいて、ナンバープレート情報の認識処理を行う（ステップＳ１５）。
ボンネット長が長い車両Ａ２の場合、車両検知装置１１によるバンパー検知タイミングから車両Ａ２検知までの時間が車両Ａ１に比べ長い。このような場合でも、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２の検知により車両Ａ２の通行を判定するので、飛来物等を車両Ａ２と誤検知することがない。また、車両Ａ２の車載器αが通信可能エリアＱ内に至ったときに電波送出を開始するので安定した無線通信が可能となる。また、車両Ａ２の通過判定以前に、車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するタイミングで撮影した画像Ｇに基づいて、ナンバープレート情報の認識を行うので、精度よくナンバープレート情報を認識することができる。

（飛来物の場合）
次にゴミ等の飛来物が、車両検知装置１１を通行した場合の処理について説明する。
飛来物が風で飛ばされ車両検知装置１１を通行したとする。このとき、飛来物による遮光光軸数がＮ１以上ではなかったり（例えば、より小さい）、飛来物の高さが範囲Ｈ２内でなければ（例えば、高い位置を舞っている）、ステップＳ１１の判定はＮｏとなる。続いて、ステップＳ１３の判定を行うが、飛来物による遮光光軸数が、運転席高さ相当となる可能性は低いので、ステップＳ１３の判定もＮｏとなり、図８の処理フローはステップＳ１０からの処理が繰り返されることになる。つまり、車両検知装置１１は、飛来物を車両Ａと誤検知することがない。また、通信アンテナ２１が不必要に電波の送出を行って誤通信することがない。

次に、飛来物の大きさがちょうどバンパーの大きさと同じぐらいで、範囲Ｈ２内の高さを飛来して車両検知装置１１を通行した場合を考える。この場合、ステップＳ１１の判定はＹｅｓとなり、カメラ１３は、飛来物が写った画像を撮影する（ステップＳ１２）。しかし、再度、ステップＳ１０からの処理を繰り返したところで、車両検知装置１１がＮ２以上の遮光光軸数を検知することは無い（ステップＳ１３；Ｎｏ）と考えられるので車両Ａの検知には至らず、通信アンテナ２１が電波を送出することがない。ステップＳ１０からの処理が繰り返される中、車両Ａが進入してくると、上記車両Ａ１，Ａ２の例で検討したように車両Ａがバンパー通行したタイミングで画像Ｇが撮影される。また、車両Ａの通行が検知されると、通信アンテナ２１が電波の送出を開始するので、飛来物等ではなく車両Ａを対象とした、信頼性の高い通信を行うことができる。また、車両Ａの検知に基づいて、認識部１０２は、画像Ｇに関連付けて記録された撮影時刻に基づいて、飛来物が写った画像ではなく、最後に撮影した車両Ａのナンバープレートが写った画像に基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う。従って、車両Ａのナンバープレート情報を正しく読み取ることができる。
なお、ここでは、カメラ１３が撮影した画像と撮影時刻とを関連付けて記憶部１０１に記録するとしたが、例えば、記憶部１０１に画像を記録する際に、既に記録された画像を削除するようにして、記憶部１０１には常に最後に撮影した１枚の画像だけを記録しておくようにしてもよい。この場合、認識部１０２は、認識処理を行う場合、常にその１枚の画像を読み出して認識処理を行う。

本実施形態の車両情報認識システムによれば、ボンネット長の長短に関わらず、車両の誤検知を防ぎ、通信アンテナ２１からの電波送出およびカメラ１３によるナンバープレートの撮影を、それぞれ適切なタイミングで行うことができる。通信アンテナ２１からの電波送出を適切なタイミングで行うことにより、誤通信の発生を抑制することができ、安定した無線通信を行うことができる。これにより、精度よく車載器αに記録された情報を認識することができる。また、カメラ１３によるナンバープレートの撮影を、適切なタイミングで行うことにより、精度よくナンバープレート情報を認識することができる。

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による車両情報認識システムについて図９〜図１０を参照して説明する。第一実施形態では、車両検知装置１１がバンパー部分相当の遮光光軸数を検知したタイミングで撮影した画像Ｇに基づいてナンバープレート情報の認識処理を行った。第二実施形態は、所定のタイミングで撮影して得られた一つまたは複数の画像Ｇに基づいて認識処理を行うことで、より多くの状況に適用できるナンバープレート情報の認識処理システムについて説明する。
第二実施形態に係る判定部１１３は、バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２だけではなく、遮光光軸数が所定の閾値以上に変動した場合に撮影指示信号Ｓ６を出力する。第二実施形態に係る車両情報認識システム（ナンバープレート情報認識システムおよび車載器登録情報認識システム）の他の構成は、第一実施形態と同様である。

（マルチトリガ方式）
図９は、本発明に係る第二実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。
図９の上図は、ボンネット長の長い車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知し、バンパー検知信号Ｓ２をカメラ１３に出力する。カメラ１３は、バンパー検知信号Ｓ２を取得すると、画像Ｇ１の撮影を行い、撮影した画像Ｇ１をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇ１を撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。

図９の中図は、図９の上図の状況から車両Ａ２が進行し、車両Ａ２のボンネットが車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、図９の上図で検知したバンパー部分相当の遮光光軸数より所定の閾値（ΔＮ）以上大きい遮光光軸数を検知すると、撮影指示信号Ｓ６をカメラ１３に出力する。カメラ１３は、撮影指示信号Ｓ６を取得すると、画像Ｇ２の撮影を行い、撮影した画像Ｇ２をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇ２を撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。なお、カメラ１３が車両Ａ２の進行に伴って撮影した画像Ｇｎ（Ｎ＝１、２〜）を総称して画像Ｇと呼ぶ。

図９の下図は、図９の中図の状況から車両Ａ２がさらに進行し、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知し、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４へ出力し、車種判別装置１４は、車両検知信号Ｓ７をナンバープレート認識装置１０に出力する。ナンバープレート認識装置１０では、車両検知信号Ｓ７を取得すると、認識部１０２が、先に記録した画像Ｇ１、画像Ｇ２を記憶部１０１から読み出して画像処理を行ってナンバープレート情報の認識を行う。
また、第一実施形態と同様、車両検知装置１１が遮光光軸数Ｎ２を検知すると、通信アンテナ２１が電波の送出を開始する。

このように第二実施形態では、車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するタイミングを最初の撮影タイミングとし、その後、受光部１１２が検知する遮光光軸数が、その直前の遮光光軸数に対して、所定の閾値（ΔＮ）以上変動した場合、判定部１１３は、変動したタイミングを撮影タイミングとして判定する。車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するタイミングで車両検知とすることは、第一実施形態と同様である。第二実施形態の場合は、撮影した画像Ｇ（Ｇ１、Ｇ２など）が複数存在する可能性が有るので、認識部１０２は、複数の画像Ｇに基づいて認識処理を行い、その中から適切なナンバープレート情報を選択する。なお、上記の「変動したタイミング」としては、直前の遮光光軸数に対する変動数を使って判定する他、所定のサンプル数（一回に取得した遮光光軸数の値を１サンプルとする）を取得して、第1サンプルと最終サンプルとを比較したときの変動数を使ってもよいし、所定時間に取得されたサンプル群の内、第1サンプルと最終サンプルとを比較した場合の変動数を使ってもよい。また、車両を前方から撮影する場合には、ナンバープレート部分を確実に撮影するため、正の変動値（前方から後方に向かって車高が増大する位置での変動値）を使うことが望ましい。なお、後方から撮影する場合には、負の変動値を用いることが望ましい。
第一実施形態の場合、クレーン車がブームを進行方向の前方に降ろした状態で車両検知装置１１を通行すると、ブームの先端をバンパーと誤検知する可能性がある。その場合、クレーン車のナンバープレートはカメラ１３からは遠い位置にあり、カメラ１３が撮影した画像Ｇはナンバープレートの認識には適さない画像となる可能性がある。第二実施形態によれば、車両の通行に伴って遮光光軸数が大きく変化したときに、判定部１１３は、側面視における、車体の表面形状が、前方から後方へ向かうにつれて大きく変化したと判断し、カメラ１３は、その都度、画像Ｇｎの撮影を行う。「車体形状が大きく変化する」こととしては、前方から後方へ向かうにつれて、側面視での表面形状が急激に立ち上がる（高さが大きく変わる）ことが典型例として含まれ、ここで対象となる「車体形状」としては、車体先端位置、運転席位置などの形状が該当する。
上述のクレーン車について、第二実施形態を適用すると、ブームの先端の通行による遮光光軸数とバンパーの通行による遮光光軸数との差が所定以上であることに基づいて、カメラ１３は、それぞれのタイミングで画像Ｇｎの撮影を行うので、ナンバープレートの認識に適した距離で撮影された画像を含む複数の画像を得ることができる。

ナンバープレートの画像を撮影する為には、例えば、常時、連続的に短い間隔で（すなわち動画モードにて）画像を撮影するようにし、その中から適切な画像を選択してナンバープレート情報の認識処理を行ってもよい。しかし、常時、撮影を行うとカメラ１３に内蔵された照明装置に大きな負荷がかかり、カメラ１３の故障等につながる可能性がある。また、例えば、車両Ａの位置が変わらないときに何枚も同じような画像を撮影する必要はない。そこで、本実施形態では、車両らしき物体が通行を開始してから、車体の形状が変化するタイミング（遮光光軸数の値が大きく変動するタイミング）で画像を撮影すれば、その中にナンバープレートが写った画像が含まれるとの考えから上記の方式によるナンバープレート情報認識処理を行う。本実施形態によれば、効率よく画像を撮影し、精度よくナンバープレート情報の認識を行うことができる。車両検知装置１１が検知する遮光光軸数の変化に応じて、車両情報取得タイミングのトリガを複数（1回の電波送出開始タイミングと１回または複数回の撮影タイミング）設定する本実施形態の方法をマルチトリガ方式と呼ぶ。次にマルチトリガ方式の処理の流れを図１０のフローチャートを用いて説明する。

（マルチトリガ方式の処理の流れ）
図１０は、本発明に係る第二実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。
前提条件は、図８と同様である。また、判定部１１３は、後述する変数Ｎｉｎｉに０を設定する。また、図８と同様の処理については同じ符号を付して簡単に説明を行う。

まず、車両検知装置１１の判定部１１３は、受光塔１１ｂに配置された複数の受光部１１２の各々から検知信号の入力を受け付けて、光線Ｐが遮光された光軸があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。遮光された光軸が無い場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、同処理を繰り返し実施する。遮光された光軸が有る場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、所定範囲Ｈ２内で検知した遮光光軸数がＮ１以上かどうかを判定する（ステップＳ１１）。判定部１１３がステップＳ１１の２つの条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、判定部１１３はＮｉｎｉ＝０が成立するか判定する（ステップＳ１６）。この判定は、最初に車両のバンパーを検知したかどうかの判定である。Ｎｉｎｉ＝０の場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、バンパー検知信号Ｓ２をカメラ１３へ出力する。カメラ１３は、バンパー検知信号Ｓ２を取得すると画像Ｇ１の撮影を行う（ステップＳ１２）。カメラ１３は撮影した画像Ｇ１をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇ１を撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。次に、判定部１１３は、ステップＳ１１で２つの条件を満たすと判定した遮光光軸数の値（Ｎｎｏｗ）を変数Ｎｉｎｉに設定し、変数Ｎｉｎｉの値を記憶部１１４へ記録する（ステップＳ１２１）。

Ｎｉｎｉが０ではない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、判定部１１３は、現在検知している遮光光軸数（Ｎｎｏｗ）と記憶部１１４に記録したＮｉｎｉとの差の絶対値を計算し、計算した値を所定の閾値ΔＮと比較する。判定部１１３は、計算した差の絶対値が閾値ΔＮより大きいかどうかを判定する（ステップＳ１６１）。計算した差の絶対値が閾値ΔＮより大きい場合（ステップＳ１６１；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、撮影指示信号Ｓ６をカメラ１３へ出力する。カメラ１３は、撮影指示信号Ｓ６を取得すると画像Ｇ２の撮影を行う（ステップＳ１２）。カメラ１３は画像Ｇ２をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇ２を撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。次に判定部１１３は、今回検知した遮光光軸数（Ｎｎｏｗ）を変数Ｎｉｎｉに設定する（ステップＳ１２１）。

計算した差の絶対値が閾値ΔＮ以下の場合（ステップＳ１６１；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
また、ステップＳ１１の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）またはステップＳ１２１を行った場合、判定部１１３は、現在、遮光光軸数がＮ２以上かどうかを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４および課金通信処理装置３０へ出力する。車種判別装置１４は、車両の検知を通知する車両検知信号Ｓ７をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０では、車両検知信号Ｓ７を取得すると、認識部１０２がナンバープレート情報の認識処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、認識部１０２は、記憶部１０１から、画像Ｇｎ（ｎ＝１、２〜）を読み出して、画像Ｇｎに基づいて、ナンバープレート情報（車両ナンバー、プレートサイズ）を認識する。例えば、認識部１０２は、画像Ｇｎの全てについて画像処理を行ってナンバープレート情報の認識を試みてもよい。あるいは、認識部１０２は、画像Ｇｎの全てについて、まずナンバープレートが写った領域（ナンバープレート領域）を２値化処理、数字認識処理を用いて抽出するナンバープレート抽出処理を行い、ナンバープレート領域の抽出ができた画像に対してのみ、ナンバープレート情報を認識する画像処理を行ってもよい。認識部１０２は、認識したナンバープレート情報の中から適切なナンバープレート情報を選択する。例えば、認識部１０２は、認識された複数種類のナンバープレート情報の中から多数決によってナンバープレート情報を選択してもよい。あるいは、認識部１０２は、認識された複数種類のナンバープレート情報の中から最も評価値が高いナンバープレート情報を選択してもよい。評価値には、例えば、ナンバープレートに含まれる「かな文字」、「漢字」を認識するために行うパターンマッチング処理における類似度などを用いてもよい。なお、ナンバープレート抽出を先に行う方法であれば、認識部１０２の処理負荷を低減することができる。認識部１０２は、ナンバープレート情報の認識処理が終了すると、ナンバープレート情報Ｓ３を車種判別装置１４へ出力する。次に、判定部１１３は、変数Ｎｉｎｉに０を設定して初期化する（ステップＳ１８）。
また、ステップＳ１３の条件を満たす場合、通信アンテナ２１は、車両検知信号Ｓ１に基づいて電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。通信部３０１は、通信アンテナ２１を介して、車両Ａの車載器αとの間で課金用の無線通信を開始し、課金処理部３０２は、通信部３０１を介して車載器αとの間で課金処理を実行する。 なお、料金所が運用されている間は、車両情報認識システムは、上述した処理フロー（ステップＳ１０〜ステップＳ１８）を繰り返し実施する。

本実施形態の車両情報認識システムによれば、第一実施形態の効果に加え、様々な形状の車両に対しても、車両の誤検知を防ぎ、ナンバープレート情報を正しく認識することができる。また、カメラ１３は、必要最低限の回数のみ撮影を行うので、常時、撮影を行う場合と比較して、カメラ１３の撮影に必要な照明装置の発熱が増大することを抑制し、照明装置の寿命の低下を防ぐことができる。

＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態による車両情報認識システムについて図１１〜図１２を参照して説明する。第三実施形態におけるカメラ１３は、常時、画像Ｇを撮影するように構成されている。また、ナンバープレート認識装置１０は、第一実施形態、第二実施形態と比較して大容量の記憶部１０１を備えている。また、認識部１０２は、車両検知装置１１がバンパーの検知を行ったタイミングに最も近い時刻において撮影された画像Ｇを選択し、選択した画像Ｇに基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う。本実施形態に係る車両情報認識システム（ナンバープレート情報認識システムおよび車載器登録情報認識システム）の他の構成は、第一実施形態と同様である。

（画像蓄積方式）
図１１は、本発明に係る第三実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。
図１１の上図は、車両の通行がないときの様子を表している。本実施形態では、カメラ１３は車両の通行の検知の有無にかかわらず（車両検知処理とは独立して）常時、画像Ｇｎ（ｎ＝１、２〜）の撮影を行う。カメラ１３は、撮影した画像Ｇｎをナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇｎを撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録する。

図１１の中図は、図１１の上図の状況から車両Ａ２が進行し、車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。車両検知装置１１は、バンパー部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上を検知すると、そのバンパー検知時刻を記憶部１１４に記録する。この間もカメラ１３は画像Ｇｎを撮影し続け、ナンバープレート認識装置１０はその画像Ｇｎを記憶部１０１に記録し続ける。

図１１の下図は、図１１の中図の状況から車両Ａ２がさらに進行し、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知する。このとき、本実施形態では、車両検知装置１１は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４へ出力するとともに、バンパー検知時刻をナンバープレート認識装置１０に出力する。ナンバープレート認識装置１０では、車両検知信号Ｓ７とバンパー検知時刻を取得すると（取得とほぼ同時もしくはその直後に、または、取得をトリガとして）、認識部１０２が、先に記録した画像Ｇｎの中から、バンパー検知時刻に最も近い時刻に撮影された画像Ｇｘを記憶部１０１から読み出してナンバープレート情報の認識処理を行う。
また、第一実施形態、第二実施形態と同様、車両検知装置１１が遮光光軸数Ｎ２を検知すると、車両検知装置１１は、車両検知信号Ｓ１を課金通信処理装置３０へ出力し、通信アンテナ２１が電波の送出を開始する。
車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するタイミングを電波の送出開始トリガとし、トリガレスに撮影を行って取得した画像を蓄積する本実施形態方法を画像蓄積方式と呼ぶ。次に画像蓄積方式の処理の流れを図１２のフローチャートを用いて説明する。

（画像蓄積方式の処理の流れ）
図１２は、本発明に係る第三実施形態における車両情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。図８等で説明した処理と同様の処理については同じ符号を付して簡単に説明を行う。
前提条件は、図８と同様である。さらに、本処理フローの実行中においては、カメラ１３は、常時、画像Ｇｎを撮影し、ナンバープレート認識装置１０が画像Ｇｎとその撮影時刻とを関連付けて記憶部１０１に記録しているものとする。なお、常時、画像を撮影するとは、例えば、所定の時間間隔で画像の撮影を行うことである。
まず、車両検知装置１１の判定部１１３は、複数の受光部１１２の各々から検知信号の入力を受け付けて、光線Ｐが遮光された光軸があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。遮光された光軸が無い場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０の判定処理を繰り返し実施する。遮光された光軸が有る場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、所定範囲Ｈ２内で検知した遮光光軸数がＮ１以上かつｉ＝０かどうかを判定する（ステップＳ１１）。この条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、ステップＳ１１の条件を満たすと判定した時刻（バンパー検知時刻）を記憶部１１４に記録する（ステップＳ１９）。また、判定部１１３は、変数ｉに０以外の値を設定する。

一方、ステップＳ１１の２つの条件のうち一つでも満たさないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）またはステップＳ１９を行った場合、判定部１１３は、遮光光軸数がＮ２以上かどうかを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。ステップＳ１３の条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４および課金通信処理装置３０へ出力する。また、判定部１１３は、変数ｉに０を設定する。車種判別装置１４は、車両の検知を通知する車両検知信号Ｓ７をナンバープレート認識装置１０へ出力する。また、判定部１１３は、バンパー検知時刻をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０では、車両検知信号Ｓ７とバンパー検知時刻を取得すると、認識部１０２がナンバープレート情報の認識処理を実行する（ステップＳ２０）。具体的には、認識部１０２は、記憶部１０１から、画像Ｇｎに関連付けて記録された撮影時刻に基づいて、バンパー検知時刻に最も近い時刻に撮影された画像Ｇｘを読み出して、画像Ｇｘに含まれるナンバープレート情報の認識処理を行う。認識部１０２は、認識したナンバープレート情報Ｓ３を車種判別装置１４へ出力する。次に、認識部１０２は、記憶部１０１に記録された画像Ｇｎを全て削除する（ステップＳ２１）。
また、ステップＳ１３の条件を満たす場合、通信アンテナ２１は、車両検知信号Ｓ１に基づいて電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。通信部３０１は、通信アンテナ２１を介して、車両Ａの車載器αとの間で課金用の無線通信を開始し、課金処理部３０２は、通信部３０１を介して車載器αとの間で課金処理を実行する。
なお、ステップＳ１９の認識処理で、バンパー検知時刻から所定範囲内の時刻に撮影された複数の画像Ｇｎを読み出して、第二実施形態のステップＳ１６と同様に適切なナンバープレート情報を選択してもよい。また、料金所が運用されている間は、本実施形態に係る車両情報認識システムは、上述した処理フロー（ステップＳ１０〜ステップＳ２１）を繰り返し実施する。

本実施形態の車両情報認識システムによれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、バンパー検知のタイミングで１枚の画像を撮影する場合、その１枚が光の当たり具合等でナンバープレート情報の認識に適さない画像となる可能性がある。本実施形態において、バンパー検知時刻に最も近い時刻に撮影された画像Ｇｘに基づいてナンバープレート情報の認識を行うことができない場合は、バンパー検知時刻に近い時刻に撮影された他の画像Ｇｎを選択し、その画像Ｇｎに基づいてナンバープレート情報の認識を行う等の処理を加えることで、より正確にナンバープレート情報の認識を行うことができる可能性がある。

＜第四実施形態＞
以下、本発明の第四実施形態による車両情報認識システムについて図１３〜図１４を参照して説明する。第四実施形態におけるカメラ１３は、常時、画像を撮影するように設定されている。また、ナンバープレート認識装置１０は、第一実施形態〜第三実施形態と比較して高性能な演算装置（プロセッサ）を備えている。また、認識部１０２は、撮影された画像について逐次ナンバープレート情報認識を行う。本実施形態に係る車両情報認識システム（ナンバープレート情報認識システムおよび車載器登録情報認識システム）の他の構成は、第一実施形態と同様である。

（逐次画像処理方式）
図１３は、本発明に係る第四実施形態における車両情報の取得方法について説明する図である。
図１３の上図は、車両の通行がないときの様子を表している。本実施形態では、カメラ１３は車両の通行の有無にかかわらず常時、画像Ｇｎの撮影を行う。カメラ１３は、撮影した画像をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、カメラ１３から取得した画像Ｇｎ（ｎ＝１、２〜）を取得する。認識部１０２は、取得した画像Ｇｎについてナンバープレート情報認識処理を行う。認識部１０２は、認識したナンバープレート情報を記憶部１０１に記録する。

図１３の下図は、車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するときの様子を表している。このとき、車両検知装置１１は、運転席高さ相当の遮光光軸数Ｎ２を検知する。車両検知装置１１は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４に出力する。ナンバープレート認識装置１０は、車両検知信号Ｓ７を車種判別装置１４から取得する。車両検知信号Ｓ７を取得すると（取得とほぼ同時もしくはその直後に、または、取得をトリガとして）、認識部１０２は、記憶部１０１に記録したナンバープレート情報の中から、最後に記録したナンバープレート情報を読み出す。読み出したナンバープレート情報が車両Ａ２のナンバープレート情報である。また、第一実施形態〜第三実施形態と同様、車両検知装置１１が遮光光軸数Ｎ２を検知すると、通信アンテナ２１が電波の送出を開始する。
車両Ａ２の運転席が車両検知装置１１を通行するタイミングを電波の送出開始トリガとし、トリガレスに撮影を行って取得した画像の認識処理を逐次行う本実施形態の方法を逐次画像処理方式と呼ぶ。次に逐次画像処理方式の処理の流れを図１４のフローチャートを用いて説明する。

（逐次画像処理方式の処理の流れ）
図１４は、本発明に係る第四実施形態におけるナンバープレート情報の認識処理の一例を示すフローチャートである。図８等で説明した処理と同様の処理については同じ符号を付して簡単に説明を行う。
前提条件は、図８と同様である。さらに、本処理フローの実行中においては、カメラ１３は、常時、画像Ｇｎを撮影し、ナンバープレート認識装置１０へ出力しているとする。図１４の左側のフローチャートは、画像の撮影及びナンバープレート情報の認識処理を示す。右側のフローチャートは、車両検知処理と車両検知をトリガにして実行される処理を示している。
まず、車両検知装置１１の判定部１１３は、複数の受光部１１２の各々から検知信号の入力を受け付けて、遮光光軸があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。遮光された光軸が無い場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０の判定処理を繰り返し実施する。遮光された光軸が有る場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、遮光光軸数がＮ２以上かどうかを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。

これらの処理と並行して、カメラ１３は画像Ｇｎの撮影を行い（ステップＳ１２）、画像Ｇｎをナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０では、カメラ１３から新たな画像Ｇｎを取得する度に、認識部１０２が、最新の画像Ｇｎに基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う（ステップＳ２２）。具体的には、まず、認識部１０２は、ナンバープレート抽出処理、画像処理等によってナンバープレート情報の認識を試みる。次に認識部１０２は、ナンバープレート情報の認識ができたかどうかを判定する。例えば、車両Ａ２のバンパーが車両検知装置１１を通行するタイミングに近い時刻に撮影した画像Ｇｎについては、認識部１０２は、ナンバープレート情報の認識が可能である。さらに、車両Ａ２が進行して車両Ａ２のボンネットが車両検知装置１１を通行する時刻に撮影した画像Ｇｎについては、認識部１０２は、ナンバープレート情報の認識ができない可能性がある。ナンバープレート情報の認識ができた場合、認識部１０２は、認識したナンバープレート情報を記憶部１０１に記録する（ステップＳ２３）。このとき、認識部１０２は、前回記録したナンバープレート情報を、今回最新の画像Ｇｎに基づいて認識したナンバープレート情報で上書きしてもよい。あるいは、認識部１０２は、認識したナンバープレート情報を画像Ｇｎの撮影時刻と関連付けて記憶部１０１に記録してもよい。ナンバープレート情報は、車両ナンバーを構成する文字、数字とナンバープレートの大きさを示す情報（「Ｍ」、「Ｌ」等）で構成されたテキストデータである。従って、第四実施形態の場合、第一実施形態〜第三実施形態のように画像を記録するのに比べ、記憶部１０１の記憶容量を小さくすることができる。ステップＳ１２、Ｓ２２、Ｓ２３の処理は、例えば、保守作業等でカメラ１３の電源が停止される等により終了にならない間は（ステップＳ２５；Ｎｏ）、絶えず繰り返される。

右側のフローチャートのステップＳ１３の判定に戻り、判定部１１３がステップＳ１３の条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、判定部１１３は、車両検知信号Ｓ１を車種判別装置１４および課金通信処理装置３０へ出力する。車種判別装置１４は、車両の検知を通知する車両検知信号Ｓ７をナンバープレート認識装置１０へ出力する。ナンバープレート認識装置１０は、車両検知信号Ｓ７を取得すると、認識部１０２がナンバープレート情報を決定する（ステップＳ２４）。具体的には、認識したナンバープレート情報を次々と上書きした場合、認識部１０２は、記憶部１０１に記録された（一つの）ナンバープレート情報を読み出し、読み出したナンバープレート情報を検知された車両のナンバープレート情報であると決定する。ナンバープレート情報を画像Ｇｎの撮影時刻と関連付けて記録した場合、認識部１０２は、関連付けられた撮影時刻が最も新しいナンバープレート情報を選択し、選択したナンバープレート情報を検知された車両のナンバープレート情報であると決定する。
また、車両検知信号Ｓ１に基づいて通信アンテナ２１は電波の送出を開始する（ステップＳ１４）。通信部３０１は、通信アンテナ２１を介して、車両Ａの車載器αとの間で課金用の無線通信を開始し、課金処理部３０２は、通信部３０１を介して車載器αとの間で課金処理を実行する。

本実施形態の車両情報認識システムによれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ナンバープレート認識装置１０の記憶部１０１の容量を小さくすることができる。また、車両検知装置１１が車両検知を行うまでの間で、最後に認識できたナンバープレート情報を、検知した車両Ａのナンバープレート情報として決定するので、車両検知装置１１が、クレーン車のブームをバンパーの可能性があるとして誤検知したような場合でも、後にクレーン車のバンパーが車両検知装置１１を通行したタイミングに近い時刻に撮影された画像Ｇｎに基づいて認識されたナンバープレート情報が、このクレーン車のナンバープレート情報として決定されるので、正確なナンバープレート情報を得ることができる。

＜変形例＞
上記の第一実施形態〜第四実施形態では、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System（登録商標））車線を通過する車両Ａについて、車両検知装置１１による適切な遮光光軸数の検知をトリガとして、通信アンテナ２１からの電波送出およびナンバープレートの撮影を行う車両情報認識システムについて説明した。第一実施形態〜第四実施形態の車両情報認識システムのうち、ナンバープレート情報認識システムによるナンバープレート情報の認識処理については、ＥＴＣ車線以外の料金所で、車両検知装置によって車両を検知し、車種判別のためにナンバープレートの撮影を行う場面にも適用することができる。従来は、バンパー高さ部分相当の遮光光軸数Ｎ１以上の検知に基づいて車両検知とナンバープレートの撮影を行っており、ゴミ等を車両と誤検知する場合がある。第一実施形態〜第四実施形態のナンバープレート情報認識システムを適用することにより、車両検知のタイミングと、ナンバープレート撮影のタイミングとをそれぞれ適切なタイミングに制御することができるので、飛来物等を車両と誤検知することを防ぎつつ、ナンバープレート情報の認識に適した画像を撮影することができる。

なお、上述の各実施形態においては、ナンバープレート認識装置１０、車両検知装置１１、課金通信処理装置３０の各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。
ここで、上述したナンバープレート認識装置１０等の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、ナンバープレート認識装置１０等の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

カメラ１３、通信アンテナ２１は車両情報取得装置の一例である。ナンバープレート認識装置１０、課金通信処理装置３０は認識装置の一例である。車両Ａのバンパーが車両検知装置１１に到達する位置は、カメラ１３による車両情報の取得位置の一例である。車両Ａの運転席が車両検知装置１１に到達する位置は、通信アンテナ２１による車両情報の取得位置の一例である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１０・・・ナンバープレート認識装置
１０１・・・記憶部
１０２・・・認識部
１１・・・車両検知装置
１１１・・・投光部
１１２・・・受光部
１１３・・・判定部
１１４・・・記憶部
１２・・・踏板
１３・・・カメラ
１４・・・車種判別装置
２０・・・電波停止タイミング検知用車両検知装置
２１・・・通信アンテナ
３０・・・課金通信処理装置
１００・・・課金処理システム
Ａ・・・車両
α・・・車載器
Ｌ・・・車線
Ｉ・・・アイランド
Ｑ・・・通信可能エリア
Ｐ・・・光線

Claims (14)

1. 車両の通行を検知する車両検知装置と、
   前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置と、
   前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、
   を備え、
   前記車両検知装置は、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両を検知し、
   前記認識装置は、前記車両検知装置が前記車両の通行を検知した場合に、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する、
   車両情報認識システム。
2. 前記車両検知装置は、前記車両の通行に加え、前記車両が、前記車両情報取得装置と、前記所定の位置関係にあるときの位置に到達したことを検知し、
   前記車両情報取得装置は、前記車両検知装置による前記車両の前記位置への到達の検知に基づいて、前記情報を取得する、
   請求項１に記載の車両情報認識システム。
3. 前記車両検知装置は、
   高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、
   複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、
   複数の前記受光部における遮光光軸数に基づいて車体の通行状態を判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部は、車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数に基づいて車両の通行を検知する、
   請求項１または請求項２に記載の車両情報認識システム。
4. 前記車両情報取得装置はカメラであり、前記認識装置は前記カメラが撮影した画像に含まれるナンバープレートの情報を認識するナンバープレート認識装置であって、
   前記車両検知装置は、走行時のバンパー部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数に基づいて、前記車両が、前記車両情報取得装置と、前記所定の位置関係にあるときの位置へ到達したことを検知し、
   前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置が前記車両の前記位置への到達を検知してから前記車両を検知するまでの間に前記カメラが撮影した画像のうち、少なくとも一つに基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報を認識する、
   請求項３に記載の車両情報認識システム。
5. 前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置が、前記車両の前記位置への到達を検知したタイミングで撮影された画像に基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報の認識処理を行う、
   請求項４に記載の車両情報認識システム。
6. 前記ナンバープレート認識装置は、遮光光軸数の変動が所定の値より大きいタイミングで撮影された一つ又は複数の画像に基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う、
   請求項４に記載の車両情報認識システム。
7. 前記ナンバープレート認識装置は、前記車両検知装置による車両の通行の検知に関わらず、前記カメラが、繰り返し、撮影した画像を取得して、その画像を記憶部に記録し、
   前記車両検知装置は、バンパー部分に相当する遮光光軸数の検知時刻を前記記憶部に記録し、車両の通行を検知すると、記録した当該検知時刻を前記ナンバープレート認識装置に出力し、
   前記ナンバープレート認識装置は、当該検知時刻に最も近い時刻に撮影された画像を前記記憶部に記録された画像の中から選択し、選択した画像に基づいてナンバープレート情報の認識処理を行う、
   請求項４に記載の車両情報認識システム。
8. 前記カメラは、前記車両検知装置による車両の通行の検知の有無に関わらず、繰り返し、画像の撮影を行い、
   前記ナンバープレート認識装置は、前記カメラが画像を撮影する度に、当該画像に基づいてナンバープレート情報の認識を行い、前記車両検知装置が車両の通行を検知すると、最後に認識したナンバープレート情報を、通行を検知した前記車両のナンバープレート情報として決定する、
   請求項４に記載の車両情報認識システム。
9. 前記車両情報取得装置は車両に搭載された車載器と通信を行うアンテナ、前記認識装置は前記アンテナを介して前記車載器との間で課金処理を行う課金通信処理装置であって、
   前記車両検知装置は、前記車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数に基づいて車両を検知するとともに、前記アンテナに車載器との通信開始を指示し、
   前記課金通信処理装置は、前記アンテナが前記車載器から受信した情報に基づいて、車載器に記録された車両情報を認識する、
   請求項３に記載の車両情報認識システム。
10. 高さ方向に複数並べて配置され、光線を投光する投光部と、
    複数の前記投光部の各々と対応して配置され、前記光線を受光可能な複数の受光部と、
    複数の前記受光部における受光の有無に基づいて車体の通行状態を判定する判定部と、
    を備え、
    前記判定部は、車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域に設置された複数の受光部が検知した遮光光軸数に基づいて車両の通行を検知する、
    車両検知装置。
11. 車両検知装置が車両の走行時のバンパー部分に相当する所定領域の通行を検知してから車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知するまでの間に前記車両検知装置の下流に設けられたカメラが撮影した画像を取得し、前記車両検知装置が車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知すると、取得した画像のうち、少なくとも一つに基づいて、その画像に含まれるナンバープレート情報を認識する、
    ナンバープレート認識装置。
12. 車両検知装置が車両の運転席における走行時の車体部分に相当する所定領域の通行を検知したことに基づいて開始されたアンテナと前記車両に搭載された車載器との通信において、前記アンテナが受信した信号に基づいて、車載器に記録された車両情報を認識する、
    課金通信処理装置。
13. 車両の通行を検知する車両検知装置と、前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、を備える車両情報認識システムにおいて、
    前記車両検知装置は、車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両の検知を行い、
    前記車両検知装置が前記車両の通行を検知した場合に、前記認識装置が、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する、
    車両情報認識方法。
14. 車両の通行を検知する車両検知装置と、前記車両に関する情報である車両情報を含む情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両情報取得装置が取得した情報に基づいて、前記車両情報を認識する認識装置と、を備える車両情報認識システムにおけるコンピュータを、
    車両のバンパーよりも高い位置を含む所定領域における物体の通行に基づいて、車両の検知を行う手段、
    前記車両の通行を検知した場合に、前記認識装置が、前記車両と前記車両情報取得装置とが所定の位置関係にあるときに前記車両情報取得装置が取得した情報を用いて、当該車両に関する車両情報を認識する手段、
    として機能させるためのプログラム。

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