JP2018159717A - 校正装置および校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重計の校正にかける手間とコストとを、従来よりも低減することができる校正装置および校正方法を提供する。
【解決手段】校正装置３００は、車両の荷重を計測する荷重計２００を校正する校正装置であって、記憶部２７０と、検出部２６０と、校正部２５０とを備える。記憶部２７０は、走行路を走行する車両の荷重の第１ヒストグラムを記録する。検出部２６０は、車両の荷重によって走行路に生じる変位に対応した変位量を検出する。校正部２５０は、検出部２６０が検出した変位量を集計して、変位量の第２ヒストグラムを生成し、第１ヒストグラムの形状と第２ヒストグラムの形状とに基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新する。
【選択図】図２

Description

本開示は、車両等の荷重を計測する荷重計を校正する校正装置に関する。

従来、車両等の軸重を計測する荷重計を補正する方法が知られている。

例えば、特許文献１は、荷重計を補正するための荷重計補正方法を開示している。この方法によれば、軸重が既知の車両が走行路を通行した時に、走行路に埋設された荷重センサの出力を用いて荷重計を補正することができる。

特開２０１０−２６１８２５号公報

上記従来の荷重計補正方法では、走行路に軸重が既知の車両を通過させ、車両が通過する時の荷重センサの出力を得る必要がある。このため、専用の車両の準備や通過の確認などに、一定程度のコストと手間とがかかってしまう。

そこで、本開示は、荷重計の校正にかける手間とコストとを、従来よりも低減することができる校正装置および校正方法を提供する。

本開示の一態様に係る校正装置は、車両の荷重を計測する荷重計を校正する校正装置であって、記憶部と、検出部と、校正部とを備える。記憶部は、走行路を走行する車両の荷重の第１ヒストグラムを記録する。検出部は、車両の荷重によって走行路に生じる変位に対応した変位量を検出する。校正部は、検出部が検出した変位量を集計して、変位量の第２ヒストグラムを生成し、第１ヒストグラムの形状と第２ヒストグラムの形状とに基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新する。

本開示の別の態様に係る校正方法は、車両の荷重を計測する荷重計を校正する校正方法であって、検出ステップと、校正ステップとを含む。検出ステップは、車両の荷重によって走行路に生じる変位に対応した変位量を検出するステップである。校正ステップは、検出部が検出した変位量を集計して、変位量のヒストグラムを生成し、変位量のヒストグラムの形状と記憶部に記憶された走行路を走行する車両の荷重のヒストグラムの形状とに基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新するステップである。

本開示に係る校正装置および校正方法によれば、荷重計の校正にかける手間とコストとを、従来よりも低減することができる。

図１は、実施の形態１に係る軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。 図２は、実施の形態１に係る荷重計の構成を示すブロック図である。 図３は、変位係数のデータ構成図である。 図４Ａは、第１計測処理の動作を説明するフローチャートである。 図４Ｂは、校正処理の動作を説明するフローチャートである。 図５は、撮像画像Ａの一例を説明する図である。 図６は、撮像画像の一例を説明する図である。 図７は、撮像画像Ｂの一例を説明する図である。 図８Ａは、校正部によって生成されたヒストグラムの一例を示す図である。 図８Ｂは、校正部によって生成されたヒストグラムの一例を示す図である。 図８Ｃは、あらかじめ取得された軸重値のヒストグラムの一例を示す図である。 図８Ｄは、変形例に係る校正部によって生成されたヒストグラムの一例を示す図である。 図９は、実施の形態２に係る軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。 図１０は、実施の形態２に係る荷重計の構成を示すブロック図である。

実施の形態の一態様に係る校正装置は、車両の荷重を計測する荷重計を校正する校正装置であって、検出部と、校正部とを備える。検出部は、車両の荷重によって走行路に生じる変位に対応した変位量を検出する。校正部は、検出部が検出した変位量を集計して、変位量のヒストグラムを生成し、ヒストグラムの形状に基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新する。

これにより、この校正装置は、一般車両の荷重の計測のみから、荷重計が荷重を計測する際に使用する変位係数を校正することができる。

このため、荷重計の校正を低コストかつ頻繁に行うことが可能になる。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されても良く、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されても良い。

以下、本開示の一態様に係る校正装置の具体例について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

（実施の形態１）
ここでは、本開示の一態様として、一般車両の走行路に設置された荷重計測システムについて説明する。

ここで、校正装置は、荷重計測システムを構成する荷重計に組み込まれて動作する場合を想定している。以下、図面を参照しながら本開示に係る荷重計および校正装置について説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１に係る荷重計２００が車両１０２の軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係る荷重計測システム１は、撮像装置１０１と荷重計２００とを含む。

ここでは、例えば、荷重計２００は、車両１０２が走行する走行路１０３を撮像する撮像装置１０１に接続される。そして、荷重計２００には、撮像装置１０１によって走行路１０３が撮像された複数の撮像画像が入力される。荷重計２００は、入力された撮像画像を用いて、車両１０２の軸重を算出する際に使用する変位係数を校正する。車両１０２は例えばトラックであり、走行路１０３は例えばアスファルト製の道路である。

図２は、荷重計２００の構成を示すブロック図である。図２に示される通り、荷重計２００は、入力部２１０と、軸重算出部２４０と、校正装置３００とを含む。校正装置３００は、軸特定部２２０と、速度算出部２３０と、校正部２５０と、検出部２６０と、記憶部２７０と、報知部２８０とを含む。さらに、検出部２６０は、軸重位置特定部２６１と、変位量検出部２６２とを含む。校正装置３００は、車両の軸重を計測する荷重計２００を校正する校正装置である。

荷重計２００は、例えば、マイクロプロセッサ（図示せず）とメモリ（図示せず）とを備えるコンピュータ（図示せず）において、メモリに記憶されたプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される。

入力部２１０は、撮像装置１０１によって走行路が撮像された複数の撮像画像の入力を受け付ける。ここでは、入力部２１０は、例えば、撮像画像として、４０９６×２１６０ピクセルのデジタル画像の入力を受け付ける。入力部２１０は、受付けた撮像画像を、軸特定部２２０、速度算出部２３０、軸重位置特定部２６１、および変位量検出部２６２に出力する。

撮像画像の入力は、無線又は有線による通信、もしくは、記録媒体を介して行われる。

検出部２６０は、所定の地点において、車両が通過することによって走行路の路面に生じる変位に対応した変位量を検出する。

軸重位置特定部２６１は、入力部２１０によって受け付けられた撮像画像に車両が含まれる場合に、その撮像画像における、その車両の軸重位置を特定する。より具体的には、軸重位置特定部２６１は、撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像に車両が含まれるか否かを判定する。そして、車両が撮像画像に含まれる場合には、軸重位置特定部２６１は、さらなる画像認識処理により、その車両のタイヤを認識する。そして、軸重位置特定部２６１は、そのタイヤの最下点に対応する走行路上の領域を軸重位置として特定する。軸重位置特定部２６１は、特定した軸重位置を、校正部２５０および変位量検出部２６２に出力する。

変位量検出部２６２は、入力部２１０によって受け付けられた撮像画像を用いて、軸重が加えられたことによって走行路に生じる変位に対応した、その撮像画像における変位量を検出する。変位量検出部２６２は、特に、軸重位置特定部２６１から軸重位置が入力された場合に、その特定された軸重位置における変位に対応した変位量の検出を行う。変位量検出部２６２は、入力部２１０によって受け付けられた複数の撮像画像のうち、走行路に変位が生じていない撮像画像と、走行路に変位が生じている撮像画像とを比較することで、その変位に対応した変位量を検出する。変位量検出部２６２は、ブロックマッチング、相関法、またはオプティカルフローを用いることで、撮像画像間の変位量を検出できる。変位量検出部２６２は、例えば、撮像画像間における、走行路上の同一地点に対応する画素位置の差を示す画素数を変位量として算出する。また、走行路に変位が生じていない撮像画像は、車両が存在しない状態で走行路があらかじめ撮像された撮像画像であっても良いし、時間的に連続して走行路が撮像された複数の撮像画像において画像変化量が一定以下である撮像画像であっても良いし、画像認識処理により車両が存在しないと判定された撮像画像であっても良い。

軸特定部２２０は、入力部２１０によって受け付けられた撮像画像に車両が含まれる場合に、その撮像画像における、その車両の車軸が前（又は後）から何番目の軸かを特定する。より具体的には、軸特定部２２０は、撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像に車両が含まれるか否かを判定する。そして、車両が撮像画像に含まれる場合には、軸特定部２２０は、さらなる画像認識処理により、その車両の車軸を認識する。そして、軸特定部２２０は、車両ごとに前方からの軸番号を特定する。軸特定部２２０は、特定した軸番号を校正部２５０に出力する。ここで、図１に示すように、軸特定部２２０は、例えば、車両１０２の最前方の車軸を第１軸１０として特定する。また、軸特定部２２０は、例えば、次の車軸を第２軸２０として特定する。

速度算出部２３０は、入力部２１０によって受け付けられた撮像画像に車両が含まれる場合に、その車両の速度を算出する。より具体的には、速度算出部２３０は、撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像に車両が含まれるか否かを判定する。そして、速度算出部２３０は、異なるフレーム間（例えば隣接フレーム間）の同一車両の位置の違いに基づいて、その車両の速度を算出する。速度算出部２３０は、撮像装置１０１と走行路の位置関係を予め計測することで、撮影画像内での移動量と実際の移動量とのスケール換算を幾何学的に行うことができる。速度算出部２３０は、算出した速度を校正部２５０に出力する。

校正部２５０は、検出部２６０が検出した変位量を集計して、変位量のヒストグラムを生成する。そして、校正部２５０は、変位量のヒストグラムの形状に基づいて、変位係数を更新する。

校正部２５０は、異なる車両がそれぞれ撮像された複数の撮像画像を対象として、検出部２６０によって検出された変位量を集計する。特に、軸重位置特定部２６１によって軸重位置が特定された場合には、校正部２５０は、その特定された軸重位置と変位量とを対応付けて集計する。同様に、校正部２５０は、軸特定部２２０が特定した軸番号および速度算出部２３０が算出した速度の違いごとにも変位量を分けて集計する。例えば、校正部２５０は、第１軸および第２軸ごとに変位量を分けて集計する。また、校正部２５０は、例えば、低速（例えば、０〜３０ｋｍ／ｈ）、中速（例えば、３０〜６０ｋｍ／ｈ）、高速（例えば、６０ｋｍ／ｈ以上）などに分けて変位量を集計する。校正部２５０は、全ての条件を組み合わせて変位量を集計してもよいし、一部の条件のみを組み合わせて変位量を集計してもよい。また、校正部２５０は、第１軸（車両の最前方の車軸）のような条件および時速３０ｋｍ／ｈ以上のような条件のみを組み合わせて変位量を集計してもよい。校正部２５０が条件を分ける（又は限定する）ことで、後述する変位量のヒストグラムの特徴が得やすくなる。

記憶部２７０は、軸重と変位量との関係を示す第１情報を記憶する。より具体的には、第１情報とは、走行路に軸重が加えられたことに起因して走行路に変位が生じる場合における、軸重と変位量との関係を示す関係式、及び、この関係式で用いられる変位係数である。記憶部２７０は、荷重計２００が備えるメモリ（図示せず）によって実現されても良いし、通信可能な外部装置のデータベースによって実現されても良い。

軸重ｗ（ｋｇ）は、変位量ｄ（画素数）の関数である。すなわち、軸重ｗは、関数ｆを用いて、ｗ＝ｆ（ｄ）の式で表現される。ここでは、関数ｆを一次式で近似して取り扱う。このため、記憶部２７０は、一次式（ｗ＝αｄ）を関係式として記憶する。また、記憶部２７０は、係数αを変位係数として記憶する。

この変位係数αは、軸重位置特定部２６１によって、軸重位置として特定され得る複数の位置それぞれに対応付けられた変位係数値を有する。このことにより、走行路上の領域毎に、撮像装置１０１からの距離が互いに異なること、アスファルト等の組成が互いに異なること、路面温度が互いに異なること、路面の劣化状態が互いに異なること等を、変位係数αに反映することができる。ここでは、変位係数αは、撮像画像における、例えば、横方向（ｘ方向）１０ピクセル、縦方向（ｙ方向）１０ピクセルからなる領域（以下、「局所領域」と表記）毎に、その局所領域に対応する変位係数値を有している。

図３は、記憶部２７０によって記憶される変位係数αの一例を示す図である。

記憶部２７０は、初期状態において、予め定められた関係式と、予め定められた変位係数とを記憶する。変位係数は、校正部２５０によって新たに変位係数が算出された場合には、新たに算出された変位係数によって更新される。

軸重算出部２４０は、検出部２６０によって検出された変位量と、記憶部２７０によって記憶される第１情報とに基づいて、走行路上に存在する車両の軸重を算出する。特に、軸重位置特定部２６１によって軸重位置が特定された場合には、軸重算出部２４０は、特定された軸重位置における変位量に基づいて、軸重の算出を行う。より具体的には、軸重算出部２４０は、変位量検出部２６２によって検出された変位量ｄに、軸重位置特定部２６１によって特定される軸重位置を含む領域に対応する変位係数値を掛け合わせることで、軸重ｗを算出する。また、記憶部２７０は、軸特定部２２０が特定した軸番号および速度算出部２３０が算出した速度に応じた変位係数を記憶してもよい。そして、軸重算出部２４０は、車両の軸番号と速度に応じた変位係数を用いて軸重を算出してもよい。

また、記憶部２７０は、軸重に係る第２情報を記憶する。第２情報は、走行路１０３において通行頻度が最も多いと期待される車両の第１軸の軸重の値である。

校正部２５０は、検出部２６０によって検出された変位量と第２情報とに基づいて、軸重と変位量との関係を特定する変位係数を算出する。そして、校正部２５０は、算出した変位係数を用いて、記憶部２７０に記憶される変位係数を更新する。変位係数を算出する方法の詳細については、後述する校正処理において説明する。

報知部２８０は、校正部２５０が新たに算出した変位係数と第１情報との差が予め定めた基準値以上となる場合、システム外部にその旨を報知する。例えば、報知部２８０が有線または無線により外部ユーザに報知した後に、校正部２５０は、ユーザの判断に基づいて変位係数の更新を行ってもよい。

上記構成の荷重計２００（特に校正部２５０）が行う動作について、以下、図面を参照しながら説明する。

［１−２．動作］
荷重計２００は、その特徴的な動作として、第１計測処理と校正処理とを行う。

［１−２−１．第１計測処理］
第１計測処理は、荷重計２００に、車両が含まれる撮像画像が入力された場合において、その車両の軸重を算出する処理である。

図４Ａは、第１計測処理の動作を説明するフローチャートである。この第１計測処理は、入力部２１０に、車両が含まれる撮像画像（以下、「撮像画像Ａ」と表記）が入力されることで開始される。

第１計測処理が開始されると、入力部２１０は、撮像装置１０１から入力された撮像画像Ａを取得する（ステップＳ１０）。

図５は、取得された撮像画像Ａの一例を示す図である。図５に示すように、撮像画像Ａには、走行路１０３上を走行する車両１０２が含まれる。そして、この車両１０２は、車両１０２のタイヤの最下点４１０において走行路１０３に接触している。また、図５において、領域４２０は軸重位置であると特定されない点を含む領域である。

図４Ａにおいて、軸重位置特定部２６１は、撮像画像Ａを取得すると、画像認識処理を行って、車両１０２のタイヤの最下点４１０を特定する。そして、軸重位置特定部２６１は、特定した最下点４１０に対応する走行路１０３上の領域を軸重位置として特定する（ステップＳ２０）。

ここで、軸重位置特定部２６１が特定する領域は、必ずしも１点（１画素）のみからなる領域でなくてもよい。軸重位置特定部２６１が特定する領域は、隣接する複数画素からなる局所画像領域であっても良い。なお、軸重位置特定部２６１は、軸重検出の対象とする軸重検出範囲を、走行路１０３の領域に限定しても良い。また、軸重位置特定部２６１は、図６の領域５１０のように、軸重検出の対象とする軸重検出範囲を、走行路１０３の一部に限定しても良い。軸重位置特定部２６１は、ユーザの指定により検出範囲を限定しても良いし、ユーザの指定および走行路１０３の色やテクスチャの画像認識結果により検出範囲を限定しても良い。軸重検出範囲を限定することで、画像処理量を抑制する効果がある。このため、軸重位置を特定するための画像処理量を抑制することができる。なお、軸重位置特定部２６１は、撮像画像において複数のタイヤが走行路１０３に接触している場合には、接触位置のそれぞれを軸重位置として特定する。

軸重位置が特定されると、変位量検出部２６２は、特定された軸重位置において走行路１０３に生じた変位に対応した変位量を検出する（ステップＳ３０）。変位量検出部２６２は、撮像画像Ａと、入力部２１０によって取得された撮像画像のうちの、変位が生じていない撮像画像（以下、「撮像画像Ｂ」と表記）とを用いて、変位量を検出する。軸重位置が特定されるまでに、入力部２１０によって撮像画像Ｂが取得されていない場合は、変位量検出部２６２は、入力部２１０によって撮像画像Ｂが取得されるまで待ってから、この変位量の検出を行う。

図７は、取得された撮像画像Ｂの一例である。撮像画像Ａ（図５参照）および撮像画像Ｂには、同じ視点から走行路１０３が撮像されている。撮像画像Ｂにおける走行路１０３上の領域６１０は、撮像画像Ａにおけるタイヤの最下点４１０に対応する走行路１０３上の領域と同一領域である。また、撮像画像Ｂにおける走行路１０３上の領域６２０は、撮像画像Ａにおける走行路１０３上の領域４２０と同一領域である。

変位量検出部２６２は、撮像画像Ａにおける最下点４１０に対応する走行路１０３上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域６１０との間で生じる変位量を検出する。ここで、一般的な車両の軸重に起因する走行路１０３の変位量は微小であるため、走行路１０３を走行する車両の震動等による撮像装置１０１の揺れの影響を抑えることが望ましい。一例として、変位量検出部２６２は、撮像画像Ａと撮像画像Ｂとの双方において、軸重位置であると特定されない同一地点（例えば、撮像画像Ａにおける領域４２０および撮像画像Ｂにおける領域６２０）を選出する。そして、変位量検出部２６２は、選出された領域間の変位量（以下、「非軸重位置変位量」と表記）を算出する。そして、変位量検出部２６２は、撮像画像Ａにおけるタイヤの最下点４１０に対応する走行路１０３上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域６１０との間で生じる変位量から、この非軸重位置変位量を差し引くことにより、変位量を補正する。これにより、撮像装置１０１の揺れの影響を抑えることが可能となる。他にも、光学的ブレ補正（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）技術を利用する方法、センサシフト方式等の機械的機構を利用する方法等によっても撮像装置１０１の揺れの影響を抑えることが可能となる。

図４Ａにおいて、変位量が検出されると、軸重算出部２４０は、軸重位置特定部２６１によって特定された軸重位置に対応する変位係数値を特定する（ステップＳ４０）。すなわち、軸重算出部２４０は、記憶部２７０に記憶される変位係数α（図３参照）を参照して、軸重位置特定部２６１によって特定された軸重位置に対応する変位係数値を特定する。

変位係数値が特定されると、軸重算出部２４０は、特定された変位係数値に、変位量検出部２６２によって検出された変位量を掛け合わせることで、軸重を算出する（ステップＳ５０）。

軸重が算出されると、軸重算出部２４０は、算出された軸重の数値を外部に出力する（ステップＳ６０）。ここで、軸重算出部２４０は、算出された軸重の数値を外部に出力する代わりに、算出された軸重の数値が予め定められた基準値よりも大きい場合に、報知部２８０を介して、その旨をユーザに報知しても良い。この際、この基準値は、絶対的な基準値でも良いし、相対的な基準値でも良い。さらには、この基準値が後述するヒストグラムの代表値の例えば３０倍以上である場合に、軸重算出部２４０は、対応する撮像画像を保存した上で、その旨をユーザに報知するとしても良い。これにより、対応する撮像画像に含まれる車両が過積載である可能性が比較的高いことを、ユーザに報知することができる。

ステップＳ６０の処理が終了すると、荷重計２００は、第１計測処理を終了する。

［１−２−２．校正処理］
校正処理は、校正部２５０が記憶部２７０に記憶される変位係数を更新する処理である。

図４Ｂは、校正処理のフローチャートである。この校正処理は、荷重計２００が起動されることで開始される。

校正処理が開始されると、校正部２５０は、軸重位置特定部２６１によって軸重位置が特定された場合において、変位量検出部２６２によって変位量が検出される毎に、変位量を入力する（ステップＳ１１０）。同様に、校正部２５０は、軸特定部２２０から軸番号を入力し（ステップＳ１２０）、速度算出部２３０から速度を入力する（ステップＳ１３０）。校正部２５０は、特定された軸重位置、軸番号、および速度の条件ごとに、検出された変位量を対応付けて集計する（ステップＳ１４０）。ここで、校正部２５０は、すべての条件の組み合わせに対して変位量のヒストグラムを生成しなくてもよく、特定の軸番号と特定の速度との組み合わせといったような限定した条件のみに対して変位量のヒストグラムを作成してもよい。なお、ステップＳ１１０〜ステップＳ１３０の順番はこの順番でなくてもよい。

ここでは、校正部２５０は、変位係数値に対応付けられた局所領域毎に、検出された変位量を集計する。

荷重計２００は、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理において、所定条件が満たされるまで処理を繰り返す。ここで、所定条件には、例えば、所定日時になった場合、変位量が所定数集計された場合、荷重計２００に対してユーザによる所定の操作がなされた場合等が該当する。

ステップＳ１５０の処理において、所定条件が満たされた場合に（ステップＳ１５０のＹｅｓ）、校正部２５０は、集計された集計結果に基づいて、局所領域毎に、過去の一定期間内に集計された変位量のヒストグラムを生成する（ステップＳ１６０）。

図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、校正部２５０によって生成された、局所領域毎のヒストグラムの一例を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、縦軸は頻度、横軸は変位量を示す。図８Ａおよび図８Ｂに示すヒストグラムは、互いに集計期間が異なる、同一の局所領域、同一軸番号、および同一速度分類のヒストグラムの例である。これらのヒストグラムの形状が異なっている理由として、例えば、これらの集計期間において、路面温度が互いに異なること、路面の劣化状態が互いに異なること等が挙げられる。

局所領域毎のヒストグラムが生成されると、校正部２５０は、ヒストグラムの特徴を抽出する（ステップＳ１７０）。そして、校正部２５０は、ヒストグラムの特徴と記憶部２７０に記憶される第２情報とに基づいて、対応する局所領域の変位係数を算出する。そして、校正部２５０は、記憶部２７０に記憶される変位係数を、算出した変位係数に更新する（ステップＳ１８０）。ここで、ヒストグラムの特徴とは、ヒストグラムの平均値、最頻値、最大値、最小値、下位一定割合の平均値等といった、ヒストグラムの形状から得られる変位量の代表値のことを言う。ここでは、ヒストグラムの特徴として、ヒストグラムの最頻値を用いる場合を例として説明する。

記憶部２７０は、走行路１０３において通行頻度が最も多いと期待される車両の第１軸の軸重値を、第２情報として記憶している。

校正部２５０は、第２情報を、ヒストグラムの形状から得られる変位量の代表値である最頻値で除算することで変位係数を算出する。

例えば、校正部２５０は、図８Ａに示すヒストグラムおよび以下の式（１）に基づいて変位係数α１を算出する。

α１＝ｗ１／ｄ１ ・・・ （１）
ここで、第２情報をｗ１とし、図８Ａで示されるヒストグラムの最頻値をｄ１としている。

また、例えば、校正部２５０は、図８Ｂに示すヒストグラムおよび以下の式（２）に基づいて変位係数α２を算出する。

α２＝ｗ１／ｄ２ ・・・ （２）
ここで、第２情報をｗ１とし、図８Ｂで示されるヒストグラムの最頻値をｄ２としている。

なお、通行車両数が少ない（例えば、一定数以下）ために、ヒストグラムの精度が低くなる場合等、想定するヒストグラムの特徴が適切に得られない場合には、校正部２５０は、最頻値に代えて、代替値を用いて変位係数を算出しても良い。校正部２５０は、代替値として、例えば、過去の時間帯の変位係数を用いたり、ヒストグラム更新前に利用していた変位係数を継続して用いたりしても良い。

また、変位量のヒストグラムは、複数の頻度のピーク値を有する場合がある。この場合、校正部２５０は、一定の変位量の範囲における平均値、最頻値、最大値、または最小値を用いてもよい。これにより、安定したヒストグラムの特徴が得られる。

なお、変位係数αが車両の速度に依存する場合、速度算出部２３０は、時系列的に連続して走行路１０３が撮像された撮像画像における車両の移動量から、その車両の速度ｖを算出する。そして、校正部２５０は、速度ｖ毎に、変位係数α（ｖ）を算出しても良い。また、校正部２５０は、一定範囲の速度の場合（例えば、車両速度ｖ＜２０ｋｍ／ｈの場合等）に限って、ヒストグラムの更新や、変位係数の算出を行うとしても良い。

図４Ｂにおいて、変位係数が算出されると、校正部２５０は、算出された変位係数を用いて、記憶部２７０に記憶される変位係数を上書きすることで、その変位係数を更新する（ステップＳ１８０）。

ステップＳ１８０の処理が終了すると、荷重計２００は、再びステップＳ１１０の処理に進んで、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。

なお、校正部２５０は、変位係数の更新を自動的に行わずに、変位係数の校正が必要になった旨を外部に報知してもよい。例えば、ステップＳ１８０の前に、校正部２５０は、報知部２８０を用いて有線または無線を通じてシステム外部の管理者に、変位係数の校正が必要になった旨を通知する。そして、管理者がその旨を確認した後、校正部２５０は、変位係数を更新してもよい。また、荷重計測システム１は、通知のみ行うことで、従来通りの校正を実施するためのタイミングを報知するシステムとして機能してもよい。

［１−３．効果等］
上述した通り、実施の形態１に係る校正装置３００は、外部の撮像装置１０１によって撮像された撮像画像から、走行路１０３を走行する車両１０２の軸重による変位量を検出する。校正部２５０は、複数の車両の通過に渡る変位量を集計することで、変位量のヒストグラムを生成する。校正部２５０は、このヒストグラムの特徴と記憶部２７０に記録した軸重に関する第２情報とを用いて、記憶部２７０が記憶する変位係数を更新することができる。

このため、荷重計２００を校正する際に、軸重が既知の車両を用意して校正作業を行う必要がない。従って、校正部２５０は、荷重計測システム１の校正を自動的に実現することができる。

また、校正部２５０は、軸番号に対して選択的にヒストグラムを生成することで、ヒストグラムの形状特徴が得やすい車軸を選択することができる。そのため、校正精度が向上する。また、校正部２５０は、車両の速度に対して選択的にヒストグラムを生成することで、ヒストグラムの形状特徴が得やすい速度を選択することができる。そのため、校正精度が向上する。

また、校正部２５０は、車軸の軸番号として、第１軸（車両の最前方の車軸）に対応したヒストグラムの形状のみに基づいて変位係数を算出してもよい。例えば、車両の荷台に載せられた荷物等の影響によって、第１軸以外の車軸の軸重を精度良く算出することは難しい。一方で、第１軸の軸重は、車両のエンジンの荷重がかかり、かつ、車両の荷台の荷物の重さに影響されにくい。そのため、第１軸の軸重は、他の車軸に比べて、精度良く算出されやすい。そのため、校正部２５０は、第１軸に対応したヒストグラムの形状のみに基づいて変位係数を算出することによって、精度良く変位係数を算出することができる。

また、映像を用いて変位を計測する場合、校正装置３００は、走行路１０３の位置ごとに変位係数を校正することが望ましい。これにより、自動校正によって多点の校正が容易に実現することができる。そのため、計測システムの維持および管理におけるコストと手間を削減することができる。

また、校正を自動的に行わない場合でも、校正装置３００は、校正すべきタイミングを自動的に検出できる。そのため、更新作業を必要十分な頻度で行うことができる。

なお、本実施例において、車両の軸重を算出するための変位係数を補正するとしたが、車両の荷重を算出する変位係数を補正するとしても良い。荷重計が、車両の荷重と車両の軸重の関係を予め記録しておく。荷重計は、車両の軸重を計測することで、車両の荷重を算出することができる。この荷重計は、荷重計２００と同様に変位量のヒストグラムを生成し、ヒストグラムの形状に基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新する。

なお、本実施例において、荷重計は車両の軸重を計測するとしたが、車両全体が乗っている領域で車両全体の荷重を計測するとしても良い。この場合、検出部は、複数の車軸の位置での変位量を検出し、変位量の平均値を算出する。この荷重計は、荷重計２００と同様に変位量の平均値のヒストグラムを生成し、ヒストグラムの形状に基づいて車両の荷重を算出するための変位係数を更新する。

また、記憶部２７０は、走行路を走行する車両の荷重や軸重のヒストグラムを記録してもよい。そして、校正部２５０は、変位量のヒストグラムの形状と車両の荷重や軸重のヒストグラムの形状とに基づいて変位係数を更新してもよい。

［１−４．変形例］
図８Ｃおよび図８Ｄを用いて、変形例に係る荷重計について説明する。なお、変形例に係る荷重計は、上記の荷重計２００と同様の構成を有する。

図８Ｃは、あらかじめ取得された荷重値のヒストグラムの一例を示す図である。より詳細には、図８Ｃのヒストグラムは、校正済みの荷重センサまたは荷重計を用いて生成する。本変形例において、記憶部２７０は、このヒストグラムを示す情報を記憶している。

図８Ｃのヒストグラムにおいて、出力値の最頻値は、頻度ｓ３である。図８Ｃのヒストグラムは、頻度ｓ３以外に、３つのピーク値（頻度ｓ４、頻度ｓ５、および頻度ｓ６）を有する。

図８Ｄは、校正部２５０によって生成された変位量のヒストグラムの一例を示す図である。図８Ｄのヒストグラムは、上記の荷重センサが設置されている走行路と近接した位置の走行路が撮像された撮像画像から生成されている。すなわち、図８Ｃのヒストグラムは、図８Ｄのヒストグラムと対応している。

図８Ｄのヒストグラムにおいて、変位量の最頻値は、頻度ｄ３である。図８Ｄのヒストグラムは、頻度ｄ３以外に、３つのピーク値（頻度ｄ４、頻度ｄ５、および頻度ｄ６）を有する。ここで、図８Ｃおよび図８Ｄに示すように、頻度ｓ３は、頻度ｄ３に対応していると考えられる。同様に、頻度ｓ４、頻度ｓ５、および頻度ｓ６は、それぞれ、頻度ｄ４、頻度ｄ５、および頻度ｄ６に対応していると考えられる。

本変形例の校正装置３００の校正部２５０は、図８Ｃのヒストグラムおよび図８Ｄのヒストグラムの形状に基づいて、変位係数を更新する。具体的には、校正部２５０は、図８Ｃの頻度ｓ３〜ｓ６の軸重値が図８Ｄの頻度ｄ３〜ｄ６の変位量に対応する軸重値に略一致するように、変位係数を算出する。これにより、校正部２５０は、多数の車両の車軸を測定することにより生成された信頼度の高い既存のヒストグラムを用いて、変位係数を更新することができる。また、校正部２５０は、複数のヒストグラムの特徴（すなわち、複数のヒストグラムのピーク値）を用いることにより、変位係数をより精度良く算出することができる。

なお、校正部２５０は、変位係数を算出する際に、最頻値である頻度ｓ３および頻度ｄ３を用いなくてもよい。本変形例において、ヒストグラムの最頻値に対応する車両は、軸重が軽い車両である。軽い軸重を計測する際には、軸重の計測に誤差が生じやすい。そのため、最頻値である頻度ｓ３および頻度ｄ３は、誤差を多く含みやすい。そのため、頻度ｓ３および頻度ｄ３を用いないことで、校正部２５０は、精度良く変位係数を算出することができる。以上のように、校正部２５０は、図８Ｄのヒストグラムの形状のうち、最頻値（頻度ｄ３）を含まない区間に対応したヒストグラムの形状のみに基づいて変位係数を更新してもよい。

また、本変形例において、校正部２５０は、ヒストグラムのピーク値を用いて変位係数を算出したが、他のヒストグラムの形状の特徴を用いて変位係数を算出してもよい。例えば、校正部２５０は、ヒストグラムの谷となる位置を、ヒストグラムの形状の特徴として用いてもよい。

（実施の形態２）
ここでは、本開示の一態様として、実施の形態１における荷重計２００から、その構成の一部が変更された実施の形態２における荷重計について説明する。

図９は、本開示の実施の形態２に係る軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、実施の形態２に係る荷重計測システム２は、２つの荷重センサ１００と、荷重計２０１とを含む。

実施の形態１における荷重計２００は、撮像装置１０１から撮像画像を取得し、この画像から路面変位、軸番号および速度が算出していた。これに対して、実施の形態２における荷重計２０１では、図９および図１０に示すように、入力部２１１が、走行路１０３に設置された荷重センサ（歪ゲージ、圧電素子など）１００の出力値を取得する。荷重計２０１は、荷重センサ１００の出力値から、変位量を検出する。ここで、荷重センサ１００は図９に示すように隣接して２つ以上設置されており、その位置関係は既知とする。

以下、この荷重計２０１の詳細について、実施の形態１における荷重計２００との相違点を中心に、図面を参照しながら説明する。

［２−１．構成］
図１０は、実施の形態２における荷重計２０１の構成を示すブロック図である。

図１０に示される通り、荷重計２０１は、入力部２１１と、軸重算出部２４１と、校正装置３０１とを含む。校正装置３０１は、軸特定部２２１と、速度算出部２３１と、校正部２５１と、検出部２６３と、記憶部２７０と、報知部２８０とを含む。

図１０に示される通り、荷重計２０１は、入力部２１１が荷重センサ１００の出力値を取得する点で、実施の形態１における荷重計２００（図２参照）と異なる。

軸特定部２２１は、車両の通過に伴う入力部２１１が取得する荷重センサ１００の出力値の変化の回数から軸数をカウントする。軸特定部２２１は、荷重センサ１００の出力から一定の時間が空けば、車両が通過したと判断する。速度算出部２３１も同様に、車両の通過に伴う入力部２１１が取得する荷重センサ１００の出力値の変化を計測する。そして、速度算出部２３１は、複数の荷重センサ１００間の通過時間と既知の荷重センサ１００の設置距離を用いて車両の速度を算出する。校正部２５１および記憶部２７０はそれぞれ、実施の形態１の変位量に代えて、入力部２１１が取得した荷重センサ１００の出力値を用いる。軸重算出部２４１も同様に、実施の形態１の変位量に代えて、入力部２１１が取得した荷重センサ１００の出力値を用いて、軸重を算出する。検出部２６３は、荷重センサ１００の出力値から変位量を算出する。

［２−２．動作］
荷重計２０１は、その特徴的な動作として、実施の形態１における第１計測処理からその一部の処理が変更された第２計測処理を行う。

具体的には、第２計測処理は、実施の形態１における図４ＡのフローチャートのステップＳ１０〜ステップＳ３０の手続きが省略されている点で、第１計測処理と異なる。また、第２計測処理は、検出部２６３が荷重センサ１００の出力値の変化量をもって変位量とする点で第１計測処理と異なる。また、軸特定部２２１は、ステップＳ１２０において、荷重センサ１００の出力値の変化回数から、軸番号を特定する。また、速度算出部２３１は、ステップＳ１３０において、複数の荷重センサ１００の出力値の変化の時間差と荷重センサ１００の設置距離から車両の速度を算出する。他の動作については、実施の形態１と同様である。

［２−３．効果等］
上述した通り、荷重計２０１は、荷重センサ１００によって得られた出力値を用いている。入力情報が実施の形態１とは異なるものの、校正部２５１は、実施の形態１と同様の動作を通じて、一般通行車両の通過に伴う荷重センサ１００の出力値を集計する。これにより、荷重計２０１の校正を自動的に行うことができる。そのため、計測システムの維持および管理におけるコストと手間を削減することができる。

また、校正を自動的に行わない場合でも、校正装置３０１は、校正すべきタイミングを自動的に判断できる。そのため、更新作業を必要十分な頻度で行うことができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１、２について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。

（１）本開示において、荷重計２００は、撮像装置１０１によって走行路１０３が撮像された撮像画像の入力を受け付ける入力部２１０を備える構成の例であるとして説明した。しかしながら、撮像画像を取得することができれば、荷重計２００は、必ずしも入力部２１０を備える構成である必要はない。例えば、荷重計２００は、入力部２１０を備える代わりに、撮像画像を生成する撮像部を備えてもよい。そして、軸重位置特定部２６１が利用する撮像画像は、その撮像部によって撮像された撮像画像であるとしても構わない。このような構成にすることで、外部の撮像装置が不要となる。

（２）本開示において、荷重計２００は、マイクロプロセッサとメモリとを備えるコンピュータにおいて、メモリに記憶されたプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される構成の例であるとして説明した。しかしながら、荷重計２００は、上記実現例と同等の機能を有していれば、必ずしも上記実現例通りに実現される構成の例に限定される必要はない。例えば、荷重計２００は、荷重計２００を構成する構成要素の一部又は全部が、専用回路によって実現される構成の例であっても構わない。

（３）本開示において、荷重計２００は、画像処理により車両のタイヤを認識し、そのタイヤの最下点に対応する走行路１０３上の領域を軸重位置として特定する構成の例であるとして説明した。しかしながら、軸重位置の特定方法は、必ずしも上記方法に限定される必要はない。例えば、荷重計２００は、変位量が局所的に最大となる位置を軸重位置として特定してもよい。

（４）本開示において、軸特定部２２０（車種認識部の一例）は撮像画像から車種を認識し、校正部２５０は特定の車種について選択的にヒストグラムを生成してもよい。車種を選択することで、ヒストグラムの形状特徴が得られやすくなる。そのため、校正の精度が向上する。

（５）本開示において、検出部２６０は、撮像画像からの変位量の信頼度を算出してもよい。また、校正部２５０は、信頼度が所定の値よりも高いときのみに、変位量を集計して、その変位量のヒストグラムを生成してもよい。信頼度として、相関法を用いる場合の相関係数や、相関関数の分布の先鋭度などを用いることができる。精度の高い変位検出結果を用いることで、校正の精度が向上する。

（６）本開示において、撮像画像は、モノクロ画像でもカラー画像でもマルチスペクトル画像であっても構わない。また、撮像する光は、可視光以外に、紫外光、近赤外光、または遠赤外光であっても構わない。

（７）本開示において、走行路１０３の路面としてアスファルト舗装の例を用いて説明した。しかし、走行路１０３の路面は、アスファルト舗装の他にコンクリート等の他の舗装素材からなる路面でもよい。また、走行路１０３の路面は、上記舗装面に板材やシート材、塗料などで一部被覆された路面でもよい。また、映像による変位をより正確かつ顕著に得るために、上記のような素材を用いて走行路１０３の路面を被覆し、その被覆された領域を変位検出の対象領域としてもよい。

（８）荷重計２００、２０１における各構成要素（機能ブロック）は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

（９）上記各種処理の全部又は一部は、電子回路等のハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、荷重計に含まれるプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムを、他のプロセッサを有する装置にインストールして、そのプログラムをそのプロセッサに実行させることで、その装置に、上記各処理を行わせることが可能となる。

（１０）上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示の範囲に含まれる。

本開示に係る校正装置は、軸重を計測する荷重計に広く利用可能である。

１，２ 荷重計測システム
１００ 荷重センサ
１０１ 撮像装置
１０２ 車両
１０３ 走行路
２００，２０１ 荷重計
２１０，２１１ 入力部
２２０，２２１ 軸特定部
２３０，２３１ 速度算出部
２４０，２４１ 軸重算出部
２５０，２５１ 校正部
２６０，２６３ 検出部
２６１ 軸重位置特定部
２６２ 変位量検出部
２７０ 記憶部
２８０ 報知部
３００，３０１ 校正装置

Claims (10)

1. 車両の荷重を計測する荷重計を校正する校正装置であって、
   走行路を走行する車両の荷重の第１ヒストグラムを記録する記憶部と、
   前記車両の荷重によって前記走行路に生じる変位に対応した変位量を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した前記変位量を集計して、前記変位量の第２ヒストグラムを生成し、前記第１ヒストグラムの形状と前記第２ヒストグラムの形状とに基づいて前記車両の荷重を算出するための変位係数を更新する校正部と、
   を備えた校正装置。
2. 前記車両の荷重は、前記車両の軸重である、請求項１に記載の校正装置。
3. 前記検出部は、前記走行路に設置された荷重センサの出力値から、前記変位量を検出する、請求項１又は２に記載の校正装置。
4. 前記車両の車軸の軸番号を特定する軸特定部を備え、
   前記校正部は、前記軸特定部が特定した前記軸番号毎に前記第２ヒストグラムを生成し、前記第２ヒストグラムの形状に基づいて前記変位係数を更新する、請求項２又は３に記載の校正装置。
5. 前記車両の速度を算出する速度算出部を備え、
   前記校正部は、前記速度算出部が算出した前記速度毎に前記第２ヒストグラムを生成し、前記第２ヒストグラムの形状に基づいて前記変位係数を更新する、請求項１〜４のいずれかに記載の校正装置。
6. 前記車両の種類を認識する車種認識部を備え、
   前記校正部は、前記車種認識部が認識した前記種類毎に前記第２ヒストグラムを生成し、前記第２ヒストグラムの形状に基づいて前記変位係数を更新する、請求項１〜５のいずれかに記載の校正装置。
7. 前記校正部は、前記第２ヒストグラムの形状のうち、前記第２ヒストグラムの最頻値を含まない区間に対応したヒストグラムの形状に基づいて前記変位係数を更新する、請求項１〜５のいずれかに記載の校正装置。
8. 前記校正部は、所定の条件を満たしたときのみに、前記変位係数を更新する、請求項１〜７のいずれかに記載の校正装置。
9. 報知部を備え、
   前記報知部は、前記校正部が更新する前の変位係数と、前記校正部が更新した前記変位係数との差が所定の基準値以上であるときに、報知を行う、請求項１〜８のいずれかに記載の校正装置。
10. 車両の荷重を計測する荷重計を校正する校正方法であって、
    前記車両の荷重によって走行路に生じる変位に対応した変位量を検出する検出ステップと、
    前記検出部が検出した前記変位量を集計して、前記変位量のヒストグラムを生成し、前記変位量のヒストグラムの形状と記憶部に記憶された前記走行路を走行する車両の荷重のヒストグラムの形状とに基づいて前記車両の荷重を算出するための変位係数を更新する校正ステップと、を含む校正方法。
    

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