JP2946620B2 - 速度計測機能付き車番自動読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、走行中の車両のプレートナンバーを自動識
別する、速度計測機能付き車番自動読取装置に関するも
のである。

＜従来の技術＞ 道路を走行中の車両を識別する重要性は、最近ますま
す重要になっている。

そこで、路上にテレビカメラを設置し、車両のナンバ
ープレートを光学的にとらえ、画像処理によって番号を
識別する車番自動読取装置が開発されている。

例えば、道路の所定位置に車両の存在を検出する位置
センサを設置し、その設置場所よりも離れた下流位置に
照明装置と車番自動読取装置とを設置して、位置センサ
により車両の通過を検出すると、照明装置で照明して車
番自動読取装置に設けられたカメラで車両を撮影する方
式が提案されている。撮影された画像はプレート切出し
処理によりプレート部分が切り出され、文字切出し処理
によりその中の文字部分が切出され、文字認識処理によ
り、文字の認識処理が行われる。

しかし、上記の方式では、車番自動読取装置とは別に
位置センサを設置しなければならないという欠点があ
る。

そこで、位置センサを省略するためには、カメラで常
時撮影しておき、その映像情報から車両の有無にかかわ
らずナンバープレートを切出す手法も開発されている。
しかし、例えば時速120kmで走行する車両を捕らえた画
面数は、垂直方向の視野を3.2m、画面の走査数を60コマ
／秒とすると、約5.8コマであるので、５コマの時間内
すなわち1/12秒の間にこの５コマ分の画面を高速で調べ
なければならない。したがって、非常に高速の画像処理
によりナンバープレートの切出しが必要となる。このた
め、プレート切出し処理を簡略化せざるを得なくなる。
すなわちプレート切出しの精度を落としてまで高速化す
る必要があるという問題がある。

そこで、本出願人は位置センサを設置せずに、かつ、
プレート切出し処理を簡略化することなく、十分な精度
で車番を読み取ることのできる車番自動読取装置を特許
出願している（平成２年３月15日「車番自動読取装
置」）。

この出願に係る車番自動読取装置は、道路を撮影する
撮影手段と、撮影された画像を処理することにより車頭
を検出する車頭検出手段とを有し、車頭が検出された場
合にのみプレート切出し、文字切出しを行い、切出され
た文字を認識するものである。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上記の車番自動読取装置によれば、画像処
理により車頭を検出することで、車両の進入を位置セン
サなしで感知することができるが、進入した車両の速度
を検出することまでできない。車両の速度情報は、ナン
バープレートの情報とともに必要とされる場合が多いに
もかかわらず、従来では、別個に設けた速度計測装置で
しか測定することはできなかった。

そこで本発明は、車両の進入の検出とともに、車両の
速度も検出することができる速度計測機能付き車番自動
読取装置を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための本発明の速度計測機能付
き車番自動読取装置は、道路を撮影する撮影手段と、撮
影された一連の画像を処理することにより車頭を複数回
検出する車頭検出手段と、撮影された画像からナンバー
プレートを構成する文字を切出す文字切出し手段と、文
字切出し手段により求められた文字の大きさから推定さ
れる車頭の高さと、上記車頭検出手段により検出された
車頭の移動距離とを用いて車両の速度を求める速度検出
手段とを有するものである。

＜作用＞ 上記の構成の速度計測機能付き車番自動読取装置によ
れば、画像処理によって、車頭の複数回検出すること
で、車頭の移動距離を計算し、かつ、文字切出し手段で
求められた文字の大きさから車頭の高さを推定する。こ
の推定は、一般にプレートを構成する文字の大きな車両
はトラック、バス等の大型車であり車頭の高さは比較的
高く、文字の小さな車両は中・小型車であり車頭の高さ
は比較的低いという事実に基づくものである。

したがって、車頭の移動距離と、その間の画面のコマ
数に基づいた時間とから車両の速度を計算する場合に、
上記のようにして求めた車頭の高さデータを使用するこ
とができるので、より正確な速度計算を行うことができ
る。

＜実施例＞ 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第2A図、第2B図は、速度計測機能付き車番自動読取装
置の設置例を示す平面図および正面図である。速度計測
機能付き車番自動読取装置は、車番自動読取装置本体
１、照明装置2a,2b、カメラ装置３等からなるものであ
り、カメラ装置３は、照明装置2a,2bとともに道路脇の
設置ポール４のアーム上部に取り付けられている。車番
自動読取装置本体１は、設置ポール４の側部に取付けら
れている。なお、設置ポールの代わりに信号機、歩道橋
等を流用してもよい。

カメラ装置３は、カメラ装置３の視野が路上の所定領
域Ｒに設定されるように、所定の伏角をもって取付けら
れている。

第３図は、車番自動読取装置本体１の内部の回路構成
を示すブロック図である。車番自動読取装置本体１は、
A/D変換回路11、エッジ検出回路12、２値化回路13、第
１メモリ14、画像処理プロセッサ15、第２メモリ16、汎
用プロセッサ17からなる。

カメラによって取込まれた画像信号は、A/D変換回路1
1によりA/D変換される、変換されたディジタルデータは
エッジ検出回路12に供給される。エッジ検出回路12は、
画像の濃度変化のある部分（エッジ）を検出する。エッ
ジ検出回路12の出力信号は、２値化回路13に入り、所定
のしきい値を基準として２値化される。２値化された信
号は前処理画像として第１メモリ14に蓄えられる。第１
メモリ14に蓄えられたデータは、画像処理プロセッサ15
に供給され、ここにおいて、プロファイル（垂直投影
図）が作成される。このプロファイルは、第２メモリ16
に蓄えられる。第２メモリ16に蓄えられたデータは、汎
用プロセッサ17に入力され、ここにおいて車頭検出処
理、プレート切出し処理、文字切出し処理、文字認識処
理が行われる。

さらに詳説すると、エッジ検出回路12は、車両等が映
っている画像に２次元微分を行うことにより、車両の輪
郭だけを抽出するものである。２値化回路13は、２値化
することにより車両の輪郭をさらに明瞭にする。２値化
された画像を第4A図に示す。２値化された画像は画像処
理プロセッサ15によって、プロファイルが作成される。
このプロファイルを第4B図に示す。第4B図の縦軸ｙは車
両進行方向にとっている。

汎用プロセッサ17の行う処理をフローチャート（第１
図参照）を用いて説明する。まず、原画を取込み（ステ
ップ（１））、第4B図のヒストグラムを基にして車頭を
検出する（ステップ（２））。この車頭検出処理は、上
記プロファイルを下からスキャンして加算した画素数が
しきい値Ａを超えた位置y1を車頭と判定する処理であ
る。車頭が検出されると（ステップ（３））、もう一度
原画を取込む（ステップ（４））。このステップ（４）
の原画を取込む時刻と、上記ステップ（１）の原画を取
込む時刻との差は、画像の１コマ分の走査時間に対応す
る。これは、この実施例では、車頭検出処理は１コマ分
の走査時間内で完了するようにされているからである
が、もし車頭検出処理ｎ（ｎ≧２）コマ分の走査時間内
で完了するならば、ステップ（４）の原画を取込む時刻
と、上記ステップ（１）の原画を取込む時刻との差は、
画像のｎコマ分の走査時間に対応することとなる。

ステップ（４）の原画を取込んだ後、もう一度車頭検
出処理をし（ステップ（５））、車頭y2を検出する。も
し車頭を検出できなければ（ステップ（６））最初に戻
り、車頭を検出できれば画面上での移動距離を計算する
（ステップ（７））。

すなわち、既に求めた車頭y1,y2から画面上の移動距
離を計算する。この移動距離Ｌは、 Ｌ＝y2−y1 で求められる。もし、Ｌ＜０ならば逆方向に走行してい
るのであるから、計算を打ち切る。

Ｌ≧０ならば、Ｌをしきい値Loと比較する（ステップ
（８））。Ｌ＜Loであれば、移動距離が小さすぎて車頭
検出誤差の影響が速度計算に大きく表われるので、速度
計算を行わずステップ（４）に戻り、次の原画を取込
む。

Ｌ≧Loであれば、移動距離が十分大きいとして、速度
計算を行う（ステップ（９））。また、これと並行して
車番読取処理（ステップ（10）〜（13））を行う。この
車番読取処理は、車頭ｙの前α、後ろβの中にある範囲
をプレート切出し範囲に限定し（ステップ（10））、次
に、この限定された範囲でプレート切出し（ステップ
（11））を行うと、次には、文字領域を抽出する文字切
出し（ステップ（12））を行い、最後に文字認識（ステ
ップ（13））を行って番号を識別する処理である。

上記ステップ（11）のプレート切出し処理では、例え
ば前述したようにエッジ検出、２値化した画像に、水平
な線分あるには垂直な線分が含まれていることを前提と
して、当該画像を横方向に走査して線分を抽出し、横方
向の長さが一定範囲にあり、かつ縦方向の間隔が一定範
囲にある線分のペア（横線ペア）を捜し、画像を横方向
に走査して線分抽出し、縦方向の長さ一定範囲にあり、
かつ、横方向の間隔が一定範囲にある線分のペア（縦線
ペア）を捜す。この場合、上記線分の抽出方法は、例え
ば特開昭62−123583号公報に開示されている方法を採用
すればよい。

そして、縦線ペア、横線ペアの縦方向、横方向のずれ
が少なく最もプレート枠らしいものを探し、もしあれば
それをプレート枠とする。もし、縦線ペア、横線ペアの
いずれか１つしかない場合は、その１つに基づいてプレ
ート枠を決定してもよい。

ステップ（12）の文字切出し処理は、例えば第６図に
示すように、ステップ（11）で決定したプレートの中を
２値化して水平投影図を求めて文字の高さを決定し、さ
らに、垂直投影図を求めて文字の幅を決定し、これらの
決定結果から文字の大きさを大型文字、中型文字に分類
する処理である。

ステップ（９）では、上記画面上の移動距離Ｌを、道
路上の実際の車両の移動距離に換算する。この場合、ス
テップ（12）の文字切出し処理で求めた文字の大きさに
基づいて、車頭の高さΔＨを変えて計算することがこの
発明の１つの特徴となる。

以下、換算方法を第５図に基づいて説明する。カメラ
装置３の高さをＨ、伏角をθ、路面をCO、車頭の平均高
さをΔH1またはΔH2とし、カメラ装置３で撮影した画面
の垂直方向の視野をＹとする。

画面の垂直方向の視野の両端B,Aに対応する路面上の
位置をそれぞれC,A、車頭の進入位置を車頭の平均高さ
に応じてそれぞれE1,D1、E2,D2とし、 ｙ＝y1 のときの車頭の進入位置をG1またはG2、 ｙ＝y2 のときの車頭の進入位置をF1またはF2とする。添字の
「１」または「２」は、車頭の高さΔH1またはΔH2に対
応したものである。

車頭の高さΔH1、ΔH2は、前に述べたように、大型文
字か、中型文字かに対応させている。これは、一般に大
型プレートを有する車両は大型車であり、車頭の高さが
比較的高く、中型プレートを有する車両は小型車または
中型車であり、車頭の高さが比較的低いという事実に基
づくものである。したがって、大型プレートの場合の車
頭の高さをΔH2、中型プレートの場合の車頭の高さをΔ
H1とすることで速度計算を行う。このようにプレートを
構成する文字の大きさから車頭の高さを推定する方法
は、画面から車頭や車長を測定して大型車か中小型車か
を判定する方法と比べても優れている。なぜなら、車番
自動読取装置では、撮影視野は水平方向で1.5〜2m、垂
直方向で３〜4mと狭いため、車幅や車長を利用して車両
の大きさを正確に判定することは困難であるからであ
る。

第５図の配置から、 が成り立つ。

同様に、 が成り立ち、車両の進入距離 G1F1＝D1G1−D1F1 G2F2＝D2G2−D2F2 が求まる。ここで、はy2とＡの画面上での距離であ
る。したがって、車両の速度は、G1F1、またはG2F2を
「ステップ（４）を原画を取込む時刻と、上記ステップ
（１）の原画を取り込む時刻との差」で割算して求める
ことができる。

求めた速度データは、車番自動読取装置外部に出力さ
れ、車両の速度判定に利用される。

以上実施例に基づいて本発明を説明してきたが、本発
明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば車
頭検出処理として、路面部分の基準輝度を下回る輝度の
部分を車両の影として検出し、これを車両の進入に用い
るようにしてもよい（特開昭63−174199号公報参照）。
その他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことが可能である。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明の速度計測機能付き車番自動読
取装置によれば、画像処理によって車頭を複数回検出す
ることで移動距離を計算し、車両の速度を計算すること
ができる。したがって、速度を検出するための特別の装
置を用いなくとも、車番情報に加え、車両の速度情報も
提供可能となる。

この場合、プレートを構成する文字の大きさから推定
される車頭の高さデータを使用することができるので、
より精密な速度を計算することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は車頭検出処理、速度計算処理を示すフローチャ
ート、 第2A図は速度計測機能付き車番自動読取装置の設置例を
示す平面図、第2B図は同正面図、 第３図は速度計測機能付き車番自動読取装置の回路構成
ブロック図、 第4A図はエッジ検出して２値化された車両の画像、第4B
図は車両走行方向に画素数を加算して得たプロファイ
ル、 第５図は車頭の高さに応じた速度計算方法を説明する
図、 第６図は文字を切出す方法を説明する図である。 １……車番自動読取装置本体、 ３……カメラ装置、 15……画像処理プロセッサ、 17……汎用プロセッサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】路上を走行中の車両のプレートナンバーを
   自動識別する車番自動読取装置において、 道路を撮影する撮影手段と、撮影された一連の画像を処
   理することにより車頭を複数回検出する車頭検出手段
   と、撮影された画像からナンバープレートを構成する文
   字を切出す文字切出し手段と、文字切出し手段により求
   められた文字の大きさから推定される車頭の高さと、上
   記車頭検出手段により検出された車頭の移動距離とを用
   いて車両の速度を求める速度検出手段とを有することを
   特徴とする速度計測機能付き車番自動読取装置。
2. 【請求項２】上記車頭検出手段は、撮影された画像に基
   づき、濃度変化率の高いエッジを表わす画素を抽出し、
   車両の走行方向に当該画素数をカウントし、このカウン
   トされた画素数と所定のしきい値とを比較することによ
   り、車頭を検出するものである請求項１記載の速度計測
   機能付き車番自動読取装置。