JP5558238B2 - Vehicle interval detection system, vehicle interval detection method, and vehicle interval detection program - Google Patents

Vehicle interval detection system, vehicle interval detection method, and vehicle interval detection program Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、車両間隔検出システム、車両間隔検出方法及び車両間隔検出プログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a vehicle interval detection system, a vehicle interval detection method, and a vehicle interval detection program.

高速道路等の有料道路の料金所では、専用ゲートとなるETCガントリに無線受信器を備えたETC(Electronic Toll Collection Systemの略称であって、以下、自動料金収受システムと呼ぶ)が設置される。 The tollgate of a toll road such as a highway, ETC with wireless receiver ETC gantry a dedicated gate (a abbreviation for Electronic Toll Collection Syste m, hereinafter referred to as automatic toll collection system) is installed .

自動料金収受システムの無線受信器は、ETCガントリを通過する際の車両のETC車載器からDSRC(狭域)通信にて送られてくる料金収受に関するデータ(以下、料金収受用データと呼ぶ)を受信し、後に車両管理者等の預金口座から道路利用料金を自動的に収受する。   The wireless receiver of the automatic toll collection system receives data related to toll collection (hereinafter referred to as toll collection data) sent by DSRC (narrow area) communication from the ETC onboard unit of the vehicle when passing through the ETC gantry. After that, it automatically collects the road usage fee from a deposit account of a vehicle manager or the like later.

この場合、自動料金収受システムは、縦列方向に連なる各車両から送られてくる料金収受用データを狭域通信により比較的狭い受信エリア内で受信する必要があることから、前後の車両は常に一定の車間距離を維持しながらETCガントリを通過することが望ましい。   In this case, the automatic toll collection system needs to receive toll collection data sent from each vehicle connected in the vertical direction within a relatively narrow reception area by narrow area communication. It is desirable to pass through the ETC gantry while maintaining the following inter-vehicle distance.

仮に、前後の車両が一定の車間距離よりも詰まった状態となった場合、自動料金収受システムの無線受信器が後続の車両と通信できず料金収受ができないとか、自動料金収受システムとの間でスムーズな連携が取れずに出口ゲートが開かない等の事故を招きかねない。   If the front and rear vehicles are jammed below a certain distance, the wireless receiver of the automatic toll collection system cannot communicate with the following vehicle and cannot collect tolls. It may cause an accident such as the exit gate not opening due to smooth coordination.

特に、荷台の高い例えば小型・中型・大型貨物車の後に後続車両が接近したとき、無線受信器が先行する小型・中型・大型貨物車の最後部の高さの影響を受け、後続車両のETC車載器から発する電波が完全に遮られ、料金収受用データが受信できない場合がある。   In particular, when the following vehicle approaches after a small, medium, or large freight vehicle with a high loading platform, the wireless receiver is affected by the height of the last part of the small, medium, or large freight vehicle, and the ETC of the following vehicle In some cases, radio waves emitted from the vehicle-mounted device are completely blocked, and the toll collection data cannot be received.

そこで、従来の自動料金収受システムでは、接近状態でも正確に把握する必要から、料金所に設定された道路の片側にレーザ光を用いたレーザ装置を利用している。レーザ装置は、走行する車両の横方向に向けてレーザ光を照射し、その反射信号の時間や反射信号のレベルなどから前後車両の間隔を検出し、予め定める規定値(一定の車間距離)以下であれば、自動料金収受システムに通知する構成である。   Therefore, in the conventional automatic toll collection system, since it is necessary to accurately grasp even in an approaching state, a laser device using laser light is used on one side of a road set in a toll gate. The laser device irradiates a laser beam in the lateral direction of the traveling vehicle, detects the distance between the front and rear vehicles from the time of the reflected signal, the level of the reflected signal, etc. If so, the automatic fee collection system is notified.

特開2010−014706号公報JP 2010-014706 A

しかしながら、以上のような自動料金収受システムに設けられたレーザ装置は、各種の距離を正確に測ることができるが、各車両の車高、長さ、前後車両の間隔等のうち一つの情報しか取得することができない。よって、各測定対象となる距離を測定するには、測定対象ごとに個別にレーザ装置等を設置しなくてはならず、コスト的にも高価となり、それら情報を統合処理しなければならず、また同期処理等も複雑になる。   However, the laser device provided in the automatic toll collection system as described above can accurately measure various distances, but only one piece of information such as vehicle height, length, and distance between front and rear vehicles of each vehicle. I can't get it. Therefore, in order to measure the distance to be measured, a laser device or the like must be individually installed for each measurement object, which is expensive in terms of cost, and the information must be integrated. In addition, synchronization processing and the like are complicated.

そこで、本車両間隔検出システム、車両間隔検出方法及び車両間隔検出プログラムは、料金所内に前後車両が接近して入ってきたとき、前後車両の撮影画像から通信可否を判定する。   Therefore, the vehicle interval detection system, the vehicle interval detection method, and the vehicle interval detection program determine whether or not communication is possible from captured images of the front and rear vehicles when the front and rear vehicles enter the toll gate.

上記課題を解決するために、発明の実施形態によれば、料金所内に進入してくる前後車両が接近しているとき、自動料金収受システムの無線受信器が後続車両のETC車載器とDSRC通信で料金収受に関するデータを受信できるか否かを判定するために前記前後車両の車間距離を推定する車両間隔検出システムであって、前記料金所内に進入してくる前方車両および後続車両の前部画像を撮影する車両撮影手段と、前記料金所内に進入してくる前記前方および後続車両を検出する車両検出手段と、前記車両撮影手段で撮影された前方車両の前部画像に映るフロントガラス底辺の画像位置に基づき前記無線受信器から前記前方車両のフロントガラス底辺までの水平距離を求め、また、フレームレートと前記フロントガラス底辺の画像位置変化とから前記前方車両の速度を求める距離・速度演算手段と、前記前方車両の車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得する車両サイズ取得手段と、前記距離・速度演算手段で求めた前記前方車両の速度と前記距離・速度演算手段で求めた水平距離および前記取得された車両長さから得られる前記無線受信器からの該前方車両後部までの水平距離とを用いて、前記前後車両の車間距離を推定し、前記後続車両でのDSRC通信による料金収受に関するデータの受信不可(隠れ)を判定する隠れ発生有無判定手段とを備えた構成である。 In order to solve the above-described problem, according to an embodiment of the present invention, when the front and rear vehicles entering the toll gate are approaching, the wireless receiver of the automatic toll collection system communicates with the ETC on-board unit of the following vehicle and the DSRC communication. A vehicle interval detection system for estimating a distance between the front and rear vehicles in order to determine whether or not data relating to toll collection can be received, wherein the front images of the forward vehicle and the following vehicle entering the toll gate Vehicle photographing means for photographing the vehicle, vehicle detection means for detecting the front and following vehicles entering the toll gate, and an image of the bottom of the windshield reflected in the front image of the front vehicle photographed by the vehicle photographing means Based on the position, the horizontal distance from the wireless receiver to the windshield bottom of the vehicle ahead is determined, and the frame rate and the image position change of the windshield bottom Distance and speed calculating means for determining the speed of the preceding vehicle from the vehicle size (vehicle length, the rear height) of the front vehicle and the vehicle size acquisition means for acquiring, the front which has been determined by the distance and speed calculating means Using the vehicle speed, the horizontal distance obtained by the distance / speed calculating means and the horizontal distance from the wireless receiver obtained from the acquired vehicle length to the rear of the front vehicle, the distance between the front and rear vehicles It is a configuration provided with a hidden occurrence presence / absence determining means for estimating distance and determining whether or not data related to fee collection by DSRC communication in the following vehicle cannot be received (hidden).

有料道路料金所に設置される自動料金収受システムの料金収受を支援する一実施の形態に係る車両間隔検出システムの概略構成図。The schematic block diagram of the vehicle space | interval detection system which concerns on one Embodiment which supports the fee collection of the automatic toll collection system installed in a toll road toll gate. 車両を検出する際に参照する簡略的な車両前部参照パターンの例を示す図。The figure which shows the example of the simple vehicle front part reference pattern referred when detecting a vehicle. 車両撮影手段で撮影された車両前部画像に基づき、無線受信器から前方車両までの距離を算出するための距離演算用テーブルの一例を示すデータ配列例図。The data array example figure which shows an example of the table for distance calculation for calculating the distance from a radio receiver to a front vehicle based on the vehicle front part image image | photographed with the vehicle imaging | photography means. 車両サイズ管理テーブルの一例を示すデータ配列例図。The data array example figure which shows an example of a vehicle size management table. 実施の形態に係る車両間隔検出システムの動作及び車両間隔検出方法による処理の流れの一例を説明するフロー図。The flowchart explaining an example of the flow of the process by the operation | movement of the vehicle interval detection system which concerns on embodiment, and the vehicle interval detection method. 自動料金収受システムの無線受信器からの基準距離D0に車両のフロントガラス底辺が到達したとき、車両撮影手段で撮影された車両前部画像に表れるフロントガラス底辺画像の位置を説明する図。The figure explaining the position of the windshield bottom image which appears in the vehicle front part image image | photographed with the vehicle imaging | photography means, when the vehicle windshield bottom edge reaches | attains the reference distance D0 from the radio | wireless receiver of an automatic toll collection system. 自動料金収受システムの無線受信器における後続車両のETC車載器からDSRC通信で料金収受に関するデータを受信できるか否か(隠れ発生)を判定するための説明図。Explanatory drawing for determining whether the data regarding toll collection can be received by DSRC communication from the ETC on-board unit of the succeeding vehicle in the wireless receiver of the automatic toll collection system. 前方車両の後部高さによって後続車両のフロントガラスが一部隠れている状態を表すイメージ図。The image figure showing the state in which the windshield of a succeeding vehicle is partially hidden by the rear part height of a front vehicle. 隠れ発生の有無を判定するために利用される簡略的な隠れ発生判定用テーブルのデータ配列例図。The data arrangement example figure of the table for simple hidden occurrence determination used for determining the presence or absence of hidden occurrence.

以下、一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は有料道路料金所の自動料金収受システムに接続される車両間隔検出システムの一実施形態を示す構成図である。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vehicle interval detection system connected to an automatic toll collection system at a toll road toll gate.

同図において、1は無線受信器(図示せず)を備えた自動料金収受システムであって、
有料道路2の料金所に設置される例えばETCガントリ3に取付けられる。なお、ETCガントリ3は、図示のようにアーチ状の形状に限るものではなく、各種形状の支持体,例えば逆L字状の支持体であっても構わない。
In the figure, 1 is an automatic fee collection system equipped with a wireless receiver (not shown),
For example, it is attached to the ETC gantry 3 installed at the toll gate of the toll road 2. The ETC gantry 3 is not limited to the arch shape as shown in the figure, and may be a support having various shapes, for example, an inverted L-shaped support.

有料道路料金所には、各種の前方車両4及び後続車両4´(小型車,普通乗用車,小型普通貨物車,中型・大型貨物車)が進入してくるが、ETCガントリ3を通過する際、縦列方向に連なる複数の車両のうち、前方車両4に搭載されるETC車載器(図示せず)から順次に自動料金収受システム1に向けて料金収受用データが送信される。   Various forward vehicles 4 and following vehicles 4 '(small cars, ordinary passenger cars, small ordinary freight cars, medium and large freight cars) enter the toll road toll gate, but when passing through the ETC gantry 3, Toll collection data is transmitted to the automatic toll collection system 1 sequentially from an ETC on-board unit (not shown) mounted on the preceding vehicle 4 among a plurality of vehicles connected in the direction.

自動料金収受システム1の無線受信器は、前方車両4が所定の受信可能領域に入ったとき、DSRC(狭域)通信にて料金収受用データを受信し、車両管理者への通行料金の自動請求が可能となる。   The wireless receiver of the automatic toll collection system 1 receives toll collection data by DSRC (narrow area) communication when the preceding vehicle 4 enters a predetermined receivable area, and automatically sets the toll for the vehicle manager. Billing is possible.

車両間隔検出システム10は、撮影カメラ等を備えた車両撮影手段11と、CPU等で構成される車両間隔検出処理部12と、データベース13と、データバッフアメモリ14と、後続車両4´が受信不可能な状態になる程度に前方車両4の背後に接近したときに警報を発する警報発生部15とを含む構成である。   The vehicle interval detection system 10 is received by a vehicle imaging means 11 having an imaging camera, a vehicle interval detection processing unit 12 including a CPU, a database 13, a data buffer memory 14, and a succeeding vehicle 4 '. It is the structure containing the warning generation | occurrence | production part 15 which issues a warning when approaching the back of the front vehicle 4 to such an extent that it becomes impossible.

さらに、車両間隔検出システム10は、必要に応じて車両間隔検出プログラムを記憶し、あるいはネットワーク上のサーバから車両間隔検出プログラムを取り込んで記憶するプログラムメモリ16を含む場合もある。   Further, the vehicle interval detection system 10 may include a program memory 16 that stores a vehicle interval detection program as necessary, or stores and stores a vehicle interval detection program from a server on a network.

車両撮影手段11は、自動料金収受システム1と同じくETCガントリ3に設置されるか、或いは図示するようにETCガントリ3よりも上流側に設置され、車両4がETCガントリ3に近づいてきたとき、フロントガラスを含む車両前部画像が撮影視野内に入るような画角をもって車両前部を撮影する。撮影視野内にフロントガラスを含めるのは、各種車両はフロントガラスに特徴がある場合が多く、そのフロントガラスの形状から車種の特定が行えるからである。後述するように、車種が特定できれば、車高、車両長さがわかる。   The vehicle photographing means 11 is installed in the ETC gantry 3 as in the automatic toll collection system 1 or installed upstream of the ETC gantry 3 as shown, and when the vehicle 4 approaches the ETC gantry 3, The front part of the vehicle is photographed with an angle of view such that the front image of the vehicle including the windshield falls within the field of view. The reason why the windshield is included in the field of view is that various vehicles are often characterized by the windshield, and the vehicle type can be identified from the shape of the windshield. As will be described later, if the vehicle type can be specified, the vehicle height and the vehicle length can be known.

車両撮影手段11は、予め定められるフレームレートに従って、縦列方向に連なる車両4のうち、先行する前方車両4の前部画像を撮影し、その撮影された車両前部画像データを車両間隔検出処理部12に順次送信する。後続車両4´も同様に前部画像を撮影する。   The vehicle photographing means 11 shoots a front image of the preceding front vehicle 4 among the vehicles 4 that are arranged in the column direction according to a predetermined frame rate, and uses the photographed vehicle front image data as a vehicle interval detection processing unit. 12 are sequentially transmitted. The succeeding vehicle 4 'also takes a front image.

なお、車両撮影手段11の設置位置、車両撮影手段11の設置位置から無線受信器の設置点までの水平距離は必要に応じて、固定値としてデータベース13に格納されている(図6参照)。   Note that the installation position of the vehicle imaging means 11 and the horizontal distance from the installation position of the vehicle imaging means 11 to the installation point of the wireless receiver are stored as fixed values in the database 13 as necessary (see FIG. 6).

車両間隔検出処理部12は、機能的には、例えば車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データから前方車両4のみ、または前方車両4および後続車両4´を検出する車両検出手段21と、予め定める無線受信器からの基準距離に車両4前部または後続車両4´が到達したときのフロントガラス底辺の画像位置と実際に車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データ上に映る車両フロントガラス底辺の画像位置から、無線受信器の設置位置から車両前部までの距離を演算する距離演算手段22と、車両4の前部画像データ(ライト、ナンバープレート、フロントグリル形状(ラジエータ形状等))から車種名,前方車両の長さ、前方車両の後部高さ等の車両サイズを得る車両サイズ取得手段23と、隠れ発生有無判定手段24と、警報出力手段25とを有する。   The vehicle interval detection processing unit 12 functionally includes, for example, a vehicle detection unit 21 that detects only the front vehicle 4 or the front vehicle 4 and the subsequent vehicle 4 ′ from the vehicle front image data captured by the vehicle imaging unit 11. The image position on the bottom of the windshield when the front portion of the vehicle 4 or the succeeding vehicle 4 'reaches the reference distance from the predetermined wireless receiver and the vehicle front image data actually captured by the vehicle photographing means 11 Distance calculating means 22 for calculating the distance from the image position on the bottom of the vehicle windshield to the front of the vehicle, and the front image data of the vehicle 4 (light, license plate, front grill shape (radiator shape) Etc.)) vehicle size acquisition means 23 for obtaining the vehicle size such as the vehicle type name, the length of the preceding vehicle, the rear height of the preceding vehicle, the hiding occurrence determination means 24, and an alarm Output means 25.

隠れ発生有無判定手段24は、車両サイズ取得手段23で取得された前方車両の車両サイズ、特に前方車両4の後部高さ、後続車両のフロントガラス底辺位置及び無線受信器の設置高さ等の関係から、前後車両4,4´の車間距離を推定し、無線受信器が前方車両4の後部高さによって後続車両4´から発生する料金収受データが受信不可となるかを判定する機能を有する。   The hidden occurrence determination unit 24 is related to the vehicle size of the front vehicle acquired by the vehicle size acquisition unit 23, particularly the rear height of the front vehicle 4, the windshield bottom position of the subsequent vehicle, the installation height of the wireless receiver, and the like. Thus, the inter-vehicle distance between the front and rear vehicles 4 and 4 ′ is estimated, and the wireless receiver has a function of determining whether toll collection data generated from the succeeding vehicle 4 ′ cannot be received due to the rear height of the front vehicle 4.

警報出力手段25は、後続車両4´が前方車両4の後部高さによって受信不可(隠れ発生)と判定されたとき、後続車両4´に対して警報発生部15から警報メッセージを出力する機能を有する。警報出力により、実際に走行中の車両に知らせてもよいし、システムの管理者に知らせてもよい。   The warning output means 25 has a function of outputting a warning message from the warning generation unit 15 to the subsequent vehicle 4 ′ when the subsequent vehicle 4 ′ is determined to be unreceivable (hidden occurrence) due to the rear height of the preceding vehicle 4. Have. An alarm output may be used to notify the vehicle that is actually traveling, or to the system administrator.

データベース13には、車両前部参照パターン31、距離演算用テーブル32、車両サイズ管理テーブル33、警報メッセージデータ34及び隠れ発生判定用テーブル35等が格納されている。   The database 13 stores a vehicle front reference pattern 31, a distance calculation table 32, a vehicle size management table 33, alarm message data 34, a hidden occurrence determination table 35, and the like.

車両前部参照パターン31は、車両検出手段21で車両4と検出するために必要なパターンである(図2参照)。   The vehicle front reference pattern 31 is a pattern necessary for the vehicle detection means 21 to detect the vehicle 4 (see FIG. 2).

距離演算用テーブル32は、小型普通貨物車,中型・大型貨物車等の車両4,4´のフロントガラス底辺がほぼ車両前面部に等しいことに鑑み、車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データ中の車両フロントガラス底辺の画像位置に基づき、無線受信器(ETCガントリ3)の設置位置から前方車両4までの距離を求める際に使用するテーブルである(図3参照)。   The distance calculation table 32 is a vehicle front portion photographed by the vehicle photographing means 11 in view of the fact that the bottom of the windshield of vehicles 4, 4 'such as small ordinary cargo vehicles, medium-sized and large cargo vehicles is substantially equal to the front surface of the vehicle. It is a table used when calculating | requiring the distance from the installation position of a wireless receiver (ETC gantry 3) to the front vehicle 4 based on the image position of the vehicle windshield bottom in image data (refer FIG. 3).

車両サイズ管理テーブル33は、車両のサイズを管理するテーブルである(図4参照)。一定期間ごとに削除,追加等の更新を行う。また、車両前部パターンに関する学習機能を備え、例えば撮影された車両の前部画像データ中の社名マーク、各社の特徴的前部デザイン、部品配置等をルール化し、例えば撮影された車両の前部画像データの社名マーク、前部特徴デザイン、部品配置に基づき、会社別に分けて当該車両の前部画像データを新規な車両前部パターンとして順次追加し、後にオペレータにより車種名、車両サイズを追加的に書き込むことにより、大規模なパターンマッチング用の車両サイズ管理テーブル33を作成してもよい。   The vehicle size management table 33 is a table for managing the size of the vehicle (see FIG. 4). Updates such as deletion and addition at regular intervals. In addition, it has a learning function related to the vehicle front pattern, for example, the company name mark in the front image data of the photographed vehicle, the characteristic front design of each company, the part arrangement, etc. are ruled, for example, the front part of the photographed vehicle Based on the company name mark, front feature design, and parts layout of the image data, the front image data of the vehicle is sequentially added as a new vehicle front pattern for each company, and the model name and vehicle size are added later by the operator. The vehicle size management table 33 for large-scale pattern matching may be created.

警報メッセージデータ34は、例えば「車両の隠れ発生」、「十分な車間距離を確保して下さい」、「車両の接近をやめて下さい」等のメッセージデータである。   The alarm message data 34 is, for example, message data such as “occurrence of vehicle hiding”, “please secure a sufficient inter-vehicle distance”, “please stop approaching the vehicle”, and the like.

隠れ発生判定用テーブル35は、隠れ発生に関する複数のデータの関係を規定するテーブルである(図9参照)。   The hidden occurrence determination table 35 is a table that defines a relationship among a plurality of data related to hidden occurrences (see FIG. 9).

データバッフアメモリ14には処理途中の必要な画像やデータが保存される。   The data buffer memory 14 stores necessary images and data being processed.

次に、以上のように構成された車両間隔検出システムの動作及び車両間隔検出方法の一実施形態について、図5を参照して説明する。   Next, an operation of the vehicle interval detection system configured as described above and an embodiment of the vehicle interval detection method will be described with reference to FIG.

先ず、車両間隔検出システムが動作すると、車両間隔検出処理部12が車両撮影手段11に起動指令を送信する。ここで、車両撮影手段11は、予め定めるフレームレートに従って料金所に入ってくる前方車両4の少なくともフロントガラス底辺を含むライト,ナンバープレート、フロントグリル等の車両前部を撮影し、その撮影された車両前部画像データを送信するか、或いは外部からの車両前部画像データの取り込みを待つ。   First, when the vehicle interval detection system operates, the vehicle interval detection processing unit 12 transmits an activation command to the vehicle photographing means 11. Here, the vehicle photographing means 11 photographed the front part of the vehicle such as a light, a license plate, a front grill, etc. including at least the bottom of the front glass of the forward vehicle 4 entering the toll gate according to a predetermined frame rate. The vehicle front image data is transmitted, or the vehicle front image data from the outside is waited for.

このとき、車両間隔検出処理部12は車両検出手段21を実行する。この車両検出手段21は、データバッフアメモリ14などに格納される不要なデータを消去する初期化処理を実行した後(S1)、車両撮影手段11から送信されてくる車両前部画像データを取り込み、或いは車両撮影手段11に一時的に格納されている車両前部画像データを直接取り込んで、例えばデータバッフアメモリ14に格納した後(S2)、当該車両前部画像データのもとにパターンマッチング法または背景差分法を用いて、車両進入有りかを判定する(S3)。   At this time, the vehicle interval detection processing unit 12 executes the vehicle detection means 21. The vehicle detecting means 21 executes an initialization process for erasing unnecessary data stored in the data buffer memory 14 or the like (S1), and then captures vehicle front image data transmitted from the vehicle photographing means 11. Alternatively, after directly capturing the vehicle front image data temporarily stored in the vehicle photographing means 11 and storing it in the data buffer memory 14 (S2), pattern matching is performed based on the vehicle front image data. Using the method or the background difference method, it is determined whether a vehicle has entered (S3).

パターンマッチング法は、撮影された車両前部画像データの中に図2(a)〜(c)の少なくとも1つの車両前部参照パターン31と一致するか、類似度が所定のしきいを超えるとき、車両進入有りと検出する。例えば図2(a)では車両前部画像データの中にラジエータ4a及びライト4bが存在するとき、或いは図2(b)のように車両前部画像データの中にライト4b及びナンバープレート4cが存在するとき、車両進入有りと検出する。   The pattern matching method is used when the photographed vehicle front image data matches at least one vehicle front reference pattern 31 in FIGS. 2A to 2C or the similarity exceeds a predetermined threshold. Detecting that the vehicle has entered. For example, in FIG. 2A, when the radiator 4a and the light 4b exist in the vehicle front image data, or the light 4b and the license plate 4c exist in the vehicle front image data as shown in FIG. 2B. When it does, it detects that the vehicle has entered.

背景差分法では、前々回・前回フレーム画像データの中に固定的な背景画像だけが映っているが、今回画像にて車両相当の前部画像が映ったとき、車両進入有りと検出する。なお、ステップS1〜S3の処理は、車両間隔検出方法における車両検出ステップに相当する。   In the background subtraction method, only a fixed background image is shown in the previous / previous frame image data, but when a front image corresponding to a vehicle is shown in the current image, it is detected that a vehicle has entered. In addition, the process of step S1-S3 is corresponded to the vehicle detection step in a vehicle space | interval detection method.

引き続き、車両間隔検出処理部12は、車両前部画像データの映っているフロントガラス底辺の画像位置と図3に示す距離演算用テーブル32のデータから、無線受信器(ETCガントリ3)設置位置から前方車両4先頭までの距離を求める距離演算手段22を実行する。   Subsequently, the vehicle interval detection processing unit 12 starts from the position of the wireless receiver (ETC gantry 3) from the image position of the windshield bottom where the vehicle front image data is reflected and the data of the distance calculation table 32 shown in FIG. The distance calculating means 22 for obtaining the distance to the head of the preceding vehicle 4 is executed.

距離演算手段22の動作を説明する前に、図3に示す距離演算用テーブル32と図6の関係について説明する。   Before describing the operation of the distance calculation means 22, the relationship between the distance calculation table 32 shown in FIG. 3 and FIG. 6 will be described.

小型普通貨物車,中型・大型貨物車等の車両4のフロントガラス4d底辺が地面からほぼ同じ高さであり、かつ、車両4のほぼ先頭部位にあることに鑑み、車両4のフロントガラス底辺が無線受信器の狭域通信による受信中央ラインに達したとき、無線受信器(ETCガントリ3)設置位置からフロントガラス底辺位置(車両先頭)までの距離をD0としたとき、当該フロントガラス底辺画像が車両撮影手段11で撮影される車両前部画像データの上下中央部に存在するような傾斜角度で該車両撮影手段11を設置する。このとき、車両4のフロントガラス4d底辺から無線受信器までの高さがH0であるとすれば、これら距離D0,高さH0から受信角度θ0が求まる。   In view of the fact that the bottom of the windshield 4d of the vehicle 4 such as a small-sized ordinary freight vehicle, medium-sized or large-sized freight vehicle is substantially the same height from the ground and is substantially at the top portion of the vehicle 4, the bottom of the windshield of the vehicle 4 is When the distance from the wireless receiver (ETC gantry 3) installation position to the windshield bottom side position (vehicle top) is D0 when the reception center line by the narrow band communication of the radio receiver is reached, the windshield bottom picture is The vehicle photographing means 11 is installed at an inclination angle so as to exist in the upper and lower center portions of the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11. At this time, if the height from the bottom of the windshield 4d of the vehicle 4 to the wireless receiver is H0, the reception angle θ0 is obtained from the distance D0 and the height H0.

以上のような条件のもとに、前方車両4が図示矢印(イ)方向に走行しているとき、車両撮影手段11がフレームレートに従って前方車両4の前部を複数回にわたって撮影したとき、フロントガラス底辺の画像位置が車両前部画像データの上側から下側に変化していくものとする。   Under the above conditions, when the front vehicle 4 is traveling in the direction indicated by the arrow (A), the vehicle photographing means 11 captures the front of the front vehicle 4 a plurality of times according to the frame rate. It is assumed that the image position of the glass bottom changes from the upper side to the lower side of the vehicle front image data.

そこで、距離演算手段22としては、車両撮影手段11で撮影される車両前部画像データの中の予め定めるフロントガラス底辺画像位置または車両撮影手段11で撮影される車両前部画像データの上下中央部から最も近い画素位置にフロントガラス底辺画像が映っているとき、前方車両4が受信エリア内に入ったと判断し(S4)、無線受信器(ETCガントリ3)設置位置からフロントガラス底辺位置(車両先頭)までの距離D0´を求める(S5)。   Therefore, as the distance calculating means 22, a predetermined windshield bottom image position in the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11 or the upper and lower central portions of the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11. When the windshield bottom image is reflected at the pixel position closest to the vehicle, it is determined that the preceding vehicle 4 has entered the reception area (S4), and the position of the windshield bottom (vehicle top) is determined from the position where the wireless receiver (ETC gantry 3) is installed. ) Is obtained (S5).

すなわち、距離演算手段22は、車両撮影手段11で撮影される車両前部画像データの上下中央部とフロントガラス底辺画像の映っている画像位置とのずれ画素数に予め定める画素換算距離ΔD(図3参照)を掛け、画像中央部からガラス底辺画像の上下位置に応じてプラス、またはマイナスし、下記式(1)により距離D0´を計算できる。   That is, the distance calculating means 22 predetermines a pixel conversion distance ΔD (see FIG. 5) that is determined in advance as the number of shift pixels between the upper and lower center parts of the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11 and the image position where the windshield bottom image is reflected. 3), and the distance D0 ′ can be calculated by the following equation (1) by adding or subtracting from the center of the image according to the vertical position of the glass bottom image.

D0´=D0±(ずれ画素数×ΔD) ……(1)
なお、小型普通貨物車,中型・大型貨物車等の車両4のフロントガラス4d底辺位置が車両4の完全な先頭部位で無いことから、式(1)に予め定め距離補正値をプラスしてもよい。
D0 ′ = D0 ± (number of shifted pixels × ΔD) (1)
Note that the position of the bottom of the windshield 4d of the vehicle 4 such as a small ordinary freight vehicle, a medium-sized or large freight vehicle, etc. is not a complete top portion of the vehicle 4, so that a predetermined distance correction value is added to the equation (1). Good.

そして、以上のように距離D0´が求まり、かつ、車両4のフロントガラス4d底辺から無線受信器までの高さH0が分れば、これら距離D0´,高さH0から受信角度θを容易に求めることができる。   If the distance D0 ′ is obtained as described above and the height H0 from the bottom of the windshield 4d of the vehicle 4 to the wireless receiver is known, the reception angle θ can be easily determined from the distance D0 ′ and the height H0. Can be sought.

さらに、2つのフレームの車両前部画像データの中のガラス底辺画像の移動変化と、移動した画素数とに基づき、画素換算距離ΔDとフレームレートを用いて、車両4の走行速度Vを求めた後、該当車両の距離D0´、走行速度Vをデータバッファメモリ14に記憶する。   Further, based on the movement change of the glass bottom image in the vehicle front image data of the two frames and the number of moved pixels, the traveling speed V of the vehicle 4 was obtained using the pixel conversion distance ΔD and the frame rate. Thereafter, the distance D0 ′ and the traveling speed V of the corresponding vehicle are stored in the data buffer memory 14.

なお、画素換算距離ΔDは、必ずしも1つではなく、画像中央部から離れるに従って画素による換算距離が異なってくるので、正確に距離を求める場合には予め複数画素ごとに異なる画素換算距離を設定してもよい。   Note that the pixel conversion distance ΔD is not necessarily one, and the conversion distance by pixels varies as the distance from the center of the image increases. Therefore, when accurately obtaining the distance, a different pixel conversion distance is set for each of a plurality of pixels in advance. May be.

なお、ステップS4〜S5の処理は、車両間隔検出方法における車両距離・速度演算ステップに相当する。   Note that the processing of steps S4 to S5 corresponds to a vehicle distance / speed calculation step in the vehicle interval detection method.

引き続き、車両間隔検出処理部12は車両サイズ取得手段23を実行する。車両サイズ取得手段23は、既に撮影された社名マークを含む車両前部画像データ(ライト、ナンバープレート、フロントグリル形状(ラジエータ形状等))に基づき、既にデータベース13に格納される図4に示す車両サイズ管理テーブル33を参照し、車両前部画像データと車両サイズ管理テーブル33の車両前部パターンとの一致(S6)またはパターンマッチングにより類似度が予め定めるしきい値を超えたとき(S7)、その車両前部パターンに対応する車種名を特定し、当該車種名に対応する車両サイズ(車両長さ,後部高さなど)を取得するS8)。ステップS6,S7の何れにも該当しない場合、対象車両外(例えば小型車、普通乗用車その他の車両)と判断し、以後の処理を実行しない。   Subsequently, the vehicle interval detection processing unit 12 executes the vehicle size acquisition means 23. The vehicle size acquisition means 23 is the vehicle shown in FIG. 4 that is already stored in the database 13 based on the vehicle front image data (light, license plate, front grill shape (radiator shape, etc.)) including the already taken company name mark. With reference to the size management table 33, when the vehicle front image data matches the vehicle front pattern of the vehicle size management table 33 (S6) or when the similarity exceeds a predetermined threshold value by pattern matching (S7), A vehicle type name corresponding to the vehicle front pattern is specified, and a vehicle size (vehicle length, rear height, etc.) corresponding to the vehicle type name is acquired (S8). If none of Steps S6 and S7 corresponds, it is determined that the vehicle is not the target vehicle (for example, a small car, a normal passenger car, or other vehicle), and the subsequent processing is not executed.

その結果、車種名に対応する車両サイズ(車両長さ,後部高さなど)を取得することにより、下式によって無線受信器(ETCガントリ3)設置位置から前方車両4後部までの水平距離Dを求めることができる。   As a result, by obtaining the vehicle size (vehicle length, rear height, etc.) corresponding to the car model name, the horizontal distance D from the position where the wireless receiver (ETC gantry 3) is installed to the rear part of the front vehicle 4 is obtained by the following equation. Can be sought.

D=D0+(ずれ画素数×ΔD)+車両長さ ……(2)
そして、車種名に対応付けて、ここで得られた水平距離D、後部高さ、前述した車両速度、車両後部高さから無線受信器までの高さ等の必要データをデータバッフアメモリ14に格納する(S9)。なお、小型普通貨物車,中型・大型貨物車等の車両4のフロントガラス4d底辺位置が車両4の完全な先頭部位で無いこともあるので、予め車種名によってフロントガラス4d底辺位置から先頭部位まで距離補正値を対応差付けておけば、式(2)車両長さから距離補正値をマイナスすることで、正確な車両長さとすることができる。
D = D0 + (number of misaligned pixels × ΔD) + vehicle length (2)
Then, in correspondence with the vehicle model name, necessary data such as the horizontal distance D, the rear height, the vehicle speed described above, the height from the vehicle rear height to the wireless receiver, and the like obtained in this manner are stored in the data buffer memory 14. Store (S9). Since the bottom position of the windshield 4d of the vehicle 4 such as a small-sized ordinary freight vehicle, a medium-sized or large-sized freight vehicle, etc. may not be the complete top portion of the vehicle 4, from the bottom position of the windshield 4d to the top portion depending on the model name in advance. If the distance correction value is associated, the accurate vehicle length can be obtained by subtracting the distance correction value from the expression (2) vehicle length.

これらステップS6〜S9の処理は、車両間隔検出方法における車両サイズ取得ステップに相当する。   The processes in steps S6 to S9 correspond to a vehicle size acquisition step in the vehicle interval detection method.

さらに、車両間隔検出処理部12は隠れ発生有無判定手段24を実行する。   Further, the vehicle interval detection processing unit 12 executes a hidden occurrence presence determination unit 24.

前述したように、荷台の高い例えば小型・中型・大型貨物車4の後に後続車両4´が接近したとき、無線受信器が先行する小型・中型・大型貨物車4の後部高さの影響を受け、後続車両4´のETC車載器との間の電波が完全に遮られ、料金収受用データが受信できなくなる。   As described above, when the succeeding vehicle 4 ′ approaches the high cargo bed, for example, after the small / medium / large freight vehicle 4, the wireless receiver is affected by the rear height of the small / medium / large freight vehicle 4 that precedes. The radio wave between the following vehicle 4 'and the ETC on-board unit is completely blocked, and the toll collection data cannot be received.

そこで、隠れ発生有無判定手段24は、後続車両4´のフロントガラス4d底辺から前方車両4の後部までの距離(車間距離)dをS1〜S3と同様に検出する(S10)。   Therefore, the hidden occurrence determination unit 24 detects the distance (inter-vehicle distance) d from the bottom of the windshield 4d of the following vehicle 4 ′ to the rear part of the preceding vehicle 4 in the same manner as S1 to S3 (S10).

隠れ発生有無判定手段24は、前述したように前方車両4の速度V0を求め、かつ、前方車両4の長さDを取得しているので、データバッフアメモリ14から速度V0,前方車両4の後部までの距離Dを読み出し、さらに、前方車両4の検出された時刻をT0、次以降のフレームの車両撮影画像から後続車両4´の検出された時刻をT1とすると、前後車両4−4´の推定車間距離dは、下式(3)から求めることができる。   Since the hidden occurrence determination unit 24 obtains the speed V0 of the preceding vehicle 4 and obtains the length D of the preceding vehicle 4 as described above, the speed V0 of the preceding vehicle 4 is obtained from the data buffer memory 14. When the distance D to the rear portion is read out, and the time when the preceding vehicle 4 is detected is T0, and the time when the succeeding vehicle 4 'is detected from the vehicle captured images of the next and subsequent frames is T1, the preceding and following vehicles 4-4' The estimated inter-vehicle distance d can be obtained from the following equation (3).

d=V0・(T1−T0)−D<ε ……(3)
但し、しきい値εは後述する図7の位置関係によって定められるが、実験・経験等から決定してもよい。
d = V0. (T1-T0) -D <ε (3)
However, although the threshold value ε is determined by the positional relationship of FIG. 7 described later, it may be determined from experiments, experiences, and the like.

さらに、車両間隔検出処理部12としては、上記式(3)で求められた推定車間距離dが後続車両4´のETC車載器が前方車両4の最後部高さの影響を受け、自動料金収受システム1側無線受信器との通信が阻害される可能性について検討する。   Further, as the vehicle interval detection processing unit 12, the estimated inter-vehicle distance d obtained by the above equation (3) is affected by the height of the rearmost part of the preceding vehicle 4 when the ETC onboard unit of the succeeding vehicle 4 ′ is affected by the automatic toll collection. Consider the possibility of obstructing communication with the system 1 side radio receiver.

一般に、ETCガントリ3に設置する車両撮影手段11の俯角を浅くすれば、フロントガラス4dが映った車両前部画像データのフレーム数は増加するが、反面、前後車両4,4´間の距離が接近したとき、車両撮影手段11において後続車両4´のフロントガラス4d´が一部隠れて見えなくなるなどの現象が生じる。   In general, if the depression angle of the vehicle photographing means 11 installed in the ETC gantry 3 is made shallow, the number of frames of the vehicle front image data in which the windshield 4d is reflected increases, but on the other hand, the distance between the front and rear vehicles 4, 4 'is increased. When approaching, a phenomenon occurs in the vehicle photographing means 11 such that the windshield 4d ′ of the following vehicle 4 ′ is partially hidden and cannot be seen.

そこで、ETCガントリ3に無線受信器と同様に車両撮影手段11を設置したと仮定し、車両撮影手段11の視野角を無線受信器の受信範囲相当に設定し、後続車両4´のフロントガラス4d´が隠れる条件について、図7を参照して説明する。   Therefore, assuming that the vehicle photographing means 11 is installed in the ETC gantry 3 similarly to the wireless receiver, the viewing angle of the vehicle photographing means 11 is set to correspond to the reception range of the wireless receiver, and the windshield 4d of the succeeding vehicle 4 ′ is set. The conditions for hiding 'will be described with reference to FIG.

図7に示すように、車両撮影手段11は、当該車両撮影手段11の俯角をθ、視野角をθ´とすれば、フロントガラス4d´がθ±(θ´/2)の範囲内にあれば、被写体であるフロントガラス4d´を撮影できる。   As shown in FIG. 7, the vehicle photographing means 11 is configured such that the windshield 4d ′ is within the range of θ ± (θ ′ / 2), where θ is the depression angle of the vehicle photographing means 11 and θ ′ is the viewing angle. For example, it is possible to photograph the windshield 4d ′ that is the subject.

そこで、後続車両4´のフロントガラス4d´(S)と前方車両4後部との距離dを変化させたとき、以下式(4)に示す条件下で隠れが発生する。図8は後続車両4´のフロントガラス4d´(S)が前方車両4後部高さによって隠れている状態を示している。   Therefore, when the distance d between the windshield 4d ′ (S) of the following vehicle 4 ′ and the rear portion of the front vehicle 4 is changed, the hiding occurs under the condition shown in the following formula (4). FIG. 8 shows a state in which the windshield 4d ′ (S) of the following vehicle 4 ′ is hidden by the rear vehicle 4 rear height.

Θ=tan-1{(H−Hs)/d}>θ+(θ´/2) ……(4)
上式において、θ:車両撮影手段11の俯角、θ´:車両撮影手段11の視野角、S:フロントガラス4d´、d:フロントガラス4d´(S)と前方車両4後部との距離、H:前方車両4の後部高さ、Hs:地面からフロントガラス4d´(S)までの高さ、Θ:dと(H−Hs)とからなる角度である。
Θ = tan −1 {(H−Hs) / d}> θ + (θ ′ / 2) (4)
In the above equation, θ: the depression angle of the vehicle photographing means 11, θ ′: the viewing angle of the vehicle photographing means 11, S: the windshield 4d ′, d: the distance between the windshield 4d ′ (S) and the rear part of the front vehicle 4, H Is the rear height of the front vehicle 4, Hs is the height from the ground to the windshield 4d ′ (S), and θ is an angle formed by d and (H−Hs).

そのため、フロントガラス4d´(S)の隠れが発生する境界条件は、
tan-1{(H−Hs)/d}=θ+(θ´/2) ……(5)
となる。
For this reason, the boundary condition for hiding the windshield 4d ′ (S) is:
tan −1 {(H−Hs) / d} = θ + (θ ′ / 2) (5)
It becomes.

そこで、隠れ発生有無判定手段24は、式(4)に基づき、tan-1{(H−Hs)/d}>θ+(θ´/2)であるか否か、つまり後続車両4´が前方車両2の後部によって隠れるか否かを判定する(S11)。 Therefore, the hidden occurrence determination unit 24 determines whether or not tan −1 {(H−Hs) / d}> θ + (θ ′ / 2) based on the equation (4), that is, the subsequent vehicle 4 ′ is ahead. It is determined whether or not the vehicle 2 is hidden behind the vehicle 2 (S11).

ちなみに、具体例を挙げて隠れ発生有無について説明する。今、θ=45°、θ´=20°となるように画角を設定したとすると、一般車ではHs=1000mm、バスの高さH=3000mmとした場合、dとΘは図9に示す関係となる。   Incidentally, the presence / absence of hidden occurrence will be described with a specific example. Now, assuming that the angle of view is set so that θ = 45 ° and θ ′ = 20 °, d and Θ are shown in FIG. 9 when Hs = 1000 mm in a general car and the bus height H = 3000 mm. It becomes a relationship.

従って、予めデータベース13に図9に示すような複数の隠れ発生判定用テーブル35を容易し、θ=45°、θ´=20°及び車両サイズから隠れ発生有無を判定してもよい。   Accordingly, a plurality of hidden occurrence determination tables 35 as shown in FIG. 9 may be facilitated in the database 13 in advance, and the presence / absence of hidden occurrences may be determined from θ = 45 °, θ ′ = 20 °, and the vehicle size.

なお、ステップS10〜S11の処理は、車両間隔検出方法における隠れ発生有無判定ステップに相当する。   In addition, the process of step S10-S11 is corresponded to the hidden occurrence presence determination step in the vehicle space | interval detection method.

さらに、ステップS11にて、後続車両4´における隠れ発生と判定されたとき、警報出力手段25を実行する。ここでは、後続車両4´における隠れ発生と判定されたとき、データバッファメモリ14に格納されている車両前部画像データ、車種名に対応付けて、距離、後部高さ、前述した車両速度、車両後部高さ、推定車間距離dや隠れ発生有りのデータを例えばデータベース13に保存蓄積するか、さらに自動料金収受システム1に対応するデータベース(図示せず)に保存する(S12)。   Further, in step S11, when it is determined that the hidden vehicle 4 'is hidden, the alarm output means 25 is executed. Here, when it is determined that the hidden vehicle 4 'is hidden, the vehicle front image data stored in the data buffer memory 14 is associated with the vehicle type name, the distance, the rear height, the vehicle speed described above, the vehicle The rear height, the estimated inter-vehicle distance d and the data with occurrence of hiding are stored and accumulated in, for example, the database 13 or further stored in a database (not shown) corresponding to the automatic toll collection system 1 (S12).

引き続き、車両間隔検出処理部12は、隠れ発生有りの判定に基づき、データベース13から音声警報メッセージデータ34を読み出し、後続車両4´に向けて警報発生部15から音声警報メッセージデータ34を発生する(S13)。ステップS12,S13の処理は、車両間隔検出方法における警報出力ステップに相当する。   Subsequently, the vehicle interval detection processing unit 12 reads out the voice warning message data 34 from the database 13 based on the determination of the occurrence of hiding, and generates the voice warning message data 34 from the warning generation unit 15 toward the following vehicle 4 ′ ( S13). Steps S12 and S13 correspond to an alarm output step in the vehicle interval detection method.

しかる後、継続処理(S14)であれば、ステップS1に戻って前方車両4に関係する取得データを消去し、後続車両4´で取得された必要なデータなどを前方車両4として置き換え更新し、一連の処理を繰り返し実行する。   Then, if it is a continuation process (S14), it will return to step S1, erase | eliminate the acquisition data related to the front vehicle 4, replace the necessary data etc. which were acquired by the following vehicle 4 'as the front vehicle 4, and update, Repeat a series of processes.

従って、以上のような実施の形態によれば、前後車両が接近して料金所を通過する際、特に前方車両となる小型普通貨物自動車や中型・大型貨物、大型バス等の後部高さによって、後続車両のETC車載器から発する電波が遮られ、料金収受に関するデータを受信できない状態となるが、このようなときに前後車両の車間距離を推定し、この車間距離推定値のもとに、前方車両の後部高さ、フロントガラス底辺高さ位置及び無線受信器の受信エリア等を考慮し、データ受信不可(隠れ発生)を判定するので、後方車両4´に対して前方車両への接近状態に対する警報メッセージを発生し、注意を喚起することができる。   Therefore, according to the embodiment as described above, when the front and rear vehicles approach and pass the toll gate, especially by the rear height of a small ordinary truck, medium-sized / large-sized cargo, large-sized bus, etc., which becomes the front vehicle, The radio wave emitted from the ETC on-board device of the following vehicle is blocked, and data related to toll collection cannot be received. In such a case, the inter-vehicle distance between the front and rear vehicles is estimated. In consideration of the rear height of the vehicle, the height position of the bottom of the windshield, the reception area of the wireless receiver, etc., it is determined that data reception is impossible (occurrence of hiding). An alert message can be generated to call attention.

また、データ受信不可(隠れ発生)を判定したとき、例えば車両ナンバー等を含んで前部画像や必要なデータを保存蓄積することにより、後に必要な料金請求対策を講じることができる。   Further, when it is determined that data reception is not possible (hidden occurrence), for example, the front image and necessary data including the vehicle number and the like are stored and accumulated, so that necessary billing measures can be taken later.

なお、車両間隔検出処理部12としてコンピュータを用いた場合、図5に示す動作の流れをプログラムメモリ16に車両間隔検出プログラムとして格納し、当該コンピュータに読み込ませるようにすれば、車両検出手段21〜警報出力手段25と同様の機能を実現させることができ、車両間隔検出システムで得られる同様の効果を奏することができる。   If a computer is used as the vehicle interval detection processing unit 12, the operation flow shown in FIG. 5 is stored in the program memory 16 as a vehicle interval detection program, and is read by the computer. A function similar to that of the alarm output means 25 can be realized, and the same effect obtained by the vehicle interval detection system can be obtained.

(その他の実施形態)
(1) 上記実施の形態では、車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データからパターンマッチングまたは背景差分法に基づいて車両の有無を検出したが、車両前部画像データに頼らず、レーザセンサ、ラインセンサ及び距離センサのいずれかを料金所入口近傍に設置し、車両の通過から車両を検出するようにしてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the above embodiment, the presence / absence of the vehicle is detected from the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11 on the basis of the pattern matching or the background difference method. Any one of a sensor, a line sensor, and a distance sensor may be installed in the vicinity of the toll gate entrance, and the vehicle may be detected from the passage of the vehicle.

レーザセンサは、例えばレーザ光を照射し、進入してくる車両側から反射してくるレーザ光を検出し、車両側面までの距離を算出することで、料金所への車両進入有りを検出できる。ラインセンサは、料金所の一方路肩に配置された投光手段と対峙するように配置された受光手段であって、車両の通過による遮光により車両の通過を検出できる。   The laser sensor can detect the presence of a vehicle approaching a toll gate by, for example, irradiating a laser beam, detecting the laser beam reflected from the entering vehicle side, and calculating the distance to the side of the vehicle. The line sensor is a light receiving means arranged so as to face the light projecting means arranged on one shoulder of the toll gate, and can detect the passage of the vehicle by shading due to the passage of the vehicle.

(2) 上記実施の形態では、車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データのもとに、車両サイズ管理テーブル33を参照し、車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得しているが、例えばレーダ装置から電波を発射し、走行する前方車両から反射してくる反射波から車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得することもできる。 (2) In the above embodiment, the vehicle size management table 33 is referred to based on the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11 to obtain the vehicle size (vehicle length, rear height). However, for example, a vehicle size (vehicle length, rear height) can be acquired from a reflected wave that is emitted from a radar device and reflected from a traveling vehicle ahead.

(3) また、予め車両のナンバープレートのナンバー「1:普通貨物車」、「2:大型乗用バス」、「4:軽・小型・中型・大型貨物車」、「8:特殊用途自動車」と車両サイズ(車両長さ、車両後部高さ)との関係をテーブル化し、車両撮影手段11で撮影された車両前部画像データの中の車両ナンバーから車両長さ、車両後部高さを取り出してもよい。 (3) In addition, the vehicle license plate numbers “1: normal freight car”, “2: large passenger bus”, “4: light / small / medium / large freight car”, “8: special purpose car” Even if the relationship between the vehicle size (vehicle length, vehicle rear height) is tabulated and the vehicle length and vehicle rear height are extracted from the vehicle number in the vehicle front image data photographed by the vehicle photographing means 11 Good.

(4) さらに、車両速度は、フレームレートと撮影された車両前部画像データの中の例えばフロントガラス底辺の画像変化の画素数(画素換算距離)とから速度を求めたが、例えば速度取締り用のレーダーセンサを設置し、レーダの反射波から車両速度を測定するとか、あるいは前後車両の前方側設置または後方側設置のレーダ装置を用いて、前後車両の車間距離を取得することも可能である。 (4) Further, the vehicle speed is obtained from the frame rate and the number of pixels (pixel conversion distance) of the image change on the bottom of the windshield in the photographed vehicle front image data, for example, for speed control. It is also possible to measure the vehicle speed from the radar reflected wave, or to obtain the inter-vehicle distance between the front and rear vehicles using a radar device installed on the front side or the rear side of the front and rear vehicles. .

(5) さらに、無線受信器を備えた自動料金収受システム1の設置位置よりも手前の料金所の一方路肩側に車両撮影手段11を設置し、車両撮影手段11の前を通過する前後車両4,4´の車間距離を複数のフレームの動画像から測定し、無線受信器が後続車両4´から送信される料金収受データの受信不可を判定してもよい。 (5) Further, the vehicle photographing means 11 is installed on one shoulder side of the toll booth before the installation position of the automatic toll collection system 1 equipped with the wireless receiver, and the front and rear vehicles 4 passing in front of the vehicle photographing means 11 , 4 ′ may be measured from moving images of a plurality of frames, and the wireless receiver may determine that the toll collection data transmitted from the succeeding vehicle 4 ′ cannot be received.

(6) さらに、他の実施の形態としては、種々の測定センサと可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位,下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。 (6) Furthermore, as another embodiment, it can be implemented in combination with various measurement sensors as much as possible, and in that case, the effect of the combination can be obtained. Further, each of the above embodiments includes various higher-level and lower-level inventions, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when an invention is extracted because some constituent elements can be omitted from all the constituent elements described in the means for solving the problem, the omitted part is used when the extracted invention is implemented. Is appropriately supplemented by well-known conventional techniques.

1…無線受信器を備えた自動料金収受システム、2…有料道路、3…ETCガントリ、4…前方車両、4´…後続車両、10…車両間隔検出システム、11…車両撮影手段、12…車両間隔検出処理部、13…データベース、14…データバッフアメモリ、15…警報発生部、16…プログラムメモリ、21…車両検出手段、22…距離演算手段、23…車両サイズ取得手段、24…隠れ発生有無判定手段、25…警報出力手段、31…簡略的な車両前部参照パターン、32…距離演算用テーブル、33…車両サイズ管理テーブル、34…警報メッセージデータ、35…隠れ発生判定用テーブル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic toll collection system provided with wireless receiver, 2 ... Toll road, 3 ... ETC gantry, 4 ... Forward vehicle, 4 '... Subsequent vehicle, 10 ... Vehicle interval detection system, 11 ... Vehicle photographing means, 12 ... Vehicle Interval detection processing unit, 13 ... database, 14 ... data buffer memory, 15 ... alarm generating unit, 16 ... program memory, 21 ... vehicle detection means, 22 ... distance calculation means, 23 ... vehicle size acquisition means, 24 ... hidden occurrence Presence / absence determination means, 25 ... alarm output means, 31 ... simple vehicle front reference pattern, 32 ... distance calculation table, 33 ... vehicle size management table, 34 ... alarm message data, 35 ... hiding occurrence determination table.

Claims (15)

料金所内に進入してくる前後車両が接近しているとき、自動料金収受システムの無線受信器が後続車両のETC車載器とDSRC通信で料金収受に関するデータを受信できるか否かを判定するために前記前後車両の車間距離を推定する車両間隔検出システムであって、
前記料金所内に進入してくる前方車両および後続車両の前部画像を撮影する車両撮影手段と、
前記料金所内に進入してくる前記前方および後続車両を検出する車両検出手段と、
前記車両撮影手段で撮影された前方車両の前部画像に映るフロントガラス底辺の画像位置に基づき前記無線受信器から前記前方車両のフロントガラス底辺までの水平距離を求め、また、フレームレートと前記フロントガラス底辺の画像位置変化とから前記前方車両の速度を求める距離・速度演算手段と、
前記前方車両の車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得する車両サイズ取得手段と、
前記距離・速度演算手段で求めた前記前方車両の速度と前記距離・速度演算手段で求めた水平距離および前記取得された車両長さから得られる前記無線受信器からの該前方車両後部までの水平距離とを用いて、前記前後車両の車間距離を推定し、前記後続車両でのDSRC通信による料金収受に関するデータの受信不可(隠れ)を判定する隠れ発生有無判定手段とを備えたことを特徴とする車両間隔検出システム。
To determine whether the wireless receiver of the automatic toll collection system can receive data related to toll collection with the ETC on-board unit of the following vehicle and DSRC communication when the front and rear vehicles entering the toll gate are approaching A vehicle interval detection system for estimating an inter-vehicle distance between the front and rear vehicles,
Vehicle photographing means for photographing front images of the preceding vehicle and the following vehicle entering the toll gate;
Vehicle detection means for detecting the forward and subsequent vehicles entering the toll gate;
A horizontal distance from the wireless receiver to the front windshield bottom of the front vehicle is obtained based on the image position of the windshield bottom taken in the front image of the front vehicle photographed by the vehicle photographing means, and the frame rate and the front Distance / speed calculation means for determining the speed of the vehicle ahead from the image position change of the glass bottom,
Vehicle size acquisition means for acquiring the vehicle size (vehicle length, rear height) of the preceding vehicle;
Horizontal speed from the wireless receiver obtained from the speed of the preceding vehicle obtained by the distance / speed computing means, the horizontal distance obtained by the distance / speed computing means and the obtained vehicle length to the rear portion of the preceding vehicle. And a hidden occurrence presence / absence determining means for estimating an inter-vehicle distance between the preceding and following vehicles using a distance and determining whether or not to receive data related to toll collection by DSRC communication in the following vehicle (hidden). Vehicle spacing detection system.
請求項1に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記車両検出手段は、前記車両撮影手段で撮影された前方車両の少なくともライト,ナンバープレート、フロントグリル等を含む前部画像と予め記憶されるライト,ナンバープレート、フロントグリルの1種類以上を含む車両前部参照パターンとのパターンマッチング、またはフレームレートごとに前記車両撮影手段で撮影される前記前方車両の前回・今回の画像変化から車両であることを検出することを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1,
The vehicle detection means includes a front image including at least a light, a license plate, a front grill and the like of a preceding vehicle photographed by the vehicle photographing means, and a vehicle including at least one of a light, a license plate and a front grill stored in advance. A vehicle interval detection system that detects a vehicle from pattern matching with a front reference pattern, or from previous and current image changes of the preceding vehicle imaged by the vehicle imaging means for each frame rate.
請求項1に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記車両検出手段は、料金所入り側近傍にレーザセンサ、ラインセンサ、距離センサのいずれか1種類のセンサが設置され、検出対象の通過状態から車両であることを検出することを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1,
The vehicle detecting means includes one of a laser sensor, a line sensor, and a distance sensor in the vicinity of a toll gate entrance side, and detects that the vehicle is a vehicle from a detection target passing state. Interval detection system.
請求項1または請求項2に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記距離演算手段は、予め定める前記無線受信器の設置位置からの基準距離に前記前方車両のフロントガラス底辺部分が到達したとき、前記撮影された前方車両の前部画像の上下中心部に前記フロントガラス底辺の画像が映るように前記車両撮影手段が設けられ、実際に当該車両撮影手段で撮影された前記前部画像の中にフロントガラス底辺の画像が前記上下中心部から変化しているとき、変化した画素数に応じた換算距離を前記基準距離に加・減算し、前記無線受信器の設置位置から前記前方車両までの水平距離を求めることを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1 or 2,
The distance calculating means is arranged such that when the bottom portion of the windshield of the front vehicle reaches a reference distance from a predetermined installation position of the wireless receiver, the front of the front image of the front image of the front vehicle is captured. When the vehicle photographing means is provided so that an image of the bottom of the glass is reflected, and the image of the bottom of the windshield is changing from the vertical center in the front image actually photographed by the vehicle photographing means, A vehicle distance detection system, wherein a conversion distance corresponding to the number of changed pixels is added to or subtracted from the reference distance to obtain a horizontal distance from an installation position of the wireless receiver to the preceding vehicle.
請求項1または請求項2に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記車両サイズ取得手段は、予め複数の車種名に対応する車両の前部パターンデータ及び車両サイズが記憶され、前記車両撮影手段で撮影された前記前方車両の前部画像に基づいて前記各車両の前部パターンデータを参照し、特定の車種名の車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得することを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1 or 2,
The vehicle size acquisition means stores in advance vehicle front pattern data and vehicle sizes corresponding to a plurality of vehicle model names, and stores each vehicle based on a front image of the front vehicle taken by the vehicle photography means. A vehicle interval detection system characterized by referring to front pattern data and acquiring a vehicle size (vehicle length, rear height) of a specific vehicle type name.
請求項1または請求項2に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記車両サイズ取得手段は、レーダ装置から電波を発射し、走行する前方車両から反射してくる反射波から車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得することを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1 or 2,
The vehicle size acquisition means emits a radio wave from a radar device and acquires a vehicle size (vehicle length, rear height) from a reflected wave reflected from a traveling front vehicle. .
請求項1または請求項2に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記前後車両の車間距離の推定値dは、前記速度V0、前記無線受信器から前方車両後部までの距離D、前方車両検出時刻をTO、後続車両の検出時刻をT1とすると、
d=V0・(T1−T0)−Dなる演算式から求めることを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to claim 1 or 2,
Estimate d of the distance to the vehicle front, the speed V0, the distance D from the radio receiver to the forward vehicle rear portion, the forward vehicle detection time TO, when the T1 of the detection time of the following vehicle,
d = V0 · (T1−T0) −D
請求項1,請求項2,請求項5ないし請求項7の何れか一項に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記前後車両の車間距離の推定値と前記前方車両の後部高さと後続車両のフロントガラス高さを用いて所定の演算式により、前記無線受信器が前記後続車両から送信する料金収受に関するデータのDSRC通信による受信不可(隠れ)を判定することを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle space | interval detection system as described in any one of Claim 1, Claim 2, Claim 5 thru | or 7,
DSRC of data related to toll collection transmitted from the succeeding vehicle by the wireless receiver according to a predetermined calculation formula using the estimated value of the inter-vehicle distance between the front and rear vehicles, the rear height of the preceding vehicle and the windshield height of the following vehicle A vehicle interval detection system characterized by determining whether or not reception by communication is possible (hidden).
請求項1ないし請求項8の何れか一項に記載の車両間隔検出システムにおいて、
前記料金所内の適宜な個所に設置される警報発生部と、
前記隠れ発生有無判定手段で受信不可と判定されたとき、各種の取得データのうち所要のデータを蓄積すると共に、前記後続車両に対して接近していることの警報メッセージを前記警報発生部から発生する警報出力手段とをさらに設けたことを特徴とする車両間隔検出システム。
In the vehicle interval detection system according to any one of claims 1 to 8,
An alarm generator installed at an appropriate location in the toll gate;
When it is determined that reception is impossible by the hidden occurrence determination means, necessary data among various types of acquired data is accumulated and a warning message indicating that the vehicle is approaching is generated from the warning generation unit A vehicle interval detection system, further comprising an alarm output means.
料金所内に進入してくる前後車両が接近しているとき、自動料金収受システムの無線受信器が後続車両のETC車載器とDSRC通信で料金収受に関するデータを受信できるか否かを判定するために前記前後車両の車間距離を推定する車両間隔検出方法であって、
前記料金所内に進入してくる前方車両および後続車両を検出する車両検出ステップと、
前記料金所内に進入してくる前方車両の撮影された車両前部画像に映るフロントガラス底辺の画像位置から前記無線受信器から当該前方車両のフロントガラス底辺までの水平距離と、フレームレートと前記フロントガラス底辺の画像位置変化とから前記前方車両の速度を求める距離・速度演算ステップと、
前記前方車両の車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得する車両サイズ取得ステップと、
前記距離・速度演算ステップで求めた前記前方車両の速度と前記距離・速度演算ステップで求めた水平距離および前記取得された車両長さから得られる前記無線受信器からの該前方車両後部までの水平距離とを用いて、前記前後車両の車間距離を推定し、前記後続車両でのDSRC通信による料金収受に関するデータの受信不可(隠れ)を判定する隠れ発生有無判定ステップと、
受信不可と判定されたとき、前記後続車両に警報発生部から警報メッセージを発生する警報出力ステップとを有することを特徴とする車両間隔検出方法。
To determine whether the wireless receiver of the automatic toll collection system can receive data related to toll collection with the ETC on-board unit of the following vehicle and DSRC communication when the front and rear vehicles entering the toll gate are approaching A vehicle interval detection method for estimating an inter-vehicle distance between the front and rear vehicles,
A vehicle detection step of detecting a forward vehicle and a subsequent vehicle entering the toll gate;
The horizontal distance from the wireless receiver to the front windshield bottom of the front vehicle from the image position of the windshield bottom reflected in the front image of the vehicle in front of the front vehicle entering the toll gate, the frame rate, and the front A distance / speed calculating step for determining the speed of the preceding vehicle from the image position change of the glass bottom;
A vehicle size acquisition step of acquiring a vehicle size (vehicle length, rear height) of the preceding vehicle;
Horizontal to said front vehicle rear portion from the radio receiver obtained from the horizontal distance and the acquired vehicle length determined by the speed and the distance and speed calculation step of the front vehicle which has been determined by the distance and speed calculating step A hidden occurrence determination step for estimating an inter-vehicle distance between the preceding and following vehicles using a distance and determining whether or not to receive data related to toll collection by DSRC communication in the subsequent vehicle (hidden);
And a warning output step of generating a warning message from a warning generation unit in the succeeding vehicle when it is determined that reception is impossible.
少なくとも車両前部参照パターン、各車種名に対して車両前部パターン及び車両サイズデータ(車両長さ、後部高さ)を対応付けた車両サイズ管理テーブル、警報メッセージデータを格納する記憶部を備えたコンピュータによって、前記料金所内に進入してくる前後車両が接近しているとき、自動料金収受システムの無線受信器が後続車両のETC車載器とDSRC通信で料金収受に関するデータを受信できるか否かを判定するための前記前後車両の車間距離を推定する車両間隔検出プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記料金所内に設置される撮影カメラで撮影された車両前部画像と前記車両前部参照パターンとのパターンマッチングまたは複数の車両前部画像に基づく背景差分処理によって前部車両および後続車両を検出する車両検出機能と、前記車両前部画像に映るフロントガラス底辺の画像位置から前記無線受信器から当該前方車両のフロントガラス底辺までの水平距離、また、フレームレートと前記フロントガラス底辺の画像位置変化とから前記前方車両の速度を求める距離・速度演算機能と、前記撮影カメラで撮影された前記前方車両の前部画像に基づいて前記車両サイズ管理テーブルの車両前部パターンを参照し、特定の車種名の車両サイズ(車両長さ,後部高さ)を取得する車両サイズ取得機能と、前記距離・速度演算機能で求めた前記前方車両の速度と前記距離・速度演算機能で求めた水平距離および前記取得された車両長さから得られる前記無線受信器からの該前方車両後部までの水平距離とを用いて、前記前後車両の車間距離を推定し、前記後続車両でのDSRC通信による料金収受に関するデータの受信不可(隠れ)を判定する隠れ発生有無判定機能と、受信不可と判定されたとき、前記後続車両が接近していることの前記警報メッセージデータを警報発生部から発生する警報出力機能とを実現させるための車両間隔検出プログラム。
At least a vehicle front reference pattern, a vehicle size management table in which a vehicle front pattern and vehicle size data (vehicle length, rear height) are associated with each vehicle type name, and a storage unit for storing alarm message data are provided. Whether the wireless receiver of the automatic toll collection system can receive data related to toll collection by DSRC communication with the ETC on-board unit of the succeeding vehicle when the front and rear vehicles entering the toll gate are approaching by the computer A vehicle interval detection program for estimating an inter-vehicle distance between the front and rear vehicles for determination,
In the computer,
A front vehicle and a succeeding vehicle are detected by pattern matching between a vehicle front image captured by a photographing camera installed in the toll gate and the vehicle front reference pattern or background difference processing based on a plurality of vehicle front images. A vehicle detection function, a horizontal distance from the image position of the windshield bottom reflected in the front image of the vehicle to the windshield bottom of the front vehicle from the wireless receiver, a frame rate, and an image position change of the windshield bottom The vehicle front pattern of the vehicle size management table based on the distance / speed calculation function for determining the speed of the preceding vehicle from the front image of the front vehicle captured by the imaging camera, and a specific vehicle type name vehicle size (vehicle length, the rear height) of the vehicle size acquiring function of acquiring, the front which has been determined by the distance and speed calculation function The obtained horizontal distance and the acquired vehicle length determined by the distance and speed calculation function and both of the speed by using the horizontal distance to said front vehicle rear portion from the wireless receiver, vehicle of the front and rear vehicle A hidden occurrence presence / absence determination function for estimating distance and determining whether or not to receive data related to toll collection by DSRC communication in the subsequent vehicle, and that the subsequent vehicle is approaching when it is determined that reception is impossible A vehicle interval detection program for realizing an alarm output function for generating the alarm message data from an alarm generator.
自動料金収受システムの料金所内に進入してくる前方車両および後続車両の前部画像を撮影する車両撮影手段と、Vehicle photographing means for photographing the front image of the preceding vehicle and the following vehicle entering the toll gate of the automatic toll collection system;
前記車両撮影手段で撮影された前記前方車両の前部画像より前記自動料金収受システムの無線受信器から前記前方車両の前部画像に含まれるフロントガラスまでの水平距離を求め、前記車両撮影手段で撮影された前記前部画像と車両検知装置による前記前方車両の検知結果とのいずれかに基づいて前記前方車両の速度を求める距離・速度演算手段と、A horizontal distance from a wireless receiver of the automatic toll collection system to a windshield included in the front image of the preceding vehicle is obtained from a front image of the preceding vehicle photographed by the vehicle photographing means, and the vehicle photographing means A distance / speed calculating means for determining the speed of the preceding vehicle based on either the photographed front image and the detection result of the preceding vehicle by a vehicle detection device;
前記前方車両の車両サイズを取得する車両サイズ取得手段と、Vehicle size acquisition means for acquiring the vehicle size of the preceding vehicle;
前記車両サイズ取得手段で取得した前記前方車両の車両サイズと前記距離・速度演算手段で求めた前記前方車両の速度と前記水平距離とを用いて、前記前方車両と後続車両との車間距離を推定し、前記後続車両と前記自動料金収受システムとの通信不可を判定する隠れ発生有無発生手段とThe inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the following vehicle is estimated using the vehicle size of the preceding vehicle acquired by the vehicle size acquiring unit, the speed of the preceding vehicle obtained by the distance / speed calculating unit, and the horizontal distance. And a hidden occurrence presence / absence generating means for determining whether the subsequent vehicle and the automatic toll collection system cannot communicate with each other.
を備えたことを特徴とする車両間隔検出システム。A vehicle interval detection system comprising:
請求項12に記載の車両間隔検出システムにおいて、The vehicle interval detection system according to claim 12,
前記距離・速度演算手段は、前記車両撮影手段で撮影された前記前方車両の前部画像のフロントガラス底辺の画像位置に基づき前記自動料金収受システムの無線受信器から前記前方車両のフロントガラス底辺までの水平距離を求めることを特徴とする車両間隔検出システム。The distance / speed calculating means is based on the image position of the front glass bottom of the front image of the front vehicle photographed by the vehicle photographing means from the wireless receiver of the automatic toll collection system to the windshield bottom of the front vehicle. A vehicle distance detection system characterized by obtaining a horizontal distance of the vehicle.
請求項12に記載の車両間隔検出システムにおいて、The vehicle interval detection system according to claim 12,
前記距離・速度演算手段は、フレームレートと前記前方車両の前部画像のフロントガラス底辺の画像位置変化とから前記前方車両の速度を求めることを特徴とする車両間隔検出システム。The distance / speed calculating means obtains the speed of the front vehicle from a frame rate and an image position change of a windshield bottom side of the front image of the front vehicle.
請求項12に記載の車両間隔検出システムにおいて、The vehicle interval detection system according to claim 12,
前記車両サイズ取得手段は、前記車両サイズとして車両長さ及び後部高さを取得し、The vehicle size acquisition means acquires a vehicle length and a rear height as the vehicle size,
前記隠れ発生有無判定手段は、前記距離・速度演算手段により求めた速度と前記距離・速度演算手段により求めた水平距離および前記車両長さから得られる前記無線受信器からの前方車両後部までの水平距離とを用いて、前記前方車両と後続車両との車間距離を推定し、前記後続車両と前記自動料金収受システムとの通信不可を判定することを特徴とする車両間隔検出システム。The hiding occurrence presence / absence judging means includes a speed obtained by the distance / speed computing means, a horizontal distance obtained by the distance / speed computing means, and a horizontal distance from the wireless receiver obtained from the vehicle length to the rear portion of the front vehicle. An inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the following vehicle is estimated using a distance, and communication between the following vehicle and the automatic toll collection system is determined to be impossible.
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