JP6928785B2 - Imaging device, axle load measurement system, and imaging method - Google Patents

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Description

本開示は、路面変位を計測するための撮像画像を生成する撮像装置および撮像方法に関する。さらに、本開示は、撮像画像を用いて車両の軸重を計測する軸重計測システムに関する。 The present disclosure relates to an imaging device and an imaging method for generating an captured image for measuring road surface displacement. Furthermore, the present disclosure relates to an axle load measuring system that measures the axle load of a vehicle using captured images.

例えば、特許文献1は、軸重計補正方法を開示している。この軸重計補正方法によれば、車両の走行路に軸重を計測する軸重センサを埋設し、その走行路において軸重が既知の車両を通行させ、その車両のナンバープレートをカメラで撮影する。撮像されたナンバープレートから車両を特定し、同時に得られたその車両の軸重値を用いて軸重計を補正することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a axle load meter correction method. According to this axle load meter correction method, an axle load sensor for measuring axle load is embedded in a vehicle's runway, a vehicle with a known axle load is allowed to pass on the runway, and the license plate of the vehicle is photographed with a camera. do. A vehicle can be identified from the imaged license plate, and the axle load value of the vehicle obtained at the same time can be used to correct the axle load meter.

特開2011−64462号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-64462

本開示は、車両が通過する走行路を鮮明に撮像することができる撮像装置を提供する。 The present disclosure provides an imaging device capable of clearly imaging a traveling path through which a vehicle passes.

本開示の一態様に係る撮像装置は、撮像部と、検出部と、算出部と、制御部とを備える。撮像部は、車両が通過する走行路を撮像し、走行路が撮像された撮像画像を生成する。検出部は、撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出する。算出部は、接触位置を含む走行路の第1の路面領域における輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出する。制御部は、第1の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御する。 The image pickup apparatus according to one aspect of the present disclosure includes an image pickup unit, a detection unit, a calculation unit, and a control unit. The imaging unit takes an image of the traveling path through which the vehicle passes, and generates an captured image in which the traveling path is captured. The detection unit detects the contact position where the vehicle comes into contact with the traveling path in the captured image. The calculation unit calculates the first luminance range based on the luminance distribution in the first luminance distribution of the traveling path including the contact position. The control unit determines the imaging conditions of the imaging unit based on the first luminance range, and controls the imaging unit using the determined imaging conditions.

本開示の別の態様に係る撮像方法は、検出ステップと、算出ステップと、制御ステップとを含む。検出ステップは、車両が通過する走行路が撮像された撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出するステップである。算出ステップは、接触位置を含む走行路の第1の路面領域における輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出するステップである。制御ステップは、第1の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御するステップである。 An imaging method according to another aspect of the present disclosure includes a detection step, a calculation step, and a control step. The detection step is a step of detecting the contact position where the vehicle comes into contact with the traveling path in the captured image obtained by capturing the traveling path through which the vehicle passes. The calculation step is a step of calculating the first luminance range based on the luminance distribution in the first luminance distribution of the traveling path including the contact position. The control step is a step of determining the imaging conditions of the imaging unit based on the first luminance range and controlling the imaging unit using the determined imaging conditions.

本開示に係る撮像装置及び撮像方法によると、車両が通過する走行路を鮮明に撮像することができる。 According to the image pickup device and the image pickup method according to the present disclosure, it is possible to clearly image the traveling path through which the vehicle passes.

図1は、実施の形態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。FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of measuring the axle load according to the embodiment. 図2は、実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to an embodiment. 図3は、実施の形態に係る軸重計測装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the axle load measuring device according to the embodiment. 図4は、変位係数のデータ構成図である。FIG. 4 is a data configuration diagram of the coefficient of variation. 図5は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the image pickup apparatus. 図6は、撮像画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a captured image. 図7は、撮像画像の他の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the captured image. 図8Aは、輝度分布の一例を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing an example of the luminance distribution. 図8Bは、輝度分布の他の一例を示す図である。FIG. 8B is a diagram showing another example of the luminance distribution. 図9は、軸重計測装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the axle load measuring device. 図10は、撮像画像のさらに他の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing still another example of the captured image.

実施の形態の一態様に係る撮像装置は、撮像部と、検出部と、算出部と、制御部とを備える。撮像部は、車両が通過する走行路を撮像し、走行路が撮像された撮像画像を生成する。検出部は、撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出する。算出部は、接触位置を含む走行路の第1の路面領域における輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出する。制御部は、第1の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御する。 The image pickup apparatus according to one aspect of the embodiment includes an image pickup unit, a detection unit, a calculation unit, and a control unit. The imaging unit takes an image of the traveling path through which the vehicle passes, and generates an captured image in which the traveling path is captured. The detection unit detects the contact position where the vehicle comes into contact with the traveling path in the captured image. The calculation unit calculates the first luminance range based on the luminance distribution in the first luminance distribution of the traveling path including the contact position. The control unit determines the imaging conditions of the imaging unit based on the first luminance range, and controls the imaging unit using the determined imaging conditions.

これにより、この撮像装置は、車両が通過する走行路を鮮明に撮像できる。そのため、映像を用いた軸重計測装置の精度を維持することができる。 As a result, this imaging device can clearly image the traveling path through which the vehicle passes. Therefore, the accuracy of the axle load measuring device using the image can be maintained.

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。 It should be noted that these comprehensive or specific embodiments may be realized in a recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program or computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer program. Alternatively, it may be realized by any combination of recording media.

以下、本開示の一態様に係る撮像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、特許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。 Hereinafter, a specific example of the image pickup apparatus according to one aspect of the present disclosure will be described. It should be noted that all of the embodiments described below show a preferred specific example of the present disclosure. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. The present disclosure is limited only by the scope of claims. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present disclosure are not necessarily necessary for achieving the subject of the present disclosure, but more. Described as constituting a preferred form.

(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軸重計測システムにおける動作を説明する。
(Embodiment 1)
Here, as one aspect of the present disclosure, the operation in the axle load measuring system installed on the traveling path of a general vehicle will be described.

以下、撮像装置は、軸重計測システムに組み込まれて動作する場合を想定し、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the image pickup apparatus will be described with reference to the drawings on the assumption that the image pickup device is incorporated in the axle load measurement system and operates.

[1−1.構成]
図1は、実施の形態に係る軸重計測システム1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。軸重計測システム1は、撮像装置100と、軸重計測装置200とを含む。
[1-1. composition]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of how the axle load measuring system 1 according to the embodiment measures the axle load of the vehicle 102. The axle load measuring system 1 includes an imaging device 100 and an axle load measuring device 200.

ここでは、例えば、軸重計測装置200は、撮像装置100に接続される。撮像装置100は、車両102が走行する走行路103を撮像して、走行路103が撮像された撮像画像を生成する。そして、軸重計測装置200には、撮像装置100によって生成された複数の撮像画像が入力される。軸重計測装置200は、入力された撮像画像を用いて、車両102の軸重を計測する。ここで、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。 Here, for example, the axle load measuring device 200 is connected to the imaging device 100. The image pickup apparatus 100 takes an image of the traveling path 103 on which the vehicle 102 travels, and generates an captured image in which the traveling path 103 is captured. Then, a plurality of captured images generated by the imaging device 100 are input to the axle load measuring device 200. The axle load measuring device 200 measures the axle load of the vehicle 102 using the input captured image. Here, the vehicle 102 is, for example, a truck, and the traveling path 103 is, for example, an asphalt road.

図2は、本開示の実施の形態1に係る撮像装置100の構成を示すブロック図である。撮像装置100は、撮像部110と、タイヤ検出部120と、分析部130と、制御部140と、を含む。また、分析部130は、領域設定部131を備える。タイヤ検出部120は、検出部の一例である。分析部130は、算出部の一例である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment of the present disclosure. The image pickup apparatus 100 includes an image pickup unit 110, a tire detection unit 120, an analysis unit 130, and a control unit 140. Further, the analysis unit 130 includes an area setting unit 131. The tire detection unit 120 is an example of the detection unit. The analysis unit 130 is an example of a calculation unit.

撮像部110は、外部から制御可能な撮像条件(露出時間、絞り、ゲイン、黒レベルなどの少なくとも1つの項目を含む)に基づいて走行路103を撮像し、走行路103が撮像された撮像画像を生成する。撮像部110は、走行路103が撮像された撮像画像をタイヤ検出部120と軸重計測装置200に出力する。軸重計測装置200への撮像画像の出力は、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。 The imaging unit 110 images the travel path 103 based on externally controllable imaging conditions (including at least one item such as exposure time, aperture, gain, and black level), and the imaging image captured by the travel path 103. To generate. The image pickup unit 110 outputs the captured image captured by the traveling path 103 to the tire detection unit 120 and the axle load measuring device 200. The output of the captured image to the axle load measuring device 200 is performed by wireless or wired communication, or via a recording medium.

タイヤ検出部120は、撮像部110が生成した撮像画像に対して画像認識処理を行う。そして、タイヤ検出部120は、撮像画像において走行する車両のタイヤを認識し、タイヤが走行路と接地する位置(接触位置)を検出する。 The tire detection unit 120 performs image recognition processing on the captured image generated by the image capturing unit 110. Then, the tire detection unit 120 recognizes the tire of the traveling vehicle in the captured image, and detects the position (contact position) where the tire touches the traveling path.

領域設定部131は、タイヤ検出部120が検出したタイヤが走行路と接地する位置を含む第1の路面領域を、撮像画像上で設定する。第1の路面領域は、車両の軸重の影響が及ぶ領域である。 The area setting unit 131 sets a first road surface region including a position where the tire detected by the tire detection unit 120 touches the traveling road on the captured image. The first road surface area is an area affected by the axle load of the vehicle.

分析部130は、領域設定部131が設定した第1の路面領域における画像の輝度分布を生成し、その輝度分布を分析する。分析部130は、輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出する。第1の輝度範囲については、後述する。 The analysis unit 130 generates a luminance distribution of the image in the first road surface region set by the region setting unit 131, and analyzes the luminance distribution. The analysis unit 130 calculates the first luminance range based on the luminance distribution. The first luminance range will be described later.

制御部140は、分析部130が算出した第1の輝度範囲に基づき、撮像部110の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部110を制御する。制御部140は、決定した撮像条件を撮像部110に設定する。なお、撮像部110は、所定の撮像条件を保持してもよい。制御部140は、例えば、撮像装置100の初期状態においては、所定の撮像条件を用いて撮像部110を制御する。所定の撮像条件は、分析部130が第1の輝度範囲を算出できなかった場合にも用いられる。 The control unit 140 determines the imaging conditions of the imaging unit 110 based on the first luminance range calculated by the analysis unit 130, and controls the imaging unit 110 using the determined imaging conditions. The control unit 140 sets the determined imaging conditions in the imaging unit 110. The imaging unit 110 may hold a predetermined imaging condition. The control unit 140 controls the image pickup unit 110 using predetermined imaging conditions, for example, in the initial state of the image pickup apparatus 100. The predetermined imaging condition is also used when the analysis unit 130 cannot calculate the first luminance range.

図3は、本開示の実施の形態1に係る軸重計測装置200の構成を示すブロック図である。図3に示される通り、軸重計測装置200は、入力部210と、検出部220と、軸重算出部230と、記憶部240とを含む。さらに、検出部220は、軸重位置特定部221と変位量検出部222とを含む。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the axle load measuring device 200 according to the first embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 3, the axle load measuring device 200 includes an input unit 210, a detection unit 220, an axle load calculation unit 230, and a storage unit 240. Further, the detection unit 220 includes an axle load position specifying unit 221 and a displacement amount detecting unit 222.

入力部210は、撮像装置100によって生成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、4096×2160ピクセルのデジタル画像の入力を受け付ける。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。 The input unit 210 receives inputs of a plurality of captured images generated by the imaging device 100. Here, the input unit 210 accepts, for example, the input of a digital image of 4096 × 2160 pixels. The input of the captured image is performed by wireless or wired communication, or via a recording medium.

検出部220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。 The detection unit 220 detects the amount of displacement corresponding to the displacement generated on the road surface of the traveling path by the passage of the vehicle at a predetermined point.

軸重位置特定部221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221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、車両が含まれると判定する場合には、軸重位置特定部221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し、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。 When the captured image received by the input unit 210 includes a vehicle, the axle load position specifying unit 221 specifies the axle load position of the vehicle in the captured image. More specifically, the axle load position specifying unit 221 performs image recognition processing on the captured image and determines whether or not the captured image includes a vehicle. Then, when it is determined that the vehicle is included, the axle load position specifying unit 221 recognizes the tire of the vehicle by further image recognition processing, and axes the region on the traveling road corresponding to the lowest point of the tire. Specify as a heavy position.

変位量検出部222は、車両の走行路が撮像された撮像画像を用いて、軸重が加えられたことによってその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。特に、軸重位置特定部221によって軸重位置が特定された場合に、変位量検出部222は、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。すなわち、変位量検出部222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、変位量を検出する。撮像画像間における変位量の検出は、ブロックマッチングや相関法やオプティカルフローを用いることで実現可能である。この変位量は、例えば、比較対象となる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として算出される。また、変位が生じていない撮像画像は、予め軸重対象が存在しない状態で走行路が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、軸重対象が存在しないと判定された撮像画像であっても良い。 The displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount in the captured image corresponding to the displacement generated in the traveling path due to the addition of the axle load by using the captured image obtained by capturing the traveling path of the vehicle. In particular, when the axle load position is specified by the axle load position specifying unit 221, the displacement amount detecting unit 222 detects the displacement amount corresponding to the displacement at the specified axle load position. That is, the displacement amount detection unit 222 compares the captured image in which the traveling path is not displaced and the captured image in which the traveling path is displaced among the plurality of captured images received by the input unit 210. Then, the amount of displacement is detected. The detection of the amount of displacement between captured images can be realized by using block matching, a correlation method, or an optical flow. This displacement amount is calculated as, for example, the number of pixels indicating the difference in the pixel positions corresponding to the same points on the traveling path between the captured images to be compared. Further, the captured image in which the displacement does not occur may be an captured image in which the traveling path is imaged in a state where the axial weight object does not exist in advance, or a plurality of imaging images in which the traveling path is continuously imaged in time. In the image, it may be a captured image in which the amount of change in the image is a certain amount or less, or it may be a captured image in which it is determined by the image recognition process that there is no axially weighted object.

記憶部240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、記憶部240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係数である変位係数を、第1情報として記憶する。記憶部240は、軸重計測装置200を構成するメモリ(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。 The storage unit 240 stores the first information indicating the relationship between the axle load and the displacement amount. More specifically, the storage unit 240 has a relational expression showing the relationship between the axle load and the amount of displacement when the displacement occurs in the traveling path due to the addition of the axle load to the traveling path, and the relational expression thereof. The displacement coefficient, which is a coefficient used in the relational expression, is stored as the first information. The storage unit 240 may be realized by a memory (not shown) constituting the axle load measuring device 200, or may be realized by a database of a communicable external device.

一般に、軸重w(kg)は、変位量d(画素数)の関数fとして、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ととしている。このため、記憶部240は、変数をd、係数をαとして表わされる一次式(w=αd)を関係式として記憶し、係数αを変位係数として記憶する。 Generally, the axle load w (kg) is expressed by the formula w = f (d) as a function f of the displacement amount d (the number of pixels). Here, the function f is approximated by a linear expression and treated. Therefore, the storage unit 240 stores a linear expression (w = αd) represented by a variable as d and a coefficient as α as a relational expression, and stores the coefficient α as a displacement coefficient.

この変位係数αは、軸重位置特定部221によって、軸重位置として特定され得る位置それぞれについて、その位置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、撮像位置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」と呼ぶ。)毎に、その局所領域に対応する値を有している。 The displacement coefficient α has a displacement coefficient value associated with each position that can be specified as the axle load position by the axle load position specifying unit 221. This reflects that the distance from the imaging position is different from each other, the composition of asphalt and the like is different from each other, the road surface temperature is different from each other, the deterioration state of the road surface is different from each other, etc. for each region on the traveling road. Can be done. Here, the coefficient of variation α is set locally for each region (hereinafter, referred to as “local region”) of the captured image, for example, 10 pixels in the horizontal direction (x direction) and 10 pixels in the vertical direction (y direction). It has a value corresponding to the region.

図4は、記憶部240によって記憶される変位係数αの一例を示す図である。軸重算出部230は、検出部220によって検出された変位量と、記憶部240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221によって軸重位置が特定された場合には、軸重算出部230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230は、変位量検出部222によって検出された変位量dに、軸重位置特定部221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。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the displacement coefficient α stored by the storage unit 240. The axle load calculation unit 230 calculates the axle load of the vehicle existing on the traveling road based on the displacement amount detected by the detection unit 220 and the first information stored by the storage unit 240. In particular, when the axle load position is specified by the axle load position specifying unit 221, the axle load calculation unit 230 calculates the axle load based on the displacement amount at the specified axle load position. More specifically, the axle load calculation unit 230 sets the displacement amount d detected by the displacement amount detection unit 222 as a displacement coefficient value corresponding to a region including the axle load position specified by the axle load position identification unit 221. By multiplying, the axle load w is calculated.

上記構成の軸重計測システム1において、軸重計測装置200の計測精度は、撮像装置100が撮像した撮像画像の鮮明度に依存する。本開示の撮像装置100は、軸重計測装置200が軸重を計測するのに適した撮像画像を生成する。言い換えると、撮像装置100は、特に軸重計測装置200の検出部220に用いられる、タイヤ付近の画像が鮮明な撮像画像を生成する。 In the axle load measuring system 1 having the above configuration, the measurement accuracy of the axle load measuring device 200 depends on the sharpness of the captured image captured by the imaging device 100. The image pickup device 100 of the present disclosure generates an image captured image suitable for the axle load measuring device 200 to measure the axle load. In other words, the image pickup device 100 generates an image pickup image in which the image near the tire is clear, which is particularly used for the detection unit 220 of the axle load measuring device 200.

以下、本開示の撮像装置100が行う動作について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the operation performed by the imaging apparatus 100 of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

[1−2.動作]
[1−2−1.撮像]
図5は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。図6は、撮像画像の一例を示す図である。図7は、撮像画像の他の一例を示す図である。
[1-2. motion]
[1-2-1. Imaging]
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the image pickup apparatus. FIG. 6 is a diagram showing an example of a captured image. FIG. 7 is a diagram showing another example of the captured image.

図6は、車両が含まれる撮像画像(以下、「撮像画像A」と呼ぶ。)を示している。この撮像画像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、タイヤ600の最下点610において走行路103に接触している。 FIG. 6 shows a captured image including a vehicle (hereinafter, referred to as “captured image A”). The captured image A includes a vehicle 102 traveling on the traveling path 103. Then, the vehicle 102 is in contact with the traveling path 103 at the lowest point 610 of the tire 600.

また、図7は、車両が含まれない撮像画像(以下、「撮像画像B」と呼ぶ。)を示している。撮像画像Aおよび撮像画像Bは、同じ視点から走行路103が撮像された画像である。撮像画像Bにおける、走行路103上の領域710は、撮像画像Aにおける、タイヤの最下点610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720は、撮像画像Aにおける走行路103上の領域640と同一領域である。 Further, FIG. 7 shows a captured image (hereinafter, referred to as “captured image B”) that does not include the vehicle. The captured image A and the captured image B are images in which the traveling path 103 is captured from the same viewpoint. The region 710 on the travel path 103 in the captured image B is the same region as the region on the travel path 103 corresponding to the lowest point 610 of the tire in the captured image A. Further, the region 720 on the travel path 103 in the captured image B is the same region as the region 640 on the travel path 103 in the captured image A.

最初に、撮像部110は、制御部140の制御に応じて、所定の撮像条件(露出時間、絞り、ゲイン、黒レベルなどの少なくとも1つの項目を含む)に基づいて走行路103を撮像する(ステップS51)。 First, the imaging unit 110 images the traveling path 103 based on predetermined imaging conditions (including at least one item such as exposure time, aperture, gain, black level, etc.) under the control of the control unit 140 (including at least one item such as exposure time, aperture, gain, and black level). Step S51).

タイヤ検出部120は、撮像部110が生成した撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像において走行する車両102のタイヤ600を認識する(ステップS52)。 The tire detection unit 120 performs image recognition processing on the captured image generated by the imaging unit 110, and recognizes the tire 600 of the traveling vehicle 102 in the captured image (step S52).

タイヤ検出部120がタイヤを認識しなかった場合、ステップS51の処理に戻る。タイヤ検出部120がタイヤを認識した場合は、ステップS53に移る。例えば、撮像部110が生成した画像が図6の撮像画像Aの場合、タイヤ検出部120は、タイヤ600を認識し、タイヤ600と走行路103との接触位置としてタイヤ600の直下の最下点610を得る。また、撮像部110が生成した撮像画像が図7の撮像画像Bの場合は、タイヤは検出されないので、ステップS51に戻る。 If the tire detection unit 120 does not recognize the tire, the process returns to step S51. When the tire detection unit 120 recognizes the tire, the process proceeds to step S53. For example, when the image generated by the imaging unit 110 is the captured image A in FIG. 6, the tire detecting unit 120 recognizes the tire 600 and sets the contact position between the tire 600 and the traveling path 103 as the lowest point directly below the tire 600. Get 610. Further, when the captured image generated by the imaging unit 110 is the captured image B in FIG. 7, the tire is not detected, so the process returns to step S51.

領域設定部131は、タイヤ検出部120が検出したタイヤ600の位置に基づいて、最下点610を含む第1の路面領域630を撮像画像A上に設定する(ステップS53)。第1の路面領域630は、タイヤ600を介して車両102の軸重の影響が及ぶ領域である(ステップS54)。撮像画像Aの場合、領域設定部131は、最下点610を基準とし、車両102の進行前側の路面、車両102の進行後側の路面、または車両102の側方の手前側の路面を第1の路面領域630として設定する。なお、第1の路面領域630のサイズを予め設定しておいてもよい。また、検出したタイヤ600の大きさに基づいて、第1の路面領域630のサイズを設定してもよい。また、後述する路面の変位検出結果に基づいて、第1の路面領域630のサイズを設定してもよい。 The area setting unit 131 sets the first road surface area 630 including the lowest point 610 on the captured image A based on the position of the tire 600 detected by the tire detection unit 120 (step S53). The first road surface region 630 is a region affected by the axle load of the vehicle 102 via the tire 600 (step S54). In the case of the captured image A, the area setting unit 131 sets the road surface on the front side of the vehicle 102, the road surface on the rear side of the vehicle 102, or the road surface on the front side of the vehicle 102 with reference to the lowest point 610. It is set as the road surface area 630 of 1. The size of the first road surface area 630 may be set in advance. Further, the size of the first road surface region 630 may be set based on the detected size of the tire 600. Further, the size of the first road surface region 630 may be set based on the displacement detection result of the road surface described later.

分析部130は、領域設定部131が設定した第1の路面領域630における撮像画像から輝度分布を生成し、その輝度分布を分析する。具体的には、分析部130は、第1の路面領域630の輝度ヒストグラムを生成する。そして、分析部130は、第1の路面領域630の輝度の上限値と下限値を決定し、上限値と下限値からなる範囲を第1の輝度範囲として出力する。 The analysis unit 130 generates a luminance distribution from the captured image in the first road surface region 630 set by the region setting unit 131, and analyzes the luminance distribution. Specifically, the analysis unit 130 generates a luminance histogram of the first road surface region 630. Then, the analysis unit 130 determines the upper limit value and the lower limit value of the brightness of the first road surface region 630, and outputs the range including the upper limit value and the lower limit value as the first brightness range.

図8Aは、輝度分布の一例を示す図である。図8Bは、輝度分布の他の一例を示す図である。図8Aおよび図8Bにおいて、横軸は輝度、縦軸は輝度の頻度を示す。 FIG. 8A is a diagram showing an example of the luminance distribution. FIG. 8B is a diagram showing another example of the luminance distribution. In FIGS. 8A and 8B, the horizontal axis represents the luminance and the vertical axis represents the frequency of the luminance.

図8Aは、図6の撮像画像A全体の輝度ヒストグラムの一例である。図8Aの輝度ヒストグラムは、撮像画像Aにおいて、低い輝度の画素から高い輝度の画素までが存在することを示している。一方、図8Bは、第1の路面領域630の輝度ヒストグラムの一例である。すなわち、図8Bは、走行路103が撮像された画素の輝度分布を表している。一般的に、アスファルト舗装の走行路が撮像された画素は、輝度が低い傾向がある。また、車両が通過する際、日照や照明光がさえぎられることで、タイヤ付近の走行路は更に暗くなることがある。図8Aの輝度ヒストグラムと比べると、図8Bの輝度ヒストグラムにおいて、低い輝度の画素の頻度が多いことが分る。 FIG. 8A is an example of the luminance histogram of the entire captured image A of FIG. The brightness histogram of FIG. 8A shows that in the captured image A, pixels having low brightness to pixels having high brightness are present. On the other hand, FIG. 8B is an example of the luminance histogram of the first road surface region 630. That is, FIG. 8B shows the luminance distribution of the pixels in which the traveling path 103 is imaged. In general, pixels in which an asphalt pavement runway is imaged tend to have low brightness. In addition, when the vehicle passes by, the sunshine and the illumination light are blocked, so that the traveling path near the tires may become darker. Compared with the luminance histogram of FIG. 8A, it can be seen that the frequency of low-luminance pixels is higher in the luminance histogram of FIG. 8B.

分析部130は、図8Bの輝度分布に基づき、撮像すべき輝度の上限値802と下限値801を決定する。上限値は、必ずしも輝度分布の上端である必要はない。また、下限値は、必ずしも輝度分布の下端である必要はない。上限値は、輝度分布の上位5%の値に設定されてもよいし、上端に対して一定のマージンを付加した値に設定されてもよい。同様に、下限値は、輝度分布の下位5%の値に設定されてもよいし、下端に対して一定のマージンを付加した値に設定されてもよい。 The analysis unit 130 determines the upper limit value 802 and the lower limit value 801 of the brightness to be imaged based on the brightness distribution of FIG. 8B. The upper limit does not necessarily have to be the upper end of the luminance distribution. Further, the lower limit value does not necessarily have to be the lower end of the luminance distribution. The upper limit value may be set to a value of the upper 5% of the luminance distribution, or may be set to a value in which a certain margin is added to the upper end. Similarly, the lower limit value may be set to a value of the lower 5% of the luminance distribution, or may be set to a value in which a certain margin is added to the lower end.

なお、上記例では、制御部140は、軸重が及ぶ路面を含む第1の路面領域630のみに基づいて上限値802および下限値801を決定した。しかし、制御部140は、第1の路面領域630以外の路面領域(第2の路面領域620)を設定し、その路面領域における輝度範囲(第2の輝度範囲)と第1の輝度範囲に基づき、撮像部110の撮像条件を決定してもよい(図6参照)。第2の路面領域620は、軸重が及ばない比較用の路面領域であり、第1の路面領域630から所定距離以上離れた領域である。第2の路面領域620を使用する場合、制御部140は、第2の路面領域620における輝度分布(輝度ヒストグラム)を生成して、その輝度分布を分析し、第2の輝度範囲を算出する。そして、制御部140は、第1の輝度範囲と第2の輝度範囲に基づいて、撮像すべき輝度の上限値および下限値を決定しても良い。これにより、後述する画像を用いた軸重計測において撮像装置100の揺れの影響を抑える作用の精度向上が期待できる。 In the above example, the control unit 140 determines the upper limit value 802 and the lower limit value 801 based only on the first road surface region 630 including the road surface covered by the axle load. However, the control unit 140 sets a road surface region (second road surface region 620) other than the first road surface region 630, and is based on the brightness range (second brightness range) and the first brightness range in the road surface region. , The imaging conditions of the imaging unit 110 may be determined (see FIG. 6). The second road surface region 620 is a comparative road surface region that the axle load does not reach, and is a region separated from the first road surface region 630 by a predetermined distance or more. When the second road surface region 620 is used, the control unit 140 generates a brightness distribution (luminance histogram) in the second road surface region 620, analyzes the brightness distribution, and calculates the second brightness range. Then, the control unit 140 may determine the upper limit value and the lower limit value of the brightness to be imaged based on the first brightness range and the second brightness range. As a result, it is expected that the accuracy of the action of suppressing the influence of the shaking of the image pickup apparatus 100 in the axial load measurement using the image described later will be improved.

また、分析部130は、算出した第1の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、第1の輝度範囲が所定の条件を満たさない場合には、分析した撮像画像を保存してもよい。もしくは、分析部130は、第1の輝度範囲が所定の条件を満たさない場合には、分析した撮像画像が異常であることを報知してもよい。これにより、撮像装置100のユーザは、撮像画像が異常であることを知ることができる。なお、所定の条件が満たされない場合とは、例えば、対象とする画像領域の画素値がほとんど同一の値に集中し、上限値802と下限値801がほぼ等しくなるような場合(輝度範囲が算出できない場合)などである。 Further, the analysis unit 130 determines whether or not the calculated first luminance range satisfies a predetermined condition, and if the first luminance range does not satisfy the predetermined condition, saves the analyzed captured image. You may. Alternatively, the analysis unit 130 may notify that the analyzed captured image is abnormal when the first luminance range does not satisfy a predetermined condition. As a result, the user of the image pickup apparatus 100 can know that the captured image is abnormal. The case where the predetermined condition is not satisfied is, for example, a case where the pixel values of the target image area are concentrated on almost the same value and the upper limit value 802 and the lower limit value 801 are substantially equal (the brightness range is calculated). If you can't) etc.

制御部140は、分析部130が算出した輝度範囲に基づき、撮像条件を決定する。制御部140は、算出された輝度範囲が撮像可能な輝度範囲に対応するように、撮像部110の絞り、ゲイン、露出時間、黒レベルなどの少なくとも1つの項目を含む撮像条件を調整する。制御部140は、通常のカメラ撮像と同じように、撮像条件を決定することができる。ここで、制御部140は、映像ブレの回避やフレームレート維持のために、露出時間に上限を設けることができる。また、制御部140は、受光量が十分な場合は、ゲインを下げることを優先することで、後述する画像を用いた変位検出の精度を保つことができる(ステップS55)。 The control unit 140 determines the imaging conditions based on the brightness range calculated by the analysis unit 130. The control unit 140 adjusts the imaging conditions including at least one item such as the aperture, gain, exposure time, and black level of the imaging unit 110 so that the calculated luminance range corresponds to the luminance range that can be imaged. The control unit 140 can determine the imaging conditions in the same manner as a normal camera imaging. Here, the control unit 140 can set an upper limit on the exposure time in order to avoid image blurring and maintain the frame rate. Further, when the amount of light received is sufficient, the control unit 140 can maintain the accuracy of displacement detection using an image described later by giving priority to lowering the gain (step S55).

なお、一度、撮像条件が不適切に設定されると、タイヤが検出されない状態が継続してしまう。このような状態を回避するため、所定の期間、タイヤが検出されない場合に、制御部140は、所定の撮像条件で撮像部110を制御してもよい。 Once the imaging conditions are set improperly, the tires will continue to be undetected. In order to avoid such a state, the control unit 140 may control the image pickup unit 110 under predetermined imaging conditions when the tire is not detected for a predetermined period.

最後に、制御部140は、撮像部110に撮像条件を設定する。すなわち、制御部140は、決定した撮像条件を用いて撮像部110を制御する(ステップS56)。制御部140は、最短フレームレート単位で撮像条件の更新を行う。しかし、ステップS51からS56までにかかる時間が長くなる場合、制御部140は、数フレーム遅延して撮像条件を更新してもよい。すなわち、対象とするタイヤが撮像画像内に含まれていればよい。また、逐次制御によって少数のフレーム単位で撮像条件を更新すると、制御の時間遅れによって適切に撮影できない場合が生じる。これを避けるため、制御部140は、タイヤを検出した車両の通過に合わせて撮像部110を制御してもよい。すなわち、制御部140は、撮像条件を決定してから所定の期間(次に接地位置に対する撮影条件を変更するまでの期間)、決定された撮像条件を用いて撮像部110を制御してもよい。これにより、撮像部110は、次の車両が撮像範囲内に入る最初のフレームから、その車両を良好に撮像することができる。 Finally, the control unit 140 sets the imaging conditions in the imaging unit 110. That is, the control unit 140 controls the image pickup unit 110 using the determined imaging conditions (step S56). The control unit 140 updates the imaging conditions in units of the shortest frame rate. However, if the time required from steps S51 to S56 becomes long, the control unit 140 may update the imaging conditions with a delay of several frames. That is, the target tire may be included in the captured image. Further, if the imaging conditions are updated in units of a small number of frames by sequential control, proper shooting may not be possible due to a time delay in control. In order to avoid this, the control unit 140 may control the image pickup unit 110 according to the passage of the vehicle that has detected the tire. That is, the control unit 140 may control the imaging unit 110 using the determined imaging conditions for a predetermined period (the period from the time when the imaging conditions for the ground contact position are changed next) after the imaging conditions are determined. .. As a result, the imaging unit 110 can satisfactorily image the vehicle from the first frame in which the next vehicle enters the imaging range.

[1−2−2.計測処理]
計測処理は、軸重計測装置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9は、軸重計測装置の計測処理の動作を説明するフローチャートである。
[1-2-2. Measurement processing]
The measurement process is a process of calculating the axle load of a vehicle when an captured image including the vehicle is input to the axle load measuring device 200. FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the measurement process of the axle load measuring device.

この計測処理は、入力部210に、車両102が含まれる撮像画像Aが入力されることで開始される。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S91)。 This measurement process is started when the captured image A including the vehicle 102 is input to the input unit 210. When the measurement process is started, the input unit 210 acquires the captured image A input from the imaging device 101 (step S91).

撮像画像Aが入力されると、軸重位置特定部221は、画像認識処理を行って、車両102のタイヤ600の最下点610を特定する。そして、軸重位置特定部221は、特定した最下点610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S92)。 When the captured image A is input, the axle load position specifying unit 221 performs image recognition processing to identify the lowest point 610 of the tire 600 of the vehicle 102. Then, the axle load position specifying unit 221 specifies the region on the traveling path 103 corresponding to the specified lowest point 610 as the axle load position (step S92).

ここで、軸重位置特定部221は、必ずしも1点(1画素)を軸重位置として特定しなくてもよく、隣接する複数画素からなる局所画像領域を軸重位置として特定してもよい。なお、軸重位置特定部221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し、走行路103の一部に限定しても良い。限定領域は、ユーザによって指定されてもよいし、ユーザによる指定と、走行路103の色やテクスチャの画像認識との協働によって指定されてもよい。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、軸重位置を検出するための画像処理量を抑制することができる。なお、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に対応する、複数の軸重位置が検出されることとなる。 Here, the axle load position specifying unit 221 does not necessarily have to specify one point (1 pixel) as the axle load position, and may specify a local image region composed of a plurality of adjacent pixels as the axle load position. The axle load position specifying unit 221 may limit the axle load detection range to be detected by the axle load to the region of the travel path 103, or may limit the axle load to a part of the travel path 103. The limited area may be designated by the user, or may be designated by the collaboration between the designation by the user and the image recognition of the color or texture of the travel path 103. By limiting the axle load detection range, there is an effect of suppressing the amount of image processing. Therefore, the amount of image processing for detecting the axle load position can be suppressed. When a plurality of tires are in contact with the traveling path 103 in the captured image, a plurality of axle load positions corresponding to the contact positions are detected.

軸重位置が特定されると、変位量検出部222は、特定された軸重位置において走行路に生じた変位に対応した変位量を検出する(ステップS93)。変位量検出部222は、撮像画像Aと、撮像画像B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222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。 When the axle load position is specified, the displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount corresponding to the displacement generated in the traveling path at the specified axle load position (step S93). The displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount by using the captured image A and the captured image B. If the captured image B has not been acquired by the input unit 210 by the time the axle load position is specified, the displacement amount detection unit 222 waits until the captured image B is acquired by the input unit 210, and then this displacement. Detect the amount.

変位量検出部222は、撮像画像Aにおける最下点610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710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の変位量は微小である。そのため、走行路を走行する車両の震動等による撮像装置100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222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640および撮像画像Bにおける領域720)を選出する。そして、変位量検出部222は、選出された領域間の変位量(以下、「非軸重位置変位量」と呼ぶ。)を算出する。そして、変位量検出部222は、撮像画像Aにおけるタイヤの最下点610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710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いて変位量を補正する。これにより、撮像装置100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100の揺れの影響を抑えることが可能となる。 The displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount generated between the region on the traveling path 103 corresponding to the lowest point 610 in the captured image A and the region 710 in the captured image B. Here, the amount of displacement of the traveling path due to the axle load of a general vehicle is very small. Therefore, it is desirable to suppress the influence of the shaking of the image pickup apparatus 100 due to the vibration of the vehicle traveling on the traveling road. As an example, the displacement amount detection unit 222 determines the same points (for example, the region 640 in the captured image A and the region 720 in the captured image B) that are not specified to be the axial load positions in both the captured image A and the captured image B. elect. Then, the displacement amount detection unit 222 calculates the displacement amount between the selected regions (hereinafter, referred to as “non-axial load position displacement amount”). Then, the displacement amount detection unit 222 determines the non-axial load position from the displacement amount generated between the region on the traveling path 103 corresponding to the lowest point 610 of the tire in the captured image A and the region 710 in the captured image B. The displacement amount is subtracted to correct the displacement amount. This makes it possible to suppress the influence of the shaking of the image pickup apparatus 100. In addition, the influence of the shaking of the image pickup apparatus 100 can be suppressed by a method using an optical image stabilization technique, a method using a mechanical mechanism such as a sensor shift method, or the like.

変位量が検出されると、軸重算出部230は、軸重位置特定部221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S94)。すなわち、軸重算出部230は、記憶部240に記憶される変位係数α(図4参照)を参照して、軸重位置特定部221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。 When the displacement amount is detected, the axle load calculation unit 230 specifies the displacement coefficient value corresponding to the axle load position specified by the axle load position specifying unit 221 (step S94). That is, the axle load calculation unit 230 specifies the displacement coefficient value corresponding to the axle load position specified by the axle load position identification unit 221 with reference to the displacement coefficient α (see FIG. 4) stored in the storage unit 240. do.

変位係数値が特定されると、軸重算出部230は、特定された変位係数値に、変位量検出部222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S95)。 When the displacement coefficient value is specified, the axle load calculation unit 230 calculates the axle load by multiplying the specified displacement coefficient value by the displacement amount detected by the displacement amount detection unit 222 (step S95). ..

軸重が算出されると、軸重算出部230は、算出された軸重の数値を外部に出力する(ステップS96)。ここで、軸重算出部230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、その旨をユーザに報知するとしても良い。 When the axle load is calculated, the axle load calculation unit 230 outputs the calculated numerical value of the axle load to the outside (step S96). Here, instead of outputting the calculated axle load value to the outside, the axle load calculation unit 230 informs the user when the calculated axle load value is larger than a predetermined reference value. It may be notified.

ステップS96の処理が終了すると、軸重計測装置200は、その計測処理を終了する。なお、軸重計測装置200は、画像を入力する入力部210を有し、画像認識によってタイヤの位置検出を行う。 When the process of step S96 is completed, the axle load measuring device 200 ends the measurement process. The axle load measuring device 200 has an input unit 210 for inputting an image, and detects the position of the tire by image recognition.

[1−3.効果等]
上述した通り、撮像装置100は、車両102の軸重が及ぶ路面領域を適切に撮像する。一般的な撮像条件では、アスファルト路面、特に車体の影が落ちる路面が撮像された画素は輝度が低くなり、鮮明な映像が得られない。
[1-3. Effect, etc.]
As described above, the image pickup apparatus 100 appropriately images the road surface region covered by the axle load of the vehicle 102. Under general imaging conditions, the brightness of the pixels captured on the asphalt road surface, especially the road surface where the shadow of the vehicle body is cast, becomes low, and a clear image cannot be obtained.

実施の形態1では、タイヤ検出部120が、車両102のタイヤ600が走行路103と接触する位置を検出する。領域設定部131が、軸重のかかる位置を含む第1の路面領域を設定する。分析部130が、路面領域の輝度分布を分析して第1の輝度範囲を算出する。制御部140が、第1の輝度範囲に基づいて撮像部110の撮像条件を設定する。これにより、路面変位を高精度に検出できる鮮明な撮像画像が得られる。 In the first embodiment, the tire detection unit 120 detects the position where the tire 600 of the vehicle 102 comes into contact with the travel path 103. The area setting unit 131 sets the first road surface area including the position where the axle load is applied. The analysis unit 130 analyzes the brightness distribution of the road surface region and calculates the first brightness range. The control unit 140 sets the imaging conditions of the imaging unit 110 based on the first luminance range. As a result, a clear captured image capable of detecting the road surface displacement with high accuracy can be obtained.

さらに、分析部130は、軸重による影響が及ばない第2の路面領域における輝度分布を分析して、第2の輝度範囲を算出する。制御部140は、第1の輝度範囲と第2の輝度範囲に基づき、撮像条件を設定する。これにより、撮像部110のブレの影響を補正する(カメラブレ揺れの影響を抑える)ために必要な画像を適切に得ることが出来る。 Further, the analysis unit 130 analyzes the brightness distribution in the second road surface region that is not affected by the axle load, and calculates the second brightness range. The control unit 140 sets the imaging conditions based on the first luminance range and the second luminance range. As a result, it is possible to appropriately obtain an image necessary for correcting the influence of the blur of the image pickup unit 110 (suppressing the influence of the camera shake).

[1−4.変形例]
図3および図10を用いて、変形例に係る軸重計測装置について説明する。
[1-4. Modification example]
The axle load measuring device according to the modified example will be described with reference to FIGS. 3 and 10.

上記の説明では、軸重計測装置200は、軸重位置であると特定されない領域640(図6参照)の変位量を用いて、車両102の軸重による変位量を補正した。ここで、撮像装置100が第1の路面領域630に適した撮像条件で走行路103を撮像して、撮像画像を生成すると、領域640などの補正のための領域における輝度範囲が変位量検出に適した輝度範囲から逸脱してしまうことがある。そうすると、補正のための領域における変位量検出の誤差が大きくなり、車両102の軸重を示す変位量算出の誤差も大きくなってしまう。そこで、本変形例に係る軸重計測装置は、変位量検出のための領域における輝度範囲に基づいて、補正のための領域を特定する。 In the above description, the axle load measuring device 200 corrects the displacement amount due to the axle load of the vehicle 102 by using the displacement amount of the region 640 (see FIG. 6) which is not specified as the axle load position. Here, when the imaging device 100 images the traveling path 103 under the imaging conditions suitable for the first road surface region 630 and generates the captured image, the brightness range in the region for correction such as the region 640 is displaced. It may deviate from the suitable brightness range. Then, the error of the displacement amount detection in the region for correction becomes large, and the error of the displacement amount calculation indicating the axle load of the vehicle 102 also becomes large. Therefore, the axle load measuring device according to this modification specifies the area for correction based on the brightness range in the area for detecting the displacement amount.

軸重位置特定部221は、図10に示す撮像画像において、最下点610(接触位置)および最下点610を含む走行路103の領域650(第3の路面領域)を特定する。そして、軸重位置特定部221は、領域650における輝度分布に基づき、輝度範囲(第3の輝度範囲)を算出する。軸重位置特定部221は、撮像画像において、領域650における輝度範囲と実質的に同じ輝度範囲、または、領域650における輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有する領域660(第4の路面領域)を特定する。領域660は、領域650を含まない領域であり、車両102の軸重の影響を受けにくい領域である。領域660は、領域650から所定の距離以上離れた領域であってもよい。 The axle load position specifying unit 221 identifies a region 650 (third road surface region) of the traveling path 103 including the lowest point 610 (contact position) and the lowest point 610 in the captured image shown in FIG. Then, the axle load position specifying unit 221 calculates the brightness range (third brightness range) based on the brightness distribution in the region 650. The axle load position specifying unit 221 identifies a region 660 (fourth road surface region) having a luminance range substantially the same as the luminance range in the region 650 or a luminance range narrower than the luminance range in the region 650 in the captured image. do. The region 660 is a region that does not include the region 650 and is not easily affected by the axle load of the vehicle 102. The region 660 may be a region separated from the region 650 by a predetermined distance or more.

変位量検出部222は、最下点610における走行路103の変位量(接触位置変位量)を検出する。このとき、変位量検出部222は、図7に示すような、車両を含まない撮像画像と比較することにより、領域650の変位量を検出してもよい。同様に、変位量検出部222は、領域660における走行路103の変位量(比較変位量)を検出する。 The displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount (contact position displacement amount) of the traveling path 103 at the lowest point 610. At this time, the displacement amount detection unit 222 may detect the displacement amount of the region 650 by comparing with the captured image that does not include the vehicle as shown in FIG. 7. Similarly, the displacement amount detection unit 222 detects the displacement amount (comparative displacement amount) of the traveling path 103 in the region 660.

軸重算出部230は、最下点610の変位量と、領域660の変位量とに基づき、車両102の軸重を算出する。具体的には、軸重算出部230は、最下点610の変位量から領域660の変位量を差し引くことにより、車両102の軸重を算出する。 The axle load calculation unit 230 calculates the axle load of the vehicle 102 based on the displacement amount of the lowest point 610 and the displacement amount of the region 660. Specifically, the axle load calculation unit 230 calculates the axle load of the vehicle 102 by subtracting the displacement amount of the region 660 from the displacement amount of the lowest point 610.

以上の動作により、本変形例に係る軸重計測装置200は、軸重を算出するための領域650の輝度範囲と同じ輝度範囲、または、領域650の輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有する領域660の変位量を用いて、車両102の軸重を補正する。領域660の輝度範囲は、領域650の輝度範囲と同様に、撮像装置100によって変位量検出に適した輝度範囲に設定されている。そのため、軸重計測装置200は、領域660の変位量を用いることにより、精度良く車両102の軸重を補正できる。すなわち、軸重計測装置200は、精度良く車両102の軸重を計測することができる。 By the above operation, the axle load measuring device 200 according to the present modification has the same luminance range as the luminance range of the region 650 for calculating the axle load, or the region 660 having a luminance range narrower than the luminance range of the region 650. The axle load of the vehicle 102 is corrected by using the displacement amount of. The luminance range of the region 660 is set by the image pickup apparatus 100 to a luminance range suitable for detecting the displacement amount, similarly to the luminance range of the region 650. Therefore, the axle load measuring device 200 can accurately correct the axle load of the vehicle 102 by using the displacement amount of the region 660. That is, the axle load measuring device 200 can accurately measure the axle load of the vehicle 102.

(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。
(Other embodiments)
As described above, embodiments have been described as an example of the techniques disclosed in this application. However, the technique in the present disclosure is not limited to these, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate.

(1)実施の形態1において、撮像装置100および軸重計測装置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、撮像装置100および軸重計測装置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するとしても構わない。 (1) In the first embodiment, the image pickup device 100 and the axle load measuring device 200 recognize the tire of the vehicle by image processing, and specify the region on the traveling road corresponding to the lowest point of the tire as the axle load position. It has been described as an example of the configuration. However, the method for specifying the axle load position is not necessarily limited to the above method. For example, the image pickup apparatus 100 and the axle load measuring apparatus 200 may specify the position where the displacement amount is locally maximized as the axle load position.

(2)実施の形態1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。 (2) In the first embodiment, the captured image may be a monochrome image, a color image, or a multispectral image. In addition to visible light, the light to be imaged may be ultraviolet light, near-infrared light, or far-infrared light.

(3)実施の形態1では、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。 (3) In the first embodiment, an example of asphalt pavement has been used as the road surface of the traveling path 103. However, the road surface of the traveling road 103 may be a road surface made of other pavement materials such as concrete in addition to asphalt pavement. Further, the road surface of the traveling road 103 may be a road surface in which the pavement surface is partially covered with a plate material, a sheet material, a paint or the like. Further, in order to obtain the displacement by the image more accurately and remarkably, the road surface of the traveling path 103 may be covered with the above-mentioned material, and the covered area may be used as the target area for displacement detection.

(4)実施の形態において、撮像装置100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。 (4) In the embodiment, each component (functional block) in the image pickup apparatus 100 may be individually integrated into one chip by a semiconductor device such as an IC (Integrated Circuit) or an LSI (Large Scale Integration). It may be made into one chip so as to include a part or the whole. Further, the method of making an integrated circuit is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after the LSI is manufactured, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside the LSI may be used. Furthermore, if an integrated circuit technology that replaces an LSI appears due to advances in semiconductor technology or another technology derived from it, functional blocks may be integrated using that technology. The application of biotechnology, etc. is possible.

また、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、撮像装置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。 Further, all or part of the above-mentioned various processes may be realized by hardware such as an electronic circuit or may be realized by software. The processing by the software is realized by the processor included in the image pickup apparatus executing the program stored in the memory. Further, the program may be recorded on a recording medium and distributed or distributed. For example, by installing the distributed program on a device having another processor and causing the processor to execute the program, it is possible to cause the device to perform each of the above processes.

また、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。 Further, the scope of the present disclosure also includes a form realized by arbitrarily combining the components and functions shown in the above-described embodiment.

本開示は、路面変位を計測するための撮像画像を生成する撮像装置に利用可能である。 The present disclosure can be used in an imaging device that generates an captured image for measuring road surface displacement.

1 軸重計測システム
100 撮像装置
110 撮像部
120 タイヤ検出部(検出部)
130 分析部(算出部)
131 領域設定部
140 制御部
200 軸重計測装置
210 入力部
220 検出部
221 軸重位置特定部
222 変位量検出部
230 軸重算出部
240 記憶部
1 Axial load measurement system 100 Imaging device 110 Imaging unit 120 Tire detection unit (detection unit)
130 Analysis Department (Calculation Department)
131 Area setting unit 140 Control unit 200 Axis load measuring device 210 Input unit 220 Detection unit 221 Axis load position identification unit 222 Displacement amount detection unit 230 Axis load calculation unit 240 Storage unit

Claims (13)

車両が通過する走行路を撮像し、前記走行路が撮像された撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像画像において、前記車両が前記走行路と接触する接触位置を検出する検出部と、
前記接触位置を含む前記走行路の第1の路面領域における輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出する算出部と、
前記第1の輝度範囲に基づき前記撮像部の撮像条件を決定し、決定した前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する制御部と、
を備えた撮像装置。
An imaging unit that captures an image of a traveling path through which a vehicle passes and generates an captured image of the traveling path.
In the captured image, a detection unit that detects a contact position where the vehicle comes into contact with the traveling path, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the first luminance range based on the luminance distribution in the first luminance distribution of the traveling path including the contact position.
A control unit that determines the imaging conditions of the imaging unit based on the first luminance range and controls the imaging unit using the determined imaging conditions.
Imaging device equipped with.
前記検出部は、前記車両のタイヤを認識することにより、前記接触位置を検出する、請求項1記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the detection unit detects the contact position by recognizing the tire of the vehicle. 前記算出部は、前記第1の路面領域から所定距離以上離れた前記走行路の第2の路面領域における輝度分布に基づき、第2の輝度範囲を算出し、
前記制御部は、前記第1の輝度範囲と前記第2の輝度範囲に基づき前記撮像条件を決定する、請求項1または2に記載の撮像装置。
The calculation unit calculates a second luminance range based on the luminance distribution in the second luminance distribution of the traveling road that is separated from the first luminance region by a predetermined distance or more.
The imaging device according to claim 1 or 2, wherein the control unit determines the imaging conditions based on the first luminance range and the second luminance range.
前記所定距離は、前記車両の軸重が及ばない領域までの距離である、請求項3記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 3, wherein the predetermined distance is a distance to a region where the axle load of the vehicle does not reach. 前記撮像条件は、前記撮像部の絞り、ゲイン、露出時間、又は黒レベルのうちの少なくとも1つの項目を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging condition includes at least one item of the aperture, gain, exposure time, or black level of the imaging unit. 前記制御部は、前記撮像条件を決定してから所定の期間、前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する、請求項1記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the control unit controls the imaging unit using the imaging conditions for a predetermined period after determining the imaging conditions. 前記制御部は、前記検出部が所定の期間、車両のタイヤを認識しなかった場合、所定の撮像条件を用いて前記撮像部を制御する、請求項2記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 2, wherein the control unit controls the imaging unit using predetermined imaging conditions when the detecting unit does not recognize the tire of the vehicle for a predetermined period of time. 前記算出部は、前記第1の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、前記第1の輝度範囲が前記所定の条件を満たさないと判断した場合は、前記撮像画像を保存する、請求項1記載の撮像装置。 The calculation unit determines whether or not the first luminance range satisfies a predetermined condition, and if it is determined that the first luminance range does not satisfy the predetermined condition, the captured image is saved. , The imaging apparatus according to claim 1. 前記算出部は、前記第1の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、前記第1の輝度範囲が前記所定の条件を満たさないと判断した場合は、前記撮像画像が異常であることを報知する、請求項1記載の撮像装置。 The calculation unit determines whether or not the first luminance range satisfies a predetermined condition, and if it determines that the first luminance range does not satisfy the predetermined condition, the captured image is abnormal. The imaging device according to claim 1, which notifies that there is. 請求項1記載の撮像装置と、
前記撮像画像を用いて前記車両の軸重を計測する軸重計測装置と、
を備えた軸重計測システム。
The imaging device according to claim 1 and
An axle load measuring device that measures the axle load of the vehicle using the captured image, and
Axial load measurement system equipped with.
前記軸重計測装置は、
前記撮像画像において、前記接触位置を特定する軸重位置特定部と、
前記接触位置における変位量である接触位置変位量を検出する変位量検出部と、
前記接触位置変位量に基づき、前記軸重を算出する軸重算出部とを有する、請求項10記載の軸重計測システム。
The axle load measuring device is
In the captured image, the axle load position specifying portion for specifying the contact position and the axle load position specifying portion
A displacement amount detection unit that detects the contact position displacement amount, which is the displacement amount at the contact position,
The axle load measuring system according to claim 10, further comprising an axle load calculating unit that calculates the axle load based on the contact position displacement amount.
前記軸重位置特定部は、
前記接触位置を含む前記走行路の第3の路面領域を特定し、
前記第3の路面領域における輝度分布に基づき第3の輝度範囲を算出し、
前記撮像画像において、前記第3の輝度範囲と同じ輝度範囲、または、前記第3の輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有し、前記第3の路面領域を含まない第4の路面領域を特定し、
前記変位量検出部は、
前記第4の路面領域における変位量である比較変位量を検出し、
前記軸重算出部は、
前記接触位置変位量と前記比較変位量とに基づき、前記軸重を算出する、請求項11記載の軸重計測システム。
The axle load position specifying portion is
A third road surface region of the traveling path including the contact position is specified.
A third luminance range is calculated based on the luminance distribution in the third road surface region.
In the captured image, a fourth road surface region having the same brightness range as the third brightness range or a brightness range narrower than the third brightness range and not including the third road surface region is specified. ,
The displacement amount detection unit is
A comparative displacement amount, which is a displacement amount in the fourth road surface region, is detected.
The axle load calculation unit
The axle load measuring system according to claim 11, wherein the axle load is calculated based on the contact position displacement amount and the comparative displacement amount.
車両が通過する走行路が撮像された撮像画像において、前記車両が前記走行路と接触する接触位置を検出する検出ステップと、
前記接触位置を含む前記走行路の第1の路面領域における輝度分布に基づき、第1の輝度範囲を算出する算出ステップと、
前記第1の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する制御ステップと、
を含む撮像方法。
In the captured image of the traveling path through which the vehicle passes, a detection step of detecting a contact position where the vehicle contacts the traveling path, and a detection step.
A calculation step of calculating the first luminance range based on the luminance distribution in the first luminance distribution of the traveling path including the contact position, and
A control step of determining the imaging conditions of the imaging unit based on the first luminance range and controlling the imaging unit using the determined imaging conditions.
Imaging method including.
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