JP6986952B2

JP6986952B2 - 洗車装置

Info

Publication number: JP6986952B2
Application number: JP2017243332A
Authority: JP
Inventors: 則幸清水; 遥高橋
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP2019108058A

Description

本発明は、利用者が自動車に乗り込んだまま洗車サービスを受けるドライブスルータイプの洗車装置において、洗車中に自動車の移動を検知する洗車装置に関する。

この種の洗車装置では、利用者が洗車中に自動車を移動（自走）させてしまうケースがあったため、本出願人は特許文献１を提案し、洗車中の自走検知を行っている。特許文献１では、洗車機本体外に設置したカメラ装置で、停車位置に停止した自動車の所定部位を含む領域を撮影し、洗車前に撮影した画像における自動車の所定部位（例えばナンバープレート）の位置情報と、洗車中に撮影される画像における同部位の位置情報に変化が生じた場合に、自動車が移動したと判断するようにしている。

しかしながら、特許文献１では、ナンバープレートの位置情報を、特徴点（コーナー部等）の座標で捉えているため、風等の外的要因でカメラ装置がずれて撮影領域が変わると正確な自走検知ができないという課題があった。

特許５０３０６４５号公報

そこで、本発明の課題は、風等の外的要因に関わらず、洗車中の自走を正確に検知することができる洗車装置を提案することにある。

このような課題を解決するために本発明は、洗車処理装置を搭載した本体フレームを、所定の停車位置に停止した自動車を跨いで走行させ、利用者が自動車に乗り込んだまま洗車サービスを受ける洗車装置であって、本体フレーム外の定位置に設置され、停車位置に停止した自動車を含む範囲を撮影するカメラ装置と、洗車開始前に該カメラ装置で撮影する自動車無し画像と自動車有り画像の差分から基礎画像を作成するとともに、該基礎画像を所定割合で拡大／縮小した変倍画像を作成し、これら基礎画像と変倍画像をテンプレート画像として記憶して、洗車実行中にカメラ装置で撮影される入力画像と該テンプレート画像とを比較して変倍画像との類似性が高いときに自動車が移動したと判断する洗車制御部とを備えたものである。

洗車制御部は、入力画像とテンプレート画像との比較において、各画像における自動車の所定部位についてテンプレートマッチング処理を行う機能を備える。また、洗車制御部は、自動車の移動を判断したとき、洗車動作を緊急停止する機能を備える。更に、洗車制御部は、洗車実行中に自動車が移動したと判断したとき、入力画像を外部メモリに保存して閲覧可能にする機能を備える。

本発明によれば、洗車開始時に撮影した基礎画像及びこの基礎画像を所定割合で拡大／縮小した変倍画像とをテンプレート画像として記憶し、洗車中に撮影される入力画像がどのテンプレート画像と類似するかによって自動車の移動を判断するようにしたので、入力画像に自動車が撮影されていればテンプレート画像との比較が実行できるため、風等による僅かなズレが生じても自動車の移動を検知することができる。

また、洗車中に自走検知されると、洗車動作を緊急停止して安全性を高め、その時の入力画像を保存して閲覧可能にしたので、自動車と洗車機本体との接触事故が発生した場合には、原因究明に役立てることができる。

本発明の洗車装置を示す側面図である。制御系を示すブロック図である。テンプレート画像作成処理を示すフローチャート図である。洗車前にカメラ装置１７により撮影された画像を示す説明図である。作成されたテンプレート画像を示す説明図である。洗車中の自走検知処理を示すフローチャート図である。テンプレートマッチング処理を示す説明図である。テンプレートマッチング処理の結果を示す説明図である。テンプレートマッチング処理の結果を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の洗車装置を示す平面図である。１は本体フレームで、門型に形成され、レール２・２上を自動車Ａを跨ぐように往復走行する。本体フレーム１は、図１に示すように、通常、レール２・２で与えられる走行範囲の後端部に停止し、この位置から洗車を開始する。本体フレーム１には、ブラシ３・４・４、ブロワノズル５・６・６をはじめ、散水ノズル、送風ユニット・給水ユニット（図示しない）等の洗車処理装置が備えられ、走行に伴って水，洗剤，ワックス等を散布してブラッシングする洗浄作業やブロワノズルより空気を吹き付ける乾燥作業を行う。

ここで、洗車を受ける自動車は、本体フレーム１の走行範囲となる洗車エリアの前方から進入し、本体フレーム１の前方位置に停車して洗車を受けた後、洗車エリアの後方から退場する。すなわち、自動車は前進走行して進入し、洗車後は同じく前進走行して退場するもので、洗車機利用者が自動車に乗ったまま洗車を受けて通り抜ける、いわゆるドライブスルーによる洗車を可能にしている。

前記ブラシは、本体フレーム１前側に位置し車体上面に沿って昇降し同上面をブラッシングする上面ブラシ３と、上面ブラシ３の後方に位置し車体に対して接離（開閉）動作して車体の前後面および側面をブラッシングする左右一対の側面ブラシ４・４とからなる。なお、このブラシ３・４・４はブロワノズル５・６・６より本体フレーム１前側にあって、洗浄部を形成している。

前記ブロワノズルは、側面ブラシ４・４の後方にあって、車体上面に沿って昇降し同上面に空気を吹き付けて乾燥をはかる上面ブロワノズル５と、該上面ブロワノズル５より更に本体フレーム１後方に位置し車体側面に空気を吹き付けて乾燥をはかる左右一対の側面ブロワノズル６・６とからなり、本体フレーム１の後側に乾燥部を形成している。

７は走行エンコーダで、走行モータ８の出力軸に取り付けられ、本体フレーム１が単位距離走行するごとにパルス信号を出力し、このパルス信号をカウントすることにより本体フレーム１の移動距離を検出する。９は車形センサで、本体フレーム１のブラシ装置よりも前方に備えられ、複数の発光素子を上下に配列した発光部と、複数の受光素子を上下に配列した受光部とを自動車を幅方向に挟んで対向させてなり、複数の発光素子と複数の受光素子との間で光信号（赤外光）の授受を行い、受光素子での受光レベルに応じて車体の有無を検知し、車体の上面位置を検出する。

１０は車形センサ９の下部に設けられ、自動車の入車を検出する入車センサ、１１は本体フレーム１後面に取り付けられ、自動車の退車を検出する退車センサである。各センサ１０・１１は、自動車の端部を検出可能な高さに取り付けられ、いずれも発光部と受光部を車幅方向に対向させて一本の光軸を形成し、その光軸の透光／遮光によって車体の有無を出力するビームセンサからなる。尚、各センサ１０・１１は、ビームセンサ以外の赤外線や超音波を用いた車体検出センサでも代用できる。

１２は洗車受付装置で、洗車エリアの入場口に設置され、車体検出センサ１３で自動車を検出すると受付操作パネル１４で洗車受付を可能とし、洗車内容の選択や洗車料金の精算等の操作を行うものである。１５はゲート装置で、洗車エリアの入場口を開閉して自動車の進入を禁止／許可する。１６は案内表示器で、洗車エリアの退場口後方に設置され、洗車受付時には自動車の入場を誘導し、洗車中には洗車動作の進行状況等を表示し、洗車終了時には自動車の退場を案内する。１７はカメラ装置で、停車位置に停止した自動車後面を含む領域を撮影できる位置に設置されている。ここでは、風雨等の影響を受けにくいよう、ハウジング内に収容された状態で、ゲート装置１５の側部に立設したポール上端部に固定されている。

尚、停車位置から前後に移動した自動車を撮影する必要があることから、カメラ装置１７の画角は、ほぼ洗車スペースが捉えられる範囲とすることが望ましい。また、カメラ装置１７として動画を撮影できるビデオカメラを採用することが望ましいが、撮影した画像がデジタルデータとして残せるものであれば何でも良く、例えば、静止画のみ撮影可能なデジタルカメラでもかまわない。更に、カメラ装置１７は、ゲート装置１５に埋め込んで設置してもかまわない。

図２は実施例の制御系を示すブロック図である。
１８は洗車制御部、１９は受付制御部、２０は洗車駆動部である。
洗車制御部１８は、走行エンコーダ７・車形センサ９・入車センサ１０・退車センサ１１・カメラ装置１７からの信号に基づき予めプログラムされたシーケンスに従って、本体フレーム１の走行モータ８、ブラシ３・４・４、ブロワノズル５・６・６の作動を制御する。受付制御部１９は、洗車受付装置１２の車体検出センサ１３で自動車を検出して洗車受付を可能にし、受付操作パネル１４において受け付けた洗車メニューを洗車制御部１８に出力し、ゲート装置１５の開閉、案内表示器１６の表示切替を行う。洗車駆動部２０は、洗車制御部１８からの信号を受けて各洗車処理装置を駆動する。

洗車制御部１８には、走行エンコーダ７のパルス信号から本体フレーム１の走行位置を検出する走行検出部２１と、走行エンコーダ７のパルス信号をトリガに車形センサ９を駆動して自動車の高さ位置を検出する車形検出部２２と、走行検出部２１と車形検出部２２の検出結果から車形データを作成する車形データ作成部２３と、カメラ装置１７で撮影した画像に基づいてテンプレート画像を作成する画像作成部２４と、洗車開始後にカメラ装置１７で撮影した入力画像とテンプレート画像とをマッチング処理する画像処理部２５と、各種データを記憶するデータ記憶部２６と、車形データに沿って洗車処理装置を制御する動作制御部２７とを備え、着脱自在な外部記憶装置２８が抜き差しされる。

洗車制御部２０では、走行エンコーダ７からのパルス信号を受けて、走行検出部２１で本体フレーム１の走行位置を検出するとともに、車形検出部２２で車体の上面位置を検出し、車形データ作成部２３で本体フレーム１の走行位置と車体の上面位置とを対応させて車形データを作成してデータ記憶部２６に記憶し、車形データに基づいて動作制御部２７でブラシなどの洗車処理装置を制御する。

画像作成部２４では、洗車開始前の自動車がない状態で撮影した車無し画像と、自動車が停止位置に停車した状態で撮影した車有り画像との差分から基礎画像を作成するとともに、この基礎画像を所定割合で拡大／縮小した変倍画像を複数作成し、これら基礎画像と変倍画像とをテンプレート画像としてデータ記憶部２６に記憶する。画像処理部２５では、洗車中にカメラ装置１７で撮影する入力画像と、画像作成部２４で作成したテンプレート画像とをマッチング処理し、どの画像と類似性が高いかを検出して自動車の移動を検知する。

以上のように構成する洗車装置の動作について説明する。
図３はテンプレート画像を作成する処理を示すフローチャート図である。洗車機利用者が、洗車受付装置１２に自動車を乗り入れたことを車体検出センサ１３で検出すると（１）、操作パネル１４での洗車受付を許可し、カメラ装置１７で車無し画像を撮影する（２）。この画像は、図４（ａ）に示すように、自動車が入場する前の待機位置にある本体フレーム１が撮影される。

洗車受付装置１２で洗車受付が完了すると、ゲート装置１５を開いて洗車スペースへの入場を許可し、案内表示器１６で自動車の前進を促す表示案内を行う。洗車機利用者は、この案内表示を見て自動車を前進させていき、自動車が車形センサ９と入車センサ１０で与える停車位置に停車したことを検出すると（３）、カメラ装置１７で車有り画像を撮影する（４）。この画像は、図４（ｂ）に示すように、停車位置に停車した自動車の後部を含む本体フレーム１が撮影される。

こうして撮影された車無し画像と車有り画像との差分から、図４（ｃ）に示すように、自動車後部の画像を切り出し、基礎画像を作成するとともに、この基礎画像を所定割合で拡大／縮小した変倍画像を複数作成する（５）。ここでは、図５に示すように、基礎画像を等倍（１００％）とし、１０％刻みに変倍画像を８０〜１２０％までの範囲で作成すると、縮小画像２枚（８０・９０％）、拡大画像２枚（１１０・１２０％）とした変倍画像が作成され、基礎画像と合わせて８０〜１２０％の５枚のテンプレート画像Ｔｖが作成される。尚、この変倍割合や変倍範囲は適宜選択されるものである。

図６は洗車中の自動車の移動を検知する処理を示すフローチャート図である。洗車が開始すると（６）、本体フレーム１が前進し、車形センサ９で自動車の上面形状を検出しながら、検出した上面形状に沿って上面ブラシ装置３及び側面ブラシ装置４を駆動して自動車を洗浄していく。洗車中は、常時、カメラ装置１７で撮影を行い（７）、撮影された入力画像Ｉｖをテンプレート画像Ｔｖと比較するテンプレートマッチング処理（８）を行い、その結果に基づいて自動車の移動を監視する。

テンプレートマッチング処理は、洗車中に撮影される入力画像Ｉｖに、テンプレート画像Ｔｖを当てはめていくことで行われる。例えば、図７に示すように、入力画像Ｉｖの左上点Ａからテンプレート画像Ｔｖの左上点Ｂを重ね（ａ）、ここを起点として位置をずらしながらテンプレート画像Ｔｖを入力画像Ｉｖに重ねていき（ｂ）、入力画像Ｉｖ内でテンプレート画像Ｔｖが最も重合する位置を探す。ここでは、等倍テンプレート画像Ｔｖの左上点Ｂを入力画像Ｉｖ上のＣ点に置いたときに（ｃ）、最も重なり合うこと検出する。

このような処理を、５枚のテンプレート画像Ｔｖについて実行し、それぞれのテンプレート画像Ｔｖでテンプレートマッチング処理した結果、最も入力画像Ｉｖとの類似度が高いテンプレート画像Ｔｖを判定し、洗車中の自動車が移動したか否かを判断している。すなわち、自動車が前進すると入力画像内での車体は小さく写り、自動車が後進すると入力画像内での車体は大きく写ることになるので、等倍テンプレート画像との類似度だけでなく、等倍テンプレート画像を拡大・縮小した変倍テンプレート画像を用意し、洗車中に撮影される自動車がどの縮尺のテンプレート画像と最も重なるかを照合することで、自動車が前進したか、後進したか、停止したままかを判定することができる。

図８はマッチング処理の結果を示しており、図８（ａ）に示すように、等倍テンプレート画像との類似度が最も高い場合は、自動車の移動がないと判断する。図８（ｂ）に示すように、縮小テンプレート画像（８０％）との類似度が最も高い場合は、自動車が前進移動したと判断する。図８（ｃ）に示すように、拡大テンプレート画像（１２０％）との類似度が最も高い場合は、自動車が後進移動したと判断する。

このように、縮小テンプレート画像（８０％）及び拡大テンプレート画像（１２０％）の変倍テンプレート画像は、自動車の移動を確定するフィルタとして機能させている。一方、縮小テンプレート画像（９０％）及び拡大テンプレート画像（１１０％）の中間的な変倍テンプレート画像は、検出精度を向上させる機能を持つ。

すなわち、縮小テンプレート画像（９０％）との類似度が最も高い場合、２番目に類似度が高いテンプレート画像を参照して自動車の移動を判断する。ここで、図９（ａ）に示すように、等倍テンプレート画像が２番目に類似度が高いテンプレート画像である場合は、移動がないと判断し、図９（ｂ）に示すように、縮小テンプレート画像（８０％）が２番目に類似度が高いテンプレート画像である場合は、自動車が前進移動したと判断する。同様に、拡大テンプレート画像（１１０％）との類似度が最も高いとき、等倍テンプレート画像が２番目に類似度が高いテンプレート画像である場合は、移動がないと判断し、拡大テンプレート画像（１２０％）が２番目に類似度が高いテンプレート画像である場合は、自動車が後進移動したと判断する。

また、類似度が最も高いテンプレート画像と、２番目に類似度が高いテンプレート画像が離れている場合（例えば、縮小テンプレート画像（８０％）が最も高く、拡大テンプレート画像（１２０％）が２番目）には、その回に実行したマッチング処理が正確ではない可能性があるので、処理結果を保留し、次回のマッチング処理の結果に基づいて移動判断を行う。このように、テンプレート画像を複数持つことにより、処理結果の確からしさを判別することができる。また、複数回のマッチング処理で、連続してこのような処理結果となった場合は、カメラ装置の撮影自体に異常があると判断してエラーを表示することもできる。

自動車の移動が発生するケースとしては、本体フレーム１が自動車の前方から接近する往行時に、自動車をブラシに近づけるために起こる前進移動、もしくは自動車をブラシとの衝突から回避するために起こる後進移動が多く、いずれも利用者が自動車の運転席からブラシの動作を確認できる状況で発生する場合が多い。本実施例では、ゲート装置の近傍に設けたカメラ装置１７から自動車後部を撮影しており、自動車の移動が多く発生する本体フレーム１が自動車の前方から接近する往行時の移動監視に対応できる。

尚、上面ブラシ３や側面ブラシ４がマッチング処理に影響を及ぼすようになると、自動車の移動検知は困難となる。しかし、前述の通り、洗車中の自動車の移動は、上面ブラシ３や側面ブラシ４が自動車の前方から接近してくるときの錯覚や恐怖心から発生するため、上面ブラシ３や側面ブラシ４が自動車の後面を洗浄しているときに、発生することはまれである。そのため、車形センサ９で自動車の後部が検出されたら（１０）、移動監視は終了としている。但し、それ以降の移動を監視するため、洗車エリアの退車側に、自動車の前部を撮影するカメラ装置を設置し、同様のマッチング処理を行うようにしても良い。

図６における処理（９）で、洗車中に自動車の移動が検知されると、洗車動作を緊急停止させ（１１）、それまで撮影した画像及び作成したテンプレート画像をデータ記憶部２６から外部記憶装置２８に転送する（１２）。これにより、洗車中に自動車が移動してブラシ等と衝突し、ブラシや自動車が損傷する事故が発生したとき、外部記憶装置２８に保存した画像を別の端末で閲覧することで事故の状況を詳細に把握することができる。なお、外部記憶装置としてメモリーカードを採用しているが、例えば、ハードディスク、ＤＶＤ等のディスクメディア等を用いたり、ネットワークを経由して別のパソコンに画像データを送信してもかまわない。尚、洗車が正常に終了したときでも、一定期間の画像を保存しておき、正常洗車の証明としてトラブル回避に利用することも可能である。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明の具体的な実施形態は、前述した実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があったとしても本発明に含まれる。

１本体フレーム
３上面ブラシ
４側面ブラシ
１７カメラ装置
１８洗車制御部
２４画像作成部
２５画像処理部

Claims

洗車処理装置を搭載した本体フレームを、所定の停車位置に停止した自動車を跨いで走行させ、利用者が自動車に乗り込んだまま洗車サービスを受ける洗車装置であって、
前記本体フレーム外の定位置に設置され、前記停車位置に停止した自動車を含む範囲を撮影するカメラ装置と、
洗車開始前に該カメラ装置で撮影する自動車無し画像と自動車有り画像の差分から基礎画像を作成するとともに、該基礎画像を拡大／縮小した変倍画像を所定の拡大割合および所定の縮小割合それぞれにつき作成し、これら基礎画像と変倍画像をテンプレート画像として記憶して、洗車実行中に前記カメラ装置で撮影される入力画像と各該テンプレート画像とを重ね合わせて比較して変倍画像との類似性が高いときに自動車が移動したと判断する洗車制御部と
を備えたことを特徴とする洗車装置。
前記洗車制御部は、前記各テンプレート画像の前記入力画像に対する類似度を判定し、最も類似度が高いテンプレート画像が前記基礎画像を所定の倍率で変倍した画像である場合、他のテンプレート画像の類似度を参照し、自動車が移動したかどうかを判断することを特徴とする請求項１記載の洗車装置。
前記洗車制御部は、前記各テンプレート画像の前記入力画像に対する類似度を判定し、最も類似度が高いテンプレート画像が前記基礎画像を所定の倍率で変倍した画像である場合、二番目に類似度が高いテンプレート画像を参照し、自動車が移動したかどうかを判断することを特徴とする請求項１または２記載の洗車装置。
洗車処理装置を搭載した本体フレームを、所定の停車位置に停止した自動車を跨いで走行させ、利用者が自動車に乗り込んだまま洗車サービスを受ける洗車装置であって、
前記本体フレーム外の定位置に設置され、前記停車位置に停止した自動車を含む範囲を撮影するカメラ装置と、
洗車開始前に該カメラ装置で撮影する自動車無し画像と前記停車位置に停車した自動車有り画像の差分から基礎画像を作成するとともに、該基礎画像を等倍とした所定倍率の変倍画像と、前記等倍と前記所定倍率との間の中間倍率の変倍画像を作成し、これら基礎画像と変倍画像をテンプレート画像として記憶して、洗車実行中に前記カメラ装置で撮影される入力画像と該テンプレート画像とを比較して前記等倍の基礎画像よりも前記中間倍率および所定倍率の変倍画像の類似性が高いときに前記停車位置に停車した自動車が移動したと判断する洗車制御部と
を備えたことを特徴とする洗車装置。