JP7003750B2 - タイヤ形状算出方法、タイヤ形状算出装置及び過積載検出システム - Google Patents

Description

この発明は、タイヤ形状算出方法、タイヤ形状算出装置及び過積載検出システムに関する。

従来、トラックなどの貨物車両による過積載を検出するシステムがある。車両に規定された積載重量を超過した過積載車両の走行は、安全や道路の保全などにとって好ましくなく、各所で監視が行われている。

従来の監視システムとしては、道路に重量計を埋め込んで実際に車両の重量を計測する技術が知られている。しかしながら、この監視システムでは、車両に一時停止を強いることから通行の流れを阻害し、手間がかかる。また、車両が通行する路面に設けられるので、重量計測に係る構成のメンテナンス時には通行止めにする必要があるなどの問題がある。これに対し、特許文献１では、通行車両のタイヤを撮影し、その変形量を算出することで過積載を検出する技術が提案されている。変形量としては、ここでは、タイヤが路面に接して水平になっている部分の長さとタイヤ径（直径）との比が挙げられている。

特開平１０－２７２９０７号公報

しかしながら、車両は屋外を走行することから、しばしばタイヤに泥などの付着物が生じる。また、降雨時や降雪時などには、はねた水しぶきや降雪などが撮影装置の視界を妨げる。これらにより、タイヤの変形量を特徴付ける特定位置が正確に撮影画像から特定できない場合があり、検出動作の継続性や正確性が低下するという課題がある。

この発明の目的は、より継続的かつより正確に車両のタイヤ形状を得ることのできるタイヤ形状算出方法、タイヤ形状算出装置及び過積載検出システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
タイヤの正面画像を用いたタイヤ形状算出方法であって、
前記正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値と、前記タイヤの変形に応じた変形値とを直接同定するのに必要な前記タイヤの特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する特定ステップ、
前記特定ステップで特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される前記基準値若しくは前記変形値を推定する推定ステップ、
を含むことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、特定されている前記特徴点から前記推定が不可能な場合には、前記未特定特徴点に応じた他点の位置を補完的に特定して、前記未特定特徴点又は当該未特定特徴点に係る前記基準値若しくは前記変形値を推定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁のうち接地部分である接地線の両端点が含まれ、
前記推定ステップでは、前記両端点の少なくともいずれかが前記未特定特徴点である場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円と前記接地線を含む直線との交点から前記未特定特徴点を推定する
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記両端点のいずれもが前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記接地線上の他点の位置を補完的に特定して前記接地線を同定することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記両端点のうちいずれか一方の端点を特定可能な場合には、前記一方の端点を含む前記円弧部分で特定された３点以上の特定点より前記外径円を同定することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３～５のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
前記推定ステップでは、当該２点のうち少なくともいずれか１点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して前記外径円を同定する
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項３～６のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記両端点と、当該両端点のいずれかと前記タイヤの直径をなす前記円弧部分の点１点とが含まれることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１又は２記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁のうち接地部分である接地線の中点である接地中点が含まれ、
前記推定ステップでは、前記接地中点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記タイヤの回転軸位置を通り前記接地線に垂直な垂直線と前記接地線との交点から前記接地中点を推定する
ことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項８記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で前記接地線から最も離れた上端点が含まれ、
前記垂直線には、前記上端点を通り前記接地線に垂直な線を含む
ことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円において前記接地線から最も離れた点を前記上端点として推定する
ことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項９記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円の中心を通る垂直線と当該外径円との交点を前記上端点として推定する
ことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項８～１１のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
前記推定ステップでは、当該２点のうち少なくともいずれか１点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して、当該円弧部分を含む外径円を同定する
ることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項１０又は１１記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記円弧部分で特定された３点以上の特定点により前記外径円を同定することを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１２記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記円弧部分の３点以上が前記特定ステップで特定されていない場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して前記外径円を同定することを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項９記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記回転軸位置と、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分の１点とに基づいて前記上端点を推定することを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項２又は８記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの回転軸位置と前記タイヤの側面外縁のうち接地していない円弧部分における１点とが含まれることを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項１６記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記円弧部分で同定された３点以上の特定点により当該円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円の中心位置から前記回転軸位置を推定する
ことを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、請求項１７記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれ、かつ前記円弧部分の３点以上が前記特定ステップで特定されていない場合には、該円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定することを特徴とする。

請求項１９記載の発明は、請求項１６記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれ、かつ当該回転軸位置に対する相対方向が定められている１点が特定されている場合には、当該１点と、前記円弧部分における１点とに基づいて前記回転軸位置を推定することを特徴とする。

請求項２０記載の発明は、請求項２又は３記載のタイヤ形状算出方法において、
前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
前記特定ステップで当該直径をなす２点を特定可能ではない場合には、前記推定ステップでは、前記タイヤの回転軸位置と前記タイヤの側面外縁のうち接地していない円弧部分における１点とに基づいて、当該１点との間で前記タイヤの直径をなす点を推定する
ことを特徴とする。

請求項２１記載の発明は、請求項２０記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記特定ステップで前記直径をなす２点を特定可能でなく、かつ前記回転軸位置が特定可能ではない場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して、当該特定点により前記円弧部分を含む外径円を同定することで、前記回転軸位置を推定することを特徴とする。

請求項２２記載の発明は、請求項６、１２、１４、１８、２１のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップで前記円弧部分で前記特定点を補完的に特定する場合には、当該補完的な特定点の位置が他の特定点に対して所定角度以上離れた点となるように前記円弧部分における位置を定める
ことを特徴とする。

請求項２３記載の請求項１～２２のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップでは、前記基準値及び前記変形値の算出にそれぞれ必要な数より多い点が特定されている場合には、当該特定されている点について尤もらしい前記基準値及び前記変形値を算出することを特徴とする。

請求項２４記載の発明は、請求項１～２３のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップで前記基準値及び前記変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、所定の報知動作を行う報知ステップを含むことを特徴とする。

請求項２５記載の発明は、請求項２４記載のタイヤ形状算出方法において、
前記所定の報知動作には、所定の表示画面に対する表示動作を含むことを特徴とする。

請求項２６記載の発明は、請求項１～２５のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記推定ステップで前記基準値及び前記変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、所定の内容を記録するエラー記録ステップを含むことを特徴とする。

請求項２７記載の発明は、請求項１～２６のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法において、
前記タイヤに係る複数の正面画像を重ねた多重画像を生成する多重画像生成ステップを含み、
前記特定ステップでは、前記多重画像を用いて前記特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する
ことを特徴とする。

請求項２８記載の発明は、
タイヤの正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値と、前記タイヤの変形に応じた変形値とを直接同定するのに必要な前記タイヤの特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される前記基準値若しくは前記変形値を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ形状算出装置である。

請求項２９記載の発明は、
請求項２８記載のタイヤ形状算出装置と、
前記タイヤの正面画像に係る画像の撮影を行う撮影装置と、
を備えることを特徴とする過積載検出システムである。

本発明に従うと、より継続的かつより正確に車両のタイヤ形状を得ることができるという効果がある。

本実施形態の過積載検出システムの全体構成を示す模式図である。 過積載検出システムの機能構成を示すブロック図である。 タイヤの変形量に係る計測値について説明する図である。 変形量に係るパラメーターの取得について説明する図である。 変形量に係るパラメーターの取得について説明する図である。 タイヤ変形量算出処理の制御手順を示すフローチャートである。 特徴点の特定が困難な場合の補完例について説明する図である。 特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。 補完特定処理の制御手順を示すフローチャートである。 特徴点の特定が困難な場合の他の補完例を説明する図である。 特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。 補完特定処理の制御手順を示すフローチャートの他の例である。 特徴点の特定が困難な場合の他の補完例を説明する図である。 特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。 補完特定処理の制御手順を示すフローチャートの他の例である。 撮影画像における特徴量の特定困難に係る要因を説明する図である。 タイヤ変形量算出処理の変形例を示す図である。 補完特定処理の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の過積載検出システム１の全体構成を示す模式図である。この過積載検出システム１は、撮影装置１０と、タイヤ形状算出装置としての処理装置２０とを含む。

撮影装置１０としては、二次元面内で動画撮影を行う装置又は静止画を所定の時間間隔で連続撮影を行うものが挙げられる。撮影装置１０における撮影画像は、デジタル撮像である。撮影装置１０は、撮影により生成されたデジタル画像データを出力して処理装置２０に送る。

処理装置２０は、撮影装置１０から送られたデジタル画像データを解析してタイヤ変形量（タイヤ形状）を算出し、算出されたタイヤ変形量に基づいて積載重量の規定値超過（過積載）有無に係る判定を行う。

図２は、過積載検出システム１の機能構成を示すブロック図である。

撮影装置１０は、撮影部１１と、制御部１２と、記憶部１３と、通信部１４などを備える。
撮影部１１は、外部から入力された可視光を各画素位置に導く光学装置と、各画素位置でＲＧＢ各色の光量を検出する検出部などを備える。検出部は、ここでは、各画素位置の画素値（例えば、ＲＧＢ各色の光量（輝度値））が取得可能に撮像面上に撮像素子が二次元配列されて、二次元撮影画像データを取得する。制御部１２は、撮影部１１の撮影タイミングを制御し、撮影部１１の動作により得られた光量（輝度値）データは、所定の順番で記憶部１３に出力される。制御部１２は、適切なタイミングで通信部１４を介して記憶部１３に一時記憶された画像データを処理装置２０に出力する。

処理装置２０は、演算処理を行うコンピューターであり、制御部２１と、記憶部２２と、通信部２３と、報知動作部２４などを備える。

制御部２１は、処理装置２０の動作を統括制御するプロセッサーである。制御部２１は、各種演算処理を行うＣＰＵ２１１（Central Processing Unit）と、ＣＰＵ２１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶するＲＡＭ２１２（Random Access Memory）などを備える。

記憶部２２は、各種プログラム、設定データ、記録画像データやその解析結果などを記憶する。記憶部２２としては、読み書き更新可能なフラッシュメモリーなどの不揮発性メモリー、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）などが用いられ得る。また、プログラムや初期設定データなどは、マスクＲＯＭなどに記憶されていてもよい。

プログラムには、撮影装置１０から送られた画像データの解析処理プログラムが含まれる。制御部２１のＣＰＵ２１１は、記憶部２２からプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ２１２に記憶させ、プログラムを実行する。設定データには、積載量換算テーブル２２１と、タイヤ変形量算出設定２２２と、エラー情報２２３などが含まれる。

積載量換算テーブル２２１は、処理装置２０により算出されたタイヤの変形量（荷重変形量）に係るパラメーターを積載重量に換算するためのテーブルデータ（荷重変形量と車両の積載重量との対応関係）である。このテーブルは、一種類に限られず、タイヤのサイズ、種別や車両の種別などに応じて各々別個に保持されていてよい。ここでいう荷重には、積荷の重量だけではなく、荷台を含む車体重量が含まれる。

タイヤ変形量算出設定２２２は、タイヤ変形量（タイヤ形状）の算出時に用いる各処理に係る設定を記憶する。タイヤ変形量算出設定２２２には、例えば、画像内のノイズ低減やコントラスト増加のための画像処理に係るパラメーターや、タイヤ外縁の検出時における検出基準値の設定などが含まれ得る。

エラー情報２２３は、タイヤ変形量の算出時に算出エラー、すなわち、算出に失敗した場合の情報（履歴）を記憶する。記憶情報には、エラーの発生日時や発生内容、発生理由などが含まれ得る。

通信部２３は、外部装置と通信を行うための制御を行う。通信部２３は、例えば、ネットワークカードであり、撮影装置１０から画像データを受信し、制御部２１による画像データの解析結果に応じた信号を外部装置に出力する。出力先の外部装置としては、例えば、過積載の車両の運転手に対して報知動作を行う報知装置、過積載の車両の通行を遮断する遮断機の動作制御装置や、過積載の車両の監視員による監視装置などが挙げられる。

報知動作部２４は、制御部２１の制御に基づいて処理装置２０のユーザーや監視員に対して所定の報知動作を行う。報知動作部２４が実行する報知動作としては、例えば、所定の表示画面に対する表示動作や、ビープ音の発生動作など、及びこれら複数の組み合わせが挙げられる。

次に、本実施形態の処理装置２０によるタイヤ変形量（タイヤ形状）の算出動作について説明する。
処理装置２０では、撮影装置１０から受信した画像データからタイヤを検出し、その接地に係る変形量を算出する。

図３は、タイヤの変形量に係る計測値について説明する図である。
タイヤＴは、車輪のホイールのリムＲに取り付けられている。タイヤＴは、正確には、表面に凹部構造などを有するが、ここでは、当該タイヤＴの正面画像からこれらを無視したタイヤの外縁Ｔｓ（側面外縁）が検出、特定されるものとして説明する。また、ここでは、水平方向をｘ軸方向、垂直方向をｙ軸方向とし、路面、すなわちタイヤの接地面は略水平、すなわち、ｘ軸方向に沿って延びている。なお、特には限られないが、以降では、解析対象とされる画像は、矩形状の領域を有し、縦方向及び横方向がそれぞれｙ軸方向及びｘ軸方向に沿っているものとして説明する。

タイヤの外縁Ｔｓは、車両の重みなどによって圧縮幅ｄＬｙ垂直方向に圧縮され、当該外縁Ｔｓのうち接地部分が路面に沿って面状に平らに（正面画像では直線状の接地線が）延びる形で変形する。接地線の両端点間の接地幅Ｌｃｘは、タイヤの空気圧や材質、構造が一定であれば、重量（積載重量）が大きくなるほど長くなる。これに伴って、タイヤの変形がない場合の本来の中心位置であり、回転軸の位置である軸位置ＯＲ（回転軸位置）から接地面までの接地距離Ｌｃｙや、タイヤの縦幅Ｌ２ｃｙも短くなる。すなわち、タイヤ形状は、底面が接地幅Ｌｃｘにわたって直線形状となる接地線と、接地せずに変形が生じない円弧部分との組み合わせになる。したがって、接地部分を示すパラメーター（変形値）と円弧部分を示すパラメーター（基準値）とが得られれば、タイヤ形状が特定される。

これらの変形により変化する値（変形に応じた変形値）の絶対値は、積載重量だけではなく、タイヤ径（直径）にも依存する。したがって、積載重量の判断には、通常では、元の（変形を伴わない）タイヤ径Ｌ２ｔやタイヤ半径Ｌｔを基準値（タイヤ径に応じた基準値）として、当該基準値と変形値との比などが特性値として用いられる。すなわち、積載重量の判断には、変形値と基準値の２つのパラメーターの特定が必要となる。

図４及び図５は、変形量に係るパラメーターの取得について説明する図である。
図４（ａ）に示すように、タイヤ変形量（タイヤ形状）に係るパラメーターとして、タイヤ径Ｌ２ｔ（基準値）及びタイヤＴの外縁Ｔｓの接地幅Ｌｃｘ（変形値）を取得する場合、これらを直接同定するのに必要な点（特徴点）として、タイヤ径（直径）の両端である（直径をなす）２つの点Ｐｒ１、Ｐｒ２及び接地幅Ｌｃｘの両端である２つの接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２（両端点）の位置が特定、取得される。直接同定とは、外縁Ｔｓのうち接地しておらず変形のない円弧部分で直径をなす２点Ｐｒ１、Ｐｒ２の直線距離がタイヤ径（直径）であり、２つの接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の間の直線距離が接地幅Ｌｃｘである、というように、他の情報を要さずに特定された位置だけで所望の基準値及び接地幅が求められる点であることをいう。

平面上で撮影されたタイヤであれば、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２は、水平方向に並んで位置し、ｘ軸方向についての位置のみが異なる。点Ｐｒ１、Ｐｒ２の位置関係は、タイヤ中心位置を挟んで直径をなしていれば、当該直径方向は限られないが、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２と同様に、水平方向に並んで定められることで、タイヤ径Ｌ２ｔの算出（ｘ座標の差分のみ）が容易となる。タイヤの軸位置ＯＲの位置が特定されない場合、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２は、タイヤの外縁Ｔｓが円弧となる部分と直線となる部分の境界として特定され、点Ｐｒ１、Ｐｒ２は、タイヤの外縁Ｔｓのｘ座標が極小（最小）の位置及び極大（最大）の位置として取得され得る。

また、図４（ｂ）に示すように、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２は、タイヤの外縁Ｔｓの円弧部分（円弧上）の位置でもあるので、接地端点Ｐｃ１は、接地線の一端の点と直径をなす点の両方を兼用する特徴点として用いることができる。ここでは、接地端点Ｐｃ１と直径をなす円弧上の点Ｐｒ３が特徴点として取得される。これによりタイヤの外縁Ｔｓ上の３点が特定されることで、タイヤ形状（基準値及び変形値）が算出され、タイヤ変形量に係る特性値が得られる。この場合、接地端点Ｐｃ１から外縁Ｔｓの円弧上における最も遠い点が点Ｐｒ３となる。したがって、点Ｐｒ３の特定には、接地端点Ｐｃ１の特定が先に必要となる。

一方、タイヤの軸位置ＯＲが特定可能な場合には、図４（ｃ）に示すように、当該タイヤの軸位置ＯＲとタイヤの外縁Ｔｓの円弧上の一点との２点が特徴点として特定されれば、タイヤ半径Ｌｔが特定される。このタイヤ半径Ｌｔの２倍がタイヤ径Ｌ２ｔである。また、特定されている円弧上の位置の軸位置ＯＲに対する対象位置が直径をなすもう一点となる。ここでは、特定されている円弧上の一点として、点Ｐｒ２を例示している。点Ｐｒ２とタイヤの軸位置ＯＲとは、ｙ軸方向についての位置が等しいので、ｘ軸についての位置（座標）の差分がタイヤ半径Ｌｔとなる。あるいは、点Ｐｒ２の代わりに円弧の上端点Ｐｒ４（図５参照）などを特定することで、ｙ軸方向についての位置（座標）の差分のみでタイヤ半径Ｌｔが求められてもよいし、円弧上の他の任意の点であってもよい。また、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれかを点Ｐｒ２に代用させることで、３点の特定でタイヤ変形量（タイヤ形状）が求められ得る。

タイヤの軸位置ＯＲは、タイヤ側面のボルトなどに基づいて特定されてよい。軸位置ＯＲが基準値又は変形値の算出に係る特徴量とされない場合であっても、他の処理に応じて軸位置ＯＲが別途特定される場合があってよい。あるいは、円弧上で直径をなす２点の組が２つ特定される場合には、当該２つの直径の交点がタイヤの軸位置ＯＲである。

一方、図５（ａ）に示すように、変形値としてタイヤの縦幅Ｌ２ｃｙを取得する場合には、タイヤ直径をなす２点Ｐｒ１、Ｐｒ２と、タイヤの上端点Ｐｒ４と、タイヤが接地する接地線（接地面を正面画像に投影した線）の中点である接地中点Ｐｃｃの４点が特徴点として特定、取得される。この場合には、４点は他の点と共用され得ない。点Ｐｒ１、Ｐｒ２は、上述のように特定可能である。上端点Ｐｒ４は、タイヤの外縁Ｔｓのうち接地面（接地線）から最も遠い点である。したがって、上端点Ｐｒ４は、外縁Ｔｓのうちｙ軸方向についての値（ｙ座標）が最大（極大）の位置として求められ得る。接地中点Ｐｃｃは、上端点Ｐｒ４（すなわち、軸位置ＯＲ）を通る垂直線（ｙ軸に沿った線、すなわち、接地線に垂直な線）と接地線との交点である。

タイヤの軸位置ＯＲを特定可能な場合、図５（ｂ）に示すように、変形量に係るパラメーターとしてタイヤ半径Ｌｔと接地距離Ｌｃｙの組み合わせを用いてもよい。この場合、タイヤの軸位置ＯＲに対し、外縁Ｔｓの円弧上の一点、例えば、点Ｐｒ１と、接地中点Ｐｃｃとが特定されればよく、すなわち、特徴点として特定される点は３点となる。タイヤの軸位置ＯＲが特定されると、接地中点Ｐｃｃは、タイヤの外縁Ｔｓ上でタイヤの軸位置ＯＲからの距離が最小（極小）の位置として特定され得る。

図６は、本実施形態の処理装置２０で実行されるタイヤ変形量算出処理の制御部２１による制御手順を示すフローチャートである。この処理は、撮影装置１０から撮影画像が受信されるごとに起動される。

タイヤ変形量算出処理が開始されると、制御部２１（ＣＰＵ２１１）は、受信した画像データを取得し、画像の前処理を行う（ステップＳ１０１）。前処理には、露出やコントラストの調整などが含まれてよい。また、固定的に撮影される背景部分などをマスクする処理などが含まれてもよい。

制御部２１は、画像におけるエッジ検出を行う（ステップＳ１０２）。エッジ検出としては、特には限られないが、例えば、キャニー法などが用いられる。また、エッジ検出は、より単純に、元画像の空間微分を行った微分画像を用いたり、及び／又は二次微分値などを用いたりして行われてもよい。また、制御部２１は、エッジとして特定された部分以外をノイズとして、当該ノイズを低減させる処理を行ってもよい。

制御部２１は、エッジ検出画像からタイヤの輪郭の検出処理を行う（ステップＳ１０３）。検出処理には、例えば、円検出に係るハフ変換などが用いられる。制御部２１は、エッジ検出画像から車体の形状などを特定し、車体との位置関係に基づいてタイヤの検出範囲を限定してハフ変換などを適用することとしてよい。また、このとき、制御部２１は、リムＲやホイールボルトなどに基づき、タイヤの軸位置ＯＲを特定したり、リムＲの撮影面に対する傾きなどを補正したりしてもよい。また、ハフ変換の代わりにパターンマッチングなどによりタイヤの輪郭を検出してもよい。
なお、ステップＳ１０２又はステップＳ１０３の処理の後、制御部２１は、既に変形量の算出が行われた車両と同一の車両に係る撮影画像であるか否かを判別し、同一の車両であると判別された場合には、以降の処理を行わずにタイヤ変形量算出処理を終了してもよい。また、ここでは、撮影画像においてタイヤＴが正面方向から傾いている場合には、正面方向からの画像（正面画像）に座標変換する処理が行われ得る。

制御部２１は、タイヤの外縁Ｔｓ（輪郭）上から、タイヤ変形量の算出に用いられる所定の特徴点を特定する（ステップＳ１０４；特定ステップ、特定手段）。特徴点は、上述のように、タイヤ径又はタイヤ半径（変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値）の特定に係る直径上の点Ｐｒ１、Ｐｒ２や軸位置ＯＲなど、及び変形に係るパラメーター（変形に応じた変形値）を求めるための接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２や接地中点Ｐｃｃなどである。ここで特定対象とされる直径上の点は、上述のＰｒ１、Ｐｒ２など、水平方向に対して特定の位置角度関係（ここでは、０度）のもののみに予め限定されていてもよいし、両端が円弧上にある範囲の任意の角度で２点が特定されるまで水平方向に対する角度を変えながら特定が試みられてもよい。

制御部２１は、特定を試みたものの特定できなかった特徴点（未特定特徴点）があるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。特定できなかった点はなかったと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ１０８に移行する。特定できなかった点があったと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、後述する補完特定処理を呼び出して実行する（ステップＳ１０６；推定ステップ、推定手段）。

制御部２１は、補完特定処理で補完エラーの設定がなされたか否かを判別する（ステップＳ１０７）。補完エラーの設定がなされていないと判別された場合には（ステップＳ１０７で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８の処理へ移行すると、制御部２１は、特徴点及び必要に応じて得られた補完情報に基づいてタイヤ変形量（特性値。基準値と変形値がまだ算出されていない場合にはこれらを先に算出する）を算出して、ＲＡＭ２１２又は記憶部２２に記憶させる（ステップＳ１０８；算出ステップ、算出手段）。そして、制御部２１は、タイヤ変形量算出処理を終了する。算出されたタイヤ変形量の値は、別途積載異常の判定に係るプログラムで読み込まれて積載重量の基準超過有無の判定及び報知動作などに用いられればよい。

ステップＳ１０７の判別処理で、補完エラーの設定がなされていると判別された場合には（ステップＳ１０７で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、エラー情報２２３（所定の内容）を記憶部２２に記録する（記憶させる）（ステップＳ１０８；エラー記録ステップ）。制御部２１は、報知動作部２４に対して所定のエラー報知動作を行わせる（ステップＳ１１２；報知ステップ）。そして、制御部２１は、タイヤ変形量算出処理を終了する。

上述したような撮影画像からタイヤ変形量を算出する処理では、撮影上の問題などにより、全ての特徴点を同定することができない場合がある。特徴点の特定に失敗する原因としては、例えば、タイヤへの付着物、例えば、泥など、撮影範囲内に入り込んだ障害物、例えば、鳥、ゴミや雪など、あるいは、撮影装置１０の光入射部分のカバーなどに付着したもの、例えば、泥や雪などが上げられる。

図７は、特徴点の特定が困難な場合の補完例について説明する図である。
正面画像中に特定が困難（不可能）な特徴点（未特定特徴点）がある場合には、処理装置２０では、取得された画像部分を用いて特定が困難な特徴点又は当該特徴点により定まるパラメーターの値（基準値、変形値）の推定を行う。ここでは、接地幅とタイヤ径に係る３又は４点を特徴点とする場合について説明する。

図７（ａ）に示すように、接地端点Ｐｃ１が障害Ｓｒにより画像上で直接特定するのが困難である場合、直径に係る点Ｐｒ１、Ｐｒ２（円弧部分の点）から得られるタイヤの外径円Ｔｓｇ（円弧部分を含む円）と、接地線を含む直線、すなわち、接地端点Ｐｃ２を通る水平線との交点が接地端点Ｐｃ１として推定される。外径円Ｔｓｇの中心座標である軸位置ＯＲは、点Ｐｒ１、Ｐｒ２の中点と等しく、外径円Ｔｓｇの半径は、点Ｐｒ１、Ｐｒ２の長さの半分である。

また、図７（ｂ）に示すように、直径に係る点Ｐｒ１、Ｐｒ２の中点が車輪の軸位置ＯＲであるので、当該軸位置ＯＲを通る垂直線と接地線との交点が接地中点Ｐｃｃである。接地端点Ｐｃ１は、他方の接地端点Ｐｃ２の接地中点Ｐｃｃに対する対称な位置として推定される。あるいは、この場合、接地端点Ｐｃ１を直接推定せずとも、接地端点Ｐｃ２と接地中点Ｐｃｃの距離（Ｌｃｘ／２）の２倍の値が接地幅Ｌｃｘとして特定される。

また、図７（ｃ）に示すように、接地端点Ｐｃ１を直径上の点として併用する場合であって、他方の接地端点Ｐｃ２の特定が困難な場合には、直径上の他方の点Ｐｒ３を通る垂直線と、接地線との交点（すなわち、点Ｐｒ３のｘ座標と接地線のｙ座標の点）は、他方の接地端点Ｐｃ２である。これら図７（ａ）～図７（ｃ）に示した例では、特定されている特徴点のみから特定が困難な特徴点の位置を推定することができる。

図７（ｄ）に示すように、接地端点Ｐｃ１に加えて直径に係る２点（ここでは、点Ｐｒ１）の特定が困難な場合には、タイヤ円弧で特定された任意の３点（特定点）から外径円Ｔｓｇ、すなわち、タイヤ半径Ｌｔ及びタイヤの外径円Ｔｓｇの中心位置である軸位置ＯＲを算出（同定）することができる。円弧上の点には、接地端点Ｐｃ２を含んでよい（ここでは、点Ｐｒ２、Ｐｒ５、接地端点Ｐｃ２）。これらの算出では、制御部２１は、解析的に得られる計算式、例えば、３点の各平面位置を用いて円の方程式の係数（軸位置ＯＲ及びタイヤ半径Ｌｔ）を求める行列演算式を予め保持しておき、特定された３点の位置データを入力して計算を行ってもよい。あるいは、数値的に３点から等距離にある点に収束させる収束演算などを行ってもよい。求められたタイヤの外径円Ｔｓｇと接地線との交点（接地線上で軸位置ＯＲからの距離がタイヤ半径Ｌｔである点）が接地端点Ｐｃ１として推定される。また、軸位置ＯＲに対して点Ｐｒ２の対称な位置（外径円Ｔｓｇとの交点）が点Ｐｒ１として推定され得る。

図７（ｅ）に示すように、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の両方（両端点のいずれも）が特定不可である場合であっても、接地線上の任意の１つの点Ｐｃ３（他点の位置）が補完的に特定されれば水平な接地線が定まる。したがって、この接地線と上述のように特定されるタイヤの外径円Ｔｓｇとの２つの交点が接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２として推定される。また、タイヤ半径Ｌｔの２倍がタイヤ径Ｌ２ｔである。このように図７（ｄ）、（ｅ）の例では、円弧上の直径とは関係なく補完的に特定された他点を用いてタイヤの外径円Ｔｓｇが同定される。また、図７（ｅ）の例では、接地線上の点Ｐｃ３が補完的に特定されて、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が推定される。これらによってもタイヤ変形量（タイヤ形状）の算出が可能となる。

円弧上の任意の点が補完的に特定される場合、当該円弧上で特定される点が円周方向について分散するように補完的な特定位置を設定することができる。例えば、補完的な特定位置は、他の特定位置に対して所定角度以上離れた位置となるように定められ得る。所定角度としては、円弧部分の円周角の基準値を当該円弧上で特定する点の数－１で除した値に所定の係数、例えば、０．５以上の値（０．７など）を乗じた値とすることができる。あるいは、補完的な特定位置は、既に特定されている複数の点の中で最も角度が広い区間の中で可能な限り中点に近い特定可能な位置とされることができる。

図８は、特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。

タイヤ径Ｌ２ｔと接地幅Ｌｃｘをタイヤ変形量（タイヤ形状）に係るパラメーターとする場合、点Ｐｒ１、Ｐｒ２や、点Ｐｒ３と接地端点Ｐｃ１など、直径２点が特定困難な場合には、円弧上の３点を通る外径円Ｔｓｇを算出することで、当該外径円Ｔｓｇの中心である軸位置ＯＲ及びタイヤ半径Ｌｔが求められる。タイヤ径Ｌ２ｔは、タイヤ半径Ｌｔの２倍である。特定されている円弧上の点から軸位置ＯＲを挟んで反対側の円弧上の点を推定することで、直径２点を得ることもできる。

接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のうちいずれかのみが特定されている場合には、上述のように外径円Ｔｓｇを算出し、外径円Ｔｓｇと特定されている接地端点を含む接地線との交点により他方の接地端点が推定される。

接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれも特定困難な場合には、接地線上の任意の点を補完特定して接地線を同定する。そして、上述のように外径円Ｔｓｇを算出して当該外径円Ｔｓｇと接地線との交点により両方の接地端点が推定される。

図９は、図６に示したタイヤ変形量算出処理で呼び出される補完特定処理の制御部２１による制御手順を示すフローチャートである。この補完特定処理は、図７で示したように２つの接地端点と直径とを特徴量としてタイヤ変形量を算出する場合に用いられる。

補完検出処理が呼び出されると、制御部２１は、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が２点ともステップＳ１０４の処理で特定されたか否かを判別する（ステップＳ２０１）。２つとも特定されていると判別された場合には（ステップＳ２０１で“ＹＥＳ”）、直径に係る２点が特定されていないことになる。制御部２１は、タイヤ円弧上の任意の点を補完的に特定する（ステップＳ２０２）。制御部２１は、タイヤ円弧上の点の特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ２０３）。

タイヤ円弧上の点の特定に成功しなかったと判別された場合には（ステップＳ２０３で“ＮＯ”）、制御部２１は、補完エラー設定を行い（ステップＳ２３３）、補完特定処理を終了して処理をタイヤ変形量算出処理に戻す。

タイヤ円弧上の点の特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、当該円弧上の点と、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２とを用いて、当該３点が接する円の直径を求めることで、タイヤ径Ｌ２ｔを推定する（ステップＳ２０４）。制御部２１は、正常補完設定を行い（ステップＳ２０５）、補完特定処理を終了して処理をタイヤ変形量算出処理に戻す。

ステップＳ２０１の判別処理で、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の２点が特定されていないと判別された場合には（ステップＳ２０１で“ＮＯ”）、制御部２１は、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のうちいずれか一点が特定されたか否かを判別する（ステップＳ２１１）。接地端点のうち一点が特定されていると判別された場合には（ステップＳ２１１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、タイヤの外縁Ｔｓの円弧上における直径２点が特定されているか否かを判別する（ステップＳ２１２）。

２点が特定されていると判別された場合には（ステップＳ２１２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、当該２点からタイヤ径Ｌ２ｔとその中心位置である軸位置ＯＲを特定する（ステップＳ２１３）。制御部２１は、タイヤ径Ｌ２ｔと軸位置ＯＲとにより同定される円と、特定されている接地点（ステップＳ２３１で補完特定された点を含む）を含む接地線（水平線）との交点から、特定されていない接地端点を推定する（ステップＳ２１４）。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ２０５に移行する。

ステップＳ２１２の判別処理で、円弧上で直径２点が特定されていないと判別された場合には（ステップＳ２１２で“ＮＯ”）、制御部２１は、タイヤ円弧上（接地端点を含む）の特定点が３点となるように不足している点を補完特定する（ステップＳ２２１）。制御部２１は、不足分の円弧上の点の特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ２２２）。

補完特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ２２２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、当該３点以上が円弧上に並ぶタイヤの外径円Ｔｓｇを算出し、タイヤ径Ｌ２ｔを推定する（ステップＳ２２３）。３点より多い点が特定されている場合には、当該特定された点のばらつきが最も小さくなる（尤もらしい）外径円Ｔｓｇを算出すればよい。タイヤには、接地面の圧縮に伴って、他の部分に若干の膨張などの変形が生じる場合もあるので、このように３点よりも多い多点を用いることで、より適切なタイヤ径を求めることができる。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ２１４に移行する。補完特定に成功しなかったと判別された場合には（ステップＳ２２２で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ２３３に移行する。

ステップＳ２１１の判別処理で、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のうち１点が特定されていない、すなわち、いずれも特定されていないと判別された場合には（ステップＳ２１１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、接地線上の任意の一点を補完特定する（ステップＳ２３１）。制御部２１は、接地線上の点の補完特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ２３２）。補完特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ２３２で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ２１２に移行する。補完特定に成功していない（失敗した）と判別された場合には（ステップＳ２３２で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ２３３に移行する。

以上のように、本実施形態の処理装置２０で行われるタイヤ形状算出方法は、タイヤＴの正面画像を用いたタイヤ形状算出方法であって、正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径Ｌ２ｔに応じた基準値と、タイヤの変形に応じた変形値、ここでは、接地幅Ｌｃｘなどとを直接同定するのに必要なタイヤＴの特徴点（ここでは、基準値を求めるのに必要な直径２点である点Ｐｒ１、Ｐｒ２、及び変形値としての接地幅Ｌｃｘを求めるのに必要な接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２）のうち特定可能なものの位置を特定する特定ステップ（ステップＳ１０４）、特定ステップ（ステップＳ１０４）で特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される基準値若しくは変形値を推定する推定ステップである補完特定処理（ステップＳ１０６）、を含む。
このように、タイヤ形状に係る特性値の算出に必要な基準値や変形値の直接的な算出に必要な３点以上の位置を特定して、当該位置情報に基づいて基準値や変形値を取得する場合、これら３点以上が全て取得できなくても、残りの特定された点や、必要に応じて追加された点などを用いて推定することにより基準値や変形値の算出を可能とする。これにより、タイヤ形状（タイヤの変形量）の算出に失敗する頻度を低減させ、より安定して確実に、タイヤの正面画像からタイヤ形状を算出することができる。すなわち、天気などの撮影条件や、泥などのタイヤの状態の影響を低減させて、タイヤ形状の算出、特定に失敗する可能性を低減させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、特定されている特徴点から未特定特徴点の推定又は、基準値若しくは変形値の同定（推定）が不可能な場合には、未特定特徴点に応じた他点の位置を補完的に特定して（ステップＳ２３１、Ｓ２２１）、未特定特徴点又は当該未特定特徴点に係る基準値若しくは変形値を推定する。このように、当初特定された特徴点だけでは基準値や変形値が得られない場合には、必要に応じて他点を補完的に特定することで、撮影状況や車両（タイヤ）の条件などに応じてこれらの数値が求められない可能性を低減させ、より安定して継続的にタイヤ形状の算出、特定を可能とすることができる。

また、特徴点には、タイヤの外縁Ｔｓのうち接地部分である接地線の接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が含まれ、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の少なくともいずれかが未特定特徴点である場合には、外縁Ｔｓのうち接地していない円弧部分を含む外径円Ｔｓｇと、接地線を含む直線との交点から未特定特徴点を推定する（ステップＳ２１３、Ｓ２２３）。
外縁Ｔｓのうち、円弧部分と接地線との境界で折れ曲がる接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２は、画像のエッジ検出から直接検出のしやすい点であり、特定に係る処理が容易であるが、泥などが付着すると特定しづらい場合もある。このような場合に、円弧部分と接地線との交点から推定することで、より安定して接地幅Ｌｃｘを得ることが可能になり、タイヤ形状の算出、特定の失敗頻度を低減させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、２つの接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれもが未特定特徴点に含まれる場合には、接地線上の他点の位置を補完的に特定して接地線を同定する（ステップＳ２３１）。すなわち、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が特定しにくい場合でも、接地線上の任意の点であれば特定が可能となりやすいので、これに基づいて接地線を同定することで、容易かつより確実に接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２を推定し、接地幅Ｌｃｘを得ることができる。これにより、タイヤ変形量の算出、特定の失敗をより確実に防ぐことができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のうちいずれか一方の端点を特定可能な場合には、当該一方の端点を含む円弧部分で特定された３点以上の特定点より外径円Ｔｓｇを同定する。すなわち、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２も円弧上の点２含まれるので、特定されているのであれば、他の円弧上の点を補完的に追加特定しなくてもそのまま利用して外径円Ｔｓｇの同定に利用することができる。すなわち、補完的な特定に係る処理の実行頻度を低減させて、処理負荷を抑制することができる。

また、特徴点には、タイヤの外縁Ｔｓ上で当該タイヤの直径をなす２点、例えば、点Ｐｒ１、Ｐｒ２などが含まれ、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、当該２点のうち少なくともいずれか１点が未特定特徴点に含まれる場合には、外縁Ｔｓの円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して（ステップＳ２２１）外径円Ｔｓｇを同定する（ステップＳ２２３）。すなわち、円弧部分から直接タイヤ径Ｌ２ｔが基準値として同定できない場合でも、任意の３点以上から外径円Ｔｓｇを同定することで、間接的にタイヤ半径Ｌｔ、すなわちタイヤ径Ｌ２ｔが得られる。また、この同定された外径円Ｔｓｇは、接地線を含む直線との交点を求める場合などにも用いられる。よって、円弧上の任意の点を補完特定可能とすることで外径円Ｔｓｇの同定成功率を向上させ、より安定してタイヤ形状の算出を行うことを可能とすることができる。

また、特徴点には、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２と、当該接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれか（ここでは、接地端点Ｐｃ１）とタイヤの直径をなす円弧部分の点１点（ここでは、点Ｐｒ３）とが含まれる。このように、接地端点Ｐｃ１が、接地線の端点としての意味と円弧上の点としての意味とを併せて（共通に）保持することで、特定する特徴点の数を１点減らして特定動作に係る負荷を低下させることができる。また、このような場合でも、接地端点Ｐｃ１が特定不可の場合には、必要に応じて接地線上の点と円弧上の点を各々別に補完的に特定すればよいので、間接的なタイヤ変形量の算出自体が困難になるわけではない。すなわち、接地端点Ｐｃ１の位置は、より安定して確実にタイヤ形状の算出に用いられる。

また、特徴点には、タイヤの外縁Ｔｓ上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、特定ステップ（ステップＳ１０４）で当該直径をなす２点を特定可能ではない場合には、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、タイヤの軸位置ＯＲとタイヤの外縁Ｔｓのうち円弧上における１点とに基づいて、当該１点との間でタイヤ径Ｌ２ｔ（直径）をなす点を推定する。このように、軸位置ＯＲが特定又は推定されれば、タイヤ半径Ｌｔが定まるので、タイヤ径Ｌ２ｔ及び当該タイヤ径Ｌ２ｔ（直径）をなす２点も容易に推定することができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、特定ステップ（ステップＳ１０４）で直径をなす２点を特定可能でなく、かつ軸位置ＯＲが特定可能ではない場合には、円弧上で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して、当該特定点により円弧部分を含む外径円Ｔｓｇを同定することで、軸位置ＯＲを推定する（ステップＳ２２３）。このように、特定の特徴量に係る点が特定されなくても他の点から容易に推定が可能である。よって、タイヤ形状の算出、特定をより安定して継続的に行うことが可能となる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）において、円弧上で特定点を補完的に特定する場合には、当該補完的な特定点の位置が他の特定点に対して所定角度以上離れた点となるように円弧上における位置を定める。
このように適切な位置配置で円弧上の特徴点を得ることで、より精度よく外径円Ｔｓｇの同定を行うことができ、これに応じて、基準値や変形値の算出精度も向上させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）で基準値及び変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、所定の報知動作を行う報知ステップ（ステップＳ１１２）を含む。このように、報知動作を行うことで、例えば、撮影装置１０の撮影面に汚れが生じた場合や、意図的にタイヤを隠して突破するような車両などに対して速やかに適切な処置を行うなどの対策を採ることができる。また、気象条件が悪くなった場合などに、画像処理のパラメーター、例えばエッジ検出やノイズ低減に係る各処理のパラメーターを変更するなどの調整をユーザーが速やかに行うことを可能とし、検出漏れを低減させることができる。

また、上述の所定の報知動作には、所定の表示画面に対する表示動作を含む。このように、表示画面に必要な情報を表示させることで、必要十分な情報を積載重量の監視員などが速やかに知得し、最適な処置を選択して行うことが可能となる。

また、このタイヤ変形量算出処理は、補完特定処理（ステップＳ１０６）で基準値及び変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、エラー情報２２３として記憶部２２に記録するエラー記録ステップ（ステップＳ１１１）を含む。これにより、どのような状況でどの程度の頻度で同定ができなかったかを容易に監視員などが知得することができる。したがって、通常の処理では特定が難しい気象条件などでは、エッジ検出やノイズ低減のパラメーターを変更したり、後述のように複数の画像を重ねて多重画像を形成したりといった対策を予め採ることが可能になる。あるいは、特定の車種などで算出が困難な場合には、他の積載重量の検出方法と併用させるなどの処理を行わせることも可能となる。

また、本実施形態のタイヤ形状算出装置である処理装置２０は、制御部２１を備える。制御部２１は、下記の特定手段及び推定手段として機能する。制御部２１は特定手段として、タイヤの正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値と、タイヤの変形に応じた変形値とを直接同定するのに必要なタイヤの特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する。制御部２１は、推定手段として、特定手段で特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される前記基準値若しくは前記変形値を推定する。
これにより、タイヤの正面画像のみを用いて制御部２１がより確実かつ継続的にタイヤの形状、すなわち、タイヤの変形量を得ることができる。そして、このタイヤの変形量を用いることで、過積載や空気圧不足などにより危険な状態の車両を同定することができる。したがって、より容易な設備で道路状況の保全や安全性を向上させることができる。

また、本実施形態の過積載検出システム１は、上記の処理装置２０と、タイヤの正面画像に係る画像の撮影を行う撮影装置１０と、を備える。このような過積載検出システム１を用いることで、直接車両の重量を計測せずとも車両の積載重量を見積もることができ、危険な車両の走行や、高速道などへの侵入の検出及び対処を図ることができる。

図１０は、特徴点の特定が困難な場合の他の補完例を説明する図である。ここでは、特徴点として、直径をなす２点と、上端点Ｐｒ４と、接地中点Ｐｃｃとを用いる場合に、これら特徴点の一部又は全部の特定が不可能な場合について説明する。

図１０（ａ）に示すように、接地中点Ｐｃｃが障害Ｓｒにより特定困難な場合には、接地線上の任意の点Ｐｃ３を補完特定して接地線を同定することで、当該接地線と、上端点Ｐｒ４を通る垂直線との交点から接地中点Ｐｃｃが推定される。

図１０（ｂ）に示すように、接地中点Ｐｃｃに加えて上端点Ｐｒ４も障害物Ｓｒ２により特定困難な場合には、上端点Ｐｒ４は、タイヤの外径円Ｔｓｇと軸位置ＯＲを通る垂直な線との交点（外径円Ｔｓｇ上で軸位置ＯＲと同一のｘ座標の点でｙ座標が大きいもの）により推定される。あるいは、上端点Ｐｒ４は、外径円Ｔｓｇ上で最も接地線から離れた点、すなわち、ｙ座標の大きい点として推定されてもよい。また、接地中点Ｐｃｃは、軸位置ＯＲを通る垂直な線と接地線との交点により求められる。軸位置ＯＲは、直径上の２つの点Ｐｒ１、Ｐｒ２の中点から求められる。直径上の２つの点のうち一方の点（ここでは、点Ｐｒ２）も特定困難な場合には、外縁Ｔｓの円弧上の任意の３点を補完特定し（ここでは、特定されている点Ｐｒ１に加えて補完特定される点Ｐｒ６、Ｐｒ７）、これら３点に基づいて外径円Ｔｓｇを求めることでタイヤ半径Ｌｔ及びタイヤの軸位置ＯＲが求められる。

なお、障害Ｓｒにより接地中点Ｐｃｃの特定が困難な場合であっても、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の両方が特定可能な場合には、図１０（ｃ）に示すように、当該接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の中点を接地中点Ｐｃｃとして推定することができる。この場合には、直径をなす点Ｐｒ１、Ｐｒ２の両方が特定されていない場合でも、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれかに対して直径をなす点、ここでは、接地端点Ｐｃ１に対する点Ｐｒ３を用いてタイヤ径Ｌ２ｔを特定してよい。

また、軸位置ＯＲが特定されている場合には、円弧上の１つの点Ｐｒ６が分かればタイヤ半径Ｌｔが定まるので、これら２点に基づき、図１０（ｄ）に示すように、軸位置ＯＲから垂直方向上向きにタイヤ半径Ｌｔの位置が上端点Ｐｒ４として推定される。タイヤ径Ｌ２ｔは、タイヤ半径Ｌｔの２倍であり、点Ｐｒ６と直径をなす点は、軸位置ＯＲに対して点Ｐｒ６に対称な点Ｐｒ８として推定される。

図１１は、特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。
タイヤ径Ｌ２ｔとタイヤの縦幅Ｌ２ｃｙをタイヤ変形量（タイヤ形状）に係るパラメーターとする場合において、直径２点が特定困難な場合には、外縁Ｔｓの円弧上３点を通る円を求めることで、外径円Ｔｓｇの中心である軸位置ＯＲの座標及び外径円Ｔｓｇの半径が求められる。

上端点Ｐｒ４が特定困難な場合には、外径円Ｔｓｇの中心位置（すなわち軸位置ＯＲ）を算出又は推定し、当該位置から外径円Ｔｓｇの半径分上方の位置が上端点Ｐｒ４として推定される。

接地中点Ｐｃｃが特定困難な場合には、接地線上の任意の１点を補完特定し、接地線と、軸位置ＯＲ又は上端点Ｐｒ４を通る垂直線との交点が接地中点Ｐｃｃとして推定される。軸位置ＯＲも上端点Ｐｒ４も特定されていない場合には、上述のように上端点Ｐｒ４が推定されてから、当該推定された上端点Ｐｒ４を用いて接地中点Ｐｃｃが推定され得る。また、直径上の２点に両接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が含まれる場合には、これら両接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の中点が接地中点Ｐｃｃとして推定される。

図１２は、タイヤ変形量算出処理で呼び出される補完特定処理の制御部２１による制御手順を示すフローチャートの他の例である。この補完特定処理は、図１０で示したように上端点Ｐｒ４と接地中点Ｐｃｃと直径に係る２点とを特徴点としてタイヤ変形量を算出する場合に用いられる。

補完特定処理が開始されると、制御部２１は、接地中点Ｐｃｃと上端点Ｐｒ４がいずれも特定されているか否かを判別する（ステップＳ３０１）。いずれも特定されていると判別された場合には（ステップＳ３０１で“ＹＥＳ”）、タイヤ径に係る直径２点が特定されていないので、制御部２１は、タイヤＴの円弧上の特定点が３点となるように補完特定する（ステップＳ３０２）。

制御部２１は、必要な数の補完特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ３０３）。補完特定に成功していない（失敗した）と判別された場合には（ステップＳ３０３で“ＮＯ”）、制御部２１は、補完エラーの設定を行う（ステップＳ３３３）。そして、制御部２１は、補完特定処理を終了して処理をタイヤ変形量算出処理に戻す。

補完特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ３０３で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、外縁Ｔｓの円弧上の点に基づいて外径円Ｔｓｇを算出し、タイヤ径Ｌ２ｔを推定する（ステップＳ３０４）。制御部２１は、正常補完の設定を行い（ステップＳ３０５）、補完特定処理を終了して処理をタイヤ変形量算出処理に戻す。

ステップＳ３０１の判別処理で、接地中点Ｐｃｃと上端点Ｐｒ４の両方が特定されているわけではない、すなわち、少なくとも一方が特定されていないと判別された場合には（ステップＳ３０１で“ＮＯ”）、制御部２１は、接地中点Ｐｃｃが特定されているか否かを判別する（ステップＳ３１１）。接地中点Ｐｃｃが特定されていると判別された場合には（ステップＳ３１１で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３１２に移行する。

接地中点Ｐｃｃが特定されていないと判別された場合には（ステップＳ３１１で“ＮＯ”）、制御部２１は、接地線上の任意の一点を補完特定する（ステップＳ３３１）。制御部２１は、接地線上の点の補完特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ３３２）。補完特定に成功していない（失敗した）と判別された場合には（ステップＳ３３２で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３３３に移行する。補完特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ３３２で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３１２に移行する。

ステップＳ３１１、Ｓ３３２の処理からステップＳ３１２の処理に移行すると、制御部２１は、タイヤＴの直径（タイヤ径）に係る２点が特定されているか否かを判別する（ステップＳ３１２）。２点が特定されていると判別された場合には（ステップＳ３１２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、タイヤ径Ｌ２ｔ及び中心となる軸位置ＯＲを特定する（ステップＳ３１３）。制御部２１の処理は、ステップＳ３１４に移行する。

ステップＳ３１２の判別処理で、タイヤＴの直径に係る２点が特定されていないと判別された場合には（ステップＳ３１２で“ＮＯ”）、制御部２１は、外縁Ｔｓの円弧上における特定点が３点となるように補完特定を行う（ステップＳ３２１）。制御部２１は、円弧上の補完特定が成功したか否かを判別する（ステップＳ３２２）。成功しなかった（失敗した）と判別された場合には（ステップＳ３２２で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３３３へ移行する。

円弧上の補完特定が成功したと判別された場合には（ステップＳ３２２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、円弧上の３点を用いて外径円Ｔｓｇを算出し、軸位置ＯＲ及びタイヤ径Ｌ２ｔを推定する（ステップＳ３２３）。制御部２１の処理は、ステップＳ３１４へ移行する。

ステップＳ３１３、Ｓ３２３の処理からステップＳ３１４の処理に移行すると、制御部２１は、上端点Ｐｒ４が特定されているか否かを判別する（ステップＳ３１４）。上端点Ｐｒ４が特定されていないと判別された場合には（ステップＳ３１４で“ＮＯ”）、制御部２１は、上端点Ｐｒ４を推定する（ステップＳ３１５）。制御部２１は、例えば、タイヤの軸位置ＯＲを通る垂直線と、特定又は推定されているタイヤＴの外径円Ｔｓｇとの交点を上端点Ｐｒ４として推定する。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ３１６に移行する。ステップＳ３１４の判別処理で、上端点Ｐｒ４が特定されていると判別された場合には（ステップＳ３１４で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３１６に移行する。

ステップＳ３１６の処理に移行すると、制御部２１は、接地中点Ｐｃｃが特定されているか否かを判別する（ステップＳ３１６）。接地中点Ｐｃｃが特定されていると判別された場合には（ステップＳ３１６で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ３０５に移行する。

接地中点Ｐｃｃが特定されていないと判別された場合には（ステップＳ３１６で“ＮＯ”）、制御部２１は、接地中点Ｐｃｃを推定する（ステップＳ３１７）。接地中点の推定方法としては、上述のように、特定（補完特定を含む）円弧上の特徴点などによって複数方法から推定され得る。例えば、制御部２１は、点Ｐｃ３を通る水平線として得られる接地線と、特定又は推定された上端点Ｐｒ４を通る垂直線との交点を接地中点Ｐｃｃとして推定する。あるいは、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２がいずれも特定されている場合には、制御部２１は、当該接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の中点を接地中点Ｐｃｃとして推定してもよい。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ３０５に移行する。

以上の補完特定処理を用いたタイヤ形状算出方法では、特徴点には、タイヤの外縁Ｔｓのうち接地部分である接地線の中点である接地中点Ｐｃｃが含まれ、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、接地中点Ｐｃｃが未特定特徴点に含まれる場合には、タイヤの軸位置ＯＲを通り接地線に垂直な垂直線と接地線との交点から接地中点Ｐｃｃを推定する（ステップＳ３１７）。
このように接地中点Ｐｃｃを用いることで、１点で接地部分を代表化し、また、接地線から容易に推定してタイヤ形状を算出、取得することができる。

また、特徴点には、タイヤの外縁Ｔｓ上で接地線から最も離れた上端点Ｐｒ４が含まれ、垂直線には、上端点Ｐｒ４を通り接地線に垂直な線を含む。すなわち、上端点Ｐｒ４と接地中点Ｐｃｃの組み合わせを用いることで、垂直線により両点を容易に評価し、また、接地中点Ｐｃｃが特定不可の場合でも、上端点Ｐｒ４に応じて容易に推定される。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、上端点Ｐｒ４が未特定特徴点に含まれる場合には、外縁Ｔｓのうち円弧部分を含む外径円Ｔｓｇを同定し（ステップＳ３１３、Ｓ３２３）、当該外径円Ｔｓｇにおいて接地線から最も離れた点を上端点Ｐｒ４として推定する（ステップＳ３１５）。すなわち、円弧上の特徴的な点である上端点Ｐｒ４については、外径円Ｔｓｇから比較的容易に推定可能であり、より安定して継続的に変形量の算出に用いることができる。

また、あるいは、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、上端点Ｐｒ４が未特定特徴点に含まれる場合には、外縁Ｔｓのうち接地していない円弧部分を含む外径円Ｔｓｇを同定し（ステップＳ３１３、Ｓ３２３）、当該外径円Ｔｓｇの中心を通る垂直線と外径円Ｔｓｇとの交点を上端点Ｐｒ４として推定する（ステップＳ３１５）。このような方法でも、上記と同様に容易に上端点Ｐｒ４を推定することができる。すなわち、上端点Ｐｒ４の推定方法が多数あるので、タイヤの正面画像における特定不可の範囲などに応じて柔軟に選択して安定して推定を行い、変形量の算出に用いることができる。

また、特徴点には、外縁Ｔｓ上でタイヤの直径をなす２点（例えば点Ｐｒ１、Ｐｒ２など）が含まれ、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、当該２点のうち少なくともいずれか１点が未特定特徴点に含まれる場合には、外縁Ｔｓのうち円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して（ステップＳ２２１）、当該円弧部分を含む外径円Ｔｓｇを同定する（ステップＳ２２３）。このように、外径円Ｔｓｇが容易に特定可能であり、これに応じて接地中点Ｐｃｃも接地線上の点Ｐｃ３に基づいて容易に推定可能となるので、安定して変形量の算出を成功させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、円弧部分の３点以上が特定ステップ（ステップＳ１０４）で特定されていない場合には、円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して外径円Ｔｓｇを同定する。すなわち、直径２点と上端点Ｐｒ４のいずれかが特定できなくても、円弧上の任意の一点が特定されることで容易に外径円Ｔｓｇが同定され、これに応じて未特定特徴点が推定されるので、複雑な処理が必要なく、より安定して変形量の算出に用いられる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、上端点Ｐｒ４が未特定特徴点に含まれる場合には、軸位置ＯＲと、外縁Ｔｓのうち円弧部分の１点とに基づいて上端点Ｐｒ４を推定する。すなわち、これら２点が分かっている場合には、ｘ座標と軸位置ＯＲからの距離（すなわち、タイヤ半径Ｌｔ）が分かっているので、外径円Ｔｓｇを同定せずとも直線上でより容易に上端点Ｐｒ４を推定することができる。したがって、簡略的かつ容易な処理で変形量の算出に必要な特徴点を得ることができる。

図１３は、特徴点の特定が困難な場合の他の補完例を説明する図である。ここでは、特徴点として、軸位置ＯＲと、円弧上の任意の特徴点１点と、接地中点Ｐｃｃとを用いる場合にこれら特徴点の一部の特定が不可能な場合について説明する。

図１３（ａ）に示すように、接地中点Ｐｃｃの特定が困難な場合には、接地線上の任意の点Ｐｃ３が補完特定される。そして、点Ｐｃ３により定まる接地線と、軸位置ＯＲを通る垂直線との交点が接地中点Ｐｃｃとして推測される。上端点Ｐｒ４が特定されている場合には、軸位置ＯＲを通る垂直線の代わりに上端点Ｐｒ４を通る垂直線が用いられてもよい。

図１３（ｂ）に示すように、接地中点Ｐｃｃに加えて軸位置ＯＲ及び上端点Ｐｒ４も特定が困難な場合には、接地線上の点Ｐｃ３に加えて、円弧上の特定点が３点となるように特徴点以外の他点の補完特定を行う。ここでは、点Ｐｒ５、Ｐｒ６、Ｐｒ７が特定され、これら３点により、外径円Ｔｓｇの中心である軸位置ＯＲ及びタイヤ半径Ｌｔが求められる。接地中点Ｐｃｃは、上記と同様に、軸位置ＯＲを通る垂直線と点Ｐｃ３を通る接地線（水平線）の交点により推定される。

図１３（ｃ）に示すように、接地中点Ｐｃｃ及び軸位置ＯＲが特定困難な場合であり、上端点Ｐｒ４が特定されている場合、特定可能な場合には、上述のように、補完的に特定された点Ｐｃ３を用いて接地中点Ｐｃｃを特定可能である。また、上端点Ｐｒ４は、軸位置ＯＲに対して垂直方向上側にあるという相対方向が予め定まっている。したがって、上端点Ｐｒ４と円弧上の１点（ここでは、点Ｐｒ６）とが特定されることで（上端点Ｐｒ４又は点Ｐｒ６のいずれかが補完特定される）、軸位置ＯＲは、上端点Ｐｒ４と接地中点Ｐｃｃの間であって、当該上端点Ｐｒ４からの距離と点Ｐｒ６からの距離が等しい点として求められ得る。

図１３（ｄ）に示すように、軸位置ＯＲのみが特定困難な場合には、予め接地中点Ｐｃｃが特定されているので、点Ｐｃ３の補完特定は必要ない。上記と同様に、上端点Ｐｒ４と接地中点Ｐｃｃの間（直線上）で、上端点Ｐｒ４及び点Ｐｒ６からの距離が等しい点が軸位置ＯＲとして推定される。その他、円弧上の点Ｐｒ６に対して直径をなす点が補完特定可能な場合には、これら２点の中点が軸位置ＯＲとして定められる。

図１４は、特定困難な特徴量と補完特定の内容との関係を示す図表である。

軸位置ＯＲと、円弧上の任意の特徴点１点と、接地中点Ｐｃｃとが特徴点として用いられる場合において、円弧上の任意の点が特定可能な場合には、他の値の特定有無にかかわらず変形量に係るパラメーターの取得は困難である。

軸位置ＯＲが特定困難な場合には、軸位置ＯＲは、外径円Ｔｓｇを算出することで、その中心位置から求められる。外径円Ｔｓｇは、外縁Ｔｓ上の３点から同定可能である。また、上端点Ｐｒ４や点Ｐｒ１、Ｐｒ２などが特定されている場合には、所定の直線上など、より制限された範囲で軸位置ＯＲが特定される。

接地中点Ｐｃｃのみが特定困難な場合には、接地線上の任意の点の補完特定により当該接地線を同定し、接地線と軸位置ＯＲを通る垂直線との交点から接地中点Ｐｃｃが推定される。

軸位置ＯＲ及び接地中点Ｐｃｃが特定困難な場合には、上述のように軸位置ＯＲを推定してから当該軸位置ＯＲを用いて接地中点Ｐｃｃを推定すればよい。

図１５は、タイヤ変形量算出処理で呼び出される補完特定処理の制御部２１による制御手順を示すフローチャートの他の例である。この補完特定処理は、図１３で示したように接地中点Ｐｃｃと軸位置ＯＲと円弧上の１点とを特徴点としてタイヤ変形量を算出する場合に用いられる。

補完特定処理が呼び出されると、制御部２１は、タイヤの外縁Ｔｓの円弧上の位置が特定されているか否かを判別する（ステップＳ４０１）。特定されていないと判別された場合には（ステップＳ４０１で“ＮＯ”）、制御部２１は、補完エラー設定を行い（ステップＳ４３４）、補完特定処理を終了して処理をタイヤ変形量算出処理に戻る。

タイヤの外縁Ｔｓの円弧上の位置が特定されていると判別された場合には（ステップＳ４０１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、軸位置ＯＲが特定されているか否かを判別する（ステップＳ４０２）。軸位置ＯＲが特定されていると判別された場合には（ステップＳ４０２で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ４０３に移行する。

軸位置ＯＲが特定されていないと判別された場合には（ステップＳ４０２で“ＮＯ”）、制御部２１は、タイヤＴの直径２点が特定可能であるか否かを判別する（ステップＳ４１１）。特定が可能であると判別された場合には（ステップＳ４１１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、タイヤＴの直径をなす円弧上の２点が特定点となるように補完特定を行う（ステップＳ４１２）。既に特定されている１点ととともに直径をなす点が特定可能である場合には、制御部２１は、当該１点を補完特定すればよい。あるいは、制御部２１は、既に特定されている１点とは別に直径をなす２点（例えば、点Ｐｒ１、Ｐｒ２など）を特定してもよい。

制御部２１は、直径２点に基づいてタイヤ径Ｌ２ｔと軸位置ＯＲとを特定する（ステップＳ４１３）。制御部２１は、接地中点Ｐｃｃが特定されているか否かを判別する（ステップＳ４１４）。接地中点Ｐｃｃが特定されていると判別された場合には（ステップＳ４１４で“ＹＥＳ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ４０６に移行する。接地中点Ｐｃｃが特定されていないと判別された場合には（ステップＳ４１４で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ４０３に移行する。

ステップＳ４１１の判別処理で直径２点が特定可能ではないと判別された場合には（ステップＳ４１１で“ＮＯ”）、制御部２１は、上端点Ｐｒ４の特定が可能である（既に特定されている場合を含む）か否かを判別する（ステップＳ４２１）。上端点Ｐｒ４の特定が可能であると判別された場合には（ステップＳ４２１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、特定されていない上端点Ｐｒ４か又は特定されている上端点Ｐｒ４とは別の円弧上の点を補完特定する（ステップＳ４２２）。制御部２１は、上端点Ｐｒ４を通る垂直線上で、上述のように上端点Ｐｒ４からの距離と他の点からの距離とが等しい軸位置ＯＲを特定する（ステップＳ４２３）。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ４１４に移行する。

ステップＳ４２１の判別処理で、上端点Ｐｒ４の特定が可能ではないと判別された場合には（ステップＳ４２１で“ＮＯ”）、制御部２１は、タイヤＴの円弧上の特定点が３点になるように補完特定を行う（ステップＳ４３１）。すなわち、制御部２１は、既に特定されている１点に加えて２点を補完特定する。

制御部２１は、補完特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ４３２）。補完特定に成功しなかったと判別された場合には（ステップＳ４３２で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ４３４に移行する。特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ４３２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、当該３点を用いて外径円Ｔｓｇを算出し、その中心である軸位置ＯＲとタイヤ径Ｌ２ｔとを推定する（ステップＳ４３３）。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ４１４に移行する。

なお、ステップＳ４１１～Ｓ４１３の処理、及び／又はステップＳ４２１～Ｓ４２３の処理は、省略されてもよい。すなわち、特定条件での軸位置ＯＲの推定処理の一部又は全部が省略されてもよい。

ステップＳ４０２、Ｓ４１４の処理からステップＳ４０３の処理に移行すると、制御部２１は、接地線上の任意の１点を補完特定する（ステップＳ４０３）。制御部２１は、接地点上の点の特定に成功したか否かを判別する（ステップＳ４０４）。特定に成功したと判別された場合には（ステップＳ４０４で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、接地線と、軸位置ＯＲを通る垂直線との交点から接地中点Ｐｃｃを推定する（ステップＳ４０５）。あるいは、タイヤ円弧上の特定点に２つの接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２が含まれる場合には、制御部２１は、当該２つの接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の中点を接地中点Ｐｃｃとして推定してもよい。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ４０６に移行する。ステップＳ４０４の判別処理で、接地線上の点の補完特定に成功していない（失敗した）と判別された場合には（ステップＳ４０４で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ４３４に移行する。

以上のように、この例の補完特定処理を用いたタイヤ形状算出方法では、特徴点には、タイヤの軸位置ＯＲとタイヤの外縁Ｔｓのうち円弧部分における１点（例えば、点Ｐｒ６）とが含まれる。このような方法でも、基準値が容易に定められる。特に、軸位置ＯＲが特定可能な場合には、円弧上の点が任意に特定されればよいので、タイヤ半径Ｌｔを容易に同定することができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、軸位置ＯＲが未特定特徴点に含まれる場合には、外縁Ｔｓの円弧上で同定された３点以上の特定点により当該円弧を含む外径円Ｔｓｇを同定し、当該外径円Ｔｓｇの中心位置から軸位置ＯＲを推定する（ステップＳ４３３）。すなわち、外径円Ｔｓｇの同定処理でそのまま中心位置である軸位置ＯＲ及びタイヤ半径Ｌｔが得られるので、処理が二度手間にならず容易である。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、軸位置ＯＲが未特定特徴点に含まれ、かつ円弧上の３点以上が特定ステップ（ステップＳ１０４）で特定されていない場合には、当該円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定する。すなわち、円弧上の任意の３点以上（ここでは３点）を得る補完的な特定により外径円Ｔｓｇが同定される（ステップＳ４３３）ので、容易な処理で、基準値の同定確率を向上させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、軸位置ＯＲが未特定特徴点に含まれ、かつ当該軸位置ＯＲに対する相対方向が定められている１点、ここでは、上端点Ｐｒ４が特定されている場合には、当該１点（上端点Ｐｒ４）と、外縁Ｔｓの円弧部分における１点とに基づいて軸位置ＯＲを推定する（ステップＳ４２３）。すなわち、円のフィッティングと比較して垂直線の直線上のみでの処理となるので、処理が容易となる。

［変形例１］
上記の各例では、一枚の撮影画像に基づいて基準値と変形値の各パラメーターを求めたが、複数の撮影画像を重ねて各パラメーターを求めることもできる。

図１６は、撮影画像における特徴量の特定困難なパターンを説明する図である。

図１６（ａ）に示すように、タイヤの外縁Ｔｓに沿った付着物Ｓｒ１により一部の特徴点、ここでは、点Ｐｒ１及び接地端点Ｐｃ１が特定困難な場合、車両が移動してタイヤが回転すると、特定困難となる位置が変化する。図１６（ｂ）のように、タイヤが１／４回転程度したあとの撮影画像では、付着物Ｓｒ１が接地端点Ｐｃ２と点Ｐｒ２の位置と重なる位置に移動しており、接地端点Ｐｃ１及び点Ｐｒ１は特定可能となっている。すなわち、図１６（ａ）、（ｂ）に示した２枚の撮影画像又は撮影画像から得られた結果を重ねることで、点Ｐｒ１、Ｐｒ２及び接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２がいずれも特定可能となる。

図１６（ｃ）に示すように、車両と撮影装置１０との間に障害物Ｓｒ２が存在することで一部の特徴点、ここでは、接地端点Ｐｃ１が特定困難な場合、車両が移動することで、撮影装置１０に対する障害物Ｓｒ２と車両との位置関係が変化する。例えば、図１６（ｄ）に示すように、車両が図内左方向へ移動することで、障害物Ｓｒ２が相対的に図内右方向へ移動し、ここでは、接地端点Ｐｃ２の同定が困難となる一方で、接地端点Ｐｃ１が特定可能となっている。すなわち、図１６（ｃ）、（ｄ）に示した２枚の撮影画像又は撮影画像から得られた結果を重ねることで、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２のいずれもが特定可能となる。

なお、図１６（ｃ）、（ｄ）において、障害物Ｓｒ２が静止しているとして説明したが、障害物Ｓｒ２と車両とが各々異なる相対速度で撮影装置１０の撮影エリアに対して移動していればよい。重ねる画像は、２枚に限られず、３枚以上であってもよい。また、重ねた画像について、なお全ての特徴点が得られない場合には、上述のように補完特定を行えばよい。

図１７は、タイヤ変形量算出処理の変形例を示す図である。
このタイヤ変形量算出処理は、上述の実施形態のタイヤ変形量算出処理に対してステップＳ１２１～Ｓ１２３の処理が追加された点を除いて同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

ステップＳ１０４の処理の後、制御部２１は、特定を試みたものの特定できなかった特徴点があるか否かを判別する（ステップＳ１２１）。特定できなかった点はなかったと判別された場合には（ステップＳ１２１で“ＮＯ”）、制御部２１の処理は、ステップＳ１０８に移行する。特定できなかった点があったと判別された場合には（ステップＳ１２１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、他のステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理で検出されている同一車両に係る複数枚のタイヤの正面画像を重ねて多重画像を生成する（ステップＳ１２２；多重画像生成ステップ）。制御部２１は、当該多重画像から特徴点を特定する（ステップＳ１２３；特定ステップ）。そして、制御部２１の処理は、ステップＳ１０５に移行する。

以上のように、本変形例１のタイヤ変形量算出処理では、所定のタイヤに係る複数の正面画像を重ねた多重画像を生成する多重画像生成ステップ（ステップＳ１２２）を含み、特定ステップ（ステップＳ１２３）では、多重画像を用いて特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する。上述のように、特徴点を特定できない理由は幾つかあるが、車両の走行による位置の移動やタイヤの回転により特定できない場所の位置関係が変化するものが多い。したがって、多重画像を用いて特徴点の特定を試みることで、特徴点が特定可能な可能性を向上させ、より安定して継続的にタイヤ形状を算出、特定することができる。

［変形例２］
上記実施の形態では、パラメーターの取得に最低限必要な補完特定を行うこととしたが、より多くの点を補完特定してパラメーターの取得精度を向上させてもよい。また、タイヤＴの接地面の変形に伴ってタイヤＴ全体が歪む場合を考慮して、より多くの点から得られる平均的なパラメーターの値を得ることとしてもよい。

図１８は、タイヤ変形量算出処理で呼び出される補完特定処理の変形例を示すフローチャートである。
この変形例の補完特定処理では、図９に示した補完特定処理におけるステップＳ２０２、Ｓ２１４、Ｓ２２１、Ｓ２３１の処理がそれぞれステップＳ２０２ａ、Ｓ２１４ａ、Ｓ２２１ａ、Ｓ２３１ａの処理に置き換えられ、ステップＳ２１１の処理が削除されてステップＳ２３４の処理が追加されている。その他の処理については同一であり、同一の処理内容については同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ２０１の判別処理で、接地端点Ｐｃ１、Ｐｃ２の両方が特定されていると判別された場合には（ステップＳ２０１で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、タイヤの外縁Ｔｓの円弧上の点が３点以上となるように補完特定を行う（ステップＳ２０２ａ）。すなわち、制御部２１は、外縁Ｔｓの円弧上の点を３点に限らず、より多くの点が得られるように補完特定することができる。３点の場合に加えて４点以上の円弧上の点が特定された場合には（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、当該４点以上の点のばらつきが最も小さくなる（尤もらしい）外径円Ｔｓｇを算出する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０１の判別処理で“ＮＯ”に分岐した場合、制御部２１の処理は、ステップＳ２３１ａに移行する。制御部２１は、接地線上の点を１点に限らず複数補完特定可能である（ステップＳ２３１ａ）。補完特定に成功した場合には（ステップＳ２３２で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、補完特定された点のばらつきが最も小さい接地線を算出する（ステップＳ２３４）。このときに求められる接地線には、水平線（ｙ＝ｃｏｎｓｔ．）の条件を含めても含めなくてもよい。それから、制御部２１の処理は、ステップＳ２１２に移行する。

ステップＳ２１２の判別処理で“ＮＯ”に分岐すると、制御部２１は、タイヤＴの外縁Ｔｓの円弧上の特定点が３点以上になるように補完特定を行う（ステップＳ２２１ａ）。この処理の内容は、ステップＳ２０２ａと同一であり、すなわち、４点以上の特定点が得られてよい。４点以上の特定点が得られた場合の外径円Ｔｓｇの算出処理（ステップＳ２２３）は、ステップＳ２０４の処理と同一である。制御部２１は、外径円Ｔｓｇと接地線との交点から未特定の接地端点を推定する（ステップＳ２１４ａ）。上述のように、接地線が水平線に限られない場合には、外径円Ｔｓｇと接地線の交点は、解析解を求める数式に基づいて、又は数値的に収束演算（例えば、接地線上において軸位置ＯＲからの距離のタイヤ半径Ｌｔからのずれが極小となる点）などにより推定される。

図１２、図１５に示した補完特定処理においても、補完特定時（ステップＳ３０２、Ｓ３２１、Ｓ３３１やステップＳ４０３、Ｓ４２１、Ｓ４３１）に、必要最小限以上で可能な多くの点を補完特定し、回帰演算を行うことなどによって得られた直線（直径や接地線など）や外径円Ｔｓｇなどを用いることができる。

以上のように、変形例２の補完特定処理（ステップＳ１０６）では、円弧部分で特定された３点以上の特定点により外径円Ｔｓｇを同定する。外径円Ｔｓｇを特定するのに必要な最小限度の点数でなくてもよく、これにより、位置の特定誤差の影響を低減させることができる。

また、補完特定処理（ステップＳ１０６）では、基準値及び変形値の算出にそれぞれ必要な数より多い点が特定されている（ステップＳ２０２ａ、Ｓ２２１ａ）場合には、当該特定されている点について尤もらしい前記基準値及び前記変形値を算出する（ステップＳ２０４、Ｓ２２３）。すなわち、この処理では、基準値及び変形値の算出に必要な３点又は４点以上の点を特徴点として特定し、これらに基づいて、特定誤差の影響を低減させたより精度の高い基準値及び変形値を算出することができる。したがって、特徴点の位置の特定誤差に加えて、接地に伴うタイヤの変形が円弧部分にまでに及んでいる場合に、これらを考慮してより適切なタイヤ径Ｌ２ｔの値を求めることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、タイヤ径Ｌ２ｔと接地幅Ｌｃｘの組み合わせ、タイヤ径Ｌ２ｔと縦幅Ｌ２ｃｙの組み合わせ、及びタイヤ半径Ｌｔと接地距離Ｌｃｙの組み合わせを例に挙げて説明したが、基準値と変形値の組み合わせは、これら以外であってもよく、例えば、タイヤ半径Ｌｔと接地幅Ｌｃｘとが組み合わされてもよい。あるいは、上端点Ｐｒ４と接地端点Ｐｃ３の距離と、タイヤ半径Ｌｔとが組み合わされても、タイヤ形状を特定することができる。

また、特徴点の特定に係る処理が行われる段階で各位置が検出される場合に限られない。最初のエッジ検出やタイヤの輪郭検出の段階で、特定可能な点が全て同定され、そのうち、必要な点を選択することで特徴点の特定がなされてもよい。

また、上記実施の形態の変形例１では、一枚の正面画像で特定不可能な特徴点があった場合に複数枚の画像を重ねるものとして説明したが、初めから複数枚の画像を重ねて特徴量の特定を行い、いずれかの特徴点が特定不可能な場合に未特定特徴点の推定を行うこととしてもよい。

また、上記実施の形態では、エラー記録及びエラー報知動作を行うこととしたが、これらの一方又は両方は、必ずしもなされなくてもよい。

また、上記実施の形態では、制御部２１のＣＰＵ２１１がソフトウェア的に全ての処理を行うこととしたが、一部の処理、画像処理などが専用のハードウェア回路などによりなされてもよい。
その他、上記実施の形態で示した処理装置２０の構成、制御内容や手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１ 過積載検出システム
１０ 撮影装置
１１ 撮影部
１２ 制御部
１３ 記憶部
１４ 通信部
２０ 処理装置
２１ 制御部
２１１ ＣＰＵ
２１２ ＲＡＭ
２２ 記憶部
２２１ 積載量換算テーブル
２２２ タイヤ変形量算出設定
２２３ エラー情報
２３ 通信部
２４ 報知動作部
Ｌ２ｃｙ 縦幅
Ｌ２ｔ タイヤ径
Ｌｃｘ 接地幅
Ｌｃｙ 接地距離
Ｌｔ タイヤ半径
ＯＲ 軸位置
Ｐｃ１、Ｐｃ２ 接地端点
Ｐｃｃ 接地中点
Ｐｒ４ 上端点
Ｒ リム
Ｔｓ 外縁
Ｔｓｇ 外径円

Claims (29)

1. タイヤの正面画像を用いたタイヤ形状算出方法であって、
   前記正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値と、前記タイヤの変形に応じた変形値とを直接同定するのに必要な前記タイヤの特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する特定ステップ、
   前記特定ステップで特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される前記基準値若しくは前記変形値を推定する推定ステップ、
   を含むことを特徴とするタイヤ形状算出方法。
2. 前記推定ステップでは、特定されている前記特徴点から前記推定が不可能な場合には、前記未特定特徴点に応じた他点の位置を補完的に特定して、前記未特定特徴点又は当該未特定特徴点に係る前記基準値若しくは前記変形値を推定することを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状算出方法。
3. 前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁のうち接地部分である接地線の両端点が含まれ、
   前記推定ステップでは、前記両端点の少なくともいずれかが前記未特定特徴点である場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円と前記接地線を含む直線との交点から前記未特定特徴点を推定する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ形状算出方法。
4. 前記推定ステップでは、前記両端点のいずれもが前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記接地線上の他点の位置を補完的に特定して前記接地線を同定することを特徴とする請求項３記載のタイヤ形状算出方法。
5. 前記推定ステップでは、前記両端点のうちいずれか一方の端点を特定可能な場合には、前記一方の端点を含む前記円弧部分で特定された３点以上の特定点より前記外径円を同定することを特徴とする請求項３記載のタイヤ形状算出方法。
6. 前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
   前記推定ステップでは、当該２点のうち少なくともいずれか１点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して前記外径円を同定する
   ことを特徴とする請求項３～５のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
7. 前記特徴点には、前記両端点と、当該両端点のいずれかと前記タイヤの直径をなす前記円弧部分の点１点とが含まれることを特徴とする請求項３～６のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
8. 前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁のうち接地部分である接地線の中点である接地中点が含まれ、
   前記推定ステップでは、前記接地中点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記タイヤの回転軸位置を通り前記接地線に垂直な垂直線と前記接地線との交点から前記接地中点を推定する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ形状算出方法。
9. 前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で前記接地線から最も離れた上端点が含まれ、
   前記垂直線には、前記上端点を通り前記接地線に垂直な線を含む
   ことを特徴とする請求項８記載のタイヤ形状算出方法。
10. 前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円において前記接地線から最も離れた点を前記上端点として推定する
    ことを特徴とする請求項９記載のタイヤ形状算出方法。
11. 前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円の中心を通る垂直線と当該外径円との交点を前記上端点として推定する
    ことを特徴とする請求項９記載のタイヤ形状算出方法。
12. 前記特徴点には、前記側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
    前記推定ステップでは、当該２点のうち少なくともいずれか１点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して、当該円弧部分を含む外径円を同定する
    ることを特徴とする請求項８～１１のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
13. 前記推定ステップでは、前記円弧部分で特定された３点以上の特定点により前記外径円を同定することを特徴とする請求項１０又は１１記載のタイヤ形状算出方法。
14. 前記推定ステップでは、前記円弧部分の３点以上が前記特定ステップで特定されていない場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して前記外径円を同定することを特徴とする請求項１２記載のタイヤ形状算出方法。
15. 前記推定ステップでは、前記上端点が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記回転軸位置と、前記側面外縁のうち接地していない円弧部分の１点とに基づいて前記上端点を推定することを特徴とする請求項９記載のタイヤ形状算出方法。
16. 前記特徴点には、前記タイヤの回転軸位置と前記タイヤの側面外縁のうち接地していない円弧部分における１点とが含まれることを特徴とする請求項２又は８記載のタイヤ形状算出方法。
17. 前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれる場合には、前記円弧部分で同定された３点以上の特定点により当該円弧部分を含む外径円を同定し、当該外径円の中心位置から前記回転軸位置を推定する
    ことを特徴とする請求項１６記載のタイヤ形状算出方法。
18. 前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれ、かつ前記円弧部分の３点以上が前記特定ステップで特定されていない場合には、該円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定することを特徴とする請求項１７記載のタイヤ形状算出方法。
19. 前記推定ステップでは、前記回転軸位置が前記未特定特徴点に含まれ、かつ当該回転軸位置に対する相対方向が定められている１点が特定されている場合には、当該１点と、前記円弧部分における１点とに基づいて前記回転軸位置を推定することを特徴とする請求項１６記載のタイヤ形状算出方法。
20. 前記特徴点には、前記タイヤの側面外縁上で当該タイヤの直径をなす２点が含まれ、
    前記特定ステップで当該直径をなす２点を特定可能ではない場合には、前記推定ステップでは、前記タイヤの回転軸位置と前記タイヤの側面外縁のうち接地していない円弧部分における１点とに基づいて、当該１点との間で前記タイヤの直径をなす点を推定する
    ことを特徴とする請求項２又は３記載のタイヤ形状算出方法。
21. 前記推定ステップでは、前記特定ステップで前記直径をなす２点を特定可能でなく、かつ前記回転軸位置が特定可能ではない場合には、前記円弧部分で特定された特定点が３点以上となるように他点の位置を補完的に特定して、当該特定点により前記円弧部分を含む外径円を同定することで、前記回転軸位置を推定することを特徴とする請求項２０記載のタイヤ形状算出方法。
22. 前記推定ステップで前記円弧部分で前記特定点を補完的に特定する場合には、当該補完的な特定点の位置が他の特定点に対して所定角度以上離れた点となるように前記円弧部分における位置を定める
    ことを特徴とする請求項６、１２、１４、１８、２１のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
23. 前記推定ステップでは、前記基準値及び前記変形値の算出にそれぞれ必要な数より多い点が特定されている場合には、当該特定されている点について尤もらしい前記基準値及び前記変形値を算出することを特徴とする請求項１～２２のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
24. 前記推定ステップで前記基準値及び前記変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、所定の報知動作を行う報知ステップを含むことを特徴とする請求項１～２３のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
25. 前記所定の報知動作には、所定の表示画面に対する表示動作を含むことを特徴とする請求項２４記載のタイヤ形状算出方法。
26. 前記推定ステップで前記基準値及び前記変形値のうち少なくとも一方が算出できなかった場合に、所定の内容を記録するエラー記録ステップを含むことを特徴とする請求項１～２５のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
27. 前記タイヤに係る複数の正面画像を重ねた多重画像を生成する多重画像生成ステップを含み、
    前記特定ステップでは、前記多重画像を用いて前記特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する
    ことを特徴とする請求項１～２６のいずれか一項に記載のタイヤ形状算出方法。
28. タイヤの正面画像から、接地に伴う変形を伴わないタイヤ径に応じた基準値と、前記タイヤの変形に応じた変形値とを直接同定するのに必要な前記タイヤの特徴点のうち特定可能なものの位置を特定する特定手段と、
    前記特定手段で特定可能ではない未特定特徴点、又は当該未特定特徴点を用いて同定される前記基準値若しくは前記変形値を推定する推定手段と、
    を備えることを特徴とするタイヤ形状算出装置。
29. 請求項２８記載のタイヤ形状算出装置と、
    前記タイヤの正面画像に係る画像の撮影を行う撮影装置と、
    を備えることを特徴とする過積載検出システム。

Images