JPS62255828A - 最大車両総重量測定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は画像処理を主体として最大車両総重　□量を計
測する最大車両総重量測定方式に関する。

（従来の技術） 高速道路等の有料道路にあっては、車両の車種に応じて
その通行料金が設定されている。この為、入口ゲートに
おける車種判別が不可決である。

しかして車種判別にあっては車両総ＴｆＩ量が重要な要
素となっているにも拘らず、現状では車両総重量の計測
は行われていない。

さて重量に関する測定は、従来一般的には荷重を受けて
弾性変形する起歪ゲージ等を用いる車軸重量の計測にと
どまっている。例えば起歪ゲージを用いた荷重計測器を
道路等に布設し、その荷重計測器の布設箇所に車両を導
き、車輪を介して加わる荷重からその車軸重量を１軸づ
つ計測している。

然し乍ら、有料道路の料金ゲート等で通行車両１台毎に
その車軸重量を計測する作業は非常に大変であることの
みならず、徒に交通渋滞を招く。

そこで車両を停止させることなくその車軸重量を計測す
ることが試みられている。しかし車軸重量は荷重計測器
上を通過する車両速度や車輪の接地面積等によって変化
する為、その正確な計測ができない等の不具合があった
。

一方、車種判別に利用される車両総重量は、車両重量（
空車型ｆｆ１）に、最大員数の搭乗者の重量および荷物
等の最大積ｆ！量を加えたものとして定義される。ここ
で最大車両総重量は、有料道路通行時の乗車人数、積載
量に関係なく前記車両総重量で定義される重量である。

この為、上述した如く計測される車軸型と上記最大車両
総重量とを対応付けることができない。これ故、最大車
両総重量に代えて車軸重量を計測して車種判別するには
無理があると云わざるを得ない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述したように車両を停止させることなくそ
の車軸重量を正確に計測することが困難であること、ま
た計測された車軸重量から車種判別すること自体に無理
があることに鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、車両の移動速度等に関係なくその最大車両総重
量を精度良く計測することができ、例えば車種判別等に
応用することのできる最大車両総重量測定方式を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、車両重量を支えているのが車輪であり、その
車輪に対する仕様が最大車両総重量に関連していること
に着目してなされたもので、■測定部位に進入した車両
の車輪数を検出する手段、 ■上記車両の車輪幅を測定する手段、 ■上記車両を側面から撮像するＴＶカメラ等の画像入力
手段、 ■この画像入力手段と前記車両との距離を測定する手段
、 ■この距離情報に従って前記撮像入力された車外Ａ号 両の側面画像から車輪径（車輪１１形′、或いは車輪外
径とリム径）を計測する手段、 を備え、上記の如く計測された車輪幅と車輪径およびそ
の車輪数から前記車両の総車輪体積を計算して該車両の
最大車両総重量を求めるようにしたものである。

（作用） かくして本発明によれば、測定部位に進入した車両の車
輪数Ｎおよび車輪幅Ｗをそれぞれ計測し、ＴＶカメラ等
によって画像入力された上記車両の側面画像から該車両
の車輪径、例えば外径りとリム径Ｗを計測して、例えば Ｖ−（（Ｌ／２）　　　　（Ｒ／２）”　）Ｗｙｒ一 として車輪体積Ｖを求め、例えば全ての車輪が同一形状
の場合には、 −Ｎ−Ｖ としてその総車輪体積Ｔを求めることが可能となる。ま
た個々の車輪形状が異なる場合には、例えば各車輪毎に
求められた車輪体積Ｖ　１．Ｖ　２．〜Ｖｎを加算して
その総車輪体積Ｔを求めることが可能となる。

この総車輪体積Ｔは車両重量を支えている車輪の仕様で
あり、その仕様は最大車両総重量に関連しているもので
あるから、ここに上記総車輪体積Ｔと最大車両総重量と
を対応付けて、その最大車両総重量を計測することが可
能となる。

しかも上述した計測処理は、車両移動速度に関係なく瞬
時的に行なうことが可能であり、また車両の移動速度に
伴う計測値の変化要因もないことから、車両を停止させ
ることなく効果的に、しかも精度良く行い得る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例にっき説明する
。

第１図は実施例方式を適用して構成される最大車両総重
量計測装置の概略構成図である。図中１は、最大車両総
重量の計測領域であり、例えば高速道路等の有料道路の
料金ゲート等に設置される。

車両感知装置２は上記計測領域ｌに車両３が進入したこ
とを検知するものであり、例えば車両３によって光路が
遮られたとき、これを車両の進入として検知する光電変
換器や、道路等に埋設され車両３による荷重を検出して
車両の進入を検知する圧力変換器等を用いて実現される
。

この車両感知装置２による車両３の検知情報は演算処理
装置４に与えられ、該演算処理装置４による上記車両３
の最大車両総重量の計測演算処理が起動される。またこ
の車両進入の検知に同期して、後述する各部の動作がそ
れぞれ制御される。

ＴＶ左カメラは上記測定部位１を通過する車両を、その
側面から画像入力するものであり、撮像入力された車両
３の側面画像はＡ／Ｄ変換器６を介して画像メモリ７に
格納されるものとなっている。この画像メモリ７への車
両の側面画像の格納は、前記車両感知装置２による車両
３の進入検知に同期して行われる。

゛距離ＤＪ定装置８は上記ＴＶ右カメラが車両３の側面
画像を撮像入力する際の、該ＴＶ右カメラと前記測定部
位１における車両３との距離ノを測定するものであり、
例えばレーザ測長器によって実現される。

また車輪数検出装置９は前記測定部位１に進入した車両
３の車輪数Ｎを検出するものであり、車輪幅測定装置１
０は上記車両３の各車輪３ａの幅（車輪幅）Ｗをそれぞ
れ測定するものである。

これらの車輪数検出装置９および車輪幅測定装置１０は
、例えば第３図に示すように前記測定部位１の道路面１
１に布設されたシート状の感圧センサ１２による加重位
置座標データ等から上記車輪数Ｎおよび車輪幅Ｗをそれ
ぞれを検出するものとなっている。即ち、シート状の感
圧センサ１２上を車両３が通過するとき、その通過時点
での車両総重量が車輪３ａを介して上記感圧センサ１２
に印加される。

この結果、感圧センサ１２は車輪３ａが当接している部
位で荷重を受け、その位置座標データを出力することに
なる。従って、連続的にまとまりのある位置座標データ
の車幅方向の寸法を計測すれば、その車輪幅Ｗを求める
ことが可能となる。また上記車輪幅Ｗが計測される位置
座標データのまとまりの数を計測すれば、その車輪数Ｎ
を計測することが可能となる。

尚、上記距離検出装置８も上記シート状の感圧センサに
よる加重位置座標データから距離ノを測定するものであ
っても良い。この場合には、ＴＶ左カメラに最も近い座
標位置で検出される車輪位置情報を上記距離ノとして検
出するようにすれば良い。

しかして前記演算処理装置４では、先ず第４図に示すよ
うに前記画像メモリ７に格納された入力画像データＡ中
から予め求められている背景画像Ｂの成分を除去して測
定対象とする車両３の側面画像Ｃだけを抽出し、更にこ
の画像Ｃ中から車輪部の画像を抽出している。

この車輪部分の抽出は、例えばその画像データ中のエツ
ジ線成分を抽出し、その線文の追跡によって閉ループを
構成する図形を抽出し、それぞれラベリングする。そし
て各図形について、その円形度ｅを ｅ−（周囲長）２／（面積）２ 等として計算し、上記円形度ｅが略４πとなる図形を車
輪の画像であるとして検出するようにすれば良い。

そしてその車輪画像の大きさから、車輪３ａの外径りと
リム径Ｒをそれぞれ計測している。この際、前記測定圧
＋ｌ１ｌＪに従って寸法計測の為の補正係数を求め、車
輪画像から直接計測される寸法を実際の車輪３ａの外径
りとリム径Ｒに変換する為の演算処理係数を補正するも
のとなっている。つまりＴＶ左カメラによって撮像入力
される車両３の側面画像の大きさは、該ＴＶ右カメラの
撮像視野角度に起因する被写体距離ノによって変化する
。この大きさの変化を前記測定距離ｌによって補正して
車輪３ａの外径りとリム径Ｒとをそれぞれ求めている。

この際、ＴＶ左カメラによる車両側面の撮像角度に応じ
た補正処理を施すことも勿論可能である。

その後、演算処理装置４では上記外径りとリム径Ｒ１お
よび前記車輪数Ｎと車輪幅Ｗとに従って次のようにして
総車輪体積Ｔを求めている。

即ち、車輪体積Ｖは第２図に示すようにその外径Ｌ１リ
ム径Ｒ１および車輪幅Ｗに関して、例えば Ｖ−＋　（Ｌ／２）　２−　（Ｒ／２）　２１　Ｗπと
して定義される。演算処理装置４はこのように定義され
る演算式に従って、車輪３ａの車輪体積Ｖを求めている
。そして、例えば普通乗用車のように全ての車輪が同一
形状の場合には、その車輪数Ｎから −Ｎ−Ｖ としてその総車輪体積Ｔを算出している。

尚、一部の商用車等のように前輪と後輪とでその車輪３
ａの形状が違う場合には、同一の車軸に装着された左右
の車輪の形状が等しいとの前提の下で、前輪および後輪
についてそれぞれ車輪体積■を求め、それらの総和を計
算することによって総車輪体積Ｔが算出される。つまり
一般的には車輪３ａは車両の幅方向に左右対称に設けら
れることから、片側における前輪と後輪と・の車輪体積
■をそれぞれ求め、その加算値を２倍して総車輪体積Ｔ
を求めるようにすれば良い。

また車輪を２重に装着した、所謂ダブルタイヤの車両３
については、これを１つの車輪と看做して上述した処理
を施せば良い。即ち、幅方向に近接して２つの車輪３ａ
が検出されるような場合、これを１つの車輪として取扱
い、且つ上記２つの車輪３ａの各検出車輪幅Ｗを加算し
て、上記１つと看做した車輪の幅Ｗとすれば十分である
。

このように本装置にあっては、測定部位１に進入した車
両３の車輪３ａの外径Ｌ１リム径Ｒ１および車輪幅Ｗか
らその車輪体積■を求め、車輪数Ｎに従ってその総車輪
体積Ｔを求めるものとなっている。

この総車輪体積Ｔは、車両３の最大車両総重量に関連し
た車輪３ａの仕様に対応したものであるから、該最大車
両総重量に対応したものであると云える。従って、例え
ば最大車両総重量と総車輪体積Ｔとの対応関係を予め求
めておけば、上述した如く計測される総車輪体積Ｔから
、その車両３の最大車両総重量を求めることが可能とな
る。

また前記車輪数Ｎおよび車輪幅Ｗは、前述したシート状
の感圧・センサ１２上を車両８が通過するだけで計測可
能なものであり、また車両３の移動速度に関係な（計測
できるものである。更には車両３の側面画像の撮像人力
も瞬時的に行うことができるものである。故に、計測対
象となる車両３をその都度停止させることなく、その計
測処理を精度良く、且つ効率良く行なうことが可能とな
る。

しかも従来のように車軸型を計測する方式とは本質的に
異なる為、例えば車種判別に直接利用することのできる
情報（最大車両総重量）を非常に効果的に求めることが
できる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば車両進入方向の前方位置に別のＴＶ左カメラ設
けておき、このＴＶ左カメラよって撮像入力される車両
の正面画像から車輪幅Ｗを計ｉ９＋するようにしても良
い。また２台のＴＶ左カメラよって撮像入力される車両
３の側面画像および正面画像からその車輪数Ｎを求める
ようにしても良い。また車両の側面画像を撮像入力する
ＴＶ左カメラとしては、その車輪部分だけを撮像入力す
るものであっても良い。

更には車輪３ａの体積Ｖを、そのリム部分の空間を含ん
だものとして簡略化して定義する場合には、車輪の外径
りと車輪幅Ｗだけにより車輪体積■を計算することがで
き、リム径Ｒを算出する為の処理が不要となる。また画
像処理において、車体の一部に車６輪が隠れる等してそ
の車輪画像を円形として求めることができない場合には
、例えば所定の弧を描く図形を車輪であるとして抽出し
、その弧の曲率を計算する等して車輪３ａの外径りやリ
ム径Ｒを算出するようにすれば良い。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本方式によれば、測定部位を通過す
る車両の車輪数Ｎ１車輪幅Ｗ１車輪径（外径り、リム径
Ｒ）を、その車両移動速度に係わりなく瞬時的に求め、
これらの計測情報から最大車両総重量に対応する総車輪
体積を算出するので、その処理を簡易に、且つ効率良く
行なうことができる。従って高速道路等の有料道路の料
金ゲートに設置しても、車両を一々停止させる必要がな
いので交通渋滞を招来する要因とはなり得ず、例えば車
種判別の為の情報等として有効に利用することを可能と
する等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方式を適用して構成される最
大車両総重量測定装置の概略構成図、第２図は車輪体積
の概念を示す図、第３図は感圧センサを用いた車輪幅と
車輪数の計測例を示す図、第４図は撮像入力した車両の
側面画像に対する画像処理の概念を示す図である。 ■・・・ｆｌｌｌ＋定部位、２・・・車両感知装置、３
・・・車両、３ａ・・・車輪、４・・・演算処理装置、
５・・・ＴＶ左カメラ６・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・
画像メモリ、８・・・距離１ｉ１１定装置、９・・・車
輪数検出装置、１０・・・車両幅測定装置。　　　。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象とする車両の測定部位への進入を検知す
   る手段と、この測定部位に進入した車両の車輪数を検出
   する手段と、上記車両の車輪幅を測定する手段と、上記
   車両を側面から撮像する画像入力手段と、この画像入力
   手段と前記車両との距離を測定する手段と、この距離情
   報に従って前記撮像入力された車両の側面画像から車輪
   径を計測する手段と、計測された車輪幅と車輪径および
   その車輪数から前記車両の総車輪体積を計算して該車両
   の最大車両総重量を求める演算手段とを具備したことを
   特徴とする最大車両総重量測定方式。
2. （２）車両の側面画像から車輪径を計測する手段は、撮
   像入力した画像から背景画像を除去して該画像中の車輪
   の大きさを計測し、その計測値を距離情報に従って補正
   して車輪径を求めるものである特許請求の範囲第１項記
   載の最大車両総重量測定方式。
3. （３）車輪径は、車輪の外径として、または外径とリム
   径として求められるものである特許請求の範囲第１項記
   載の最大車両総重量測定方式。
4. （４）画像入力手段は、ＴＶカメラからなるものである
   特許請求の範囲第１項記載の最大車両総重量測定方式。