JPWO2019087444A1 - ダブルタイヤ判定装置、及びダブルタイヤ判定方法 - Google Patents

Abstract

ダブルタイヤ判定装置（１０）は、画像入力部（１１０）と、判定部（１３０）とを備える。画像入力部（１１０）は、車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける。判定部（１３０）は、撮像画像からタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。判定部（１３０）は、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

Description

本開示は、車両に装着されたタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定するダブルタイヤ判定装置に関する。

従来、車両に装着されたタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定するダブルタイヤ判定装置が知られている。

ダブルタイヤとは、タイヤの装着状態であって、車軸の片側にホイールを並列に２つ並べ、その２つのホイールにつき同サイズのタイヤを２本使用するタイヤの装着状態のことを言う。

例えば、特許文献１には、対象とするタイヤを保持するホイールに検出光を照射し、そのホイールにより反射された、その検出光の反射光の検出結果に基づいて、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する技術が記載されている。

特開２０１６−１７０５９８号公報

上記従来の技術を利用するためには、その反射光の強度は、その技術を利用する利用場所における環境光の強度よりも、有意に高くなければならない。

このため、上記従来の技術を利用する従来のダブルタイヤ判定装置は、その設置場所、その運用時間帯等が制限されてしまうことがある。

そこで、本開示は、係る問題に鑑みてなされたものであり、対象とするタイヤへの検出光の照射、及びその検出光の反射光の検知を行わずとも、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定し得るダブルタイヤ判定装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るダブルタイヤ判定装置は、画像入力部と、判定部とを備える。画像入力部は、車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける。判定部は、撮像画像からタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。判定部は、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

本開示の一態様に係るダブルタイヤ判定方法は、車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける入力ステップと、撮像画像からタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する判定ステップとを含む。判定ステップにおいて、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かが判定される。

上記ダブルタイヤ判定装置、及びダブルタイヤ判定方法によると、対象とするタイヤへの検出光の照射、及びその検出光の反射光の検知を行わずとも、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定し得る。

図１は、ダブルタイヤであるか否かを判定する様子の一例を示す模式図である。 図２は、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、ダブルタイヤの斜視図である。 図３Ｂは、シングルタイヤの斜視図である。 図４Ａは、ダブルタイヤの断面図である。 図４Ｂは、シングルタイヤの断面図である。 図５は、ダブルタイヤを撮像する様子の一例を示す模式図である。 図６は、撮像画像の一例を示す図である。 図７は、シングルタイヤを撮像する様子の一例を示す模式図である。 図８は、ダブルタイヤ判定処理のフローチャートである。 図９は、実施の形態２に係るダブルタイヤ判定装置の構成を示すブロック図である。 図１０Ａは、変位係数α１のデータ構成図である。 図１０Ｂは、変位計数α２のデータ構成図である。 図１１は、軸重計測処理のフローチャートである。 図１２は、撮像画像Ａの一例を示す図である。 図１３は、撮像画像Ｂの一例を示す図である。

実施の形態の一態様に係るダブルタイヤ判定装置は、画像入力部と、判定部とを備える。画像入力部は、車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける。判定部は、撮像画像からタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。判定部は、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

このダブルタイヤ判定装置は、対象とするタイヤを含む撮像画像から、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

このため、このダブルタイヤ判定装置によると、対象とするタイヤへの検出光の照射、及びその検出光の反射光の検知を行わずとも、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定し得る。

実施の形態の一態様に係るダブルタイヤ判定方法は、車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける入力ステップと、撮像画像からタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する判定ステップとを含む。判定ステップにおいて、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かが判定される。

このダブルタイヤ判定方法は、対象とするタイヤを含む撮像画像から、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

このため、このダブルタイヤ判定方法によると、対象とするタイヤへの検出光の照射、及びその検出光の反射光の検知を行わずとも、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定し得る。

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。

以下、本開示の一態様に係るダブルタイヤ判定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、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。

（実施の形態１）
ここでは、本開示の一態様として、車両の走行路上に存在する車両のタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定するダブルタイヤ判定装置について説明する。

このダブルタイヤ判定装置には、外部の撮像装置から、特定の走行路について撮像された撮像画像が入力される。そして、このダブルタイヤ判定装置は、その入力された撮像画像から、その車両に装着されたタイヤが、ダブルタイヤであるか否かを判定する。

以下、このダブルタイヤ判定装置の詳細について、図面を参照しながら説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置１０を用いて車両４０に装着されたタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する様子の一例を示す模式図である。

ここでは、ダブルタイヤ判定装置１０は、例えば、トラックなどの大型の車両４０が走行する、例えば、アスファルト製の道路である走行路３０を撮像する撮像装置２０に接続される。そして、ダブルタイヤ判定装置１０には、撮像装置２０によって撮像された１以上の撮像画像が入力される。

図２は、ダブルタイヤ判定装置１０の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、ダブルタイヤ判定装置１０は、画像入力部１１０と、タイヤ位置特定部１２０と、判定部１３０とを含んで構成される。

ダブルタイヤ判定装置１０は、例えば、マイクロプロセッサ（図示せず。）とメモリ（図示せず。）とを備えるコンピュータ（図示せず。）において、メモリに記憶されたプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される。

画像入力部１１０は、撮像装置２０によって撮像された１以上の撮像画像の入力を受け付ける。ここでは、画像入力部１１０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。

タイヤ位置特定部１２０は、画像入力部１１０によって受け付けられた撮像画像に、車両に装着されたタイヤが含まれる場合に、その撮像画像におけるそのタイヤの位置を特定する。ここでは、タイヤ位置特定部１２０は、例えば、撮像画像におけるタイヤの回転中心を、そのタイヤの位置として特定する。

より具体的には、タイヤ位置特定部１２０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した場合には、タイヤ位置特定部１２０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、そのタイヤの回転中心を、そのタイヤの位置として特定する。タイヤ位置特定部１２０は、例えば、そのタイヤを保持するホイールを支持する車軸の軸中心を、そのタイヤの回転中心であると特定しても良い。

判定部１３０は、画像入力部１１０によって受け付けられた撮像画像と、タイヤ位置特定部１２０によって特定された、その撮像画像におけるタイヤの位置とに基づいて、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

以下、判定部１３０による、対象となるタイヤがダブルタイヤであるか否の判定について、図面を参照しながら説明する。

図３Ａは、ダブルタイヤの斜視図であり、図３Ｂは、シングルタイヤの斜視図である。ここで、ダブルタイヤとは、車軸の片側につき同サイズのタイヤを２本使用するタイヤの装着状態のことを言う。シングルタイヤとは、車軸の片側につきタイヤを１本使用するタイヤの装着状態のことを言う。

図４Ａは、図３ＡにおけるＡ−Ａ´面におけるダブルタイヤの断面図であり、図４Ｂは、図３ＢにおけるＢ−Ｂ´面におけるシングルタイヤの断面図である。

図３Ａ、図４Ａに示されるように、ダブルタイヤでは、車軸７０Ａの片側にホイール６０Ａとホイール６０Ｂとを並列に２つ並べ、同サイズのタイヤ５０Ａとタイヤ５０Ｂとの２本を使用する。

一方、図３Ｂ、図４Ｂに示されるように、シングルタイヤでは、車軸７０Ｃの片側に、タイヤ５０Ｃを１本使用する。

一般に、ダブルタイヤでは、図３Ａ、図４Ａに示されるように、外側に位置するタイヤ５０Ａを保持するホイール６０Ａは、車軸７０Ａの内側向きに凹んで配置される。

これに対して、一般に、シングルタイヤでは、図３Ｂ、図４Ｂに示されるように、タイヤ５０Ｃを保持するホイール６０Ｃは、車軸７０Ｃの外側向きに出っ張って配置される。

図５は、撮像装置２０が、ダブルタイヤを撮像する様子の一例を示す模式図である。図６は、撮像装置２０が撮像する撮像画像の一例を示す図である。図７は、撮像装置２０がシングルタイヤを撮像する様子を示す模式図である。

図５に示されるように、ホイール６０Ａが車軸７０Ａの内側向きに凹んで配置されることに起因して、ダブルタイヤが、撮像装置２０の撮像方向に対して車両の進行方向前方側に位置する場合には、ホイール６０Ａにおける、進行方向後方側の一部の領域が、タイヤ５０Ａの死角１００Ａに隠れてしまい、撮像装置２０から見えなくなる。

このため、図６に示されるように、撮像画像において、ダブルタイヤが、撮像画像の中心よりも車両の進行方向前方側に位置する場合には、第１ホイール領域８０Ａの面積の方が、第２ホイール領域９０Ａの面積よりも大きくなる。なお、第１ホイール領域８０Ａとは、ホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心（ここでは、車軸７０Ａの軸中心。）よりも車両の進行方向前方側に位置する領域である。また、第２ホイール領域９０Ａとは、ホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心よりも車両の進行方向後方側に位置する領域である。ここで、回転軸の中心の抽出は、ホイール６０Ａ及び車軸７０Ａの形状から行っても良いし、撮像画像におけるタイヤ５０Ａ及びホイール６０Ａの回転成分から行っても良い。

また、図５に示されるように、ホイール６０Ａが車軸７０Ａの内側向きに凹んで配置されることに起因して、ダブルタイヤが、撮像装置２０の撮像方向に対して車両の進行方向後方側に位置する場合には、ホイール６０Ａにおける、進行方向前方側の一部の領域が、タイヤ５０Ａの死角１００Ｂに隠れてしまい、撮像装置２０から見えなくなる。

このため、図６に示されるように、撮像画像において、ダブルタイヤが、撮像画像の中心よりも車両の進行方向後方側に位置する場合には、第２ホイール領域９０Ｂの面積の方が、第１ホイール領域８０Ｂの面積よりも大きくなる。なお、第２ホイール領域９０Ｂとは、ホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心よりも車両の進行方向後方側に位置する領域である。第１ホイール領域８０Ｂとは、ホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心よりも車両の進行方向前方側に位置する領域である。

一方、図７に示されるように、撮像対象となるタイヤがシングルタイヤである場合には、ホイール６０Ｃが車軸７０の外側向きに出っ張って配置されているために、ホイール６０Ｃが、タイヤ５０Ｃの死角に隠れてしまいにくい。

図５〜図７を用いて説明したように、対象とするタイヤが、ダブルタイヤである場合には、撮像画像におけるそのタイヤの位置によっては、タイヤ５０Ａの死角にホイール６０Ａの一部が隠れてしまう。これに起因して、第１ホイール領域（図６における第１ホイール領域８０Ａ又は第１ホイール領域８０Ｂ。）の面積と、第２ホイール領域（図６における第２ホイール領域９０Ａ又は第２ホイール領域９０Ｂ）の面積との比率が１対１ではなくなることがある。

判定部１３０は、この現象を利用して、撮像画像においてタイヤ５０Ａのホイール６０Ａに生じた、タイヤ５０Ａによる死角に基づいて、対象となるタイヤがダブルタイヤであるか否の判定を行う。すなわち、判定部１３０は、第１ホイール領域（ここでは、第１ホイール領域８０Ａ、または第１ホイール領域８０Ｂ。）の面積と、第２ホイール領域（ここでは、第２ホイール領域９０Ａ、または第２ホイール領域９０Ｂ。）の面積との比率に基づいて、上記判定を行う。ここで、第１ホイール領域とは、撮像画像における、タイヤ５０Ａのホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心の位置よりも第１方向（ここでは、車両の進行方向前方）側に位置する領域である。また、第２ホイール領域とは、撮像画像における、タイヤ５０Ａのホイール６０Ａのうち、タイヤ５０Ａの回転中心の位置よりも、第１方向と逆向きの第２方向（ここでは、車両の進行方向後方）側に位置する領域である。

より具体的には、判定部１３０は、タイヤ位置特定部１２０によって特定された、撮像画像におけるタイヤ５０Ａの位置が、撮像画像の中心位置よりも第１所定長以上第１方向側である場合において、第１ホイール領域８０の面積の方が第２ホイール領域９０の面積よりも大きいとき、対象となるタイヤがダブルタイヤであると判定する。また、判定部１３０は、タイヤ位置特定部１２０によって特定された、撮像画像におけるタイヤ５０Ａの位置が、撮像画像の中心位置よりも第２所定長以上第２方向側である場合において、第２ホイール領域９０の面積の方が第１ホイール領域８０の面積よりも大きいときに、対象となるタイヤがダブルタイヤであると判定する。

また、タイヤ５０Ａの回転軸（車軸７０Ａ）の延長線に対する撮像装置２０の位置から垂線の方向が第１方向とし、垂線の反対方向が第２方向としてもよい。つまり、回転軸の延長線と異なる方向から撮像装置２０で撮像することで、タイヤ５０Ａによる死角に基づいて、対象となるタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定することができる。

ここで、第１所定長は、タイヤ位置特定部１２０によって特定された、撮像画像におけるタイヤ５０Ａの位置が、撮像画像の中心位置よりも第１方向側である場合において、第１ホイール領域８０の面積の方が第２ホイール領域９０の面積よりも有意に大きくなる長さであれば、どのような値であっても構わない。また、第２所定長は、タイヤ位置特定部１２０によって特定された、撮像画像におけるタイヤ５０Ａの位置が、撮像画像の中心位置よりも第２方向側である場合において、第２ホイール領域９０の面積の方が第１ホイール領域８０の面積よりも有意に大きくなる長さであれば、どのような値であっても構わない。第１所定長及び第２所定長は、例えば、撮像画像に対応する実空間における長さ（例えば、１ｍ）によって規定される値であっても構わないし、例えば、撮像画像におけるピクセル数（例えば、１００ピクセル）によって規定される値であっても構わない。また、第１所定長と第２所定長とが、例えば、同じ値であっても構わないし、例えば、互いに異なる値であっても構わない。

上記構成のダブルタイヤ判定装置１０が行う動作について、以下、図面を参照しながら説明する。

［１−２．動作］
ダブルタイヤ判定装置１０は、その特徴的な動作として、ダブルタイヤ判定処理を行う。

ダブルタイヤ判定処理は、車両に装着されたタイヤが含まれる撮像画像が入力された場合において、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する処理である。

図８は、ダブルタイヤ判定処理のフローチャートである。

このダブルタイヤ判定処理は、画像入力部１１０に、車両に装着されたタイヤが含まれる撮像画像が入力されることで開始される。

ダブルタイヤ判定処理が開始されると、画像入力部１１０は、入力された撮像画像を取得する（ステップＳ１０）。

撮像画像が取得されると、タイヤ位置特定部１２０は、画像処理を行って、その撮像画像に含まれるタイヤの回転中心の座標を算出し、算出した座標を、そのタイヤの位置として特定する（ステップＳ１１）。

タイヤの位置が特定されると、判定部１３０は、特定されたタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第１所定長以上、そのタイヤを装着する車両の進行方向前方（第１方向）側であるか否かを調べる（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２の処理において、特定されたタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第１所定長以上第１方向側である場合に（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、判定部１３０は、第１ホイール領域の面積と、第２ホイール領域の面積とを比較する（ステップＳ１３）。ここで、第１ホイール領域とは、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、そのタイヤの回転中心よりも第１方向側に位置する領域である。また、第２ホイール領域とは、撮像画像における、タイヤを保持するホイールの領域のうち、そのタイヤの回転中心よりも第２方向側に位置する領域である。

ステップＳ１２の処理において、特定されたタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第１所定長以上第１方向側でない場合に（ステップＳ１２：Ｎｏ）、判定部１３０は、そのタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第２所定長以上、そのタイヤを装着する車両の進行方向後方（第２方向）側であるか否かを調べる（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の処理において、特定されたタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第２所定長以上第２方向側である場合に（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、判定部１３０は、その撮像画像における第１ホイール領域の面積と、その撮像画像における第２ホイール領域の面積とを比較する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１３の処理において、第１ホイール領域の面積の方が第２ホイール領域の面積よりも大きい場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、判定部１３０は、対象となるタイヤがダブルタイヤであると判定する（ステップＳ１６）。また、ステップＳ１５の処理において、第２ホイール領域の面積の方が第１ホイール領域の面積よりも大きい場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、判定部１３０は、対象となるタイヤがダブルタイヤであると判定する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１３の処理において、第１ホイール領域の面積の方が第２ホイール領域の面積よりも大きくない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、判定部１３０は、対象となるタイヤがダブルタイヤでないと判定する（ステップＳ１７）。また、ステップＳ１５の処理において、第２ホイール領域の面積の方が第１ホイール領域の面積よりも大きくない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、判定部１３０は、対象となるタイヤがダブルタイヤでないと判定する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１６の処理が終了した場合、ステップＳ１７の処理が終了した場合、または、ステップＳ１４の処理において、特定されたタイヤの位置が、撮像画像の中心位置よりも第２所定長以上第２方向側でない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）に、ダブルタイヤ判定装置１０は、そのダブルタイヤ判定処理を終了する。

［１−３．効果等］
上述した通り、ダブルタイヤ判定装置１０は、対象とするタイヤを含む撮像画像から、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する。

このため、ダブルタイヤ判定装置１０によると、対象とするタイヤへの検出光の照射、及びその検出光の反射光の検知を行わずとも、そのタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定し得る。

（実施の形態２）
ここでは、本開示の一態様として、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置１０から、その構成の一部が変更された実施の形態２に係るダブルタイヤ判定装置について説明する。

実施の形態２に係るダブルタイヤ判定装置は、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置１０に対して、軸重計測部が追加される例となっている。軸重計測部は、撮像画像から車両の走行時に走行路に生じた変位の変位量を検出し、検出した変位量に基づいて、その変位量を生じる原因となった車両の軸重を算出する。

以下、このダブルタイヤ判定装置について、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置１０との相違点を中心に、図面を参照しながら説明する。

［２−１．構成］
図９は、実施の形態２に係るダブルタイヤ判定装置１１の構成を示すブロック図である。

図９に示されるように、ダブルタイヤ判定装置１１は、実施の形態１に係るダブルタイヤ判定装置１０に対して、軸重計測部２００が追加されて構成される。

軸重計測部２００は、例えば、マイクロプロセッサ（図示せず。）とメモリ（図示せず。）とを備えるコンピュータ（図示せず。）において、メモリに記憶されたプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって実現される。

軸重計測部２００は、変位量検出部２１０と、軸重位置特定部２２０と、記憶部２３０と、軸重算出部２４０とを含む。

軸重位置特定部２２０は、画像入力部１１０によって受け付けられた撮像画像に路上の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２２０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２２０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。

変位量検出部２１０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の、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２２０によって軸重位置が特定された場合に、変位量検出部２１０は、その特定された軸重位置における変位について、変位量の検出を行う。すなわち、変位量検出部２１０は、画像入力部１１０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、変位が生じている撮像画像とを比較することで、その変位の変位量を検出する。画像間における変位の変位量の検出は、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。

記憶部２３０は、軸重と変位量との関係を示す情報を記憶する。より具体的には、記憶部２３０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、軸重と変位の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、情報として記憶する。情報には、車両のタイヤがシングルタイヤであるときの第１情報と、車両のタイヤがダブルタイヤであるときの第２情報の２種類がある。

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２３０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。

この変位係数αは、軸重位置特定部２２０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、撮像位置からそれぞれの領域まで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。

また、記憶部２３０は、第１情報の係数α１と第２情報の係数α２を記憶している。そして、第１情報の係数α１と第２情報の係数α２は、α２＝Ａα１の関係がある。補正係数Ａは、１より大きく２より小さな値、ここでは、例えば、１．５としている。

ここで、補正係数Ａは、例えば、予め実験を行うことで決定された値であって良い。例えば、変位量検出部２１０が、予め、既知の軸重の車軸に対して、その車軸に装着されるタイヤがダブルタイヤである場合とシングルタイヤである場合との変位量を検出し、それら変位量の比率を、補正係数Ａとして決定しても良い。

記憶部２３０によって記憶される変位係数α１及び変位係数α２の一例を図１０Ａ、図１０Ｂに示す。

軸重算出部２４０は、判定部１３０によって、対象とするタイヤがダブルタイヤであると判定された場合に、変位量検出部２１０から出力された変位量と、記憶部２３０によって記憶される第２情報（変位係数α２）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２２０によって軸重位置が特定された場合には、軸重算出部２４０は、特定された軸重位置における変位の変位量に基づいて、軸重の算出を行う。より具体的には、軸重算出部２４０は、変位量検出部２１０から出力された変位量ｄに、軸重位置特定部２２０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。

また、軸重算出部２４０は、判定部１３０によって、対象とするタイヤがシングルタイヤであると判定された場合は、変位量検出部２１０から出力された変位量と、記憶部２３０によって記憶される第１情報（変位係数α１）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。

上記構成のダブルタイヤ判定装置１１が行う動作について、以下、図面を参照しながら説明する。

［２−２．動作］
ダブルタイヤ判定装置１１は、その特徴的な動作として、軸重計測処理を行う。

軸重計測処理は、ダブルタイヤ判定装置１１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１１は、軸重計測処理のフローチャートである。

この軸重計測処理は、画像入力部１１０に、車両が含まれる撮像画像（以下、この撮像画像を「撮像画像Ａ」と呼ぶ。）が入力されることで開始される。

軸重計測処理が開始されると、画像入力部１１０は、撮像装置２０から入力された撮像画像Ａを取得する（ステップＳ１１０）。

図１２は、取得された撮像画像Ａの一例である。この撮像画像Ａには、走行路３０上を走行する車両４０が含まれる。そして、この車両４０は、そのタイヤの最下点５１０において走行路３０に接触している。

再び図１１に戻って、軸重計測処理の説明を続ける。

撮像画像Ａが入力されると、軸重位置特定部２２０は、画像認識処理を行って、車両４０のタイヤの最下点５１０を特定し、特定した最下点５１０に対応する走行路３０上の領域を軸重位置として特定する（ステップＳ１２０）。

ここで、特定する軸重位置は、必ずしも１点（１画素）でなくてもよく、隣接する複数画素からなる局所画像領域として特定されても良い。なお、軸重検出の対象とする軸重検出範囲を、走行路３０の領域に限定しても良いし、走行路３０の一部に限定しても良い。限定する領域を、ユーザが指定しても良いし、ユーザによる指定と、走行路の色やテクスチャの画像認識とを併用して行っても良い。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３０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。

軸重位置が特定されると、変位量検出部２１０は、特定された軸重位置において走行路に生じた変位の変位量を検出する（ステップＳ１３０）。この変位量の検出には、撮像画像Ａと、画像入力部１１０によって取得された撮像画像のうちの、変位が生じていない撮像画像（以下、この撮像画像を「撮像画像Ｂ」と呼ぶ。）とを用いて行われる。軸重位置が特定されるまでに、画像入力部１１０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２１０は、画像入力部１１０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。

図１３は、取得された撮像画像Ｂの一例である。この撮像画像Ｂは、撮像画像Ａ（図１２参照）と同じ場所について、同じ視点から撮像された画像である。撮像画像Ｂにおける、走行路３０上の領域６１０は、撮像画像Ａにおける、タイヤの最下点５１０に対応する走行路３０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３０上の領域６２０は、撮像画像Ａにおける走行路３０上の領域５２０と同一領域である。

変位量検出部２１０は、撮像画像Ａにおける最下点５１０に対応する走行路３０上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域６１０との間で生じる変位の変位量を検出する。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ため、走行路を走行する車両の震動等による撮像装置２０の揺れの影響を抑えることが望ましい。一例として、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５２０と、撮像画像Ｂにおける領域６２０と）を選出し、選出された領域間の変位量（以下、この変位量を「非軸重位置変位量」と呼ぶ。）を算出する。そして、撮像画像Ａにおけるタイヤの最下点５１０に対応する走行路３０上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域６１０との間で生じる変位の変位量から、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とで、撮像装置２０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２０の揺れの影響を抑えることが可能となる。

再び図１１に戻って、第１計測処理の説明を続ける。

変位量が検出されると、軸重算出部２４０は、対象とするタイヤが、判定部１３０によってダブルタイヤであると判定されたか否かを調べる（ステップＳ１４０）。

ステップＳ１４０の処理において、対象とするタイヤが、判定部１３０によってダブルタイヤであると判定された場合に（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、軸重算出部２４０は記憶部２３０から変位係数α２を取得する（ステップＳ１５０）。

ステップＳ１４０の処理において、対象とするタイヤが、判定部１３０によってダブルタイヤであると判定されなかった場合に（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、軸重算出部２４０は記憶部２３０から変位係数α１を取得する（ステップＳ１６０）。

ステップＳ１５０の処理および、ステップＳ１６０の処理により、変位係数値が取得されると、軸重算出部２４０は、取得された変位係数に、変位量検出部２１０から出力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Ｓ１７０）。

軸重が算出されると、軸重算出部２４０は、算出された軸重の数値を外部に出力する（ステップＳ１８０）。ここで、軸重算出部２４０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。この際、この基準値は、絶対的な基準値でも良いし、相対的な基準値でも良い。これは、対応する撮像画像に含まれる車両が、過積載である可能性が比較的高いことを反映してなされるものである。

ステップＳ１８０の処理が終了すると、ダブルタイヤ判定装置１１は、その軸重計測処理を終了する。

［２−３．効果等］
一般に、走行路に軸重が加えられたことに起因してその走行路に生じる変位の変位量は、車軸に装着されるタイヤがダブルタイヤである場合には、そのタイヤがシングルタイヤである場合よりも小さくなる。

上述した通り、ダブルタイヤ判定装置１１は、軸重を算出する場合において、対象とするタイヤがダブルタイヤであるときには、変位量検出部２１０によって検出された変位量に対して、補正係数Ａを乗じた変位係数α２を取得する。そして、ダブルタイヤ判定装置１１は、変位係数α２を用いて、軸重を算出する。

これにより、ダブルタイヤ判定装置１１は、対象とするタイヤがダブルタイヤである場合であっても、変位量を補正しない従来型の算出方法で軸重を算出する従来の軸重計測装置に比べて、より精度良く軸重を計測し得る。

（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１、２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。

（１）実施の形態１において、走行路の走行方向に対して略垂直（約９０°）の方向に撮像装置２０を配置し、撮像画像において中心線よりも進行方向前方及び進行方向後方の位置ではタイヤを斜め方向から撮影できるとした。しかし、走行路の走行方向に対して４５〜８０°及び１００〜１３５°の方向に撮像装置２０を配置するとしても良い。この場合、撮像画像に撮像された車両が進行方向後方から進行方向前方に移動するに従い、第１ホイール領域と第２ホイール領域との面積比率が徐々に変化する。この変化度合いにより、対象となるタイヤがダブルタイヤであるか否かを判定することができる。

（２）実施の形態１において、第１方向を車両の進行方向前方、第２方向を車両の進行方向後方とした。しかし、第１方向を車両の上方向、第２方向を車両の下方向としても良い。例えば、車両のタイヤよりも高い位置から撮影を行う。そして、ホイールの上側の一部の領域がタイヤの死角で隠れたとき、ダブルタイヤであると判定し、ホイールの上側の一部の領域がタイヤの死角で隠れないとき、ダブルタイヤであると判定しない。この場合、回転中心に対して、上側と下側のホイールの面積の比率に基づいて、タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定すればよい。

（３）実施の形態１において、ダブルタイヤ判定装置１０は、撮像装置２０によって撮像された撮像画像の入力を受け付ける画像入力部１１０を備える構成の例であるとして説明した。しかしながら、撮像画像を取得することができれば、ダブルタイヤ判定装置１０は、必ずしも画像入力部１１０を備える構成である必要はない。例えば、画像入力部１１０を備える代わりに、撮像画像を撮像する撮像部を備えてもよい。そして、タイヤ位置特定部１２０が利用する撮像画像は、その撮像部によって撮像された撮像画像であるとしても構わない。このような構成にすることで、外部の撮像装置が不要となる。

（４）実施の形態１において、ダブルタイヤ判定装置１０は、マイクロプロセッサとメモリとを備えるコンピュータにおいて、メモリに記憶されたプログラムをマイクロプロセッが実行することによって実現される構成の例であるとして説明した。しかしながら、ダブルタイヤ判定装置１０は、上記実現例と同等の機能を有していれば、必ずしも上記実現例通りに実現される構成の例に限定される必要はない。例えば、ダブルタイヤ判定装置１０を構成する構成要素の一部又は全部が、専用回路によって実現される構成の例であっても構わない。

（５）各実施の形態において、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、撮像する光の波長帯は、可視光以外に、紫外線、近赤外線、遠赤外線であっても構わない。

（６）ダブルタイヤ判定装置１０、１１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。

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、ダブルタイヤ判定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。

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。

本開示は、ダブルタイヤか否かを判定するダブルタイヤ判定装置に広く利用可能である。

１０、１１ ダブルタイヤ判定装置
１１０ 画像入力部
１２０ タイヤ位置特定部
１３０ 判定部
２１０ 変位量検出部
２２０ 軸重位置特定部
２３０ 記憶部
２４０ 軸重算出部

Claims (9)

1. 車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける画像入力部と、
   前記撮像画像から前記タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記撮像画像における、前記タイヤを保持するホイールの領域のうち、前記タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、前記撮像画像における、前記タイヤを保持するホイールの領域のうち、前記回転中心の位置よりも、前記第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、前記タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する
   ダブルタイヤ判定装置。
2. 前記撮像画像から、前記撮像画像における前記タイヤの位置を特定するタイヤ位置特定部を備え、
   前記判定部は、前記タイヤ位置特定部によって特定された前記撮像画像における前記タイヤの位置に基づいて、前記タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する
   請求項１に記載のダブルタイヤ判定装置。
3. 前記第１方向は、前記車両の進行方向であり、
   前記判定部は、前記タイヤ位置特定部によって特定された、前記撮像画像における前記タイヤの位置が、前記撮像画像の中心位置よりも第１所定長以上前記第１方向側である場合において、前記第１ホイール領域の面積の方が前記第２ホイール領域の面積よりも大きいとき、前記タイヤがダブルタイヤであると判定する
   請求項２に記載のダブルタイヤ判定装置。
4. 前記第１方向は、前記車両の進行方向であり、
   前記判定部は、前記タイヤ位置特定部によって特定された、前記撮像画像における前記タイヤの位置が、前記撮像画像の中心位置よりも第２所定長以上前記第２方向側である場合において、前記第２ホイール領域の面積の方が前記第１ホイール領域の面積よりも大きいとき、前記タイヤがダブルタイヤであると判定する
   請求項２に記載のダブルタイヤ判定装置。
5. 前記第１方向は、前記タイヤの回転軸の延長線に対する前記撮像画像を撮像する撮像装置の位置から垂線の方向であり、
   前記判定部は、前記第１ホイール領域の面積の方が前記第２ホイール領域の面積よりも大きいときに、前記タイヤをダブルタイヤであると判定する
   請求項２に記載のダブルタイヤ判定装置。
6. 前記撮像画像から、前記タイヤから軸重が加えられたことによって、前記車両が走行する走行路に生じる変位に対応した、前記撮像画像における変位量を検出する変位量検出部と、
   前記軸重と前記変位量との関係を示す情報を記憶する記憶部と、
   前記変位量と、前記情報と、前記判定部による判定の結果とに基づいて、前記軸重を算出する軸重算出部と、を備える
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のダブルタイヤ判定装置。
7. 前記記憶部は、前記情報としてシングルタイヤ用の第１情報とダブルタイヤ用の第２情報とを記憶し、
   前記タイヤがダブルタイヤであると前記判定部が判定した場合、前記軸重算出部は、前記第２情報と、前記変位量とに基づいて、前記軸重の算出を行い、
   前記タイヤがダブルタイヤでないと前記判定部が判定した場合、前記軸重算出部は、前記第１情報と、前記変位量とに基づいて、前記軸重の算出を行う
   請求項６に記載のダブルタイヤ判定装置。
8. 車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける画像入力部と、
   前記撮像画像から、前記撮像画像において前記タイヤを保持するホイールに生じた、前記タイヤによる死角に基づいて、前記タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する判定部を備える
   ダブルタイヤ判定装置。
9. 車両に装着されたタイヤを含む撮像画像の入力を受ける入力ステップと、
   前記撮像画像から前記タイヤがダブルタイヤであるか否かを判定する判定ステップとを含み、
   前記判定ステップにおいて、前記撮像画像における、前記タイヤを保持するホイールの領域のうち、前記タイヤの回転中心の位置よりも第１方向側に位置する第１ホイール領域の面積と、前記撮像画像における、前記タイヤを保持するホイールの領域のうち、前記回転中心の位置よりも、前記第１方向と逆向きの第２方向側に位置する第２ホイール領域の面積との比率に基づいて、前記タイヤがダブルタイヤであるか否かが判定される
   ダブルタイヤ判定方法。

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